ТЕРМОКОНТРАСТНЫЙ ВОЗДУШНЫЙ МАССАЖЕР

Термоконтрастный воздушный массажер (в дальнейшем - массажер) может найти применение в учреждениях медицины и в домашних условиях для лечения и профилактики различных заболеваний, а также для общеукрепляющего, закаливающего и оздоравливающего воздействия.
Контрастные обливания - попеременное действие на кожные покровы тела потоков воды, резко различающихся по температуре. Подобные водные процедуры, по утверждению медиков, полезны и для тела, и для души.
При воздействии на кожу высоких температур, поры открываются, происходит расширение сосудов и организм начинает выводить шлаки, резкий переход на холодную воду, воздействует на нервные окончания и поры начинают быстро сужаться, происходит очищение клеток. Благодаря такому контрасту кожа приобретает гладкую структуру и упругость, по сути температурное чередование, то есть контраст, оказывает на наш организм омолаживающее действие.
Принимать контрастный душ можно в домашних условиях, вручную переключая смеситель с «холодной» воды на «горячую» и наоборот. Конечно, это требует определенной силы воли, привыкания и зачастую связано с опасностью неправильной дозировки времени воздействия «холодной» части процедуры, что может привести к простудным заболеваниям. Поэтому разрабатывают специальные душевые насадки, сочетающие в себе одновременно два потока воды различной температуры, позволяющие ограничить «обрабатываемый» участок тела или создать более комфортные условия принятия контрастного душа. Известны некоторые разработки, например: «гидромассажное устройство купальной ванны» - патент РФ 2161944; «душевая насадка для температурного массажа» - патент РФ 2221650; «гидромассажное устройство купальной ванны» - патент РФ 2157439; «контрастный душ» - патент РФ 2033131; «термоконтрастный душ» - патент РФ 2006216. Однако при всех своих достоинствах, указанные разработки имеют недостатки, в основном связанные с некоторыми ограничениями их технических параметров, и неудобствами пользования.
Так как рабочим телом вышеперечисленных разработок является вода, причем из магистрали общего пользования, то параметры температурного режима имеют соответствующие ограничения, не говоря уже о необходимости специального монтажа. Кроме того, при каждом приеме процедуры необходимо раздеваться, одеваться и т.п., что требует затраты определенного времени и не всегда удобно.
Всех этих недостатков лишен предлагаемый массажер. Рабочим телом в данном случае является воздух, получаемый автономно. Массажер компактен, занимает мало места и всегда готов к использованию. Конструктивно массажер прост, а, следовательно и надежен, в нем отсутствуют электронагревательные элементы и он безопасен в применении. Так как рабочим телом является воздух, процедуры можно принимать в любой одежде и только открывая необходимую часть тела, более тщательно регулируя разницу и продолжительность физиотерапевтического действия, при этом можно заниматься еще каким-нибудь делом, например, смотреть телевизор. Происходит не только тепловое контрастное воздействие, но также массажирование, т.к. головки входящей в массажер насадки вращаются и струи воздуха точечно воздействуют на участки обрабатываемой поверхности тела.
Массажер включает в себя следующие основные узлы:
- Компрессор, обеспечивающий расход воздуха до 50 л/мин при давлении до 0.8 МПа;
- Вихревую трубку Ранка-Хильша;
- Душевую насадку (в дальнейшем - насадка) с вращающимися головками.
Физиотерапевтический эффект массажера основан на воздействии на определенный участок тела воздушных потоков, резко различающихся по температуре, причем их значения (как абсолютные, так и разницу между ними) можно регулировать в зависимости от требуемого курса лечения и индивидуального ощущения.
Разделение потока воздуха, подаваемого компрессором на горячую и холодную составляющую, основано на т.н. «эффекте Ранка-Хилыпа», описанного в литературе, в том числе и в научной, как например, Вихревой эффект и его применение в технике / А.П.Меркулов. - М.: Машиностроение, 1966. /1/, Вихревые аппараты / А.Д.Суслов, C.B.Иванов, А.В.Мурашкин, Ю.В.Чижиков. - М.: Машиностроение, 1985. /2/, Вихревой эффект и его применение в технике / А.П. Меркулов. - Самара: Оптима, 1997. /3/, а также в Интернет (ключевые слова: «вихревой эффект», «эффект Ранка», «вихревая трубка»), например: sciteclibrary.ru>rus/catalog/pages/1file://390.html/Ю.Ю.Рыкачев - К вопросу о физике эффекта Ранка /4/.
Основываясь на вышеописанном эффекте, созданы самые разнообразные приборы от микрохолодильников до сложных установок по обработке природного газа в нефтедобывающей, газовой и химической промышленности, разнообразные приборы для авиации, железнодорожного и автомобильного транспорта, и сельского хозяйства (см. /1/, /2/, /3/ и Интернет).
Предлагаемая полезная модель использует вышеозначенный «эффект Ранка-Хильша» для физиотерапевтических целей. Основная задача заявляемого технического решения заключается в создании двух воздушных потоков, резко различающихся по температуре, воздействующих на определенный участок тела человека, причем эти потоки воздуха, проходя через сопла в головках насадки, разбиваются на определенное количество отдельных струй, поступающих из перфорированных головок насадки. Головка с холодной фракцией расположена в центре насадки, а головка с горячей фракцией расположена концентрично, причем головки вращаются в разные стороны, так что струи создают массажирующий эффект. Сама насадка с вращающимися головками снабжена ручкой, так что ее можно перемещать, последовательно обрабатывая желаемые участки тела. Подобное расположение головок (в центре - холодная, а по краям - горячая), благоприятно ощущается пациентом, не позволяя растекаться ощущению холода, т.к. охлаждаемый участок окружен кольцом согревающего потока.
