DE3633637A1 - Method of producing a treatment atmosphere, and plant and device intended to perform the method - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Behandlungsatmosphäre für die Behandlung rheumatisch erkrankter Personen durch Tieftemperaturtherapie und zur Durchführung des Verfahrens eine Anlage für die Ganzkör perbehandlung sowie eine Vorrichtung zur örtlichen Be handlung.The invention relates to a method for generating a Treatment atmosphere for rheumatic treatment sick people through low-temperature therapy and Implementation of the process a plant for the whole body treatment and a device for local loading action.
Für die Behandlung rheumatisch Erkrankter ist die Anwen dung der Tieftemperaturtherapie bekannt. So wird z. B. auf rheumatisch erkrankte Glieder kaltes Gas aufgesprüht, wobei im Regelfall Flüssigstickstoff mit einer Temperatur von ca.- 180°C verwendet wird. Bei den bekannten Vor richtungen zur Erzeugung dieses kalten Gases besteht jedoch der Nachteil, daß der tatsächliche Kühlmediumver brauch den theoretischen Kühlmediumverbrauch erheblich übersteigt. Darüberhinaus kann es beim Patienten zu Verbrennungen kommen, da nicht auszuschließen ist, daß flüssiger Stickstoff auf den zu behandelnden Körperab schnitt trifft. Bekannt ist auch die ganzzeitliche Be handlung eines rheumatisch Erkrankten in einer Therapie kabine. Die erforderliche Behandlungsatmosphäre wird wie folgt hergestellt. Zunächst wird die Behandlungsat mosphäre auf einen Taupunkt von ca. -50°C getrocknet. Dann wird die Atmosphäre mittels einer Kälteanlage auf ca. -60°C gekühlt. Zur Erzielung der gewünschten Be handlungstemperatur wird dann unter Zuhilfenahme von flüssigem Stickstoff als Kühlmedium die Behandlungsat mosphäre auf ca. -120°C bis -160°C gekühlt. Durch eine besondere Nachregelung der Temperatur der Behand lungsatmosphäre wird dann in der Therapiekabine der gewünschte Wert erzielt. Dieses Verfahren ist ebenfalls mit erheblichen Nachteilen belastet. Der Ablauf vom Start der Anlage bis zur Betriebsbereitschaft ist außergewöhn lich zeitraubend. Da die Taupunktserniedrigung weit über der Behandlungstemperatur liegt, kommt es nach kurzer Betriebsdauer zu erheblichen Vereisungen im Behandlungs raum, was für den Patienten äußerst unangenehm ist. Darüberhinaus ist der apparative Aufwand für die Trock nung der Behandlungsatmosphäre und die zu erreichende Behandlungstemperatur sehr aufwendig.The user is for the treatment of rheumatic patients of low-temperature therapy. So z. B. sprayed cold gas on rheumatic limbs, usually liquid nitrogen with a temperature of approx. 180 ° C is used. With the known before directions for the generation of this cold gas however, the disadvantage that the actual cooling medium ver need the theoretical cooling medium consumption considerably exceeds. Furthermore, it can affect the patient too Burns come because it cannot be ruled out that liquid nitrogen on the body to be treated cut meets. The full-time Be is also known act of a rheumatic patient in therapy cabin. The required treatment atmosphere will be like follows manufactured. First, the treatment dried to a dew point of approx. -50 ° C. Then the atmosphere is raised by means of a refrigeration system cooled to -60 ° C. To achieve the desired loading action temperature is then determined with the help of liquid nitrogen as the cooling medium cooled to approx. -120 ° C to -160 ° C. By a special readjustment of the temperature of the treatment atmosphere is then in the therapy cabin desired value achieved. This procedure is also burdened with considerable disadvantages. The process from the start the system up to operational readiness is exceptional time consuming. Because the dew point drop is well over the treatment temperature is, it comes after a short time Operating time to considerable icing in the treatment space, which is extremely uncomfortable for the patient. In addition, the equipment required for drying treatment atmosphere and the one to be achieved Treatment temperature very expensive.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine für die Behandlung rheumatisch Erkrankter geeignete Behandlungsatmosphäre geschaffen werden kann, ohne daß eine Verbrennungsgefahr besteht oder im Behandlungsraum Vereisungen auftreten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlage für eine Ganzkörperbehandlung sowie eine Vorrichtung für eine örtliche Behandlung rheumatisch Erkrankter unter Anwendung des Verfahrens aufzuzeigen.The object of the invention is a method to show with one for rheumatic treatment Suitable treatment atmosphere created for the sick can be without a risk of burns or icing occurs in the treatment room. A Another object of the invention is a plant for a whole body treatment and a device for local treatment for rheumatic patients Show application of the procedure.
Erfindungsgem. erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß zur örtlichen Behandlung rheumatisch erkrankter Glieder das aus einem Wärmetauscher ausströmende Flüssig gas oder das von einem Flüssiggaslagertank abgezogene Flüssiggas durch Einstellung des den Wärmetauscher beauf schlagenden Kühlmediums bzw. durch thermische Behandlung in einem Verdampfer so temperiert wird, daß der Gasstrom mit einer über der Taupunkttemperatur liegenden Tempe ratur in homogener Gasphase auf die zu behandelnde Kör perfläche trifft und daß für die Ganzkörperbehandlung zur Ausbildung der Behandlungsatmosphäre in einem etwa der Zusammensetzung von Normalluft entsprechenden Verhältnis flüssiger Sauerstoff und flüssiger Stickstoff entweder in der flüssigen Phase gemischt oder auf eine von der gewünschten Behandlungsatmosphäre abhängige Temperatur verdampft und dann gemischt wird und danach entweder über einen Vorverdampfer, über eine Nachheizeinrichtung, über einen Vorverdampfer und eine Nachheizeinrichtung oder direkt volumenstromgeregelt der Behandlungskabine zuge führt wird. According to the invention. the problem is solved by that for local treatment rheumatic Limits the liquid flowing out of a heat exchanger gas or that withdrawn from a liquefied gas storage tank Liquefied petroleum gas by adjusting the heat exchanger impacting cooling medium or by thermal treatment is tempered in an evaporator so that the gas flow with a temperature above the dew point temperature rature in homogeneous gas phase on the body to be treated surface meets that for the whole body treatment Formation of the treatment atmosphere in one of the Composition of normal air corresponding ratio liquid oxygen and liquid nitrogen either in mixed in the liquid phase or on one of the desired treatment atmosphere dependent temperature evaporated and then mixed and then either over a pre-evaporator, via a post-heating device, via a pre-evaporator and a post-heater or Directly volume flow controlled to the treatment cabin leads.
