УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗЪЕМНЫХ МАГНИТНЫХ НЕГАТИВОВ Российский патент 1996 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к области протезирования, в частности к электромагнитным устройствам для изготовления разъемных магнитных негативов из ферромагнитных сыпучих материалов при получении анатомических моделей (позитивов) сложной формы.

Известно устройство для получения негативов из неферромагнитных сыпучих материалов, содержащее емкость с двойными стенками, одна из которых газопроницаемая, и замкнутую полость, расположенную между этими стенками и сообщенную с вакуумным насосом (а.с. СССР N 13/8228, кл. А 61 F 2/60, 1985).

Основным недостатком этого устройства является ограниченная область применения только для получения негативов объектов относительно простой конфигурации (конусообразной).

Наиболее близким к предлагаемому является электромагнитное устройство для изготовления неразъемных магнитных негативов из ферромагнитных сыпучих материалов, содержащее источник магнитного поля в виде электрической катушки, окруженной со всех внешних сторон магнитопроводом, который выполнен коробчатой формы. Устройство имеет два полюса, образующие межполюсное пространство для размещения анатомического объекта и емкости (ограждения) с ферромагнитным сыпучим материалом [1]
Основной недостаток этого устройства в том, что оно не позволяет получать модели объектов сложной конфигурации, имеющих поверхности с разнонаправленными уклонами, в т.ч. поднутрения.

Сущность изобретения достигается тем, что в известное устройство, содержащее ограждение для формовочного материала, источник магнитного поля в виде электрической катушки и магнитопровод, введен второй магнитопровод с катушкой, установленный с возможностью соединения с первым, причем каждый магнитопровод имеет вертикальные полюсные пластины, соединенные сердечником, охваченным витками катушек, при этом сердечники с катушками расположены у нижних торцов полюсных пластин, а ограждение для формовочного материала образовано вертикальными полюсными пластинами и пластинами ограждения. Полюсные пластины могут быть снабжены сменными полюсными наконечниками, установленными на вертикальной торцовой поверхности полюсной пластины с возможностью контакта друг с другом. В него могут быть введены одна или несколько опор для анатомического объекта, установленные между магнитопроводами. Опора снабжена опорным элементом, установленным с возможностью перемещения по высоте. В него могут быть введены держатели для размещения сменных разделительных вставок.

На фиг. 1 показано устройство без опоры перед разъединением электромагнитов, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 то же, с опорой, вид спереди, разрез; на фиг. 4 то же, с опорой и держателем вставок, вид сбоку со стороны поверхности разъема; на фиг. 5 то же, вид сбоку; на фиг. 6 схема распределения магнитных силовых линий в полюсных пластинах и межполюсном пространстве электромагнита; на фиг. 7 схема распределения силовых линий в воздухе межполюсного пространства электромагнита, вид сверху.

Устройство в базовом исполнении содержит два электромагнита 1 и 2, направляющие 3 для перемещения одного из них или двух. Перемещение может осуществляться вручную или с помощью механизма (не показан), например рычажного или винтового. Каждый электромагнит содержит вертикальные полюсные пластины 4 и 5, соединенные между собой у нижних торцов сердечником 6, вокруг которого размещены витки электрической катушки 7, ограждение 8 для формовочного материала. Полюсные пластины 4 и 5 и сердечник 6 образую U-образный магнитопровод. Полюсные пластины 4 и 5 могут быть снабжены быстросменными полюсными наконечниками 9, установленными на вертикальной торцовой поверхности пластины с возможностью соприкосновения с ответным наконечником одноименной полюсной пластины другого электромагнита. Линия соприкосновении полюсных наконечников приближенно повторяет линию раздела анатомического объекта на поверхности с разнонаправленными уклонами.

Кроме того, устройство может быть снабжено опорой 10 для анатомического объекта. Этих опор может быть одна или несколько. Например, для стопы человека желательно иметь две или три точечных опоры. Опорная поверхность опоры 10 может быть различной конфигурации (круглой, продолговатой, криволинейной), в т.ч. соответствовать конфигурации всей или части опирающейся поверхности объекта. Опору 10 желательно выполнять с возможностью перемещения ее опорного элемента по высоте с помощью известных приспособлений, например винтовой пары. Опора 10 размещается между электромагнитами 1 и 2.

Устройство может быть снабжено также держателями 11 разделительных вставок 12. Держатели 11 могут быть выполнены в виде стоек, установленных с внешней стороны полюсных пластин 4 и 5, в полости разъема устройства. К ним крепятся с помощью быстродействующих зажимов (например, винтовых) вставки 12, выполненные из тонколистового материала (алюминия, текстолита, гетинакса, стеклотекстолита и т.п.). Один из краев вставки 12 имеет конфигурацию, приближающуюся к очертаниям объекта (в вертикальном направлении).

Устройство работает следующим образом.

П р и м е р 1. В исходном состоянии электромагниты 1 и 2 прижаты друг к другу и их пластины 4 и 5 и ограждение 8 образуют рабочее пространство для формовочного материала 13, открытое только сверху. Если устройство не оснащено опорами 10, то на дне рабочего пространства насыпается слой формовочного материала 13 и на него устанавливается анатомический объект, например культя голени инвалида. Если же устройство оснащено опорами 10, от объект устанавливается на опору 10. Причем в зависимости от индивидуальных особенностей объекта опора 10 может размещаться по высоте в рабочем пространстве. Аналогично может изменяться и высота (толщина) слоя формовочного материала 13.

