СПОСОБ ПОДВОДНОГО МАССАЖА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И КАВИТАТОР ДЛЯ ПОДВОДНОГО МАССАЖА
METHOD OF UNDERWATER MASSAGE, DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION AND CAVITATOR FOR UNDERWATER MASSAGE

Изобретение относится к медицине, а именно - к лечебному массажу, и может использоваться для проведения подводного гидрокавитационного массажа в медицинских, оздоровительных, спортивных учреждениях и для индивидуального массажа в домашних условиях в ваннах типа «джакузи».
Известен способ подводного массажа (патент РФ №2252739, МПК А61Н 9/00, опублик. 27.05.2015), предусматривающий размещение по крайней мере одной из частей тела человека в ванне с жидкой средой и воздействие на тело путем формирования гидродинамических колебаний в объеме жидкой среды.
Известен также способ подводного вакуумно-вихревого массажа (патент РФ №2543272, МПК А61Н 9/00, опублик. 27.02.2015), предусматривающий размещение тела человека или по меньшей мере одной из его частей под поверхностью воды в ванне и воздействие на них посредством специального массажного устройства, путем реализуемого массажным устройством последовательного всасывания и отпускания кожи, которые возникают при перемещении по телу прилегающего к нему массажного устройства, при этом в массажное устройство подают под напором поток воды, который закручивается в его вихревой камере и создает в ее центральной части вакуум, причем кроме постоянного плавного перемещения по телу человека специфическое вакуумно-вихревое воздействие массажного устройства дополняют мануальными движениями, результатом которых является изменение гидродинамических режимов течения жидкости на границе с массируемыми участками тела.
Устройство для осуществления известного способа (патент РФ №2543272) содержит корпус, внутри которого расположена полость, у которой внутренние стенки образуют тело вращения, включающее в себя сообщающиеся верхнюю и нижнюю части полости, причем верхняя часть образует вихревую камеру и соединена с напорным водяным шлангом через тангенциальный канал в корпусе, обеспечивающий попадание истекающей из него струи в вихревую камеру по касательной к ее образующей, а нижняя часть полости выполнена с постепенным расширением в направлении от вихревой камеры к своему открытому выходу, на этом выходе корпус снабжен губой-горловиной, с возможностью безболезненного прилегания этой губой-горловиной к массируемой поверхности человеческого тела, при этом губа-горловина и, по меньшей мере, прилежащий к ней участок корпуса, содержащий нижнюю часть внутренней полости, выполнены из эластичного гигиенического материала, с возможностью изменения в процессе массажа геометрии губы-горловины и нижней части внутренней полости усилием руки массажиста.
Недостатком этих способов и устройств является недостаточная эффективность массажного воздействия на тело человека, обусловленная ограниченным набором различных видов и параметров физического воздействия жидкостной струи на биоткани организма, что связано с возможностями известных технических средств, не обеспечивающих глубинного воздействия на участки тела пациента.
Существенным недостатком ванн, используемых для подводного массажа (типа «джакузи»), является также то, что в замкнутой гидросистеме замечательно себя чувствуют микроорганизмы. Так, например, в одной чайной ложке водопроводной воды содержится около 138 бактерий, а в том же количестве воды, взятой из ванны «джакузи» - свыше 2 млн. Бороться с этим неприятным явлением можно только одним способом - регулярной дезинфекцией системы. По утверждению американских микробиологов (http://remont-akrilovyh-vann.ru/stati/nedostatki-vann-dzhakuzi.html), из массажных насадок ванн «джакузи» выбрасывается инфицированная бактериями вода, негативно воздействующая на человека. Подобные микроорганизмы могут привести к инфицированию мочеполовых путей, кожи и легких. По результатам исследований и микробиологическому анализу в 95% джакузи были обнаружены кишечные бактерии, болезнетворные грибы в 81% джакузи, а в 34% джакузи найдены стафилококки, которые представляют потенциальную угрозу для жизни человека. Поэтому не рекомендуется принимать ванны джакузи без предварительной санации оборудования, что усложняет условия эксплуатации ванн для подводного массажа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известный способ подводного массажа (патент РФ №2499588, МПК А61Н 9/00, опублик. 27.11.2013), основанный на гидродинамическом воздействии струи жидкости на участки тела пациента, погруженного в ванну с жидкой средой при этом на тело пациента осуществляют комбинированное гидродинамическое силовое кавитационное пульсирующее и магнитное воздействие затопленным струйным омагниченным потоком жидкой среды с обеспечением генерации в струе жидкости кавитационных воздушнопаровых пузырьков с перепадом давления в затопленном струйном потоке ΔР≥0,15 МПа и с обеспечением скорости струйного потока жидкости u≥17,1 м/с, а также с формированием магнитного поля с магнитной индукцией В≥3200 Гаусс в приповерхностных зонах участков тела пациента.
