1. Термическая подушка, включающая сеть блоков, связанных сочленениями и разделенных полостями, причем блоки содержат термическое вещество, а полости, по меньшей мере, частично заполнены деформируемым термическим веществом, отличающаяся тем, что сочленения выбраны из

эластичных твердых тел, присоединенных к блокам (1) и образующих по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества;

эластичных мембран (7), которые присоединены к блокам (1) и находятся под действием растягивающих сил, вследствие чего они сжимают находящееся в полостях (8) деформируемое тело, которое образует по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества; и

сочленений (6), проницаемых для находящейся в полостях (8) текучей среды, которая образует по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества.

2. Подушка по п.1, отличающаяся тем, что в случае, когда деформируемое термическое вещество полостей (8) содержит эластичное твердое тело, это тело включает в себя вспененный материал и/или эластомер.

3. Подушка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что проницаемые сочленения содержат перфорированные, гибкие и/или эластичные мембраны (9).

4. Подушка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что блоки (1) обернуты гибким и/или эластичным листом (7).

5. Подушка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что форма блоков (1) выбрана из сферической, полусферической, яйцевидной, кольцевой, линзообразной, конической, усеченной конической и многогранной форм.

6. Подушка по п.5, отличающаяся тем, что блоки (1) являются многогранниками с треугольным, трапециевидным, квадратным или восьмиугольным основанием.

7. Подушка по п.6, отличающаяся тем, что каждый блок (1) образован двумя усеченными пирамидами (3, 4), соединенными своими длинными основаниями, при этом блоки шарнирно соединены посредством сочленений (6), размещенных в геометрической плоскости указанных длинных оснований.

8. Подушка по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что блоки (1) содержат ячейки с термическим веществом.

9. Подушка по п.8, отличающаяся тем, что в случае, когда термическое вещество блоков (1) находится в жидком или газообразном состоянии, ячейки герметично закрыты соотносительно с состоянием термического вещества.

10. Термическая подушка по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из термических веществ содержит вещество, которое подвержено изменению состояния при стандартной температуре использования.

11. Подушка по п.10, отличающаяся тем, что вышеупомянутое вещество представляет собой беспримесное тело или химический состав, применение которого соотносится со стандартной температурой использования.

12. Термическая подушка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что сеть блоков (11) покрыта герметичной эластичной оболочкой (20 или 22), оснащенной приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

13. Подушка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что в сети блоков (11) сделано отверстие (13).

14. Подушка по п.13, отличающаяся тем, что отверстие (13) содержит другую, съемную сеть блоков.

15. Подушка по любому из пп.1-11, 13 и 14, отличающаяся тем, что блоки сети сочленены в одном слое.

16. Подушка по п.15, отличающаяся тем, что указанный слой удерживается между двумя герметичными эластичными оболочками (20, 22), каждая из которых оснащена приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

17. Подушка по любому из пп.1-11, 13 и 14, отличающаяся тем, что блоки сети размещены по меньшей мере в двух слоях.

18. Подушка по п.17, отличающаяся тем, что два указанных слоя удерживаются между двумя герметичными эластичными оболочками, каждая из которых оснащена приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

19. Подушка по любому из пп.1-11, 15 и 17, отличающаяся тем, что сеть блоков помещена в оболочку, заполненную деформируемым термическим веществом.

20. Подушка по п.19, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть термического вещества оболочки содержит термическое вещество полостей.

21. Устройство, содержащее термическую подушку по любому из пп.1-20 и предназначенное для терапевтической обработки тела человека или животного.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что подушка (11) размещена внутри жесткого корпуса (14).

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что жесткий корпус (14) принимает форму человеческого черепа (15).

24. Устройство по п.22 или 23, отличающееся тем, что между сетью блоков (11) и корпусом (14) находится герметичная эластичная оболочка (20), оснащенная приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

25. Устройство по любому из пп.22-24, отличающееся тем, что корпус (14) содержит по меньшей мере два сочлененных элемента (16, 17, 18).

26. Устройство по любому из пп.22-25, отличающееся тем, что к корпусу (14) присоединена по меньшей мере одна панель (26, 27), размеры которой заданы таким образом, что она совместно с корпусом образует по существу герметичный отсек, вмещающий подушку.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что корпус (14) и/или панель (26, 27) оснащены медицинскими приборами.

28. Термическая стена, содержащая группу термических подушек (31) по п.19 или 20, размещенную между двумя перегородками (29, 30).

 

(57) Реферат / Формула:
Термическая подушка, включающая сеть блоков, связанных сочленениями и разделенных полостями, причем блоки содержат термическое вещество, а полости, по меньшей мере, частично заполнены деформируемым термическим веществом, отличающаяся тем, что сочленения выбраны из

эластичных твердых тел, присоединенных к блокам (1) и образующих по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества;

эластичных мембран (7), которые присоединены к блокам (1) и находятся под действием растягивающих сил, вследствие чего они сжимают находящееся в полостях (8) деформируемое тело, которое образует по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества; и

сочленений (6), проницаемых для находящейся в полостях (8) текучей среды, которая образует по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества.

2. Подушка по п.1, отличающаяся тем, что в случае, когда деформируемое термическое вещество полостей (8) содержит эластичное твердое тело, это тело включает в себя вспененный материал и/или эластомер.

3. Подушка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что проницаемые сочленения содержат перфорированные, гибкие и/или эластичные мембраны (9).

4. Подушка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что блоки (1) обернуты гибким и/или эластичным листом (7).

5. Подушка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что форма блоков (1) выбрана из сферической, полусферической, яйцевидной, кольцевой, линзообразной, конической, усеченной конической и многогранной форм.

6. Подушка по п.5, отличающаяся тем, что блоки (1) являются многогранниками с треугольным, трапециевидным, квадратным или восьмиугольным основанием.

7. Подушка по п.6, отличающаяся тем, что каждый блок (1) образован двумя усеченными пирамидами (3, 4), соединенными своими длинными основаниями, при этом блоки шарнирно соединены посредством сочленений (6), размещенных в геометрической плоскости указанных длинных оснований.

8. Подушка по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что блоки (1) содержат ячейки с термическим веществом.

9. Подушка по п.8, отличающаяся тем, что в случае, когда термическое вещество блоков (1) находится в жидком или газообразном состоянии, ячейки герметично закрыты соотносительно с состоянием термического вещества.

10. Термическая подушка по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из термических веществ содержит вещество, которое подвержено изменению состояния при стандартной температуре использования.

11. Подушка по п.10, отличающаяся тем, что вышеупомянутое вещество представляет собой беспримесное тело или химический состав, применение которого соотносится со стандартной температурой использования.

12. Термическая подушка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что сеть блоков (11) покрыта герметичной эластичной оболочкой (20 или 22), оснащенной приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

13. Подушка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что в сети блоков (11) сделано отверстие (13).

14. Подушка по п.13, отличающаяся тем, что отверстие (13) содержит другую, съемную сеть блоков.

15. Подушка по любому из пп.1-11, 13 и 14, отличающаяся тем, что блоки сети сочленены в одном слое.

16. Подушка по п.15, отличающаяся тем, что указанный слой удерживается между двумя герметичными эластичными оболочками (20, 22), каждая из которых оснащена приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

17. Подушка по любому из пп.1-11, 13 и 14, отличающаяся тем, что блоки сети размещены по меньшей мере в двух слоях.

18. Подушка по п.17, отличающаяся тем, что два указанных слоя удерживаются между двумя герметичными эластичными оболочками, каждая из которых оснащена приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

19. Подушка по любому из пп.1-11, 15 и 17, отличающаяся тем, что сеть блоков помещена в оболочку, заполненную деформируемым термическим веществом.

20. Подушка по п.19, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть термического вещества оболочки содержит термическое вещество полостей.

