RU2139687C1

RU2139687C1 - Electromagnetic generator of focused impact waves

Info

Publication number: RU2139687C1
Application number: RU97112624A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Андриянов; О.Н. Андриянова; Б.А. Гарилевич; Г.В. Рябцев
Original assignee: Андриянов Юрий Владимирович; Андриянова Ольга Николаевна; Гарилевич Борис Александрович; Рябцев Георгий Васильевич
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-10-20

Abstract

FIELD: medicine; biology. SUBSTANCE: generator refers to equipment of conversion of electric power to power of sound pulses or impact waves. Generator has inductor in metal casing, capacitive storage, connected to inductor coil through controlled discharger, and reflector. Multilayer inductor coil is shaped as spiral winding of thin metal band with insulation layer. Coil turns are provided with parallel strip leads outcoming from coil end faces and connected to capacitive storage through auxiliary controlled dischargers. This construction makes it possible to crush biliary and renal calculus more effectively. Inductor coil may be manufactured in form of circular cylinders or circular truncated cone. Metal casing may be made as external short-circuited turn of inductor coil. In this case, inductor coil is connected in transformer circuit. EFFECT: enlarged functional capabilities. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к технике преобразования электрической энергии в энергию акустических ударных волн и может найти применение в медицинских установках для дробления почечных и желчных камней, в онкологии и в терапии различных патологических процессов. The invention relates to techniques for converting electrical energy into energy of acoustic shock waves and can find application in medical installations for crushing kidney and gallstones, in oncology and in the treatment of various pathological processes.

Известны генераторы ударных волн, содержащие разрядные электроды, установленные в фокусе эллиптического рефлектора, и емкостный накопитель с разрядником [1]. Known shock wave generators containing discharge electrodes mounted at the focus of an elliptical reflector, and a capacitive storage device with a spark gap [1].

Недостатками этих генераторов являются невысокая стабильность параметров ударно-волнового импульса в фокусе, обусловленная статистическим характером формирования канала разряда, необходимость частой замены разрядных электродов из-за их разрушения вследствие электрической эрозии, необходимость непрерывной прокачки воды для удаления образующихся при разряде в воде газовых пузырей. The disadvantages of these generators are the low stability of the parameters of the shock wave pulse in focus, due to the statistical nature of the formation of the discharge channel, the need for frequent replacement of the discharge electrodes due to their destruction due to electrical erosion, and the need for continuous pumping of water to remove gas bubbles formed during the discharge in water.

От этих недостатков свободны электромагнитные генераторы ударных волн, содержащие плоский индуктор с мембраной, включенный в разрядный контур емкостного накопителя, и акустическую фокусирующую линзу [2]. These shortcomings are free of electromagnetic shock wave generators containing a flat inductor with a membrane included in the discharge circuit of a capacitive storage device and an acoustic focusing lens [2].

Однако эти генераторы имеют невысокую эффективность преобразования электрической энергии в энергию акустических ударных волн из-за сравнительно высокой паразитной индуктивности разрядного контура, обусловленную конструктивными особенностями плоского индуктора, и довольно больших потерь энергии при прохождении ударно-волнового импульса через акустическую линзу. However, these generators have a low efficiency of converting electric energy into acoustic shock wave energy due to the relatively high stray inductance of the discharge circuit, due to the design features of a flat inductor, and rather large energy losses when a shock wave pulse passes through an acoustic lens.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является электромагнитный генератор ударных волн, содержащий индуктор, выполненный в виде спиральной катушки размещенной внутри круговой металлической оболочки, емкостный накопитель, подключенный через управляемый разрядник к катушке индуктора, и рефлектор [3]. Closest to the claimed technical solution is an electromagnetic generator of shock waves, containing an inductor made in the form of a spiral coil located inside a circular metal shell, a capacitive storage device connected via a controlled arrester to the inductor coil, and a reflector [3].