Устройство, осуществляющее такой способ подводного массажа, содержит циркуляционный водонапорный узел, выполненный с обеспечением регулировки давления в гибком шланге, на конце которого расположена насадка для массажа, при этом конец гибкого шланга с насадкой для массажа погружены в ванну, в которой находится пациент, при этом насадка для массажа выполнена в виде возбудителя кавитации с соплом Лаваля, причем в корпусе возбудителя кавитации размещены кольцевые магниты.
Применение для массажа кавитирующих струй жидкости способствует улучшению результатов массажа, однако, в известном способе и устройстве используются неполные возможности технических средств для оптимального воздействия кавитирующих струй, что не позволяет достичь максимальной эффективности. При последовательном проведении массажа на различных участках тела использование одной насадки в известном техническом решении приводит к увеличению суммарного времени массажных процедур.
При этом использование магнитного поля в известном способе для некоторых пациентов не всегда является приемлемым по медицинским показаниям, например, при наличии у пациента кардиостимулятора.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности с обеспечением проведения процедуры подводного массажа одновременно на нескольких участках тела пациента с сочетанием различных видов массажного воздействия, таких как втягивание, растирание, вибрация и глубокое разминание, достигается в предлагаемом способе подводного массажа, основанном на комбинированном гидродинамическом и кавитационном массажном воздействии затопленным пульсирующим струйным потоком на участки тела пациента, погруженного в ванну с жидкой средой, тем, что массаж осуществляют путем одновременного воздействия на выбранные участки тела пациента совокупностью пространственно распределенных кавитационных струй с формированием в каждой локальной области воздействия центральной круговой зоны пониженного давления, срединной кольцевой зоны с гидрокавитационной каверной, радиально растекающейся по выделенной области локального воздействия, и периферийной кольцевой зоны силового гидродинамического воздействия, при этом воздействие на выделенные локальные области обеспечивают посредством кавитаторов, установленных в соответствующих местах ванны с ориентацией кавитационных струй на руки, ноги, шею и туловище пациента.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности и в обеспечении санации среды и объектов в ванне, достигается тем, что одновременно с комбинированным массажным воздействием на тело пациента обеспечивают профилактическое обеззараживание от микрофлоры в рабочем объеме и на поверхности ванны за счет интенсивной гидродинамической пульсации струйного потока и повышенной температуры в зонах формирования гидрокавитационных каверн.
Указанный технический результат достигается в устройстве для подводного массажа, содержащем водонапорный насос, ванну, заполненную водой, вентили, установленные в магистрали подачи воды, кавитаторы и пульт управления, тем, что оно содержит аэрокомпрессор и дополнительный вентиль, установленные в магистрали подачи сжатого воздуха, при этом кавитаторы смонтированы на стенках ванны с обеспечением ориентации кавитационных струй на руки, ноги, установленные в магистрали подачи воды, кавитаторы и пульт управления, тем, что оно содержит аэрокомпрессор и дополнительный вентиль, установленные в магистрали подачи сжатого воздуха, при этом кавитаторы выполнены описанным ниже образом и смонтированы на стенках ванны с обеспечением ориентации кавитационных струй на руки, ноги, шею и туловище пациента, причем водонапорный насос подключен через закольцованную с ванной магистраль подачи воды к гидравлическим входам кавитаторов, а аэрокомпрессор подключен через магистраль подачи сжатого воздуха к воздушным патрубкам кавитаторов, снабженных защитными насадками, установленными на выходах кавитаторов, причем выходы пульта управления подключены к управляющим входам водонапорного насоса, аэрокомпрессора и управляющим входам вентилей.
Для подводного массажа требуется специальная конструкция кавитатора.
