RU2653628C1

RU2653628C1 - Stationary device for impact of low-frequency magnetic field on medical and biological objects, control and pulse formation system, magnetic field inductor and mechanical drive system of stationary device

Info

Publication number: RU2653628C1
Application number: RU2017120087A
Authority: RU
Inventors: Андрей Петрович Волобуев; Петр Владимирович Волобуев; Валерий Павлович Новоселов; Константин Николаевич Пестов; Константин Олегович Хохлов; Евгений Дмитриевич Усков
Original assignee: Андрей Петрович Волобуев; Евгений Дмитриевич Усков
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-05-11

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions refers to medical technology and is intended for multifunctional use in physiotherapy and oncology. Stationary device for the impact of a pulsed low-frequency magnetic field contains a base and a traverse on which the inductors are located. Each inductor has a coolers with an autonomous cooler section. System for control and pulse formation of a given shape contains a simple diode three-phase rectifier, or Larionov type filter to which the bridge circuit is connected on the key power switching transistors with the possibility of connection with the coils of inductors, a current meter with an amplifier, a microcontroller control unit with an A/D converter connected to the bridge circuit through the PWM (pulse width modulation) unit, and a cooling radiator is installed on which the bridge circuit and the rectifier are located. Inductor has a frame with a winding, the sections of which are equal in number of turns and are separated by open ring inserts. Coolers are located on the frame disks. Impact zone is set by means of a mechanical drive system.

EFFECT: group of inventions makes it possible to regulate in a wide range the parameters of the magnetic field and the working zone in an acceptable thermal regime.

28 cl, 5 dwg

Description

Группа изобретений относится к медицинской и биологической технике и может быть многофункционально использована в физиотерапии и, в частности, в экспериментальной и клинической онкологии.The group of inventions relates to medical and biological technology and can be multifunctionally used in physiotherapy and, in particular, in experimental and clinical oncology.

Известны сведения о результатах непосредственного воздействия низкочастотных магнитных полей различной интенсивности на злокачественные опухоли. Установлено, что высокая интенсивность поля более 1 Тл частотой 1 и 16 Гц, генерируемого индуктором, охлаждаемым льдом, вызывало деструктивные изменения как в опухолевых клетках саркомы Ml, так и в здоровых тканях (Каплан М.А. Перспективы применения высокоинтенсивных импульсных магнитных полей в лечении злокачественных новообразований / М.А. Каплан, Р.Г. Никитина, М.Е. Климанов, Н.Д. Яковлева, В.В. Дрожжина // Российский онкологический журнал. - 1998. - №5. - С. 34-37).Information is known about the results of the direct effect of low-frequency magnetic fields of varying intensity on malignant tumors. It was found that a high field intensity of more than 1 T with a frequency of 1 and 16 Hz, generated by an ice-cooled inducer, caused destructive changes both in tumor cells of Ml sarcoma and in healthy tissues (Kaplan MA Prospects for the use of high-intensity pulsed magnetic fields in treatment malignant neoplasms / MA Kaplan, RG Nikitina, ME Klimanov, ND Yakovleva, VV Drozhzhina // Russian Oncological Journal. - 1998. - No. 5. - S. 34- 37).

Инфильтрация и размягчение тканей злокачественных опухолей обнаружены в одной из ранних работ, использующих синусоидальное прерывистое воздействие по (2÷3) секунды при индукции 40 мТл (А.с. 522688 СССР, МПК А61N 1/42. Способ лечения злокачественных опухолей / А.К. Панков, М.А. Уколова, Е.Б. Квакина, Л.Х. Гаркави, Е.И. Бражникова, Р.Н. Салатов, Г.Р. Соловьева, В. А. Еремин, Ростовский научно-исследовательский онкологический ин-т и Всесоюзный научно-исследовательский ин-т медицинского приборостроения. - Опубл. 05.03.77, Бюл. №9.).Infiltration and softening of the tissues of malignant tumors were found in one of the earliest works using a sinusoidal intermittent effect of (2 ÷ 3) seconds at the induction of 40 mT (AS 522688 USSR, IPC A61N 1/42. Method for the treatment of malignant tumors / A.K Pankov, M. A. Ukolova, E. B. Kvakina, L. Kh. Garkavi, E. I. Brazhnikova, R. N. Salatov, G. R. Soloviev, V. A. Eremin, Rostov Oncology Research Institute and All-Union Scientific Research Institute of Medical Instrumentation - Publ. 05.03.77, Bull. No. 9.).

Зафиксировано некротическое уменьшение опухолей рака молочных желез подопытных мышей при воздействии полусинусоидальным полем частотой 1 Гц с амплитудой индукции 94 мТл (Tatarov I., Effect of Magnetic Fields on Tumor Growth and Viability / I. Tatarov, A. Panda, D. Petkov, K. Kolappasvamy, K. Thompson, A. Kavirayani, M.M. Lipsky, E. Elson, C.C. Davis, S.S. Martin, L.J. DeTolla // Comp. Med. - August 2011. - 61(4) - p. 339-345).A necrotic decrease in breast cancer tumors in experimental mice was detected when exposed to a half-sine field of 1 Hz with an induction amplitude of 94 mT (Tatarov I., Effect of Magnetic Fields on Tumor Growth and Viability / I. Tatarov, A. Panda, D. Petkov, K. Kolappasvamy, K. Thompson, A. Kavirayani, MM Lipsky, E. Elson, CC Davis, SS Martin, LJ DeTolla // Comp. Med. - August 2011 .-- 61 (4) - p. 339-345).

Ранее авторами была выявлена, возможно, оптимальная интенсивность воздействия (100÷200) мТл и способ преимущественного подавления спонтанных злокачественных опухолей - карциномы молочных желез представительной выборки беспородных собак импульсным магнитным полем (Патент 2376043 РФ, МПК А61N 2/04. Способ подавления функций и разрушения клеток злокачественных опухолей / И.М. Донник, А.П. Волобуев, Е.Д. Усков. - Опубл. 20.12.2009, Бюл. №35). Использованное устройство позволяло генерировать поле требуемой интенсивности частотой не более 1 Гц, при этом регулировка формы и структуры импульсов не предусматривалась.Previously, the authors have identified, perhaps, the optimal intensity of exposure (100 ÷ 200) mT and a method for the primary suppression of spontaneous malignant tumors - carcinomas of the mammary glands of a representative sample of outbred dogs by a pulsed magnetic field (Patent 2376043 RF, IPC A61N 2/04. Method for suppressing functions and destruction cells of malignant tumors / IM Donnik, AP Volobuev, ED Uskov. - Publish. 12.20.2009, Bull. No. 35). The device used made it possible to generate a field of the required intensity with a frequency of not more than 1 Hz, while adjustment of the shape and structure of the pulses was not provided.

Известно магнитотерапевтическое устройство (Патент RU №2051706 на изобретение, приор, от 21.10. 1991, опубл. 10.01.1996, МПК 6 A61N 2/04), позволяющее воздействовать на онкопатологии пациентов, помещаемых в рабочую зону между двумя соосными индукторами.A magnetotherapy device is known (Patent RU No. 2051706 for an invention, prior, dated 21.10. 1991, publ. 10.01.1996, IPC 6 A61N 2/04), which allows influencing oncopathology of patients placed in the working area between two coaxial inductors.

Устройство-прототип содержит генератор импульсов, где коммутирующий блок выполнен в виде управляемого трехфазного выпрямителя с амплитудным регулятором биполярного тока (на основе двухполупериодного выпрямительного моста) и генератором напряжений, управляющих изменением амплитуды импульсов. В амплитудный регулятор введены оптотиристор и одновибратор, который подключен параллельно полевым транзисторам и управляется от генератора импульсов. В устройстве генерируются нерегулируемые по форме и структуре двухступенчатые импульсы напряжения. Величина последующей ступени каждого импульса в (1,5÷4,0) раза выше предыдущей. Путем изменения амплитуд импульсов формируется магнитное поле в виде синусоиды, трапеции или в пилообразном виде с частотой до 1 Гц и амплитудой (50÷80) мТл.The prototype device contains a pulse generator, where the switching unit is made in the form of a controlled three-phase rectifier with an amplitude regulator of bipolar current (based on a half-wave rectifier bridge) and a voltage generator that controls the change in the amplitude of the pulses. An opto-thyristor and a single-shot are introduced into the amplitude regulator, which is connected in parallel with field-effect transistors and is controlled by a pulse generator. The device generates two-stage voltage pulses that are unregulated in shape and structure. The value of the next stage of each pulse is (1.5 ÷ 4.0) times higher than the previous one. By changing the amplitudes of the pulses, a magnetic field is formed in the form of a sinusoid, trapezoid or in a sawtooth form with a frequency of up to 1 Hz and an amplitude of (50 ÷ 80) mT.