Объект в любом случае устанавливается таким образом, чтобы извилистая линия раздела его на поверхности с разнонаправленными уклонами совпала с аналогичной линией соприкосновения полюсных наконечников 9. Линия раздела предварительно наносится на объекте и по ней подбираются полюсные наконечники 9, которые при их соприкосновении должны образовать аналогичную линию. Наконечники 9 перед началом работы закрепляются на вертикальных торцовых поверхностях полюсных пластин 4 и 5.

Наличие опор 10 снижает трудоемкость установки объекта для совпадения линий раздела объекта с линией соприкосновения наконечников.

После установки объекта в рабочем пространстве устройства он засыпается до необходимого уровня ферромагнитным формовочным материалом. Затем на электрические катушки 7 подается безопасное постоянное напряжение 110 В. Магнитное поле, создаваемое катушками 7, расположенными у нижних торцов пластин 4 и 5, намагничивает сердечник 6, пластины 4 и 5, наконечники 9 и формовочный материал 13. Причем силовые линии 14 поля в пластинах 4 и 5 и наконечниках 9 направлены вдоль поверхности разъема электромагнитов 1 и 2, что существенно снижает силы отталкивания между ними. Формовочный материал 13 при намагничивании приобретает прочность, которая возрастает с увеличением индукции магнитного поля. Затем один из электромагнитов отдаляется от другого вручную или с помощью соответствующего механизма (не показан). При этом происходит и разделение намагниченного формовочного материала 13 на две части с образованием криволинейной неровной поверхности разъема. Получается в результате этого два магнитных полунегатива. Поскольку линия соприкосновения наконечников 9 совпадает с линией раздела поверхности объекта на поверхности с разнонаправленными уклонами, то поверхность разъема полунегативов получается с гораздо меньшими разрушениями и требуется гораздо меньше времени на их исправление, чем без применения наконечников 9. При отделении одного электромагнита объект остается в неподвижном полунегативе, откуда затем осторожно удаляется. Если устройство оснащено опорой 10, то возможно перемещение обоих электромагнитов 1 и 2. При этом объект остается на неподвижной опоре 10. Вероятность повреждения полунегатива во время удаления объекта в этом случае уменьшается, что снижает трудоемкость исправления полунегатива. После удаления объекта полунегативы вновь соединяется и в полость негатива заливается модельный материал. Поскольку силовые линии магнитного поля в полюсных пластинах 4 и 5 направлены вдоль поверхности разъема (стыка) электромагнитов 1 и 2, то это уменьшает силы отталкивания полунегативов и облегчает их соединение, особенное ручное. После его частичного или полного затвердевания напряжение с катушек 7 снимается и формовочный материал вновь приобретает сыпучесть. Затем из рабочего пространства устройства удаляются анатомическая модель и формовочный материал. Для удаления материала достаточно раздвинуть электромагниты 1 и 2 и он высыпается в емкость, размещенную под ними (не показана). Цикл закончен.

П р и м е р 2. В этом случае используются держатели 11 разделительных вставок 12. Вставки 12 подбираются из набора по конфигурации линии раздела объекта на поверхности с разнонаправленными уклонами и укрепляются в держателях 11 после установки объекта в рабочее пространство устройства. При этом следят за плотным прижатием пластин 4 и 5 к этим вставкам. Вставка 12 может устанавливаться вплотную к объекту либо с небольшим (до 5 мм) зазором от него. При использовании вставок 12 устройство может работать как с использованием опор 10 и наконечников 9, так и без них.

После засыпки формовочного материала 13, его упрочнения магнитным полем и разъединения электромагнитов 1 и 2 вставка 12 остается на своем месте. Поверхность же разъема полунегативов в местах соприкосновения со вставкой получается гладкой. Использование вставки позволяет уменьшить усилие (трудоемкость) разделения негатива на две части и разрушение полунегативов в области их поверхности разъема. При этом вставка остается между ними. В полость негатива заливается модельный материал, после затвердевания которого осуществляются те же операции, что и в примере 1.

Предложенное устройство по сравнению с устройством-прототипом имеет более широкие технологические возможности и области применения, так как позволяет получать не только анатомические модели простой конфигурации, но и сложной, в т.ч. с поднутрениями.

Использование: в медицинском протезировании для изготовления разъемных магнитных негативов из ферромагнитных сыпучих материалов при получении анатомических моделей сложной формы. Устройство для изготовления разъемных магнитных негативов содержит ограждение для формовочного материала, источник магнитного поля в виде электрической катушки и магнитопровод. Согласно изобретению в него введен второй магнитопровод с катушкой, установленный с возможностью соединения с первым, причем каждый магнитопровод имеет вертикальные полюсные пластины, соединенные сердечником, охваченным витками катушек, при этом сердечники с катушками расположены у нижних торцов полюсных пластин, а ограждение для формовочного материала образовано вертикальными полюсными пластинами и пластинами ограждения. 4 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗЪЕМНЫХ МАГНИТНЫХ НЕГАТИВОВ, содержащее ограждение для формовочного материала, источник магнитного поля в виде электрической катушки и магнитопровод, отличающееся тем, что в него введен второй магнитопровод с катушкой, установленный с возможностью соединения с первым, причем каждый магнитопровод имеет вертикальные полюсные пластины, соединенные сердечником, охваченным витками катушек, при этом сердечники с катушками расположены у нижних торцов полюсных пластин, а ограждение для формовочного материала образовано вертикальными полюсными пластинами и пластинами ограждения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полюсные пластины снабжены сменными полюсными наконечниками, установленными на вертикальной торцевой поверхности полюсной пластины с возможностью контакта друг с другом. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введены одна или несколько опор для анатомического объекта, установленные между электромагнитами. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что опора снабжена опорным элементом, установленным с возможностью перемещения по высоте. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены держатели для размещения сменных разделительных вставок.