RU2204744C2 - Device for forming, changing and adjusting rate of flow of fluid medium - Google Patents
Device for forming, changing and adjusting rate of flow of fluid medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204744C2 RU2204744C2 RU97118738/06A RU97118738A RU2204744C2 RU 2204744 C2 RU2204744 C2 RU 2204744C2 RU 97118738/06 A RU97118738/06 A RU 97118738/06A RU 97118738 A RU97118738 A RU 97118738A RU 2204744 C2 RU2204744 C2 RU 2204744C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrator
- flow
- ultrasonic emitter
- ultrasonic
- ultrasonic transducer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Устройство для создания, изменения и регулирования скорости движения потока текучей среды может быть использовано в различных областях производства и, прежде всего, в медицине, где необходимо сохранение напора крови, в случае ослабления сердца каким-либо острым патологическим состоянием. A device for creating, modifying and controlling the speed of a fluid flow can be used in various fields of production and, above all, in medicine, where the preservation of blood pressure is necessary, in case of weakening of the heart by any acute pathological condition.
Уровень техники
Известно устройство для снижения трения в трубопроводах и шлангах, которое содержит пустотелый корпус, внутри которого расположен вибратор, например, ультразвуковой, активный орган которого выведен в отсек с входным и выходными патрубками для транспортируемой жидкости /1/.State of the art
A device for reducing friction in pipelines and hoses, which contains a hollow body, inside which is located a vibrator, for example, an ultrasound, whose active organ is brought into the compartment with inlet and outlet nozzles for the transported fluid / 1 /.
Известно устройство для снижения трения в трубопроводах и шлангах, содержащее низкочастотный вибратор, имеющий обтекаемую форму и закрепленный в трубопроводе вдоль его оси с помощью держателей /2/. A device for reducing friction in pipelines and hoses, containing a low-frequency vibrator having a streamlined shape and fixed in the pipeline along its axis with the help of holders / 2 /.
Известно устройство для снижения трения в трубопроводах и шлангах, содержащее низкочастотный вибратор, имеющий обтекаемую форму и закрепленный в трубопроводе вдоль его оси с помощью держателей, и снабженное ультразвуковым излучателем, размещенным в центре выполненного полым вибратора /3/. A device for reducing friction in pipelines and hoses, containing a low-frequency vibrator having a streamlined shape and fixed in the pipeline along its axis with the help of holders, and equipped with an ultrasonic emitter placed in the center of a hollow vibrator / 3 /.
Техническими недостатками известных устройств являются:
- установка пустотелого цилиндра большего диаметра, чем трубопровод, что разрывает последний, это снижает его эксплуатационные возможности;
- передача ультразвуковых колебаний в сложной разветленной системе трубопроводов также ограничивает эксплуатационные возможности;
- большой расход энергии для возбуждения вибратора;
- нет обратной связи, снижение трения - вибратор, ультразвуковой излучатель, что также ограничивает эксплуатационные возможности устройства, увеличивает расход энергии, уменьшает КПД;
- место расположения вибратора, ультразвукового излучателя также ограничивает эксплуатационные возможности устройства.The technical disadvantages of the known devices are:
- installation of a hollow cylinder of a larger diameter than the pipeline, which breaks the latter, this reduces its operational capabilities;
- the transmission of ultrasonic vibrations in a complex branched piping system also limits operational capabilities;
- high energy consumption for exciting the vibrator;
- there is no feedback, friction reduction - a vibrator, an ultrasonic emitter, which also limits the operational capabilities of the device, increases energy consumption, reduces efficiency;
- the location of the vibrator, ultrasonic emitter also limits the operational capabilities of the device.