Это устройство обеспечивает получение высоких значений амплитуд давления в фокусе рефлектора. Однако в фокусе рефлектора при традиционном выполнении катушки индуктора в виде однослойной обмотки на цилиндрическом каркасе формируется полуволна отрицательного давления, амплитуда которой достигает 20% от амплитуды ударной волны и которая вызывает значительные травматические поражения окружающих тканей. This device provides high values of pressure amplitudes in the focus of the reflector. However, in the focus of the reflector during the traditional design of the inductor coil in the form of a single-layer winding, a negative pressure half-wave is formed on the cylindrical frame, the amplitude of which reaches 20% of the amplitude of the shock wave and which causes significant traumatic lesions of the surrounding tissues.

Кроме того, в известном устройстве невозможно регулировать длительность ударно-волнового импульса в процессе проведения процедуры дробления. Все это в конечном итоге приводит к снижению эффективности дробления и сужению диапазона показаний к применению данного генератора. In addition, in the known device it is impossible to adjust the duration of the shock wave pulse in the process of crushing. All this ultimately leads to a decrease in the efficiency of crushing and narrowing the range of indications for the use of this generator.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности дробления почечных и желчных камней и в расширении диапазона показаний к применению генератора в медицинской практике. The technical result from the use of the invention is to increase the efficiency of crushing of kidney and gallstones and to expand the range of indications for use of the generator in medical practice.

Технический результат достигается тем, что в электромагнитном генераторе ударных волн, содержащем индуктор, выполненный в виде спиральной катушки, размещенной внутри круговой металлической оболочки, емкостный накопитель, подключенный через управляемый разрядник к катушке индуктора, и рефлектор, предлагается катушку индуктора выполнить многослойной из тонкой металлической ленты с изоляционным слоем, при этом витки катушки снабжены параллельными полосковыми токоподводами, выходящими с торцов катушки и подключенными через дополнительные управляемые разрядники к емкостному накопителю, а ширина металлической ленты выбрана сопоставимой с рабочей длиной индуктора. The technical result is achieved by the fact that in an electromagnetic shock wave generator containing an inductor made in the form of a spiral coil located inside a circular metal shell, a capacitive storage device connected through a controllable spark gap to the inductor coil, and a reflector, it is proposed that the inductor coil be layered of a thin metal tape with an insulating layer, while the turns of the coil are equipped with parallel strip current leads coming from the ends of the coil and connected through an additional ln guided arresters to a capacitive storage, and the width of the metal tape is selected comparable to the working length of the inductor.

Предлагается также катушку индуктора и металлическую оболочку выполнить в виде кругового цилиндра, при этом рефлектор выполнен в виде тела вращения, образующая которого описывается в полярной системе координат с центром в точке геометрического фокуса выражением вида

где

R₀ - радиус выходного отверстия рефлектора, а f - расстояние от точки геометрического фокуса до плоскости выходного отверстия рефлектора.It is also proposed that the inductor coil and the metal shell be made in the form of a circular cylinder, while the reflector is made in the form of a body of revolution, the generatrix of which is described in the polar coordinate system centered at the point of geometric focus by an expression of the form

Where

R ₀ is the radius of the outlet of the reflector, and f is the distance from the point of geometric focus to the plane of the outlet of the reflector.

Предлагается также катушку индуктора и металлическую оболочку выполнить в виде кругового усеченного конуса, а рефлектор - в виде тела вращения, образующая которого в полярной системе координат с центром в точке пересечения образующих металлической оболочки определяется выражением вида

где α - угол между образующей конической металлической оболочки и ее осью вращения.It is also proposed that the inductor coil and the metal shell be made in the form of a circular truncated cone, and the reflector is in the form of a body of revolution, the generatrix of which in the polar coordinate system with the center at the intersection of the generators of the metal shell is determined by an expression of the form

where α is the angle between the generatrix of the conical metal shell and its axis of rotation.

Предлагается также металлическую оболочку выполнить в виде внешнего короткозамкнутого витка катушки индуктора, при этом катушка индуктора включена в разрядный контур по схеме автотрансформатора. It is also proposed that the metal shell be made in the form of an external short-circuited coil of the inductor coil, while the inductor coil is included in the discharge circuit according to the autotransformer circuit.