Значащими недостатками устройства являются:Significant disadvantages of the device are:

- нерегулируемая форма и структура импульсов, обусловленная тем, что в системе не предусмотрен учет инерционности генератора магнитного поля, обусловленный его индуктивностью, контроль тока в индукторах отсутствует;- unregulated shape and structure of pulses, due to the fact that the system does not provide for the inertia of the magnetic field generator, due to its inductance, there is no current control in the inductors;

- в системе не предусмотрена регулировка скорости нарастания и спада фронтов импульсов, что существенно ограничивает частотный диапазон;- the system does not provide for adjustment of the rate of rise and fall of the pulse fronts, which significantly limits the frequency range;

- охлаждение индукторов осуществляется путем естественной конвекции, что ограничивает ток в индукторах и значение индукции магнитного поля;- cooling of the inductors is carried out by natural convection, which limits the current in the inductors and the value of the magnetic field induction;

- низкое значение индукции магнитного поля и малая скорость его изменения на фронтах импульсов снижает интенсивность воздействия;- the low value of the magnetic field induction and the low rate of its change at the pulse fronts reduces the intensity of the effect;

- не представлен способ формирования рабочей зоны - расстояния между индукторами и не предусмотрена возможность избирательного экранирования магнитного поля;- not presented a method of forming a working area - the distance between the inductors and the possibility of selective shielding of the magnetic field is not provided;

- не проработан вопрос оптимизации конструкции устройства и, в частности индукторов, что ограничивает эффективность его использования.- the issue of optimizing the design of the device and, in particular, inductors has not been worked out, which limits the effectiveness of its use.

Для обеспечения температурного режима требуется система теплоотвода.To ensure the temperature regime, a heat sink system is required.

Известно устройство (Патент RU №2211713 на изобретение, приор, от 17.07.2001, опубл. 20.04.2003, A61N 2/00) для индукционной гипертермии злокачественных опухолей мелких животных, помещаемых в капсулу, выполненную в виде термостатируемого цилиндра, находящегося в полости, ограниченной снаружи обмоткой индуктора. Через зазор в двойной стенке капсулы прокачивается теплоноситель, отводимый в термостат. Снаружи индуктор охлаждается вентилятором. Недостатком данного устройства является его конструктивное исполнение, при котором объект воздействия помещается в капсулу из полупрозрачного нетокопроводящего материала ограниченных неизменных размеров, предназначенную для малогабаритных биообъектов. Стенки капсулы не находятся в тепловом контакте с внутренней поверхностью индуктора. Указанная система охлаждения индуктора не обеспечивает интенсивный теплоотвод от индуктора и ограничивает продолжительность процедуры воздействия.A device is known (Patent RU No. 2211713 for invention, prior, dated July 17, 2001, publ. 04/20/2003, A61N 2/00) for induction hyperthermia of malignant tumors of small animals placed in a capsule made in the form of a thermostatic cylinder located in the cavity, bounded externally by the inductor winding. Through the gap in the double wall of the capsule, the coolant pumped into the thermostat is pumped. Outside, the inductor is cooled by a fan. The disadvantage of this device is its design, in which the impact object is placed in a capsule of translucent non-conductive material of limited constant sizes, designed for small-sized bioobjects. The walls of the capsule are not in thermal contact with the inner surface of the inductor. The indicated cooling system of the inductor does not provide intensive heat removal from the inductor and limits the duration of the exposure procedure.

Формирование рабочей зоны предполагает разработку механического привода. Известно устройство допускающее формирование рабочей зоны магнитотерапевтического воздействия (Патент RU №2188677 на изобретение, приор, от 25.04.2000, опубл. 10.09.2002, A61N 2/00). Устройство включает нижний неподвижный планшет-ложемент и верхний подвижный планшет, шарнирно соединенный с нижним. В планшеты вмонтированы индукторы магнитного поля. Верхний подвижный планшет приводится в движение штоком от приводного механизма и благодаря шарниру поворачивается относительно нижнего планшета до вертикального положения, открывая рабочую камеру. Пациент укладывается на нижний планшет. Верхний планшет поворотом возвращается в горизонтальное положение и закрывает камеру. Размеры камеры, как следует из описания изобретения, зависят исключительно от формы верхнего планшета. При незначительной его выпуклости объем рабочей камеры оказывается мал. Это ограничивает возможность размещения в ней крупногабаритных объектов. Для достижения равно максимального терапевтического эффекта у пациентов с различными антропометрическими данными необходим демонтаж и соответствующая замена верхнего планшета. Это серьезно усложняет работу персонала и увеличивает время обслуживания и подготовки к работе такой установки.The formation of the working area involves the development of a mechanical drive. A device is known that allows the formation of a working zone of a magnetotherapeutic effect (Patent RU No. 2188677 for an invention, prior, from 04.25.2000, publ. 09/10/2002, A61N 2/00). The device includes a lower stationary tablet-tray and an upper movable tablet, pivotally connected to the bottom. Magnetic field inductors are mounted in the tablets. The upper movable tablet is driven by the rod from the drive mechanism and, thanks to the hinge, rotates relative to the lower tablet to a vertical position, opening the working chamber. The patient is placed on the lower plate. The upper tablet by turning returns to the horizontal position and closes the camera. The dimensions of the camera, as follows from the description of the invention, depend solely on the shape of the upper tablet. With a slight convexity, the volume of the working chamber is small. This limits the possibility of placing large-sized objects in it. To achieve equal maximum therapeutic effect in patients with various anthropometric data, dismantling and appropriate replacement of the upper tablet is necessary. This seriously complicates the work of personnel and increases the time of maintenance and preparation for the operation of such a plant.

При разработке стационарного устройства для локального воздействия на биообъекты регулируемым импульсным низкочастотным магнитным полем решается техническая проблема создания комплексного устройства. В настоящее время отсутствуют многофункциональные устройства, которые были бы лишены указанных выше значимых недостатков, существенно снижающих эффективность их использования.When developing a stationary device for local exposure to biological objects with an adjustable pulsed low-frequency magnetic field, the technical problem of creating an integrated device is solved. Currently, there are no multifunctional devices that would be deprived of the above significant disadvantages that significantly reduce the effectiveness of their use.

Заявляемое стационарное устройство направлено на обеспечение оптимального терапевтического эффекта импульсным низкочастотным магнитным полем для многофункционального использования в физиотерапии и, в частности, в экспериментальной и клинической онкологии. Указанная проблема решается регулированием в широком диапазоне параметров магнитного поля в допустимом для систем стационарного устройства и объекта воздействия тепловом режиме с возможностью формирования при этом необходимой зоны воздействия между индукторами. Таким образом, технический результат, достигаемый при осуществлении стационарного устройства, заключается в реализации им своего назначения как комплексного многофункционального устройства.The inventive stationary device is aimed at providing an optimal therapeutic effect with a pulsed low-frequency magnetic field for multifunctional use in physiotherapy and, in particular, in experimental and clinical oncology. This problem is solved by regulating in a wide range of magnetic field parameters in a thermal regime acceptable for stationary device systems and an object of influence with the possibility of forming the necessary zone of influence between the inductors. Thus, the technical result achieved in the implementation of a stationary device is to implement its purpose as an integrated multifunctional device.

Заявляемое стационарное устройство для локального воздействия на биообъекты регулируемым импульсным низкочастотным магнитным полем содержит систему механического привода для формирования рабочей зоны воздействия, включающую неподвижное основание и расположенную над ним траверсу, выполненную с возможностью регулируемого вертикального перемещения, на неподвижном основании и траверсе соосно друг другу расположены индукторы магнитного поля с обмоткой в виде соленоида, причем каждый из них имеет подключенные к секции теплоотвода теплосъемники, также устройство содержит систему управления и формирования импульсов напряжения для генерации индукторами регулируемых импульсов магнитного поля, соединенную с системой соленоидов индукторов.The inventive stationary device for local exposure to biological objects with an adjustable pulsed low-frequency magnetic field contains a mechanical drive system for forming a working zone of influence, including a fixed base and a traverse located above it, made with the possibility of adjustable vertical movement, magnetic inductors are arranged coaxially with each other on the fixed base and traverse fields with a coil in the form of a solenoid, each of which has heat connected to the heat sink section scrubbers, the device also contains a control system and the formation of voltage pulses for the generation of adjustable magnetic field pulses by the inductors, connected to a system of solenoid inductors.

Система управления и формирования импульсов стационарного устройства содержит диодный трехфазный выпрямитель по типу Миткевича, либо по типу Ларионова, фильтр, к которому подключена мостовая схема на силовых ключевых транзисторах, подсоединяемых к соленоидам индукторов, измеритель тока (на шунте или датчике Холла) с усилителем, микроконтроллерный блок управления с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), связанный с мостовой схемой через блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и радиатор охлаждения (со встроенным вентилятором и датчиком контроля температуры), на котором размещены мостовая схема и выпрямитель. В мостовой схеме используются силовые ключевые транзисторы с максимальной рабочей частотой до 100 кГц.The control system and pulse generation of a stationary device contains a three-phase diode rectifier of the Mitkevich type, or of the Larionov type, a filter to which a bridge circuit is connected on power key transistors connected to inductor solenoids, a current meter (on a shunt or Hall sensor) with an amplifier, microcontroller A control unit with an analog-to-digital converter (ADC) connected to the bridge circuit via a pulse-width modulation (PWM) unit and a cooling radiator (with built-in fan and sensor ohm temperature control), on which the bridge circuit and rectifier are located. The bridge circuit uses power key transistors with a maximum operating frequency of up to 100 kHz.

Измеритель тока на шунте или датчике Холла позволяет производить непосредственный контроль амплитуды импульсов тока и, соответственно, магнитного поля, генерируемого соленоидами системы индукторов. Измеритель тока отслеживает его отклонение при изменении сопротивления обмоток из-за нагрева (охлаждения) за счет изменения коэффициента заполнения ШИМ. Какой-либо системы обратной связи в устройстве-прототипе не предусмотрено.The current meter on the shunt or Hall sensor allows you to directly control the amplitude of the current pulses and, accordingly, the magnetic field generated by the solenoids of the inductor system. The current meter monitors its deviation when the resistance of the windings changes due to heating (cooling) due to a change in the PWM duty cycle. Any feedback system in the prototype device is not provided.

