RU2804575C1 - Cryotherapeutic unit - Google Patents

Cryotherapeutic unit Download PDF

Info

Publication number
RU2804575C1
RU2804575C1 RU2023109803A RU2023109803A RU2804575C1 RU 2804575 C1 RU2804575 C1 RU 2804575C1 RU 2023109803 A RU2023109803 A RU 2023109803A RU 2023109803 A RU2023109803 A RU 2023109803A RU 2804575 C1 RU2804575 C1 RU 2804575C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cabin
nitrogen
gasifier
mixer
flow
Prior art date
Application number
RU2023109803A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Андреевич Воронов
Алексей Валерьевич Шакуров
Леонид Михайлович Колышкин
Дмитрий Алексеевич Жидков
Original Assignee
Алексей Валерьевич Шакуров
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Валерьевич Шакуров filed Critical Алексей Валерьевич Шакуров
Application granted granted Critical
Publication of RU2804575C1 publication Critical patent/RU2804575C1/en

Links

Abstract

FIELD: cryogenic technology; medical equipment.
SUBSTANCE: cryotherapy installation contains a cabin including a channel for supplying a nitrogen-air mixture to the cabin located on top, a cooling unit including a gasifier mixer, a fan, a channel for supplying a heated nitrogen-air mixture from the cabin to the gasifier mixer and a channel for supplying liquid nitrogen with a valve, and control unit including controller, valve control relay and fan speed converter. The installation is equipped with a slotted nitrogen-air mixture flow distributor located in the upper part of the cabin with movable guide plates, designed to rotate around an axis located along their upper edge, and a diffuser located in the lower part of the cabin. The gasifier mixer is equipped with a capillary porous coating of internal elements. The control unit is equipped with a module for measuring skin temperature, including a pyrometer located in the housing with the ability to be directed towards the user’s back, and a module for controlling the movement of the plates and at the same time is configured to regulate the mass flow of liquid nitrogen, the fan rotation speed, the direction of the flow of nitrogen-air supplied to the cabin mixture and the duration of its supply depending on skin temperature.
EFFECT: increase of the accuracy of temperature control of the user's skin surface.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к криогенной технике, в частности, к медицинскому оборудованию, а именно к физиотерапевтическим установкам индивидуального пользования для проведения общего криовоздействия на кожные покровы человека криогенным газом - смесью паров жидкого азота и воздуха без криоповреждения тканевых структур, а также к тренажерам для проведения закаливающих процедур с применением холодного газа. Изобретение может быть использовано для проведения процедур общей криотерапии в условиях стационарных и амбулаторных отделений лечебно-профилактических, санаторно-курортных, оздоровительных и спортивных учреждений, а также для частного использования.The invention relates to cryogenic technology, in particular to medical equipment, namely to physiotherapeutic installations for individual use for carrying out general cryotherapy on human skin with cryogenic gas - a mixture of liquid nitrogen vapor and air without cryodamage to tissue structures, as well as to simulators for carrying out hardening procedures using cold gas. The invention can be used for carrying out general cryotherapy procedures in inpatient and outpatient departments of treatment and prophylactic, sanatorium, health and sports institutions, as well as for private use.

Из уровня техники известны технические решения, касающиеся конструкции устройств для проведения общего криовоздействия на кожные покровы человека криогенным газом.Technical solutions are known from the prior art regarding the design of devices for carrying out general cryotherapy on human skin with cryogenic gas.

