FR2546404A1

FR2546404A1 - Device for controlling a fluidised bed for medical applications

Info

Publication number: FR2546404A1
Application number: FR8408283A
Authority: FR
Inventors: Hitoshi Yamamoto; Masaya Kurita
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1983-05-27
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1984-11-30
Also published as: FR2546404B1

Abstract

The invention relates to fluidised beds. It relates to a fluidised bed 5 through which a current of compressed air flows from a compressor 1 whose delivery rate is adjusted by a throttle valve 11 placed at the input. According to the invention, the valve 11 is controlled as a function of the comparison of a pressure signal coming from a sensor 12 with a set-point signal 13, so that the bed has intermittent operation. Application to hospital beds intended for major burns victims.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande du fonctionnement d'un lit médical à lit fluidisé destiné à supporter un corps humain par flottement, au cours d'un traitement médical, sur un lit de fines particules soumises à un mouvement ascendant provoqué par un courant d'air comprimé diffusant vers le haut à travers une plaque de diffusion. The present invention relates to a device for controlling the operation of a fluidized bed medical bed intended to support a human body by floating, during medical treatment, on a bed of fine particles subjected to an upward movement caused by a current. compressed air diffusing upwards through a diffusion plate.

Les lits fluidisés du type décrit sont utilisés essentiellement dans le domaine médical. La construction et le fonctionnement du lit fluidisé sont décrits en référence à la figure 1A qui est un schéma de principe d'un tel lit. De l'air ambiant AO est comprimé et transmis par un compresseur 1 de type annulaire, entraîné par un moteur la, l'air ayant une température accrue et étant alors refroidi à une température prédéterminée par un échangeur de chaleur HC recevant de l'air d'un ventilateur F. De l'air comprimé Al dirigé par un conduit D est réparti sous une plaque 3 formant diffuseur dans une chambre fermée 2.La plaque 3 qui est formée d'un matériau poreux en forme de plaque, assure la diffusion et l'étalement de l'air comprimé Al dans la chambre 2, lorsque l'air remonte dans les petits espaces ou interstices formés dans la plaque 3 de diffusion, sur toute la surface de celle-ci. Fluidized beds of the type described are used mainly in the medical field. The construction and operation of the fluidized bed are described with reference to Figure 1A which is a block diagram of such a bed. Ambient air AO is compressed and transmitted by an annular type compressor 1, driven by a motor la, the air having an increased temperature and then being cooled to a predetermined temperature by a heat exchanger HC receiving air a fan F. Compressed air Al directed by a duct D is distributed under a plate 3 forming a diffuser in a closed chamber 2. The plate 3 which is formed of a porous material in the form of a plate, ensures the diffusion and spreading the compressed air Al in the chamber 2, when the air rises in the small spaces or interstices formed in the diffusion plate 3, over the entire surface thereof.

Un lit 5 de fines particules ou de perles destinées à subir une circulation est entraîné par l'air 5 qui diffuse.A bed 5 of fine particles or pearls intended to undergo a circulation is entrained by the air 5 which diffuses.

Un réservoir 4, solidaire de la chambre fermée 2, contient le lit 5 et la plaque 3. La face supérieure du lit 5 est recouverte d'une nappe d'étoffe S qui a des interstices plus petits que les perles ou particules afin que l'air
A2 qui diffuse puisse s'écouler sans que les perles 5 soient dispersées. La nappe ou le drap S constitue aussi une nappe de gaze ou de pansement au contact du patient placé au-dessus.A reservoir 4, integral with the closed chamber 2, contains the bed 5 and the plate 3. The upper face of the bed 5 is covered with a sheet of fabric S which has interstices smaller than the beads or particles so that the 'air
A2 which diffuses can flow without the beads 5 being dispersed. The tablecloth or drape S also constitutes a gauze or dressing tablecloth in contact with the patient placed above.

Le lit fluidisé empêche l'interruption de la circulation sanguine sous l'action d'une pressionlocalisée exercée sur le corps du patient. En conséquence, on a utilisé jusqu'à présent le lit essentiellement afin qu'il favorise une nouvelle croissance de la peau d'un patient fortement brulé ou qu'il empêche la présence d'escarres dans le cas d'un patient alité pendant longtemps. Lorsque le patient repose sur le lit de perles 5, avec interposition de la nappe S, le patient est supporté de façon régulière par les perles qui sont mises en mouvement au-dessous d'une grande surface du corps du patient. En conséquence, la pression exercée à la surface du corps est rendue minimale, et la pression appliquée à la peau est réduite. The fluidized bed prevents interruption of blood circulation under the action of localized pressure exerted on the patient's body. Consequently, the bed has hitherto been used essentially so that it promotes new growth of the skin of a severely burned patient or that it prevents the presence of bedsores in the case of a patient who is bedridden for a long time . When the patient rests on the bed of beads 5, with the interposition of the sheet S, the patient is regularly supported by the beads which are set in motion below a large area of the patient's body. As a result, the pressure exerted on the body surface is minimized, and the pressure applied to the skin is reduced.

Comme la pression superficielle est répartie uniformément, l'interruption de la circulation sanguine par une pression localisée exercée sur les vaisseaux périphériques, est évitée.As the surface pressure is distributed uniformly, the interruption of blood circulation by localized pressure exerted on the peripheral vessels is avoided.