В отличие от прототипа, имеющего аналоговую систему управления, представленное устройство оборудовано микроконтроллером с блоком ШИМ и АЦП, что позволяет программировать произвольную форму импульса и устанавливать контролируемые параметры работы системы индукторов в зависимости от поставленных задач.Unlike the prototype, which has an analog control system, the presented device is equipped with a microcontroller with a PWM and ADC block, which allows you to program an arbitrary pulse shape and set controlled parameters of the inductors system depending on the tasks.

Кроме того, в отличие от прототипа предусмотрена система охлаждения, что позволяет работать с индукторами значительно большей мощности.In addition, in contrast to the prototype, a cooling system is provided, which allows working with inductors of much greater power.

Силовые ключевые транзисторы в мостовой схеме способны работать с сетевым напряжением при токе до 120 А и максимальной рабочей частотой до 100 кГц. Это позволяет без использования понижающего трансформатора осуществить ускоренное нарастание (спад) фронтов импульсов и удерживать ток заданного уровня в соленоидах системы индукторов, подавая кратковременные импульсы сетевого напряжения с регулировкой коэффициента заполнения ШИМ. В результате могут быть получены импульсы по току практически прямоугольной формы.Power key transistors in the bridge circuit are capable of working with mains voltage at a current of up to 120 A and a maximum operating frequency of up to 100 kHz. This allows, without the use of a step-down transformer, to carry out an accelerated rise (fall) of the pulse fronts and to hold the current of a given level in the solenoids of the inductor system by supplying short-time mains voltage pulses with adjustable PWM duty cycle. As a result, current pulses of almost rectangular shape can be obtained.

В отличие от прототипа использование аналогичного индуктора с заявляемой системой управления и формирования импульсов позволяет увеличить частоту их следования в (5÷7) раз.In contrast to the prototype, the use of a similar inductor with the claimed control system and the formation of pulses allows you to increase the frequency of their repetition in (5 ÷ 7) times.

Многофункциональность системы управления достигается тем, что она обеспечивает регулируемую форму импульсов, вплоть до практически прямоугольных по току, что позволяет увеличивать эффективность воздействия и расширить диапазон частот. При максимальном токе в 30 А в каждом соленоиде индукторов частота следования импульсов может достигать 15 Гц для однополярного режима и 7,5 Гц для биполярного. При минимальном токе в 5 А - 90 и 45 Гц соответственно. Она позволяет регулировать частоту и скважность сигналов, амплитуду, форму и полярность импульсов. Пульсации по току на плато импульса составляют не более 3,5% от амплитуды тока и происходят с частотой 150 Гц.The multifunctionality of the control system is achieved in that it provides an adjustable pulse shape, up to almost rectangular in current, which allows to increase the impact efficiency and expand the frequency range. At a maximum current of 30 A in each solenoid of inductors, the pulse repetition rate can reach 15 Hz for a unipolar mode and 7.5 Hz for a bipolar mode. With a minimum current of 5 A - 90 and 45 Hz, respectively. It allows you to adjust the frequency and duty cycle of the signals, the amplitude, shape and polarity of the pulses. Current ripple on the pulse plateau is not more than 3.5% of the current amplitude and occurs at a frequency of 150 Hz.

Таким образом, система управления и формирования импульсов как отдельная подсистема направлена на обеспечение многофункциональности и регулируемой интенсивности контролируемого в автоматическом режиме воздействия, в том числе при нагрузках повышенной мощности. Указанная проблема решается за счет достижения технического результата - регулирования формы импульсов, вплоть до прямоугольной, их полярности и амплитуд, частоты и скважности при непосредственном контроле тока, его стабилизацию в условиях температурных изменений сопротивления обмоток индукторов.Thus, the control system and the formation of pulses as a separate subsystem is aimed at providing multifunctionality and adjustable intensity controlled in the automatic mode of exposure, including at high power loads. This problem is solved by achieving a technical result - regulation of the shape of the pulses, up to rectangular, their polarity and amplitudes, frequency and duty cycle with direct control of the current, its stabilization in conditions of temperature changes in the resistance of the windings of the inductors.

Индуктор стационарного устройства содержит каркас в виде двух дисков, закрепленных на втулке, обмотку, пропитанную теплопроводящим компаундом, в виде равных по числу витков секций, разделенных незамкнутыми кольцевыми вставками, находящимися в тепловом контакте с дисками. Внешний диаметр обмотки индуктора соответствует ширине зоны воздействия, а максимальная высота обмотки составляет величину, при которой индукция магнитного поля, генерируемого наиболее удаленным от зоны воздействия витком на внешнем радиусе составляет не менее 75% от индукции магнитного поля, генерируемого ближайшим к зоне воздействия витком. Теплосъемники расположены на дисках каркаса и выполнены покрывающими площадь обмотки, причем диски, втулка, кольцевые вставки и теплосъемники изготовлены из немагнитного теплопроводящего материала.The inductor of a stationary device contains a frame in the form of two disks mounted on a sleeve, a winding impregnated with a heat-conducting compound, in the form of sections equal in number of turns separated by open ring inserts that are in thermal contact with the disks. The outer diameter of the inductor winding corresponds to the width of the zone of influence, and the maximum height of the winding is the value at which the induction of the magnetic field generated by the coil furthest from the zone of influence at an external radius is at least 75% of the induction of the magnetic field generated by the coil closest to the zone of influence. The heat sinks are located on the disks of the frame and are made covering the area of the winding, and the disks, sleeve, ring inserts and heat sinks are made of non-magnetic heat-conducting material.

В соответствии с вариантом исполнения обмотка выполнена в виде трех равных по числу витков секций, а ее высота составляет не более 1\4 ее внешнего диаметра. Теплосъемники установлены на торцах дисков каркаса и выполнены в виде полых дисков для прокачки теплоносителя.In accordance with an embodiment, the winding is made in the form of three sections equal in number of turns, and its height is not more than 1 \ 4 of its outer diameter. The heat sinks are installed on the ends of the frame disks and are made in the form of hollow disks for pumping the coolant.

Конструкция индуктора как отдельное изобретение группы решает проблему соотношения между тепловыделением и инерционностью - ограничениями по амплитуде магнитного поля и генерируемой частоте, обеспечивающих интенсивное воздействие. Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемой конструкции индукторов, заключается в достижении высоких, по сравнению с прототипом, значений магнитного поля в сочетании с умеренным энергопотреблением, а также эффективным теплоотводом для стабильной работы устройства.The design of the inductor as a separate invention of the group solves the problem of the relationship between heat dissipation and inertia - restrictions on the amplitude of the magnetic field and the generated frequency, providing an intensive effect. The technical result achieved by the implementation of the proposed design of the inductors is to achieve high, compared with the prototype, the values of the magnetic field in combination with moderate power consumption, as well as efficient heat dissipation for stable operation of the device.

Заявляемая конструкция индуктора характеризуется оптимальным соотношением диаметра его обмотки к высоте и позволяет сконцентрировать магнитное поле в рабочей зоне до 150 мТл в задаваемом частотном диапазоне при энергопотреблении каждого индуктора не более 800 Вт и улучшенном теплоотводе на его торцы при отсутствии перегрева рабочей зоны.The inventive design of the inductor is characterized by the optimal ratio of the diameter of its winding to the height and allows you to concentrate the magnetic field in the working area up to 150 mT in the specified frequency range with the energy consumption of each inductor not more than 800 W and improved heat sink to its ends in the absence of overheating of the working area.

Указанные значения магнитного поля при умеренном энергопотреблении достигаются, в частности, за счет расположения витков обмотки индукторов (источника магнитного поля) вблизи рабочей зоны, что выражается в уменьшении ее высоты. Такой принцип ее выполнения позволяет избежать неэффективной генерации поля на максимально удаленных от объекта воздействия витках. Для каждого расположенного на внешнем радиусе витка, при расстоянии от него не более 1/4 диаметра обмотки индуктора, уменьшение индукции поля не превышает 25%.The indicated values of the magnetic field with moderate energy consumption are achieved, in particular, due to the location of the turns of the windings of the inductors (magnetic field source) near the working area, which is reflected in a decrease in its height. This principle of its implementation allows to avoid inefficient field generation at the most remote turns from the object of influence. For each coil located on the outer radius, at a distance from it no more than 1/4 of the diameter of the inductor winding, the decrease in field induction does not exceed 25%.

Использование теплопроводящего компаунда и кольцевых вставок в совокупности с уменьшенной высотой индуктора позволяют избежать его внутреннего перегрева, усилить теплоотвод на теплосъемники и обеспечить его сохранность при продолжительной работе. Теплосъемники в свою очередь экранируют рабочую зону от нагрева, вызываемого работающим индуктором.The use of a heat-conducting compound and ring inserts in combination with a reduced height of the inductor make it possible to avoid its internal overheating, strengthen the heat sink to the heat sinks and ensure its safety during prolonged operation. The heat sinks, in turn, shield the working area from heating caused by a working inductor.

