Амортизирующее устройство и способ амортизации тела

Авторы патента:


Амортизирующее устройство и способ амортизации тела
Амортизирующее устройство и способ амортизации тела
Амортизирующее устройство и способ амортизации тела
Амортизирующее устройство и способ амортизации тела
Амортизирующее устройство и способ амортизации тела
Амортизирующее устройство и способ амортизации тела
Амортизирующее устройство и способ амортизации тела

 


Владельцы патента RU 2635907:

УИЛКИНСОН Джеффри В. (US)

Изобретение относится к амортизирующему устройству и направлено на повышение комфорта размещения пользователя на амортизирующем устройстве. Амортизирующее устройство включает в себя множество ячеек с текучей средой, каждая из которых содержит восстанавливающий форму элемент и текучую среду для того, чтобы воспринимать нагрузку; распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой; выпускную систему, включающую в себя первый и второй выпускные резервуары, соединенные последовательно с множеством оболочек; и клапан сброса давления и обратный клапан, разделяющие первый и второй выпускные резервуары. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение, в общем, относится к амортизирующему устройству и способу амортизации тела пациента. В частности, объектом изобретения является амортизирующее устройство, имеющее динамическую систему выпускных резервуаров и способ амортизации тела пациента с использованием динамической системы выпускных резервуаров.

Уровень техники

[0002] В области медицины для обеспечения поддержки тела пациента часто используют амортизирующие устройства, содержащие множество ячеек с текучей средой. Такие системы обычно осуществляют забор текучей среды из атмосферы и выпуск текучей среды в атмосферу для того, чтобы поддерживать динамическое давление внутри множества воздушных ячеек. Такой забор и выброс атмосферного воздуха обеспечивает динамическую амортизирующую систему, которая поддерживает и изменяет давление посредством распределительного трубопровода и клапанов, встроенных в систему. В области медицины имеется потребность в закрытых системах, которые в ходе их обычного применения не контактируют с атмосферным воздухом. Подобные закрытые системы обеспечивают уменьшение загрязнения и тем самым повышают безопасность с точки зрения здоровья пациента. Однако из уровня техники не известна динамическая система, обеспечивающая динамическое изменение давления в амортизирующем устройстве, которая была бы оптимизирована таким образом, чтобы функционировать в виде закрытой системы.

[0003] Таким образом, имеется потребность в амортизирующем устройстве с динамической системой выпускных резервуаров и способе амортизации тела пациента с использованием динамической системы выпускных резервуаров.

Раскрытие изобретения

[0004] В соответствии с первым аспектом изобретения, предложено амортизирующее устройство, включающее в себя: множество ячеек с текучей средой, каждая из которых содержит восстанавливающий форму элемент и текучую среду для того, чтобы воспринимать нагрузку; распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой; выпускную систему, включающую в себя первый и второй выпускные резервуары, соединенные последовательно с указанным множеством оболочек; и клапан сброса давления и обратный клапан, разделяющие первый и второй выпускные резервуары.

[0005] В соответствии со вторым аспектом изобретения, предложено амортизирующее устройство, содержащее: множество ячеек с текучей средой, каждая из которых включает в себя восстанавливающий форму элемент; распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой; первый выпускной резервуар, соединенный с множеством ячеек с текучей средой посредством первого клапана сброса давления и первого обратного клапана; и второй выпускной резервуар, соединенный с первым выпускным резервуаром, посредством второго клапана сброса давления и второго обратного клапана; причем когда давление во множестве ячеек с текучей средой достигает первого заданного уровня, открывается первый клапан сброса давления и выпускает текучую среду в первый выпускной резервуар, а когда давление в первом выпускном резервуаре достигает второго заданного значения, открывается второй клапан сброса давления и выпускает текучую среду во второй выпускной резервуар.

[0006] В соответствии с третьим аспектом изобретения, предложен способ амортизации тела, включающий в себя этапы, на которых: обеспечивают наличие амортизирующего устройства, имеющего множество ячеек с текучей средой, каждая из которых содержит восстанавливающий форму элемент и текучую среду для того, чтобы воспринимать нагрузку, распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой, и выпускную систему, содержащую первый выпускной резервуар и второй выпускной резервуар, соединенные последовательно с указанным множеством оболочек; выпускают текучую среду из множества ячеек с текучей средой в первый выпускной резервуар, когда давление во множестве ячеек с текучей средой достигнет первого заданного значения; выпускают текучую среду из первого выпускного резервуара во второй выпускной резервуар, когда давление в первом выпускном резервуаре достигнет второго заданного значения; и возвращают текучую среду из первого выпускного резервуара и второго выпускного резервуара во множество ячеек с текучей средой, после удаления нагрузки с множества ячеек с текучей средой.