La figure 1B montre comment un corps humain flotte lorsqu'il est supporté par le lit fluidis. Le corps humain BH flotte sur le lit 5 de perles aussi profondément que possible dans la mesure où cela ne contrarie pas le traitement médical nécessaire. Le lit fluide 5 de perles a une densité équivalente d'environ 1,29 par exemple et le corps humain est maintenu dans le lit comme représenté. En conséquence, le corps humain est supporté par le lit 5 sur une grande surface de contact réduisant la pression exercée à la surface du corps. Figure 1B shows how a human body floats when supported by the fluidis bed. The human body BH floats on the bed 5 of pearls as deep as possible as far as this does not interfere with the necessary medical treatment. The fluid bed 5 of pearls has an equivalent density of about 1.29 for example and the human body is held in the bed as shown. Consequently, the human body is supported by the bed 5 on a large contact surface reducing the pressure exerted on the surface of the body.

Lorsque la position du patient allongé sur le lit doit être fixée pendant une certaine période au cours d'un traitement médical ou dans un autre but ou lorsque le cou ou la colonne vertébrale d'un patient placé sur le lit doit être traité, on doit utiliser l'avantage de la réduction au minimum de la pression superficielle exercée sur le corps tout en empêchant le déplacement libre du patient. Lorsque l'arrivée d'air comprimé est arrêtée, interrompant ainsi ltécoulement des perles, le patient repose sur les perles 5 comme s'il se trouvait dans un moule de plâtre par exemple. Cette condition peut être acceptable ou même avantageuse pendant un temps limité.Cependant, si le patient reste ainsi pendant de longues périodes, la pression exercée à la surface du corps peut devenir irrégu lière étant donné les petits déplacements du patient et les déplacements des perles. Le patient subit alors une douleur ou une interruption localisée de la circulation sanguine, et la condition de pression superficielle uniforme ne peut pas être maintenue. When the position of the patient lying on the bed is to be fixed for a certain period during medical treatment or for another purpose or when the neck or spine of a patient placed on the bed is to be treated, use the advantage of minimizing the surface pressure exerted on the body while preventing free movement of the patient. When the supply of compressed air is stopped, thus interrupting the flow of the beads, the patient rests on the beads 5 as if he were in a plaster mold for example. This condition may be acceptable or even beneficial for a limited time; however, if the patient remains so for long periods of time, the pressure exerted on the body surface may become irregular due to the patient's small movements and the movements of the beads. The patient then experiences localized pain or interruption of blood flow, and the uniform surface pressure condition cannot be maintained.

Le lit fluidisé est destiné à maintenir la pression appliquée par les perles à la surface du corps, à une valeur aussi faible que possible, de la môme manière qu'un lit mou, et est aussi destiné à maintenir la pression à une valeur pratiquement uniforme. Dans les lits connus cependant, le lit ne peut pas passer de l'état d'un lit mou à un lit rigide lorsque le patient se rétablit ou dans un certain type de traitements médicaux, et le lit ne peut pas satisfaire aux demandes de meilleur confort, présentées par le patient de temps en temps. The fluidized bed is intended to maintain the pressure applied by the beads on the surface of the body, as low as possible, in the same way as a soft bed, and is also intended to maintain the pressure at a practically uniform value . In known beds, however, the bed cannot transition from a soft bed to a rigid bed when the patient recovers or in some type of medical treatment, and the bed cannot meet demands for better comfort, presented by the patient from time to time.

L'invention concerne un dispositif de commande du fonctionnement d'un lit fluidisé destiné à réduire la pression superficielle exercée sur le corps du patient, sans irrégularité locale, le patient devant être maintenu au repos ou en position fixe pendant une longue période. The invention relates to a device for controlling the operation of a fluidized bed intended to reduce the surface pressure exerted on the patient's body, without local irregularity, the patient having to be kept at rest or in a fixed position for a long period.

A cet effet, le dispositif de commande du lit fluidisé de particules soumises à un mouvement de circulation par de l'air transmis sous pression est assuré à l'aide d'un dispositif d'alimentation intermittente en air comprimé commandé par un ordre intermittent afin que de l'air comprimé soit transmis au lit par intermittence et provoque ainsi un déplacement intermittent du lit qui supporte le corps d'un patient qui flotte sur le lit sans être fixé par rapport à celui-ci si bien que les augmentations localisées de pression à la surface du corps humain sont réduites ou supprimées et la pression superficielle exercée sur le patient garde une faible valeur uniforme, pendant que le patient est traité dans des conditions fixes. To this end, the device for controlling the fluidized bed of particles subjected to a movement of circulation by air transmitted under pressure is provided by means of an intermittent compressed air supply device controlled by an intermittent order in order to that compressed air is transmitted to the bed intermittently and thus causes an intermittent displacement of the bed which supports the body of a patient who floats on the bed without being fixed relative thereto so that the localized increases in pressure on the surface of the human body are reduced or removed and the surface pressure exerted on the patient keeps a low uniform value, while the patient is treated under fixed conditions.

L'invention concerne aussi un dispositif de commande destiné à faire varier la rigidité d'un lit fluide de perles afin que les problèmes précités soient résolus. The invention also relates to a control device intended to vary the rigidity of a fluid bed of pearls so that the aforementioned problems are resolved.