Предлагается также толщину металлической ленты катушки индуктора выбирать сопоставимой с толщиной скин-слоя для тока в разрядном контуре при заданных значениях емкости и индуктивности. It is also proposed to choose the thickness of the metal strip of the inductor coil comparable to the thickness of the skin layer for the current in the discharge circuit for given capacitance and inductance.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показаны конструкции электромагнитных генераторов ударных волн: а) с цилиндрическим индуктором, в котором многослойная катушка индуктора выполнена в виде спиральной намотки широкой металлической ленты на цилиндр; б) с коническим индуктором, в котором многослойная катушка индуктора выполнена в виде спиральной намотки широкой металлической ленты на усеченный конус. На фиг. 2 показаны конструктивные варианты индукторов: а, б) цилиндрического индуктора, в) конического индуктора. На фиг. 3 показаны электрические схемы предлагаемого генератора: а) трансформаторная схема, б) автотрансформаторная схема. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows the designs of electromagnetic shock wave generators: a) with a cylindrical inductor, in which the multilayer inductor coil is made in the form of a spiral winding of a wide metal tape onto a cylinder; b) with a conical inductor, in which the multilayer inductor coil is made in the form of a spiral winding of a wide metal tape onto a truncated cone. In FIG. 2 shows the design options of the inductors: a, b) a cylindrical inductor, c) a conical inductor. In FIG. 3 shows the electrical circuits of the proposed generator: a) transformer circuit, b) autotransformer circuit.