Известные современные установки не способны проводить регулирование процесса криовоздействия. Основной причиной этого является концепция погружения биообъекта в пассивную охлаждающую среду с нерегулируемыми по отношению к нему температурой и расходом на входе в аппарат, по типу «нахождение в емкости с малоподвижной текучей средой». Преимуществом данного подхода являлась простота, которая в условиях недостаточной исследованности метода позволила снизить количество рассматриваемых степеней свободы организации процесса теплообмена в кабине. При таком подходе температура и скорость движения газа должны быть невысокими, что в частном случае может обеспечивать относительно равномерный по поверхности объекта тепловой поток. Следовательно, на практике используют регулирование только длительности для конкретного оборудования. Но одного параметра - длительности недостаточно. Ее ограничивают локальные минимумы температуры на поверхности объекта охлаждения. Так, например, в условиях слишком большого теплового потока ввиду неоднородности строения человеческого организма локально температура поверхности объекта может достигнуть предельных разрешенных значений, например, температуры холодового ожога, а в других местах и на глубине он охладиться должным образом не успеет. В таком случае, необходимо переходить к более общему случаю регулирования процесса теплообмена в данном аппарате.Known modern installations are not capable of regulating the cryotherapy process. The main reason for this is the concept of immersing a biological object in a passive cooling environment with unregulated temperature and flow rate at the entrance to the apparatus in relation to it, like “being in a container with a low-moving fluid medium.” The advantage of this approach was its simplicity, which, in conditions of insufficient research of the method, made it possible to reduce the number of considered degrees of freedom in organizing the heat exchange process in the cabin. With this approach, the temperature and speed of gas movement should be low, which in a particular case can provide a relatively uniform heat flow over the surface of the object. Therefore, in practice, only duration control for specific equipment is used. But one parameter - duration - is not enough. It is limited by local temperature minima on the surface of the cooling object. So, for example, in conditions of too high a heat flow due to the heterogeneity of the structure of the human body, locally the surface temperature of an object can reach the maximum permitted values, for example, the temperature of a cold burn, while in other places and at depth it will not have time to cool properly. In this case, it is necessary to move on to the more general case of regulating the heat exchange process in this apparatus.

Из уровня техники известна установка для криотерапии, содержащая процедурную кабину для размещения пациента, теплообменник с источником холодного потока текучей среды и устройство подвода потока текучей среды к пациенту. Известная установка снабжена теплоизолированной холодильной камерой, в которой установлена процедурная кабина, а устройство подвода потока текучей среды к пациенту выполнено в виде, по меньшей мере, одного вентилятора, установленного с возможностью перемещения в отверстии стенки кабины, выполненной в виде ширмы (см. патент на полезную модель RU 131612 U1, 27.08.2013).A cryotherapy installation is known from the prior art, containing a treatment cabin for placing a patient, a heat exchanger with a source of cold fluid flow, and a device for supplying a fluid flow to the patient. The known installation is equipped with a thermally insulated refrigerating chamber in which a treatment cabin is installed, and the device for supplying fluid flow to the patient is made in the form of at least one fan installed with the ability to move in the hole of the cabin wall, made in the form of a screen (see patent for utility model RU 131612 U1, 08/27/2013).

Недостатком известного устройства является ограничение в точности выполнения общей криотерапии за счет неподвижности направляющего устройства, не позволяющего разделить охлаждение торса и конечностей, а также за счет отсутствия возможности быстрого регулирования температуры газа в кабине.The disadvantage of the known device is the limitation in the accuracy of general cryotherapy due to the immobility of the guide device, which does not allow the separation of cooling of the torso and limbs, and also due to the inability to quickly regulate the temperature of the gas in the cabin.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является известная из патента на полезную модель RU 48473 U1, 27.10.2005, криотерапевтическая установка, содержащая кабину, включающую канал подачи газа, расположенный сверху, блок охлаждения, включающий смеситель-газификатор, вентилятор с преобразователем частоты вращения, клапан, каналы подачи газа и жидкости, и блок управления, включающий контроллер, реле управления клапаном и преобразователь частоты вращения вентилятора.The closest to the claimed invention is a cryotherapy unit known from the utility model patent RU 48473 U1, October 27, 2005, containing a cabin including a gas supply channel located on top, a cooling unit including a mixer-gasifier, a fan with a speed converter, a valve, gas and liquid supply channels, and a control unit including a controller, valve control relay and fan speed converter.

Недостатками известного устройства являются отсутствие возможности проводить направленное конвективное охлаждение и, следовательно, разделять охлаждение торса и конечностей, а также регулировать потребление жидкого азота, а, следовательно, и производительность устройства по холоду.The disadvantages of the known device are the inability to carry out directional convective cooling and, therefore, to separate the cooling of the torso and limbs, as well as to regulate the consumption of liquid nitrogen, and, consequently, the cold performance of the device.

Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности выполнения общей криотерапии. Недостаточная точность охлаждения объекта существенно влияет на потребительские характеристики: на снижение температуры кожи и однородность охлаждения. При охлаждении различных людей в известных устройствах применяется один и тот же режим подачи газа. Это приводит к тому, что при одинаковой длительности криовоздействия у различных людей достигается различная средняя температура поверхности тела и наблюдается значительная неоднородность в охлаждении торса и конечностей (более 10 К). Изменение длительности при этом не снимает проблемы неоднородности охлаждения. Следовательно, необходим диапазон режимов подачи газа для учета различий телосложения и других особенностей человека.The technical problem that the utility model is aimed at solving is increasing the accuracy of general cryotherapy. Insufficient accuracy of object cooling significantly affects consumer characteristics: reduction in skin temperature and uniformity of cooling. When cooling different people in known devices, the same gas supply mode is used. This leads to the fact that with the same duration of cryoexposure, different people achieve different average body surface temperatures and significant heterogeneity in cooling of the torso and limbs is observed (more than 10 K). Changing the duration does not solve the problem of cooling inhomogeneity. Therefore, a range of gas supply modes is required to accommodate differences in body type and other human characteristics.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение точности регулирования температуры поверхности кожи с учетом особенностей подвергаемого процедуре охлаждения пользователя за счет обеспечения регулируемого общего криовоздействия.The technical result achieved when using the claimed invention is to increase the accuracy of skin surface temperature control, taking into account the characteristics of the user undergoing the cooling procedure by providing adjustable general cryotherapy.

Указанный технический результат достигается тем, что криотерапевтическая установка, содержащая кабину, включающую канал подачи в кабину азотно-воздушной смеси, расположенный сверху, блок охлаждения, включающий смеситель-газификатор, вентилятор, канал подачи в смеситель-газификатор нагретой азотно-воздушной смеси из кабины и канал подачи жидкого азота с клапаном, и блок управления, включающий контроллер, реле управления клапаном и преобразователь частоты вращения вентилятора, согласно изобретению, снабжена расположенным в верхней части кабины щелевым распределителем потока азотно-воздушной смеси с подвижными направляющими пластинами, выполненными с возможностью поворота вокруг оси, расположенной вдоль их верхней кромки, и диффузором, расположенным в нижней части кабины, при этом смеситель-газификатор снабжен капиллярно-пористым покрытием внутренних элементов, а блок управления снабжен модулем измерения температуры кожи, включающим пирометр, расположенный в корпусе с возможностью направления на спину пользователя, и модулем управления движением пластин, и при этом выполнен с возможностью регулирования массового расхода жидкого азота, скорости вращения вентилятора, направления потока подаваемой в кабину азотно-воздушной смеси и продолжительности его подачи в зависимости от температуры кожи.The specified technical result is achieved in that a cryotherapeutic installation containing a cabin, including a channel for supplying a nitrogen-air mixture to the cabin located on top, a cooling unit including a mixer-gasifier, a fan, a channel for supplying a heated nitrogen-air mixture from the cabin into the mixer-gasifier and a liquid nitrogen supply channel with a valve, and a control unit, including a controller, a valve control relay and a fan speed converter, according to the invention, equipped with a slotted distributor of the flow of nitrogen-air mixture located in the upper part of the cabin with movable guide plates, designed to rotate around an axis , located along their upper edge, and a diffuser located in the lower part of the cabin, while the mixer-gasifier is equipped with a capillary-porous coating of internal elements, and the control unit is equipped with a skin temperature measurement module, including a pyrometer located in the housing with the ability to be directed towards the user’s back , and a plate movement control module, and is configured to regulate the mass flow of liquid nitrogen, the fan rotation speed, the direction of flow of the nitrogen-air mixture supplied to the cabin and the duration of its supply depending on the skin temperature.

В одном варианте выполнения смеситель-газификатор может быть снабжен спиральной камерой и распылителем в его нижней части.In one embodiment, the mixer-gasifier may be equipped with a spiral chamber and a spray at its bottom.

В другом варианте выполнения смеситель-газификатор может быть выполнен противоточным и снабжен распылителем в его верхней части.In another embodiment, the mixer-gasifier can be made countercurrent and equipped with a sprayer in its upper part.

