RU2464747C1

RU2464747C1 - Physiotherapeutic plasmatron

Info

Publication number: RU2464747C1
Application number: RU2011112477/07A
Authority: RU
Inventors: Александр Иннокентьевич Лаженицын (RU); Александр Иннокентьевич Лаженицын; Александр Анатольевич Смирнов (RU); Александр Анатольевич Смирнов
Original assignee: Александр Иннокентьевич Лаженицын; Александр Анатольевич Смирнов
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-10-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: physiotherapeutic plasmatron has anode and cathode assemblies, where the anode assembly has cooling channels separated by partition walls, a plasma forming channel and a plasma jet forming channel, and the cathode assembly has an annular channel for feeding a plasma-supporting gas and a tungsten electrode mounted in the latter; the anode assembly includes a tubular housing with a cone-shaped head, a cylindrical cover which coaxially encloses the tubular housing and a bypass bushing, wherein the cover is hermetically connected to the bypass bushing; the cooling channels are spiral-shaped in an annular cavity and are linked to the coaxial cavity of the head of the tubular housing through bypass channels of the bypass bushing, and the inner surface of the conical cowling is in form of a hemisphere interfaced with the cylindrical inner surface of the a cylindrical cowling.

EFFECT: broader functional capabilities with increase in reliability of the device.

1 dwg

Description

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано при проведении асептического и антисептического воздействия на мягкие ткани, а также стимуляции и активизации репаративных процессов на раневых поверхностях рекомбинационным излучением низкотемпературной плазмы инертных газов.The invention relates to a plasma technique and can be used when performing aseptic and antiseptic effects on soft tissues, as well as stimulating and activating reparative processes on wound surfaces by recombination radiation of a low-temperature inert gas plasma.

Известно устройство для резки биотканей и коагуляции сосудов по кромке разреза, включающее катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа в зону прохождения электрической дуги, вольфрамовый электрод, анодный узел, имеющий камеру горения дуги и канал формирования плазменной струи, при этом устройство содержит набор сменных плазмообразующих насадок с наружным диаметром 6-12 мм и длиной 50-250 мм, причем в плазмообразующей насадке каждому диапазону силы тока дуги соответствуют размеры диаметра и длины камеры горения дуги, а длина канала формирования струи равна длине камеры горения дуги, причем диаметр канала формирования составляет 0,5-0,6 диаметра камеры горения дуги (см. опубликованную заявку RU №2002120379, 20.02.2002).A device for cutting biological tissues and coagulation of vessels along the edge of the cut, including a cathode assembly with channels for supplying a plasma-forming gas to the arc passage zone, a tungsten electrode, an anode assembly having an arc burning chamber and a plasma jet forming channel, wherein the device comprises a set of replaceable plasma-forming nozzles with an outer diameter of 6-12 mm and a length of 50-250 mm, and in the plasma forming nozzle, each range of the arc current corresponds to the diameter and length of the arc burning chamber, and the length anal jet forming equal to the length of the arc chamber, wherein the bore diameter of 0.5-0.6 diameter forming the arcing chamber (see. published application RU №2002120379, 20.02.2002).

Однако данное устройство имеет сравнительно сложную конструкцию, а также низкую мощность рекомбинационного излучения, что сужает область его использования для асептического, антисептического и стимулирующего физиотерапевтического воздействия.However, this device has a relatively complex design, as well as low power of recombination radiation, which narrows the scope of its use for aseptic, antiseptic and stimulating physiotherapeutic effects.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является плазмотрон, содержащий анодный и катодный узлы, при этом анодный узел выполнен со снабженными перегородками каналами охлаждения, плазмообразующим каналом и каналом формирования плазменной струи, а катодный узел выполнен с кольцевым каналом для подачи плазмообразующего газа и установленным в последнем вольфрамовым электродом, зафиксированным относительно плазмообразующего канала и канала формирования плазменной струи анодного узла соосно с последним, отделенного от катодного узла выполненным в виде трубки изолятором, образующим с вольфрамовым электродом кольцевой канал для подачи плазмообразующего газа (см. патент RU №2234881, 27.08.2004).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a plasmatron containing anode and cathode nodes, while the anode node is made with cooling channels provided with baffles, a plasma forming channel and a plasma jet forming channel, and the cathode node is made with an annular channel for supplying a plasma forming gas and installed in the last tungsten electrode, fixed relative to the plasma forming channel and the channel for forming the plasma jet of the anode assembly coaxially with Latter separated from the cathode unit configured as a tube insulator forming a tungsten annular channel for supplying a plasma gas (See. Patent RU №2234881, 27.08.2004).