Сущность изобретения
Технической задачей изобретения являются расширение функциональных возможностей для использования в различных областях промышленности и медицины и сокращение при этом расхода энергии на вибраторе.SUMMARY OF THE INVENTION
An object of the invention is to expand the functionality for use in various fields of industry and medicine, while reducing energy consumption on the vibrator.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство для создания, изменения и регулирования скорости движения потока текучей среды, содержащее низкочастотный вибратор, имеющий обтекаемую форму, снабжено ультразвуковым излучателем, размещенным в центре выполненного полым вибратора, и с элементами обратной связи, представленными датчиками, программным и исполнительным устройством, причем низкочастотный вибратор, ультразвуковой излучатель, элементы обратной связи расположены в потоке, вне потока или являются стенками потока и закрепляются под различными углами к оси потока. The essence of the invention lies in the fact that the device for creating, modifying and controlling the speed of the fluid flow, containing a low-frequency vibrator having a streamlined shape, is equipped with an ultrasonic emitter located in the center of the hollow vibrator, and with feedback elements represented by sensors, software and an actuator, and a low-frequency vibrator, ultrasonic emitter, feedback elements are located in the stream, outside the stream, or are walls of the stream and close dance at different angles to the flow axis.
Сущность работы заключается в следующем. Осевое ультразвуковое излучение в режиме кавитации в потоке, от работающего ультразвукового излучателя, определяет замедляющее действие на звуковые колебания от работы вибратора, в результате чего сферические звуковые волны превращаются в плоские. The essence of the work is as follows. Axial ultrasonic radiation in the cavitation mode in a stream from a working ultrasonic emitter determines the decelerating effect on sound vibrations from the vibrator, as a result of which spherical sound waves turn into plane ones.
Плоские продольные звуковые волны определяют в потоке образование зон разрежения /с уменьшенной плотностью потока/ и зон с повышенной плотностью. В зонах разрежения увеличивается тело кавитационных "зародышей", которые под действием ультразвуковых колебаний начинают пульсировать с частотой ультразвукового излучателя, определяя распространение ультразвука в потоке. В зоне с повышенной плотностью звуковых колебаний от вибратора, кавитационные "зародыши" на оси потока схлопываются, а как известно при схлопывании кавитационных зародышей на оси потока звуковое давление достигает несколько сотен атмосфер, что позволяет уменьшить мощность излучения вибратора в сотни раз и при элементах обратной связи датчиками, программным и исполнительным устройством регулировать мощность и частоту и другие характеристики вибратора и ультразвукового излучателя и соответственно расширить функциональные, эксплуатационные возможности устройства и соответственно уменьшить расход энергии устройства. Flat longitudinal sound waves determine in the flow the formation of rarefaction zones / with a reduced flux density / and zones with increased density. In rarefaction zones, the body of cavitation “nuclei” increases, which under the action of ultrasonic vibrations begin to pulsate with the frequency of the ultrasonic emitter, determining the propagation of ultrasound in the stream. In a zone with a high density of sound vibrations from the vibrator, cavitation “nuclei” on the flow axis collapse, and as you know, when the cavitation nuclei collapse on the flow axis, the sound pressure reaches several hundred atmospheres, which allows reducing the vibrator radiation power by hundreds of times even with feedback elements sensors, software and executive device to regulate the power and frequency and other characteristics of the vibrator and ultrasonic emitter and, accordingly, expand the functional, operational ionic capabilities of the device and, accordingly, reduce the energy consumption of the device.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна". Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "Novelty."
Сравнение заявляемого устройства, решения, не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия". Comparison of the claimed device, solution, not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not reveal the signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "Significant differences".
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом. Корпус 3, на котором размещен вибратор 1 и ультразвуковой излучатель 2, закреплен в трубопроводе 14 вдоль оси с помощью держателей 4, а пространство между вибратором и ультразвуковым излучателем загерметизировано уплотнителем 5. Провода от вибратора и ультразвукового излучателя подведены к генераторам - звуковому и ультразвуковому соответственно 6 и 7 к 8 и 9. The invention is illustrated in the drawing. The housing 3, on which the vibrator 1 and the ultrasonic emitter 2 are placed, is fixed in the pipeline 14 along the axis with the help of holders 4, and the space between the vibrator and the ultrasonic emitter is sealed with a sealant 5. The wires from the vibrator and the ultrasonic emitter are connected to the generators - sound and ultrasound, respectively 6 and 7 to 8 and 9.