Разработанная конструкция позволяет конфигурировать режим подачи газа согласно цели произвольного криовоздействия, изменяя частоту вращения вентилятора, расход жидкого азота, направление потока приточной струи и длительность криовоздействия. В результате возможно как повышать однородность охлаждения, так и регулировать криовоздействие локально.The developed design allows you to configure the gas supply mode according to the purpose of arbitrary cryo-exposure, changing the fan speed, liquid nitrogen flow rate, direction of the supply jet flow and the duration of cryo-exposure. As a result, it is possible to both increase the uniformity of cooling and regulate cryotherapy locally.

В заявленном изобретении предложено изменить принцип создания оборудования для общей криотерапии от погружения объекта (человека) в хладоноситель к регулируемой его подаче к объекту с обратной связью по температуре поверхности.The claimed invention proposes to change the principle of creating equipment for general cryotherapy from immersing an object (person) in a coolant to regulated its supply to the object with feedback on the surface temperature.

В данной конструкции есть возможность регулировать тепловой поток от человека, изменяя расход охлаждающего газа, направление струи, длительность, контролировать охлаждение кожи, используя модуль пирометра, который может работать в ледяном тумане.In this design, it is possible to regulate the heat flow from a person by changing the flow rate of the cooling gas, the direction of the jet, the duration, and control the cooling of the skin using a pyrometer module that can operate in icy fog.

Таким образом предложено оборудование для общей криотерапии с регулированием охлаждения человека (регулирование теплового потока) для обеспечения дозирования криовоздействия с более высокой точностью, чем с использованием известного оборудования.Thus, equipment for general cryotherapy with regulation of human cooling (heat flow regulation) is proposed to ensure dosing of cryotherapy with higher accuracy than using known equipment.

Изобретение поясняется чертежами, где представлены:The invention is illustrated by drawings, which show:

на фиг. 1 - общая схема установки,in fig. 1 - general installation diagram,

на фиг. 2 - чертеж кабины,in fig. 2 - cabin drawing,

на фиг. 3, 4 - варианты газификатора,in fig. 3, 4 - gasifier options,

на фиг. 5 - схема блока управления,in fig. 5 - control unit diagram,

на фиг. 6 - модуль контроля температуры кожи.in fig. 6 - skin temperature control module.

Установка содержит кабину 1 для охлаждения находящегося в ней человека 2 и контур хладагента, включающий канал подачи газа (азотно-воздушной смеси) 3 и канал вытяжки газа 4 с вентилятором 6, соединяющие кабину 1 с испарителем-газификатором 5. Испаритель-газификатор 5 соединен трубопроводом 8 подачи жидкого азота, на котором расположены клапаны 7, с сосудом Дьюара 9.The installation contains a cabin 1 for cooling the person 2 in it and a refrigerant circuit, including a gas supply channel (nitrogen-air mixture) 3 and a gas exhaust channel 4 with a fan 6, connecting the cabin 1 with an evaporator-gasifier 5. The evaporator-gasifier 5 is connected by a pipeline 8 for supplying liquid nitrogen, on which valves 7 are located, with a Dewar vessel 9.

Кабина 1 содержит внешний несущий шестиугольный корпус, покрытый внутренним слоем теплоизоляции, щелевой распределитель потока 10 с направляющими пластинами 11, каналы входа и выхода газа 12, 13, датчики температуры газа 14 и модуль контроля температуры кожи 15. В нижней части боковой стенки корпуса расположено выходное отверстие с диффузором 16.Cabin 1 contains an external load-bearing hexagonal housing covered with an internal layer of thermal insulation, a slot flow distributor 10 with guide plates 11, gas inlet and outlet channels 12, 13, gas temperature sensors 14 and a skin temperature control module 15. In the lower part of the side wall of the housing there is an outlet hole with diffuser 16.

Спиральный смеситель-газификатор, представленный на фиг. 3, выполнен следующим образом.The spiral mixer-gasifier shown in FIG. 3 is made as follows.