Данный плазмотрон имеет небольшие габариты и позволяет повысить надежность за счет устранения возможности появления течи охлаждающей жидкости через герметизирующую прокладку. Однако недостаточная в ряде случаев мощность дуги ограничивает его режущие свойства.This plasmatron has small dimensions and can improve reliability by eliminating the possibility of leakage of coolant through the sealing gasket. However, in some cases, insufficient arc power limits its cutting properties.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание удобного в использовании плазмотрона с высокой мощностью рекомбинационного излучения плазмы, низкой выходной тепловой мощностью и максимальной термической стойкостью элементов конструкции плазмотрона.The problem to which the invention is directed, is to create a convenient plasma torch in use with a high power of recombination plasma radiation, low heat output and maximum thermal resistance of structural elements of the plasma torch.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей при повышении надежности его работы.The technical result is to expand the functionality while increasing the reliability of its work.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что плазмотрон физиотерапевтический содержит анодный и катодный узлы, при этом анодный узел выполнен с разделенными перегородками каналами охлаждения, плазмообразующим каналом и каналом формирования плазменной струи, а катодный узел выполнен с кольцевым каналом для подачи плазмообразующего газа и установленным в последнем вольфрамовым электродом, зафиксированным относительно плазмообразующего канала и канала формирования плазменной струи анодного узла соосно с последним, отделенного от катодного узла выполненным в виде трубки изолятором, образующим с вольфрамовым электродом кольцевой канал для подачи плазмообразующего газа, анодный узел включает трубчатый корпус с конической головкой, коаксиально охватывающий трубчатый корпус цилиндрический кожух и перепускную втулку с выполненными в ней перепускными каналами, причем кожух герметично соединен с перепускной втулкой с образованием кольцевой полости, охватывающей трубчатый корпус, в головке трубчатого корпуса выполнены плазмообразующий канал и канал формирования плазменной струи, причем головка трубчатого корпуса выполнена конической с буртом в виде конической обечайки, переходящей в цилиндрическую обечайку и коаксиально охватывающим головку с буртом выходным участком цилиндрического кожуха, герметично соединенным с буртом головки и перепускной втулкой с образованием коаксиальной полости, каналы охлаждения выполнены спиральными в кольцевой полости и образованы выполненными спиральными и размещенными в кольцевой полости перегородками, причем каналы охлаждения сообщены с коаксиальной полостью головки трубчатого корпуса через перепускные каналы перепускной втулки, а внутренняя поверхность конической обечайки выполнена в виде полусферы, сопряженной с цилиндрической внутренней поверхностью цилиндрической обечайки.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the physiotherapeutic plasmatron contains anode and cathode nodes, while the anode node is made with separated cooling channels, a plasma-forming channel and a plasma jet formation channel, and the cathode node is made with an annular channel for supplying a plasma-forming gas and installed in the last tungsten electrode, fixed relative to the plasma forming channel and the channel for forming the plasma jet of the anode assembly with based on the latter, an insulator made in the form of a tube, separated from the cathode assembly, forming an annular channel for supplying plasma-forming gas with a tungsten electrode, the anode assembly includes a tubular housing with a conical head, a cylindrical housing coaxially surrounding the tubular housing and a bypass sleeve with bypass channels made therein, moreover, the casing is hermetically connected to the bypass sleeve with the formation of an annular cavity covering the tubular body, a plasma image is made in the head of the tubular body the channel and the channel for forming a plasma jet, the head of the tubular body being conical with a shoulder in the form of a conical shell turning into a cylindrical shell and coaxially covering the head with the shoulder and the outlet section of the cylindrical casing, hermetically connected to the shoulder of the head and the bypass sleeve with the formation of a coaxial cavity, channels the cooling is made spiral in the annular cavity and formed by the made spiral and placed in the annular cavity partitions, and the cooling channels Ia communicated with a coaxial cavity of the tubular body of the head through passageways bypass sleeve and the inner surface of the conical shell is formed as a hemisphere, a conjugate with the cylindrical inner surface of the cylindrical shell.

