RU2084211C1

RU2084211C1 - Thermoelectric apparatus for physiotherapy

Info

Publication number: RU2084211C1
Application number: RU93052513A
Authority: RU
Inventors: Ю.Е. Рыжей; Ю.И. Шендерович
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority date: 1993-11-17
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: medical engineering; therapeutic equipment for thermally activating reflexogenic active zones of patient's body. SUBSTANCE: proposed apparatus comprises thermoconductive contact element connected with thermoelectric module, temperature sensitive element, and replaceable thermoaccumulator filled with solid-state coolant. Thermoaccumulator is pressed against thermoelectric module by means of heat line. Thermoaccumulator can be formed as bellows. EFFECT: broader range of potential uses, since lower limit of working range is shifted downwards due to invention. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сфере медицины и попадает в область устройств и приспособлений для нагрева или охлаждения. Изобретение предназначено для воздействия холодом (теплом) на рефлексогенные активные зоны и точки на теле пациента с целью достижения лечебного и (или) профилактического эффекта. Воздействие осуществляется контактным элементом. Изобретение может быть использовано в рефлексотерапии, неврологии, косметологии и др. The invention relates to medicine and falls into the field of devices and devices for heating or cooling. The invention is intended for exposure to cold (heat) on reflexogenic active zones and points on the patient’s body in order to achieve a therapeutic and (or) preventive effect. The impact is carried out by the contact element. The invention can be used in reflexology, neurology, cosmetology, etc.

Известно термоэлектрическое устройство для гипотермии, в котором горячие спаи термомодуля охлаждаются жидкостью, подводимой по трубками. Однако это устройство из-за жидкостного охлаждения конструктивно сложно и энергоемко. A thermoelectric device for hypothermia is known, in which the hot junctions of the thermal module are cooled by a fluid supplied through tubes. However, this device due to liquid cooling is structurally complex and energy intensive.

Наиболее близким к заявляемому устройству является термоэлектрическое устройство для гипотермии с радиатором и контактной пластиной, выполненной из теплопроводящего материала и снабженной датчиком температуры. Основным недостатком этого устройства является положительная нижняя граница обеспечиваемой области температурного действия от 10^oC и малая величина изменяемого диапазона температуры до 36^oC.Closest to the claimed device is a thermoelectric device for hypothermia with a radiator and a contact plate made of heat-conducting material and equipped with a temperature sensor. The main disadvantage of this device is the positive lower limit of the provided temperature range from 10 ^o C and the small value of the variable temperature range up to 36 ^o C.

Задачей изобретения является расширение рабочего диапазона температуры и одновременное снижение его нижней границы в область отрицательных значений. The objective of the invention is to expand the operating temperature range and at the same time reduce its lower limit to the region of negative values.

Для решения поставленной задачи в термоэлектрическое устройство для физиотерапии, содержащее термопроводящий контактный элемент, соединенный с термоэлектрическим модулем, термодатчик и охладитель, введены новые отличительные признаки: охладитель выполнен в виде сменного термоаккумулятора, содержащего хладоагент в твердой фазе, и поджатого к термомодулю через ч теплопровод. Температурная точка таяния хладагента, т.е. перехода в другую фазу, обеспечивает смещение нижней границы температурного диапазона и определяется выбором хладагента. При этом константность температурной точки таяния дает возможность обеспечить высокую стабильность поддержания температуры воздействия в процессе выполнения медицинской процедуры. To solve this problem, a new distinctive feature has been introduced into a thermoelectric device for physiotherapy containing a thermally conductive contact element connected to a thermoelectric module, a temperature sensor and a cooler: the cooler is made in the form of a replaceable thermal accumulator containing a refrigerant in the solid phase and pressed to the thermal module through the heat conduit after h. The melting point of the refrigerant, i.e. transition to another phase, provides a shift in the lower limit of the temperature range and is determined by the choice of refrigerant. In this case, the constancy of the temperature point of melting makes it possible to ensure high stability of maintaining the temperature of exposure during the medical procedure.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, где на фиг.1 изображена блок-схема устройства для физиотерапии, а на фиг.2 схематически изображена конструкция рабочего органа устройства. The invention is illustrated in FIG. 1, 2, where figure 1 shows a block diagram of a device for physiotherapy, and figure 2 schematically shows the design of the working body of the device.

На блок-схеме фиг.1 приведена структура устройства, которое состоит из рабочего органа 1 и блока электропитания и управления 2. Рабочий орган служит для непосредственного воздействия холодом (теплом), а блок 2 обеспечивает подвод электроэнергии к термоэлектрическому модулю, управление ходом процедурного воздействия, а также все необходимые сервисные функции. The block diagram of figure 1 shows the structure of the device, which consists of a working body 1 and a power supply and control unit 2. The working body serves for direct exposure to cold (heat), and block 2 provides power to the thermoelectric module, control the progress of the procedural action, as well as all the necessary service functions.

На фиг.2 схематически изображен рабочий орган. Он состоит из контактного элемента 3, термоэлектрического модуля 4, теплопровода 5, сменного термо-аккумулятора 6, слоев теплопроводящей пасты 10, корпуса рабочего органа 7, сочлененного с теплопроводом 5, прижимной пружины 8 и термодатчиков 9, 11 на контактном элементе 3 и на теплопроводе 5. Figure 2 schematically shows the working body. It consists of a contact element 3, a thermoelectric module 4, a heat conduit 5, a replaceable thermo-accumulator 6, layers of heat-conducting paste 10, a body of the working body 7, articulated with a heat conductor 5, a pressure spring 8 and temperature sensors 9, 11 on the contact element 3 and on the heat conductor 5.