Краткое описание чертежей

[0007] Объект изобретения, раскрытый в настоящей заявке, охарактеризован в формуле изобретения, приведенной в конце настоящей заявки. Другие признаки и преимущества изобретения станут понятны из нижеследующего описания, приведенного со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

[0008] На фиг. 1 в аксонометрии показан вид с частичным разрезом амортизирующего устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

[0009] На фиг. 2 в аксонометрии показано амортизирующее устройство по фиг. 1 в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

[0010] На фиг. 3 показано частичное поперечное сечение ячейки с текучей средой амортизирующего устройства по фиг. 1-2, включающей в себя восстанавливающий форму элемент и соединенной с распределительным трубопроводом;

[0011] На фиг. 4 схематически показано амортизирующее устройство с фиг. 1-2 в соответствии с одним из вариантов осуществления;

[0012] На фиг. 5 показано тело человека, лежащего на амортизирующем устройстве с фиг. 1-2 и 4 в соответствии с одним из вариантов осуществления;

[0013] На фиг. 6 в аксонометрии показан вид с частичным разрезом другого амортизирующего устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

[0014] Ниже, на примерах, не носящих ограничительного характера, и со ссылками на фигуры, подробно описаны варианты осуществления предложенного устройства и способа.

[0015] На фиг. 1-2 показано амортизирующее устройство 10, включающее в себя множество ячеек 12 с текучей средой. Амортизирующее устройство 10 также включает в себя распределительный трубопровод 14, соединяющий множество ячеек 12 с текучей средой. Предусмотрен первый выпускной резервуар 16а, соединенный с множеством ячеек с текучей средой посредством первого клапана 18а сброса давления и первого обратного клапана 20а. Предусмотрен второй выпускной резервуар 16b, соединенный с первым выпускным резервуаром 16а посредством второго клапана 18b сброса давления и второго обратного клапана 20b. Также показан третий выпускной резервуар 16с, соединенный со вторым выпускным резервуаром 16b посредством третьего клапана 18с сброса давления и третьего обратного клапана 20с. Первый клапан 18а сброса давления может быть выполнен с возможностью открытия и выпуска текучей среды в первый выпускной резервуар 16а, когда давление во множестве ячеек 12с текучей средой достигает первого заданного уровня. Аналогично, второй клапан 18b сброса давления может быть выполнен с возможностью открытия и выпуска текучей среды во второй выпускной резервуар 16b, когда давление в первом выпускном резервуаре достигнет второго заданного уровня. Также, третий клапан 18с сброса давления может быть выполнен с возможностью открытия и выпуска текучей среды в третий выпускной резервуар 16с, когда давление во втором резервуаре достигнет третьего заданного уровня. Увеличение давления во множестве ячеек 12 с текучей средой и выпускных резервуарах 16а-16с может быть результатом воздействия веса пациента или нагрузки. По окончании воздействия нагрузки на множество ячеек 12 с текучей средой, текучая среда может быть возвращена из выпускных резервуаров 16а-16 с посредством обратных клапанов 20а-20с. Таким образом, амортизирующее устройство 10 может представлять собой динамическую систему, давление в которой изменяется в зависимости от нагрузки, как и требуется. Вместе с тем амортизирующее устройство 10 может быть также закрытой системой, исключающей доступ атмосферного воздуха в ходе обычного применения амортизирующего устройства 10. Это помогает предотвратить загрязнение и сохранить стерильность амортизирующего устройства 10. Кроме того, благодаря тому, что амортизирующее устройство 10 является закрытой системой, совокупный объем каждой их множества ячеек 12 с текучей средой и каждого из выпускных резервуаров 16 достаточно мал и между всей зоной, контактирующей с нагрузкой или телом пациента и нижней поверхностью амортизирующего устройства 10, всегда остается текучая среда. Иными словами, исключена вероятность того, что при размещении пациента амортизирующее устройство 10 коснется дна из-за уменьшения в системе количества воздуха.

[0016] Как показано на фиг. 1-2, в соответствии с одним вариантом осуществления амортизирующее устройство 10 может представлять собой матрас. Однако, следует отметить, что изобретение не ограничивается указанным вариантом. В соответствии с другими вариантами осуществления, амортизирующее устройство 10 может представлять собой кресло, кушетку, диван, подушку или любое другое амортизирующее устройство. Кроме того, может быть изготовлен корпус кровати (не показан) со встроенным матрасом, выполненным в соответствии с настоящим изобретением. Изобретение охватывает все возможные варианты осуществления амортизирующего устройства любого типа.

[0017] Показанное на фигурах амортизирующее устройство 10 имеет четыре ячейки 12а, 12b, 12с и 12d с текучей средой. Однако, в соответствии с другими вариантами, количество ячеек с текучей средой может быть большим или меньшим. Каждая из указанных ячеек проходит между головным концом 22 и ножным концом 24 амортизирующего устройства 10. В других вариантах осуществления, ячейки 12 с текучей средой могут проходить не вертикально от головного конца к ножному концу, а горизонтально поперек амортизирующего устройства 10. В соответствии с одним из вариантов, могут использовать одну большую ячейку с текучей средой, при этом отсутствует необходимость в распределительном трубопроводе.

