Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТКАНИ - Патент РФ 2173099
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТКАНИ
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТКАНИ

УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТКАНИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к очистке живой ткани. Устройство содержит емкость для стерильной жидкости, головку для подачи газожидкостного потока, средства для подачи жидкости и газа, средство для избирательного воздействия на указанную емкость и средство для вывода газожидкостного потока с комбинирующим элементом в виде сопловой насадки. Способ очистки живой ткани включает воздействие потоком сжатого кислорода на источник стерильной жидкости, комбинирование газа и жидкости, подаваемых к головке для подачи газожидкостного потока, чтобы вызвать ударную волну в газожидкостном потоке и обеспечить поток микроскопических капель, взвешенных в высокоскоростной газовой струе, и дальнейшее воздействие потока на живую ткань. Технический результат - удаление из ткани самых мельчайших частичек. 3 с. и 9 з.п.ф-лы, 8 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2173099
Класс(ы) патента: A61B17/00
Номер заявки: 98124078/14
Дата подачи заявки: 22.01.1997
Дата публикации: 10.09.2001
Заявитель(и): ТАВ-ТЕХ ЛТД. (IL)
Автор(ы): ТАВГЕР Михаэль (IL)
Патентообладатель(и): ТАВ-ТЕХ ЛТД. (IL)
Описание изобретения: Изобретение относится к обработкe живой ткани и, в частности, к очистке обнаженной живой ткани.
Очистка обнаженной живой ткани, а именно ткани человека или животного, обнажаемой в процессе хирургических операций, заключается в удалении из ткани твердых частиц, таких как волокна, пыль, песчинки, и подобных им веществ, а также веществ органического происхождения, а именно гноя, жировых телец и т.д. Органические вещества, как правило, имеют свойство прикрепляться к ткани гораздо прочнее, чем неорганические, и поэтому тяжелее поддаются удалению. Поэтому, если неорганические вещества могут быть смыты с ткани при помощи струи жидкости, то удалить таким же способом некоторые органические вещества очень часто не представляется возможным. Еще более специфичным и поэтому наиболее сложным является случай, когда эти частицы тоньше пограничного слоя, образованного струей воды на поверхности ткани. Этот слой характеризуется скоростью потока жидкости, которая резко уменьшается у его поверхности и становится равной нулю на самой поверхности.
Мельчайшие частицы, которые находятся в пограничном слое, проявляют устойчивость к потоку жидкости, достаточную, чтобы прикрепиться к поверхности и не быть смытыми потоком, даже когда он имеет очень высокую скорость.
Для решения описанной проблемы был разработан целый ряд приборов, в которых использованы пульсирующие промывающие струи, как это описано, например, в патентах США N 4350158 и N 4982730. Подобные устройства, создающие пульсирующую струю, разработаны таким образом, чтобы струя жидкости имела уменьшенную толщину слоя, для того чтобы смывать мелкие частицы. Однако известные устройства, как правило, имеют сложную конструкцию, используют очень большое количество жидкости, и, как оказалось, обладают весьма незначительными преимуществами по сравнению с непульсирующими устройствами.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа и устройства для очистки живой ткани в процессе хирургических операций у человека или животных, которые способны устранить недостатки известных технических решений.
Кроме того, задачей изобретения является создание такого способа очистки и такого устройства для осуществления этого способа, которые позволят применить стерильную жидкость на поверхности ткани таким образом, чтобы можно было удалить даже самые мельчайшие частички, обеспечив тем самым очистку более эффективную, чем известные до сих пор способы и устройства.
Более того, очистка осуществляется при использовании относительно небольшого количества жидкости, что делает предлагаемый способ не только более эффективным и менее расточительным, чем известные способы, но и более удобным по сравнению с известными способами.
Предлагаемый способ, кроме того, характеризуется наличием у него терапевтического воздействия на ткани, подвергающиеся очистке.