Устройство (фиг. 1) состоит из металлической оболочки 1 цилиндрической (фиг. 1а) или конической формы (фиг. 1б), катушки индуктора 2 с полосковыми токоподводами 3, рефлектора 4 и ультразвукового датчика 5 системы наведения, Может также использоваться рентгеновская система наведения. В этом случае внутри катушки индуктора устанавливается рентгеновская трубка. Внешний вывод катушки индуктора подключен непосредственно к емкостному накопителю, емкость которого C (фиг.3), а внутренние выводы подключены к емкостному накопителю через управляемые разрядники K1, K2, K3. Возможны два варианта электрических схем генератора. В первом варианте (фиг. 3а) металлическая оболочка изолирована от катушки индуктора и функционально представляет собой вторичную обмотку понижающего трансформатора. Во втором варианте (фиг. 3б) металлическая оболочка выполняется в виде одного внешнего витка катушки индуктора, который замкнут либо посредством выводов на торцах, либо по образующей, при этом катушка индуктора включена по схеме автотрансформатора. В этом случае емкостной накопитель может быть подключен либо к внешнему концевому выводу катушки индуктора, либо к выводу первого внешнего витка. The device (Fig. 1) consists of a metal shell 1 of a cylindrical (Fig. 1a) or conical shape (Fig. 1b), an inductor coil 2 with strip current leads 3, a reflector 4 and an ultrasonic sensor 5 of the guidance system. An X-ray guidance system can also be used. In this case, an x-ray tube is installed inside the inductor coil. The external output of the inductor coil is connected directly to the capacitive storage device, the capacity of which is C (Fig. 3), and the internal outputs are connected to the capacitive storage through controlled dischargers K1, K2, K3. There are two options for electrical circuits of the generator. In the first embodiment (Fig. 3a), the metal sheath is isolated from the inductor coil and is functionally a secondary winding of a step-down transformer. In the second embodiment (Fig. 3b), the metal shell is made in the form of a single external coil of the inductor coil, which is closed either by terminals at the ends or along the generatrix, while the inductor coil is turned on according to the autotransformer circuit. In this case, the capacitive storage device can be connected either to the external end terminal of the inductor coil or to the terminal of the first external coil.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Предварительно заряжается емкостный накопитель до рабочего напряжения U₀. Затем при подаче запускающего импульса на один из разрядников K1, K2 или K3 происходит разряд емкостного накопителя через катушку индуктора 2. При этом в разрядной цепи возбуждаются быстро затухающие колебания тока I₁, который трансформируется в ток вторичной обмотки, выполненной в виде замкнутой металлической оболочки. Ток, возбуждаемый в оболочке, примерно в N раз больше тока в катушке индуктора, где N -число витков катушки индуктора. Взаимодействие противоположно направленных токов в катушке индуктора и в оболочке приводит к ударному ускорению оболочки в радиальном направлении, при этом в жидкости (обычно дегазированная вода), контактирующей с оболочкой, возбуждается ударно-волновой акустический импульс в виде цилиндрической или конической расходящейся волны. Отражение цилиндрической или конической волны от рефлектора, форма поверхности которого выполнена в соответствии с приведенными в дополнительных пунктах формулы изобретения выражениями, приводит к фокусированию волны в зоне фокуса F. Особенностью ударно-волнового импульса в фокусе рефлектора с достаточно большой апертурой в предлагаемом генераторе является сравнительно низкое значение амплитуды полуволны отрицательного давления. Это связано с тем, что в предлагаемой конструкции индуктора устранена основная причина, вызывающая усиление отрицательного давления в устройстве-прототипе. Суть заключается в следующем. Несмотря на то, что в устройстве-прототипе индуктор выполнен в виде однослойной обмотки на поверхности вращения с осевой симметрией, конструктивное расположение токоподводов к катушке индуктора всегда приводит к несимметричному распределению магнитного поля и тока на поверхности металлической оболочки, так как однослойная катушка не обеспечивает экранирование неоднородно распределенной по углу азимутальной компоненты магнитного поля, возникающей в зоне токоподводов. Это приводит к неоднородному распределению силы давления магнитного поля на оболочку и формированию в жидкой среде волны с сильно неоднородным распределением давления. Распространение в среде и отражение от поверхности рефлектора волновых фронтов с сильно неоднородным распределением давления сжатия на фронте сопровождается формированием в среде дифракционных волн растяжения, которые образуют в фокусе рефлектора отрицательную полуволну значительной амплитуды. В предлагаемой конструкции катушка индуктора выполнена многослойной из сплошной металлической ленты, которая препятствует проникновению быстропеременного азимутального магнитного поля в пространство между внешним витком катушки индуктора и металлической оболочки, т.е. практически исключается влияние азимутальной компоненты магнитного поля на распределение тока в оболочке. В результате магнитное поле вблизи оболочки в предлагаемой конструкции имеет преимущественно аксиальную составляющую, а ток на внутренней поверхности оболочки течет преимущественно в азимутальном направлении, при этом обеспечивается достаточно равномерное распределение плотности азимутального тока вдоль направления оси оболочки и, следовательно, достаточно равномерное распределение силы магнитного давления на оболочку. В результате в жидкости формируется волна сжатия с равномерным распределением давления на фронте и исключается формирование дифракционных волн растяжения во внутренних частях волнового фронта. Остаются лишь дифракционные волны на краях волны, амплитуду которых можно уменьшить, выбирая достаточно большую апертуру рефлектора. При необходимости и эти волны можно значительно уменьшить, выполняя оболочку более толстой на краях, чем в средней части, таким образом, чтобы распределение давления в волне вдоль оси рефлектора было близким к распределению Гаусса. В этом случае обеспечивается достижение эффекта апподизации.The capacitive storage is pre-charged to the operating voltage U ₀ . Then, when a triggering pulse is applied to one of the arresters K1, K2 or K3, the capacitive storage is discharged through the inductor 2 coil. In this case, rapidly damped current oscillations I _{1 are} excited in the discharge circuit, which is transformed into a secondary current made in the form of a closed metal shell. The current excited in the shell is approximately N times greater than the current in the inductor coil, where N is the number of turns of the inductor coil. The interaction of oppositely directed currents in the inductor coil and in the shell leads to shock acceleration of the shell in the radial direction, while a shock-wave acoustic pulse in the form of a cylindrical or conical diverging wave is excited in the liquid (usually degassed water) in contact with the shell. The reflection of a cylindrical or conical wave from a reflector, the surface shape of which is made in accordance with the expressions given in additional claims, leads to wave focusing in the focus area F. A feature of the shock wave pulse at the focus of a reflector with a sufficiently large aperture in the proposed generator is relatively low the amplitude value of the half-wave of negative pressure. This is due to the fact that in the proposed design of the inductor the main reason that causes an increase in negative pressure in the prototype device is eliminated. The bottom line is as follows. Despite the fact that in the prototype device the inductor is made in the form of a single-layer winding on the rotation surface with axial symmetry, the constructive arrangement of the current leads to the inductor coil always leads to an asymmetric distribution of the magnetic field and current on the surface of the metal shell, since the single-layer coil does not provide shielding nonuniformly distributed over the angle of the azimuthal component of the magnetic field arising in the area of current leads. This leads to an inhomogeneous distribution of the pressure force of the magnetic field on the shell and the formation of waves in the liquid medium with a strongly inhomogeneous pressure distribution. The propagation in the medium and reflection from the surface of the reflector of wave fronts with a strongly inhomogeneous distribution of the compression pressure at the front is accompanied by the formation of diffraction tensile waves in the medium, which form a negative half-wave of significant amplitude at the focus of the reflector. In the proposed design, the inductor coil is made of a multilayer solid metal tape, which prevents the penetration of a rapidly changing azimuthal magnetic field into the space between the outer coil of the inductor coil and the metal shell, i.e. the influence of the azimuthal component of the magnetic field on the current distribution in the shell is virtually eliminated. As a result, the magnetic field near the shell in the proposed design has a predominantly axial component, and the current on the inner surface of the shell flows mainly in the azimuthal direction, while ensuring a fairly uniform distribution of the azimuthal current density along the direction of the axis of the shell and, therefore, a fairly uniform distribution of the magnetic pressure force shell. As a result, a compression wave is formed in the liquid with a uniform pressure distribution at the front, and the formation of diffraction extension waves in the internal parts of the wave front is excluded. Only diffraction waves remain at the wave edges, the amplitude of which can be reduced by choosing a sufficiently large aperture of the reflector. If necessary, these waves can be significantly reduced by making the shell thicker at the edges than in the middle part, so that the pressure distribution in the wave along the reflector axis is close to the Gaussian distribution. In this case, the effect of appodization is achieved.