[0018] Первый, второй и третий выпускные резервуары 16а, 16b и 16с расположены вблизи от ножного конца 24 амортизирующего устройства 10 между множеством ячеек 12 с текучей средой и ножным концом 24. Первый, второй и третий выпускные резервуары 16а, 16b и 16с представлены в разрезе на фиг. 1, так чтобы были видны клапаны 18, 20. Там не менее, указанные резервуары могут иметь по существу форму куба, прямоугольной призмы или иметь закругленные углы или трубчатую форму. В соответствии с одним вариантом осуществления, резервуары могут быть сферическими. Резервуары могут иметь любую подходящую форму. Может быть предусмотрена прокладка 26 из пеноматериала, удерживающая выпускные резервуары 16а, 16b и 16с в их положении и поддерживающая поверхность, на которую пациент может положить свои ноги, когда выпускные резервуары 16а, 16b и 16с не наполнены текучей средой. Прокладка 26 из пеноматериала может также поддерживать зону выпускных резервуаров 16а, 16b и 16с, даже когда выпускные резервуары наполнены текучей средой. Хотя прокладка 26 из пеноматериала показана на фиг. 1 по существу частично, следует понимать, что прокладка 26 из пеноматериала может окружать полностью выпускные резервуары 16, распределительный трубопровод 14 и обеспечивать поддержку непосредственно под верхним матом 30 вблизи ножного конца 24. Как и выпускные резервуары 16, прокладка 26 из пеноматериала может быть расположена вблизи ножного конца 24 амортизирующего устройства 10 между множеством ячеек 12 с текучей средой и ножным концом 24.

[0019] Следует отметить, что в соответствии с другими вариантами изобретения, выпускные резервуары 16а, 16b, 16с могут быть расположены не вблизи ножного конца 24, а практически в любом подходящем месте амортизирующего устройства 10. В других вариантах осуществления, выпускные резервуары 16а, 16b, 16с могут размещаться в головном конце 22. Альтернативно, они могут быть расположены с левой или с правой стороны амортизирующего устройства 10. В соответствии с одним вариантом, выпускные резервуары 16а, 16b, 16с могут располагаться под другими ячейкам 12 с текучей средой амортизирующего устройства 10. Выпускные резервуары 16а, 16b, 16с также могут располагаться в нескольких местах, например, как у головного конца 22, так и у ножного конца 24.

[0020] В соответствии с одним из вариантов осуществления, прокладка 26 из пеноматериала и выпускные резервуары 16а, 16b, 16с могут иметь длину 40,64 см (16 дюймов) вдоль оси, проходящей между головным концом 22 и ножным концом 24, тогда как ячейки 12 с текучей средой могут иметь длину около 127 см (50 дюймов). В других вариантах, прокладка 26 из пеноматериала и ячейки 12 с текучей средой могут быть длиннее или короче, в зависимости, например, от требуемого размера выпускных резервуаров 16а, 16b, 16с. Полный объем выпускных резервуаров 16а, 16b, 16с может составлять от 5 до 15 процентов от полного объема текучей среды, удерживаемой внутри множества ячеек 12 с текучей средой. Таким образом, размер выпускных резервуаров 16а, 16b, 16с может меняться в зависимости от различных факторов, таких как вес пациента и планируемые величины давлений. В настоящей заявке показаны резервуары 16а, 16b, 16с, имеющие одинаковые объемы. Однако, в соответствии с другими вариантами, один или все выпускные резервуары 16а, 16b, 16с могут иметь объемы отличные от объемов других резервуаров.

[0021] Амортизирующее устройство 10 дополнительно содержит наружную оболочку 28 и верхний мат 30. Наружная оболочка 28 может охватывать амортизирующее устройство 10 целиком, включая множество ячеек 12 с текучей средой, распределительный трубопровод 14, выпускные резервуары 16 и прокладку 26 из пеноматериала, при этом наружная оболочка 28 может удерживать ячейки 12 с текучей средой, распределительный трубопровод 14, выпускные резервуары 16 и прокладку 26 из пеноматерила в правильном положении. Наружная оболочка 28 может быть изготовлена из такого материала как полимер, ткань, резина и т.п. Верхний мат 30 может опираться на верхнюю часть наружной оболочки 28 и обеспечивать дополнительную амортизацию для лежащего пациента. В зависимости от варианта осуществления, наличие верхнего мата 30 может быть необходимым, или необходимость в нем может отсутствовать. Верхний мат 30 может состоять из любого упругого материала, например, пены, пухового пера, надувной воздушной подушки и т.п.

[0022] На фиг. 3 показано частичное поперечное сечение ячейки с текучей средой, такой как одна из ячеек 12а, 12b, 12с, 12d. Каждая из опорных ячеек 12 может содержать наружную оболочку 32, которая может заключать в себе текучую среду, и восстанавливающий форму элемент 34. Как будет описано ниже, приложение внешней нагрузки к оболочке 32, приводит к ее сжатию, оказывая дополнительное давление на систему. Восстанавливающий форму элемент 34 оказывает восстанавливающее форму усилие на внутреннюю поверхность 36 наружной оболочки 32. Восстанавливающее форму усилие вызывает возврат оболочки 32 к ее первоначальной форме, после удаления с наружной оболочки 32 внешней нагрузки. Восстанавливающий форму элемент 34 может представлять собой упругий пеноматериал. Однако могут применять и другие упругие средства, такие как спиральная пружина или сильфоны (не показаны). Спиральная пружина может быть также окружена упругим материалом. Сильфоны могут быть изготовлены из гибкого упругого материала, такого как пластик и заполнены текучей средой, такой как воздух.