Известен гидрокавитационный генератор Родионова В.П.» (патент РФ №1614241, МПК B01F 5/00, В08В 3/12, от 25.05.1993), имеющий внутреннюю поверхность в форме конфузора, сообщенного с диффузором, отражательный элемент, при этом конфузор сообщен с диффузором посредством двухступенчатого цилиндрического участка, диаметр первой ступени которого равен меньшему диаметру конфузора и меньше или равен 0,5 диаметра второй ступени, причем отношение меньших диаметров диффузора и конфузора равно 1,25-2,0, а отношение расстояния от выходного отверстия диффузора до отражательного элемента к меньшему диаметру конфузора не менее 4.
Недостатком такого устройства является недостаточная интенсивность кавитации в струйном затопленном потоке.
Наиболее близким к предлагаемому кавитатору является известный кавитатор Родионова В.П. (патент №2568467, МПК В08В 3/12, опублик. 20.11.2015), содержащий корпус с внутренней сквозной полостью, включающей входное отверстие с цилиндрическим участком и конфузором с углом схождения α, расширительную камеру, боковые отверстия и выходное отверстие, выполненное в виде диффузора с углом расхождения β, при этом внутренняя сквозная полость содержит переходные участки, выполненные с ребристой внутренней по отношению к остальным ступенчатым участкам и связан с n боковыми отверстиями, причем выход расширительной камеры связан через другой переходной участок с входом диффузора, выполненного со ступенчатой формой внутренней боковой поверхности, причем конфузор выполнен с углом схождения α=5-60°, а диффузор выполнен с углом расхождения β=10-60°.
0
Недостатком известного кавитатора является то, что для возбуждения кавитации он требует повышенного перепада давления ΔР≥1,0 МПа и скорости потока жидкости, ϑ≥170,1 м/с, т.е. насосный агрегат должен подавать жидкость в форсунки ванны с давлением не ниже указанного для зарождения и эффективного развития кавитации, что требует использования мощного насоса и приводит к большому расходу электроэнергии.
к
д
С
0
K
Технический результат, заключающийся в снижении энергозатрат достигается в кавитаторе для подводного массажа, содержащем корпус с внутренней сквозной полостью, образованной последовательно расположенными входным конфузором с углом схождения β, переходной камерой, сообщающейся с боковыми отверстиями для эжекции воздуха, и выходным диффузором, выполненным со ступенчатой внутренней поверхностью с углом расхождения β=(10-90)°, тем, что он содержит втулку, запрессованную в переходной камере, в упомянутой втулке выполнено центральное коническое отверстие с углом схождения α=10÷90° и выходным диаметром D=(0,5-10) мм, конфузор выполнен со ступенчатой внутренней поверхностью с углом схождения β=10÷90°, а ступеньки на боковых поверхностях конфузора и диффузора выполнены с условиями:
к
д
K
h=1-2 мм; h≥1,1÷-2h,
i
2
i
n
d<d<d<d, (i=1-n) и
1
2
J
m
D<D<D<D, (j=1-m), n≥3, m≥3,
k
где h - высота ступенек на внутренней поверхности конфузора;
Д
h- высота ступенек на внутренней поверхности диффузора;
i
d - диаметр i-й круговой ступеньки на внутренней поверхности конфузора,
J
D - диаметр j-й круговой ступеньки на внутренней поверхности диффузора,
n и m - количество ступенек соответственно на поверхностях конфузора и диффузора,
i+1
i
i+1
i
д
при этом D- D=d- d=(1,8-2,2) мм, причем выходной диффузор выполнен с углом расхождения β=(10-90)°.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа;
фиг. 2 иллюстрирует воздействие на пациента кавитационных струй на различные участки тела пациента при проведении подводного массажа;
на фиг. 3 представлен чертеж конструкции кавитатора для ванн, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ и устройство;
на фиг. 4 представлен чертеж известной конструкции форсунки, широко используемой в ванне «джакузи» для гидродинамического подводного массажа без формирования кавитирующей струи;
фиг.  5 иллюстрирует воздействие струйного потока (без кавитации), истекающего из форсунки (фиг. 4), на кожный покров пациента;
на фиг. 6 представлен чертеж конструкции форсунки с кавитатором (фиг. 3), используемой в предлагаемом способе и устройстве;
фиг. 7 а), б) иллюстрирует воздействие струйного потока, истекающего из форсунки с кавитатором (фиг. 5), используемой в предлагаемом способе и устройстве, на кожный покров пациента;
0
на фиг. 8 а), б) приведены фотографии гидрокавитационного струйного потока, истекающего из кавитатора в свободный объем жидкости в виде каверны при различных давлениях Р в потоке жидкости;
0
на фиг. 9 а), б), в) приведены фотографии гидрокавитационного струйного потока, истекающего из кавитатора на поверхность, и образование на ней зон кавитационного воздействия при различных давлениях в потоке жидкости; Р;
на фиг. 10 представлен график зависимостей изменения относительной величины суммарных энергий  струйного гидрокавитационного потока, действующего на поверхность тела пациента, и относительной суммы площадей , образуемых кавитационным потоком, от относительного расстояния  от среза кавитатора до массируемой поверхности тела пациента;
на фиг. 11 показано расположение кавитаторов, сгруппированных на одном из участков поверхности ванны.