Hierdurch ist sichergestellt, daß nur tiefkaltes Gas die zu behandelnden Körperteile erreicht. Für die Ganzkörper therapie kann auf die Trocknung der Atmosphäre und den zusätzlichen Einsatz von Kältemaschinen verzichtet wer den. Von besonderem Vorteil ist es, daß die Behandlungs atmosphäre einen weitaus tieferen Taupunkt besitzt und es dadurch erst wesentlich später zu Vereisungen in der Therapiekabine kommt. Außerdem ist die Zeit vom Start der Anlage bis zu ihrer Betriebsbereitschaft um ein Viel faches geringer als bei bekannten Anlagen. Sofern er forderlich, kann auch eine mit Sauerstoff angereicherte Atmosphäre zur Behandlung verwendet werden.This ensures that only cryogenic gas parts of the body to be treated reached. For the whole body therapy can affect the drying of the atmosphere and the additional use of chillers is avoided the. It is particularly advantageous that the treatment atmosphere has a much lower dew point and it therefore only much later to icing in the Therapy cabin is coming. In addition, the time from the start of the Plant up to its operational readiness by a lot times less than with known systems. Unless he required, can also be an oxygenated one Atmosphere to be used for treatment.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Anlage zur Durchführung der Ganzkörperbehandlung aus mindestens zwei Lagertanks für flüssigen Stickstoff und flüssigen Sauerstoff, die jeweils mittels einer Leitung mit Volumenstromregler mit einer Mischkammer verbunden sind, deren Ausgang mit mindestens einem Lagertank für die Behandlungsatmosphäre sowie über eine geregelte Nachheizeinrichtung mit der Behandlungskabine verbunden ist.According to a further feature of the invention System for performing the whole body treatment at least two storage tanks for liquid nitrogen and liquid oxygen, each by means of a line connected to a mixing chamber with volume flow controller are, the output of which with at least one storage tank for the treatment atmosphere as well as a regulated one Post-heating device connected to the treatment cabin is.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Vor richtung zur Durchführung einer örtlichen Therapie von rheumatischen Erkrankungen durch Aufsprühen eines kalten Gases auf die zu behandelnde Fläche, das in einem Wärme tauscher mit einem Kühlmedium verflüssigt wird, so ausge bildet sein, daß das Kühlmedium in dem Wärmetauscher in einem Doppelrohr geführt ist, das aus einem mit dem Kühlmediumeintrittsstutzen verbundenen Kernrohr und einem mit dem Kühlmediumaustrittsstutzen verbundenen Mantelrohr besteht, wobei das aus dem Wärmetauscher austretende Flüssiggas mit im Wärmetauscher eingestellter Temperatur den zu kühlenden Flächenabschnitten eines Körpers zuführ bar ist.According to a further feature of the invention, the front direction to carry out a local therapy of rheumatic diseases by spraying a cold Gases on the area to be treated in a heat exchanger is liquefied with a cooling medium, so out forms that the cooling medium in the heat exchanger in a double pipe, which is made from a with the Coolant inlet spigot connected core tube and a jacket pipe connected to the coolant outlet connection exists, which exits from the heat exchanger LPG with the temperature set in the heat exchanger the surface sections of a body to be cooled is cash.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben und nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtFurther embodiments of the invention are in the dependent claims and described below with reference of the drawings explained in more detail. It shows
Fig. 1 das Schaltbild einer Anlage für eine Ganzkörper therapie, Fig. 1 is a diagram of a treatment system for a full body,
Fig. 2 eine Vorrichtung für eine örtliche Therapie, Fig. 2 shows a device for a local therapy,
Fig. 3 die Ausbildung des Wärmetauscherrohrs eines Wärmetauschers für die Vorrichtung nach Fig. 2, Fig. 3 shows the design of the heat exchanger tube of a heat exchanger for the apparatus of Fig. 2,
Fig. 4 den Temperaturverlauf an einem Wärmetauscherrohr nach Fig. 3, Fig. 4 shows the temperature profile across a heat exchanger tube according to Fig. 3,
Fig. 5 eine Ausbildung eines Dosierventils in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 5 shows an embodiment of a metering valve in a side view in section.