[0023] Распределительный трубопровод 14 может соединять множество ячеек 12 с текучей средой. В соответствии с одним вариантом изобретения, распределительный трубопровод 14 может включать трубы или шланги и имеет отверстия для соединения с каждой из множества ячеек 12 с текучей средой. Распределительный трубопровод 14 может содержать клапаны, например, обратные клапаны или клапаны сброса давления (не показаны), расположенные в месте каждого соединения с множеством ячеек 12 с текучей средой. В соответствии с одним из вариантов осуществления, клапаны отсутствуют. В случае отсутствия клапанов распределительный трубопровод 14 свободно распределяет текучую среду между множеством ячеек 12 с текучей средой, так что после приложения нагрузки к амортизирующему устройству 10 давление одинаковым образом распределяется между всеми ячейками 12 с текучей средой. Таким образом, распределительный трубопровод 14 может быть сконструирован так, чтобы распределять воздух или другую текучую среду между каждой из множества ячеек 12 с текучей средой для поддержания одинакового давления во множестве ячеек 12 с текучей средой. В соответствии с одним из вариантов распределительный трубопровод 14 может не содержать обратного клапана, взаимодействующего с атмосферным воздухом. Благодаря этому, амортизирующее устройство 10 может оставаться закрытым и не взаимодействовать с атмосферой в ходе использования.

[0024] Тем не менее, в каком-либо месте амортизирующего устройства 10 может находиться клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную. На чертежах этот клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, показан соединенным с крайней правой ячейкой 12 с текучей средой. Клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, может представлять собой клапан, выполненный с возможностью открытия при установке в него иглы для впуска воздуха во множество ячеек 12 с текучей средой. Таким образом, несмотря на то, что амортизирующее устройство 10 может работать в условиях закрытой системы без сообщения с атмосферой в ходе использования, для начального заполнения системы текучей средой могут применять клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную. Заполнение амортизирующего устройства 10 через клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, могут производить на заводе или в больнице. Клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, может быть встроен в распределительный трубопровод 14. В соответствии с другими вариантами, клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, может быть напрямую соединен с одной из множества ячеек 12 с текучей средой. Клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, может быть подсоединен в любом месте амортизирующей системы 10, что позволяет вводить в систему текучую среду или воздух. Клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, может дополнительно содержать воздушный фильтр тонкой очистки НЕРА-фильтр для предотвращения загрязнения текучей среды, вводимой во множество ячеек 12 с текучей средой. Кроме того, клапан 38, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, могут применять в случае периодического добавления текучей среды в амортизирующее устройство 10, необходимость в котором может возникнуть вследствие небольшой утечки текучей среды в системе.

[0025] На фиг. 4 схематически показано амортизирующее устройство 10. Следует отметить, что на указанной фигуре показан примерный вариант осуществления, не носящий ограничительного характера. Ячейки 12 с текучей средой соединены распределительным трубопроводом для создания системы, посредством которой в каждую из ячеек 12а, 12b, 12с, 12d распределяют текучую среду так, чтобы поддерживать одинаковое давление после приложения нагрузки. Как показано на фигуре, крайняя слева ячейка 12 с текучей средой имеет клапан 18а сброса давления и обратный клапан 20а, соединенный с первым выпускным резервуаром 16а. Стрелкой, выходящей из клапана 18а сброса давления, обозначен поток воздуха в направлении первого выпускного резервуара 16а. Обозначение Р1, относящееся к клапану 18а сброса давления, указывает на то, что клапан сброса давления выполнен так, что он выпускает поток воздуха в направлении первого выпускного резервуара 16а, когда давление в крайней левой ячейке 12а превышает давление Р1. Стрелкой, выходящей из обратного клапана 20а, обозначен поток воздуха в направлении крайней левой ячейки 12а с текучей средой. Справа от первого выпускного резервуара 16а расположен второй выпускной резервуар 16b. Показано, что первый выпускной резервуар 16а имеет клапан 18b сброса давления и обратный клапан 20b, соединенный со вторым выпускным резервуаром 16b. Обозначение Р2, относящееся к клапану 18b, указывает на то, что клапан 18b сброса давления выполнен так, чтобы выпускать воздух в направлении второго выпускного резервуара 16b, когда давление в первом выпускном резервуаре 16а превышает давление Р2. Стрелкой, входящей в обратный клапан 20b показан поток воздуха в направлении первого выпускного резервуара 16а.

[0026] Справа от второго выпускного резервуара 16b находится третий выпускной резервуар 16с. Как показано, первый выпускной резервуар 16а имеет клапан 18с сброса давления и обратный клапан 20с, который соединен с третьим выпускным резервуаром 16с. Стрелкой, выходящей из третьего клапана 18с сброса давления, обозначен поток воздуха в направлении третьего выпускного резервуара 16с. Клапан 18с сброса давления имеет обозначение Р3, которое означает, что клапан 18с сброса давления выполнен так, чтобы выпускать поток воздуха в направлении третьего выпускного резервуара 16с, когда давление во втором выпускном резервуаре 16b превышает давление Р3. Как показано внизу фиг. 4, в данном варианте осуществления Р1<Р2<Р3. Однако данный вариант осуществления не носит ограничительного характера. Стрелкой, входящей в обратный клапан 20с, обозначен поток воздуха в направлении второго выпускного резервуара 16b.

[0027] Таким образом, выпускные резервуары 16а-16с могут быть соединены последовательно. Другими словами, текучая среда может из множества ячеек 12 с текучей средой поступать в первый выпускной резервуар 16а, и из первого выпускного резервуара во множество ячеек, а из первого выпускного резервуара 16а - во второй выпускной резервуар 16b и обратно, и из второго выпускного резервуара 16b в третий выпускной резервуар 16с и обратно. Таким образом, первый выпускной резервуар 16а не соединен напрямую с третьим выпускным резервуаром 16с. Благодаря такому последовательному соединению посредством клапанов 18 сброса давления можно при необходимости обеспечить для множества ячеек 12 больший объем для сброса давления текучей среды через выпускные резервуары 16.