21. Устройство, содержащее термическую подушку по любому из пп.1-20 и предназначенное для терапевтической обработки тела человека или животного.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что подушка (11) размещена внутри жесткого корпуса (14).

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что жесткий корпус (14) принимает форму человеческого черепа (15).

24. Устройство по п.22 или 23, отличающееся тем, что между сетью блоков (11) и корпусом (14) находится герметичная эластичная оболочка (20), оснащенная приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.

25. Устройство по любому из пп.22-24, отличающееся тем, что корпус (14) содержит по меньшей мере два сочлененных элемента (16, 17, 18).

26. Устройство по любому из пп.22-25, отличающееся тем, что к корпусу (14) присоединена по меньшей мере одна панель (26, 27), размеры которой заданы таким образом, что она совместно с корпусом образует по существу герметичный отсек, вмещающий подушку.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что корпус (14) и/или панель (26, 27) оснащены медицинскими приборами.

28. Термическая стена, содержащая группу термических подушек (31) по п.19 или 20, размещенную между двумя перегородками (29, 30).

 

---

008313
Область техники
Изобретение относится к термическим подушкам и разным вариантам их использования.
Уровень техники
Термические подушки применяются главным образом в больницах и амбулаториях, в частности, для наружной теплорегуляции и ослабления боли, также их используют при различных видах лечения, например при криотерапии.
Хорошо известно, что применение холодного компресса может уменьшить боль (головные боли, мигрень, зубные боли, мускульные или воспалительные боли и т.д.) или содействовать рассасыванию гематом, отеков и заживлению хирургических ран и ран, полученных в результате несчастного случая.
В патенте US 3545230 предложена охлаждающая подушка, основанная на использовании скрытой теплоты плавления твердого вещества. На протяжении всей фазы плавления температура остается постоянной. Подушка содержит слой нерастворимого и гидрофильного геля, помещенного в герметичную и эластичную оболочку. Погруженная в гель гибкая инертная подложка (например, волокна или ткань) служит для усиления механического сопротивления подушки и позволяет ей принимать любую геометрическую форму. Чтобы придать подушке достаточную гибкость, несколько очень тонких слоев геля (всего лишь несколько миллиметров толщиной) накладывают друг на друга и между этими слоями геля прокладывают гибкую инертную пленку. Недостатком такой известной подушки является сложность и высокая стоимость ее производства, а также ее низкая эффективность и ограниченность применения.
В патентном документе ЕР 0123949 описана подушка, криогенное вещество которой содержит частицы геля со специфической эластичной структурой, подобной структуре резины, причем эти частицы не слипаются друг с другом при температуре выработки холода. Возможность смещения частиц геля друг относительно друга в подушке придает ей желаемую гибкость. Тем не менее, этой известной подушке присущ недостаток, заключающийся в том, что используемый в ней гель является дорогим. Кроме того, и процесс изготовления этой подушки сложный и дорогостоящий.
В американском патенте US 3885403 предложено использовать в качестве криогенного вещества гель, содержащий высокую долю агента, понижающего температуру замерзания ниже стандартной температуры использования. В качестве этого агента, понижающего точку замерзания, рекомендуется использовать глицерин и пропиленгликоль. В этой известной подушке выработка холода осуществляется не за счет скрытой теплоты плавления, а за счет постепенности перенагревания геля. Отличительная особенность этой подушки - ее простая конструкция, а также сохранение хорошей эластичности и способности к гибкой деформации благодаря тому, что гель не проходит твердую фазу. С другой стороны, у нее есть недостаток, заключающийся в коротком сроке действия, поскольку холод вырабатывается не за счет скрытой теплоты плавления, а вследствие постепенности перенагревания геля. Более того, эффективность подушки (выработка холода или отбор калорий в единицу времени) не постоянна, а уменьшается по мере нагревания геля, что является еще одним недостатком этой подушки.
В документе WO 97/11657 описываются ячеистые панели, образованные группой ячеек, заполненных термическим агентом. Между ячейками панели имеются прямолинейные зоны с низкой точкой разрыва, позволяющие при желании разделить ее (разрезая или растягивая) на термические подушки определенных размеров, зависящих от задач, для которых эти подушки предназначены. В таких ячеистых панелях промежуточные зоны становятся причиной ряда недостатков. Во-первых, они снижают термическую емкость панели, а во-вторых, искажают однородность воздействия панели при ее наложении на кожу пациента.
В документе FR 1018835 описываются термические подушки, содержащие сеть заполненных термическим веществом отсеков, соединенных друг с другом гибкими мембранами. Сеть отсеков заключена в эластичную оболочку, образующую, совместно со стенками отсеков, камеру, заполненную термической текучей средой. Эти известные термические подушки имеют плохую гибкость и их трудно деформировать, главным образом, когда в качестве термической текучей среды для камеры используют жидкость или твердое вещество в состоянии частиц. Вследствие этого они плохо подходят для унифицированного применения на конечностях человека или животного.
Сущность изобретения
Целью данного изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков известных термических подушек и удовлетворение потребностей потенциальных пользователей (в частности, в условиях больницы). Эта цель решена посредством термической подушки новой конструкции, которая имеет прекрасную гибкость/эластичность, хорошо адаптируется к разным формам, даже при нахождении в движении, обеспечивает высокую и продолжительную теплотворность, по существу, с постоянной температурой и оказывает однородное воздействие (особенно при наложении ее на участок человеческого тела), причем толщина этой подушки сохраняется, по существу, постоянной в процессе использования, а ее размер и форма, по существу, не имеют ограничений, при этом подушка может выдерживать значительные перепады давления без деформации и благодаря этим вышеупомянутым свойствам ее можно использовать для различных задач, особенно в условиях больницы, без существенной модификации.
Как результат, изобретение относится к термической подушке, включающей сеть блоков, соединенных сочленениями и разделенных полостями, причем блоки содержат термическое вещество, а по
- 1 -
008313
лости, по меньшей мере, частично заполнены деформируемым термическим веществом. Термическая подушка характеризуется тем, что в качестве сочленений можно выбрать
эластичные твердые тела, присоединенные к блокам и образующие, по меньшей мере, часть вышеупомянутого деформируемого термического вещества;
эластичные мембраны, которые присоединены к блокам и находятся под действием растягивающих сил, вследствие чего они сжимают находящееся в полостях (8) деформируемое тело, которое образует, по меньшей мере, часть указанного деформируемого термического вещества;
и сочленения, проницаемые для находящейся в полостях (8) текучей среды, которая образует, по меньшей мере, часть указанного деформируемого термического вещества.
Предложенная термическая подушка предназначена для использования в контакте с физическим телом, в результате чего она регулирует теплообмен этого тела с окружающей средой.
Выражение "тело" необходимо понимать в общем смысле как ссылку на материальный объект. Оно без исключений относится к твердому, жидкому или газообразному телу. В случае твердого тела это может, например, быть поверхность твердого объекта или часть животного или человека. В случае жидкого тела, это может быть поверхностный уровень жидкой ванны. Согласно этому применению изобретения подушка может действовать в качестве изолирующей перегородки между двумя различными жидкостями или между жидкостью и окружающей атмосферой, например окружающей средой. В случае газообразного тела оно включает атмосферу. Согласно этому применению изобретения предложенная подушка может создавать экран между двумя различными атмосферами, например горячей атмосферой (атмосферой индустриальной печи) и атмосферой с умеренной температурой. Как вариант, в случае жидкого или газообразного тела, ее может быть целесообразно помещать в герметичную оболочку, например эластичную мембрану.
Окружающая среда может быть газообразной или жидкой окружающей средой. В случае газообразной окружающей среды, это может быть атмосферный воздух, атмосфера нагретой комнаты, атмосфера холодильника (например холодильного склада) или атмосфера индустриальной печи (список не полон). В случае, когда окружающей средой является жидкая окружающая среда, это может быть вода или промышленная соляная ванна.