Das Verfahren für eine Ganzkörpertherapie wird nach stehend anhand der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage 80 erläutert. Die zur Herstellung der Behandlungs atmosphäre benötigten Gase Stickstoff und Sauerstoff werden in den Lagertanks 1, 2 bevorratet. Die Lagertem peratur dieser Gase ist für Sauerstoff -183°C und für Stickstoff -196°C. Die Lagertanks 1, 2 sind vorzugs weise vakuumisoliert, um die Verdampfungsverluste so gering wie möglich zu halten. Die Konstantdruckregulie rung beider Lagertanks 1, 2 erfolgt über die Regler 56, 57, damit eine exakte Vermischung beider Gase erreicht wird. Der Volumenstrom der Sauerstoff- und Stickstoffat mosphären wird mittels der Volumenstromregler 76, 77 geregelt. Es sind zwei Mischvarianten möglich, einmal die Mischung von Stickstoff und Sauerstoff in der flüssigen Phase und zum anderen das Mischen der Behandlungsat mosphäre in der Gasphase. The method for whole-body therapy is explained below using the system 80 shown schematically in FIG. 1. The gases nitrogen and oxygen required to produce the treatment atmosphere are stored in storage tanks 1 , 2 . The storage temperature of these gases is -183 ° C for oxygen and -196 ° C for nitrogen. The storage tanks 1 , 2 are preferably vacuum-insulated to keep evaporation losses as low as possible. The Konstantdruckregulie tion of both storage tanks 1 , 2 takes place via the controller 56 , 57 , so that an exact mixing of the two gases is achieved. The volume flow of the oxygen and nitrogen atmospheres is regulated by means of the volume flow controllers 76 , 77 . Two mixing variants are possible, firstly the mixing of nitrogen and oxygen in the liquid phase and secondly the mixing of the treatment atmosphere in the gas phase.
Bei der Mischung von Stickstoff und Sauerstoff in der flüssigen Phase sind die Absperrventile 63, 64 geschlos sen, der Kreislaufventilator 66 und der Verdampfer 65 außer Betrieb und das Heizregister 67 für den Verdampfer 65 ausgeschaltet. Die Absperrventile 59, 60 sind geöffnet und der flüssige Sauerstoff und Stickstoff durchströmt die Mischkammer 4 mit konstantem geregelten Druck und Volumenstrom. Nach Austritt aus der Mischkammer 4 wird durch Meßgeräte 61, 62 die Sauerstoffkonzentration und der Taupunkt des flüssigen Gemisches analysiert und nach Bedarf mittels der Volumenstromregler 76, 77 korrigiert, so daß der Sollwert erreicht wird.When mixing nitrogen and oxygen in the liquid phase, the shut-off valves 63 , 64 are closed, the circulation fan 66 and the evaporator 65 are out of operation and the heating register 67 for the evaporator 65 is switched off. The shut-off valves 59 , 60 are open and the liquid oxygen and nitrogen flow through the mixing chamber 4 with a constant, controlled pressure and volume flow. After exiting the mixing chamber 4 , the oxygen concentration and the dew point of the liquid mixture are analyzed by measuring devices 61 , 62 and corrected if necessary by means of the volume flow controllers 76 , 77 so that the desired value is reached.
Der Lagertank 3 wird mit der gewünschten Behandlungsat mosphäre befüllt, wobei das Absperrventil 55 geschlossen und das Absperrventil 55 a geöffnet ist. Nach Erreichen des Füllniveaus, das von einer Mindestniveaukontrolle 74 bzw. einer Maximumniveaukontrolle 75 angezeigt wird, werden die Absperrventile 59, 60 vor dem Eintritt der Mischkammer 4 geschlossen. Nunmehr ist im Lagertank 3 die ausreichende Menge an gewünschter Behandlungsatmosphäre vorhanden.The storage tank 3 is filled with the desired treatment atmosphere, the shut-off valve 55 being closed and the shut-off valve 55 a being open. After reaching the fill level, which is indicated by a minimum level control 74 or a maximum level control 75 , the shut-off valves 59 , 60 are closed before the mixing chamber 4 enters. The sufficient amount of the desired treatment atmosphere is now present in the storage tank 3 .
Beim Start der Anlage 80 ist folgendes zu beachten. Bevor die Klimakammern 10, 11, 12, auf die gewünschte Tempera tur abgesenkt werden, muß deren gesamte Atmosphäre mit trockener Behandlungsatmosphäre solange durchspült wer den, bis sich der gewünschte Taupunkt in den Klimakammern eingestellt hat. Dies ist erforderlich um eine Vereisung der Klimakammern zu verhindern. Hierbei sind die Absperr ventile 54, 53 zu öffnen und das Absperrventil 52 zu schließen. Die noch flüssige Behandlungsatmosphäre durch strömt den Sammler 6 und wird gleichmäßig auf die Klima kammern 10, 11, 12 verteilt. Es ist möglich, jede gewün schte Anzahl von Klimakammern zu betreiben, so daß auch mehr als drei Klimakammern zum Einsatz kommen können.When starting system 80 , the following must be observed. Before the climatic chambers 10 , 11 , 12 are lowered to the desired temperature, their entire atmosphere must be rinsed with a dry treatment atmosphere until the desired dew point has set in the climatic chambers. This is necessary to prevent the climate chambers from icing up. The shut-off valves 54 , 53 are to be opened and the shut-off valve 52 to be closed. The still liquid treatment atmosphere flows through the collector 6 and is evenly distributed to the climate chambers 10 , 11 , 12 . It is possible to operate any desired number of climatic chambers, so that more than three climatic chambers can also be used.