[0028] Как показано на фиг. 5, в ходе применения устройства тело пациента 40 лежит на амортизирующем устройстве 10. Тело 40 оказывает давление на текучую среду внутри каждой из множества ячеек 12 с текучей средой. Давление текучей среды внутри каждой из множества ячеек 12 с текучей средой увеличивается по мере уменьшения объема множества ячеек с текучей средой. Тело 40 может оказывать большее давление на, например, средние ячейки 12b, 12с с текучей средой. Однако распределительный трубопровод 14 может быть выполнен таким образом, чтобы распределять текучую среду из средних ячеек 12b, 12с текучей средой к крайним ячейкам 12а, 12d с текучей средой. Таким образом, посредством распределительного трубопровода 14 в конечном итоге в системе может быть достигнуто равновесное давление. Как показано на фигуре, зоны высокого давления на теле 40 обозначены стрелками PA, РВ, PC, PD и РЕ. Амортизирующее устройство 10 обеспечивает низкое равномерное граничное давление РХ, которое поддерживает всю контактную поверхность тела 40. Указанное граничное давление ниже давления, которое может вызвать повреждение тканей, предотвращая, таким образом, появление пролежней и других повреждений.

[0029] Когда давление на текучую среду, находящуюся внутри ячейки 12а с текучей средой, достигает первого значения Р1, клапан 18а сброса давления открывается, чтобы выпустить текучую среду в первый выпускной резервуар 16а, с эффективным уменьшением давления текучей среды в соединенных ячейках 12а-12d. Выпуск текучей среды в первый выпускной резервуар 16а продолжается до тех пор, пока давление в первом выпускном резервуаре 16а не достигнет второго значения Р2. В этот момент открывается второй клапан 18b сброса давления в первом выпускном резервуаре 16а для выпуска текучей среды во второй выпускной резервуар 16b. Текучая среда продолжает вытекать во второй выпускной резервуар 16b до тех пор, пока давление во втором выпускном резервуаре 16b не достигнет второго значения Р3. В это время открывается третий клапан 18с сброса давления во втором выпускном резервуаре 16b для выпуска текучей среды в третий выпускной резервуар 16с. В конечном итоге, в системе устанавливается равновесное давление после размещения тела 40. Следует отметить, что текучая среда в системе может протекать через множество клапанов 18 сброса давления в одно и то же время и через распределительный трубопровод 14, а не линейным образом, как описано выше.

[0030] При удалении веса тела 40 или пациента с амортизирующего устройства 10, восстанавливающий форму элемент 34 в каждой из множества ячеек 12 с текучей средой оказывает восстанавливающее форму усилие на внутреннюю поверхность 36 множества ячеек 12 с текучей средой. По мере расширения каждой ячейки 12 с текучей средой внутри ячеек 12 с текучей средой создается частичное разрежение. Это разрежение приводит к выпуску текучей среды из выпускных резервуаров 16а-16с через обратные клапаны 20а-20с. Таким образом, амортизирующее устройство 10 представляет собой динамическую систему, которая всегда подстраивается под движения или изменение положения тела 40. При изменении распределения давления, прикладываемого к амортизирующему устройству 40, множество ячеек 12 с текучей средой могут автоматически надуваться или сдуваться, обеспечивая малое граничное давление под всем телом 40 или пациентом.

[0031] Как показано на фиг. 1, множество ячеек 12 с текучей средой амортизирующего устройства 10 может включать в себя восстанавливающие форму элементы 34 с различной плотностью. Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, участок 45 площади поверхности ячейки 12 с текучей средой может поддерживаться восстанавливающим форму элементом более высокой плотности, чем остальная площадь поверхности ячейки 12 с текучей средой. В соответствии с одним вариантом осуществления, восстанавливающие форму элементы 34 во множестве ячеек 12 с текучей средой могут быть выполнены из пеноматериалов различной плотности. Ячейки 12 с текучей средой могут иметь участки по длине, например, внутри участка 45, на которых плотность пеноматериала больше, то есть более жесткие и более упругие. За пределами участка 45, каждая из ячеек 12 с текучей средой может содержать участки пеноматериала меньшей плотности, то есть менее упругие и более мягкие. В некоторых вариантах осуществления, каждая отдельная ячейка 12 с текучей средой может иметь свою плотность. В этих вариантах, ячейки могут быть расположены горизонтально (под углом 90 градусов относительно показанной ориентации ячеек), и некоторые ячейки по длине кровати могут меть большую плотность, чем другие ячейки.

[0032] Рассматривая фиг. 1 в комбинации с фиг. 5, следует отметить, что зоны с больше плотностью согласно настоящему изобретению не ограничиваются показанными зонами и любая зона на поверхности амортизирующего устройства может поддерживаться восстанавливающим форму пеноматериалом большей или меньшей плотности. В показанном варианте осуществления, участок 45, поддерживающий ягодицы пациента, обозначенный на фиг. 5 давлением PC, включает в себя восстанавливающий форму элемент большей жесткости. В соответствии с другими вариантами осуществления, восстанавливающие форму элементы большей жесткости могут быть размещены в других местах, таких как зона, поддерживающая голову пациента (обозначена давлением РА), спину пациента (обозначена давлением РВ), икры пациента (обозначена давлением PD), и пятки пациента (обозначены давлением РЕ). Плотность пеноматериала в более жестких областях может быть на 25% больше плотности пеноматериала в более мягких областях. Например, пеноматериал на плотном участке 45 может быть от 5% до 50% плотнее по сравнению с пеноматериалом на оставшемся мягком участке ячеек 12 с текучей средой.