Selon l'invention, la pression exercée à la surface du corps humain ou la rigidité du lit de perles est modifiée par variation de la pression de l'air dans une chambre fermée afin que la vitesse de circulation de l'air qui diffuse, et'en conséquence la densité équivalente du lit, la profondeur d'enfoncement du corps dans le lit ou la surface de contact entre le lit et le corps, soient modifiées. According to the invention, the pressure exerted on the surface of the human body or the rigidity of the bed of pearls is modified by variation of the air pressure in a closed chamber so that the speed of circulation of the air which diffuses, and '' accordingly the equivalent density of the bed, the depth of insertion of the body in the bed or the contact surface between the bed and the body, are changed.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1A et 1B ayant déjà été décrites
la figure 2 est un schéma de fonctionnement d'un lit fluidisé selon.l'invention
la figure 3 est un schéma d'un circuit de commande selon un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 4 est un diagramme des temps illustrant le fonctionnement du circuit de commande de la figure 3
la figure 5 est un schéma électrique d'un circuit de commande selon un autre mode de réalisation de l'invention
les figures 6 à 9 sont des vues schématiques de lit fluidisé selon d'autres modes de réalisation de l'invention ; et
la figure 10 est un graphique représentant la relation entre la pression régnant dans une chambre fermée et la rigidité d'un lit formé de perles ou de granulés.Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which follows of exemplary embodiments and with reference to the appended drawings in which, FIGS. 1A and 1B having already been described
Figure 2 is a flow diagram of a fluidized bed according to the invention.
FIG. 3 is a diagram of a control circuit according to an embodiment of the invention;
Figure 4 is a timing diagram illustrating the operation of the control circuit of Figure 3
Figure 5 is an electrical diagram of a control circuit according to another embodiment of the invention
Figures 6 to 9 are schematic views of fluidized bed according to other embodiments of the invention; and
Figure 10 is a graph showing the relationship between the pressure in a closed chamber and the stiffness of a bed formed of beads or granules.

Les figures 2 à 5 représentent un mode de réalisation avantageux. Les références identiques à celles des figures lA et 1B désignent des éléments identiques ou analogues. Figures 2 to 5 show an advantageous embodiment. The identical references to those of FIGS. 1A and 1B designate identical or analogous elements.

La figure 2 représente schématiquement la disposition d'un lit fluidisé selon l'invention. Ce lit de la figure 2 diffère du lit classique représenté sur les figures 1A et 1B par la disposition d'un manocontact 6 dont les contacts de sortie (non représentés) peuvent être ou verts et pennés à une pression prédéterminée afin que la pression d'air soit détectée dans la chambre fermée 2. FIG. 2 schematically represents the arrangement of a fluidized bed according to the invention. This bed of Figure 2 differs from the conventional bed shown in Figures 1A and 1B by the provision of a pressure switch 6 whose output contacts (not shown) can be green and pinnate at a predetermined pressure so that the pressure of air is detected in the closed chamber 2.

Le lit fluidisé est associé à un circuit de commande représenté sur la figure 3 afin qu'il fonctionne par intermit- tence.The fluidized bed is associated with a control circuit shown in FIG. 3 so that it operates intermittently.

Les contacts de sortie du manocontact 6, repérés par SW4 sur la figure 3, sont fermes lorsque la pression dans la cambre 2 dépasse une valeur prédéterminée. Des relais T1 et T2 à minuterie sont sélectionnés par un commutateur sélecteur SW1 qui détermine des intervalles de temps de la circulation des perles dans le lit fluidisé, les relais T1 et T2 ayant des contacts respectifs T11 et T21. The output contacts of the pressure switch 6, identified by SW4 in FIG. 3, are closed when the pressure in the camber 2 exceeds a predetermined value. Timer relays T1 and T2 are selected by a selector switch SW1 which determines time intervals for the circulation of the beads in the fluidized bed, the relays T1 and T2 having respective contacts T11 and T21.

Un circuit T3 à minuterie est destiné à régler le temps de circulation et comporte un transistor Q1 de commande d'un relais X 1 de compresseur qui commande le fonctionnement et l'arrêt du moteur la du compresseur, une résistance R3 incorpore à un circuit déterminant une constante de temps, des condensateurs Cl, C2 et d'autres résistances R1, R2 et R7 destinés à déterminer des constantes du circuit, et des diodes de Zener 2D1 et ZD2. Un commutateur SW3 de commutation du fonctionnement est fermé lors d'un fonctionnement continu et ouvert lors d'un fonctionnement intermit- tent.Un relais X2 de pression, destiné à détecter la manoeuvre des contacts SW4, comporte des contacts X21. Un commutateur SW2 relie sélectivement les condensateurs
Cl et C2 afin que les temps fixés par la minuterie T3 soient modifiés.A timer circuit T3 is intended to regulate the circulation time and comprises a transistor Q1 for controlling a compressor relay X 1 which controls the operation and stopping of the compressor motor la, a resistor R3 incorporates into a determining circuit a time constant, capacitors C1, C2 and other resistors R1, R2 and R7 intended to determine constants of the circuit, and Zener diodes 2D1 and ZD2. An operation switching switch SW3 is closed during continuous operation and open during intermittent operation. A pressure relay X2, intended to detect the operation of the contacts SW4, includes contacts X21. A switch SW2 selectively connects the capacitors
Cl and C2 so that the times set by the timer T3 are modified.

On décrit maintenant le fonctionnement du circuit de commande de la figure 3 en référence au diagramme e des temps représente sur la figure 4. Dans la description qui suit, on considère les formes d'onde indiquées en traits pleins sur la figure 4. The operation of the control circuit of FIG. 3 will now be described with reference to the diagram of the times represented in FIG. 4. In the description which follows, the waveforms indicated in solid lines in FIG. 4 are considered.

Au cours d'une cpration dans laquelle un patient doit rester fixe sur le lit 5, le commutateur SW3 est ouvert afin qu'un ordre de fonctionnement intermittent soit formé. On suppose maintenant que le commutateur sélecteur SW1 et le commutateur SW2 de commutation, destinés à modifier les temps réglés par la minuterie T3, sont dans les positions représentées. During a training in which a patient must remain fixed on the bed 5, the switch SW3 is opened so that an intermittent operating order is formed. It is now assumed that the selector switch SW1 and the switching switch SW2, intended to modify the times set by the timer T3, are in the positions shown.