Устройство для осуществления способа подводного массажа (фиг. 1, 2) содержит ванну 1, заполненную водой, водонапорный насос 2, вентили 3, 4; установленные в магистрали 5 подачи воды, аэрокомпрессор 6 и вентиль 7, установленные в магистрали 8 подачи сжатого воздуха, кавитаторы 9, пульт 10 управления и манометры 11 и 12.
Кавитаторы 9 смонтированы на стенках ванны 1 с ориентацией кавитационных струй 13, 14 (фиг. 2) на локальные участки 15 тела пациента 16.
Водонапорный насос 2 подключен через закольцованную с ванной магистраль 5 подачи воды к гидравлическим входам 17 кавитаторов 9 (фиг. 6), а аэрокомпрессор 6 подключен через магистраль 8 подачи сжатого воздуха к воздушным патрубкам 18 кавитаторов 9, снабженных защитными насадками 19 (фиг. 4), установленными на выходах кавитаторов 9, причем выходы пульта 10 управления подключены к управляющим входам водонапорного насоса 2, аэрокомпрессора 6 и управляющим входам вентилей 4 и 7.
к
д
Кавитатор 9 (фиг. 3) содержит корпус 20 с внутренней сквозной полостью, образованной последовательно расположенными входным конфузором 21 с углом схождения β, переходной камерой 22, сообщающейся с боковыми отверстиями 23 для эжекции воздуха, и выходным диффузором 24, выполненным со ступенчатой внутренней поверхностью с углом расхождения β=(10-90)°, втулку 25, запрессованную в переходной камере 22.
C
0
Во втулке 25 выполнено центральное коническое отверстие с углом схождения α=10÷90° и выходным диаметром D=(0,5-10) мм.
K
Конфузор 20 выполнен со ступенчатой внутренней поверхностью с углом схождения β=10÷90°, а ступеньки на боковых поверхностях конфузора и диффузора выполнены с условиями:
k
Д
K
h=1-2 мм; h≥1,1÷2h,
1
2
i
n
1
2
J
m
d<d<d<d, (i=1-n) и D<D<D<D, (j=1-m), n≥3, m≥3,
k
где h - высота ступенек на внутренней поверхности конфузора;
Д
h - высота ступенек на внутренней поверхности диффузора;
i
d - диаметр i-й круговой ступеньки на внутренней поверхности конфузора,
J
D - диаметр j-й круговой ступеньки на внутренней поверхности диффузора,
i+1
i
i+1
i
n и m - количество ступенек соответственно на поверхностях конфузора и диффузора, при этом D- D=d- d=(1,8-2,2) мм.
д
Выходной диффузор 24 выполнен с углом расхождения β=(10-90)°.
На фиг. 4 приведена для сравнения конструкция известной форсунки 26, используемой в ванне «джакузи» для гидродинамического подводного массажа, содержащая сопло 27 конической формы.
На фиг. 6 представлена конструкция форсунки 28 с расположенным в ней кавитатором 9.
Форсунки снабжены защитной насадкой 29, предохраняющей от прямого соприкосновения сопла 27 и кавитатора 9 с телом пациента. При использовании форсунки, приведенной на фиг. 4, вода, поступая под давлением на вход 17 сопла 26, истекает из него в виде затопленной струи 30 (фиг. 5), имеющей определенные геометрические размеры «живого сечения потока». В зависимости от диаметра внутреннего сечения сопла 27 на кожном покрове пациента 16 образуется воронка 31 с размерами, близкими к размерам «живого сечения» струйного потока, а затем распадается на множество струек 32, которые, растекаясь по поверхности образованной воронки 31, одновременно производят динамическое воздействие 33 на подкожный и мышечный слои тела пациента 16, производя один из известных приемов массажа, а именно прием разминания.