[0033] На фиг. 6 показан другой вариант осуществления амортизирующего устройства 100. Амортизирующее устройство 100 может быть аналогично амортизирующему устройству 10 и включать в себя множество ячеек 112а, 112b, 112с, 112d с текучей средой, которые аналогичны множеству ячеек 12а, 12b, 12с, 12d с текучей средой. Амортизирующее устройство 100 может дополнительно включать в себя клапан 138, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, аналогичный клапану 38, выполненному с возможностью открытия и закрытия вручную, но размещенный на другой стороне амортизирующего устройства 100. Кроме того, вместо того, чтобы проходить продольно от головной части до ножной части, множество ячеек 112а, 112b, 112с, 112d с текучей средой могут проходить горизонтально от левой стороны 122 до правой стороны 124 амортизирующего устройства 100. Необходимо понимать, что в соответствии с другими вариантами осуществления, могут использовать большее или меньшее количество ячеек с текучей средой путем увеличения или уменьшения каждой ячейки так, чтобы получить матрас с желаемой площадью поверхности.

[0034] Кроме того, показано, что распределительный трубопровод 114 проходит вдоль правой стороны 124 амортизирующего устройства 100, а не в ножном конце, как в варианте осуществления, описанном ранее. В рассматриваемом варианте распределительный трубопровод 114 напрямую соединен с первым выпускным резервуаром 116а, расположенным с правой стороны ножного конца. Таким образом, в данном варианте осуществления, между множеством ячеек 112 и первым выпускным резервуаром 116а может отсутствовать клапан сброса давления или обратный клапан. Следует отметить, что в конструкции, соответствующей предыдущему варианту осуществления, с продольно расположенными ячейками, могут также отсутствовать клапаны между первой ячейкой 12а с текучей средой и первым выпускным резервуаром 16а.

[0035] Первый выпускной резервуар 116а амортизирующего устройства 100 может быть соединен со вторым выпускным резервуаром 116b. Между первым выпускным резервуаром 116а и вторым выпускным резервуаром 116b могут быть расположены первый клапан 118а сброса давления и первый обратный клапан 120а. Аналогично, второй выпускной резервуар 116b может быть соединен с третьим выпускным резервуаром 116с. Второй клапан 118b сброса давления и второй обратный клапан 120b могут быть расположены между вторым выпускным резервуаром 116b и третьим выпускным резервуаром 116с. Клапаны 118а, 118b сброса давления могут быть аналогичны клапанам 18а, 18b, 18с сброса давления, а обратные клапаны 120а, 120b могут быть аналогичны обратным клапанам 20а, 20b, 20с. Кроме того, первый клапан 118а сброса давления может быть рассчитан на более низкое давление для того, чтобы выпускать текучую среду во второй выпускной резервуар 116b, чем второй клапан 118b сброса давления для того, чтобы выпускать текучую среду в третий выпускной резервуар. Таким образом, когда на множество ячеек 112 с текучей средой воздействует вес пациента, текучая среда автоматически распределяется по четырем ячейкам 112 с текучей средой и первому выпускному резервуару 116а до тех пор, пока не будет достигнуто равномерное распределение давления. Затем, если давление в первом выпускном резервуаре 116 станет больше, чем то, на которое рассчитан первый клапан 118а сброса давления, первый клапан 118а сброса давления открывается, позволяя текучей среде входить во второй выпускной резервуар 116b. Аналогично, если давление во втором выпускном резервуаре 116 станет больше чем давление, на которое рассчитан второй клапан 118b сброса давления, второй клапан 118b сброса давления открывается, позволяя текучей среде поступать в третий выпускной резервуар 116с.

[0036] Следует отметить, что может быть предусмотрено любое количество выпускных резервуаров 116. Согласно рассматриваемому варианту осуществления, первый выпускной резервуар 116а может быть напрямую соединен с распределительным трубопроводом 114, а не отделен от множества ячеек 112 с текучей средой посредством дополнительных клапанов, как в предыдущем варианте осуществления. Кроме того, в данном варианте осуществления, участок большей плотности на поверхности амортизирующего устройства 100 может включать в себя полностью вторую ячейку 112b с текучей средой, а не участок с множеством ячеек с текучей средой, как показано в предыдущем варианте осуществления. В данном варианте осуществления вторая ячейка 112b с текучей средой может быть расположена в точном положении на амортизирующем устройства 100 для поддержания ягодиц пациента.