@squ'une alimentation de commande en courant c@rtir@ D@@4V est mise en circuit, le relais T1 de minutage est alimenté et commence à fonctionner grâce aux contacts a-s X21 du relais de pression. Après l'écoulement d'un
temps t, déterminé par le relais T1, les contacts T11 sont ferres @erme d'onde D@ Un courant de base circule alors dans les contacts T11, la résistance R2, la diode ZD2 et la résistance R3 jusqu'à la base du transistor Q1 du circuit T3 de minutage, ce transistor conduisant alors et assurant la menoeuvre du-relais Xl du compresseur.@ if a current control supply c @ rtir @ D @@ 4V is switched on, the timing relay T1 is supplied and begins to operate thanks to the contacts as X21 of the pressure relay. After a
time t, determined by the relay T1, the contacts T11 are closed @ wave wave D @ A basic current then flows in the contacts T11, the resistor R2, the diode ZD2 and the resistor R3 to the base of the transistor Q1 of the timing circuit T3, this transistor then driving and ensuring the operation of the relay Xl of the compressor.

es contacts Xli du relais Xl sont fermés afin qu'une tension alternative de 100 V parvienne au moteur la du
ompresseur et provoque le début de la rotation de celui-ci.he contacts Xli of relay Xl are closed so that an alternating voltage of 100 V reaches the motor from
ompressor and causes the beginning of the rotation thereof.

lorsque le moteur la tourne, de l'air comprimé est transmis par le compresseur 1 à la chambre fermée 2 du lit et la pression P dans la chambre 2 augment progressivement. Lorsque cette pression P a atteint une valeur de consigne PT pour lacuelle le mouvement de circulation des perles ou granulés commence (forme d'onde F), les contacts SW4 du manocontact 6 se ferment et les perles du lit 5 commencent à circuler.when the engine is running, compressed air is transmitted by the compressor 1 to the closed chamber 2 of the bed and the pressure P in the chamber 2 gradually increases. When this pressure P has reached a setpoint PT for the current the movement of circulation of the pearls or granules begins (waveform F), the contacts SW4 of the pressure switch 6 close and the pearls of the bed 5 begin to circulate.

A la suite de la fermeture des contacts SW4, le relais X2 est commandé et ouvre ses contacts b X21 afin que le relais T1 ne soit plus alimenté. Les contacts T11 sont alors ouverts et interrompent le courant de base destiné au transistor Q1. Cependant, comme le courant de base est transmis de façon continue au condensateur
Cl par l'intermédiaire de diode ZD2 et de la résistance
R3 pendant un temps qui dépend de la valeur de la résistance
R3, de la capacité du condensateur C1 et de la tension de Zener de la diode ZD2, le transistor Q1 ne passe pas immédiatement à l'état non conducteur.Après l'écoulement d'un temps de consigne t1 déterminé par la minuterie T3 et qui dépend de la constante de temps fixée par la résistance R3 et le condensateur Cl, le transistor 01 passe à l'état non conducteur et interrompt le fonctionnement du relais X1 du compresseur. Les contacts X11 du relais X1 sont ouverts et le courant transmis au moteur la est interrompu. La vitesse de rotation du moteur la est alors réduite progressivement afin que le débit d'air transmis par le compresseur 1 diminue. La pression P dans la chambre fermée 2 s'abaisse aussi progressivement jusqu'à une valeur inférieure à la valeur de consigne de -pression PT, et le mou vement de circulation des'perles du lit 5 s'interrompt.La réduction de la pression P provoque l'ouverture des contacts
SW4 du manocontact 6 si bien que le relais X2 n'est plus alimenté. Les contacts X21 sont fermés afin que le relais T1 soit à nouveau alimenté.Following the closing of the contacts SW4, the relay X2 is controlled and opens its contacts b X21 so that the relay T1 is no longer supplied. The contacts T11 are then open and interrupt the basic current intended for the transistor Q1. However, as the basic current is continuously transmitted to the capacitor
Cl via diode ZD2 and resistor
R3 for a time which depends on the value of the resistance
R3, the capacitance of the capacitor C1 and the Zener voltage of the diode ZD2, the transistor Q1 does not immediately go into the non-conducting state. After the expiration of a set time t1 determined by the timer T3 and which depends on the time constant fixed by the resistor R3 and the capacitor Cl, the transistor 01 passes to the nonconductive state and interrupts the operation of the relay X1 of the compressor. The contacts X11 of relay X1 are open and the current transmitted to the motor la is interrupted. The engine rotation speed la is then gradually reduced so that the air flow transmitted by the compressor 1 decreases. The pressure P in the closed chamber 2 also gradually decreases to a value lower than the set pressure value PT, and the movement of circulation of the beads of the bed 5 is interrupted. P causes the contacts to open
SW4 of pressure switch 6 so that relay X2 is no longer supplied. The contacts X21 are closed so that the relay T1 is energized again.