Дополнительное преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что ленточная конструкция обмотки обеспечивает снижение индуктивности рассеяния индуктора, коэффициент связи катушки индуктора и оболочки может быть близким к единице, полосковые токоподводы обеспечивают минимальную паразитную индуктивность разрядного контура, а это приводит к более эффективному преобразованию электрической энергии в энергию ударно-волнового импульса. An additional advantage of the proposed device is that the tape design of the winding reduces the inductance of the inductor, the coupling coefficient of the inductor and the shell can be close to unity, the strip current leads provide the minimum stray inductance of the discharge circuit, and this leads to a more efficient conversion of electrical energy into energy shock wave impulse.

В предлагаемом устройстве легко реализуется возможность регулирования длительности ударно-волнового импульса в процессе проведения процедуры дробления. Известно, что во многих случаях целесообразно изменять длительность ударно-волнового импульса в процессе дробления, начиная процесс с больших длительностей и по мере разрушения камня на фрагменты уменьшая длительность или пространственную протяженность волны в соответствии с размерами фрагментов. Наличие у катушки индуктора токоподводов к отдельным виткам и введение в схему разрядного контура дополнительных управляемых разрядников позволяет легко изменять полупериод разряда в контуре просто выбором включения соответствующего разрядника. Остальные разрядники при этом не включаются. Например, включение разрядника K1 (фиг.3) обеспечивает подключение к конденсатору всей катушки индуктора, при этом полупериод разряда получается максимальным. Разрядники K2 и K3 подключают к конденсатору лишь часть катушки индуктора, при этом с увеличением номера включаемого разрядника полупериод разряда уменьшается. Отметим, что технические решения обеспечивающие регулирование длительности импульса электромагнитного генератора ударных волн в литературе не описаны, хотя ввиду высокой стабильности параметров генерируемых импульсов это представляет несомненный интерес. Предлагаемое техническое решение позволяет простыми средствами повысить эффективность дробления и расширить диапазон показаний к клиническому применению электромагнитных генераторов ударных волн. The proposed device easily implements the ability to control the duration of the shock-wave pulse in the process of crushing. It is known that in many cases it is advisable to change the duration of the shock wave pulse in the process of crushing, starting the process with long durations and, as the stone breaks into fragments, reducing the duration or spatial extent of the wave in accordance with the size of the fragments. The presence of current leads to the individual turns of the inductor coil and the introduction of additional controllable dischargers into the circuit of the discharge circuit makes it easy to change the discharge half-cycle in the circuit simply by selecting the appropriate arrester. The remaining arresters are not turned on. For example, the inclusion of a spark gap K1 (Fig. 3) ensures that the entire inductor coil is connected to the capacitor, while the discharge half-life is maximized. Dischargers K2 and K3 connect only a part of the inductor coil to the capacitor, while the discharge half-life decreases with an increase in the number of the switched on arrester. Note that the technical solutions providing the regulation of the pulse duration of the electromagnetic shock wave generator are not described in the literature, although in view of the high stability of the parameters of the generated pulses this is of undoubted interest. The proposed technical solution allows simple means to increase the efficiency of crushing and expand the range of indications for the clinical use of electromagnetic shock wave generators.