При использовании форсунки 28 с кавитатором (фиг. 6, 7) вода поступает на вход 17 кавитатора 9 и, пройдя через его внутреннюю полость, истекает из него, образуя по внешним границам расширяющуюся со среза кавитатора гидрокавитационную каверну 34 (фиг. 7), «живое сечение» которой имеет вид тора 35 с центральной кольцевой зоной 36 (фиг. 7а), в которой отсутствуют газопаровые пузырьки, а гидростатическое давление имеет отрицательное значение. При этом срединная кавитационная часть 37 ограничена и внешней кольцевой зоной 36, в которой статическое давление выше атмосферного давления.
0
0
0
0
На фиг. 8 а), б) показано изменение геометрических размеров кавитационной каверны, истекающей из кавитатора с центральным диаметром D=1 мм в зависимости от подводящего к кавитатору давления Р, а именно на первом снимке давление Р=0,5 МПа, на втором снимке Р=0,3 МПа.
0
0
0
0
0
На фиг. 9 а), б), в) показано изменение величины зоны скопления газопаровых пузырьков на поверхности в зависимости от величины давления Р, подводящего к кавитатору с центральным диаметром D=1 мм, а именно на первом снимке давление Р=0,2 МПа, на втором снимке Р=0,3 МПа, на третьем снимке Р=0,4 МПа.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Способ основан на комбинированном гидродинамическом и кавитационном массажном воздействии затопленным пульсирующим струйным потоком на участки тела пациента, погруженного в ванну с жидкой средой.
Массаж осуществляют путем одновременного воздействия на выбранные участки тела пациента совокупностью пространственно распределенных кавитационных струй (фиг. 1) с формированием в каждой локальной области воздействия центральной круговой зоны 36 пониженного давления, срединной кольцевой зоны 37 с гидрокавитационной каверной, радиально растекающейся по выделенной области локального воздействия, и периферийной кольцевой зоны 38 силового гидродинамического воздействия (фиг. 7).
Воздействие на выделенные локальные области обеспечивают посредством кавитаторов 9, установленных в соответствующих местах ванны с ориентацией кавитационных струй на руки, ноги, шею и туловище пациента (фиг. 1, 2).
0
Вода под давлением ΔР≥0,15 МПа и скоростью струйного потока жидкости ϑ≥17,1 м/с, поступает на входы 17 кавитаторов 9 и истекает из них образуя на выходе кавитаторов гидрокавитационную каверну (фиг. 7, 8, 9). Гидрокавитационная каверна растекаясь по поверхности кожного покрова тела пациента 16 осуществляет гидрокавитационный массаж, образуя три зоны своего воздействия: центральную 36, срединную кавитационную 37 и периферийную 38.
ц
0
Д
0
вак
2
В центральной зоне 36 струйного воздействия образуется круговая область площадью  с размерами S≥1÷3 см, зависящая от диаметра наименьшего сечения кавитатора d, угла раскрытия диффузора β, давления на выходе кавитатора Р, и относительного расстояния  от среза кавитатора до поверхности тела пациента, на которую действует пониженное давление Р≅-(0,05÷0,07) МПа, которое обеспечивает вакуумный массаж путем попеременного вытягивания кожного покрова участка 39 тела пациента.
КАВ
0
0
2
В срединной кавитационной зоне 37 на кожный покров действует струйный поток с массой газопаровых пузырьков в виде тора с определенной площадью , зависящей от параметров струйного истечения, с размерами S≥27÷15 см для кавитаторов с проходным сечением D=1÷10 мм и давлении на срезе кавитатора ΔР=0,15÷0,5 МПа.
При этом осуществляется массаж массой схлопывающихся газопаровых пузырьков путем пульсирующего в широком диапазоне изменения гидродинамического давления в кумулятивных потоках микроструй из схлопывающихся газопаровых пузырьков, создающих в микрозонах перепад температур и перепад давлений, обеспечивающих массаж путем вибрации.