Без применения системы теплоотвода тепло, выделяемое при прохождении тока в обмотке индукторов, при мощностях, обеспечивающих генерирование интенсивного магнитного поля, может приводить к их недопустимому разогреву. Секции теплоотвода стационарного устройства решают проблему обеспечения допустимого теплового воздействия на биообъекты при заданном температурном поле в индукторах. Результатом их работы является обеспечение допустимой с точки зрения используемых материалов температуры самих индукторов при продолжительной работе и обеспечение температуры, не превышающей допустимую для биологических объектов в зоне контакта индукторов с рабочей зоной, без использования теплоизоляторов.Without the use of a heat sink system, the heat generated during the passage of current in the winding of the inductors, at powers that generate an intense magnetic field, can lead to their unacceptable heating. The heatsink sections of a stationary device solve the problem of providing an allowable thermal effect on biological objects at a given temperature field in the inductors. The result of their work is to ensure that the temperature of the inductors themselves is acceptable from the point of view of the materials used during continuous operation and to ensure that the temperature does not exceed the allowable for biological objects in the contact zone of the inductors with the working zone, without using heat insulators.

Каждая секция теплоотвода от индуктора заявляемого стационарного устройства содержит соединенные трубопроводом в замкнутый контур циркуляционный насос, радиатор со встроенным вентилятором, клапаны ввода и вывода теплоносителя, удаления воздуха из системы, а также счетчик регистрации скорости прокачки теплоносителя и указатель давления и температуры. Причем вентилятор, встроенный в радиатор воздушного охлаждения, выполнен с возможностью регулировки скорости вращения, а в циркуляционном насосе предусмотрена регулировка скорости прокачки теплоносителя.Each section of the heat sink from the inductor of the claimed stationary device contains a circulation pump connected to the circuit in a closed circuit, a radiator with a built-in fan, valves for entering and leaving the coolant, air removal from the system, as well as a counter for recording the coolant pumping speed and a pressure and temperature indicator. Moreover, the fan built into the air-cooled radiator is made with the possibility of adjusting the rotation speed, and the circulation pump provides for the adjustment of the coolant pumping speed.

Избыточное тепло от теплосъемников индуктора отводится теплоносителем, прокачка которого обеспечивается циркуляционным насосом. Поступающий в радиатор теплоноситель охлаждается, благодаря потоку воздуха, создаваемому встроенным вентилятором.Excess heat from the inductor heat sinks is removed by the heat carrier, the pumping of which is provided by the circulation pump. The coolant entering the radiator is cooled due to the air flow created by the built-in fan.

Секция теплоотвода отличается, в том числе, регулировкой контролируемой скорости прокачки теплоносителя посредством фиксации режима работы циркуляционного насоса и скорости вращения вентилятора, что определяет температурное поле индуктора и тепловой режим объекта воздействия.The heat sink section differs, in particular, by adjusting the controlled coolant pumping speed by fixing the operation mode of the circulation pump and the fan rotation speed, which determines the temperature field of the inductor and the thermal regime of the target.

Для формирования зоны воздействия магнитным полем в соответствии с размерами облучаемого объекта заявляемое стационарное устройство содержит систему механического привода. Как одно из изобретений группы система привода направлена на достижение технического результата, который заключается в возможности выполнять регулируемое вертикальное перемещение верхнего индуктора, расположенного на траверсе, в том числе при точной установке размеров рабочей зоны по контактной линейке с шагом в 5 см.To form a magnetic field in accordance with the dimensions of the irradiated object, the claimed stationary device contains a mechanical drive system. As one of the inventions of the group, the drive system is aimed at achieving a technical result, which consists in the ability to perform adjustable vertical movement of the upper inductor located on the traverse, including when accurately setting the dimensions of the working area along the contact line with a step of 5 cm.

Указанный результат достигается тем, что подвижная траверса надета на установленные на основании полые стойки с вертикальными диаметрально расположенными прорезями, под неподвижным основанием установлен приводной электродвигатель, соединенный через промежуточные валы с винтовыми домкратами и вертикальными винтовыми валами, расположенными в стойках, через прорези которых траверса подсоединена к винтовым валам с помощью надетых на них винтовых бронзовых цилиндрических ступенчатых втулок, прикрепленных к траверсе.This result is achieved by the fact that the movable traverse is worn on the hollow racks installed on the base with vertically diametrically arranged slots, under the fixed base there is a drive motor connected through intermediate shafts with screw jacks and vertical helical shafts located in the racks, through the slots of which the traverse is connected to screw shafts with the help of helical bronze cylindrical stepped bushings mounted on them, attached to the traverse.

Приводной электродвигатель, подсоединяемый к реверсивному блоку питания, содержит электромагнитный тормоз для фиксации положения траверсы при его отключении. Для требуемой по высоте установки траверсы на ней закреплена контактная линейка в виде стержня с возможностью фиксации в различающихся положениях относительно концевых выключателей.The drive electric motor connected to the reversing power supply unit contains an electromagnetic brake for fixing the position of the crosshead when it is turned off. For the required traverse installation height, a contact bar in the form of a rod is fixed on it with the possibility of fixing in different positions relative to the limit switches.

Регулируемое положение траверсы позволяет устанавливать размер рабочей зоны между индукторами в соответствии с антропометрическими характеристиками объекта воздействия. Фиксация различных положений контактной линейки позволяет приводить в действие нижний концевой выключатель при заданных положениях верхнего индуктора, тем самым обеспечивая точную установку размеров рабочей зоны.The adjustable position of the traverse allows you to set the size of the working area between the inductors in accordance with the anthropometric characteristics of the target. Fixing various positions of the contact strip allows you to actuate the lower limit switch at the specified positions of the upper inductor, thereby ensuring accurate setting of the dimensions of the working area.

Кроме того появляется возможность дополнительного регулирования, настройки и фиксации положения траверсы в ходе самой процедуры одновременно с варьированием параметров магнитного поля. Благодаря этому создаются условия для достижения оптимального эффекта.In addition, it becomes possible to additionally regulate, adjust and fix the position of the beam during the procedure itself, simultaneously with varying the parameters of the magnetic field. Thanks to this, conditions are created to achieve the optimal effect.

Сущность группы изобретений поясняется фигурами, на которых изображено:The essence of the group of inventions is illustrated by figures, which depict:

- на фиг. 1 - общий вид стационарного устройства для воздействия низкочастотным магнитным полем на медико-биологические объекты,- in FIG. 1 - a General view of a stationary device for exposure to a low-frequency magnetic field on biomedical objects,

- на фиг. 2 - блок-схема системы управления и формирования импульсов магнитного поля,- in FIG. 2 is a block diagram of a control system and the formation of magnetic field pulses,

- на фиг. 3 - графики напряжения и тока на индукторе,- in FIG. 3 - graphs of voltage and current at the inductor,

- на фиг. 4 - конструкция индукторов,- in FIG. 4 - design of inductors,

- на фиг. 5 - блок-схема одной секции системы теплоотвода.- in FIG. 5 is a block diagram of one section of a heat sink system.

Для подтверждения возможности реализации группой изобретений своего назначения и достижения заявленных результатов рассмотрим вариант исполнения стационарного устройства и его подсистем.To confirm the possibility of a group of inventions realizing their purpose and achieving the stated results, we consider an embodiment of a stationary device and its subsystems.

Стационарное устройство (см. фиг. 1) имеет неподвижное основание (1), над которым расположена подвижная траверса (2). На основании (1) и траверсе (2) соосно друг к другу установлены индукторы (3) с теплосъемниками (4). Причем теплосъемники (4) подключены к автономным секциям (5) теплоотвода, обеспечивающим прокачку охлаждаемого теплоносителя, поддерживая допустимый для объекта воздействия и самих индукторов (3) тепловой режим. Объект воздействия располагается на горизонтальной подвижной подставке между индукторами (3).The stationary device (see Fig. 1) has a fixed base (1), over which a movable beam (2) is located. On the basis of (1) and the traverse (2), inductors (3) with heat sinks (4) are mounted coaxially to each other. Moreover, the heat sinks (4) are connected to the autonomous sections of the heat sink, which ensures the pumping of the cooled coolant, supporting the thermal regime acceptable for the object of influence and the inductors (3) themselves. The object of influence is located on a horizontal movable stand between the inductors (3).

Задавать и регулировать необходимую для целей воздействия структуру импульсов позволяет система (6) управления и формирования импульсов напряжения для генерации индукторами регулируемых импульсов магнитного поля, которая содержит (см. фиг.2) простой (по типу Миткевича) или по типу Ларионова диодный трехфазный выпрямитель (7) с фильтром (8), к которому подключена мостовая схема (9) на силовых ключевых транзисторах, измеритель тока (10) с усилителем (11), микроконтроллерный блок управления (МК) (12) с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) (13), связанный с мостовой схемой (9) через блок широтно-импульсной модуляции (ШИМ) (14) и радиатор (15). При этом используется измеритель тока (10) на шунте или датчике Холла, позволяющий проводить непосредственный контроль тока в обмотке индукторов.The system (6) for controlling and generating voltage pulses required for the purpose of exposure can be set and controlled by a system (6) for controlling and generating voltage pulses for the generation of controlled magnetic field pulses by inductors, which contains (see Fig. 2) a simple (by Mitkevich type) or Larionov type three-phase diode rectifier ( 7) with a filter (8), to which a bridge circuit (9) is connected on power key transistors, a current meter (10) with an amplifier (11), a microcontroller control unit (MK) (12) with an analog-to-digital converter (ADC) ( 13) connected bridge circuit (9) through a pulse-width modulation (PWM) unit (14) and a radiator (15). In this case, a current meter (10) is used on a shunt or a Hall sensor, which allows direct current control in the inductor winding.

Управление мостовой схемой (9) осуществляется от блока ШИМ (14), связь МК (12) с компьютером (16) - посредством, интерфейса (17) передачи данных. Соленоиды системы индукторов (3) подключаются к мостовой схеме (9).The bridge circuit (9) is controlled from the PWM block (14), the MK (12) is connected to the computer (16) via the data transmission interface (17). The solenoids of the inductor system (3) are connected to the bridge circuit (9).

