Устройство для управления лечебными ваннами Советский патент 1992 года по МПК A61H33/00 

1

(21)4780183/14

(22)09.01.90

(46) 07.09.92. Бюл. № 33

(71)Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики

(72)Н.Б.Тарашевская

(56)Авторское свидетельство СССР № 1585936. кл. А 61 Н 33/00. 1989.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕЧЕБНЫМИ ВАННАМИ

(57)Использование: в медицине, для осуществления водолечения в больницах и санаториях. Сущность изобретения: с целью повышения лечебного действия процедуры за счет автоматического обеспечения заданного температурного режима в устройство вве- дены первый и второй триггеры записи, счетчик налива, счетчик процедуры, кодовый переключатель времени процедуры, триггер рамы, триггеры первого и второго уровней, четыре элемента 2И-НЕ, элемент 2И, шесть элементов 2ИЛИ, триггер управления клапаном слива и генератор тактовых импульсов. 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, в частности к водолечению в больницах, санаториях и на курортах.

Известно устройство для управления лечебными ваннами, содержащее пульт управления, соединенный с блоком сигнализации и сливной клапан, подключенный к датчику уровня 1.

Однако известное устройство не позволяет индивидуально регулировать температуру и концентрацию лечебного раствора в ванне, а отсчет времени происходит одновременно с наполнением ванны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для управления лечебными ваннами по а.с. №1585936.

Устройство для управления лечебными

ваннами, содержащее пульт управления,

блок сигнализации, шесть входов которого

подключены к шести выходам дешифратора

управления, блок управления клапаном слива, датчик первого уровня, выход которого соединен с первым входом блока управления смесителем, таймер, датчик второго уровня, датчик температуры, контроллер, дешифраторы пуска, записи и чтения, регистр номера ванны, датчик обьема рапы, выход которого подключен к первому входу счетчика обьема рапы, регистр температуры разбавляющей воды, выход которого через цифро-аналоговый преобразователь соединен с первым входом блока сравнения, и кнопка готовности 2.

Однако известное устройство обладает ограниченными эксплуатационными возможностями и надежностью из-за конструктивной сложности, низкой помехоустойчивости в условиях агрессивной среды, высокой влажности и температуры, из-за отсутствия автоматического слива наполненной ванны в случае длительного ожидания пациента и отсутствия режима наполнения влнны водой заданной температуры и объема без налива рапы, что че позволяет использовать

Ч

сл чэ

Јь Ю О

устройство для принятия лечебных ванн других назначений.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что с устройство для управления лечебными ваннами, содержащее датчик температуры, выход которого соединен через резистор- ный мост с усилителем постоянного тока, выход которого соединен с первым входом компаратора, ко второму ЕЗХОДУ которого подключен потенциометр уставки, а выходы соединены с первым и вторым ключами, кодовый переключатель времени налива, кодовый переключатель оремсни процедуры, дешифратор индикатора, соединенный с индикатором, датчики уровня рапы, первого уровня и второго уровня, ключи управления клапаном рапы, клапаном слива и клапанами холодной и горячей воды, введены первый и второй триггеры записи, выходы которых соответственно соединены с первыми входами счетчика налива и счетчика процедуры, причем второй вход последнего соединен с кодовым переключателем времени процедуры, триггер рапы, триггеры первого и второго уровня, пять олементов 2И-НЕ, шесть элементов 2ИЛИ. триггер управления клапаном слива и генератор тактовых импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство с указанной совокупностью отличительных признаков позволяет автоматизировать процесс налиоа лечебною раствора как при наличии рапы, так и при наличии других лекарств (родона. хвои и т.д.). При этом существенно повышается надежность устройства, т.к. предложенное техническое решение позволяет использовать современную элементную базу и помещать а;. роимую часть устройства в гермотичеи м закрытый корпус.