КАВ
В периферийной зоне 38 действует силовое динамическое давление отраженного от поверхности пациента струйного потока с определенной площадью воздействия на тело пациента  зависящей от кавитационной площади S.
В результате воздействия растекающихся струйных потоков на поверхности периферийной зоны 38 образуются своеобразные уплотнения сдвинутой кожной и подкожной поверхности тела пациента, на которые осуществляется гидродинамическое силовое воздействие, обеспечивая массаж путем глубокого разминания.
При этом относительное расстояние от среза кавитатора  до тела пациента выбирается в пределах , для максимального давления на срезе кавитатора.
На фиг. 10 представлены графики зависимостей относительного суммарного значения площадей зон кавитационного струйного потока , где , растекающегося по поверхности тела пациента и относительного суммарного значения энергий , где  от относительного расстояния  от среза кавитатора до тела пациента.
Испытания показали, что при значении , наибольшую величину имеет динамическая силовая составляющая энергии струйного гидрокавитационного потока и осуществляется первая степень силового воздействия струйного гидрокавитационного потока в виде жесткого классического массажа.
На фиг. 10 показана заштрихованная часть графика, для которой . В этом диапазоне значений относительного расстояния  от среза кавитатора до поверхности тела пациента осуществляется массаж силовым воздействием струйного гидрокавитационного потока с наибольшей площадью охвата массируемой поверхности и максимальным суммарным эффективным воздействием струйного кавитационного потока. При значении  осуществляется «щадящее» (умеренное) силовое воздействие струйного кавитационного потока.
В известном способе массажа, проиллюстрированного на фиг. 5, используются лишь одна гидродинамическая составляющая струйного потока жидкости, обеспечивающая только разминание, что снижает эффективность проведения подводного массажа.
Преимуществом предлагаемого способа является то, что при проведении подводного массажа максимально используется суммарная энергия кавитирующей струи жидкости, что обеспечивает интенсивное воздействие на кожный покров пациента путем использования нескольких приемов массажа, таких как втягивание, растирание, вибрация и глубокое разминание, что может быть эффективно использовано для лечения целлюлита, заболеваний опорно-двигательного аппарата, псориаза и других болезней, требующих более широкого спектра использования основных приемов массажа.
Одновременно с комбинированным массажным воздействием на тело пациента обеспечивают профилактическое обеззараживание от микрофлоры в рабочем объеме и на поверхности ванны за счет интенсивной гидродинамической пульсации струйного потока и повышенной температуры в зонах формирования гидрокавитационных каверн.
-5
-6
Исследования, проведенные автором (Родионов В.П. и др. Суперкавитационная струйная стерилизация жидкостей//Труды КубГТУ: Научный журнал. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2005. ТХХ1. Сер. Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды. - Вып. 2 - С 266-268), показали, что при прохождении потока воды через кавитатор и гидрокавитационную зону каверны и, попадая в область повышенного статического давления, пузырьки всхлопываются за очень короткий промежуток времени порядка 10-10 с. При этом образуются кумулятивные микроструйки, имеющие размеры 10-100 мкм и скорость 300-1000 м/с, а давление в микрообъемах при схлопывании газопаровых пузырьков может достигать порядка 100-1000 МПа. Кроме этого возникают электрические заряды, вызывающие явление электролиза воды, появление озона и ионизирующих излучений. Кавитация сопровождается также образованием ударных волн и высокими тепловыми эффектами порядка 1000 и более градусов в микрообъемах. В этот момент активируются химические реакции восстановления и окисления, распад и синтез, полимеризация, внутримолекулярная перегруппировка. Следовательно, создаются условия, разрушающие структуру белковых молекул, молекул нуклеиновых кислот и молекул жиров, т.е. в данных условиях происходит стерилизация воды в результате дезинтеграции жизненно важных молекул, входящих в состав микробных тел (источник информации - тот же).
Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг. 1) и кавитаторы для подводного массажа работает следующим образом.
В магистрали 5 подачи воды открывается вентиль 3 и ванна 1 заполняется водой от водопроводной сети 40 до необходимого уровня, после чего вентиль 3 закрывается.
Дальнейшее управление процессом осуществляется с использованием пульта 10 управления обслуживающим медицинским персоналом или непосредственно пациентом 16 после проведения необходимого инструктажа и обучения.