Для решения задач, поставленных перед изобретением в соответствии с его основным вариантом исполнения, устройство, которое использует жидкость и газ в качестве рабочих сред для промывки живой ткани, включает:
- емкость для стерильной жидкости;
- головку для подачи газожидкостного потока, снабженную впускным отверстием для жидкости и впускным отверстием для газа, средством для вывода газожидкостного потока и клапанным агрегатом, установленным между указанными впускными отверстием и указанным средством для вывода газожидкостного потока и служащим для селективной подачи потоков жидкости и газа соответственно от впускных отверстий к средству для вывода газожидкостного потока;
- средство для подачи жидкости, расположенное между входным отверстием для жидкости, находящимся внутри указанной емкости, и выходом для жидкости, соединенным с впускным отверстием для жидкости на головке для подачи газожидкостного потока;
- средство для подачи газа, установленное между входом для газа и выходом для газа, причем вход для газа соединен с источником сжатого газа, а выход для газа соединен с впускным отверстием для газа головки, при этом средство для подачи газа соединено с указанной емкостью через промежуточный выпускной канал, а также
- средство для избирательного воздействия на указанную емкость для стерильной жидкости потоком сжатого газа, поступающим из входа для газа к выходу для газа, а затем вo впускное отверстие для газа на головке для подачи газожидкостного потока для того, чтобы осуществить подачу под давлением стерильной жидкости по средствам для подачи жидкости от указанного входа к выходу для жидкости и во впускное отверстие для жидкости на головке для подачи газожидкостного потока.
Кроме того, в соответствии с основным вариантом исполнения изобретения поток газа из клапанного агрегата попадает в комбинирующий элемент, объединяющий газ и жидкость под давлением, которое имеет первое значение. Комбинирующий элемент выполнен с возможностью вызвать падение давления в газовом потоке таким образом, чтобы давление газожидкостного потока после выхода из указанного средства для вывода имело второе значение, причем первое значение по меньшей мере в два раза больше второго значения, для того чтобы создать в газожидкостном потоке после его выхода из указанного средства для вывода ударную волну и распылить жидкую часть указанного потока на микроскопические капли, взвешенные в газовой составляющей указанного потока.
Кроме того, в соответствии с основным вариантом исполнения изобретения, средство для вывода газожидкостного потока дополнительно содержит средство для прикладывания к очищаемым тканям всасывающего усилия.
Помимо этого в соответствии с основным вариантом исполнения изобретения средство для вывода газожидкостного потока дополнительно содержит внутренний сопловой компонент, выполненный с возможностью обеспечения формирования выходного потока стерильной жидкости, при этом указанная сопловая насадка включает:
- заднюю часть, выполненную с возможностью охвата внутреннего насадочного элемента и установленную с охватом внутреннего соплового компонента, так чтобы образовать канал между ними для потока газа;
- переходную часть, образованную в результате сужения указанной задней части в переднем направлении;
- переднюю часть, образующую сопло и сужающуюся в заднем направлении к указанной переходной части;
- при этом указанный канал выполнен суживающимся по направлению к передней части сопловой насадки, так чтобы поток газа, проходящий через указанный канал, увеличивал свою скорость по меньшей мере до значения, близкого к звуковому.
При этом передняя часть расширяется по направлению к соплу таким образом, чтобы скоростной поток газа расширился, вызвав тем самым падение давления до значения ниже атмосферного, так чтобы, когда сопло сопловой насадки окажется вблизи от ткани, загрязненной различными частицами, эти частицы подвергнутся воздействию давления, которое ниже атмосферного, и в результате смогут быть высвобожденными из ткани.
Согласно предпочтительному варианту газожидкостной поток после выхода из указанного средства для вывода имеет скорость, близкую к звуковой.
Кроме того, в соответствии с основным исполнением изобретения вход средства для подачи газа выполнен с возможностью соединения с источником сжатого кислорода, а указанный газожидкостной поток является потоком микроскопических капель стерильной жидкости, взвешенных в высокоскоростной струе кислорода.
Далее в соответствии с основным вариантом исполнения изобретения предлагается способ очистки живой ткани, который включает:
- воздействие потоком сжатого газа на источник стерильной жидкости для того, чтобы обеспечить подачу жидкости в головку для подачи газожидкостного потока; подачу сжатого газа в головку для подачи газожидкостного потока;
- комбинирование газа и жидкости, подаваемых к головке для подачи газожидкостного потока таким образом, чтобы вызвать падение давления в газовом потоке, так чтобы давление газожидкостного потока имело второе значение, причем указанное первое значение по меньшей мере в два раза больше второго значения, что позволяет вызвать ударную волну в газожидкостном потоке и обеспечить распыление жидкой части потока на микроскопические капли, с созданием газожидкостного потока в форме микроскопических капель, взвешенных в высокоскоростной газовой струе, а также
- воздействие газожидкостного потока на живую ткань с тем, чтобы удалить с нее загрязнения и увлажнить ее.
