Способ проведения водно-термической процедуры и устройство для его осуществления
Изобретение относится к медицинской и санитарно-гигиенической технике, а именно к средствам для проведения гигиенических и физиотерапевтических процедур. Способ проведения термической процедуры заключается в орошении тела человека струями теплоносителя, истекающими из расположенных вокруг тела форсунок, которые распределены группами в поясах орошения, размещенных вдоль тела человека. Путем плавного изменения температуры теплоносителя от пояса орошения к поясу орошения с одновременным цикличным изменением температуры во времени тепловому воздействию придают волнообразный характер и при этом сохраняют фазу волны изменения температуры для форсунок пояса орошения. Установка для термической процедуры включает подводы горячего и холодного теплоносителя, подведенные к разбавляющему смесителю, подключенному к снабженному приводом смесителю, связанному через трубки распределения теплоносителя и узлы распределения теплоносителя с форсунками в поясах орошения. Смеситель содержит смесительные камеры, соединенные с полостями для горячего и холодного теплоносителя каналами в корпусе многокамерного смесителя и отводящими патрубками с трубками распределения теплоносителя. Каждая смесительная камера выполнена с возможностью снабжения теплоносителем одного пояса орошения. Разбавляющий смеситель содержит корпус, снабженный на каждом конце тройником с поперечной перегородкой, разделяющей его боковые ответвления. Корпус выполнен цилиндрическим и внутри него имеется упругая полоса, один конец которой жестко прикреплен к поперечной перегородке тройника и совпадает по ориентации с ее плоскостью, а второй конец примыкает к перегородке другого тройника с возможностью поворота относительно нее на угол от 0 до 90° при скручивании полосы относительно оси цилиндрического корпуса. Многокамерный смеситель установки для термической процедуры имеет корпус с патрубками для подвода горячего и холодного теплоносителя и отводящими патрубками для подачи теплоносителя на пояса орошения, внутри которого имеются полости для горячей и холодной воды. Смесительные камеры образованы системой перегородок и соединены с полостями горячего и холодного теплоносителя каналами переменного сечения в корпусе многокамерного смесителя с возможностью изменения соотношения проходного сечения каналов холодного и горячего теплоносителя при движении затвора посредством внешнего привода. Использование изобретения позволяет повысить эффективность проведения процедур. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к области санитарно-гигиенических процедур, осуществляемых в гигиенических или физиотерапевтических целях, а именно к душевым установкам и ваннам.
Известны душевые установки (например, Патент РФ №2185250 от 03.09.02 «Оздоровительно-лечебная душевая установка»), в которых тело человека омывается струями воды, истекающими из отверстий в системе труб, расположенных вокруг тела.
Такая установка обеспечивает более равномерное, чем при традиционном душе, распределение воды по телу, но ее недостатком является ограниченность ее возможностей, выражающаяся в однородности создаваемого температурного поля.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является циркулярный душ (Авторское свидетельство СССР №1806719 А1 от 12.09.90), конструкция которого позволяет орошать тело человека струями, истекающими из расположенных вокруг тела форсунок, распределенных группами в нескольких поясах орошения, размещенных вдоль тела человека.
Недостатком такой процедуры также является однородность создаваемого температурного поля, что ограничивает возможности воздействия процедуры на человека.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности санитарно-гигиенической процедуры путем создания новых эффектов воздействия на человека за счет обеспечения теплового контраста на макроуровне при динамичном характере температурного поля и управляемого его изменения во времени.
Указанная задача решается тем, что орошение тела человека осуществляется струями, истекающими из расположенных вокруг тела форсунок. Форсунки распределяют группами в нескольких поясах орошения, которые размещают вдоль тела человека, и при этом обеспечивают плавное изменение температуры воды от пояса к поясу одновременно с цикличным изменением температуры во времени, придавая тем самым тепловому воздействию волнообразный характер. Таким образом, принимающий предлагаемую процедуру человек ощущает пробегающие по его телу волны тепла, оказывающие на него как физиологическое, так и психо-эмоциональное воздействие.
При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в повышении резистентности организма, а также укреплении нервной системы и поднятии общего тонуса.
Амплитуда, направление и скорость движения тепловых волн могут целенаправленно меняться во времени, результатом чего должно стать усиление оказываемого воздействия и придание ему избирательного характера (например, повышение активности, либо, напротив, расслабление).