В целях обеспечения температурного режима мостовая схема (9) и выпрямитель (7) размещены на радиаторах (15), охлаждаемых встроенными вентиляторами. Температура на радиаторах (15) контролируется датчиком (18), за счет использования которого при перегреве выполняется аварийное отключение.In order to ensure the temperature regime, the bridge circuit (9) and the rectifier (7) are placed on radiators (15) cooled by built-in fans. The temperature on the radiators (15) is controlled by a sensor (18), due to the use of which an emergency shutdown is performed during overheating.

В мостовой схеме (9) используются силовые ключевые транзисторы, с максимальной рабочей частотой до 100 кГц, что позволяет использовать сетевое напряжение для ускоренного нарастания (спада) фронтов импульсов, увеличивая частоту следования импульсов магнитного поля.In the bridge circuit (9), power key transistors are used, with a maximum operating frequency of up to 100 kHz, which allows you to use the mains voltage to accelerate the rise (fall) of the pulse fronts, increasing the repetition rate of the magnetic field pulses.

Система управления и формирования импульсов работает следующим образом.The control system and the formation of pulses works as follows.

Сетевое напряжение выпрямляется, затем сглаживаются пульсации за счет использования фильтра (8), оно составляет порядка 300 В или 600 В - при использовании схемы выпрямителя (7) по типу Ларионова. Заявляемая схема формирования импульсов магнитного поля без изменений поддерживает реализацию обоих вариантов выпрямителей (7), обеспечивающих выходное напряжение не менее 300 В.The mains voltage is rectified, then the ripple is smoothed out by using a filter (8), it is of the order of 300 V or 600 V - when using the rectifier circuit (7) according to the Larionov type. The inventive circuit for generating magnetic field pulses without changes supports the implementation of both versions of rectifiers (7), providing an output voltage of at least 300 V.

Выпрямленное напряжение поступает на мостовую схему (9). Ее назначение заключается в задании величины тока через соленоиды при помощи ШИМ. Величина тока контролируется его измерителем (10). Перед передачей с измерителя (10) на АЦП (13) производится увеличение напряжения в блоке усилителя (11).The rectified voltage is supplied to the bridge circuit (9). Its purpose is to set the magnitude of the current through the solenoids using PWM. The current value is controlled by its meter (10). Before transmission from the meter (10) to the ADC (13), the voltage in the amplifier unit (11) is increased.

В начальный момент времени для формирования прямоугольного импульса быстронарастающего тока с выхода высоковольтного выпрямителя (7) на вход мостовой схемы (9) подается напряжение не менее 300 В (см. фиг. 3). В мостовой схеме (9) возникает ток. Время нарастания импульса не превышает 18 мс, спада - 15 мс. Спустя время, соответствующее длительности фронта импульса тока, подача постоянного напряжения на вход мостовой схемы (9) прекращается. Для поддержания постоянного тока на плато импульса применяется широтно-импульсная модуляция, представляющая собой пачку прямоугольных импульсов напряжения постоянной амплитуды с частотой порядка 22-23 кГц.At the initial time, to generate a rectangular pulse of rapidly increasing current from the output of the high-voltage rectifier (7), a voltage of at least 300 V is applied to the input of the bridge circuit (9) (see Fig. 3). In the bridge circuit (9), a current occurs. The rise time of the pulse does not exceed 18 ms, the decay - 15 ms. After a time corresponding to the duration of the front of the current pulse, the supply of constant voltage to the input of the bridge circuit (9) is stopped. To maintain direct current on the pulse plateau, pulse-width modulation is used, which is a pack of rectangular voltage pulses of constant amplitude with a frequency of about 22-23 kHz.

При нагреве обмотки индукторов (3) увеличивается их сопротивление, что вызывает отклонение величины тока, контролируемой измерителем (10), от заданной. В этом случае автоматически изменяется коэффициент заполнения ШИМ, чтобы стабилизировать уровень тока в обмотке индуктора (3).When the windings of the inductors (3) are heated, their resistance increases, which causes the current value controlled by the meter (10) to deviate from the set value. In this case, the PWM duty cycle automatically changes to stabilize the current level in the inductor winding (3).

После отключения ШИМ соленоиды индукторов (3), накопив энергию, должны разряжаться и отдавать ее в источник питания (выпрямитель (7)). Для ускорения передачи энергии подается отрицательное напряжение на соленоиды индуктора (3), ускоряя их разряд. Для этого замкнутая диагональ моста размыкается, а другая - замыкается и к мостовой схеме (9) вновь прикладывают разность потенциалов не менее 300 В, тем самым осуществляя переполюсовку соленоидов. Длительность импульса напряжения такова, чтобы ток через них уменьшился до нуля за время, равное нарастанию фронта его импульса.After switching off the PWM, the solenoids of the inductors (3), having accumulated energy, should be discharged and give it to the power source (rectifier (7)). To accelerate the transfer of energy, a negative voltage is applied to the inductor solenoids (3), accelerating their discharge. For this, the closed diagonal of the bridge opens, and the other closes, and a potential difference of at least 300 V is again applied to the bridge circuit (9), thereby reversing the solenoids. The duration of the voltage pulse is such that the current through them decreases to zero in a time equal to the rise of the front of its pulse.

В ходе работы микроконтроллерный блок (12) управляет мостовой схемой (9). Выделяемое мостовой схемой (9) и выпрямителем (7) тепло снимается через охлаждаемые радиаторы (15), обеспечивая устойчивость их работы. Температура радиаторов (15) контролируется датчиком (18) сигнал с которого поступает на АЦП (13).During operation, the microcontroller unit (12) controls the bridge circuit (9). The heat generated by the bridge circuit (9) and the rectifier (7) is removed through the cooled radiators (15), ensuring the stability of their work. The temperature of the radiators (15) is controlled by a sensor (18), the signal from which is fed to the ADC (13).

Аналогично осуществляется работа системы управления при формировании импульсов, отличных от прямоугольных по току при использовании соответствующего программного обеспечения.Similarly, the control system operates during the formation of pulses other than rectangular in current using the appropriate software.

Формируемые импульсы поступают на два соосных параллельно соединенных соленоида индукторов (3) (см. фиг. 4), которые могут быть задействованы как совместно, так и раздельно для генерирования магнитного поля в расположенной между ними рабочей зоне.The generated pulses arrive at two coaxially connected inductors (3) solenoid (see Fig. 4), which can be used both together and separately to generate a magnetic field in the working area between them.

Известно, что амплитуда индукции импульсного магнитного поля определяется индуктивностью индукторов и величиной тока в их обмотках. В свою очередь от индуктивности зависит инерционность системы, а от тока тепловыделение.It is known that the amplitude of the induction of a pulsed magnetic field is determined by the inductance of the inductors and the magnitude of the current in their windings. In turn, the inertia of the system depends on the inductance, and heat dissipation on the current.

Каркасы индукторов представляют собой диски (19), закрепленные на центральной втулке (20). Обмотка выполнена в виде равных по числу витков секций (21), разделенных незамкнутыми кольцевыми вставками (22), которые находятся в тепловом контакте с дисками (19) каркаса, осуществляя отвод тепла из центра катушки.The frameworks of the inductors are disks (19) mounted on a central hub (20). The winding is made in the form of sections equal in number of turns (21), separated by open ring inserts (22), which are in thermal contact with the disks (19) of the frame, carrying out heat removal from the center of the coil.

На дисках (19) каркаса размещены теплосъемники (4), которые выполнены в виде полых охлаждающих камер для прокачки через них теплоносителя и отвода тепла при заданном энергопотреблении. Теплосъемники (4) должны покрывать площадь обмотки, при этом они могут быть выполнены в виде дисков соответствующего диаметра. Между теплосъемниками (4) и дисками (19) каркаса обеспечивается плотное прилегание, для чего между ними дополнительно наносится слой термопасты.On the disks (19) of the frame there are heat sinks (4), which are made in the form of hollow cooling chambers for pumping coolant through them and removing heat at a given energy consumption. The heat sinks (4) must cover the area of the winding, while they can be made in the form of disks of the corresponding diameter. Between the heat sinks (4) and the disks (19) of the frame, a tight fit is provided, for which a layer of thermal paste is additionally applied between them.

Обмотка пропитана теплопроводящим компаундом, который повышает теплопроводность индуктора. Элементы каркаса - диски (19) и втулка (20), а также кольцевые вставки (22) и теплосъемники (4) выполнены из немагнитного теплопроводящего материала - дюраля или латуни и т.д.The winding is impregnated with a heat-conducting compound, which increases the thermal conductivity of the inductor. The frame elements - discs (19) and sleeve (20), as well as ring inserts (22) and heat sinks (4) are made of non-magnetic heat-conducting material - duralumin or brass, etc.

Обмотка в соответствии с одним из вариантов исполнения выполнена в виде трех секций (21), что является оптимальным с точки зрения сборки конструкции с одной стороны и обеспечением теплоотвода с другой.The winding in accordance with one embodiment is made in the form of three sections (21), which is optimal from the point of view of assembling the structure on the one hand and providing heat dissipation on the other.