[0037] В соответствии с другим вариантом осуществления, предусмотрен способ амортизации тела, например тела 40, в соответствии с которым обеспечивают наличие амортизирующего устройства, такого как амортизирующее устройство 10. Амортизирующее устройство может содержать множество ячеек с текучей средой, такие как ячейки 12, каждая из которых содержит восстанавливающий форму элемент, такой как восстанавливающий форму элемент 34, и текучую среду для поддержания нагрузки. Амортизирующее устройство может также содержать распределительный трубопровод 14, соединяющий между собой множество ячеек с текучей средой и выпускную систему, включающую в себя первый выпускной резервуар, такой как первый выпускной резервуар 16а и второй выпускной резервуар, такой как второй выпускной резервуар 16b, соединенные последовательно с множеством оболочек. Способ может также включать в себя выпуск текучей среды из множества ячеек с текучей средой в первый выпускной резервуар, когда давление во множестве ячеек с текучей средой достигает первого заданного значения. Способ может также включать в себя выпуск текучей среды из первого выпускного резервуара во второй выпускной резервуар, когда давление в первом выпускном резервуаре достигает второго заданного значения. Способ может также включать в себя возврат текучей среды из первого выпускного резервуара и второго выпускного резервуара во множество ячеек с текучей средой при удалении нагрузки с множества ячеек с текучей средой.

[0038] При упоминании элементов устройства предложенного в вариантах осуществления, в единственном числе, подразумевается, что присутствуют один или более указанных элементов. Выражения "включающий в себя" и "имеющий" и их производные подразумевают, что помимо перечисленных элементов могут также присутствовать и другие дополнительные элементы. Союз "или", используемый при перечислении по меньшей мере двух терминов означает любой из этих терминов или комбинацию терминов. Термины "первый" и "второй" используются для различения элементов, а не для обозначения конкретного порядка.

[0039] Хотя изобретение подробно описано на примере только нескольких вариантов осуществления, следует понимать, что оно не ограничено указанными вариантами. Наоборот, изобретение может быть модифицировано так, что оно будет включать в себя любое количество вариантов, изменений, замен или эквивалентных конструкций, не описанных в настоящей заявке, но находящихся в рамках объема изобретения. Также, не смотря на то, что описаны разные варианты осуществления изобретения, следует понимать, что объекты изобретения могут относиться только к некоторым из описанных вариантов осуществления. Таким образом, изобретение не ограничено вышеприведенным описанием, а только приложенной формулой.

1. Амортизирующее устройство, включающее в себя:

множество ячеек с текучей средой, каждая из которых содержит восстанавливающий форму элемент и текучую среду для того, чтобы воспринимать нагрузку;

распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой;

выпускную систему, включающую в себя первый и второй выпускные резервуары, соединенные последовательно с указанным множеством оболочек; и

клапан сброса давления и обратный клапан, разделяющие первый и второй выпускные резервуары.

2. Амортизирующее устройство по п. 1, в котором выпускная система дополнительно содержит третий выпускной резервуар, последовательно соединенный со вторым выпускным резервуаром и отделенный от второго выпускного резервуара вторым обратным клапаном и вторым клапаном сброса давления, причем когда давление в первом выпускном резервуаре достигает первого заданного уровня, клапан сброса давления открывается и выпускает текучую среду во второй выпускной резервуар, а когда давление во втором выпускном резервуаре достигает второго заданного уровня, открывается второй клапан сброса давления и выпускает текучую среду в третий выпускной резервуар.

3. Амортизирующее устройство по п. 1, дополнительно содержащее наружную оболочку, которая охватывает множество ячеек с текучей средой, распределительный трубопровод и выпускную систему.

4. Амортизирующее устройство по п. 1, которое представляет собой матрас.

5. Амортизирующее устройство по п. 4, в котором каждая из множества ячеек с текучей средой проходит между головным концом и ножным концом матраса, причем первый и второй выпускные резервуары расположены вблизи ножного конца матраса между множеством ячеек с текучей средой и ножным концом.

6. Амортизирующее устройство по п. 1, в котором первый и второй выпускные резервуары имеют объем, составляющий от 5 до 15% от объема множества ячеек с текучей средой.

7. Амортизирующее устройство по п. 1, дополнительно включающее в себя клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, соединенный с по меньшей мере одним распределительным трубопроводом и с множеством ячеек с текучей средой, причем клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, содержит воздушный фильтр тонкой очистки НЕРА-фильтр.

8. Амортизирующее устройство по п. 1, представляющее собой устройство, работающее в закрытой системе, без взаимодействия с атмосферным воздухом в ходе его применения.

9. Амортизирующее устройство по п. 2, в котором первое заданное давление меньше второго заданного давления.

10. Амортизирующее устройство по п. 1, в котором распределительный трубопровод не содержит обратного клапана, взаимодействующего с атмосферой, причем распределительный трубопровод выполнен с возможностью распределения текучей среды в каждую из множества ячеек с текучей средой, так, чтобы поддерживать равновесное давление во множестве ячеек с текучей средой.

11. Амортизирующее устройство по п. 1, в котором поверхность амортизирующего устройства включает зону, поддерживаемую по меньшей мере одним восстанавливающим форму элементом, имеющим большую плотность, чем другой восстанавливающий форму элемент.

12. Амортизирующее устройство по п. 1, в котором общий объем каждой из множества ячеек с текучей средой и каждого из выпускных резервуаров является достаточно малым так, что между всей зоной, контактирующей с нагрузкой, и нижней поверхностью амортизирующего устройства всегда остается текучая среда.