Управление основными параметрами процесса - амплитудой, направлением и скоростью движения тепловых волн - может осуществляться как вручную, так и автоматически посредством выбора той или иной из заранее разработанных программ. В последнем случае исключается необходимость для принимающего процедуру отвлекаться на задачи управления процессом и повышается действенность процедуры за счет использования проверенных алгоритмов, обеспечивающих заведомо максимальный эффект.
Используемые программы могут предусматривать различные схемы воздействия: от успокаивающе действующих мягких, ласкающих волн с минимальным, временами исчезающим и вновь появляющимся контрастом до мобилизующих, жестких и энергичных высококонтрастных волн, неожиданно меняющих скорость и направление, для создания тонизирующего эффекта.
Предлагаемый способ воздействия на практике может быть реализован как в виде душевой установки, так и в виде специальной ванны. В последнем случае пояса орошения разносятся не в вертикальном, а в горизонтальном направлении по длине ванны, что позволяет расширить область применения предлагаемого способа на ванну как на средство, обеспечивающее дополнительный комфорт.
Предлагаемое изобретение может использоваться в комбинации с гидромассажем, с применением пузырьков воздуха, с другими водно-термическими процедурами, что имеет своим результатом повышение эффекта от процедуры за счет комплексного воздействия различных факторов.
Как в варианте душевой установки, так и в варианте с использованием ванны, в качестве воздействующего на организм человека теплоносителя может применяться воздух или пар. Это также расширяет область применения предлагаемого способа и, кроме того, позволяет сделать процедуру экономичнее и удешевить оборудование, поскольку, например, при применении в качестве теплоносителя воздуха отпадает необходимость в подключении к системам водоснабжения и канализации.
Для реализации представленного способа можно предложить установку проведения водно-термической процедуры, к которой наиболее близка установка, описанная в Патенте РФ №2032798 от 10.04.95 «Способ душирования и душевая установка». Описанная в упомянутом патенте установка содержит подводы горячей и холодной воды, подведенные к разбавляющему смесителю, служащему для регулирования контраста между горячим и холодным потоками и подключенному к снабженному приводом распределительному смесителю, который связан проводящими воду каналами, отдельными для горячей и холодной воды, с разбрызгивающим элементом в виде душевой сетки. В установке предусмотрено устройство для цикличной подачи отдельных потоков потребителю, что реализует температурный контраст во времени.
Недостатком такой установки является то, что эффект пространственного температурного контраста ограничен малыми участками кожи человека, что на деле приводит к нивелированию температурного поля и в целом существенно обедняет возможность воздействия температурных потоков на организм человека.
Задачей предлагаемого устройства является аппаратная реализация заявленного способа проведения санитарно-гигиенической процедуры. Указанная задача решается тем, что устройство содержит подводы горячего и холодного теплоносителя, подведенные к разбавляющему смесителю, подключенному к снабженному приводом распределительному смесителю, связанному раздельными проводящими теплоноситель каналами с разбрызгивающими элементами. При этом каждый из разбрызгивающих элементов представляет собой группу форсунок, образующих охватывающий тело пояс орошения, причем число поясов орошения не менее трех, и они распределены вдоль тела человека.
Техническим результатом применения предлагаемого устройства является достижение нового эффекта воздействия на человека, связанного с созданием ощущения пробегающих по его телу волн тепла.
Аналогичная установка может применяться для проведения процедуры в водной среде. С этой целью форсунки размещаются на поверхности ванны, причем пояса орошения разнесены по ее длине.
В целях предотвращения непосредственного контакта тела человека с форсунками и для обеспечения плавного изменения температурного поля форсунки размещаются на некотором удалении от тела внутри специально выполненных на поверхности ванны углублений. Для полного и беспрепятственного слива воды из ванны и удобства ее обслуживания эти углубления целесообразно выполнять в виде поперечных канавок, каждая из которых соответствует своему поясу орошения, и предусмотреть центральную сборную продольную канавку.