Кроме того, в соответствии с основным вариантом исполнения изобретения способ также включает до этапа комбинирования формирование выходного газового потока;
- обеспечение расширения выходного газового потока, для того чтобы тем самым способствовать уменьшению давления в газовом потоке до значения ниже атмосферного и создать всасывающее усилие, и
- совмещение выходного жидкостного потока с указанным расширенным выходным газовым потоком.
Кроме того, в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом исполнения изобретения, предлагается способ очистки и заживления поврежденной живой ткани, который включает:
- воздействие потоком сжатого кислорода на источник стерильной жидкости для того, чтобы обеспечить подачу жидкости в головку для подачи газожидкостного потока;
- подачу сжатого кислорода в головку для подачи газожидкостного потока; комбинирование кислорода и жидкости в процессе их подачи к головке, обеспечивая таким образом кислородно-жидкостной поток в виде микроскопических капель стерильной жидкости, взвешенных в высокоскоростной кислородной струе; а также
- воздействие кислородно-жидкостного потока на поврежденные ткани, что позволяет удалить загрязнения с тканей, предотвратить их пересыхание и обеспечить заживление.
Предлагаемое изобретение будет более понятным из приведенного ниже детального описания, в котором даются ссылки на чертежи, где:
на фиг. 1 - общий вид газожидкостного устройства по настоящему изобретению;
на фиг. 2 - вид сбоку емкости по фиг. 1, в увеличенном масштабе, в разрезе;
на фиг. 3 - поперечное сечение распределительного колпачка емкости, по В-В на фиг. 2, в увеличенном масштабе;
на фиг. 4 - поперечное сечение головки для подачи газожидкостного потока, изображенной на фиг. 1 в увеличенном масштабе, в процессе работы;
на фиг. 5 - увеличенное изображение части клапанного агрегата в открытом положении:
на фиг. 6 - увеличенное изображение части клапанного агрегата в закрытом положении;
на фиг. 7 - частичный вид сбоку головки для подачи газожидкостного потока, выполненной в соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения и снабженной сопловой насадкой, выполненной с возможностью создания давления всасывания в непосредственной близости от насадки:
на фиг. 8 - увеличенное диаграммное изображение сечения сопловой части головки для подачи жидкости по фиг. 4 в процессе всасывания.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 изображено устройство 10, предназначенное для использования жидкости и газа в качестве рабочих текучих сред для промывки живой ткани животного или человека во время хирургических операций. Далее в данном описании будет показано, что устройство по изобретению обладает высокой эффективностью, позволяющей удалять загрязняющие частицы из живой ткани, включая очень мелкие частицы, которые не могут быть удалены при помощи ранее известных способов. Кроме того, предлагаемое устройство использует относительно небольшое количество жидкости, выполняя таким образом свое назначение очищать ткани и предотвращать их от пересыхания во время хирургических операций, и при этом его использование не приводит к накапливанию больших количеств жидкости в оперируемой зоне. Более того, использование кислорода имеет терапевтический эффект, сам по себе широко известный. Кроме того, использование кислорода в качестве источника газа делает устройство полезным не только в операционной, но и в любых других зонах больницы, в которых действует система подачи кислорода.
Устройство 10 включает емкость 12 для стерильной жидкости. Ею может являться, например, любой подходящий солевой раствор, который можно использовать для орошения, в частности, 0,9%-ный раствор хлорида натрия; а также головку 14 для подачи газожидкостного потока. На фиг. 4 видно, что головка 14 имеет впускной патрубок 16 с впускным отверстием для жидкости, впускной патрубок 18 с впускным отверстием для газа, а также средство для вывода газожидкостного потока в форме сопловой насадки 20, через которую выходит комбинированный газожидкостной поток со скоростью, приближающейся к звуковой. Как следует из приведенного ниже описания, именно этот поток и предназначен для очистки тканей.
