УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО И ЛЕЧЕБНОГО ОБЛУЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК A61N5/06 H05H1/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области медицины, точнее к радиотерапии (светотерапии), и предназначено для использования при профилактическом и лечебном облучении световыми, инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами.

Уровень техники

Известно устройство для профилактического и лечебного облучения, содержащее электродуговой аппарат с электродами из ферромарганцевых сплавов. Аппарат питается переменным током через трансформатор, в цепь вторичной обмотки которого включен дроссель. Одним из электродов является кусок ферромарганцевого сплава, другим - стержень из смеси ферромарганцевого сплава с углем (описано в авторском свидетельстве СССР №101672, кл. A61N 5/06, 1949).

Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного технических решений, заключаются в наличии спектрообразующего элемента (электрода) и генератора ионизации материала спектрообразующего элемента.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в использовании электрода в качестве единственного спектрообразующего элемента. Это обусловливает низкий КПД излучения (25%), отсутствие возможности управлять спектром облучения в процессе работы, а также низкие экологические характеристики при работе (большой объем выделения вредных газов, разбрызгивание капель жидкого металла).

Наиболее близким техническим аналогом (прототипом) является устройство для профилактического и лечебного облучения, содержащее плазмотрон со стабилизирующим и плазмообразующим соплами, источники плазмообразующего и стабилизирующего газов, подаваемых в плазмотрон в процессе его работы, два спектрообразующих элемента с осевыми каналами, установленные в выходных каналах упомянутых сопел плазмотрона, а также источник тока для образования плазменной дуги плазмотрона (патент РФ №2062133, кл. A61N 5/06, Бюл. №17 от 20.06.1996).

Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии плазмотрона со стабилизирующим и плазмообразующим соплами, источников плазмообразующего и стабилизирующего газов, подаваемых в плазмотрон в процессе его работы, двух спектрообразующих элементов с осевыми каналами, установленных в выходных каналах упомянутых сопел плазмотрона, а также источника тока для образования плазменной дуги плазмотрона.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что изменение спектра излучения возможно лишь при замене спектрообразующего элемента, а изменение мощности излучения регулируется только током плазменной дуги, что повышает тепловую нагрузку на спектрообразующий элемент (может приводить к его расплавлению).

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении спектра излучения, обеспечении возможности управления спектром излучения в процессе работы, а также в повышении надежности.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в возможности электрической коммутации спектрообразующих элементов: включение спектрообразующих элементов в электрическую цепь плазменной дуги одновременно позволяет распределить мощность дуги на два элемента, что увеличивает ресурс их работы; включение спектрообразующих элементов в электрическую цепь плазменной дуги поочередно дает возможность охлаждения элемента, не включенного в цепь дуги, что повышает надежность устройства. Кроме того, при изготовлении спектрообразующих элементов из разных материалов появляется возможность периодического изменения спектра и мощности излучения в процессе работы устройства.

Технический результат заключается также в том, что изменение полярности подключения спектрообразующих элементов (анод или катод) позволяет резко изменять спектр и интенсивность излучения за счет сильного различия процессов на электроде катода и электроде анода. Внесение спектрообразующих компонентов в электрод плазмотрона позволяет расширить спектр излучения устройства. Использование комбинации различных газов, подаваемых в плазмообразующее и стабилизирующее сопла, позволяет дополнительно изменять спектр излучения и, кроме того, менять ионный состав тепловой струи, что расширяет терапевтический эффект облучения.

Достигается технический результат тем, что устройство для профилактического и лечебного облучения содержит плазмотрон с плазмообразующим и стабилизирующим соплами, источники плазмообразующего и стабилизирующего газов, подаваемых в плазмотрон в процессе его работы, два спектрообразующих элемента с осевыми каналами, установленные в выходных каналах упомянутых сопел плазмотрона, источник электрического тока для образования плазменной дуги плазмотрона и коммутатор спектрообразующих элементов, соединенный с источником тока и спектрообразующими элементами с возможностью включения спектрообразующих элементов в электрическую цепь плазменной дуги по отдельности или одновременно.

Достигается технический результат также тем, что устройство содержит коммутатор полярности, соединенный с источником тока, спектрообразующими элементами и электродом плазмотрона, при этом указанный коммутатор выполнен с возможностью включения спектрообразующих элементов так, что эти элементы могут быть анодами или катодами плазменной дуги или поочередно менять полярность.

Достигается технический результат также тем, что электрод плазмотрона содержит спектрообразующие компоненты.

Достигается технический результат также тем, что плазмообразующий и стабилизирующий газы различаются по составу.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в наличии коммутатора спектрообразующих элементов, соединенного с источником тока и спектрообразующими элементами с возможностью включения спектрообразующих элементов в электрическую цепь плазменной дуги по отдельности или одновременно.