В данном изобретении под термином "стандартная температура использования" понимается температура термического вещества блоков и/или полостей при использовании подушки.
В данном изобретении термин "подушка" используется в очень широком смысле и относится к любому твердому и эластичному элементу, который предполагается привести в соприкосновение с телом (определение которого дано выше), чтобы, по меньшей мере, частично закрыть его или обернуть его полностью или частично. Следовательно, предложенную термическую подушку можно использовать самыми различными способами, зависящими от ее конкретного назначения. Она может быть выполнена в виде предмета постельных принадлежностей (подушки, одеяла, матраца), кармана, рукава, предмета одежды или части предмета одежды, упаковки, ширмы или занавески, покрытия (список не полон). Она может быть составлена из различных сборных модулей.
Предложенная термическая подушка - это подушка, которая, если она приведена в соприкосновение с телом (определение которого дано выше), при стандартной температуре использования, вызывает передачу тепла между упомянутыми подушкой и телом или содействует поддержанию температуры тела, по существу, на постоянном уровне.
Предложенная термическая подушка называется "теплообразующей подушкой" или "криогенной подушкой", если ее стандартная температура использования отличается от температуры тела, с которым она приведена в соприкосновение, так что между этими подушкой и телом происходит передача тепла. Когда естественная передача тепла происходит в направлении от тела к термической подушке, то эта подушка - криогенная. В случае, когда передача тепла происходит в направлении от термической подушки к телу, предложенная термическая подушка является теплообразующей подушкой.
Предложенная термическая подушка называется "изотермической подушкой", если ее стандартная температура использования, по существу, равна температуре тела, с которым она приведена в соприкосновение, так что передачи тепла между упомянутым телом и термической подушкой не происходит. Предложенная изотермическая подушка в этом случае обеспечивает техническую функцию теплоизоля-тора, создавая преграду передаче тепла между телом и окружающей средой.
Предложенная термическая подушка содержит сеть блоков, между которыми предусмотрены полости. Как правило, полости сообщаются друг с другом.
По определению, каждый блок подушки является твердым элементом. Подробное описание формы блоков предложенной подушки приведено ниже.
Блоки скомпонованы в сеть. Кроме того, они разделены промежутками, в результате чего между ними образована сеть полостей. Таким образом, предложенная подушка содержит внедренную структуру полостей во внедренной структуре блоков. Сеть блоков, как правило, содержит один слой или пласт блоков, хотя сеть, сформированная из нескольких слоев наложенных друг на друга блоков, также подпадает под объем правовой охраны данного изобретения.
Блоки сети сочленены друг с другом. Другими словами, блоки сети соединены друг с другом по
- 2 -
008313
средством сочленений. Более подробно эти сочленения описаны ниже.
Формы и размеры блоков, формы и размеры полостей и тип сочленений в предложенной подушке выбраны таким образом, что сеть блоков образует твердую конструкцию, которая является деформируемой посредством изгиба, и/или скручивания, и/или вращения вокруг множественных осей, распределенных в трехмерном пространстве. Эта особенность предложенной подушки позволяет ей легко приспосабливаться фактически к любой форме тела, к которому она присоединена (например, участкам фигуры человека или животного), и повторять его движение.
Согласно настоящему изобретению блоки и полости подушки содержат термическое вещество. Более детальное описание термического вещества приведено ниже.
Форма блоков определяется назначением подушки и не является признаком, сужающим объем правовой охраны изобретения. Блоки могут иметь сферическую, полусферическую, яйцеобразную, кольцевую, линзообразную, коническую, в виде усеченного конуса или многогранную форму. Блоки могут иметь плоские, изогнутые или наклонные поверхности, например винтообразные, или могут включать набор плоских поверхностей и изогнутых или наклоненных поверхностей. Они могут иметь форму небольших бочонков, сочетающих изогнутую кольцевую поверхность с плоскими поверхностями на концах. В общем, приемлема любая форма, которая, во взаимодействии с полостями и сочленениями, соединяющими блоки, не препятствует деформации подушки, как объяснено выше. Как правило, предпочтительными являются многогранные формы.
Среди многогранных форм предпочтительны прямоугольные или пирамидальные многогранники. Особенно рекомендуются усеченные пирамиды. Среди прямоугольных или пирамидальных многогранников предпочтительными являются многогранники с треугольными, трапециевидными, квадратными, прямоугольными или восьмиугольными основаниями.
Согласно предпочтительному варианту данного изобретения каждый блок образован двумя усеченными пирамидами, соединенными их длинными основаниями, например двумя треугольными, трапециевидными, квадратными или восьмиугольными усеченными пирамидами. В этом предпочтительном варианте изобретения блоки преимущественно сочленены в геометрической плоскости вышеупомянутых длинных оснований двух усеченных пирамид.
Как объяснено выше, предусмотренные между блоками полости обеспечивают возможность смещения этих блоков относительно соединяющих их сочленений. Формы полостей зависят от различных параметров, таких как тип желательной для сети блоков деформации (одноосевой, двухосевой или трех-осевой изгиб, скручивание, растяжение или сочетание двух или нескольких этих типов деформации), степени деформации, формы и размеров блоков, используемых сочленений и размещения сочленений между блоками.
В предложенной термической подушке блоки выполнены из термического вещества. Термическое вещество блоков передает свои термические свойства термической подушке. В случае криогенной подушки в качестве термического вещества используют такое, которое, будучи доведенным до стандартной температуры использования и затем подвергнутое охлаждению, высвобождает большое количество тепла. В случае теплообразующей подушки термическое вещество блоков выбирают из тех, которые, будучи доведенными до стандартной температуры использования и затем нагретые, вбирают большое количество тепла. В случае изотермической подушки в качестве термического вещества используют вещество, предотвращающее передачу тепла, или такое вещество, которое, будучи доведенным до стандартной температуры использования, требует приложения большого количества тепла для изменения своей температуры. Термические вещества, которые при стандартной температуре использования обладают высокой удельной теплоемкостью, как правило, пригодны для всех трех упомянутых выше типов предложенной подушки. Такими термическими веществами являются, например, вещества, которые известны из уровня техники благодаря их способности накапливать большое количество тепла и которые находят свое применение, в частности, в аккумуляторах тепла.
Используемые в предложенной термической подушке блоки могут быть полностью изготовлены из термического вещества, которое обязательно является твердым при стандартной температуре использования, так же как и при стандартных условиях каких-либо манипуляций с термической подушкой. Как вариант, блоки, в дополнение к термическому веществу, могут содержать другое вещество, которое само по себе не исполняет функцию термического вещества, как определено выше. Термическое вещество может быть идентичным во всех блоках или может отличаться в зависимости от блока. Более того, каждый блок может содержать одно термическое вещество или смесь двух или нескольких термических веществ. В данном изобретении термин "термическое вещество" относится как к одному термическому веществу, так и к смеси различных термических веществ.
Согласно одному из вариантов выполнения предложенной термической подушки блоки имеют ячейки, внутри которых заключено термическое вещество. Этот вариант подушки особенно хорошо подходит для случая, когда термическое вещество блоков не является твердым при стандартной температуре использования или в стандартных условиях каких-либо манипуляций с термической подушкой. В этом варианте подушки внешняя форма ячеек должна отвечать вышеупомянутым требованиям к форме, предъявляемым в отношении к блокам. Выбор вещества для ячеек определяется с учетом того, что ячей
- 3 -
008313