В соответствии с одним из примеров исполнения изобретения емкость 12 может быть закрыта пятиходовым распределительным колпачком 22, который закреплен на емкости при помощи резьбы (не изображена), защелки или любого другого подходящего соединения. На фиг. 2 и 3 показано, что распределительный колпачок 22 имеет впускной канал 24 для газа, первый и второй выпускной каналы для газа, которые соответственно обозначены позициями 26 и 28 (фиг. 1 и 3), впускной канал 30 для жидкости, а также выпускной канал 32 для жидкости.
Первая трубка 34 для газа имеет входной конец 36, который соединен (с возможностью отсоединения) через кислородный штуцер 38 с выходом 40 устройства подачи кислорода, образуя совместно с ним соединение, хорошо известное под названием "кислородное соединение Зильберман 2000" (Silberman 2000) и использующееся во многих больницах как в Израиле, так и во всем мире. При помощи этого соединения происходит централизованное снабжение кислородом под высоким давлением. Как правило, желательно, чтобы подача кислорода производилась стабильно, без пульсаций под давлением около 3 атм. Первая трубка 34 для газа также имеет выходной конец 42, который соединен посредством подходящего винтового или защелкивающегося соединения 44 с впускным каналом 24 для газа. Вторая трубка для газа 46 имеет входной конец 48 и выходной конец 50. Входной конец 48 связан через соединение 52, аналогичное соединению 44, с первым выпускным каналом для газа 26, а выходной конец 50 прикреплен через подходящее соединение 54, которое также аналогично соединению 44, к впускному каналу 18' дополнительной трубки 19 для газа, соединенной, как показано на фиг. 4, с впускным отверстием 18 для газа головки 14 для подачи газожидкостного потока (называемой далее также подающей головкой).
Трубка для жидкости 56 имеет входной конец 58, который прикреплен через соединение 59, аналогичное соединению 44, к выпускному каналу для жидкости 32 распределительного колпачка 22. Кроме того, трубка для жидкости 56 имеет выходной конец 60, который прикреплен при помощи соединения 62, которое также является аналогичным соединению 44, к впускному отверстию 16' дополнительной трубки 17 для жидкости, соединенной с впускным каналом 16 для жидкости головки 14 (фиг. 4).
Трубка 66 (фиг. 1 и 2) прикреплена к входному каналу 30 для жидкости распределительного колпачка 22 и имеет свободный конец 68, направленный к дну емкости 12 и образующий входное отверстие 70 для жидкости.
Из фиг. 2 и 3 видно, что распределительный колпачок 22 выполнен таким образом, что входной канал 24 для газа соединен с первым и вторым выходными каналами 26 и 28 для газа, давая таким образом газу возможность проходить из первой трубки 34 для газа (фиг. 1) через колпачок 22 во вторую трубку 46 для газа (фиг. 1), способствуя также подаче газа под давлением в емкость 12 через второй выходной канал 28 для газа. Входной канал 30 для жидкости, а также выходной канал 32 для жидкости также соединены друг с другом, как это показано на чертежах, при этом газ и жидкость, протекающие через распределительный колпачок 22, отделены друг от друга.
Таким образом, понятно, что когда при соответствующей настройке рычагов 72 головки 14 (как это описано ниже) газ проходит через первую и вторую трубки 34 и 46 для газа, порция сжатого газа входит в емкость 12 через второй выпускной канал 28 для газа, тем самым способствуя созданию повышенного давления для жидкости, находящейся в емкости 12. Это увеличение давления вместе с разницей давления внутри емкости и в сопловой насадке 20 для вывода жидкости головки 14 обуславливают поступление жидкости из емкости 12 во входное отверстие 70 для жидкости трубки 66 и отсюда далее в трубку 56 для жидкости. Как будет описано далее со ссылками на фиг. 4-6, давление в нижней части насадки 20 для вывода жидкости равно атмосферному, обеспечивая таким образом требуемое падение давления и давая возможность произойти указанному истечению жидкости. Желательно, чтобы рычаги 72 были соединены при помощи любого подходящего средства (не показано) так, чтобы ими можно было управлять одновременно.
На фиг. 4, 5 и 6 детально показаны подающая головка 14 (фиг. 4) и части клапанного агрегата (фиг. 5 и 6). Как было уже сказано выше, подающая головка 14 имеет впускной патрубок 16 для жидкости, впускной патрубок 18 для газа и сопловую насадку 20 для вывода газожидкостного потока, которая обеспечивает истечение потока газа и жидкости со скоростью, близкой к звуковой.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что исполнение подающей головки 14, описанное выше со ссылками на фиг. 4-6, приведено только в качестве примера, поэтому в рамках настоящего изобретения возможно использование и других подходящих типов соединений и клапанов.