Разбавляющий смеситель служит для управления контрастом между горячей и холодной водой (или, как было сказано, иным теплоносителем, например воздухом). В качестве его прототипа можно рассмотреть дополнительный смеситель, также описанный в упоминавшемся Патенте РФ №2032798. Этот смеситель выполнен в корпусе, к которому подведены трубопроводы с разделяющими их продольными перегородками для раздельного транспортирования холодной и горячей воды, и имеет неподвижно закрепленную шайбу с двумя сегментными отверстиями, а также поворотный диск с аналогичными отверстиями. Регулировка контраста между горячей и холодной водой осуществляется поворотом поворотного диска относительно шайбы на соответствующий угол.
Недостатком этого смесителя можно считать наличие частей, относительная подвижность которых оказывается параметром, чувствительным к присутствию в канале инородных тел и образованию на стенках отложений солей, ржавчины и прочих наслоений.
Предлагаемый разбавляющий смеситель свободен от этих недостатков. Он содержит цилиндрический корпус, снабженный на каждом торце тройниковым разветвлением с поперечной перегородкой внутри, разделяющей боковые ответвления тройника, а также находящуюся внутри корпуса упругую полосу. Упругая полоса устанавливается так, что один ее конец жестко прикрепляется к поперечной перегородке соответствующего тройника и совпадает по ориентации с плоскостью этой перегородки, а второй конец примыкает к перегородке другого тройника и имеет возможность поворачиваться относительно нее на угол от 0 до 90 градусов при скручивании упругой полосы относительно оси цилиндрического корпуса. Возможны другие варианты исполнения устройства, выполняющего функцию разбавляющего смесителя.
Техническим результатом применения такого разбавляющего смесителя является повышение его надежности и долговечности.
В качестве прототипа многокамерного смесителя рассмотрен смеситель, описание которого приводится в международном патенте на систему для вводно-термических процедур (Патент WO 02/036063, 10.05.2002, "Chromatherapy shower system"). Этот смеситель содержит корпус с патрубками для подвода горячей и холодной воды и отводящими патрубками для подачи воды на пояса орошения. Недостатком такого смесителя является его функциональная ограниченность, связанная с невозможностью разделения воды на отдельные потоки с различающейся температурой.
Целью предлагаемого многокамерного смесителя является разделение теплоносителя на ряд потоков с различной температурой и распределение этих потоков по разным по поясам орошения с возможностью управления температурой потоков.
Эта цель достигается тем, что многокамерный смеситель содержит корпус с патрубками для подвода горячего и холодного теплоносителя и отводящие патрубки для подачи теплоносителя на пояса орошения, внутри которого имеются полости для горячего и холодного теплоносителя. Кроме того, он содержит образованные системой перегородок смесительные камеры, связанные с поясами орошения, которые сообщаются с полостями горячего и холодного теплоносителя просветами, размеры которых определяются положением связанного с приводом подвижного затвора.
Просветы каналов, через которые произвольная смесительная камера сообщается с полостями для горячей и холодной воды, характеризуются неизменной суммой величин сечений этих каналов, но переменным их соотношением, зависящим от положения затвора, который имеет возможность периодически перекрывать эти каналы при приведении его в движение внешним приводом либо приводом, использующим энергию движения потока теплоносителя.
Возможны различные варианты исполнения многокамерного смесителя, включая такие, в которых используются автоколебательные явления, вызывающие периодические изменения скоростей горячей и холодной компонент смеси. В таких смесителях внешний привод отсутствует, а параметры потоков будут зависеть от геометрических и упругомассовых характеристик смесителя.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является преобразование двух поступающих постоянных потоков соответственно горячего и холодного теплоносителя в конечное число раздельных потоков теплоносителя с переменной во времени и различающейся по величине температурой.
На Фиг.1 и 2 показана схема функционирования предлагаемого устройства, соответственно, в условных обозначениях и в наглядной форме. На Фиг.3 показан вариант исполнения узла распределения воды по форсункам в рамках одного пояса орошения с использованием стандартных фасонных изделий (крестовин и тройников). На Фиг.4 и 5 в разных ракурсах приведены разрезы возможного варианта исполнения разбавляющего смесителя. На Фиг.6 показана возможная конструкция ванны с углублениями в виде канавок для размещения форсунок. На Фиг.7 приведен вариант исполнения многокамерного смесителя с винтовым затвором. На Фиг.8а, б, в, г, д для этого варианта показаны сечения пяти последовательно расположенных смесительных камер. Плотность штриховки соответствует температуре воды. На Фиг.9 и 10а, б, в, г, д аналогичным образом показаны вариант исполнения многокамерного смесителя с плоским затвором и сечения пяти последовательно расположенных его смесительных камер. Штриховкой в шахматную клетку отмечены нерабочие сегменты камер, изолированные специальными заглушками. На Фиг.11 показан вариант смесителя с эксцентриковыми прижимными роликами, на Фиг.12 - схема характерной для него картины передавливания подводящих трубок.