Газификатор содержит внутренние и внешние стенки 17 с полостью 18 между ними, патрубок 19 для входа воздуха, расположенные в полости спиральные насадки 20 с образованием спиральной камеры 21, патрубок 22 для выхода азотно-воздушной смеси, распылитель 23. Внутренние поверхности газификатора выполнены с капиллярно-пористым покрытием. Выходное отверстие 24 для азотно-воздушной смеси расположено в верхней части аппарата.The gasifier contains internal and external walls 17 with a cavity 18 between them, a pipe 19 for air inlet, spiral nozzles 20 located in the cavity to form a spiral chamber 21, a pipe 22 for the outlet of the nitrogen-air mixture, and a sprayer 23. The internal surfaces of the gasifier are made with capillary porous coating. The outlet 24 for the nitrogen-air mixture is located in the upper part of the apparatus.

За счет выполнения камеры спиральной обеспечивается увеличение пути испаряющего азота в проточной части. За счет распыления жидкого азота в спиральную камеру перпендикулярно движению потока для перекрестноточного распределения потоков и применения капиллярно-пористых покрытий обеспечивается увеличение времени движения капли. Полые стенки и внешняя полость предназначены для снижения теплопритока к газу. По оси цилиндра, в нижней его части, расположено резьбовое соединение для подключения распылителя 23. Подвод воздуха с рециркуляции осуществляется тангенциально по спирали.By making the chamber spiral, the path of evaporating nitrogen in the flow part is increased. By spraying liquid nitrogen into a spiral chamber perpendicular to the flow movement for cross-flow distribution of flows and the use of capillary-porous coatings, an increase in the time of drop movement is ensured. The hollow walls and outer cavity are designed to reduce heat flow to the gas. Along the axis of the cylinder, in its lower part, there is a threaded connection for connecting the sprayer 23. The air supply from the recirculation is carried out tangentially in a spiral.

Противоточный смеситель-газификатор представляет собой корпус 25 с насадкой 26. Внизу корпуса выполнен патрубок 19 для входа воздуха, над которым размещен выравниватель потока 27, представляющий собой цилиндрическую пластину, в которой выполнен массив малых цилиндрических каналов, за счет чего один поток разделяется на множество потоков.The countercurrent mixer-gasifier is a housing 25 with a nozzle 26. At the bottom of the housing there is a pipe 19 for air inlet, above which there is a flow equalizer 27, which is a cylindrical plate in which an array of small cylindrical channels is made, due to which one flow is divided into many flows .

В данной конструкции применен принцип движения газа снизу вверх без закручивания потока. Газ входит снизу через патрубок 19, проходит через цилиндрические каналы, над которыми установлена насадка 26 для увеличения длительности стекания капли, далее газ поднимается вверх и выходит через выходное верхнее отверстие 24. Жидкость, которая газифицируется, входит через распылитель 23, расположенный сверху, в направлении вниз, частично смешивается с газом в свободном пространстве аппарата, частично также смешивается в насадке. Данная конструкция не позволяет жидкости протекать вниз, и позволяет выравнивать поток газа.This design uses the principle of gas movement from bottom to top without swirling the flow. The gas enters from below through the nozzle 19, passes through cylindrical channels, above which a nozzle 26 is installed to increase the duration of the droplet flow, then the gas rises upward and exits through the upper outlet 24. The liquid, which is gasified, enters through the sprayer 23, located above, in the direction down, partially mixed with gas in the free space of the apparatus, and partially mixed in the nozzle. This design does not allow liquid to flow down and allows the gas flow to be equalized.

Для задерживания нисходящего потока жидкости элементы газификатора выполнены с капиллярно-пористым покрытием.To delay the downward flow of liquid, the gasifier elements are made with a capillary-porous coating.

Входящий поток подают с использованием струйных гидравлических форсунок 28. Они просты в изготовлении по сравнению с центробежными и не подвержены закупорке вымерзшей из воздуха влагой. При проектировании систем распылительного охлаждения на основе жидкого азота необходимо также учитывать влияние на массовый расход пульсаций давления впрыска и кавитации из-за фазовой неоднородности потока. Использование многосопловых распылителей с гидравлическими форсунками в составе смесительного газификатора с импульсной подачей криогенной жидкости обеспечивает регулирование производительности аппарата без необходимости возвращать остатки криогенной жидкости в сосуд Дьюара.The incoming flow is supplied using jet hydraulic nozzles 28. They are simple to manufacture compared to centrifugal ones and are not subject to clogging by moisture frozen from the air. When designing liquid nitrogen-based spray cooling systems, it is also necessary to take into account the effect on mass flow of injection pressure pulsations and cavitation due to phase heterogeneity of the flow. The use of multi-nozzle atomizers with hydraulic nozzles as part of a mixing gasifier with pulsed supply of cryogenic liquid ensures regulation of the apparatus's performance without the need to return the remaining cryogenic liquid to the Dewar vessel.