На чертеже представлен продольный разрез плазмотрона.The drawing shows a longitudinal section of a plasma torch.

Плазмотрон физиотерапевтический содержит анодный 1 и катодный узлы 2. Анодный узел 1 выполнен с разделенными перегородками 3 каналами 4 охлаждения, плазмообразующим каналом 5 и каналом 6 формирования плазменной струи. Катодный узел 2 выполнен с кольцевым каналом 7 для подачи плазмообразующего газа и установленным в последнем вольфрамовым электродом 8, зафиксированным относительно плазмообразующего канала 5 и канала 6 формирования плазменной струи анодного узла 1 соосно с последним, отделенного от катодного узла 2 выполненным в виде трубки изолятором 9, образующим с вольфрамовым электродом 8 кольцевой канал 7 для подачи плазмообразующего газа. Анодный узел 1 включает трубчатый корпус 10 с конической головкой 11, коаксиально охватывающий трубчатый корпус 10 цилиндрический кожух 12 и перепускную втулку 13 с выполненными в ней перепускными каналами (на чертеже не показаны). Кожух 12 герметично соединен с перепускной втулкой 13 с образованием кольцевой полости 14, охватывающей трубчатый корпус 10. Плазмообразующий канал 5 и канал 6 формирования плазменной струи выполнены в головке 11 трубчатого корпуса 10, причем головка 11 трубчатого корпуса 10 выполнена конической с буртом 15 в виде конической обечайки 16, переходящей в цилиндрическую обечайку 17, и коаксиально охватывающим головку 11 с буртом 15 выходным участком 18 цилиндрического кожуха 12, герметично соединенным с буртом 15 головки 11 и перепускной втулкой 13 с образованием коаксиальной полости 19. Каналы 4 охлаждения выполнены спиральными в кольцевой полости 14 и образованы выполненными спиральными и размещенными в кольцевой полости 14 перегородками 3. Каналы 4 охлаждения сообщены с коаксиальной полостью 19 головки 11 трубчатого корпуса 10 через перепускные каналы перепускной втулки 13, а внутренняя поверхность конической обечайки 16 выполнена в виде полусферы, сопряженной с цилиндрической внутренней поверхностью цилиндрической обечайки 17.The physiotherapeutic plasmatron contains anode 1 and cathode nodes 2. The anode node 1 is made with separated cooling walls 3 by cooling channels 4, a plasma forming channel 5 and a plasma jet forming channel 6. The cathode assembly 2 is made with an annular channel 7 for supplying a plasma-forming gas and installed in the last tungsten electrode 8, fixed relative to the plasma-forming channel 5 and the channel 6 for forming the plasma jet of the anode assembly 1 coaxially with the latter, insulator 9 made in the form of a tube, separated from the cathode assembly 2, forming with the tungsten electrode 8 an annular channel 7 for supplying a plasma-forming gas. The anode assembly 1 includes a tubular housing 10 with a conical head 11, coaxially surrounding the tubular housing 10, a cylindrical casing 12 and a bypass sleeve 13 with bypass channels made therein (not shown). The casing 12 is hermetically connected to the bypass sleeve 13 with the formation of an annular cavity 14 covering the tubular body 10. The plasma forming channel 5 and the plasma jet forming channel 6 are made in the head 11 of the tubular body 10, and the head 11 of the tubular body 10 is made conical with a collar 15 in the form of a conical shell 16, passing into a cylindrical shell 17, and coaxially covering the head 11 with the shoulder 15 of the output section 18 of the cylindrical casing 12, hermetically connected to the shoulder 15 of the head 11 and the bypass sleeve 13 with formed coaxial cavity 19. Cooling channels 4 are made spiral in the annular cavity 14 and are formed by spiral partitions 3. The cooling channels 4 are in communication with the coaxial cavity 19 of the head 11 of the tubular body 10 through the bypass channels of the bypass sleeve 13, and the inner surface conical shell 16 is made in the form of a hemisphere mating with the cylindrical inner surface of the cylindrical shell 17.