Варианты выполнения предлагаемых индукторов с намоткой ленточного типа показаны на фиг. 2. Цилиндрический индуктор (фиг. 2а, б) изготавливается намоткой на цилиндрический каркас широкой металлической фольги одновременно с изоляционной прокладкой. Ширина изоляционной прокладки выбирается больше ширины фольги на длину закраин (на фиг. 2 не показано), которая определяется из условия обеспечения электрической прочности. Полная толщина обмотки подбирается под внутренний диаметр оболочки, которая показана на фиг. 2а в срезанном виде для наглядности. Embodiments of the tape-wound inductors of the present invention are shown in FIG. 2. A cylindrical inductor (Fig. 2a, b) is made by winding onto a cylindrical frame a wide metal foil simultaneously with an insulating gasket. The width of the insulating strip is selected greater than the width of the foil by the length of the flanges (not shown in Fig. 2), which is determined from the conditions for ensuring electric strength. The full thickness of the winding is selected for the inner diameter of the shell, which is shown in FIG. 2a in a cut view for clarity.

Цилиндрический индуктор используется с фокусирующим рефлектором, математическое выражение для образующей которого легко определяется из условия постоянства длины путей для всех радиальных лучей, исходящих с поверхности оболочки (фиг. 1а)

Отсюда получается выражение для рефлектора с цилиндрическим индуктором

где R₀, f - радиус выходного отверстия рефлектора и расстояние от фокуса до плоскости выходного отверстия.A cylindrical inductor is used with a focusing reflector, the mathematical expression for the generatrix of which is easily determined from the condition of a constant path length for all radial rays emanating from the shell surface (Fig. 1a)

This gives an expression for a reflector with a cylindrical inductor

where R ₀ , f is the radius of the outlet of the reflector and the distance from the focus to the plane of the outlet.

Аналогичным образом получается выражение для образующей рефлектора с коническим индуктором (фиг. 1б)

где

а α - угол между образующей и осью конического индуктора. В этом варианте катушка индуктора наматывается на каркас, выполненный в виде усеченного конуса, широкой лентой из металлической фольги вместе с лентой из одного или нескольких слоев полимерной пленки, конденсаторной бумаги или их комбинации. Ширина изоляционной ленты выбирается больше ширины металлической фольги.Similarly, an expression is obtained for the generatrix of the reflector with a conical inductor (Fig. 1b)

Where

and α is the angle between the generatrix and the axis of the conical inductor. In this embodiment, the inductor coil is wound on a frame made in the form of a truncated cone, a wide ribbon of metal foil together with a ribbon of one or more layers of polymer film, capacitor paper, or a combination thereof. The width of the insulating tape is chosen greater than the width of the metal foil.

В обоих вариантах для повышения электрической прочности обмотки катушек индукторов могут выполняться из металлической ленты клинообразной формы, при этом витки имеют меньшую ширину во внутренней части обмотки, находящейся при разряде конденсатора под высоким потенциалом. Межвитковая изоляция может быть пропитана трансформаторным маслом. При использовании в качестве рабочей жидкости в генераторе деионизованной обезгаженной воды межвитковая изоляция может быть обеспечена заполнением водой воздушных промежутков между витками и слоями изоляции. Высокая диэлектрическая проницаемость воды позволяет снизить краевой эффект и повысить электрическую прочность в диапазоне длительностей импульсов до 1-2 мкс. In both versions, in order to increase the electric strength, the windings of the inductor coils can be made of a wedge-shaped metal tape, while the turns have a smaller width in the inner part of the winding, which is located at the potential discharge of the capacitor. Inter-turn insulation can be impregnated with transformer oil. When used as a working fluid in a generator of deionized degassed water, interturn insulation can be ensured by filling air gaps between the turns and insulation layers with water. The high dielectric constant of water can reduce the edge effect and increase the electric strength in the range of pulse durations up to 1-2 μs.