Die Temperaturregelkammern 7, 8, 9 der Klimakammern 10, 11, 12 werden mit voller Leistung der Kreislaufgebläse 26, 27, 28 betrieben, wobei die Heizregister 29, 30, 31 ihre maximale Leistung erreichen. Die Volumenstromregler 23, 24, 25 für die Volumenstromregelung der Behandlungs atmosphäre sind voll geöffnet. Die Absperrventile 44, 45, 46 sind ebenfalls offen. Der Gasstrahlventilator 18 wird über den Treibstrahlregler 18 a aktiviert und saugt aus den Klimakammern 10, 11, 12 die eintretende Atmos phäre ab. Hierbei muß das Absperrventil 51 geöffnet sein. Die Regelklappen 14, 15, 16 für die Abluft der Klima kammern 10, 11, 12 sind voll geöffnet. Nach erreichen des gewünschten Taupunktes, was von den Meßgeräten 33, 37, 41 analysiert wird, sind die Klimakammern 10, 11, 12 be triebsbereit und können kalt gefahren werden. Hierzu wird das Absperrventil 53 geschlossen. Die flüssige Behand lungsatmosphäre aus dem Lagertank 3 durchströmt den Vorverdampfer 5 und gelangt über das geöffnete Absperr ventil 52 in den Sammler 6. In den Temperaturregelkammern 7, 8, 9 wird die gewünschte Temperatur für die einzelnen Klimakammern 10, 11, 12 über die Temperaturregler 35, 39, 43 geregelt. Die Absperrventile 44, 45, 46 sind offen. Die Regelklappen 14, 15, 16 für die Abluft sind weiterhin voll geöffnet. Dies gilt auch für das Absperrventil 51. Die Regelventile 20, 21, 22 für die den Klimakammern 10, 11, 12 zuzuführende Rückluft sind geschlossen. Der Gas strahlventilator 18 ist weiterhin in Betrieb. Nach er reichen der Solltemperaturen in den einzelnen Klima kammern 10, 11, 12 ist die Anlage 80 für die Therapie freigegeben. The temperature control chambers 7, 8, 9 of the climatic chambers 10 , 11 , 12 are operated with the full output of the circulation fans 26 , 27 , 28 , the heating registers 29 , 30 , 31 reaching their maximum output. The volume flow controllers 23 , 24 , 25 for the volume flow control of the treatment atmosphere are fully open. The shut-off valves 44 , 45 , 46 are also open. The gas jet fan 18 is activated via the propulsion jet regulator 18 a and sucks the entering atmosphere from the climatic chambers 10 , 11 , 12 . The shut-off valve 51 must be open. The control flaps 14 , 15 , 16 for the exhaust air from the climate chambers 10 , 11 , 12 are fully open. After reaching the desired dew point, which is analyzed by the measuring devices 33 , 37 , 41 , the climatic chambers 10 , 11 , 12 are ready for operation and can be operated cold. For this purpose, the shut-off valve 53 is closed. The liquid treatment atmosphere from the storage tank 3 flows through the pre-evaporator 5 and passes through the open shut-off valve 52 in the collector 6 . In the temperature control chambers 7, 8, 9 , the desired temperature for the individual climate chambers 10 , 11 , 12 is regulated by the temperature controllers 35, 39, 43 . The shut-off valves 44 , 45 , 46 are open. The control flaps 14 , 15 , 16 for the exhaust air are still fully open. This also applies to the shut-off valve 51 . The control valves 20 , 21 , 22 for the return air to be supplied to the climatic chambers 10 , 11 , 12 are closed. The gas jet fan 18 is still in operation. After he reach the target temperatures in the individual climate chambers 10 , 11 , 12 , the system 80 is released for therapy.
Während des Betriebs der Anlage 80 werden permanent die wichtigen Parameter der Behandlungsatmosphäre wie Tempe ratur über Meßgeräte 35, 39, 43, 50, Sauerstoffkonzent ration über Meßgeräte 32, 36, 40, 47, CO2-Konzentration über Meßgeräte 34, 38, 42, 49 und auch der Taupunkt über Meßgeräte 33, 37, 41, 48 überwacht und geregelt. Die Abluft aus dem Sammler 13 wird vor Rückführung in die Klimakammern durch Meßgeräte 47, 48, 49, 50 analysiert. Je nach dem, welcher Abluftzustand sich einstellt, be steht die Möglichkeit, über Rückluftsammler 19 und Rück luftregelventile 20, 21, 22 einen Teilstrom den Klima kammern 10, 11, 12 zuzuführen. Der Überschußluftstrom wird über das Absperrventil 51 an die Umgebung ausgebla sen. Der Gasstrahlventilator 18 wird über den Treib strahlregler 18 a derart einreguliert, daß ein minimaler Überdruck in den Klimakammern 10, 11, 12, herrscht. Dies ist erforderlich, um das Ansaugen von Umgebungsluft zu verhindern. Der Vorverdampfer 5 hat zwei Aufgaben zu erfüllen, einmal die optimale Nutzung der vorhandenen Kälteenergie aus der flüssigen Behandlungsatmosphäre und zum andern die Taupunktserniedrigung der Abluft aus den Klimakammern 10, 11, 12, um eine Rückluftführung zu den Klimakammern 10, 11, 12 zu ermöglichen.During the operation of the system 80 , the important parameters of the treatment atmosphere such as temperature via measuring devices 35 , 39 , 43 , 50 , oxygen concentration via measuring devices 32 , 36 , 40 , 47 , CO 2 concentration via measuring devices 34 , 38 , 42 , 49 and also the dew point via measuring devices 33 , 37 , 41 , 48 monitored and regulated. The exhaust air from the collector 13 is analyzed by measuring devices 47 , 48 , 49 , 50 before being returned to the climatic chambers. Depending on which exhaust air condition is established, there is the possibility of supplying a partial flow to the climate chambers 10 , 11 , 12 via return air collectors 19 and return air control valves 20 , 21 , 22 . The excess air flow is blown through the shut-off valve 51 to the environment. The gas jet fan 18 is regulated via the propellant jet regulator 18 a in such a way that there is a minimal excess pressure in the climatic chambers 10 , 11 , 12 . This is necessary to prevent the intake of ambient air. The pre-evaporator 5 has two tasks to perform, firstly the optimal use of the available cooling energy from the liquid treatment atmosphere and secondly the lowering of the dew point of the exhaust air from the climatic chambers 10 , 11 , 12 , in order to enable a return air duct to the climatic chambers 10 , 11 , 12 .