ки должны быть химически инертными к содержащемуся в них термическому веществу, а также инертными к химическому и термическому окружению при их стандартном использовании. Ячейки также должны обладать механическими свойствами, отвечающими механическим напряжениям, которым подушка обычно подвергается при стандартной температуре использования или в ходе каких-либо манипуляций. Кроме того, ячейки должны быть, по существу, неспособными к деформации (они должны быть сделаны из твердого или полутвердого материала и иметь подходящую форму). В этом конкретном случае каждая ячейка может быть полностью изолирована от соседних ячеек или, как вариант, ячейки могут соприкасаться друг с другом, чтобы позволить текучей среде, содержащейся в упомянутых ячейках, циркулировать между ними. В случае, когда термическое вещество подушки является жидким или газообразным, стены ячеек обычно непроницаемы для жидкостей или газов. Для создания ячеек, как правило, подходят пластичные материалы. К пригодным пластичным материалам относятся полиолефины, в частности полимеры и сополимеры этилена и пропилена, хлорированные полимеры, особенно полимеры и сополимеры на основе винилхлорида и винилиденхлорида, сополимеры на основе стирола-этилена-бутила-стирола и полиуретан. Полиэтилен, полипропилен, полихлорид винила и сополимеры на основе стирола-этилена-бутила-стирола подходят для большинства применений. Как вариант, ячейки также можно изготавливать из металла, например, протягиванием листов ковкого металла или сплава типа алюминия и алюминиевых сплавов. Согласно другому варианту все ячейки или некоторые из них выполнены из композиционных материалов: одна часть ячейки сделана из одного материала, а другая часть ячейки сделана из другого материала. Согласно дополнительному варианту одна часть сети ячеек сделана из одного материала, а другая часть сети ячеек сделана из другого материала.
Сеть ячеек можно изготавливать любым известным методом. Подходят методы литья, штамповки, протягивания и инжекции.
Итак, согласно какому-либо подходящему способу, из пластмассы или металла создают рифленый лист, имеющий сеть отверстий или полуячеек. Затем к рифленому листу приклеивают или приваривают другой лист, чтобы закрыть отверстия рифленого листа и сформировать ячейки. Этот другой лист может быть рифленым или плоским листом.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов данного изобретения, термическое вещество блоков включает вещество, подверженное изменению состояния при стандартной температуре использования. В этом варианте изобретения выражение "изменение состояния" рассматривается в его общем смысле и охватывает любое физическое и/или химическое изменение вещества, происходящее, по существу, при постоянной температуре и характеризуемое скрытой теплотой изменения состояния. В зависимости от используемого вещества изменение состояния может, в частности, включать плавление твердого тела, застывание жидкости, испарение жидкости, конденсацию газа, полную или частичную гидратацию соли, полное или частичное обезвоживание соли, кристаллизацию аморфного твердого тела или перекристаллизацию аллотропной модификации кристалла в другую аллотропную модификацию. В этом варианте изобретения термическое вещество блоков может быть полностью выполнено из упомянутого вещества, подверженного изменению состояния при стандартной температуре использования. Как вариант, термическое вещество блоков может также включать другие вещества или материалы, не подверженные изменению состояния при стандартной температуре использования. В дальнейшем, чтобы избежать бесцельной перегрузки текста, предположим, что это целиком термическое вещество, подверженное изменению состояния при стандартной температуре использования. В любом случае очевидно (и это объяснялось ранее), что настоящее изобретение не исключает случай, при котором только часть термического вещества подвергается изменению состояния (в случае, когда оно выполнено из смеси нескольких химических соединений, из которых только одно подвержено изменению состояния при стандартной температуре использования, или когда включается дополнительный материал, не вовлеченный в термическую функцию термической подушки, например магнит).
Согласно вышеприведенному предпочтительному варианту изобретения изменение состояния, которому подвергается термическое вещество блоков при стандартной температуре использования, соответствует поглощению теплоты упомянутым материалом в случае криогенной подушки и выделению теплоты в случае теплообразующей подушки. В случае изотермической подушки изменение состояния, которому подвергается термическое вещество блоков при стандартной температуре использования, соответствует поглощению теплоты упомянутым термическим веществом, если упомянутая стандартная температура использования (которая является такой же, что и у тела, которому предназначена подушка) ниже температуры окружающей среды. Изменение состояния соответствует выделению теплоты термическим веществом, если стандартная температура использования выше температуры окружающей среды.
Перед использованием термической подушки, соответствующей только что описанному варианту изобретения, необходимо надлежащим образом задать состояние термического вещества блоков. В случае, когда подушка используется как криогенная подушка, необходимо привести термическое вещество блоков в состояние, которое при стандартной температуре использования подвергается изменению состояния, соответствующему поглощению теплоты (например, плавление тела или испарение жидкости). В случае, когда подушка используется как теплообразующая подушка, необходимо привести термическое вещество блоков в состояние, которое при стандартной температуре использования подвергается
- 4 -
008313
изменению состояния, соответствующему выделению теплоты (например, застывание или кристаллизация жидкости или конденсация газа). В случае, когда подушка используется как изотермическая подушка в окружающей среде при температуре выше стандартной температуры использования, необходимо привести термическое вещество блоков в состояние, которое при стандартной температуре использования подвергается изменению состояния, соответствующему поглощению теплоты (например, плавление твердого тела или испарение жидкости). В случае, когда подушка используется как изотермическая подушка в окружающей среде при температуре ниже стандартной температуры использования, необходимо привести термическое вещество ячеек в состояние, которое при стандартной температуре использования подвергается изменению состояния, соответствующему выделению теплоты (например, застывание или кристаллизация жидкости или конденсация газа). Кроме того, при равных прочих условиях в только что описанном варианте изобретения лучшие результаты получаются при использовании термических веществ, обладающих при стандартной температуре использования высокой скрытой теплотой изменения состояния.
Согласно только что описанному варианту изобретения термическое вещество блоков, испытывающих изменение состояния при стандартной температуре использования, может быть беспримесным веществом. Как вариант, это может быть химический состав, соответствующий упомянутой стандартной температуре использования, с тем чтобы изменение состояния происходило, по существу, при постоянной температуре.
В вышеописанном предпочтительном варианте изобретения и его модификациях выбор термического вещества для блоков зависит от стандартной температуры использования подушки. Сама эта температура зависит от конкретного вида применения термической подушки. В частном случае, когда криогенная подушка используется в терапевтических целях, как правило, подходят вода и водные растворы. Чистая вода подходит для применений, когда стандартная температура использования подушки близка к 273К (0°С). Для применений, когда стандартная температура использования ниже 273К, рекомендуют водные растворы, в которых растворяемое в воде вещество и его концентрация выбраны с учетом стандартной температуры использования криогенной подушки. Рекомендуется растворяемое в воде вещество и его концентрацию выбирать так, чтобы избежать частичного или полного осаждения упомянутого растворяемого в воде вещества при стандартной температуре использования подушки. Примерами растворяемых в воде веществ являются хлорид натрия, хлорид кальция, карбонат натрия, пропиленгликоль, глицерин, этиловый спирт и пропиловый спирт.
Как объяснялось ранее, если термическим веществом блоков является жидкость, она помещена в ячейки, стенки которых, по существу, непроницаемы для жидкостей. Если применяется жидкое термическое вещество, подвергающееся испарению при стандартной температуре использования, то может оказаться выгодным использовать ячейки, стенки которых имеют ориентированную проницаемость или стенки которых непроницаемы для термического вещества в жидком состоянии, но проницаемы для его газообразного состояния (например, непроницаемый для жидкости/воздухопроницаемый полиуретан (PU)). Однако настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом, оно также охватывает случай, когда стенки ячеек непроницаемы для термического вещества ячеек и в жидком, и газообразном состояниях.