Le cycle précédent se répète. L'air sous pression transmis au lit 5 est maintenu prati'quement pendant l'intervalle de temps t1 fixé par le relais T1 et le lit 5 est soumis à un mouvement intermittent de circulation pendant la courte période fixée par la minuterie T3. Le temps pendant lequel le lit 5 subit en fait un mouvement de circulation est égal au temps t1 (formes d'onde F et G) pendant lequel la pression P de l'air sous pression dans la chambre 2 dépasse la pression de consigne PT qui provoque le début de la circulation des perles. Cependant, comme le temps de circulation des perles est déterminé en pratique uniquement par le temps t1 fixé par la minuterie T3, le td peut être considéré comme le temps de circulation des perles. Un temps t peut être considéré comme égal au temps t1 puisque le temps t2 est bien inférieur au temps t
Le mouvement intermittent de circulation du lit fluidisé est avantageux pour les raisons suivantes.The previous cycle repeats. The pressurized air transmitted to bed 5 is practically maintained during the time interval t1 fixed by the relay T1 and the bed 5 is subjected to an intermittent movement of circulation during the short period fixed by the timer T3. The time during which the bed 5 actually undergoes a circulation movement is equal to the time t1 (waveforms F and G) during which the pressure P of the pressurized air in the chamber 2 exceeds the set pressure PT which causes the circulation of pearls to begin. However, since the circulation time of the pearls is determined in practice only by the time t1 set by the timer T3, the td can be considered as the circulation time of the pearls. A time t can be considered equal to the time t1 since the time t2 is much less than the time t
The intermittent movement of circulation of the fluidized bed is advantageous for the following reasons.

Comme le lit 5 ne suit pas une circulation et comme le patient est fixé dans le lit 5, il peut se déplacer en faisant varier la répartition des pressions à la surface de son corps si bien que la pression peut augmenter localement à la surface du corps. Cependant, pendant la circulation du lit, le corps est supporté par le lit si bien que la pression exercée à la surface du corps redevient uniforme et toute pression localisée indésirable est supprimée à la surface du corps. As the bed 5 does not follow a circulation and as the patient is fixed in the bed 5, he can move by varying the distribution of the pressures on the surface of his body so that the pressure can increase locally on the surface of the body . However, during the circulation of the bed, the body is supported by the bed so that the pressure exerted on the surface of the body becomes uniform again and any undesirable localized pressure is removed on the surface of the body.

Le temps t1 déterminé par le relais Ti détermine un intervalle de début de circulation des perles (plus exactement un intervalle pendant lequel la circulation des perles est interrrompue), et ce temps est réglée dans une plage allant de quelques minutes à quelques pleures, suivant l'état du patient. Le temps td déterminé par la minuterie T3 pour la fixation de l'intervalle pendant lequel les perles sont soumises à la circulation, est choisi à une valeur très faible, telle que quelques secondes. The time t1 determined by the relay Ti determines an interval for the start of pearl circulation (more exactly an interval during which the circulation of the pearls is interrupted), and this time is adjusted in a range going from a few minutes to a few cries, depending on the condition of the patient. The time td determined by the timer T3 for setting the interval during which the pearls are subjected to circulation, is chosen at a very low value, such as a few seconds.

Ainsi, pendant l'opération caractérisée par une circulation intermittente des perles, le patient est maintenu en position fixe dans le lit qui est maintenu pratiquement au repos.Thus, during the operation characterized by an intermittent circulation of the beads, the patient is kept in a fixed position in the bed which is kept practically at rest.

Bien que le patient puisse se déplacer librement lorsque les perles sont soumises à une circulation, l'intervalle de temps pendant lequel.la circulation des perles est assurée est bref si bien que le patient ne peut pas se déplacer pendant un temps si court.Although the patient can move freely when the beads are being circulated, the time interval during which the beads are circulated is short so that the patient cannot move for such a short time.

Le temps tç pendant lequel les perles sont maintenues au repos peut varier par commutation assurée entre les relais T1 et T2 sous la commande du commutateur SW1. The time tc during which the pearls are kept at rest can vary by guaranteed switching between the relays T1 and T2 under the control of the switch SW1.

Le temps tf pendant lequel les perles sont soumises à la circulation peut être modifié par commutation entre les condensateurs C1 et C2 sous la commande du commutateur
SW2, incorporé au circuit T3 de minutage.The time tf during which the pearls are subjected to circulation can be modified by switching between the capacitors C1 and C2 under the control of the switch
SW2, incorporated into the timing circuit T3.

On a décrit un mode de fonctionnement dans lequel les perles subissent une circulation intermittente comme çant lorsque le commutateur SW3 est ouvert. Lorsque le patient doit être placé sur le lit en position convenable avant la mise en route du lit, il est préférable que le lit 5 soit mis en état de circulation et le commutateur SW3 est alors fermé afin qu'il commande une circulation continue avant le mode de circulation intermittente. Sur la figure 4, le mode de circulation de continue est indiqué en traits interrompus.Lorsque le commutateur SW3 est fermé au temps -(a), la base du transistor Q1 reçoit un courant de base qui l'alimente quel que soit l'écoulement du temps fixé par la minuterie T1 et le réarmement de la minuterie T1 à la suite de la fermeture des contacts SW4 du manocontact. An operating mode has been described in which the beads undergo intermittent circulation as annealing when the switch SW3 is open. When the patient must be placed on the bed in a suitable position before starting the bed, it is preferable that the bed 5 is put into circulation state and the switch SW3 is then closed so that it controls a continuous circulation before the intermittent traffic mode. In FIG. 4, the continuous circulation mode is indicated in dashed lines. When the switch SW3 is closed at time - (a), the base of the transistor Q1 receives a basic current which supplies it whatever the flow of the time set by the timer T1 and the reset of the timer T1 after closing the contacts SW4 of the pressure switch.

Le relais X1 continue alors à ôtre alimenté afin qu'il assure en continu l'alimentation du moteur la du compresseur.Relay X1 then continues to be powered so that it continuously supplies power to the compressor motor.