Подающая головка 14 включает клапанный агрегат 79, обеспечивающий проход для жидкости и газа от впускного патрубка 16 для жидкости и впускного патрубка 18 для газа соответственно к сопловому наконечнику 108, предназначенному для объединения (комбинирования) газа и жидкости, как это описано ниже. Клапанный агрегат 79 имеет корпус 80, к задней части которого подведены впускной патрубок 16 для жидкости и впускной патрубок 18 для газа. Корпус 80 включает также жидкостную и газовую камеры 82 и 84 соответственно, которые ориентированы в поперечном направлении относительно направления потока и отделены друг от друга, но соединены с соответствующими впускными каналами 16 и 18 через первое отверстие 86 для подачи жидкости и первое 11 отверстие 88 для подачи газа. Камеры 82 и 84 также связаны через второе 90 отверстие для подачи жидкости и второе отверстие 92 для подачи газа соответственно с передней частью 94 корпуса 80.
В передней части 94 корпуса выполнены внутренняя выточка 96 и внешняя выточка 98, которая окружает внутреннюю выточку. Внутренняя выточка 96 сообщается со вторым отверстием для подачи жидкости 90, а внешняя выточка сообщается со вторым отверстием 92 для подачи газа. Внутренний сопловой 12 компонент 100, который установлен во внутренней выточке 96 таким образом, чтобы сопрягаться со вторым отверстием 90 для подачи жидкости, переходит в узкий длинный канал, который заканчивается сопловым отверстием 102 и через который выпускается узкая струя жидкости. Цилиндрический компонент 108 для объединения жидкости и газа установлен во внешней выточке 98 соосно с внутренним сопловым компонентом 100.
Цилиндрический компонент 108 имеет переднюю часть 110, которая сужается к отверстию 112, находящемуся, как это видно из фиг. 4, на одной оси с сопловым отверстием 102 внутреннего соплового компонента 100. Цилиндрический компонент 108 выполнен таким образом, чтобы обеспечить подачу проходящего потока газа в головке 14 концентрично по отношению к напорной струе жидкости, выходящей из соплового отверстия 102. Соответственно, по мере того как струи жидкости и газа пространственно совмещаются друг с другом, они превращаются в передней части 110 цилиндрического компонента 108 в единую газожидкостную струю (поток).
Каждая из камер 82 и 84 содержит клапан, типовая конструкция которого будет рассмотрена далее. Поскольку эти клапаны являются идентичными друг другу, они оба обозначены позицией 120, а общие компоненты обоих клапанов обозначены одинаковыми позициями. Каждый клапан 120 снабжен цилиндрическим седлом 122, в котором расположена внутренняя клапанная пластина 124.
Если обратиться теперь к фиг. 5 и 6, то можно увидеть, что в данном примере клапанная пластина 124 имеет, как правило, коническое, расширяющееся отверстие 126, в котором находится конический запорный элемент 128. В условиях когда нет никаких противодействующих сил, запорный элемент находится внутри отверстия 126, как это показано на фиг. 6, в отведенном, запирающем положении под воздействием упругого элемента 130, например, пружины растяжения. Каждый регулируемый при помощи большого пальца рычаг 72 (фиг. 1 и 3) имеет резьбовое отверстие 134, вытянутое в направлении, поперечном по отношению к потоку (фиг. 4). Как видно из фиг. 4, винтовой элемент 136 проходит через резьбовое отверстие 134 и заканчивается головкой 138 большего диаметра. Гайка 140 связана с головкой 138 и выполнена с возможностью свободного вращения вокруг продольной оси 142 винтового элемента 136. Гайка 140 установлена в поршнеобразной втулке 144, которая выполнена с возможностью осевого перемещения вдоль обращенных внутрь направляющих 146, выполненных в седле 122.