Открывается электроуправляемый вентиль 4 и включается водонапорный насос 2, установленные в закольцованной магистрали 5 подачи воды, обеспечивая поступление воды под давлением на гидравлические входы 17 кавитаторов 9 и циркуляцию воды в ванне 1.
Затем открывается электроуправляемый вентиль 7 и включается аэрокомпрессор 6, установленные на магистрали 8 подачи сжатого воздуха, обеспечивая подачу сжатого воздуха воздушные патрубки 18 кавитаторов 9.
На входах кавитаторов 9 вода под давлением поступает в конфузор 21 и при прохождении по внутренней ступенчатой поверхности конфузора турбулизуется за счет острых кромок ступенек конфузора, увеличивая кинетическую составляющую энергии и снижая потенциальную оставляющую энергии (давление). Потенциальная энергия давления в соответствующих сечениях потока, становится ниже давления насыщенных паров и из жидкости начинают интенсивно выделяться газопаровые пузырьки.
При достижении потока центральной части кавитатора (скорость его достигает максимума, что соответствует максимальному значению кинетической части энергии и минимальному значению потенциальной энергии, что способствует резкому увеличению выделения из жидкости газопаровых пузырьков. При переходе потока через втулку 25 в переходную камеру 22 (Фиг. 3) скорость потока резко снижается, потенциальная составляющая энергии потока увеличивается, а кинетическая составляющая энергии соответственно уменьшается. Незначительная часть образовавшихся в потоке парогазовых пузырьков не выдерживает статического давления окружающей их среды и начинает схлопываться, создавая звуковой эффект. Поток жидкости, проходя переходную камеру 22, а затем диффузор 24 расширяется и турбулизуется, а соприкасающейся со стенками диффузора жидкости за счет острых кромок ступенек начинается интенсивное зарождение еще большего количества газопаровых пузырьков в дополнение к уже образовавшимся пузырькам зарожденным в конфузоре 21. Количество выделенного из жидкости растворенного воздуха с образованием газопаровых пузырьков становится близким к максимальному. Масса жидкости с максимальным количеством присутствующих газопаровых пузырьков, вырывается из диффузора 24 (фиг. 7, 8, 9) образуя гидрокавитационную каверну 34 с определенными геометрическими размерами в виде расширяющейся капли, в которой по краям каверны с определенной толщиной стенок скапливается огромное количество газопаровых пузырьков.
Гидрокавитационная каверна 34 в сечении имеет вид тора с центральной и переходной частью (фиг. 7). В центральной части каверны статическое потенциальное давление устанавливается ниже атмосферного давления и при растекании струйного потока по поверхности кожного покрова пациента создает зону определенной площади с вакуумом (разрежением).
Низкое давление, воздействуя на кожный покров пациента, обеспечивает проведение вакуумного массажа с вытекающим известным в лечебной медицине эффектом.
Масса газопаровых пузырьков, находящихся в переходной части растекающейся каверны, занимает зону определенной площади, в которой схлопываются газопаровые пузырьки, создавая множество направленных в разные стороны кумулятивных струй, воздействующих на тело пациента и на встречные потоки жидкости, зарождая пульсации гидродинамического давления всей струи, так и микропульсации в микроструях, с широким диапазоном амплитудно-частотных колебаний давления на тело пациента.
Тем самым в зоне 37 (фиг. 7) осуществляется глубокий вибропульсационный массаж с известными в медицинской практике его лечебными свойствами.
Растекающийся по поверхности пациента поток жидкости из зоны 37 направлен под определенным углом в разные стороны от центра потока и образует внешнюю периферийную кольцевую зону 38, в которой статическое давление выше атмосферного давления.
Тем самым в зоне 38 осуществляется постоянное гидродинамическое силовое воздействие реактивной силы отраженного от поверхности пациента струйного потока, обеспечивая известный в практике массажа прием разминания.
При подаче на воздушные патрубки 18 кавитаторов 9 воздуха от аэрокомпрессора 6 воздух поступает через боковые отверстия 23 в переходную камеру 22 кавитаторов 9. В камере 22 воздух смешивается с гидрокавитационным струйным потоком и, не проникая в глубину гидрокавитационной каверны, перемещающейся с большой скоростью, переносится струйным потоком, образуя свою воздушную зону определенных размеров около гидрокавитационной каверны.