Обратная связь выполнена датчиком 13, соединенная через провода с программно-управляющим устройством 12, которое в свою очередь соединено с исполнительными устройствами 11 и 9, которые регулируют параметрами вибратора 1 и 2 через звуковой генератор 9 и ультразвуковой генератор 8. Feedback is made by a sensor 13, connected through wires with a program-control device 12, which in turn is connected to actuators 11 and 9, which control the parameters of the vibrator 1 and 2 through the sound generator 9 and the ultrasonic generator 8.
Работа заключается в следующем. Осевое ультразвуковое излучение от излучателя 2, выполненного из пьезокристаллов, магнитострикционных ферритов и т. п. и работающего в режиме кавитации, определяет замедляющее действие на звуковые колебания от работы вибратора 1, выполненного из пьезокристаллов, магнитомягких ферритов, поливинилиденфторида и т.п., в результате чего сферические звуковые волны превращаются в плоские, причем вибратор 1 и ультразвуковой излучатель 2 закреплены на корпусе 3 и держателях 4, выполненных из пластмассы или металлов. Для установки в кровеносную систему может покрываться графито-бензалконий-гепариновым покрытием. Для возбуждения вибратора можно использовать генератор УНИ-3, ЗГ-102 и т.п. с мощностью 1-5 Вт 9 через провода 7, смонтированные через держатель 4 и корпус 3, а для возбуждения ультразвукового излучателя 2 можно использовать ультразвуковой генератор типа УЗГ-111, УЗГ-123 и т.п. с мощностью 1-5 Вт 8 через провода 6, смонтированные в держателе 4 и корпусе 3. The work is as follows. Axial ultrasonic radiation from the emitter 2, made of piezocrystals, magnetostrictive ferrites, etc., and operating in the cavitation mode, determines the decelerating effect on sound vibrations from the operation of the vibrator 1, made of piezocrystals, magnetically soft ferrites, polyvinylidene fluoride, etc., in as a result, spherical sound waves turn into plane waves, with the vibrator 1 and the ultrasonic emitter 2 mounted on the housing 3 and holders 4 made of plastic or metals. For installation in the circulatory system can be covered with graphite-benzalkonium-heparin coating. To excite the vibrator, you can use the generator UNI-3, ZG-102, etc. with a power of 1-5 W 9 through wires 7 mounted through the holder 4 and the housing 3, and to excite the ultrasonic emitter 2, you can use an ultrasonic generator such as UZG-111, UZG-123, etc. with a power of 1-5 W 8 through wires 6 mounted in the holder 4 and the housing 3.
Плоские продольные звуковые волны определяют в потоке образование зон разрежения /с уменьшенной плотностью потока/ и зон с повышенной плотностью. В зонах разрежения увеличивается тело кавитационных "зародышей", которые под действием ультразвуковых колебаний начинают пульсировать с частотой ультразвукового излучателя, определяя распространение ультразвука в потоке. В зоне с повышенной плотностью звуковых колебаний от вибратора, кавитационные "зародыши" на оси потока схлопываются, а, как известно, при схлопывании кавитационных зародышей на оси потока звуковое давление достигает несколько сотен атмосфер, что позволяет уменьшить мощность излучения вибратора в сотни раз и при элементах обратной связи, представленных датчиком 13, выполненным в виде микроэлектродов для медицины /человека/, представляют электроды из нержавеющей стали круглой формы, снимаемые биоэлектрические сигналы с поверхности скелетных мышц под влиянием команд из центральной нервной системы. Электроды могут быть или прижаты к коже /мышцам/, или имплантированы в мышцы. Биопотенциалы, отводимые электродами, составляют несколько десятков микровольт, поэтому они соединены с программно-управляющим устройством 12, состоящим из предварительного усиления биопотенциалов по амплитуде, который можно осуществлять на серийно выпускаемом протезной промышленностью усилителе напряжения, далее необходимо выделение полезной информации о командах, поступающих из центральной нервной системы к мышцам. В качестве информативного параметра используется огибающая пульсирующего биоэлектрического сигнала. После усиления по напряжению переменный сигнал поступает в блок выделения информации, где он выпрямляется диодами, собранной по мостиковой схеме, преобразуясь в пульсирующий сигнал одного знака. Пульсация выпрямляемого сигнала сглаживается соответствующим конденсатором, после чего постоянный по знаку сигнал поступает на вход усилителя мощности. Усилитель мощности собран на двух транзисторах, связанных между собой гальванически, т.