Термоэлектрическое устройство для физиотерапии работает следующим образом. По сигналу управления из блока 2 (фиг.1) на термоэлектрический модуль рабочего органа 1 подается электрические напряжение, полярность которого определяет температуру отрицательную (воздействие холодом) или положительную (воздействие теплом) на контактном элементе 3 (фиг.2), а величина напряжения
степень воздействия. Теплота, выделяемая горячими спаями термоэлектрического модуля 4 (фиг. 2), поглощается хладагентом термоаккумулятора 6. Термодатчик 9 указывает температуру воздействия, а термодатчик 11 фактически показывает температуру границы хладагент-спай термомодуля. Значения этих температур используются для программного регулирования температуры воздействия и реализации других функций устройства защита, сервис и пр. До тех пор, пока хладагент не перейдет из исходной твердой фазы в жидкую, термодатчик 11 указывает температуру, близкую к точке таяния хладагента, что позволяет принимать ее за опорную точку при регулировании блоком управления температурой на контактном элементе для реализации требуемой программы воздействия, а также для защиты термоэлектрического модуля от перегрева. Переключение полярности электропитания термоэлектрического модуля обеспечивает реализацию контрастных процедур (холод-тепло).Thermoelectric device for physiotherapy works as follows. By the control signal from unit 2 (Fig. 1), an electric voltage is applied to the thermoelectric module of the working body 1, the polarity of which determines the temperature negative (exposure to cold) or positive (exposure to heat) on contact element 3 (Fig. 2), and the voltage value
degree of exposure. The heat generated by the hot junctions of the thermoelectric module 4 (Fig. 2) is absorbed by the refrigerant of the thermal accumulator 6. The thermal sensor 9 indicates the exposure temperature, and the thermal sensor 11 actually shows the temperature of the refrigerant-junction boundary of the thermal module. The values of these temperatures are used to programmatically control the temperature of the exposure and implement other functions of the protection, service, etc. Until the refrigerant passes from the initial solid phase to liquid, the temperature sensor 11 indicates a temperature close to the melting point of the refrigerant, which allows it to be taken for the reference point when controlling the temperature control unit on the contact element to implement the desired exposure program, as well as to protect the thermoelectric module from overheating. Switching the polarity of the power supply of the thermoelectric module provides the implementation of contrasting procedures (cold-heat).

В случае, когда корпус термоаккумулятора выполнен в виде сильфона, при переходе твердого хладагента в жидкую фазу уменьшается объем хладагента и вследствие этого длина корпуса, что может быть использовано для отключения электропитания термоэлектрического модуля с целью его защиты от перегрева. In the case when the case of the thermal accumulator is made in the form of a bellows, when the solid refrigerant enters the liquid phase, the volume of the refrigerant decreases and, as a result, the length of the case, which can be used to turn off the power of the thermoelectric module in order to protect it from overheating.

Контактный элемент может иметь ту форму, которая наиболее эффективна для выполнения процедуры, да кроме того и быть заменяемым. Термоаккумулятор является сменным; его размер определяет объем хладагента и соответственно предельное время выполнения этапа процедуры; после смены термоаккумулятора может выполняться очередной этап процедуры. Для подготовки термоаккумуляторов можно использовать бытовой холодильник. The contact element may have the form that is most effective for performing the procedure, and besides being replaceable. The thermal accumulator is replaceable; its size determines the amount of refrigerant and, accordingly, the time limit for performing the stage of the procedure; After changing the thermal accumulator, the next stage of the procedure can be performed. To prepare the thermal accumulators, you can use a household refrigerator.

Частным, но наиболее распространенным случаем является использование в качестве хладагента воды, что обеспечивает максимальную экологическую безопасность термоэлектрического устройства. Предложенная техническая реализация позволяет сделать рабочий орган портативным, что необходимо для удобства его применения. Диапазон температур зависит от технических параметров термоэлектрического модуля: он обычно составляет 40-50^oC и практически может быть установлен в пределах от -20^oC до +25^oC или от -5^oC до +40^oC.A private, but the most common case is the use of water as a refrigerant, which ensures maximum environmental safety of the thermoelectric device. The proposed technical implementation allows you to make the working body portable, which is necessary for the convenience of its use. The temperature range depends on the technical parameters of the thermoelectric module: it is usually 40-50 ^o C and practically can be set in the range from -20 ^o C to +25 ^o C or from -5 ^o C to +40 ^o C.

Работа с устройством осуществляется следующим образом. В рабочий орган устанавливается сменный термоаккумулятор 6 (фиг.2); подается электропитание на термоэлектрический модуль 4 от блока электропитания и управления, в который вводят параметры температурных и временных режимов выполняемой процедуры и выполняют процедуру путем соприкосновения контактного элемента с поверхностью тела пациента. Work with the device as follows. In the working body is installed removable thermal accumulator 6 (figure 2); power is supplied to the thermoelectric module 4 from the power supply and control unit, into which the temperature and time parameters of the performed procedure are entered and the procedure is performed by contacting the contact element with the surface of the patient’s body.

Claims

1. Thermoelectric device for physiotherapy containing a thermally conductive contact element connected to a thermoelectric module, a temperature sensor and a cooler, characterized in that the cooler is made in the form of a replaceable thermal accumulator containing solid phase refrigerant and pressed to the thermoelectric module through a heat conductor.

2. The device according to claim 1, characterized in that the thermal accumulator is made in the form of a bellows.