На фигуре 1 представлена общая схема массажера. Здесь 1 -компрессор; 2 - вихревая трубка; 3 - насадка; 4, 5, 6 - гибкие трубопроводы.
На фигуре 2 показано движение воздушных потоков: сжатый воздух от компрессора поступает в вихревую трубку, разделяется на холодную и горячую фракции и далее эти две раздельные фракции поступают по гибким трубопроводам в насадку и через перфорацию в головках насадки выбрасываются окружающую среду - на обрабатываемый участок тела. Благодаря тому, что каналы перфорации выполнены под углом к оси вращения головок насадки, создается реактивный момент и головки вращаются (в разных направлениях). Холодная фракция обозначена белой стрелкой, а горячая - черной.
На фигуре 3 показано сечение F-F (см. фиг.2) по улитке вихревой трубки. Стрелками показано движение воздуха
На фигуре 4 показан вид на насадку сверху.
На фигуре 5 показан вид на насадку спереди.
На фигуре 6 приведена конструктивная схема насадки. Здесь 7 -корпус; 8 - регулировочное кольцо; 9 - крышка; 10 - горячая головка; 11 - холодная головка; 12 - подшипник холодной головки; 13 - подшипник горячей головки;
На фигуре 7 показано сечение Α-A (см. фиг.6) по крышке 9 с каналами подвода. Здесь: 14 - центральный канал подвода холодного воздуха; 15 и 16 отводящие каналы; 17 и 18 - холодные камеры смешения; 19 и 20 - каналы подвода горячего воздуха; 21 и 22 - отводящие каналы горячего воздуха; 23 и 24 - горячие камеры смешения.
На фигуре 8 показан вид В на регулировочное кольцо 8 (со снятой крышкой 9). Здесь: 25 и 26 - фигурные прорези в регулировочном кольце; 27, 28, 29, 30 - отверстия в корпусе 7 (см. фиг.6).
На фигурах 9 и 10 показано положение регулировочного кольца 8, когда фигурные прорези 25 и 26 объединяютют обе горячие и холодные камеры смешения и в горячую головку 10 через отверстия в корпусе 27 и 28 подается смесь горячего и холодного воздуха.
На фигурах 11 и 12 показано положение регулировочного кольца 8, когда фигурные прорези 25 и 26 открывают доступ в горячую головку 10 через отверстие 28 только горячий воздух из горячей камеры смешения 23 и перекрывают доступ холодного воздуха из холодной камеры смешения 18.
На фигурах 13 и 14 показано положение регулировочного кольца 8, когда фигурные прорези 25 и 26 открывают доступ в горячую головку 10 через отверстие 27 только холодный воздух из холодной камеры смешения 18 и перекрывают доступ горячего воздуха из горячей камеры смешения 23.
Массажер работает следующим образом. Компрессор подает сжатый воздух в улитку вихревой трубы. При сверхкритическом перепаде давления воздуха на соплах улитки в камере разделения вихревой трубы происходит термодинамическое разделение воздушного потока на холодную и горячую фракцию, при этом горячая фракция оттесняется к периферии, а холодная - к оси трубки. Эти два разделенных потока соответственно выводятся: горячая - через дроссель (на фиг.2 расположен в правой части трубки), а холодная -через диафрагму (на фиг.2 расположена в левой части трубки). Как показали многочисленные эксперименты и работающие образцы вихревых трубок, изменения температур воздуха зависят от отношения расходов холодной и горячей фракций, определяемых геометрическими параметрами вихревой трубы, положением дросселя и размерами диафрагмы и достигают нескольких десятков градусов как в сторону нагрева, так и в сторону охлаждения. Поэтому можно принять вполне умеренные значения температур: при подаче воздуха «комнатной» температуры (+20°С), горячая фракция будет иметь значения 60°С÷80°С, а холодная -10°С÷-15°С, хотя при необходимости эти значения могут быть подкорректированы в ту или иную сторону. По гибким трубопроводам горячая и холодная фракции подводятся к насадке и далее через соответствующие каналы - к головкам (холодной и горячей соответственно), имеющим отверстия перфорации и возможность вращения. Оси отверстий перфорации наклонены по отношению к оси вращения головок, так что за счет реактивного момента головки вращаются, причем в разные стороны. Этим достигается дополнительный массажный эффект. Температуры холодной и горячей фракций можно регулировать режимом работы компрессора, а также, с помощью регулировочного кольца, можно дополнительно подкорректировать температуру горячей фракции, как показано на фигурах 9÷14.
Подобрав оптимальный (комфортный) режим работы массажера как по перепаду температур, так и по интенсивности расхода воздуха, насадку перемещают вдоль обрабатываемого участка тела.
Массажер прост в эксплуатации, всегда готов к применению, потребляемая мощность - примерно 700 Ватт.
Использование предлагаемого массажера позволяет осуществлять общеукрепляющие, закаливающие и оздоравливающие процедуры в комфортабельной обстановке.