La pression P détectée dans la chambre 2 est accrue de façon continue jusqu'à une pression maximale PM. A cette pression PM, les perles du lit 5 ont une densité équivalente de 1,3 environ, et le patient repose en partie dans les perles 5 comme représenté sur la figure 1B. Le patient est alors mis en position convenable, et le commutateur SW3 est ouvert. Lorsque celui-ci est ouvert au temps b, le relais X1 du compresseur cesse d'être alimenté après leécoule- ment d'un temps td fixé par la minuterie T3, et le moteur la du compresseur est arrêté afin que le compresseur ralentisse.The pressure P detected in chamber 2 is continuously increased up to a maximum pressure PM. At this pressure PM, the beads of bed 5 have an equivalent density of approximately 1.3, and the patient rests partially in the beads 5 as shown in FIG. 1B. The patient is then placed in the appropriate position, and the switch SW3 is open. When the latter is open at time b, the compressor relay X1 ceases to be supplied after the expiration of a time td set by the timer T3, and the compressor engine la is stopped so that the compressor slows down.

La pression détectée commence aussi à tomber et, lorsqu'elle devient inférieure à la pression PT de déclenchement de la circulation au temps c, les contacts SW4 du manocontact sont ouverts afin qu'ils relancent le fonctionnement de la minuterie T1. Le lit passe alors en mode intermittent.The pressure detected also begins to fall and, when it becomes lower than the pressure PT for initiating circulation at time c, the contacts SW4 of the pressure switch are open so that they restart the operation of the timer T1. The bed then switches to intermittent mode.

Bien que, dans la description qui précède, on ait indiqué que le début de la circulation du lit 5 était détecté d'après la pression régnant dans la chambre 2, cette circulation peut aussi être détectée par détermination de la vitesse de circulation de l'air A2 qui diffuse ou par détection directe de la circulation du lit 5. Although, in the above description, it has been indicated that the beginning of the circulation of the bed 5 was detected according to the pressure prevailing in the chamber 2, this circulation can also be detected by determining the circulation speed of the air A2 which diffuses or by direct detection of the circulation of the bed 5.

La figure 5 représente un circuit de commande selon un autre mode de réalisation de l'invention. Il diffère de celui de la figure 3, car les contacts X12 de maintien automatique du relais X1 sont montés en parallèle avec les contacts T11 et T21 de minuterie, la ligne L2 d'alimentation de ces contacts partant du côté de la charge du contact X21, une résistance R5 et une diode D1 étant ajoutées. FIG. 5 represents a control circuit according to another embodiment of the invention. It differs from that of FIG. 3, because the contacts X12 for automatic maintenance of the relay X1 are mounted in parallel with the timer contacts T11 and T21, the line L2 supplying these contacts starting from the load side of the contact X21 , a resistor R5 and a diode D1 being added.

Lorsque le commutateur SW3 est fermé, même un faible temps avant fermeture des contacts T11 ou T21 de minutage, pendant le temps d'arrêt du lit T5, un courant de base du transistor Q1 est transmis directement par l'alimentation DC24V par l'intermédiaire des transistors R5 et R3 afin que relais X1 du compresseur soit alimenté. Les contacts X11 et X12 sont alors fermés. En conséquence, même après ouverture du commutateur SW3, le courant de base est transmis constamment par les contacts X21 du relais du manocontact et les contacts X12 à maintien automatique, le relais X1 du compresseur restant ainsi fermé. When the switch SW3 is closed, even a short time before closing the timing contacts T11 or T21, during the stop time of the bed T5, a basic current of the transistor Q1 is transmitted directly by the power supply DC24V via transistors R5 and R3 so that relay X1 of the compressor is supplied. Contacts X11 and X12 are then closed. Consequently, even after opening the switch SW3, the basic current is constantly transmitted by the contacts X21 of the pressure switch relay and the contacts X12 with automatic maintenance, the relay X1 of the compressor thus remaining closed.

Ensuite, le condensateur C1 ou C2 se charge à travers la résistance R2 et la diode Dl, et la pression dans la chambre fermée 2 augmente lors de la rotation du moteur la du compresseur. Lorsque la pression dans la chambre fermée 2 atteint la pression PT de début de circulation des perles, les contacts SW4 du manocontact sont fermés afin que le relais X21 soit alimenté, et les contacts X21 du relais sont alors ouverts afin que la ligne L2 d'alimentation ne soit plus raccordée aux contacts X12. Après l'écoulement d'un temps td fixé par le circuit T3 de minutage, du fait de la décharge du condensateur C1 ou C2, le relais Xl est ouvert afin qu'il permette le passage au temps de repos ts, comme dans le cas du fonctionnement du circuit de la figure 3.Then, the capacitor C1 or C2 charges through the resistor R2 and the diode Dl, and the pressure in the closed chamber 2 increases during the rotation of the motor la of the compressor. When the pressure in the closed chamber 2 reaches the pressure PT for the start of circulation of the pearls, the contacts SW4 of the pressure switch are closed so that the relay X21 is energized, and the contacts X21 of the relay are then open so that the line L2 of power supply is no longer connected to contacts X12. After the expiration of a time td fixed by the timing circuit T3, due to the discharge of the capacitor C1 or C2, the relay Xl is open so that it allows the passage to the rest time ts, as in the case of the operation of the circuit of FIG. 3.