Плазмотрон работает следующим образом. После подачи охлаждающей воды и плазмообразующего газа (аргон или гелий) осциллятором пробивают и ионизируют газовый промежуток между вольфрамовым электродом 8 и поверхностью головки 11 анодного узла 1. Одновременно с этим на вольфрамовый электрод 8 и головку 11 трубчатого корпуса 10 анодного узла 1 подают напряжение от силового источника питания электрической дуги. Дугу первоначально зажигают на меньшем токе и меньшем расходе газа (сила тока дуги 30 А, а давление подачи плазмообразующего газа 0,2 кг/см²). Это позволяет избежать выплеска вольфрама с конца электрода 8, его прогрева и образования в плазмообразующем канале 5 анода анодного пятна по всей окружности камеры горения дуги. После этого плазмотрон выводится автоматически на рабочий режим с силой тока 60 А и расходом плазмообразующего газа при давлении в газовой сети 0,2 кг/см². Затем устанавливают режим с необходимыми для определенного вида физиотерапевтической процедуры с требуемыми, например, коагулирующими свойствами плазменной струи.The plasma torch works as follows. After supplying cooling water and a plasma-forming gas (argon or helium), the gas gap between the tungsten electrode 8 and the surface of the head 11 of the anode assembly 1 is pierced and ionized. At the same time, voltage is supplied from the power supply to the tungsten electrode 8 and the head 11 of the tubular body 10 of the anode assembly 1 electric arc power source. The arc is initially ignited at a lower current and lower gas flow rate (arc current is 30 A, and the plasma gas supply pressure is 0.2 kg / cm ² ). This avoids the outburst of tungsten from the end of the electrode 8, its heating and the formation of an anode spot in the plasma-forming channel 5 of the anode around the entire circumference of the arc burning chamber. After that, the plasma torch is automatically displayed on the operating mode with a current strength of 60 A and a plasma-forming gas flow rate at a pressure in the gas network of 0.2 kg / cm ² . Then, a regimen is established with the necessary for a certain type of physiotherapeutic procedure with the required, for example, coagulating properties of the plasma jet.

При необходимости изменяют силу тока дуги и расход плазмообразующего газа. При этом при увеличении силы тока и расхода газа увеличиваются коагулирующие свойства плазменной струи, и наоборот, при уменьшении силы тока и расхода плазмообразующего газа уменьшаются длина струи, ее температура, а следовательно, коагулирующие свойства.If necessary, change the arc current and the flow rate of the plasma-forming gas. In this case, with an increase in the current strength and gas flow rate, the coagulating properties of the plasma jet increase, and vice versa, with a decrease in the current strength and gas flow rate of the plasma-forming gas, the jet length, its temperature, and therefore the coagulating properties, decrease.

Настоящее изобретение может быть использовано при проведении различного рода физиотерапевтических процедур.The present invention can be used in various physiotherapeutic procedures.

Claims

A physiotherapeutic plasmatron containing anode and cathode nodes, wherein the anode node is made with cooling channels, a plasma-forming channel and a plasma jet channel separated by partitions, and the cathode node is made with an annular channel for supplying a plasma-forming gas and mounted in the last tungsten electrode fixed relative to the plasma-forming channel and the channel for forming the plasma jet of the anode assembly coaxially with the latter, separated from the cathode assembly made in the form of a tube of a generator that forms an annular channel for supplying plasma-forming gas with a tungsten electrode, characterized in that the anode assembly includes a tubular housing with a conical head, a cylindrical housing coaxially surrounding the tubular housing and a bypass sleeve with bypass channels made therein, the housing being hermetically connected to the bypass sleeve with the formation of an annular cavity covering the tubular body, in the head of the tubular body there is a plasma-forming channel and a channel for forming a plasma jet, the head of the tubular body is made conical with a shoulder in the form of a conical shell turning into a cylindrical shell, and coaxially covering the head with the shoulder, the output section of the cylindrical casing, hermetically connected to the shoulder of the head and the bypass sleeve with the formation of the coaxial cavity, the cooling channels are made spiral in the annular cavity and are formed made by spiral and placed in the annular cavity partitions, and the cooling channels are in communication with the coaxial cavity of the tubular head the housing through the bypass channels of the bypass sleeve, and the inner surface of the conical shell is made in the form of a hemisphere mating with the cylindrical inner surface of the cylindrical shell.