Для обеспечения быстрого затухающего или близкого к апериодическому режима разряда конденсатора необходимо выбирать толщину фольги обмотки меньше толщины скин-слоя при заданных параметрах индуктивности и емкости разрядного контура. В этом случае обеспечивается достаточно высокий декремент затухания и разряд завершается в течение 2-3 колебаний разрядного тока. To ensure fast decaying or close to aperiodic discharge mode of the capacitor, it is necessary to choose the thickness of the winding foil less than the thickness of the skin layer at the given inductance and capacitance of the discharge circuit. In this case, a sufficiently high attenuation decrement is provided and the discharge is completed within 2-3 oscillations of the discharge current.

В автотрансформаторной схеме при надлежащем выборе числа слоев обмотки можно несколько повысить эффективность преобразования, выполняя внешнюю оболочку в виде одного - двух замкнутых внешних витков катушки индуктора. In an autotransformer circuit, with the appropriate choice of the number of layers of the winding, it is possible to slightly increase the conversion efficiency by performing an outer shell in the form of one or two closed external turns of the inductor coil.

Предлагаемая конструкция электромагнитного генератора ударных волн, отличаясь простотой выполнения индуктора, обеспечивает достижение нового положительного эффекта. The proposed design of the electromagnetic generator of shock waves, characterized by the simplicity of the inductor, provides a new positive effect.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 3536271 МКИ B 06 B 1/02, опублик. 1987 г.Sources of information
1. The patent of Germany N 3536271 MKI B 06 B 1/02, published. 1987 year

2. Патент РФ N 2027528 МКИ B 06 B 1/04, приоритет 1992 г. 2. RF patent N 2027528 MKI B 06 B 1/04, priority 1992

3. Патент ФРГ N 3835318 МКИ A 61 B 17/22, опублик. 1990 г.-прототип. 3. Patent of Germany N 3835318 MKI A 61 B 17/22, published. 1990 prototype.

Claims

1. An electromagnetic generator of shock waves, containing an inductor made in the form of a spiral coil placed inside a circular metal shell, a capacitive accumulate connected through a controlled arrester to the inductor coil, and a reflector, characterized in that, in order to increase the efficiency of the process of crushing kidney and bile stones and expanding the range of indications for the use of the generator in medical practice, in it the inductor coil is made of a multilayer of thin metal tape with an insulating layer, at Ohm coil coils are equipped with parallel strip current leads coming from the ends of the coil and connected via additional controllable arresters to a capacitive storage, and the width of the metal strip is chosen comparable with the working length of the inductor.

2. The electromagnetic generator of shock waves according to claim 1, characterized in that the inductor coil and the metal shell are made in the form of circular cylinders, wherein the reflector is made in the form of a body of revolution, the generatrix of which is described in the polar coordinate system centered at the point of geometric focus expressions

Where

radius of the outlet of the reflector;
f is the distance from the point of geometric focus to the plane of the outlet of the reflector.

3. The electromagnetic generator of shock waves according to claim 1, characterized in that the inductor coil and the metal shell are made in the form of a circular truncated cone, and the reflector is in the form of a body of revolution, the generatrix of which is described in the polar coordinate system with the center at the intersection of the generators metal shell expression of the form

Where

r _o is the radius of the outlet of the reflector;
f is the distance from the focus to the plane of the outlet,
α is the angle between the generatrix of the conical metal shell and its axis of rotation.

4. The electromagnetic generator of shock waves in paragraphs. 1-3, characterized in that in it the metal shell is made in the form of an external short-circuited coil of the inductor coil, while the inductor coil is included in the discharge circuit according to the autotransformer circuit.

5. The electromagnetic generator of shock waves in paragraphs. 1-4, characterized in that in it the thickness of the metal strip of the inductor coil is selected comparable with the thickness of the skin layer for the current in the discharge circuit at given values of capacitance and inductance.