Отличительные признаки предлагаемого устройства являются существенными, т.к. до настоящего времени не обнаружены устройства, в которых поставленная цель достигается аналогичной совокупностью элементов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления лечебными ваннами содержит датчик температуры 1, выход которого соединен через резистор- ный мост 2 с усилителем 3 постоянного тока, выход которого соединен с первым входом компаратора 4. Ко второму входу послед ie- го подключен потенциометр уставки 5. Выходы компаратора 4 соединены с первым б

vi вторым 7 ключами. Устройство содс -:.п кодовый переключатель В времен лплива. кодовый переключатель 9 времени процедуры, дешифратор индикатора 10, соединенный с индикатором 11, датчики уровня рапы 12, первого уровня 13, второго уровня 14, ключи управления клапаном рапы 15. клапаном слива 16, клапаном холодной ооды 17, клапаном горячей воды 18. В устройство

0, для управления лечебными ваннами дополнительно введены первый 19 и торой 20 триггеры записи, выходы которых соответственно соединены с первыми входами счетчика налива 21 и счетчика процедуры

5 22. Причем второй вход счетчика процедуры 22 соединен с кодовым переключателем 9 времени процедуры, первый выход счетчика процедуры 22 соединен с первым входом дешифратора индикатора 10. Устройство

0 содержит триггер рапы 23, триггеры первого 24 и второго 25 уровня, четыре элемента 2И-НЕ 26, 27, 29, элемент 2И 28-30, шесть элементов 2ИЛИ с 31 по 38, триггер 37 управления клапаном слива и генератор 38

5 тактовых импульсов, блок слежения за температурой 39. Вход триггера рапы 23 подключен к выходу датчика уровня рапы 12 и первому сходу первого триггера записи 19, второй вход коюрого соединен с первым

0 входом второго триггера записи 20 и подключен к выходу датчика первого уровня 13 и входу триггера первого уровня 24. Выход датчика второго уровня 14 соединен со вторым входом второго триггера ЗРПИСИ 20 и

5 входом триггера второго уровня 25. Первый выход триггера рапы 23 через первый элемент 2ИЛИ 31 соединен с ключом управления клапаном рапы 15. Второй выход триггера рапы 23 соединен с первыми вхо0 дами первого 26 и второго 27 элементов 2И-ИЕ, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого б и второго 7 ключей. Выход первого элемента 2И- НЕ 26 через второй элемент 2ИЛИ 32

5 соединен с ключом 17управления клапаном холодной воды, а выход второго элемента 2И-НЕ 27 через третий элемент 2ИЛИ 33 соединен с ключом 18 управления клапаном горячей поды. Выход триггера первого уров0 ня 24 соединен с первыми входами третьего элемента 2И-НС 28 и четвертого элемента 2ИЛИ 34, выходы которых соответственно соединены с третьим входом счетчика налива 21 и вторыми входами второго 32 итреть5 его 33 элементов 2ИЛИ. Выход триггера второго уровня 25 соединен с первым входом четвертого элемента 2И--НЕ 29 м первым входом пятого элемента 2ИЛИ 35, второй вход которого подключен к выходу счетчика налива 21, второй вход которого

подключен к кодовому переключателю О времени налива. Выход пятого элемента 2ИЛИ 35 через соединенные последовательно третий элемент 2И-НЕ 30, триггер 37 управления клапаном слива и шестой элемент 2ИЛИ 36 подключен к ключу 16 управления клапаном слива. Выход четвертого элемента 2И-НЕ 29 соединен с третьим входом счетчика процедуры 22, второй выход которого соединен со вторым входом третьего элемента 2И-НЕ 30. Второй выход триггера 37 управления клапаном слива соединен со вторым входом дешифратора индикатора 10. Выход генератора 38 тактовых импульсов соединен со вторыми входами элемента 2И 28 и четвертого 29 элемента 2И-НЕ.

Сигнал пуска одновременно подается на вторые входы первого 31, шестого 36 и четвертого 34 элементов 2ИЛИ и триггера 37 управления клапаном слива.

Устройство работает следующим образом.