Dans le circuit de la figure 5, la circulation des perles pendant une courte période peut être réalisée à tout moment voulu par une opération simple de commande indépendamment de la minuterie T1 ou T2, c'est-à-dire à la place d'un fonctionnement synchronisé pendant le temps prescrit de repos ts. Si l'opération précitée devait être exécutée par le circuit de la figure 3, le commutateur
SW3 devrait être enfoncé constamment (contacts fermés) et devrait être relâché (ouverts) en même temps que les contacts SW4 du manocontact se ferment. Lorsque le commutateur SW3 n'est pas enfoncé ou enfoncé de façon continue, le mode de fonctionnement avec circulation ou le mode continu est exécuté comme dans le cas du circuit de la figure 3. La diode D1 est destinée à empêcher la décharge du condensateur C1 ou C2 par passage en dérivation par rapport à la diode de zener ZD2, par l'intermédiaire du circuit série comprenant les résistances R2 et R5 et rejoignant la base du transistor Q1, pendant le temps td fixé par la minuterie. In the circuit of FIG. 5, the circulation of the pearls for a short period can be carried out at any time desired by a simple control operation independently of the timer T1 or T2, that is to say in place of a synchronized operation during the prescribed rest period ts. If the above operation were to be performed by the circuit of Figure 3, the switch
SW3 should be constantly pressed (contacts closed) and should be released (open) at the same time as the SW4 contacts on the pressure switch close. When the switch SW3 is not pressed or pressed continuously, the operating mode with circulation or the continuous mode is executed as in the case of the circuit of FIG. 3. The diode D1 is intended to prevent the discharge of the capacitor C1 or C2 by passage in derivation with respect to the zener diode ZD2, by means of the series circuit comprising the resistors R2 and R5 and joining the base of the transistor Q1, during the time td fixed by the timer.

L'invention permet donc une alimentation intermettente en air comprimé, comme indiqué précédemment, à la suite d'une commande intermittente de transmission d'air comprime par intermittence à un lit de perles afin que celui-ci soit mis en mode avec circulation intermittente pendant de courtes périodes, à des intervalles prédéterminés. The invention therefore allows an intermittent supply of compressed air, as indicated above, following an intermittent command for the transmission of compressed air intermittently to a bed of pearls so that it is put in mode with intermittent circulation during short periods, at predetermined intervals.

Lorsqu'un patient repose sur le lit et lorsque la répartition des pressions à la surface du corps du patient varie du fait du déplacement du corps, si bien que la pression superficielle exercée sur le corps augmente localement, dans une partie localisée du corps, la circulation périodique des perles pendant de courtes périodes rende uniforme cette répartition de pressions à la surface du corps du patient. Ainsi, le patient peut etre fixé d'une manière stable sur le lit à une.pression uniforme et faible exercée à la surface de son corps à tout moment. Le lit fluidisé peut être utilisé comme dispositif de fixation du corps équivalent à un moule de plâtre utilisé pour la fixation d'un corps, et il a beaucoup d'applications dans le domaine médical.When a patient lies on the bed and when the distribution of pressures on the surface of the patient's body varies due to the movement of the body, so that the surface pressure exerted on the body increases locally, in a localized part of the body, the Periodic circulation of the pearls for short periods makes this distribution of pressures uniform on the surface of the patient's body. Thus, the patient can be stably fixed on the bed at a uniform and low pressure exerted on the surface of his body at all times. The fluidized bed can be used as a body fixing device equivalent to a plaster mold used for fixing a body, and it has many applications in the medical field.

On considère maintenant d'autres modes de réalisation de l'invention, en référence aux figures 6 à 10. We now consider other embodiments of the invention, with reference to FIGS. 6 to 10.

Dans l'appareil de la figure 6, la pression P de l'air comprimé Al de la chambre 2 est réglée par variation de l'ouverture d'une soupape 11 d'étranglement placée à une lumière lb d'entrée d'air d'un compresseur 1 de type annulaire afin que le débit d'air varie. Le dispositif de commande représenté surla figure 6 comporte un capteur 12 de pression P, un circuit 13 de réglage de pression, un ensemble 14 de régulation et de commande de pression, un organe 15 de manoeuvre destiné à commander l'ouverture de la soupape 11 d'étranglement, un indicateur 16 de la pression P, et un transducteur 17 destiné à amplifier un signal e. de détection de pression provenant du capteur 12 et à le transformer, ce signal transformé parvenant à l'indicateur 16 de pression. In the apparatus of FIG. 6, the pressure P of the compressed air Al of the chamber 2 is adjusted by variation of the opening of a throttle valve 11 placed at an air inlet light lb 'A compressor 1 of the annular type so that the air flow varies. The control device shown in FIG. 6 comprises a pressure sensor 12 P, a circuit 13 for adjusting the pressure, a set 14 for regulating and controlling the pressure, an operating member 15 for controlling the opening of the valve 11 throttle, an indicator 16 of the pressure P, and a transducer 17 intended to amplify a signal e. pressure detection from the sensor 12 and transform it, this transformed signal reaching the pressure indicator 16.

L'ensemble 14 de régulation compare le signal ei de détection de pression du capteur 12 à un signal es de consigne provenant du circuit 13 de réglage de pression. The regulation assembly 14 compares the pressure detection signal ei of the sensor 12 with a reference signal es from the pressure adjustment circuit 13.