Zum Mischen der Behandlungsphase in der Gasphase ist es theoretisch möglich, Sauerstoff und Stickstoff vor Ver mischung zur Behandlungsatmosphäre aus den Lagertanks 1, 2 zuvor zu verdampfen. Dies geschieht derart, daß die Absperrventile 63, 64 geöffnet werden und gleichzeitig die Absperrventile 59, 60 geschlossen sind. Der Ver dampfer 65 wird derart über den Kreislaufventilator 66, das Heizregister 67 sowie die Temperaturregler 68, 69, eingeregelt, daß gerade beide Gase zu 100% verdampft sind. Dies ist der Fall, wenn der Sauerstoff auf eine Temperatur in Abhängigkeit des herrschenden Druckes von ca. -180°C und der Stickstoff von ca. -192°C besitzt, was mittels der Temperaturregler 68, 69 geregelt wird. Das Absperrventil 55 a muß dabei geschlossen sein. Danach besteht die Möglichkeit, den tiefkalten Gemischstrom über den Vorverdampfer 5 bei geöffnetem Absperrventil 53 und geschlossenem Absperrventil 78 zu leiten oder aber direkt zum Sammler 6 zu führen. Hierbei muß das Absperr ventil 53 geschlossen und das Absperrventil 78 geöffnet sein . Die gesamte Regelung der Anlage 80 erfolgt danach wie oben beschrieben.To mix the treatment phase in the gas phase, it is theoretically possible to evaporate oxygen and nitrogen from the storage tanks 1 , 2 before mixing to the treatment atmosphere. This is done in such a way that the shut-off valves 63 , 64 are opened and at the same time the shut-off valves 59 , 60 are closed. The Ver steamer 65 is adjusted via the circuit fan 66 , the heating register 67 and the temperature controller 68, 69 , that just both gases are evaporated to 100%. This is the case when the oxygen is at a temperature depending on the prevailing pressure of approximately -180 ° C. and the nitrogen at approximately -192 ° C., which is regulated by means of the temperature regulators 68, 69 . The shut-off valve 55 a must be closed. Thereafter, it is possible to direct the cryogenic mixture stream via the pre-evaporator 5 with the shut-off valve 53 open and the shut-off valve 78 closed, or else to lead it directly to the collector 6 . The shut-off valve 53 must be closed and the shut-off valve 78 must be open. The entire system 80 is then regulated as described above.
Es besteht auch die Möglichkeit, ohne Bevorratung im Lagertank 3 die gemischte Behandlungsatmosphäre direkt über den Vorverdampfer 5 in den Sammler 6 zu leiten. Hierbei müssen die Absperrventile 54, 55 a, 78 geschlossen sein. In diesem Fall erfolgt die Regelung der Anlage 80 ebenfalls wie oben beschrieben.There is also the possibility of passing the mixed treatment atmosphere directly into the collector 6 via the pre-evaporator 5 without being stored in the storage tank 3 . The shut-off valves 54 , 55 a , 78 must be closed. In this case, the system 80 is also regulated as described above.
Eine wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche The rapie ist die Vorbereitung der als Klimakammern ausge bildeten Behandlungskabinen sowie der Patienten. Die Klimakammern 10, 11, 12 werden vor Temperierung mit dem verdampften Gasgemisch bei Normaltemperatur geflutet. Die hierbei noch vorhandene Restfeuchtigkeit wird dadurch ausgetrieben und es treten beim Kaltfahren der Klima kabine 10, 11, 12 keine Vereisungen mehr auf. Um einen so geringen Feuchtigkeitseintrag in die Klimakammer 10, 11, 12 zu erhalten wie nur irgend möglich, ist es erforder lich, daß der Patient vor Mund und Nase einen Filter hat, der die ausgeatmete Atmosphäre von der Feuchtigkeit befreit. Dies kann z. B. durch ein Filter mit einem geeigneten Adsorbens erfolgen.An important prerequisite for successful therapy is the preparation of the treatment cabins, which are designed as climate chambers, and of the patients. The climatic chambers 10 , 11 , 12 are flooded with the vaporized gas mixture at normal temperature before tempering. The residual moisture still present is thereby expelled and there are no more icings when the climate cabin 10 , 11 , 12 is cold. In order to obtain as little moisture as possible in the climatic chamber 10 , 11 , 12 , it is necessary that the patient has a filter in front of his mouth and nose that removes the moisture from the exhaled atmosphere. This can e.g. B. through a filter with a suitable adsorbent.