В предложенной термической подушке термическое вещество блоков образует главный активный элемент подушки и передает ей свои термические свойства (криогенные, теплообразующие или изотермические свойства, в зависимости от назначения).
Термическое вещество полостей выполняет функцию повышения эффективности подушки за счет увеличения ее действующей поверхности и действующего объема. Термическое вещество полостей должно обладать термическими свойствами, аналогичными упомянутым выше для термического вещества блоков. Следовательно, его термические свойства должны соответствовать целевому назначению подушки, ее стандартной температуре использования, температуре тела, для которого подушка предназначена, и температуре окружающей среды. Поэтому то, что пояснялось ранее для термического вещества блоков, можно повторить и для того, что касается термических свойств термического вещества полостей.
Также термическое вещество полостей должно быть деформируемым. Такая дополнительная особенность термического вещества полостей необходима для того, чтобы обеспечить возможность перемещения сочлененных блоков для деформации подушки. Следовательно, выбор термического вещества полостей и/или его реализация зависят от конструктивных параметров подушки, таких как форма блоков, форма разделяющих блоки полостей, сочленения блоков и местоположение этих сочленений в сети блоков.
Согласно другому варианту выполнения предложенной термической подушки термическое вещество полостей содержит эластичное твердое тело. Оно, например, может содержать вспененный материал в синтетическом полимере или эластомере, например естественном или синтетическом каучуке. В случае вспененного материала это может быть материал с открытыми порами или материал с закрытыми порами. В случае вспененного материала с закрытыми порами его поры могут быть заполнены газом, коэффициент теплопередачи которого ниже коэффициента теплопередачи воздуха, например азотом или ар
- 5 -
008313
гоном.
Согласно другому варианту выполнения предложенной термической подушки термическое вещество полостей содержит текучую среду. Текучей средой может быть жидкость, газ, гель (или вязкая жидкость) или твердое вещество в форме гранулированных частиц (например порошка). В таком воплощении изобретения полости необходимо герметично закрыть, чтобы термическое вещество удерживалось. Используемые средства герметизации не должны препятствовать перемещению блоков относительно сочленений. Дополнительная информация относительно средств герметизации полостей приведена ниже.
В предложенной термической подушке полости могут быть заполнены термическим веществом частично или полностью. Предпочтительным для полостей сети блоков является полное заполнение термическим веществом.
В зависимости от конкретного назначения термической подушки в термические вещества блоков и полостей и/или, где уместно, в мембраны или оболочки допускается включение веществ, способных отражать инфракрасное или ультрафиолетовое излучение. Примерами таких отражающих веществ являются, в частности, алюминиевые порошки. Аналогично, для других применений в термические вещества и/или, где уместно, в мембраны или оболочки целесообразно включать вещества, способные поглощать инфракрасное излучение, такие как, например, угольный порошок.
В предложенной термической подушке полости между блоками могут быть открытыми. Такой вариант изобретения подходит в том случае, если деформируемое термическое вещество для полостей представляет собой тело (например, вспененный материал), являющееся твердым при стандартной для термической подушки температуре использования и в нормальных условиях транспортировки. Как альтернатива, полости между блоками могут быть герметично закрытыми с помощью средств герметизации. Такой вариант необходим в случае, когда термическим веществом полостей является среда (как определено выше), текучая в нормальных для термической подушки условиях использования и транспортировки. Это также подходит в случае, когда термическим веществом полостей является деформируемое твердое тело. Как упоминалось выше, средства герметизации уместно выбирать такими, чтобы они не препятствовали движению сочлененных блоков.
Предложенная термическая подушка характеризуется конструкцией сочленений блоков. В частности, она характеризуется неизвестным из уровня техники выбором указанных сочленений, связанным с выбором термического вещества полостей, вследствие которого сеть блоков может подвергаться деформациям в трех пространственных измерениях посредством растяжения, кручения и вращения.
В результате, согласно первому воплощению изобретения, сочленения блоков содержат эластичные твердые тела, которые присоединены к блокам и составляют, по меньшей мере, часть термического вещества полостей. Информация относительно эластичного твердого тела приведена выше.
В этом первом воплощении изобретения присоединение эластичного твердого тела к блокам можно обеспечить любыми подходящими средствами, например склеиванием, сваркой или посредством шурупов или штифтов (список не полон).
Во втором воплощении изобретения сочленения блоков содержат эластичные мембраны, которые присоединены к блокам и находятся в натянутом состоянии, чтобы сжимать находящееся в полостях деформируемое тело, причем упомянутое деформируемое тело образует, по меньшей мере, часть деформируемого термического вещества. Деформируемое тело может быть упругим твердым телом или текучей средой. В случае текучей среды это может быть несжимаемая текучая среда или сжимаемая текучая среда. Информация относительно упругих твердых тел и текучих сред приведена выше.
В этом воплощении изобретения каждая полость может быть покрыта отдельной мембраной. Поэтому мембраны присоединены к блокам таким образом, что они могут находиться в состоянии натяжения. Можно применять любые подходящие методики, например склеивание или сварку. Если термическим веществом полостей является текучая среда (газ или жидкость), соединение мембран с блоками должно быть герметичным. В частном варианте вышеупомянутого второго воплощения изобретения, по меньшей мере, часть или вся сеть блоков покрыта непроницаемым и упругим листом, используемым вместо указанных отдельных мембран, герметизирующих полости. В другом частном варианте второго воплощения изобретения сеть блоков помещена в герметичную эластичную оболочку. Согласно этому варианту оболочку можно надлежащим образом присоединить к блокам для закупорки полостей, чтобы они были герметичными, если термическим веществом полостей является текучая среда (газ или жидкость). В случае, когда термическим веществом полостей является деформируемое твердое тело (например, вспененный материал или эластомер), оболочку в равной степени можно присоединить ко всем блокам в сети блоков, к некоторым из них (а к другим нет) или не присоединять ни к какому блоку. Выполнить присоединение оболочки к блокам можно любыми подходящими методиками. Среди подходящих методик - склеивание и сварка. Оболочка может быть простой, может содержать многослойную пленку или она может включать несколько слоев, соединенных друг с другом или нет. Она может иметь различный состав в зависимости от каждой поверхности. Она может быть обработанной и содержать добавки, которые придают ей определенные активные свойства, зависящие от применения. Она может включать всасывающие/отводящие трубы для введения или циркуляции термического вещества полостей, когда им является текучая среда.
- 6 -
008313
В третьем воплощении изобретения полости между блоками содержат текучую среду, а сочленения проницаемы для этой текучей среды. В этом воплощении изобретения текучая среда может являться жидкостью, газом, гелем или твердым веществом в форме гранулированных частиц (например порошка). Она образует, по меньшей мере, часть деформируемого термического вещества полостей. Информация относительно текучей среды полостей приведена ранее. В этом третьем воплощении изобретения выбор сочленений зависит от состояния присутствующей в полостях текучей среды. Упомянутые сочленения могут, например, включать гибкие мембраны (возможно, эластичные), проницаемые для газов или жидкостей, гибкие и перфорированные перегородки, решетки, шарниры с перфорационными отверстиями или любые другие сочленения, не препятствующие свободной циркуляции находящейся в полостях текучей среды.
В зависимости от вида присутствующего в полостях деформируемого термического вещества предложенная подушка может включать несколько типов сочленений, например, присоединенные к блокам эластичные твердые тела, шарниры и мембраны. Как вариант, в дополнение к сочленениям блоки сети могут соединяться друг с другом жесткими выступами с низким и регулируемым механическим сопротивлением изгибу. В этом варианте изобретения жесткие выступы служат для придания подушке жесткости и способствуют проведению с ней каких-либо манипуляций. Они разламываются, когда подушку накладывают на тело и деформируют.