Работа криотерапевтической установки осуществляется следующим образом. Кипящий в газификаторе жидкий азот охлаждает воздух, снижает концентрацию кислорода и образует плотный ледяной туман. Он попадает в кабину 1, перемещается и интенсивно охлаждает поверхность кожи. Человек стоит в кабине, и его до плеч окружает охлаждающий газ, который поступает через канал 12 подачи газа, находящийся сверху. Поток распределяется со всех сторон в щелевом распределителе потока 10, из которого выходит следующим образом: 2 струи, управляемые пластинами 11, дуют на человека, остальные струи проходят мимо. Таким образом, поток газа направлен на человека и в свободное пространство кабины 1. Пластины 11 используются для регулирования направления потока во избежание переохлаждения. Избыточный газ выбрасывается наружу в окружающую среду. Выходной канал с диффузором для возврата азотно-воздушной смеси в блок охлаждения расположен ближе к днищу кабины 1.The cryotherapy unit works as follows. Liquid nitrogen boiling in the gasifier cools the air, reduces the oxygen concentration and forms a dense ice fog. It enters cabin 1, moves and intensively cools the surface of the skin. A person stands in the cabin, and he is surrounded up to his shoulders by cooling gas, which enters through the gas supply channel 12 located on top. The flow is distributed on all sides in a slotted flow distributor 10, from which it emerges as follows: 2 jets, controlled by plates 11, blow on the person, the remaining jets pass by. Thus, the gas flow is directed towards the person and into the free space of the cabin 1. The plates 11 are used to regulate the direction of the flow in order to avoid hypothermia. Excess gas is released into the environment. The output channel with a diffuser for returning the nitrogen-air mixture to the cooling unit is located closer to the bottom of cabin 1.

Щелевой распределитель потока газа 10 с пластинами 11 позволяет направить поток вдоль человека с разных сторон сверху вниз, при этом часть потока направлена на человека (струи имеются сзади и спереди, регулируемые с использованием подвижной пластины).A slot gas flow distributor 10 with plates 11 allows you to direct the flow along a person from different sides from top to bottom, with part of the flow directed towards the person (there are jets at the back and front, adjustable using a movable plate).

Нагретая азотно-воздушная смесь выводится из кабины 1 через выходное отверстие 13 с диффузором 16.The heated nitrogen-air mixture is discharged from cabin 1 through outlet 13 with diffuser 16.

За счет использования диффузора возможно как отодвинуть поток от стенки на том же уровне по высоте, так и по вертикали изменить место входа, что приводит к тому, что подвижность воздуха у ног возрастает. Это позволяет регулировать его скорость. Для разных ног можно корректировать интенсивность обтекания, чтобы сбалансировать охлаждение ног и торса. Например, для крупной ноги - увеличить скорость газа, для тонкой - замедлить.By using a diffuser, it is possible to both move the flow away from the wall at the same level in height and to change the entry location vertically, which leads to increased air mobility at the feet. This allows you to regulate its speed. The intensity of the flow can be adjusted for different legs to balance the cooling of the legs and torso. For example, for a large leg - increase the gas speed, for a thin one - slow down.

Блок управления (фиг.5) содержит силовую и управляющую электронику, в том числе контроллер, таймер, модуль измерения температуры кожи, реле управления клапаном, преобразователь частоты вращения вентилятора, модуль управления движением пластин и модуль контроля температуры кожи. Модуль контроля температуры кожи позволяет создать обратную связь между подачей газа и температурой кожи, что повышает точность охлаждения человека, т.к. люди имеют разные габариты, и только программой, заранее выполненной, невозможно регулировать достаточно точно процесс охлаждения.The control unit (Fig. 5) contains power and control electronics, including a controller, a timer, a skin temperature measurement module, a valve control relay, a fan speed converter, a plate movement control module and a skin temperature control module. The skin temperature control module allows you to create feedback between the gas supply and skin temperature, which improves the accuracy of cooling a person, because people have different dimensions, and only a program executed in advance cannot regulate the cooling process accurately enough.