Возможны два эксплуатационных режима работы. В первом режиме налив в ванну лечебного раствора осуществляется одновременно с минеральной водой (рапой), подведенной от источника минеральной воды к ванне, по трубам. При этом обеспечиваются заданные температура, объем и концентрация лечебного раствора. Второй режим - налив воды заданной температуры и обьема с возможностью введения в воду других необходимых лечебных добавок, например, хвойного раствора, родона и т.п.

Сигнал пуска поступает на входы первого 31, четвертого 34, и шестого 36 элементов 2ИЛИ, а также на вход триггера управления клапаном слива 37. С выходов этих элементов поступают сигналы, которые открывают ключи управления клапаном рапы 15 и клапаном слива 16, закрывая при этом клапан слива и открывая клапан рапы. Начинается наполнение ванны минеральной водой. При достижении минеральной водой уровня, необходимого для налива такого количества рапы, который обеспечит необходимую концентрацию раствора, датчик уровня рапы 12, установленный на этом уровне, выдаст на триггер рапы 23 сигнал о конце налива рапы, который переводит этот триггер в О состояние. Сигнал высокого уровня с выхода первого элемента 2ИЛИ 31 закрывает ключ управления клапаном рапы 15, и клапан рапы закрывается. Одновременное выхода триггера рапы 23 выдается сигнал высокого уровня на входы первого 26 и второго 27 элементов 2 И-НЕ, который является сигналом разрешения налива холодной и горячей воды. В это время идет процесс

отработки температуры разбавляющей воды в блоке отслеживания температуры 39. в состав которого пходят резисторный мост 2, потенциометр уставки 5, усилитель постоянного тока 3, компаратор 4.

Датчик температуры 1 включен в плечо резисторного моста 2. Изменение его внутреннего сопротивления вносит разбаланс моста. На выходе усилителя постоянного тока 3, выполненного, например, на элементе К140УД8А, формируется отрицательное напряжение, пропорциональное температуре разбавляющей воды:

UB

А. ю

в.

Это напряжение подается на первый вход компаратора 4, который также может

0 быть выполнен на элементе К140УД8А. На второй вход компаратора 4 от потенциометра уставки 5 подается напряжение уставки, соответствующее заданной температуре воды. В зависимости от результата сравнения

на выходе компаратора 4 формируется либо положительное напряжение (если температура смеси выше уставки), либо отрицательное (если температура смеси ниже уставки), В первом случае открывается первый ключ

0

6, во втором случае - второй ключ 7. Второй

5

0

ключ 7 пропускает на входы первого 26 и второго 27 элементов 2И-НЕ сигнал низкого уровня о включении горячей воды. Третий элемент 2ИЛИ 33 выходным сигналом высокого уровня включает ключ управления клапаном горячей воды 18, который открывает клапан горячей воды. Температура воды в ванне повышается, и в какой-то момент времени происходит выравнивание напряжения уставки с напряжением, соответствующим реальной температуре, поступающим на компаратор 4 от усилителя постоянного тока 3. При этом на выходе компаратора 4 напряжение близко к нулю. При открывании первого ключа б вырабатывается сигнал низкого уровня о включении холодной воды, поступающий на вход второго элемента 2ИЛЙ 32, который выходным сигналом высокого уровня открывает ключ управления

0 клапаном холодной воды 17, который в свою очередь открывает клапан холодной воды. Этот процесс попеременного включения клапанов холодной и горячей воды происходит в течение всего времени нэлива еанны

° после закрытия клапана рапы и выравнивает температуру воды, подводя ее к заданной температуре. При достижении наливаемым раствором заданного уровня, срабатывает датчик первого уровня 13. и с выхода триггера первого уровня 24 нулевой сигнал подается через четвертый элемент 2ИЛИ 34 на входы второго 32 и третье о 33 элементов 2ИЛИ. Он является сигналом конца налива и запрещает прохождение от первого кпюча 6 и второго ключа 7 через зги элементы сигналов включения холодной и горячей воды на ключи управления клапанами холодной 17 и горячей 18 воды, которые оказываются закрытыми. Сигнал высокого уровня от т риггера первого уровня 24 поступает на вход элемента 2И 20 и дает разрешение на прохождение через него импульсов от генератора тактовых импульсов 38, поступающих затем на вход счетчика налива 21.