L'ensemble 14 de régulation traite alors la différence entre les signaux comparés et transforme le signal correspondant en un signal qui est amplifié avant commande de l'organe 15- de manoeuvre. L'ouverture de la soupape 11 est ainsi modifiée afin que le débit d'air ambiant AO aspiré par le compresseur 1 soit modifié, la pression P dans la chambre fermée 2 étant alors rendue égale à la pression fixée par le circuit 13 de consigne à tout moment.The regulating assembly 14 then processes the difference between the signals compared and transforms the corresponding signal into a signal which is amplified before control of the operating member 15. The opening of the valve 11 is thus modified so that the ambient air flow AO sucked in by the compressor 1 is modified, the pressure P in the closed chamber 2 then being made equal to the pressure fixed by the setpoint circuit 13 at any time.

La figure 10 représente la relation entre le diamètre d'ouverture de la soupape ll d'étranglement et la densité équivalente du lit 5. Lorsque l'ouverture diminue, le débit d'air aspiré et en conséquence la pression P dans la chambre fermée 2 diminue, et la vitesse de circulation de l'air A2 qui diffuse à travers la plaque 3 diminue aussi. Les perles ou granulés subissent alors une plus faible circulation et le lit 5 a une densité équivalente plus grande. Le réglage de l'ouverture de la soupape 11 et en conséquence de la pression P dans la chambre fermée 2 permet une variation de la rigidité ou densité équivalente du lit 5. FIG. 10 represents the relationship between the opening diameter of the throttle valve ll and the equivalent density of the bed 5. When the opening decreases, the flow of air sucked in and consequently the pressure P in the closed chamber 2 decreases, and the speed of circulation of the air A2 which diffuses through the plate 3 also decreases. The beads or granules then undergo a lower circulation and the bed 5 has a higher equivalent density. The adjustment of the opening of the valve 11 and consequently of the pressure P in the closed chamber 2 allows a variation in the rigidity or equivalent density of the bed 5.

La figure 7 représente une disposition dans laquelle la pression P dans la chambre fermée 2 est réglée par variation de la vitesse de rotation du compresseur 1. FIG. 7 represents an arrangement in which the pressure P in the closed chamber 2 is adjusted by variation of the speed of rotation of the compressor 1.

La vitesse de rotation du moteur la du compresseur 1 est réglée par un dispositif 21. Un régulateur 14A de compression compare le signal e. de détection de pression au signal e5 de consigne de pression, effectue une régulation d'après le signal différence, et transmet le signal de sortie au dispositif 21 de réglage de vitesse sous forme d'un signal eO de réglage de vitesse. La pression P est réglée afin qu'elle soit égale à la valeur de consigne fixée par le circuit 13 à l'aide de ce réglage de vitesse du moteur la du compresseur.The speed of rotation of the motor 1a of the compressor 1 is regulated by a device 21. A compression regulator 14A compares the signal e. pressure detection signal e5 pressure setpoint, performs a regulation according to the difference signal, and transmits the output signal to the speed control device 21 in the form of a speed control signal e0. The pressure P is adjusted so that it is equal to the set value set by the circuit 13 using this speed control of the compressor motor la.

Bien que les circuits précédents assurent un réglage en boucle fermée, un réglage en boucle ouverte peut aussi être utilisé car la pression P en fait avoir une précision relativement réduite. Les figures 8 et 9 représentent des arrangements permettant un réglage manuel en boucle ouverte. Sur la figure 8, l'ouverture de la soupape 11a d'étranglement est réglée par un circuit manuel 15A de détermination de pression. L'indicateur 16 de pression peut être supprimé, le circuit manuel de réglage de pression étant directement gradué 9n valeurs de la pression P. Although the foregoing circuits provide closed loop adjustment, open loop adjustment can also be used since the pressure P makes it relatively reduced in accuracy. Figures 8 and 9 show arrangements for manual adjustment in open loop. In FIG. 8, the opening of the throttle valve 11a is regulated by a manual pressure determination circuit 15A. The pressure indicator 16 can be deleted, the manual pressure adjustment circuit being directly graduated with 9n pressure values P.

Sur la figure 9, la valeur du signal e0 de réglage de vitesse provenant de la commande 21 est réglée par un circuit manuel 22. L'indicateur 16 de pression peut aussi être supprimé, le circuit 22 de réglage de vitesse étant alors directement gradué en valeurs de la pression P. In FIG. 9, the value of the speed setting signal e0 from the control 21 is set by a manual circuit 22. The pressure indicator 16 can also be deleted, the speed setting circuit 22 then being directly graduated by pressure values P.

Ainsi, l'invention concerne un lit de perles qui circulent donnant un degré de rigidité souhaité par le médecin ou le patient, avec modification au moment opportun afin que les traitements médicaux aient les meilleurs effets. Thus, the invention relates to a bed of circulating pearls giving a degree of rigidity desired by the doctor or the patient, with modification at the appropriate time so that the medical treatments have the best effects.

Le lit fluidisé peut être utilisé non seulement dans des traitement médicaux mais aussi pour les personnes âgées ou comme dispositif d'entretien de la santé. The fluidized bed can be used not only in medical treatment but also for the elderly or as a health maintenance device.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the devices which have just been described only by way of nonlimiting examples without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Device for controlling a fluidized bed (5) of particles for medical applications, the particles being subjected to circulation by pressurized air, said device being characterized in that it comprises an intermittent supply of compressed air , provided by an intermittent operating order ensuring the intermittent transmission of compressed air to the bed (5) which is intermittently put in the fluid state.

2. Device according to claim 1, characterized in that the device for intermittently supplying compressed air comprises a first timer (T1) intended to control the start of the transmission of pressurized air at predetermined time intervals, and a second timer (X1) intended to interrupt the supply of pressurized air for a predetermined time after the start of the supply.

3. Device according to claim 2, characterized in that the second timer is intended to trigger a countdown operation from the moment when the pressurized air has reached a predetermined pressure.