Преимуществом предложенной термической подушки является сочетание превосходных свойств сохранения тепла и теплообмена с превосходной гибкостью/эластичностью, что позволяет приспособить ее непосредственно к форме физического тела, на которое она накладывается, так, что она полностью прилегает к форме этого тела и поэтому гарантирует однородное регулирование температуры или теплообмен по всей поверхности упомянутого тела. Благодаря конструкции и структуре предложенной термической подушки, ее толщина не влияет на ее гибкость и способность к деформации. Иными словами, изобретение позволяет приспособить толщину подушки к желаемым термическим свойствам (к ее термической емкости) без неблагоприятного воздействия на ее гибкость или на способность легко адаптироваться к различным формам тела.
В другом частном воплощении предложенной термической подушки сеть блоков имеет, по меньшей мере, на части ее поверхности герметичную и эластичную оболочку, как правило, оснащенную приспособлением для впуска и выпуска текучей среды (например газа). Согласно этому воплощению изобретения оболочку следует приводить в соприкосновение с физическим телом, с которым должен произойти теплообмен. Вводя в оболочку определенный объем подходящей текучей среды (обычно воздуха), можно управлять теплопередачей между термической подушкой и физическим телом.
В предложенной термической подушке сеть блоков может размещаться в одном слое. Как вариант, сеть блоков можно создавать, накладывая друг на друга несколько слоев. Слой или набор слоев предпочтительно удерживать между двумя герметичными эластичными оболочками, причем каждая из них, как правило, снабжена приспособлением впуска и выпуска текучей среды (например газа). В этом воплощении изобретения одна из оболочек служит, будучи размещенной на подходящей опоре (например, бандаже или корпусе), для наложения термической подушки на тело с определенным давлением. Другая оболочка служит для регулирования теплопередачи между термическими веществами и телом, как разъяснялось ранее.
Предложенная термическая подушка имеет множество применений. Ее можно использовать, в частности, как изотермическую подушку (или термостат), предназначенную для сохранения температуры контейнеров типа бутылок или термостатических фляжек. Такую предложенную термическую подушку можно использовать как в промышленности - для хранения химических веществ при предварительно заданных температурах, так и в пищевой отрасли - для нагревания, охлаждения и поддержания температуры камер для пищевых продуктов.
Предложенная термическая подушка также используется как криогенная подушка, в частности, в химической или фармацевтической промышленности для хранения химических веществ при низких температурах, а также в пищевой индустрии для хранения продуктов питания.
Благодаря свойству подушки хорошо прилегать к различным формам и деформироваться эту подушку целесообразно использовать в предметах одежды и в различных медицинских предметах (например, компрессах, масках, массажных приспособлениях).
Благодаря превосходной способности к деформации предложенная термическая подушка особо хорошо подходит для медицинских, парамедицинских и спортивных целей, в частности для терморегулирования и криотерапии. Криотерапия - это распространенная медицинская технология, используемая, в особенности, для облегчения болей (например, головных болей, мигрени, зубных болей, мускульных или воспалительных болей), чтобы помочь рассасыванию гематом или отеков и заживлению хирургических ран и ран, полученных в результате несчастного случая.
Поэтому данное изобретение также относится к устройству, которое содержит предложенную термическую подушку и предназначено для терапевтической обработки тела человека или животного.
В предложенном устройстве подушка и сеть ее блоков выбраны в соответствии с предполагаемым методом обработки или в соответствии с частью тела человека или животного, подлежащей упомянутой
- 7 -
008313
обработке этим устройством.
Согласно одному из вариантов предложенного устройства подушка помещена внутрь жесткого корпуса. В этом варианте корпус, как правило, согласован с той частью тела человека или животного, на которую следует наложить термическую подушку. Он, например, может иметь форму локтя, колена, пальца, ступни или черепа.
В этом варианте предложенного устройства корпус может быть изготовлен из двух или нескольких сочлененных элементов, чтобы облегчить его наложение на тело человека или животного. Этот вариант предложенного устройства особо предпочтителен, когда устройство предназначено для наложения на голову человека или животного.
Согласно только что описанному предпочтительному варианту изобретения между корпусом и сетью блоков подушки размещена герметичная эластичная оболочка, оснащенная, как правило, приспособлением для впуска и выпуска текучей среды. Этот вариант обеспечивает однородность применения термической подушки на теле человека и животного. Он также позволяет накладывать термическую подушку на тело человека или животного с определенным давлением, регулируемым давлением текучей среды в оболочке.
В другом варианте изобретения к корпусу шарнирно присоединена панель, размеры которой заданы такими, что она совместно с корпусом образует герметичный отсек, заключающий в себе термическую подушку. В этом варианте предложенного устройства термическая подушка и корпус образуют цельную часть герметичного футляра, используемого для транспортировки устройства. Выполненное таким образом устройство, благодаря использованию в нем надлежащим образом изолированной панели, позволяет поддерживать предварительно заданные термические свойства. Такое устройство особенно хорошо подходит для использования вне больницы в случае аварий, например, на общественной магистрали. В вышеупомянутом варианте предложенного устройства корпус и сочлененная панель могут быть оснащены медицинскими приборами, например термометрами или тензиометрами. Его также можно оснастить независимым приспособлением, производящим тепло или холод во время каких-либо манипуляций с устройством, в особенности во время его транспортировки или хранения.
Изобретение также относится к термической стенке, содержащей набор предложенных термических подушек, расположенных между двумя перегородками или между перегородкой и телом. Термическая стенка может быть теплообразующей стенкой, криогенной стенкой или изостатической стенкой в зависимости от того, являются ли термические подушки, набранные между двумя ее перегородками, те-плообразующими подушками, криогенными подушками или изостатическими подушками.
Предложенная термическая стенка может, например, представлять собой стенку термоса.
В предложенной термической стенке предпочтительно использовать термические подушки, в которых сеть блоков помещена в заполненную деформируемым термическим веществом оболочку. По меньшей мере, часть термического вещества оболочки может содержать термическое вещество полостей.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение описано более подробно на примере конкретных вариантов его выполнения, раскрытых со ссылкой на приложенные чертежи, на которых
фиг. 1 схематически изображает поперечное сечение одного из вариантов предложенной термической подушки;
фиг. 2 в аксонометрии с частичным разрезом изображает участок термической подушки, показанной на фиг. 1;
фиг. 3 дает детализованное аксонометрическое изображение, соответствующее фиг. 2; фиг. 4 изображает горизонтальное сечение другого варианта предложенной термической подушки; фиг. 5 изображает вертикальное сечение термической подушки, показанной на фиг. 4; фиг. 6 в аксонометрии изображает один из частных вариантов выполнения предложенного устройства;
фиг. 7 сбоку и частично в разрезе изображает другой вариант выполнения предложенного устройства;
фиг. 8 сзади изображает показанное на фиг. 7 устройство;
фиг. 9 изображает поперечное сечение третьего варианта выполнения предложенного устройства;
фиг. 10 изображает вертикальное поперечное сечение предложенной термической стенки;
фиг. 11 изображает предложенную термическую подушку, которую можно использовать в показанной на фиг. 10 термической стенке;
фиг. 12 изображает другой вариант предложенной термической подушки, которую можно использовать в показанной на фиг. 10 термической стенке.
Представленные чертежи выполнены не в масштабе. Эквивалентные элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.
Подробное описание вариантов изобретения
Показанная на фиг. 1 и 2 термическая подушка содержит сеть блоков 1, образованных полыми ячейками. Блоки или ячейки 1 имеют форму призм с квадратными основаниями. Каждая ячейка 1 образована двумя усеченными пирамидами 3 и 4, соединенными своими длинными квадратными основания