е. по постоянному току. В нагрузку второго каскада усилителя мощности включена обмотка электромагнитного реле-исполнительного устройства 10, 11 и реверсированный привод двигателя, причем при разделительной подаче на вход одного или другого канала усилителя двигатель вращается в соответствующем направлении, изменяя частоту звукового и ультразвукового генератора 8 и 9 и через провода соответственно 6 и 7, изменяя частоту вибратора и ультразвукового излучателя, и соответственно увеличивается скорость потока или уменьшается, поэтому при установке устройства в кровопоток оно позволит оперативно /автоматически/ работать в системе "центральная нервная система-устройство" и регулировать режим кровопотока. В программно-управляющее устройство может быть задействован микропроцессор, микроЭВМ, компьютер с определенными программами, снятыми с ЭКГ здорового человека, а также исполнительные механизмы могут быть без реверсированного двигателя. Flat longitudinal sound waves determine in the flow the formation of rarefaction zones / with a reduced flux density / and zones with increased density. In rarefaction zones, the body of cavitation “nuclei” increases, which under the action of ultrasonic vibrations begin to pulsate with the frequency of the ultrasonic emitter, determining the propagation of ultrasound in the stream. In a zone with a high density of sound vibrations from the vibrator, the cavitation “nuclei” on the flow axis collapse, and, as you know, when the cavitation nuclei collapse on the flow axis, the sound pressure reaches several hundred atmospheres, which makes it possible to reduce the vibrator radiation power by hundreds of times with elements The feedbacks presented by the sensor 13, made in the form of microelectrodes for medicine / human /, represent round stainless steel electrodes, the bioelectrical signals taken from the surface of the skeleton muscles under the influence of commands from the central nervous system. The electrodes can either be pressed against the skin / muscles /, or implanted into the muscles. The biopotentials discharged by the electrodes amount to several tens of microvolts; therefore, they are connected to the program-control device 12, which consists of preliminary amplification of the biopotentials in amplitude, which can be carried out on a voltage amplifier commercially available by the prosthetic industry, and then it is necessary to extract useful information about the commands coming from the central nervous system to the muscles. The envelope of a pulsating bioelectric signal is used as an informative parameter. After amplification by voltage, the alternating signal enters the information extraction unit, where it is rectified by diodes assembled according to the bridge circuit, being converted into a pulsating signal of the same sign. The ripple of the rectified signal is smoothed by the corresponding capacitor, after which a constant signal in sign is fed to the input of the power amplifier. The power amplifier is assembled on two transistors, galvanically coupled together, i.e. by direct current. The load of the second stage of the power amplifier includes a coil of an electromagnetic relay-actuator 10, 11 and a reversed drive of the engine, and with a separate supply to the input of one or the other channel of the amplifier, the engine rotates in the corresponding direction, changing the frequency of the sound and ultrasonic generator 8 and 9 and through the wires 6 and 7, respectively, by changing the frequency of the vibrator and the ultrasonic emitter, and accordingly the flow rate increases or decreases, therefore, when the device is installed in in the flow, it will allow to quickly / automatically / work in the "central nervous system-device" system and regulate the blood flow regime. A microprocessor, a microcomputer, a computer with certain programs taken from an ECG of a healthy person, and also actuators can be without a reversed engine can be involved in a program-controlling device.