Der Volumenstrom des kalten trockenen Gasgemisches kann so bemessen werden, daß ein etwaiger Feuchtigkeitsein tritt in der Klimakammer 10, 11, 12 mit der Abluft ausge tragen wird. Dieses kann durch eine Taupunktsregelung erfolgen, die einen Injektor ansteuert, der die abzufüh rende Abluftmenge einreguliert. Zweckmäßig ist es, alle mit tiefen Temperaturen beaufschlagten Anlagenkomponenten vakuumisoliert auszubilden. Dies ermöglicht die Optimie rung der Betriebskosten und verhindert eine Kondensatbil dung an den Oberflächen der Anlage. Vorteilhaft ist es, in den Klimakammern 10, 11, 12 mehrere Temperaturzonen auszubilden, die durch geeignete Schleusen voneinander getrennt sind. Hierdurch wird der Therapieablauf opti miert. Die Behandlungsatmosphäre kann während der Thera pie z. B. durch Sauerstoffkonzentrationsveränderungen verhindert werden. Zur Temperierung des Gasgemisches kann ein Verdampfer verwendet werden, der als Wärmeträger einen beheizten Kreislauf besizt, der gegenüber der Normalatmosphäre hermetisch abgeschlossen ist. Hierdurch wird ein Vereisen der Verdampferanlage und somit eine Veränderung der Verdampferleistung verhindert. Der Wärme träger kann ein nicht zu kondensierendes Gas wie z. B. Inertgas oder Edelgas sein. Voraussetzung hierbei ist, daß dieses Wärmeträgergas bei den zu erwartenden tiefen Temperaturen weder kondensiert noch kristallisiert. Ferner ist es möglich, als Wärmeträger eine nicht zu kristal lisierende Flüssigkeit zu verwenden. Zwischen der Kabi neninnenwand und der Kabinenaußenwand einer jeden Klima kammer 10, 11, 12 kann ein Ringspalt ausgebildet sein, der mit einem sehr trockenem Gas durchspült wird, das einen möglichst tiefen Taupunkt aufweist. Hierdurch wird bei in die Klimakammern 10, 11, 12 integrierten Fenstern deren Vereisung verhindert, so daß die Überwachung der Patienten nicht beeinträchtigt wird. Vor dem Eintritt in die Klimakammern 10, 11, 12 kann die Behandlungsatmos phäre ferner ionisiert werden. Es ist auch möglich, die Ionisierung der Behandlungsatmosphäre in den Klimakammern 10, 11, 12 selbst vorzunehmen. The volume flow of the cold, dry gas mixture can be dimensioned such that any moisture in the climatic chamber 10 , 11 , 12 occurs with the exhaust air. This can be done by a dew point control that controls an injector that regulates the amount of exhaust air to be removed. It is expedient to design all system components that are exposed to low temperatures in a vacuum-insulated manner. This enables optimization of operating costs and prevents the formation of condensate on the surfaces of the system. It is advantageous to form several temperature zones in the climatic chambers 10 , 11 , 12 , which are separated from one another by suitable locks. This optimizes the course of therapy. The treatment atmosphere can z during Thera pie. B. can be prevented by changes in oxygen concentration. To control the temperature of the gas mixture, an evaporator can be used, which has a heated circuit as heat transfer medium and is hermetically sealed from the normal atmosphere. This prevents icing of the evaporator system and thus a change in the evaporator output. The heat carrier can be a non-condensing gas such as. B. be inert gas or noble gas. The prerequisite here is that this heat transfer gas neither condenses nor crystallizes at the low temperatures to be expected. Furthermore, it is possible to use a liquid that is not crystallized as the heat transfer medium. Between the Kabi neninnenwand and the cabin outer wall of each climate chamber 10 , 11 , 12 , an annular gap can be formed, which is flushed with a very dry gas, which has the lowest possible dew point. This prevents icing in windows integrated in the climatic chambers 10 , 11 , 12 , so that the monitoring of the patients is not impaired. Before entering the climatic chambers 10 , 11 , 12 , the treatment atmosphere can also be ionized. It is also possible to carry out the ionization of the treatment atmosphere in the climatic chambers 10 , 11 , 12 itself.
Eine Vorrichtung zur Durchführung einer örtlichen Behand lung rheumatisch Erkrankter ist in Fig. 2 dargestellt. Mit dieser Vorrichtung können all diejenigen Gase, ins besondere Edelgase und Kohlenwasserstoffgemische soweit gekühlt werden, daß sie bei der gewünschten Behandlungs temperatur noch gasförmig und darüberhinaus für Patient und Therapeut physiologisch unbedenklich sind. Die Vor richtung besteht aus einem Wärmetauscher 101 und einem Dosierventil 104. Der Wärmetauscher 101 weist einen Eintrittsstutzen für ein Gas oder Gasgemisch 103 und einen Flüssiggasauslaßstutzen 108 sowie einen Kühlmedium eintrittsstutzen 105 und einen Kühlmediumaustrittsstutzen 106 auf. In dem Mantel 110 des Wärmetauschers 101, der zweckmäßigerweise mit einer Wärmedämmschicht 143 umman telt ist, ist eine Verflüssigungskammer 109 ausgebildet, die von einer Rohrschlange 111 umgeben ist. Die Verflüs sigungskammer 109 ist mit dem Gaseintrittsstutzen 107 und dem Flüssiggasauslaßstutzen 108, die Rohrschlange 111, mit dem Kühlmediumeintrittsstutzen 105 und Kühlmediumaus trittsstutzen 106 verbunden.A device for performing local treatment rheumatic sufferers is shown in Fig. 2. With this device, all those gases, in particular noble gases and hydrocarbon mixtures, can be cooled to such an extent that they are still gaseous at the desired treatment temperature and are also physiologically safe for patient and therapist. The device consists of a heat exchanger 101 and a metering valve 104 . The heat exchanger 101 has an inlet connection for a gas or gas mixture 103 and a liquid gas outlet connection 108 as well as a cooling medium inlet connection 105 and a cooling medium outlet connection 106 . In the jacket 110 of the heat exchanger 101 , which is expediently covered with a thermal insulation layer 143 , a liquefaction chamber 109 is formed, which is surrounded by a coil 111 . The liquefaction chamber 109 is connected to the gas inlet connector 107 and the LPG outlet connector 108 , the coil 111 , with the cooling medium inlet connector 105 and the coolant outlet connector 106 .
Der Flüssiggasauslaßstutzen 108 ist mit einem Dosier ventil 104 verbunden. Dessen Ventilausgang 122 ist der örtlich zu behandelnden Fläche am Körper des Patienten zugeordnet. Aus dem Ventilausgang 122 tritt das aus der Verflüssigungskammer 109 kommende Flüssiggas 113 aus und wandelt sich in die tiefgekühlte Gasphase um.The LPG outlet 108 is connected to a metering valve 104 . Its valve outlet 122 is assigned to the area to be treated locally on the patient's body. The liquefied gas 113 coming out of the liquefaction chamber 109 emerges from the valve outlet 122 and is converted into the frozen gas phase.