- 8 -
008313
ми. Боковые ребра двух усеченных пирамид имеют скошенные кромки 2. Сеть ячеек 1 сформирована из двух рифленых листов 5 гибкого полимерного материала (например, пластицированного поливинилхло-рида или сополимера на основе стирола-этилена-бутила-стирола), предварительно растянутых и сваренных друг с другом вдоль перемычек 6 между ячейками (рифленый лист 5 показан на фиг. 3). Перемычки 6 являются гибкими и эластичными, они действуют как сочленения между ячейками 1. В них выполнены отверстия 9, назначение которых разъяснено ниже. Путем изгибания и скручивания сборки из листов 5 этой состоящей из ячеек подушке можно придавать сложные профили, адаптируя ее таким образом к форме какого-либо тела, например к фигуре человека или животного.
На фиг. 1-3 показана термическая криогенная подушка, предназначенная для использования в криотерапии. С этой целью ячейки 1 заполнены подходящим термическим веществом, определение которого приведено выше. В качестве термического вещества предпочтительно использовать водный раствор, имеющий точку замерзания, соответствующую температуре, на которую рассчитана данная подушка (стандартная температура использования). Если стандартная температура использования близка к 273К (или 0°С), то водный раствор можно заменить дистиллированной или минеральной водой.
Образованные между ячейками 1 и перемычками 6 полости 8 заполнены деформируемым термическим веществом 10 (показанным только на фиг. 1) Показанное на фиг. 1 термическое вещество 10 является упругим твердым телом, например твердой массой, изготовленной из эластомера или пенополимера. В предпочтительном случае оно имеет высокую удельную теплоемкость при стандартной температуре использования.
Сеть ячеек 1 и полостей 8 окружена гибкой и эластичной оболочкой 7, выполненной, например, из пленки сополимера на основе стирола-бутила-этилена-стирола.
Показанную на фиг. 1-3 термическую подушку до ее использования в терапевтических целях хранят, например, в холодильнике, при температуре, достаточно низкой для замораживания водного раствора в ячейках 1. Термическую подушку вынимают из холодильника непосредственно перед использованием и ее можно сразу же накладывать на тот участок человеческого тела, который необходимо подвергнуть криотерапии, например на кисть, голову или руку. Благодаря гибкости оболочки 7 и перемычек 6, а также эластичности содержащегося в полостях 8 термического вещества 10, подушка деформируется и отлично приспосабливается к строению человеческого тела.
Согласно модифицированному варианту термической подушки, показанной на фиг. 1-3, эластичная оболочка 7 приварена к ячейкам 1 и испытывает действие растягивающих сил, в результате чего находящееся в полостях 8 упругое твердое тело 10 поддерживается в этих полостях 8 в состоянии упругого сжатия.
В случае использования показанной на фиг. 1-3 термической подушки в медицинских целях между термической подушкой и телом человека можно разместить компресс. Подходит любой компресс, обычно применяемый в медицине. Например, это может быть марлевый компресс. После того, как термическая подушка наложена на компресс, ее жестко прикрепляют с помощью повязки (пластыря и т. п.) к обрабатываемой части тела для того, чтобы несмотря на деформацию она в полной мере прилегала ко всей обрабатываемой части тела. Как вариант, на самой подушке могут быть предусмотрены участки с медицинским пластырем перемещаемого типа. В этом случае повязка не требуется.
Для повышения эффективности термического воздействия подушки на обрабатываемый анатомический участок в некоторых случаях целесообразно на одну термическую подушку накладывать вторую термическую подушку. В этом случае в холодильник следует помещать только первую термическую подушку (ту, которая непосредственно прикладывается к человеческому телу или к компрессу), другую же термическую подушку хранят при температуре окружающей среды. В этом применении вторая термическая подушка может действовать как теплоизолятор. Она может, в частности, работать как изолирующая повязка, используемая для прикрепления и/или сжатия. Кроме того, ее можно снабдить надувной камерой для обеспечения оптимальной прилегаемости к вогнутым участкам тела.
Согласно некоторым вариантам изобретения подушка представляет собой изделие, сочетающее термические функции с функциями изолирующей повязки, и может содержать вышеупомянутый компресс, помещенный между термической подушкой и частью человеческого тела.
Согласно модифицированному варианту термической подушки, показанной на фиг. 1-3, в перемычках 6 выполнены отверстия 9 (назначение которых объяснено ниже), а термическое вещество 10 полостей 8 находится в жидком или гелеобразном состоянии при стандартной температуре использования. Согласно этому варианту оболочку 7 прикрепляют к ячейкам 1 для герметизации полостей 8. Назначение отверстий 9 заключается в обеспечении возможности циркуляции текучего термического вещества в сети полостей 8, когда подушку подвергают деформации.
Такая конструкция термической подушки позволяет использовать ее при циркуляции текучей среды в полостях и/или ячейках (связанных каналами заполнения/циркуляции).
Кроме того, в подушке можно использовать реакции термогенных/криогенных смесей, обеспечивающих возможность независимого инициирования ее термического воздействия или продлевающих продолжительность воздействия подушки без необходимости ее снятия для повторного приведения в надлежащее рабочее состояние.
- 9 -
008313
Подушка может быть оснащена элементами, предназначенными для контроля и регулирования температуры.
Согласно варианту, показанному на фиг. 4 и 5, подушка содержит сеть ячеек 1, между которыми вставлена решетка из эластичной твердой массы 10. Эластичной твердой массой 10 является, например, твердая масса эластомера или пеноматериал из полимерной смолы. Эластичная решетка 10 прикрепляется к сети ячеек 1 путем приклеивания или сварки и также действует в качестве сочленения между ячейками 1.
Фиг. 6 иллюстрирует применение предложенной термической подушки в устройстве терапевтической обработки участка человеческого тела. Примером такой терапевтической обработки может служить, например, криогенная термообработка руки или бедра. Для этой цели устройство содержит термическую подушку 11. Термическая подушка включает в себя, как указано выше, сеть блоков 1 и полостей 8, содержащих подходящие термические вещества. Термическая подушка 11 соединена с бандажом 12, предназначенным для ее прикрепления к руке человека. В сети блоков 8 сделано прямоугольное отверстие 13, обеспечивающее доступ к определенной области руки, что позволяет подвергать руку надлежащей терапевтической обработке (например, обработать на этом участке рану, ушиб или другое локальное поражение). Отверстие 13 можно использовать для наложения на руку перевязки. Как вариант, в него можно помещать небольшую съемную термическую подушку, выполненную согласно данному изобретению.
В качестве термической подушки 11 для показанного на фиг. 6 устройства можно использовать, например, криогенную подушку, оказывающую на руку гипотермическое воздействие, причем надлежащую терапевтическую обработку совершают в зоне, доступной через указанное отверстие.
Очевидно, что показанное на фиг. 6 устройство можно приспособить и к терапевтической обработке конечностей животного, например ноги лошади.
На фиг. 7 и 8 показано предложенное устройство для терапевтической обработки черепа человека. Устройство содержит твердый корпус 14, имеющий форму шлема, непосредственно прилегающего к голове 15 человека и шее. Шлем 14 состоит из трех сочлененных элементов 16, 17 и 18 (фиг. 8). Элемент 16 предназначен для накрытия верхней части черепа, а элементы 17 и 18 - для опоясывания шеи. Участок внутренней части шлема 14, отмеченный позицией X, показан на фиг. 7 большим масштабом. Под корпусом 14 он оснащен предложенной термической подушкой, которая последовательно включает изолирующий слой 19, герметичную оболочку 20 (назначение которой поясняется ниже), сеть 11 из сочлененных блоков, содержащих термическое вещество, и вторую герметичную оболочку 22. В герметичной оболочке 20 находится приспособление (не показано), предназначенное для введения в нее текучей среды под давлением. Как правило, в камеру посредством электрического или ручного насоса (типа используемого для велосипедов или для медицинских или спасательных тензиометров) вводят воздух. Камера 22 подобна камере 20 и также выполнена с возможностью приема определенного объема воздуха под давлением. В случае проведения криогенной обработки (например гипотермии) в отношении головы пациента, шлем 14 и его термическую подушку в течение надлежащего периода времени удерживают в холодильнике, чтобы они достигли заданной температуры. Элемент 16 шлема 14 затем накладывают на верхнюю часть черепа головы 15 пациента, а элементы 17 и 18 размещают вокруг шеи пациента. Далее в камеру 20 вводят заданный объем воздуха, в результате чего сеть сочлененных блоков 11 оказывает на голову 15 пациента заданное давление. Затем и в камеру 22 можно ввести заданный объем воздуха. Воздушная камера 22 используется для формирования изолирующего слоя между сетью блоков 11 и головой 15 с целью регуляции теплового потока между головой 15 и термическим веществом блоков 11 из термической подушки. Тепловым потоком можно управлять путем выбора надлежащего объема воздуха, вводимого в камеру 22. В некоторых случаях корпус 14 показанного на фиг. 7 и 8 устройства целесообразно оснастить медицинскими приборами, например термометрами или тензиометрами.