Генератор тактовых импульсов 38 с периодом следования одна мииугс) выполнен, например, на микросхеме К176ИЕ12 При срабатывании датчика уровня рапы 12 и дат- чика первого уровня 13, сигнчлы от которых поступают на входы первого триггера записи 19, на выходе этого триггера форммруег- ся сигнал записи в счетчик чэлива 21, выполненный, например, на микросхеме К155ИЕ7. На информационных пкодях счетчика налива 21 кодовым переключателем времени налива 8 установлено число, задающее количество минут, определяющих, через какое время после конца налива ванна автоматически начнет сливаться. Это число сигналом записи, сформированным на первом триггере записи 19, поступэюа1им на вход счетчика налива 21, записывается в этот счетчик При поступлении на счетный вход счетчика налива 21 каждого тактового импульса от генератора тактовых импульсов 38 происходит уменьшение записанного числа на единицу, так как счетчик работает с режиме обратного счета Когда число, хра- нящееся в счетчике, достигнет нуля, на его выходе по истечении застою на входе числа минут выработается сигнал низкого уровня, который поступает на вход пятого элемента 2ИЛИ 35 и устанавливает на выхо- де триггера управления клапаном слива 37 уровень 1, который поступает на ключ управления клапаном слива 16 и откроет клапан слива. Таким образом, при условии, что если в течение заданною времени пациент не погрузился в налитую ванну, то остывшая оода будет слита и процесс наполнения ванны необходимо будет повторить.

Если до истечения заданного времени после конца налива пациент погрузился в ванну, то увеличение за счет этого noi руже- ния уровня воды приведет к срабатыванию датчика второго уровня 14. Сигнал отдатчика второго уровня 14 установит триггер второго уровня 25 в состояние логического 0

и этот сигнал а совокупности с сигналом от лзтчмкэ первого уровня 13, записанного в триггер первого уровня 24, сформирует на выходе второго триггера записи 20 сижал записи в сметчик процедуры, выполненный, например, на микросхеме К155ИЕ7, а триггер второго уровня 25 со своего выхода выдаст сигнал низкою уровня на разрешение прохождения через четвертый элемент 2И- НЕ 29 импульсов частоты от генератора тактовых импульсов 38 на счетный вход счетчика процедуры 22. На информационных входах этого счетчика кодовым переключателем времени процедуры 9 установлено число минут, соответствующее длительности процедуры. Счетчик процедуры 22 работает энэло ично счетчику налива 21 По истечении заданно: о времени процедуры сигнал низкого уровня на выходе счетчика процедуры 2, поступив на вход третьего элемента 2И-НЕ 30 через пятый элемент 5ИЛИ 35 и сбросив триггер управления клапанон слива 37, выдаст сигнал высокого уровня па ключ управления клапаном слива 16 и откроет клапан слива. Вода начнет спиваться, процедура закончена.

Информационные выходы счетчика процедуры 22 соединены с дешифратором индикатора 10, который может быть выполнен, например, на микросхеме К514ИД1, работающей, например, на полупроводниковый семисегментный индикатор ЗЛС324А. Пациент, принимающий процедуру, может следить за временем, оставшимся до конца процедуры, по показаниям индикатора. После окончания времени процедуры на дешифратор индикатора 10 подается сигнал гашения от триггера управления клапаном слива 37, и индикатор 10 гаснет.

Работа устройства в режиме налива воды заданных температурь; и объема с возможностью введения в воду необходимых лечебных добавок происходит аналогичным образом, только при подаче сигнала пуска открытие клапана рапы блокируется тумблером 40, показанным на чертеже условно. При этом дается разрешение на налив холодной и горячей воды. В зависимости от сигналов, поступающие с блока отслеживания температуры воды 39, будет производиться попеременный налив холодной и горячей воды, обеспечивая заданную температуру. После срабатывания датчика первого уровня 13 налив прекращается, и обслуживающий персонал может добавить в раствор все необходимые лечебные добавки. Весь остальной процесс работы ванны аналогичен режиму работы, описанному выше