Установка для санитарно-гигиенической процедуры включает в себя вентиль подключения к системе водоснабжения 1 и фильтр 2 (Фиг.1), тройник разделения потока на горячую и холодную ветви 3 (Фиг.1 и 2), нагреватель 4 (Фиг.1 и 2), разбавляющий смеситель 5 (Фиг.1, 2, 4 и 5), многокамерный смеситель 6 (Фиг.1, 2 и 7-12) с приводом 7 (Фиг.1, 2), трубки распределения теплоносителя по поясам орошения 8, узлы распределения теплоносителя по форсункам 9, пояса орошения 10, трубки распределения теплоносителя по форсункам 11 и форсунки 12 (Фиг.1-3). В свою очередь, разбавляющий смеситель 5 содержит тройниковые разветвления с установленными в них перегородками 13 и упругую полосу 14 (Фиг.4 и 5). Многокамерный смеситель 6 содержит смесительные камеры 15, каналы переменного сечения 16 и затвор 17 (Фиг.7, 9 и 11). В вариантах многокамерного смесителя с винтовым и плоским затворами предусмотрены магнитные полумуфты 18 (Фиг.7 и 9) для подвода крутящего момента от привода 7.
Устройство работает следующим образом. Подаваемый на установку из системы снабжения через вентиль 1 теплоноситель очищается от механических примесей фильтром 2 для предотвращения засорения и выхода из строя наиболее чувствительных элементов установки, после чего тройником 3 разделяется на два потока с одинаковым напором, один из которых нагревателем 4 нагревается до заданной температуры. Возможен и непосредственный подвод горячего теплоносителя из системы централизованного снабжения. В этом случае может оказаться необходимым предусмотреть дополнительное устройство для выравнивания напоров в ветвях с горячего и холодного теплоносителя. Далее потоки горячего и холодного теплоносителя поступают на разбавляющий смеситель 5, который позволяет регулировать степень контраста между горячим и холодным теплоносителем. После разбавляющего смесителя потоки попадают в многокамерный смеситель 6, генерирующий потоки с волнообразно меняющейся температурой, которые следуют по трубкам 8 до узлов распределения 9 поясов орошения 10. Все трубки 8 имеют одинаковое сечение и длину, что призвано обеспечить сохранение фазы волны изменения температуры. От узлов 9 потоки по трубкам 11 попадают на форсунки 12, из которых омывают соответствующие участки кожи человека. Трубки 11 также имеют равные сечения и длину.
Разбавляющий смеситель обеспечивает возможность управления контрастом за счет дозированного и пропорционального разбавления горячего потока холодным и наоборот. Если, например, считать входным тот конец разбавляющего смесителя (Фиг.4 и 5), со стороны которого упругая пластина 14 жестко закреплена, то горизонтально расположенная на этом конце перегородка 13 обеспечивает раздельное попадание горячего и холодного теплоносителя в центральный канал смесителя. При недеформированной, плоской упругой полосе эти потоки доходят до вертикально ориентированной перегородки на выходном конце и в равных частях попадают в каждый из выходных каналов, что после перемешивания обеспечивает равенство температур выходящих потоков, т.е. нулевой контраст. Напротив, при скручивании упругой полосы, при повороте подвижного конца упругой полосы на угол 90 градусов, в этом концевом сечении полоса совпадает с положением перегородки, и потоки проходят через устройство не смешиваясь, сохраняя исходную температуру. Промежуточные положения позволяют реализовать любое требуемое значение контраста при сохранении равенства напоров горячего и холодного потоков.
Взаимно перпендикулярная ориентация входного и выходного тройников дана в качестве варианта. Ясно, что их относительное расположение не принципиально с точки зрения работоспособности устройства, а важной является лишь возможность поворота свободного конца упругой пластины относительно перегородки, к которой он примыкает, на угол от 0 до 90 градусов.