На фиг. 9 показан другой вариант устройства, изображенного на фиг. 7 и 8. Корпус 14 показанного на фиг. 9 устройства имеет форму полусферы и выполнен с возможностью охвата верхней части черепа человека. Корпус состоит из двух элементов 23 и 24, сочлененных посредством кольца 25, опоясывающего череп на уровне лба. На внутренних поверхностях каждого из элементов 23 и 24 имеется предложенная термическая подушка (не показана). Кроме того, с кольцом 25 сочленены две панели 26 и 27. Эти две панели 26 и 27 образуют, совместно с элементами 23 и 24, отсек, в который помещены термические подушки элементов 23 и 24. Таким образом, корпус 14 и его термические подушки образуют цельный футляр (который может быть герметичным и изолированным), предназначенный для транспортировки устройства. Показанное на фиг. 9 устройство особенно хорошо подходит для применения в чрезвычайных ситуациях вне больницы, например, для оказания помощи при аварии на автостраде. Корпус 14 может также быть снабжен независимым приспособлением для генерации тепла или холода при транспортировке устройства.
Фиг. 10 иллюстрирует другой вариант применения предложенной термической подушки. Здесь изображена часть криогенной стенки 28 термоса, предназначенного для хранения органов или холодных пищевых продуктов. Криогенная стенка 28 имеет пару перегородок 29 и 30, между которыми образован отсек, заполненный небольшими предложенными криогенными подушками 31. Согласно данному изобретению каждая криогенная подушка 31 содержит блоки 32 (фиг. 11), соединенные гибкой мембраной
- 10 -
008313
33 и заполненные твердым криогенным веществом, например льдом. Сеть блоков 32 заключена в гибкую и герметичную оболочку 34, заполненную текучим криогенным веществом 35, в качестве которого можно, например, использовать гель. Деформируемость криогенного вещества 35 оптимизирует охлаждающие свойства стенки 28.
На фиг. 12 показан другой вариант криогенных подушек 31, которые можно использовать в изображенной на фиг. 10 криогенной стенке 28. Согласно данному варианту криогенная подушка включает в себя цепь блоков 32, соединенных шарнирами 33 и содержащих твердое криогенное вещество (например лед). Цепь блоков 32 заключена в трубчатую оболочку 34, заполненную криогенным гелем 35.
В заключение отметим, что данное изобретение также относится к термическим стенкам, в которых используются термические подушки, включающие один блок 32 (содержащий твердое термическое вещество) в гибкой оболочке, содержащей текучее термическое вещество (жидкость, газ, гель или вещество в состоянии гранулированных частиц или порошка).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Термическая подушка, включающая сеть блоков, связанных сочленениями и разделенных полостями, причем блоки содержат термическое вещество, а полости, по меньшей мере, частично заполнены деформируемым термическим веществом, отличающаяся тем, что сочленения выбраны из
эластичных твердых тел, присоединенных к блокам (1) и образующих по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества;
эластичных мембран (7), которые присоединены к блокам (1) и находятся под действием растягивающих сил, вследствие чего они сжимают находящееся в полостях (8) деформируемое тело, которое образует по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества; и
сочленений (6), проницаемых для находящейся в полостях (8) текучей среды, которая образует по меньшей мере часть указанного деформируемого термического вещества.
2. Подушка по п.1, отличающаяся тем, что в случае, когда деформируемое термическое вещество полостей (8) содержит эластичное твердое тело, это тело включает в себя вспененный материал и/или эластомер.
3. Подушка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что проницаемые сочленения содержат перфорированные, гибкие и/или эластичные мембраны (9).
4. Подушка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что блоки (1) обернуты гибким и/или эластичным листом (7).
5. Подушка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что форма блоков (1) выбрана из сферической, полусферической, яйцевидной, кольцевой, линзообразной, конической, усеченной конической и многогранной форм.
6. Подушка по п.5, отличающаяся тем, что блоки (1) являются многогранниками с треугольным, трапециевидным, квадратным или восьмиугольным основанием.
7. Подушка по п.6, отличающаяся тем, что каждый блок (1) образован двумя усеченными пирамидами (3, 4), соединенными своими длинными основаниями, при этом блоки шарнирно соединены посредством сочленений (6), размещенных в геометрической плоскости указанных длинных оснований.
8. Подушка по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что блоки (1) содержат ячейки с термическим веществом.
9. Подушка по п.8, отличающаяся тем, что в случае, когда термическое вещество блоков (1) находится в жидком или газообразном состоянии, ячейки герметично закрыты соотносительно с состоянием термического вещества.
10. Термическая подушка по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из термических веществ содержит вещество, которое подвержено изменению состояния при стандартной температуре использования.
11. Подушка по п.10, отличающаяся тем, что вышеупомянутое вещество представляет собой беспримесное тело или химический состав, применение которого соотносится со стандартной температурой использования.
12. Термическая подушка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что сеть блоков (11) покрыта герметичной эластичной оболочкой (20 или 22), оснащенной приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.
13. Подушка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что в сети блоков (11) сделано отверстие
(13).
14. Подушка по п.13, отличающаяся тем, что отверстие (13) содержит другую, съемную сеть блоков.
15. Подушка по любому из пп.1-11, 13 и 14, отличающаяся тем, что блоки сети сочленены в одном
слое.
16. Подушка по п.15, отличающаяся тем, что указанный слой удерживается между двумя герметичными эластичными оболочками (20, 22), каждая из которых оснащена приспособлением для впуска и
- 11 -
008313
выпуска текучей среды.
17. Подушка по любому из пп.1-11, 13 и 14, отличающаяся тем, что блоки сети размещены по меньшей мере в двух слоях.
18. Подушка по п.17, отличающаяся тем, что два указанных слоя удерживаются между двумя герметичными эластичными оболочками, каждая из которых оснащена приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.
19. Подушка по любому из пп.1-11, 15 и 17, отличающаяся тем, что сеть блоков помещена в оболочку, заполненную деформируемым термическим веществом.
20. Подушка по п.19, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть термического вещества оболочки содержит термическое вещество полостей.
21. Устройство, содержащее термическую подушку по любому из пп.1-20 и предназначенное для терапевтической обработки тела человека или животного.
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что подушка (11) размещена внутри жесткого корпуса
(14).
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что жесткий корпус (14) принимает форму человеческого черепа (15).
24. Устройство по п.22 или 23, отличающееся тем, что между сетью блоков (11) и корпусом (14) находится герметичная эластичная оболочка (20), оснащенная приспособлением для впуска и выпуска текучей среды.
25. Устройство по любому из пп.22-24, отличающееся тем, что корпус (14) содержит по меньшей мере два сочлененных элемента (16, 17, 18).
26. Устройство по любому из пп.22-25, отличающееся тем, что к корпусу (14) присоединена по меньшей мере одна панель (26, 27), размеры которой заданы таким образом, что она совместно с корпусом образует по существу герметичный отсек, вмещающий подушку.
27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что корпус (14) и/или панель (26, 27) оснащены медицинскими приборами.
28. Термическая стена, содержащая группу термических подушек (31) по п.19 или 20, размещенную между двумя перегородками (29, 30).
Фиг. 3
- 12 -
008313
Фиг. 5
Фиг. 7
- 13 -
008313
Фиг. 11
Фиг. 12
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 14 -