Die an dem Kühlmediumaustrittsstutzen 106 angeschlossene Leitung 135 ist mittels eines Ventils 138 absperrbar. Das Kühlmedium 102, das in den Kühlmediumeintrittstutzen 105 flüssig eingeführt wird, tritt aus dem Kühlmediumaus trittsstutzen 106 gasförmig aus. An die Leitung 135 kann eine weitere Leitung 136 mit gegebenenfalls einem Ventil 137 angeschlossen sein, die in Fig. 2 durch Strichlinien angedeutet ist. Der Öffnungsabschnitt 144 der Leitung 136 ist bis in den Bereich des Ventilausgangs 122 geführt und der zu kühlenden Fläche zugeordnet. Das in der Gasphase befindliche Kühlmedium des Wärmetauschers 101 kann somit ebenfalls zumindest teilweise auf die zu kühlende Fläche geleitet werden.The line 135 connected to the cooling medium outlet nozzle 106 can be shut off by means of a valve 138 . The cooling medium 102 , which is introduced into the cooling medium inlet port 105 in liquid form, emerges from the cooling medium outlet port 106 in gaseous form. A further line 136 , optionally with a valve 137, can be connected to line 135 , which is indicated by dashed lines in FIG. 2. The opening section 144 of the line 136 extends into the area of the valve outlet 122 and is assigned to the surface to be cooled. The cooling medium of the heat exchanger 101 , which is in the gas phase, can thus also be directed at least partially onto the surface to be cooled.
Um Edelgase oder Gasgemische zu verflüssigen, müssen sehr exakte Kondensationstemperaturen erzeugt werden. In den meisten Fällen ist die Temperatur des Kühlmediums 102 unter der Festpunkttemperatur der Edelgase oder aber der Tripelpunkt liegt ungünstig zur Temperatur des Kühlmedi ums 102. Dieses kann zu einer ungewollten Verfestigung der Edelgase und somit zu einem Vereisen des Wärmetau schers 101 führen. Um dies zu verhindern, ist die Rohr schlange 111 aus einem Doppelrohr 112 gebildet, das aus einem mit dem Kühlmediumeintrittsstutzen 105 verbundenen Kernrohr 113 und einem mit dem Kühlmediumaustrittsstutzen 106 verbundenen Mantelrohr 114 besteht. Das Kernrohr 113 ist mit dem Mantelrohr 114 mittels einer Umlenkkammer 115 verbunden (Fig. 3). Der Kühlmediumaustrittsstutzen 106 ist mit dem Mantelrohr 114 mittels der Umlenkkammer 116 verbunden. Mit Hilfe dieses Mantelrohrs 112 kann eine exakte Wandtemperatur T 2 an der Außenfläche 117 des Mantelrohrs 114 eingeregelt werden (Fig. 4). Diese Wand temperatur T₂ entspricht der Temperatur des Kühlmediums 102 in der gasförmigen Phase und liegt ca. 1 bis 2°C unter der kritischen Verfestigungstemperatur. Damit werden unkontrollierte Kristallbildungen und daraus folgende Veränderungen der Wärmedurchgangskoeffizienten verhindert. Ein optimaler Wärmeübergang ist somit gewähr leistet.In order to liquefy noble gases or gas mixtures, very exact condensation temperatures have to be generated. In most cases, the temperature of the cooling medium 102 is below the fixed point temperature of the noble gases or else the triple point is unfavorable to the temperature of the cooling medium 102 . This can lead to an unwanted solidification of the noble gases and thus to icing of the heat exchanger 101 . In order to prevent this, the pipe coil 111 is formed from a double pipe 112 , which consists of a core pipe 113 connected to the cooling medium inlet port 105 and a jacket pipe 114 connected to the cooling medium outlet port 106 . The core tube 113 is connected to the jacket tube 114 by means of a deflection chamber 115 ( FIG. 3). The cooling medium outlet connection 106 is connected to the casing tube 114 by means of the deflection chamber 116 . With the help of this jacket tube 112 , an exact wall temperature T 2 can be adjusted on the outer surface 117 of the jacket tube 114 ( FIG. 4). This wall temperature T ₂ corresponds to the temperature of the cooling medium 102 in the gaseous phase and is approximately 1 to 2 ° C below the critical solidification temperature. This prevents uncontrolled crystal formation and the resulting changes in the heat transfer coefficient. An optimal heat transfer is guaranteed.
Darüberhinaus ist es aber auch möglich, eine Kristalli sation bewußt herbei zu führen, indem die Wandtemperatur T 2 unter den Festpunkt der Edelgase oder Gasgemische ein gestellt wird. Je nach Kapazität des Wärmetauschers (Kg Flüssigkeit/h) können verschiedene Wärmetauscherausfüh rungen gewählt werden. Für kleinere Verflüssigungslei stungen eignet sich eine Spiralrohrausführung, für mit telgroße Verflüssigungsleistungen eine Plattentauscher ausführung und für große Verflüssigungsleistungen eine Rohrbündelausführung. Für bewußte Kristallisationen können ergänzend konstruktive Hilfsmittel verwendet werden. Bei einer doppelten Aggregatausführung im wech selnden Betrieb kann der Vereisungsgrad über den Druck verlust ermittelt werden. Zum Reinigen vereister Wärme tauscherflächen können Kratzer oder Schaber dienen.In addition, it is also possible to deliberately bring about a crystallization by setting the wall temperature T 2 below the fixed point of the noble gases or gas mixtures. Different heat exchanger designs can be selected depending on the capacity of the heat exchanger (kg liquid / h). A spiral pipe version is suitable for smaller liquefaction services, a plate exchanger version for medium-sized liquefaction services and a tube bundle version for large liquefaction services. Additional constructive aids can be used for conscious crystallizations. With a double unit design in alternating operation, the degree of icing can be determined via the pressure loss. Scratches or scrapers can be used to clean iced heat exchanger surfaces.