Новые признаки заключаются также в наличии коммутатора полярности, соединенного с источником тока, спектрообразующими элементами и электродом плазмотрона, при этом указанный коммутатор выполнен с возможностью включения спектрообразующих элементов так, что эти элементы могут быть анодами или катодами плазменной дуги или поочередно менять полярность. Кроме того, электрод плазмотрона содержит спектрообразующие компоненты, а плазмообразующий и стабилизирующий газы различаются по составу.

Перечень чертежей

На чертеже показана схема устройства для профилактического и лечебного облучения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Устройство содержит плазмотрон, состоящий из электрода 1, плазмообразующего 2 и стабилизирующего 3 сопел; спектрообразующие элементы 4 и 5 с осевым каналом 6, установленные в выходных каналах 7 и 8 плазмообразующего 2 и стабилизирующего 3 сопел соответственно; источник питания плазменной дуги 9, подключенный к электроду 1 и плазмообразующему 2 и стабилизирующему 3 соплам, причем в цепи подключения сопел к источнику питания установлены коммутатор 10 спектрообразующих элементов (два выключателя) и коммутатор полярности 11 (переключатели). В полость плазмообразующего сопла 2 в процессе работы устройства подается плазмообразующий газ, а стабилизирующего сопла 3 - стабилизирующий газ (источники газов и каналы подвода газов не показаны). Причем газы могут быть одного состава (например, аргон) или различаться (например, аргон в полость плазмообразующего сопла 2 и воздух в полость стабилизирующего сопла 3). Электрод 1 может содержать спектрообразующие компоненты.

Работа устройства заключается в следующем.

Включается подача плазмообразующего и стабилизирующего газов, включается источник питания плазменной дуги 9 и зажигается электрическая дуга между электродом 1 и плазмообразующим 2 или стабилизирующим 3 соплами, происходит разогрев спектрообразующих элементов 4 и 5, установленных в плазмообразующем 2 и стабилизирующем 3 соплах соответственно. Плазменная дуга может гореть между электродом 1 и спектрообразующими элементами 4 и 5 одновременно или поочередно, управление горением дуги осуществляется коммутатором 10. При необходимости можно менять полярность подключения электрода 1 и сопел 2 и 3 при помощи коммутатора 11. Состав плазмообразующего и стабилизирующего газов может отличаться. Спектр излучения задается составом спектрообразующих элементов 4 и 5, составом газов, а также наличием спектрообразующих элементов в электроде 1.

Пример конкретного выполнения.

Выполнялась работа устройства на токе плазменной дуги 30-70 А, подавался плазмообразующий газ аргон с расходом 1,0-2,0 л/мин, стабилизирующий газ - воздух с расходом 1,0-2,0 л/мин, спектрообразующие элементы выполнены из высоконикелевого сложнолегированного сплава. КПД облучающего излучения составил не менее 80%, спектр излучения - от ультрафиолетового до инфракрасного. При рабочем цикле 5 мин работы и 5 мин перерыв длительность работы устройства не ограничена.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам светотерапии. Устройство содержит плазмотрон с плазмообразующим и стабилизирующим соплами, источники плазмообразующего и стабилизирующего газов, подаваемых в плазмотрон в процессе его работы, два спектрообразующих элемента с осевыми каналами, установленные в выходных каналах упомянутых сопел плазмотрона, источник электрического тока для образования плазменной дуги плазмотрона и коммутатор спектрообразующих элементов. Коммутатор соединен с источником тока и спектрообразующими элементами с возможностью включения спектрообразующих элементов в электрическую цепь плазменной дуги по отдельности или одновременно. Использование изобретения позволит расширить спектр лечебного излучения, обеспечить возможность управления им в процессе работы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для профилактического и лечебного облучения, содержащее плазмотрон с плазмообразующим и стабилизирующим соплами, источники плазмообразующего и стабилизирующего газов, подаваемых в плазмотрон в процессе его работы, два спектрообразующих элемента с осевыми каналами, установленные в выходных каналах упомянутых сопел плазмотрона, источник электрического тока для образования плазменной дуги плазмотрона и коммутатор спектрообразующих элементов, соединенный с источником тока и спектрообразующими элементами с возможностью включения спектрообразующих элементов в электрическую цепь плазменной дуги по отдельности или одновременно.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит коммутатор полярности, соединенный с источником тока, спектрообразующими элементами и электродом плазмотрона, при этом указанный коммутатор выполнен с возможностью включения спектрообразующих элементов так, что эти элементы могут быть анодами или катодами плазменной дуги или поочередно менять полярность.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрод плазмотрона содержит спектрообразующие компоненты.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плазмообразующий и стабилизирующий газы различаются по составу.