Размер индуктора (3) определяется исходя из задач, поставленных назначением устройства. При этом внешний диаметр обмотки индуктора (3) для обеспечения эффективного воздействия должен соответствовать ширине зоны воздействия. Компоновка обмотки выбирается, исходя из заданного внешнего диаметра, и составляет величину, при которой индукция магнитного поля, генерируемого наиболее отдаленным от зоны воздействия витком на внешнем радиусе обмотки, будет составлять не менее 75% от индукции магнитного поля, генерируемого ближайшим к зоне воздействия витком.The size of the inductor (3) is determined based on the tasks set by the purpose of the device. In this case, the outer diameter of the inductor winding (3) must correspond to the width of the impact zone to ensure effective action. The layout of the winding is selected on the basis of a given external diameter and is the value at which the induction of the magnetic field generated by the coil furthest from the zone of influence at the outer radius of the winding will be at least 75% of the magnetic field induction generated by the coil closest to the zone of influence.

При этом обмотка индуктора (3), при ее максимальной плотности, выполняется не более 1\4 от ее внешнего диаметра. Диаметр втулки (20) выполняется минимально возможным, но при этом достаточным для обеспечения устойчивости конструкции.In this case, the winding of the inductor (3), at its maximum density, is performed no more than 1 \ 4 of its outer diameter. The diameter of the sleeve (20) is as minimal as possible, but sufficient to ensure the stability of the structure.

Таким образом, достигается соотношение индуктивности и сопротивления обмотки позволяющее обеспечить интенсивное магнитное поле в рабочей зоне до 150 мТл в задаваемом частотном диапазоне при энергопотреблении каждого индуктора (3) по 800 Вт. Режим работы индукторов (3) устанавливается системой управления и формирования импульсов.Thus, the ratio of the inductance and resistance of the winding is achieved, which allows providing an intense magnetic field in the working area of up to 150 mT in the specified frequency range with the energy consumption of each inductor (3) of 800 watts. The mode of operation of the inductors (3) is set by the control system and the formation of pulses.

Система индукторов (3) работает следующим образом.The system of inductors (3) works as follows.

С системы управления и формирования импульсов на соленоиды индукторов (3) подается импульс напряжения порядка 300 В. В течение времени, определяемого соотношением индуктивности к сопротивлению, происходит нарастание тока и магнитного поля до заданного значения.A voltage pulse of the order of 300 V is supplied from the control and pulse generating system to the inductor solenoids (3). During the time determined by the ratio of inductance to resistance, the current and magnetic field increase to a predetermined value.

Удержание тока на установленном значении производится генерацией серии коротких импульсов напряжения (ШИМ) с регулируемым коэффициентом заполнения. В целях ускорения спада импульса тока до нуля, генерируется такое же напряжение противоположное по знаку.The current is kept at the set value by generating a series of short voltage pulses (PWM) with an adjustable duty cycle. In order to accelerate the decline of the current pulse to zero, the same voltage is generated in the opposite sign.

При работе индуктор (3) нагревается, излишнее тепло отводится от обмотки через кольцевые вставки (22) к дискам (19) каркаса на теплосъемники (4), подсоединенные к соответствующей секции (5) теплоотвода, в которых прокачивается теплоноситель. За счет теплопроводящего компаунда и кольцевых вставок (22) обеспечивается теплопередача из объема индуктора, что позволяет избежать перегрева обмотки.During operation, the inductor (3) heats up, excess heat is removed from the winding through the ring inserts (22) to the frame disks (19) to the heat sinks (4) connected to the corresponding section (5) of the heat sink, in which the coolant is pumped. Due to the heat-conducting compound and the ring inserts (22), heat transfer from the inductor volume is ensured, which avoids overheating of the winding.

Теплоотвод от индукторов (3) заявляемого стационарного устройства производится с помощью секций (5), установленных отдельно для каждого из них (см. фиг. 4), что допускает передвижение индукторов (3).The heat sink from the inductors (3) of the inventive stationary device is carried out using sections (5) installed separately for each of them (see Fig. 4), which allows the movement of inductors (3).

Секция (5) системы теплоотвода представляет собой замкнутый контур, состоящий из соединенных трубопроводом элементов, который герметично подсоединяется к теплосъемникам (4) для прокачки через них охлаждаемого теплоносителя и осуществления тем самым контролируемого охлаждения индуктора (3).Section (5) of the heat sink system is a closed loop consisting of elements connected by a pipeline, which is hermetically connected to the heat sinks (4) for pumping the cooled heat carrier through them and thereby performing controlled cooling of the inductor (3).

Для прокачки теплоносителя использован циркуляционный насос (23) с возможностью регулирования скорости прокачки. Скорость прокачки теплоносителя регистрируется счетчиком (24), давление и температура теплоносителя фиксируются указателем (25). Для компенсации температурного изменения объема теплоносителя предусмотрен гидроаккумулятор (26).For pumping the coolant, a circulation pump (23) was used with the ability to control the pumping speed. The flow rate of the coolant is recorded by the counter (24), the pressure and temperature of the coolant are fixed by a pointer (25). To compensate for temperature changes in the volume of the coolant, a hydraulic accumulator (26) is provided.

В качестве теплоносителя может использоваться антифриз или дистиллированная вода. Охлаждение теплоносителя осуществляют с помощью радиатора (27) со встроенным в его корпус вентилятором с регулируемой скоростью вращения, осуществляющим принудительное воздушное охлаждение.Antifreeze or distilled water can be used as a heat carrier. The coolant is cooled using a radiator (27) with a fan with an adjustable rotation speed integrated in its casing, which provides forced air cooling.

Входной клапан (28) и выходной клапан (29) предназначены для подачи и слива теплоносителя. Клапаны (30) обеспечивают удаление из системы воздуха при ее заполнении.The inlet valve (28) and the outlet valve (29) are used to supply and drain the coolant. Valves (30) provide air removal from the system when it is full.

Секция теплоотвода работает следующим образом.The heat sink section operates as follows.

Заполнение секции теплоносителем осуществляется через входной клапан (28) с помощью насоса (23) до давления не более 1 избыточной атмосферы. Контроль давления осуществляют с помощью указателя (25). Удаление из системы воздуха производят с помощью клапанов (30) при ее заполнении. Сброс теплоносителя из секции (5) осуществляется самотеком через выходной клапан (29).The section is filled with coolant through the inlet valve (28) using a pump (23) to a pressure of not more than 1 excess atmosphere. Pressure control is carried out using the pointer (25). Removal of air from the system is carried out using valves (30) when it is filled. The coolant is discharged from section (5) by gravity through the outlet valve (29).

Перед началом работы секции (5) теплоотвода устанавливают режимы работы циркуляционного насоса (23) и вентилятора радиатора (27) в зависимости от потребляемой мощности индуктора (3).Before starting the operation of the heat sink section (5), the operating modes of the circulation pump (23) and the radiator fan (27) are set depending on the power consumption of the inductor (3).

Счетчик (24) расхода теплоносителя позволяет определить его скорость. Максимальное значение скорости прокачки составляет 18 л/мин, что обеспечивает температуру теплоносителя до 35°С, при силе тока 30 А в течение воздействия порядка 45 мин.The counter (24) of the coolant flow rate allows you to determine its speed. The maximum value of the pumping speed is 18 l / min, which provides a coolant temperature of up to 35 ° C, with a current strength of 30 A during the exposure of about 45 minutes.

При нагреве индуктора (3) основной поток тепла идет на теплосъемники (4) индукторов (3), через них производится теплоотдача к теплоносителю. Нагретый теплоноситель по трубкам секции (5) теплоотвода поступает в радиатор (27), где охлаждается набегающим потоком воздуха, создаваемым вентилятором, а затем вновь возвращается в теплосъемники (4).When heating the inductor (3), the main heat flow goes to the heat sinks (4) of the inductors (3), through them the heat transfer to the coolant is carried out. The heated coolant through the tubes of the heat sink section (5) enters the radiator (27), where it is cooled by the incoming air flow created by the fan, and then returns to the heat sinks (4).

Расширение теплоносителя вследствие его нагрева компенсируется использованием гидроаккумулятора (26), что позволяет стабилизировать давление в системе.The expansion of the coolant due to its heating is compensated by the use of a hydraulic accumulator (26), which makes it possible to stabilize the pressure in the system.

Контроль температуры и давления теплоносителя в процессе работы секции (5) осуществляется с помощью указателя (25). При недопустимом увеличении температуры скорость прокачки теплоносителя и(или) скорость вращения вентилятора увеличивают до достижения требуемого температурного режима.The temperature and pressure of the coolant during the operation of the section (5) are controlled using the pointer (25). With an unacceptable increase in temperature, the coolant pumping rate and (or) the fan rotation speed are increased until the desired temperature regime is reached.

Преимуществом секции (5) теплоотвода является обеспечение регулируемого теплового воздействия на различающиеся биообъекты при заданном температурном поле индукторов.An advantage of the heat sink section (5) is the provision of controlled thermal effects on different biological objects at a given temperature field of the inductors.

Известно, что интенсивность воздействия зависит от взаимного расположения объекта и индукторов (3). При этом значимым фактором являются антропометрические характеристики объекта. При локальном воздействии оно должно быть сосредоточено на ограниченной площади поверхности объекта.It is known that the intensity of the impact depends on the relative position of the object and inductors (3). A significant factor is the anthropometric characteristics of the object. With local exposure, it should be focused on a limited surface area of the object.