Модуль контроля температуры кожи, представленный на фиг. 6, содержит корпус, пирометр 30 (чувствительный элемент прибора) с лазером для индикации пятна измерения для измерения температуры и осевой вентилятор 29 для термостатирования пирометра. Пирометр направлен на спину человека. В блоке управления может учитываться поправка в зависимости от расстояния и плотности тумана на наличие ледяного тумана между пирометром и поверхностью объекта - кожей (измерение в условиях наличия низкотемпературной дисперсной среды). Поправка подбирается эмпирически, с применением калибровки по тестовым измерениям.The skin temperature control module shown in FIG. 6, contains a housing, a pyrometer 30 (sensitive element of the device) with a laser for indicating the measurement spot for measuring temperature, and an axial fan 29 for thermostatting the pyrometer. The pyrometer is aimed at the person's back. The control unit can take into account a correction depending on the distance and density of the fog for the presence of ice fog between the pyrometer and the surface of the object - the skin (measurement in conditions of the presence of a low-temperature dispersed medium). The correction is selected empirically, using calibration based on test measurements.

Блок управления позволяет настроить режим подачи газа в соответствии с целью произвольного воздействия для улучшения распределения температуры кожи за счет изменения температуры газа путем изменения массового расхода жидкого азота и скорости вращения вентилятора, направления потока входного газа в кабине (с использованием вращающихся пластин) и продолжительности воздействия. Блок управления позволяет изменять тепловой поток для достижения заданной температуры кожи как в среднем, так и локально. Таким образом, для повышения точности охлаждения регулирование предусмотрено как на уровне блока управления, так и на уровне исполнительных устройств.The control unit allows you to adjust the gas supply mode according to the target of the voluntary exposure to improve the distribution of skin temperature by changing the gas temperature by changing the liquid nitrogen mass flow rate and fan speed, the direction of the inlet gas flow in the cabin (using rotating plates) and the duration of exposure. The control unit allows you to change the heat flow to achieve a given skin temperature both on average and locally. Thus, to increase the cooling accuracy, regulation is provided both at the level of the control unit and at the level of the actuators.

Датчики температуры, включая модуль контроля температуры кожи, а также таймер, обеспечивают возможность влияния на заранее подготовленную программу охлаждения, причем исполнительные механизмы (преобразователь частоты, клапан, пластины) могут менять режим воздействия и тем самым регулировать тепловой поток от человека к газу. Установленные в кабине датчики температуры газа передают информацию для регулирования подачи жидкого азота.Temperature sensors, including a skin temperature control module, as well as a timer, provide the ability to influence a pre-prepared cooling program, and actuators (frequency converter, valve, plates) can change the exposure mode and thereby regulate the heat flow from a person to the gas. Gas temperature sensors installed in the cabin transmit information to regulate the supply of liquid nitrogen.

Claims (3)