Л рассматриваемом устройстве для управления лечебными ваннами полностью устранены все механические элементы, электродвигатели, а также релейные коммутации сигналов, являющиеся основой в из- вестных устройствах-аналогах. Управление всеми процессами ванной процедуры производится электронными элементами, что значительно упрощает исполнение устройства и повышает надежность его работы. Эти факторы особенно важны при работе устройства в условиях агрессивной среды, повышенной влажности воздуха. В устройстве иной по сравнению с аналогами принцип действия датчиков уровней, который полностью исключает необходимость дополнительных механических конструкций, зависимость от солевых отложений и обеспечивает абсолютную надежность работы устройства, исключая переливы рапы и во- ды.

Во избежание остывания воды в ванне из-за длительного отсутствия пациента после налива, предусмотрен автоматический слив воды через заданное время, в течение которого температура В1.ды не успевает понизиться, что обеспечивает соблюдение режима приема процедуры.

Работа устройства в режиме налива воды заданной температуры и объема с руч- ным добавлением в воду любых лечебных препаратов позволяет расширить функциональные возможности устройства, так как большое количество процедур в водолечебницах проводятся не на основе природных источников.

Формула изобретения

Устройство для управления лечебными ваннами, содержащее датчик температуры, выход которого соединен с блоком слеже- ния за температурой, дешифратор индикатора, соединенный с индикатором, датчик уровня рамы, датчик первого уровня и датчик второго уровня, ключ управления клапаном рапы, ключ управления клапаном слива и ключ управления клапанами холодной и горячей воды, отличающееся тем, что, с целью повышения лечебного действия процедуры за счет автоматического обеспечения заданного температурного режима, в него введены первый и второй триггеры записи, счетчик налива, счетчик процедуры, кодовый переключатель времени процедуры, триггер рапы, триггеры первого и второго уровней, четыре элемента 2И-НЕ, элемент 2И, шесть элементов 2ИЛИ, триггер управления клапаном слива и генератор тактовых импульсов, при этом выходы первого 11 второго триггеров записи соответственно соединены с первыми входами счетчика налива и счетчика процедуры, первый вход которого соединен с дешифраторе.. индикатора, а второй - с кодовым переключателем времени процедуры, вход триггера рапы подключен к выходу датчика уровня рапы и первому входу первого триггера ья- писи, второй вход которого, соединенный с первым входом второго триггера записи, подключен к выходу датчика первого уровня и входу триггера первого уровня, выход датчика второго уровня соединен с вторым входом второго триггера записи и входом триггера второго уровня, первый выход триггера рапы через первый элемент 2ИЛИ соединен с ключом управления клапаном рапы, второй выход триггера рапы соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго ключей, выход первого элемента 2И-НЕ через второй элемент 2ИЛИ соединен с ключом управления клапаном холодной воды, s выход.второго элемента 2И-НЕ через третий элемент 2ИЛ И соединен с ключом управления клапаном горячей воды, выход триггера первого уровня соединен с первыми входами элемента 2И и четвертого элемента . выходы которых соответственно соединены с вторым входом счетчика налива и вторыми зходэми второго и третьего элементов 2ИЛИ, выход триггера второго уровня соединен с первым входом четвертого элемента 2И-НЕ и первым входом пятого элемента 2ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу счетчика налива, третий вход которого подключен к кодовому переключателю времени налива, выход пятого элемента 2ИЛИ через соединенные последовательно третий элемент 2И-НЕ, триггер управления клапаном слива и шестой элемент 2ИЛИ подключен к ключу управлений клапаном слива, выход четвертого элемента 2И-НЕ соединен с вторым входом счетчика процедуры, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ, второй выход триггера управления клапаном слива соединен с вторым входом дешифратора индикатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами элемента И и четвертого элемента 2И-НЕ, а средства подачи сигнала пуска одновременно соединены с вторыми входами первого, третьего и четвертого элементов 21/1ЛИ и триггера управления клапаном слива, а выход датчика второго уровня соединен с вторым входом второго триггера записи над входом триггера второго уровня.