Указанные проблемы решаются посредством целенаправленного формирования рабочей зоны воздействия путем использования механического привода и экранирующих поле пластин из магнитомягких сплавов задаваемых размеров и формы. Объект воздействия располагается в рабочей зоне между двумя соосными индукторами (3) на горизонтально подвижной подставке.These problems are solved through the targeted formation of a working impact zone by using a mechanical drive and field-shielding plates of soft magnetic alloys of a given size and shape. The object of influence is located in the working area between two coaxial inductors (3) on a horizontally movable stand.

Система механического привода позволяет перемещать над нижней неподвижной частью в виде основания (1) траверсу (2) на заданную высоту. На основании (1) и траверсе (2) размещены индукторы (3) с дисками (4) теплосъемников, подсоединенных к секциям (5) теплоотвода, то есть элементы, для перемещения которых предназначена механическая система.The mechanical drive system allows you to move over the lower stationary part in the form of a base (1) the yoke (2) to a predetermined height. On the basis of (1) and the traverse (2) placed inductors (3) with disks (4) of heat sinks connected to sections (5) of the heat sink, that is, elements for the movement of which the mechanical system is intended.

Под основанием (1) установлен приводной электродвигатель (31) соединенный через промежуточные валы (32) с винтовыми домкратами (33). Двигатель (31) оборудован электромагнитным тормозом для фиксации положения подвижной траверсы (2) при отключении реверсивного блока питания (34). На основании (1) закреплены полые стойки (35), в которых установлены взаимодействующие с домкратами (33) вертикальные выходные валы (36), выполненные в виде винтов. Полые стойки (35) закреплены на основании (1) и имеют диаметрально расположенные вертикальные прорези, через которые подвижная траверса (2) соединена с валами (36) с помощью надетых на валы (36) бронзовых винтовых втулок (37) цилиндрической ступенчатой формы, прикрепленных к траверсе.Under the base (1), a drive motor (31) is installed connected via intermediate shafts (32) with screw jacks (33). The engine (31) is equipped with an electromagnetic brake to fix the position of the movable yoke (2) when the reverse power supply is turned off (34). Hollow posts (35) are fixed on the base (1), in which vertical output shafts (36) interacting with the jacks (33) are installed, made in the form of screws. Hollow racks (35) are fixed on the base (1) and have diametrically located vertical slots through which the movable traverse (2) is connected to the shafts (36) using cylindrical step-shaped bronze screw bushings (37) mounted on the shafts (36), attached to the traverse.

Для ограничения движения траверсы (2) установлены верхний и нижний концевые выключатели (38) привода соответственно, связанные с реверсивным блоком питания (34). Для размыкания нижнего концевого выключателя (38) используют контактную линейку (39) с помощью которой предварительно задают положение верхнего индуктора (3). Линейка (39) представляет собой стержень, выполненный с возможностью фиксации на необходимой высоте на траверсе (2). Для этого линейка (39) выполнена с отверстиями для ее установки с помощью шпильки (40) на планке (41), закрепленной на траверсе (2).To limit the movement of the traverse (2), the upper and lower limit switches (38) of the drive, respectively, are connected with the reversing power supply unit (34). To open the lower limit switch (38), a contact ruler (39) is used with which the position of the upper inductor (3) is pre-set. The line (39) is a rod made with the possibility of fixing at the required height on the traverse (2). To do this, the ruler (39) is made with holes for its installation using the studs (40) on the bar (41), mounted on the traverse (2).

Система формирования рабочей зоны работает следующим образом.The system of formation of the working area is as follows.

Приводной двигатель (31), через промежуточные валы (32), передает вращение на винтовые домкраты (33), которые преобразуют вращение двигателя (31) во вращение вертикально установленных валов (36) - винтов. Вращение вертикальных винтов валов (36) преобразуется через винтовые втулки (37), прикрепленные к траверсе, в поступательное вертикальное движение траверсы (2) с закрепленным верхним индуктором (3) вдоль стоек (35).The drive motor (31), through the intermediate shafts (32), transmits the rotation to the screw jacks (33), which convert the rotation of the engine (31) to the rotation of vertically mounted shafts (36) - screws. The rotation of the vertical shaft screws (36) is converted through screw sleeves (37) attached to the traverse into the translational vertical movement of the traverse (2) with a fixed upper inductor (3) along the struts (35).

Предварительно может быть задана необходимая высота расположения траверсы (2), которая позволяет сформировать требуемую рабочую зону воздействия. Для этого контактная линейка (39) фиксируется посредством шпильки (40) на планке (41), закрепленной на траверсе (2). Таким образом, с траверсой (2) смещается закрепленная на ней планка (41), относительно которой в различающихся позициях с помощью шпильки (40) может фиксироваться контактная линейка (39). При движении траверсы (2) и соответственно контактной линейки (39) на установленной высоте происходит размыкание нижнего концевого выключателя (38) привода к реверсивному блоку питания (34) электродвигателя (31). Верхнее положение траверсы (2) задают с помощью стержня, установленного на ней.Preliminarily, the necessary height of the crosshead (2) can be set, which allows you to form the desired working area of impact. To do this, the contact line (39) is fixed by means of a pin (40) on the bar (41), mounted on the traverse (2). Thus, with the traverse (2), the strap (41) fixed on it is shifted, relative to which, in different positions, with the help of a pin (40), a contact ruler (39) can be fixed. When the traverse (2) and, accordingly, the contact line (39) move at a set height, the lower end switch (38) of the drive opens to the reversing power supply unit (34) of the electric motor (31). The upper position of the traverse (2) is set using the rod mounted on it.

Кроме того, вручную остановка может осуществляться отключением реверсивного блока питания (34).In addition, manually stopping can be done by turning off the reversing power supply (34).

Дополнительная настройка рабочей зоны, в том числе и в ходе самой процедуры может осуществляться путем направленных смещений траверсы (2) при реверсивном переключении блока питания (34) обеспечивающего работу электродвигателя (31). Траверса (2) с помощью электромагнитного тормоза при отключении электродвигателя (31) фиксируется в задаваемых положениях, предотвращая ее смещения.Additional adjustment of the working area, including during the procedure itself, can be carried out by means of directional displacements of the traverse (2) upon reverse switching of the power supply unit (34) providing the operation of the electric motor (31). The traverse (2) with the help of an electromagnetic brake when the motor (31) is switched off, is fixed in the set positions, preventing its displacement.

Работа заявляемого стационарного устройства для локального воздействия на биообъекты регулируемым импульсным низкочастотным магнитным полем может быть проиллюстрирована на примере проведения экспериментального облучения злокачественных новообразований мелких животных.The operation of the inventive stationary device for local exposure to biological objects with an adjustable pulsed low-frequency magnetic field can be illustrated by the example of experimental irradiation of malignant neoplasms of small animals.

Перед сеансом облучения посредством системы механического привода формируется рабочая зона, то есть необходимое расстояние между индукторами (3) с помощью контактной линейки (39). Управление перемещением производится посредством реверсивного блока питания (34), при достижении подвижной траверсой (2) заданного положения контактная линейка (39) приводит в действие концевой выключатель (38), фиксируя, таким образом, расстояние между индукторами (3).Before the irradiation session, a working zone is formed by means of a mechanical drive system, that is, the necessary distance between the inductors (3) with the help of a contact line (39). The movement is controlled by means of a reversing power supply unit (34), when the movable traverse (2) reaches a predetermined position, the contact bar (39) activates the limit switch (38), thus fixing the distance between the inductors (3).

После формирования рабочей зоны объект воздействия размещается между индукторами (3) на горизонтальной подвижной подставке. Перед началом работы системы управления и формирования импульсов, производится запуск обеих секций (5) теплоотвода. Устанавливаются режимы работы циркуляционных насосов (23) и вентиляторов радиаторов (27) в зависимости от потребляемой мощности индуктора (3).After the formation of the working zone, the object of influence is placed between the inductors (3) on a horizontal movable stand. Before the operation of the control system and the formation of pulses, both sections (5) of the heat sink are launched. The operating modes of the circulation pumps (23) and radiator fans (27) are set depending on the power consumption of the inductor (3).

Следующим этапом производится включение системы управления и формирования импульсов. На компьютере (16) задаются требуемые параметры магнитного поля: форма импульсов, их амплитуда, полярность, скважность, частота следования и продолжительность воздействия, далее направляется управляющая команда на микроконтроллер (12). Микроконтроллер (12), управляя мостовой схемой (9) через блок ШИМ (14), формирует импульсы напряжения заданной длительности и частоты на соленоидах индукторов (3) для получения в них требуемого тока (магнитного поля). Контроль уровня тока производится измерителем тока (10), при отклонении величины тока от заданной, микроконтроллер (12) регулирует коэффициент заполнения ШИМ в большую или меньшую сторону. Выделяемое мостовой схемой (9) и выпрямителем (7) тепло снимается через охлаждаемые радиаторы (15), обеспечивая устойчивость их работы. Температура радиаторов (15) контролируется датчиком (18) сигнал с которого поступает на АЦП (13).The next step is the inclusion of the control system and the formation of pulses. The required parameters of the magnetic field are set on the computer (16): the shape of the pulses, their amplitude, polarity, duty cycle, repetition rate and duration of exposure, then a control command is sent to the microcontroller (12). The microcontroller (12), controlling the bridge circuit (9) through the PWM block (14), generates voltage pulses of a given duration and frequency on the solenoids of the inductors (3) to obtain the required current (magnetic field) in them. The current level is controlled by a current meter (10), when the current value deviates from the set value, the microcontroller (12) adjusts the PWM duty cycle to a greater or lesser extent. The heat generated by the bridge circuit (9) and the rectifier (7) is removed through the cooled radiators (15), ensuring the stability of their work. The temperature of the radiators (15) is controlled by a sensor (18), the signal from which is fed to the ADC (13).