1. Криотерапевтическая установка, содержащая кабину, включающую канал подачи в кабину азотно-воздушной смеси, расположенный сверху, блок охлаждения, включающий смеситель-газификатор, вентилятор, канал подачи в смеситель-газификатор нагретой азотно-воздушной смеси из кабины и канал подачи жидкого азота с клапаном, и блок управления, включающий контроллер, реле управления клапаном и преобразователь частоты вращения вентилятора, отличающаяся тем, что она снабжена расположенным в верхней части кабины щелевым распределителем потока азотно-воздушной смеси с подвижными направляющими пластинами, выполненными с возможностью поворота вокруг оси, расположенной вдоль их верхней кромки, и диффузором, расположенным в нижней части кабины, при этом смеситель-газификатор снабжен капиллярно-пористым покрытием внутренних элементов, а блок управления снабжен модулем измерения температуры кожи, включающим пирометр, расположенный в корпусе с возможностью направления на спину пользователя, и модулем управления движением пластин и при этом выполнен с возможностью регулирования массового расхода жидкого азота, скорости вращения вентилятора, направления потока подаваемой в кабину азотно-воздушной смеси и продолжительности его подачи в зависимости от температуры кожи.1. A cryotherapeutic installation containing a cabin, including a channel for supplying a nitrogen-air mixture to the cabin located on top, a cooling unit including a mixer-gasifier, a fan, a channel for supplying a heated nitrogen-air mixture from the cabin to the mixer-gasifier, and a channel for supplying liquid nitrogen with valve, and a control unit, including a controller, a valve control relay and a fan speed converter, characterized in that it is equipped with a slot distributor for the flow of nitrogen-air mixture located in the upper part of the cabin with movable guide plates, designed to rotate around an axis located along their upper edge, and a diffuser located in the lower part of the cabin, while the mixer-gasifier is equipped with a capillary-porous coating of internal elements, and the control unit is equipped with a module for measuring skin temperature, including a pyrometer located in the housing with the ability to be directed towards the user’s back, and a module controls the movement of the plates and is configured to regulate the mass flow of liquid nitrogen, the fan rotation speed, the direction of flow of the nitrogen-air mixture supplied to the cabin and the duration of its supply depending on the skin temperature. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что смеситель-газификатор снабжен спиральной камерой и распылителем в его нижней части.2. Installation according to claim 1, characterized in that the mixer-gasifier is equipped with a spiral chamber and a sprayer in its lower part. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что смеситель-газификатор выполнен противоточным и снабжен распылителем в его верхней части.3. Installation according to claim 1, characterized in that the mixer-gasifier is countercurrent and equipped with a sprayer in its upper part.
RU2023109803A 2023-04-18 Cryotherapeutic unit RU2804575C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804575C1 true RU2804575C1 (en) 2023-10-02

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU48473U1 (en) * 2005-07-05 2005-10-27 Сергеева Анастасия Александровна DEVICE FOR CRYOTHERAPY
RU157456U1 (en) * 2015-05-07 2015-12-10 ООО "КриоМаг" CRYOSAUNA

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU48473U1 (en) * 2005-07-05 2005-10-27 Сергеева Анастасия Александровна DEVICE FOR CRYOTHERAPY
RU157456U1 (en) * 2015-05-07 2015-12-10 ООО "КриоМаг" CRYOSAUNA

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Silk et al. Spray cooling of enhanced surfaces: Impact of structured surface geometry and spray axis inclination
CN105486533B (en) A kind of thermoelectric cooling unit Performance Test System and method of testing
DK3195834T3 (en) FLUID CIRCULATION SYSTEM FOR A CRYOCOMMER DEVICE AND RELATED CRYOCOMMER DEVICE
US8794012B2 (en) Method and system for controlled rate freezing of biological material
CN208206904U (en) A kind of humidity generator that temperature and humidity is continuously adjustable
JP2012064982A5 (en)
CN105960145B (en) The closed spray cooling device of tilt adjustable
RU2804575C1 (en) Cryotherapeutic unit
Terekhov et al. Unsteady heat transfer at impinging of a single spray pulse with various durations
CN107703240A (en) A kind of gas-chromatography programmed temperature sampling system and method using eddy current effect
JPH03286990A (en) Double pipe type open rack gasifying apparatus
JP6182878B2 (en) Cooling tank and cooling device
RU48473U1 (en) DEVICE FOR CRYOTHERAPY
CA3054037A1 (en) Medical device including an evaporative structure therein
RU183563U1 (en) IRRIGATED HEAT EXCHANGER
CN209001328U (en) A kind of multiple working medium combined jet fog cooling apparatus
Gumruk et al. Experimental investigation of spray dehumidification process in moist air
TW202144278A (en) Clustered reaction system
RU2251988C1 (en) Cryogenic apparatus
CN207199577U (en) The temperature-adjusting device of manufacture of semiconductor
Maksimov et al. Numerical modeling of heat transfer in a large room heated by a gas infrared emitter and with equipment located in it at different heights
Yu et al. Impact of geometrical surface modification on spray cooling heat transfer performance with liquid nitrogen: An experimental investigation
Karpov et al. Heat and mass transfer are in the interaction of multi-pulsed spray with vertical surfaces in the regime of evaporative cooling
CN107564834A (en) Fluid temperature adjusting means, base plate processing system and substrate processing method using same using it
RU131612U1 (en) CRYOTHERAPY INSTALLATION