ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ МАТРАС

Полезная модель относится к мебельному производству и может быть использована в профилактических и лечебных целях в жилых помещениях, в лечебных учреждениях, на пляжах.
Аналогом изобретения является водяной матрас с герметичной гидронепроницаемой оболочкой, заполняемой специальным водным раствором. Для уменьшения подвижности воды внутри матраса размещают стабилизирующие прослойки. Водяные матрасы имеют следующие недостатки:
- при изменении положения тела пользователя происходят колебания матраса;
- существует опасность нарушения герметичности матраса;
- необходим электроподогрев жидкости в матрасе;
- оболочка матраса нарушает воздухообмен вблизи тела пользователя. Прототипом изобретения является регулируемый матрас по патенту РФ 2189165 МПК А47С 23/00 2001 г., содержащий герметичную емкость, заполненную воздухом или жидкостью, и множество опорных элементов с торцами округлой формы, опирающихся на гибкую оболочку матраса и имеющих возможность перемещения по вертикали независимо друг от друга. Края оболочки скреплены со стенками емкости. Опорные элементы выполнены полыми, сцеплены боковыми поверхностями, имеют вентиляционные отверстия в боковых поверхностях. Матрас снабжен амортизаторами с переменной упругостью, расположенными ниже емкости, и клапаном для изменения давления в емкости. Недостаток прототипа связан с наличием газо- и гидронепроницаемой оболочки, упругие силы которой снижают ортопедический эффект (способность матраса действовать на выступающие и углубленные части тела пользователя с одинаковой силой).
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение ортопедического эффекта за счет исключения необходимости использования газо- и гидронепроницаемой оболочки. Результат достигается благодаря тому, что в ортопедическом матрасе, содержащем емкость с дном и боковыми стенками, частично заполненную жидкостью, и множество опорных элементов, имеющих возможность перемещаться по вертикали независимо друг от друга, предусмотрены следующие отличия: опорные элементы контактируют непосредственно с жидкостью, каждый опорный элемент состоит из поплавка, составляющего нижнюю часть опорного элемента, головки, составляющей верхнюю часть опорного элемента, и штока, соединяющего поплавок с головкой, причем выталкивающая сила, действующая на полностью погруженный в жидкость поплавок, равна номинальной нагрузке, приходящейся на опорный элемент, в состав которого входит поплавок, и не менее чем в 3 раза превышает выталкивающую силу, действующую на шток. Кроме того, предложенный ортопедический матрас отличается тем, что расстояние от поплавка, наиболее глубоко погруженного в жидкость при номинальной нагрузке на матрас, до дна емкости не превышает 1 см; сумма длин поплавка и штока превышает сумму глубины воды в емкости до нагружения матраса и максимально возможной высоты подъема воды при нагружении матраса; наклон и перемещение в горизонтальной плоскости опорных элементов ограничены боковыми стенками емкости и соседними опорными элементами.
Поперечное сечение матраса представлено на фиг.1, конструкция опорного элемента - на фиг.2. Матрас содержит емкость 1, частично заполненную водой, и множество опорных элементов 2, служащих опорой для тела пользователя 3. Поверхностный слой матраса и постельное белье на фиг.1 условно не показаны. Опорный элемент (фиг.2) состоит из поплавка 4, размещенного в нижней части опорного элемента, штока 5, соединяющего поплавок 4 с головкой 6, размещенной в верхней части опорного элемента. Поплавок 4 представляет собой герметичную твердую оболочку круглой цилиндрической формы, заполненную воздухом, шток 5 - перфорированную обечайку круглой цилиндрической формы, головка 6 - сплошное тело, имеющее вверху округлую форму. Водоизмещение каждого поплавка не менее чем в 10 раз превышает водоизмещение штока. Все детали опорного элемента изготовлены из пластмассы.
Нагрузки под разными участками тела пользователя не одинаковы, причем изменяются непрерывно. Выталкивающие силы, действующие на полностью погруженные в воду поплавки, должны быть равны номинальным нагрузкам, приходящимся на опорные элементы, в состав которого входят поплавки, т.е. изменяться при переходе к каждому соседнему опорному элементу. Однако для упрощения процесса изготовления матраса выделены 7 зон, в границах которых поплавки имеют одинаковый объем.
В ненагруженном состоянии все опорные элементы погружены на минимальную глубину, определяемую суммой масс опорных элементов, поверхностного слоя матраса и постельного белья. При наличии тела 3 нагрузка распределяется по опорным элементам, расположенным под телом. По мере погружения поплавка в воду возрастает выталкивающая сила, действующая на него со стороны воды. Однако после того, как поплавок полностью погружается в воду, дальнейшее погружение опорного элемента не приводит к существенному увеличению выталкивающей силы (при полностью погруженном штоке увеличение составляет не более 10%). Погружение опорных элементов продолжается до тех пор, пока действующая на них нагрузка не уравновешивается суммой выталкивающих сил. В результате опорные элементы, поплавки которых полностью погружены в воду, действуют на выступающие и углубленные части тела 3 с почти одинаковой силой.
Благодаря тому, что сумма длин поплавка и штока превышает сумму глубины воды в емкости до нагружения матраса и максимально возможной высоты подъема воды после нагружения матраса, головки опорных элементов не могут оказаться затопленными водой. За счет достаточно плотного размещения в емкости опорных элементов их наклон и перемещение в горизонтальной плоскости ограничены боковыми стенками емкости и соседними опорными элементами.
Матрас предназначен для пользователей, имеющих массу, находящуюся в некотором заданном диапазоне. При массе пользователя больше заданного диапазона по крайней мере часть нагруженных опорных элементов упирается в дно емкости. При массе пользователя меньше заданного диапазона по крайней мере часть поплавков нагруженных опорных элементов оказывается не полностью погруженной в воду.
Сужение заданного диапазона нагрузки на матрас, увеличение числа опорных элементов, учет непрерывности изменения давления тела на матрас дают возможность приближаться (теоретически - неограниченно) к идеальному ортопедическому эффекту.