С системы управления и формирования импульсов на соленоиды индукторов (3) подается импульс напряжения порядка 300 В, происходит нарастание тока и магнитного поля до заданного значения. Удержание тока на установленном значении производится генерацией серии коротких импульсов напряжения (ШИМ) с регулируемым коэффициентом заполнения. На этапе спада импульса тока до нуля, генерируется такое же напряжение противоположное по знаку.A voltage pulse of the order of 300 V is supplied from the control and pulse generation system to the inductor solenoids (3), and the current and magnetic field increase to a predetermined value. The current is kept at the set value by generating a series of short voltage pulses (PWM) with an adjustable duty cycle. At the stage when the current pulse drops to zero, the same voltage is generated in the opposite sign.

При работе индуктор (3) нагревается, излишнее тепло отводится от обмотки через кольцевые вставки (22) к дискам (19) и теплосъемникам (4). Теплоноситель с помощью насоса (23) прокачивается по трубкам соответствующей секции (5) теплоотвода и поступает в радиатор (27), где и охлаждается набегающим потоком воздуха, создаваемым вентилятором. После охлаждения теплоноситель вновь поступает в теплосъемники (4). По завершению заданного времени сеанса воздействия программа системы (6) управления автоматически прекращает работу устройства.During operation, the inductor (3) heats up, excess heat is removed from the winding through the ring inserts (22) to the disks (19) and heat sinks (4). Using the pump (23), the coolant is pumped through the tubes of the corresponding section (5) of the heat sink and enters the radiator (27), where it is cooled by the incoming air flow created by the fan. After cooling, the coolant again enters the heat sinks (4). Upon completion of the set time of the exposure session, the program of the control system (6) automatically stops the operation of the device.

Таким образом, стационарное устройство осуществляет эффективное локальное воздействие на биообъекты импульсным низкочастотным магнитным полем с регулируемыми в широком диапазоне параметрами. Система управления и формирования импульсов позволяет регулировать их форму, скорость нарастания и спада импульсов, амплитуду, полярность, скважность, частоту следования и продолжительность воздействия. Конструкция индукторов и использование автономных секций теплоотвода обеспечивают требуемую интенсивность магнитного поля при задаваемом энергопотреблении в допустимом для устройства и облучаемого объекта температурном режиме. Расстояние между индукторами может быть необходимым образом отрегулировано как предварительно, так и в ходе процедуры с помощью системы механического привода. В целом, заявляемые технические решения, в том числе в составе единого устройства, позволяют решать комплекс актуальных практических и исследовательских задач в магнитотерапии.Thus, a stationary device provides an effective local effect on biological objects with a pulsed low-frequency magnetic field with parameters that are adjustable in a wide range. The control system and the formation of pulses allows you to adjust their shape, the rate of rise and fall of the pulses, amplitude, polarity, duty cycle, repetition rate and duration of exposure. The design of the inductors and the use of autonomous sections of the heat sink provide the required magnetic field intensity at a given power consumption in a temperature condition acceptable for the device and the irradiated object. The distance between the inductors can be adjusted as necessary, both previously and during the procedure, using a mechanical drive system. In general, the claimed technical solutions, including as part of a single device, allow us to solve a set of urgent practical and research problems in magnetotherapy.

Claims

1. A stationary device for local exposure to biological objects with an adjustable pulsed low-frequency magnetic field, comprising a mechanical drive system for forming a working zone of influence, including a fixed base and a crosshead located above it, made with the possibility of adjustable vertical movement, located on a fixed base and crossarm magnetic field inductors with a coil in the form of a solenoid, and each inductor has heat connected to the heat sink section receivers, the device also contains a control system and the formation of voltage pulses for the generation of adjustable magnetic field pulses by the inductors, connected to a system of solenoid inductors.

2. The stationary device according to claim 1, characterized in that the control and pulse generating system comprises a three-phase diode rectifier of the Mitkevich type or of the Larionov type, a filter to which a bridge circuit connected to power key transistors is connected with the possibility of connecting to inductor solenoids, a current meter with an amplifier, a microcontroller control unit with an analog-to-digital converter, connected to the bridge circuit via a pulse-width modulation unit and a cooling radiator, on which the bridge circuit ma and rectifier.

3. The stationary device according to claim 2, characterized in that the power key transistors with a maximum operating frequency of up to 100 kHz are used in the bridge circuit.

4. A stationary device according to claim 2, characterized in that a current meter is used on a shunt or a Hall sensor.

5. The stationary device according to claim 2, characterized in that the radiator of the control system comprises a built-in fan.

6. A stationary device according to claim 2 or 5, characterized in that the radiator of the control system is equipped with a temperature control sensor.

7. A stationary device according to claim 1, characterized in that the inductor comprises a frame in the form of two disks mounted on a sleeve, a winding impregnated with a heat-conducting compound, in the form of sections equal in number of turns separated by open ring inserts that are in thermal contact with the disks moreover, the outer diameter of the inductor winding corresponds to the width of the zone of influence, the maximum height of the winding is the value at which the induction of the magnetic field generated by the outermost coil from the external zone radius is not less than 75% of the induction magnetic field generated by the target area closest to the coil, and heat removers discs arranged on the frame and are made covering the winding area, wherein the wheels, hub, and heat removers annular insert made of nonmagnetic heat conductive material.

8. The stationary device according to claim 7, characterized in that the height of the winding is not more than 1 \ 4 of its outer diameter.

9. The stationary device according to claim 7, characterized in that the winding is made in the form of three sections equal in number of turns.

10. The stationary device according to claim 7, characterized in that the heat sinks are installed on the ends of the frame disks and are made in the form of hollow disks for pumping the coolant.

11. The stationary device according to claim 1, characterized in that the heat sink section from the inductor comprises a circulation pump, a radiator with a built-in fan, valves for entering and leaving the coolant, removal of air from the system, and also a counter for recording the coolant pumping rate and pressure and temperature gauge.

12. The stationary device according to claim 11, characterized in that the fan integrated in the air cooling radiator is configured to adjust the rotation speed.

13. The stationary device according to claim 11, characterized in that the circulation pump provides for adjusting the flow rate of the coolant.

14. A stationary device according to claim 1, characterized by a mechanical drive system for forming a working area, where the traverse is worn on hollow racks with vertically diametrically arranged slots mounted on the base, and a drive motor with an electromagnetic brake connected to the reversing power supply is installed under the base, motor through intermediate shafts it is connected to screw jacks and vertical screw shafts located in racks, through the slots of which the crosshead is connected to the screw th shafts using worn them screw plugs attached to the yoke.

15. The stationary device according to p. 14, characterized in that the screw sleeve, through the slots attached to the traverse, has a cylindrical stepped shape.

16. The stationary device according to p. 14, characterized in that it contains limit switches, a contact line in the form of a rod made with the possibility of fixing at the required height on the traverse relative to the limit switches.

17. The control system and the formation of voltage pulses for the generation of adjustable magnetic field pulses by the inductors, containing a three-phase diode rectifier of the Mitkevich type or of the Larionov type, a filter to which a bridge circuit is connected on power key transistors with the ability to connect with inductor solenoids, a current meter with an amplifier , a microcontroller control unit with an analog-to-digital converter, connected to the bridge circuit through a pulse-width modulation unit and a cooling radiator, on Oromo has the bridge circuit and the rectifier.

18. The system according to p. 17, characterized in that in the bridge circuit uses power key transistors with a maximum operating frequency of up to 100 kHz.

19. The system according to p. 17, characterized in that a current meter is used on a shunt or a Hall sensor.

20. The system of claim 17, wherein the cooling radiator comprises a built-in fan.

21. The system according to p. 17 or 20, characterized in that the radiator is equipped with a temperature control sensor.

22. A magnetic field inductor, characterized in that it contains a frame in the form of two disks mounted on a sleeve, a winding impregnated with a heat-conducting compound, in the form of sections equal in number of turns separated by open ring inserts in thermal contact with the disks, the outer diameter the inductor winding corresponds to the width of the impact zone, the maximum height of the winding is the value at which the induction of the magnetic field generated by the coil farthest from the impact zone at the outer radius, makes up at least 75% of the magnetic field induction generated by the coil nearest to the impact zone, and heat sinks are installed on the frame disks, covering the winding area, and the disks, sleeve, ring inserts and heat sinks are made of non-magnetic heat-conducting material.

23. The inductor according to p. 22, characterized in that the height of the winding is not more than 1 \ 4 of its outer diameter.

24. The inductor according to claim 22, characterized in that the winding is made in the form of three sections equal in number of turns.

25. The inductor according to p. 22, characterized in that the heat sinks are installed on the ends of the frame disks and are made in the form of hollow disks for pumping the coolant.

26. A mechanical drive system for forming a working zone of a magnetic field, comprising a crosshead worn on hollow racks, and a base under which a drive motor with an electromagnetic brake connected to a reversing power supply unit is connected through intermediate shafts with screw jacks and vertical screw shafts, located in hollow racks, mounted on the base and having vertical diametrically located slots through which the crosshead is connected to the helical shafts, means worn on screw shafts sleeves attached to the yoke.

27. The mechanical drive system according to p. 26, characterized in that the screw sleeve, through the slots attached to the traverse, has a cylindrical stepped shape.

28. The mechanical drive system according to p. 26, characterized in that it contains limit switches, a contact line in the form of a rod made with the possibility of fixing at the required height on the traverse relative to the limit switches.