Zur optimalen Regelung der Temperatur im Wärmetauscher müssen die Temperaturen der den Wärmetauscher durchströ menden Mittel aufeinander abgestimmt werden, und zwar die Temperatur T 2 zur Grenztemperaturbestimmung und die Temperatur T 3 zur Regulierung des Kühlmediumeintritts, wobei bei Erreichung der Solltemperatur T 2 die Kühlmedi umzufuhr unterbrochen wird. Es kann auch die Temperatur T 2 zur Grenztemperaturbestimmung und die Temperatur T 3 a zur Regulierung des Kühlmediumeintritts verwendet werden. Wie bereits beschrieben, ist die Temperatur T 2 der Tempe ratur T 3 a übergeordnet.For optimal control of the temperature in the heat exchanger, the temperatures of the means flowing through the heat exchanger must be coordinated with one another, namely the temperature T 2 for determining the limit temperature and the temperature T 3 for regulating the cooling medium inlet, the supply of cooling medium being interrupted when the target temperature T 2 is reached . The temperature T 2 can also be used to determine the limit temperature and the temperature T 3 a to regulate the inlet of the cooling medium. As already described, the temperature T 2 is higher than the temperature T 3 a .
Eine Ausführungsform eines Dosierventils 104 ist in Fig. 5 dargestellt. Dieses Dosierventil 104 ist als Kolben ventil ausgebildet, wobei der Kolben 125 ein Hohlkolben ist. Die Betätigung des Dosierventils 104 erfolgt pneuma tisch über eine Steuerleitung 129. Die mit dem Ventilaus gang 122 verbundene Kolbenkammer 123 ist mit einer An schlußleitung 124 für eine Vakuumpumpe und eine Spülein richtung verbunden. Der Kolben 125 ist mittels einer Zugfeder 126 zum Verschließen des Flüssiggasauslaßstut zens 108 auf ein Gegenlager 127 im Flüssiggasauslaßstut zen 108 preßbar. In dem Mantel des Gegenlagers 127 sind Durchbrechungen 132 ausgebildet, durch die bei auf den Kolbenkammernboden 130 gedrücktem Kolben 125 Flüssiggas strömt und durch die Durchbrechungen 134 des Kolbens 125 zum Ventilausgang 122 gelangt. Der Ventilblock 144 ist direkt an dem Mantel 110 des Wärmetauschers 101 ange setzt. An dem Ventilausgang 122 ist eine Halteeinrichtung 133 ausgebildet, die zur Befestigung einer Gasleitein richtung wie Schlauch oder flexibles Rohr dienen kann. Mittels dieses Dosierventils 104 ist es möglich, nach vorgegebener Taktzeit reines Gas wie z. B. Stickstoff, verflüssigte Edelgase oder Gasgemische exakt zu dosie ren. Diese Funktionen können auf kleinstem Raum reali siert werden. Die Dosierung ist abhängig vom Kolbenhub des Kolbens 125. Gasseitig muß darauf geachtet werden, daß im Vakuumzustand kein verflüssigtes Produkt in die gasführenden Leitungen dringt. Dieses wird durch die Verwendung des Kolbens 25 als Schließorgan verhindert.An embodiment of a metering valve 104 is shown in FIG. 5. This metering valve 104 is designed as a piston valve, the piston 125 being a hollow piston. The metering valve 104 is actuated pneumatically via a control line 129 . The piston chamber 123 connected to the valve output 122 is connected to a connection line 124 for a vacuum pump and a flushing direction. The piston 125 is zen by a tension spring 126 for closing the Flüssiggasauslaßstut zen 108 on a thrust bearing 127 in Flüssiggasauslaßstut 108 can be pressed. Openings 132 are formed in the jacket of the counter bearing 127 , through which liquid gas flows when the piston 125 is pressed onto the piston chamber bottom 130 and through the openings 134 of the piston 125 reaches the valve outlet 122 . The valve block 144 is placed directly on the jacket 110 of the heat exchanger 101 . At the valve outlet 122 , a holding device 133 is formed, which can be used to fasten a Gasleitein device such as a hose or flexible pipe. By means of this metering valve 104 , it is possible, after a predetermined cycle time, for pure gas such. B. nitrogen, liquefied noble gases or gas mixtures exactly to dosie ren. These functions can be realized in the smallest space. The dosage depends on the piston stroke of piston 125 . On the gas side, care must be taken to ensure that no liquefied product penetrates the gas-carrying lines in the vacuum state. This is prevented by using the piston 25 as a closing element.
Es können Dosierventile 104 unterschiedlicher Konfigu ration verwendet werden. So kann z. B. ein 5/2-Wege ventil mit metallisch dichtenden Oberflächen und pneu matisch getakteter Ansteuerung verwendet werden. Wärme tauscher 101 und Dosierventil 104 werden zweckmäßiger weise in vakuumisolierter Weise erstellt, um eine mög liche Gasbildung in den flüssigkeitführenden Rohrlei tungen zu verhindern.Metering valves 104 of different configurations can be used. So z. B. a 5/2-way valve with metallic sealing surfaces and pneu matically timed control can be used. Heat exchanger 101 and metering valve 104 are expediently created in a vacuum-insulated manner in order to prevent possible gas formation in the liquid-carrying pipes.
Mittels der beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, die Temperatur des aus dem Wärmetauscher 101 austretenden Flüssiggases 131 in einem Bereich von -60°C bis -188° C mit einer Toleranz von +/-1°C einzustellen. Die therapeutische Behandlung kann somit individuell auf die jeweilige spezifische Ausbildung der Rheumaerkrankung durch entsprechende Dosierung der Temperatur des Flüs sigstickstoffes abgestellt werden, wobei sichergestellt ist, daß die zu behandelnden Körperflächen nur mit der Gasphase des Flüssiggases in Berührung kommen.Using the described device, it is possible to set the temperature of the liquid gas 131 emerging from the heat exchanger 101 in a range from -60 ° C. to -188 ° C. with a tolerance of +/- 1 ° C. The therapeutic treatment can thus be individually adjusted to the specific training of the rheumatic disease by appropriate dosing of the temperature of the liquid nitrogen, ensuring that the body surfaces to be treated only come into contact with the gas phase of the liquid gas.
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