Из фиг. 6 видно, что клапанное отверстие 126 закрыто запорным элементом 128. Поворот рычага 72 в заданном направлении придает винтовому элементу линейное движение вовнутрь. Поскольку гайка 140 свободно вращается вокруг оси 142, она не вращается, а просто утапливается под действием винтового элемента 136. Это движение вовнутрь вызывает соответствующее движение вовнутрь втулки 144 вдоль направляющих 146. При этом втулка 144 воздействует на заднюю удлиненную часть 148 запорного элемента 128, утапливая ее вовнутрь, в направлении, указанном стрелками 149 на фиг. 5, и вызывая, таким образом, частичное открывание клапанного отверстия 126, что позволяет пропустить поток газа или жидкости.
В клапанной пластине 124 имеется первая группа радиальных канавок 150, образованных в ее задней части и сообщающихся с внутренней частью седла 122 клапана. Седло 122 снабжено одной или более радиальными канавками 152, которые образуют вторую группу канавок, сообщающихся с выточкой 154.
Выточка 154, второе отверстие 90 для подачи жидкости и второе отверстие 92 для подачи газа выполнены таким образом, что открывание клапанного отверстия 126 дает возможность потокам жидкости и газа пройти по путям, образованным клапанными отверстиями 126, первой группой радиальных канавок 150 клапанной пластины 124, второй группой радиальных канавок 152 седла 122, выточкой 154 и соответствующим отверстием 90 или 92.
Как уже упоминалось выше, газ находится в сжатом состоянии и подается под давлением в 2-3 атм. Хотя во время прохождения потока через подающую головку 14 может иметь место минимальная потеря напора, подающая головка выполнена таким образом, чтобы свести подобные потери к минимуму и обеспечить давление в потоке не менее 2 атм, вплоть до точки, где объединенная напорная струя выходит сквозь отверстие 112 цилиндрического компонента 108 в атмосферу.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что когда давление в струе жидкости падает до атмосферного, то это происходит мгновенно, от 2 или более атм до 1. Резкое падение давления приводит к тому, что скорость комбинированной струи в точке ее выхода в атмосферу приближается к скорости звука, т. е. составляет около 330 м/с. Резкое падение давления становится также причиной возникновения ударной волны в струе. Эффект ударной волны заключается в распылении частиц жидкости в комбинированной струе в мельчайшие водяные капли, и получении таким образом струи, которая представляет собой спрей, т.е. состоит из мельчайших капель жидкости, взвешенных в газовой струе, которая согласно настоящему изобретению имеет скорость, близкую к звуковой.
В процессе создания настоящего изобретения было обнаружено, что если подающая головка находится вблизи от ткани, подвергаемой очистке, как правило, на расстоянии около 10 см, микроскопические капли жидкости бомбардируют ее и все загрязнения на ткани, удаляя их тем самым из ткани, т.е. очищая ее.
Смачивание загрязнений подобным образом, а именно микроскопическими каплями, вызывает существенное увеличение аэродинамического сопротивления загрязняющих частиц, так что сила бомбардировки комбинированной жидкой струей обладает способностью отделить их от поверхности ткани и унести в капельном потоке. Увеличение аэродинамического сопротивления частиц обуславливается, с одной стороны, их смачиванием каплями и отсутствием струи жидкости на поверхности ткани с постоянным пограничным слоем, с другой стороны. Соответственно, поскольку никакие загрязнения не защищены постоянным пограничным слоем жидкой струи, их легко удалить газожидкостной капельной струей (спреем).
На фиг. 7 изображена головка 200 для вывода газожидкостного потока (или подающая головка), а на фиг. 8 детально изображена сопловая насадка 202 головки 200, выполненной в соответствии с альтернативным вариантом исполнения изобретения. Головка 200 для подачи газожидкостного потока аналогична подающей головке 14, показанной и описанной выше со ссылками на фиг. 1 и 4. В связи с этим ниже приводятся описания только отличий между головкой 200 и головкой 14. Соответственно конструктивные элементы подающей головки 14, которые представлены на фиг. 1 или 4 и в точности повторяются в головке 200, обозначены на фиг. 8 теми же позициями, но с добавлением индекса (').
Если обратиться к фиг. 8, то можно видеть, что подающая головка 200 характеризуется наличием у нее сопловой насадки (сопловой части) 202, которая включает в себя как одно целое заднюю часть 204, где происходит смешение газа и жидкости, и переднюю всасывающую часть 206. Насадка 202 по форме напоминает песочные часы, так что задняя часть 204 и передняя часть 206 сужаются в направлении узкой перемычки, или переходной части 208. Внутренний сопловой компонент 100' выполнен слегка выступающим за переходную часть 208 и имеет соответствующую слегка сужающуюся перемычку 210, диаметр которой увеличивается в направлении передней всасывающей части 206.