Обратная связь позволяет расширить функциональные, эксплуатационные возможности устройства и оперативно регулировать скорость потока. Feedback allows you to expand the functional, operational capabilities of the device and quickly adjust the flow rate.
Источники информации
1. SU, Авторское свидетельство 500383, М. кл F 15 D 1/02, 1976.Sources of information
1. SU, Copyright certificate 500383, M. cl F 15 D 1/02, 1976.
2. SU, Авторское свидетельство 983337, М. кл. F 15 D 1/02, 1981 г. 2. SU, Copyright certificate 983337, M. cl. F 15 D 1/02, 1981
3. SU, заявка, Патент 93033626/06/032915, М. кл. F 15 D 1/02, 1993. 3. SU, application, Patent 93033626/06/032915, M. cl. F 15 D 1/02, 1993.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97118738/06A RU2204744C2 (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Device for forming, changing and adjusting rate of flow of fluid medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97118738/06A RU2204744C2 (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Device for forming, changing and adjusting rate of flow of fluid medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97118738A RU97118738A (en) | 1999-08-10 |
RU2204744C2 true RU2204744C2 (en) | 2003-05-20 |
Family
ID=20198912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97118738/06A RU2204744C2 (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Device for forming, changing and adjusting rate of flow of fluid medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2204744C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8261776B2 (en) | 2005-11-16 | 2012-09-11 | Fisher Controls International Llc | Sound pressure level feedback control |
-
1997
- 1997-11-13 RU RU97118738/06A patent/RU2204744C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8261776B2 (en) | 2005-11-16 | 2012-09-11 | Fisher Controls International Llc | Sound pressure level feedback control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3433226A (en) | Vibratory catheterization apparatus and method of using | |
US5833615A (en) | Excitation enhanced ultrasound system | |
KR100562725B1 (en) | Sonophoresis method and apparatus | |
US7771372B2 (en) | Ultrasonic catheter with axial energy field | |
CA2253551C (en) | Methods and devices for increasing ultrasonic effects | |
Hogg et al. | Acoustic communication for medical nanorobots | |
ATE520353T1 (en) | CONVERTER CUFF FOR DELIVERY AND APPLICATION OF HIGH-INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND TO CONTROL BLEEDING DUE TO SEVERED LIMBS | |
EP0619104A4 (en) | Ultrasonic irradiation apparatus and processor using the same. | |
EP0875301A2 (en) | Methods and devices for controlling the vibration of ultrasonic transmission components | |
WO2007069157A3 (en) | Method and apparatus for guidance and application of high intensity focused ultrasound for control of bleeding due to severed limbs | |
DE69214672D1 (en) | SOUNDWAVE EMITTING, THERMAL EFFECTS AND CAVITATION EFFECTS DEVICE FOR ULTRASONIC THERAPY | |
PT679371E (en) | ULTRA-SONIC THERAPEUTIC SYSTEM | |
ATE178502T1 (en) | FLUID TREATMENT PROCESS | |
US20040087972A1 (en) | Skin abrading apparatus | |
US5925324A (en) | Magnetohydrodynamic sterilization method and apparatus | |
RU2204744C2 (en) | Device for forming, changing and adjusting rate of flow of fluid medium | |
Yasuda | Blood concentration by superposition of higher harmonics of ultrasound | |
JP2005515044A (en) | Apparatus and method for ultrasonic therapy with a substantially fixed transducer | |
ATE469673T1 (en) | MEDICAL DEVICE FOR TREATING BIOLOGICAL TISSUE | |
Nyborg | Theoretical criterion for acoustic aggregation | |
Williams | Disorganization and disruption of mammalian and amoeboid cells by acoustic microstreaming | |
US5788668A (en) | Vibrational enhancement of intravenous gas exchanging devices and long-term intravenous devices | |
JP2022073839A (en) | Vacuum pulse arthritis treatment apparatus using ultrasonic pulse and far-infrared ray | |
RU2063562C1 (en) | Hydrodynamic radiator | |
SU1735815A1 (en) | Device for flow rate control |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031114 |