Воздушный поток, попадая на поверхность тела пациента, образует кольцеобразную зону определенных размеров со скоплением воздушных пузырьков и, отталкиваясь от поверхности тела пациента и устремляясь вверх заполненной жидкостью ванны, производит дополнительно к гидрокавитационному массажу, массажное воздействие, аналогичное приемам поглаживания и вибрации.
Приемы массажа в виде поглаживания, растирания, разминания, вибрации, основанные на умеренном или сильном давлении, воспринимаются организмом как раздражитель тактильной чувствительности.
Тактильные ощущения возникают потому, что массаж вызывает деформацию кожной поверхности и возбуждает механорецепторы кожного анализатора. Возникшее в них возбуждение передается по периферическим нервам и вызывает ощущение прикосновения, давления или вибрации. Различные участки кожи обладают неодинаковой тактильной чувствительностью.
Наименьшая чувствительность кожи к давлению наблюдается по средней линии в области спины и, если принять ее за единицу, то на других участках кожи чувствительность к давлению будет соответствовать: 1,06 - на животе по средней линии; 1,39 - на груди по средней линии; 3,01 - на передней поверхности плеча; 3,38 - на тыльной поверхности стопы; 3,80 - в области лучезапястного сустава; 7,54 - на лбу [Куничев Л.А. Лечебный массаж. Издательское объединение"Вища школа", 1982].
При использовании предлагаемого устройства рекомендуется величину силового воздействия струйного гидрокавитационного потока регулировать самим пациентом, находящимся в ванной с помощью пульта 10 управления с учетом индивидуальных чувствительных ощущений проводимого массажа различных частей тела. Контроль за давлением в магистрали 5 подачи воды и магистрали 8 подачи сжатого воздуха осуществляется с помощью манометров 11 и 12.
0
Изменяя давление ΔР=0,15÷0,5 МПа в струйном потоке можно осуществлять по желанию пациента им самим любую степень силового воздействия с учетом чувствительности кожи к давлению за счет изменения геометрических размеров гидрокавитационной каверны и перемещения по ее длине зон силового воздействия с изменением их энергетических величин.
Конструкцией кавитаторов 9 определяются такие физические факторы, как интенсивность, тип струи, обогащение потока воды пузырьками воздуха, отчего зависит вид массажного воздействия на тело человека.
Гидромассажная ванна оснащена совокупностью кавитаторов 9, сгруппированных в различных местах для воздействия на тот или иной участок тела человека с учетом расположения рефлекторных точек.
0
Отличительной особенностью конструкции предлагаемого кавитатора для подводного массажа является то, что кавитация в струйном потоке жидкости зарождается при пониженном перепаде давления ΔР≥0,15 МПа и скорости потока ϑ≥17,1 м/с, что позволяет использовать широкодоступные и экономичные насосы.
Конструктивное решение подбиралось опытным путем с учетом известных из основ гидравлики законов сохранения и изменения энергий и физических свойств жидкости, известных зависимостей и закономерностей при струйном истечении из сопел различных конструкций [Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод, Учебное пособие для вузов, 3-е издание, Лесная промышленность, 1981 г. - с. 424], параметров насоса и экспериментальных исследований по определению кавитационной способности струйных потоков истекающих из различных конструкций кавитаторов.
1
Для использования предлагаемого способа рекомендуется наиболее рационально располагать в ванной кавитататоры, как показано на фиг. 11, с учетом расстояний между их центрами так, чтобы зоны воздействия струйных потоков, истекающих из рядом расположенных кавитаторов, не пересекались между собой и располагались на определенных расстояниях L и L.
Подводный массаж может проводиться под наблюдением среднего медицинского персонала в лечебных и оздоровительных организациях или самостоятельно по режимам, предписанным лечащим врачом.
Для технической реализации и промышленного использования предлагаемого способа, устройства для его осуществления и кавитатора не требуется сложных и дорогостоящих компонентов и материалов, а используются доступные для промышленного использования технические средства.
Используются переоборудованная ванна, стандартные водонапорный насос, трубопроводы, манометры, электроуправляемые вентили с соленоидами, и кавитаторы, выполненные из нержавеющей стали. Схема пульта управления реализуется на доступных элементах электронной техники.
Способ подводного массажа, устройство для его осуществления и кавитатор прошли опытные испытания, подтверждающими эффективность технического решения, которое может быть многократно воспроизведено.