В многокамерном смесителе горячий и холодный теплоноситель поступает в полости, разделенные винтовой (Фиг.7) либо плоской (Фиг.9) центральной пластиной затвора 17. В вариантах, изображенных на Фиг.7 и 9, смесительные камеры 15 соединены с этими полостями щелевидными каналами 16, которые представляют собой полукольцевые прорези в цилиндрическом корпусе смесителя и в первом случае ориентированы однотипно, а во втором - с поворотом каждого последующего по отношению к предыдущему на один и тот же угол. В обоих случаях получается винтовое расположение каналов относительно кромки центральной части затвора 17. Эта кромка делит щелевидные каналы на неравные (в общем случае) части, непосредственно связанные с полостями горячего и холодного теплоносителя, что приводит к постепенному изменению температуры теплоносителя в камерах 15.
Затвор 17 может приводиться в движение внешним приводом, например, через магнитную муфту (полумуфта 18 показана на Фиг.7 и 9). При приведении в движение затвора 17 меняется соотношение, в котором его кромка делит проходное сечение каналов, а значит, температура теплоносителя в смесительных камерах начинает меняться со временем, что в итоге приводит к волнообразному изменению температуры по поясам орошения. Сохранение неизменным общего пропускного сечения каждого канала обеспечивает отсутствие паразитных пульсаций и равенство напоров из всех форсунок независимо от их местоположения и фазы процесса.
В варианте многокамерного смесителя, изображенном на Фиг.11, роль каналов переменного сечения 16 играют мягкие трубки, например, применяющиеся в перистальтических насосах, а роль затвора - эксцентриковые прижимные ролики, противофазно перекрывающие мягкие трубки подвода горячего и холодного теплоносителя в процессе перекатывания по ним.
Использование изобретения позволяет по сравнению с известными расширить функциональные возможности санитарно-гигиенической процедуры и создать новую группу товаров для повышения качества жизни и более полного удовлетворения потребностей человека.
1. Способ проведения термической процедуры, заключающийся в орошении тела человека струями теплоносителя, истекающими из расположенных вокруг тела форсунок, которые распределены группами в поясах орошения, размещенных вдоль тела человека, отличающийся тем, что путем плавного изменения температуры теплоносителя от пояса орошения к поясу орошения с одновременным цикличным изменением температуры во времени придают тепловому воздействию волнообразный характер и при этом сохраняют фазу волны изменения температуры для форсунок пояса орошения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термическую процедуру проводят в водной среде, например в ванне.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что термическую процедуру комбинируют с аэро- или гидромассажем.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что теплоносителем является вода, или воздух, или пар.
5. Установка для термической процедуры, содержащая подводы горячего и холодного теплоносителя, подведенные к разбавляющему смесителю, подключенному к снабженному приводом смесителю, связанному через трубки распределения теплоносителя и узлы распределения теплоносителя с форсунками в поясах орошения, отличающаяся тем, что смеситель содержит смесительные камеры, соединенные с полостями для горячего и холодного теплоносителя каналами в корпусе многокамерного смесителя и отводящими патрубками с трубками распределения теплоносителя, при этом каждая смесительная камера выполнена с возможностью снабжения теплоносителем одного пояса орошения.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что форсунки размещены на поверхности ванны, а пояса орошения разнесены по длине ванны.
7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что форсунки размещены в углублениях на поверхности ванны.
8. Разбавляющий смеситель, содержащий корпус, снабженный на каждом конце тройником с поперечной перегородкой, разделяющей его боковые ответвления, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим и внутри него имеется упругая полоса, один конец которой жестко прикреплен к поперечной перегородке тройника и совпадает по ориентации с ее плоскостью, а второй конец примыкает к перегородке другого тройника с возможностью поворота относительно нее на угол от 0 до 90° при скручивании полосы относительно оси цилиндрического корпуса.
9. Многокамерный смеситель, содержащий корпус с патрубками для подвода горячего и холодного теплоносителя и отводящими патрубками для подачи теплоносителя на пояса орошения, внутри которого имеются полости для горячего и холодного теплоносителя, отличающийся тем, что образованные системой перегородок смесительные камеры соединены с полостями горячего и холодного теплоносителя каналами переменного сечения в корпусе многокамерного смесителя с возможностью изменения соотношения проходного сечения каналов холодного и горячего теплоносителя при движении затвора посредством внешнего привода.