Когда поток газа, обозначенный стрелками 212, под давлением, превышающим атмосферное, поступает в сужающийся кольцевой канал 214, образованный между внутренним сопловым компонентом 100' и сопловой частью насадки 202, его близкая к звуковой скорость у входа в канал 214 возрастает до звуковой на участке 218 этого канала и далее возрастает до сверхзвуковой на участке 219, где суженный канал резко обрывается из-за наличия ступеньки, образованной передним краем 220 внутреннего соплового компонента 100'.
Когда поток газа поступает из переходной части 208 в расширяющуюся переднюю часть 206 головки, он быстро расширяется. Возникающая при этом волна расширения приводит к значительному падению давления, по меньшей мере до значения несколько ниже атмосферного, образуя, таким образом, коническую зону 221 разрежения, расположенную вдоль внутренней поверхности 222 передней части 206 головки.
Ускоренный поток жидкости, истекающий через сопловое отверстие 102', вливается в сверхзвуковой газовый поток, и из-за резкого падения давления распыляется, подобно тому, как это было описано выше со ссылками на фиг. 1-4, на микроскопические частицы, которые смешиваются с потоком газа с образованием комбинированного газожидкостного потока или струи.
Когда головка 200 для подачи газожидкостного потока располагается вблизи ткани 224, содержащей разного рода загрязняющие частицы, на расстоянии, например, 3-8 мм от нее, эти частицы подвергаются воздействию описанного выше давления, значение которого ниже атмосферного и которое образуется в полости насадки. Дополнительно к бомбардировке микроскопическими каплями жидкости, как это описано выше со ссылками на фиг. 1-6, загрязняющие частицы подвергаются воздействию всасывающего усилия, когда насадка близко подносится к очищаемой ткани. Это способствует отделению частиц от ткани с последующим их удалением в газожидкостном потоке.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что объем предлагаемого изобретения не исчерпывается данным подробным описанием и чертежами, а ограничивается лишь формулой изобретения.
Формула изобретения: 1. Устройство для очистки живой ткани, использующее жидкость и газ в качестве рабочих текучих сред, содержащее емкость для стерильной жидкости, головку для подачи газожидкостного потока, снабженную впускным отверстием для жидкости и впускным отверстием для газа, средством для вывода газожидкостного потока и клапанным агрегатом, установленным между указанными впускными отверстиями и указанным средством для вывода газожидкостного потока и служащим для селективной подачи потоков жидкости и газа соответственно от указанных впускных отверстий к указанному средству для вывода газожидкостного потока, средство для подачи жидкости, расположенное между входным отверстием для жидкости, находящимся внутри указанной емкости, и выходом для жидкости, соединенным с указанным впускным отверстием для жидкости на указанной головке для подачи газожидкостного потока, средство для подачи газа, установленное между входом для газа и выходом для газа, причем указанный вход для газа соединен с источником сжатого газа, а указанный выход для газа соединен с указанным впускным отверстием для газа указанной головки, при этом указанное средство для подачи газа соединено с указанной емкостью через промежуточный выпускной канал, а также средство для избирательного воздействия на указанную емкость для стерильной жидкости потоком сжатого газа, поступающим из указанного входа для газа к указанному выходу для газа, а затем в указанное впускное отверстие для газа на указанной головке для подачи газожидкостного потока для того, чтобы осуществить подачу под давлением указанной стерильной жидкости по указанным средствам для подачи жидкости от указанного входа к указанному выходу для жидкости и в указанное впускное отверстие для жидкости на указанной головке для подачи газожидкостного потока, при этом указанное средство для вывода газожидкостного потока включает комбинирующий элемент, выполненный с возможностью подачи в него указанных газового и жидкостного потоков и соединения их в газожидкостной поток с возможностью выведения указанного потока из указанного устройства через указанное средство для вывода газожидкостного потока в виде микроскопических капель стерильной жидкости, взвешенных в высокоскоростной струе газа.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный поток газа из указанного клапанного агрегата попадает в указанный комбинирующий элемент, соединяющий газ и жидкость под давлением, которое имеет первое значение, и указанный комбинирующий элемент выполнен с возможностью вызвать падение давления в газовом потоке таким образом, чтобы давление газожидкостного потока после выхода из указанного средства для вывода имело второе значение, по меньшей мере, в два раза меньше первого значения.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанное средство для вывода газожидкостного потока выполнено с возможностью обеспечения скорости указанного потока после его выхода из указанного средства, близкой к звуковой.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный вход указанного средства для подачи газа выполнен с возможностью соединения с источником сжатого кислорода.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанное средство для вывода газожидкостного потока дополнительно содержит средство для прикладывания к очищаемым тканям всасывающего усилия.