13. Амортизирующее устройство, содержащее:

множество ячеек с текучей средой, каждая из которых включает в себя восстанавливающий форму элемент;

распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой;

первый выпускной резервуар, соединенный с множеством ячеек с текучей средой посредством первого клапана сброса давления и первого обратного клапана; и

второй выпускной резервуар, соединенный с первым выпускным резервуаром, посредством второго клапана сброса давления и второго обратного клапана; причем когда давление во множестве ячеек с текучей средой достигает первого заданного уровня, открывается первый клапан сброса давления и выпускает текучую среду в первый выпускной резервуар, а когда давление в первом выпускном резервуаре достигает второго заданного значения, открывается второй клапан сброса давления и выпускает текучую среду во второй выпускной резервуар.

14. Амортизирующее устройство по п. 13, дополнительно содержащее:

третий выпускной резервуар, соединенный со вторым выпускным резервуаром посредством третьего клапана сброса давления и третьего обратного клапана, причем когда давление во втором выпускном резервуаре достигает третьего заданного уровня, открывается третий клапан сброса давления и выпускает текучую среду в третий выпускной резервуар.

15. Амортизирующее устройство по п. 13, дополнительно содержащее наружную оболочку, которая охватывает множество ячеек с текучей средой, распределительный трубопровод и первый и второй выпускные резервуары.

16. Амортизирующее устройство по п. 13, представляющее собой матрас.

17. Амортизирующее устройство по п. 16, в котором каждая из множества ячеек с текучей средой проходит между головным концом и ножным концом матраса, причем первый и второй выпускной резервуары расположены вблизи ножного конца матраса между множеством ячеек с текучей средой и ножным концом.

18. Амортизирующее устройство по п. 17, в котором первый и второй выпускные резервуары заключены в пеноматериал.

19. Амортизирующее устройство по п. 12, дополнительно включающее в себя клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, соединенный с по меньшей мере одним распределительным трубопроводом и множеством ячеек с текучей средой, при этом указанный клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия вручную, содержит воздушный фильтр тонкой очистки НЕРА-фильтр.

20. Амортизирующее устройство по п. 13, представляющее собой устройство, работающее в закрытой системе, без взаимодействия с атмосферным воздухом в ходе его применения.

21. Амортизирующее устройство по п. 13, в котором первое заданное давление меньше, чем второе заданное давление.

22. Амортизирующее устройство по п. 13, в котором распределительный трубопровод не содержит обратного клапана, взаимодействующего с атмосферой, причем распределительный трубопровод выполнен с возможностью распределения текучей среды в каждую из множества ячеек с текучей средой так, чтобы поддерживать равновесное давление во множестве ячеек с текучей средой.

23. Амортизирующее устройство по п. 13, в котором поверхность амортизирующего устройства включает зону, поддерживаемую по меньшей мере одним восстанавливающим форму элементом, имеющим большую плотность, чем другой восстанавливающий форму элемент.

24. Амортизирующее устройство по п. 13, в котором общий объем каждой из множества ячеек с текучей средой и каждого из выпускных резервуаров является достаточно малым так, что между всей зоной, контактирующей с нагрузкой, и нижней поверхностью амортизирующего устройства всегда остается текучая среда.

25. Способ амортизации тела, включающий в себя этапы, на которых:

обеспечивают наличие амортизирующего устройства, имеющего множество ячеек с текучей средой, каждая из которых содержит восстанавливающий форму элемент и текучую среду для того, чтобы воспринимать нагрузку, распределительный трубопровод, соединяющий множество ячеек с текучей средой, и выпускную систему, содержащую первый выпускной резервуар и второй выпускной резервуар, соединенные последовательно с указанным множеством оболочек;

выпускают текучую среду из множества ячеек с текучей средой в первый выпускной резервуар, когда давление во множестве ячеек с текучей средой достигнет первого заданного значения;

выпускают текучую среду из первого выпускного резервуара во второй выпускной резервуар, когда давление в первом выпускном резервуаре достигнет второго заданного значения; и

возвращают текучую среду из первого выпускного резервуара и второго выпускного резервуара во множество ячеек с текучей средой, после удаления нагрузки с множества ячеек с текучей средой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к надувному изделию и направлено на повышение надежности конструкции. Надувное изделие включает в себя первый лист, второй лист и множество натяжных структур.

Изобретение относится к способам и системам для отслеживания давления в одной или большем количестве точек на человеке и автоматического регулирования одной или большего количества секций опорной конструкции и направлено на повышение качества работы системы.

Изобретение относится к способу и оборудованию для регулировки давления в матрасе и направлено на упрощение регулировки давления матраса под определенного пользователя.

Изобретение относится к устройствам матрасов и касается системы и способа поддержания конфигурации надувного матраса. .

Изобретение относится к мебельной промышленности и к сфере транспорта и может быть использовано при разработке кресел различного назначения, предметов мягкой мебели, а также специальных видов мебели для медицинских целей.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам для охлаждения пациента в терапевтических целях. .

Изобретение относится к клапану для использования с надувным матрацем или подушкой для установления сообщения по текучей среде между двумя или более зонами, или может использоваться для изоляции зон с образованием конструкции для присоединения к подушке так, чтобы предотвратить смещение и утечку.

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использовано при разработке и изготовлении кресел повышенной комфортности для работы операторов и водителей транспортных средств, выполняющих работу в положении сидя, а также для использования в области медицины для лечебных и профилактических целей.

Изобретение относится к надувным изделиям и может быть использовано в качестве лодки, кресла, матраца для отдыха на воде или на суше. .
Наверх