6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанное средство для вывода газожидкостного потока дополнительно содержит внутренний сопловой компонент, выполненный с возможностью обеспечения формирования выходного потока стерильной жидкости, при этом указанная сопловая насадка включает заднюю часть, выполненную с возможностью охвата указанного внутреннего насадочного элемента и установленную с охватом указанного внутреннего соплового компонента с образованием канала между ними для указанного потока газа, переходную часть, образованную в результате сужения указанной задней части в переднем направлении, переднюю часть, образующую сопло и сужающуюся в заднем направлении к указанной переходной части, при этом указанный канал выполнен суживающимся по направлению к указанной передней части указанной сопловой насадки так, чтобы указанный поток газа, проходящий через указанный канал, увеличивал свою скорость, по меньшей мере, до значения, близкого к звуковому, указанная передняя часть выполнена расширяющейся по направлению к указанному соплу, обеспечивая расширение скоростного потока газа и вызывая тем самым падение давления до значения ниже атмосферного так, что, когда указанное сопло сопловой насадки окажется вблизи от ткани, загрязненной различными частицами, эти частицы подвергнутся воздействию указанного давления, которое ниже атмосферного, и в результате смогут быть высвобожденными из ткани.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная головка для подачи газожидкостного потока выполнена с возможностью удержания ее одной рукой в процессе работы.
8. Способ очистки живой ткани, включающий воздействие потоком сжатого газа на источник стерильной жидкости для того, чтобы обеспечить подачу жидкости в головку для подачи газожидкостного потока и подачу газожидкостного потока, причем этап подачи сжатого газа предусматривает подачу газа при первом значении давления, и комбинирование газа и жидкости, подаваемых к головке для подачи газожидкостного потока, таким образом, чтобы вызвать падение давления в газовом потоке, так, чтобы давление жидкостного потока имело второе значение, причем указанное первое значение, по меньшей мере, в два раза больше второго значения, что позволяет вызвать ударную волну в газожидкостном потоке и обеспечить распыление жидкости части потока на микроскопические капли, с созданием газожидкостного потока в форме микроскопических капель, взвешенных в высокоскоростной газовой струе, а также воздействие газожидкостного потока на живую ткань для удаления с нее загрязнений и увлажнения ее.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующие этапы, предшествующие указанному этапу комбинирования: формирование выходного газового потока, обеспечение расширения выходного газового потока, чтобы тем самым способствовать уменьшению давления в газовом потоке до значения ниже атмосферного и создать всасывающее усилие, и совмещение выходного жидкостного потока с указанным расширенным выходным газовым потоком.
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что газожидкостной поток имеет скорость, близкую к звуковой.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сжатого газа используют кислород.
12. Способ очистки живой ткани, включающий воздействие потоком сжатого кислорода на источник стерильной жидкости для обеспечения подачи жидкости в головку для подачи газожидкостного потока, подачу сжатого кислорода в головку для подачи газожидкостного потока, причем этап подачи сжатого кислорода предусматривает подачу кислорода под давлением первой величины, и комбинирование кислорода и жидкости, подаваемых к головке для подачи газожидкостного потока таким образом, чтобы вызвать падение давления в газовом потоке, так, чтобы давление газожидкостного потока имело второе значение, причем указанное первое значение, по меньшей мере, в два раза больше второго значения, что позволяет вызвать ударную волну в газожидкостном потоке и обеспечить распыление жидкой части потока на микроскопические капли, с созданием газожидкостного потока в форме микроскопических капель, взвешенных в высокоскоростной газовой струе, а также воздействие газожидкостного потока на живую ткань для удаления с нее загрязнений и увлажнения ее.