Устройство для управления лечебными ваннами

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECrlYBJlVIK (я)э А 61 Н ЗЗ/00

ГОСУДЛРСТВЕН1!ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780183/14 (22) 09.01.90 (46) 07.09.92. Бюл. ¹ 33 (71) Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики (72) Н.Б.Тарашевская (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1585936, кл. А 61 Н 33/00. 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕЧЕБНЫМИ ВАННАМИ (57) Использование; в медицине, для осуществления водолечения в больницах и санаI

Изобретение относится к области медицины, в частности к водолечению в больницах, санаториях и на курортах, Известно устройство для управления " лечебными ваннами, содержащее пульт управления, соединенный с блоком сигнализации и сливной клапан, подключенный к датчику уровня (1).

Однако известное устройство не позволяет индивидуально регулировать температуру и концентрацию лечебного раствора в ванне, а отсчет времени происходит одновременно с наполнением ванны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для управления лечебными ваннами по а.с. ¹1585936.

Устройство для управления лечебными ваннами, содержащее пульт управления, блок сигнализации, шесть входов которого подключены к шести выходам дешифратора управления, блок управления клапаном сли, Я2„, 1759420 А1 ториях. Сущность изобретения: с целью повышения лечебного действия процедуры за счет автоматического обеспечения заданного температурного режима в устройство введены первый и второй триггеры записи, счетчик налива, счетчик процедуры, кодовый переключатель времени процедуры, триггер рамы, триггеры первого и второго уровней, четыре элемента 2И вЂ” НЕ, элемент

2И, шесть элементов 2ИЛИ, триггер управления клапаном слива и генератор тактовых импульсов. 1 ил, оа, датчик первого уровня, выход которого соединен с первым входом блока управления смесителем, таймер, датчик второго уровня, датчик температуры, контроллер, дешифраторы пуска, записи и чтения, регистр номера ванны, датчик обьема рапы, выход которого подключен к первому входу счетчика объема рапы, регистр температуры раэбавляющей воды, выход которого через цифра-аналоговый преобразователь соединен с первым входом блока сравнения, и кнопка готовности(2).

Однако известное устройство обладает ограниченными эксплуатационными воэможностями и надежностью из-эа конструктивной сложности, низкой помехоустоичивости в условиях агрессивной среды, высокой влажности и температуры, из-эа отсутствия автоматического слива наполненной ванны в случае длительного ожидания пациента и отсутствия режима наполнения ванны водой заданной температуры и объема без налива рапы, что не позволяет и =пользовать

"l759420 устройство для принятия лечебных ванн и вторым 7 ключами. Устройство соде. ::.:.п других назначений. кодовый переключатель 8 времен". налива, Целью изобретения является расшире-;одовый переключатель 9 времени процедуние эксплуатационных возможностей уст- ры, дешифратор индикатора 10, соединенройства и повышение надежности, 5 ный с индикатором 11, датчики уровня рапы

Поставленнаяцельдостигается тем,что 12, первого уровня 13, второго уровня 14, в устройство для управления лечебными ключиуправленияклапаномрапы15.клапаваннами, содержащее датчик температуры, ном слива 16, клапаном холодной воды 17, выход которого соединен через резистор- клапаном горя-.ей воды 18. В устройство ный мост с усилителем пocToqííîãо тока, 10, для управления лечебными ваннами довыход которого соединен с первым входом полнительно введены первый 19 и второй компаратора, ко второму входу которого 20 трлггеры записи, выходы которых соотподключен потенциометруставки, а выходы ветственно соединены с первыми входами соединены с первым и вторым ключами, ко- счетчика налива 21 и счетчика процедуры довый переключатель времени нагива, ко- 15 22. Причем второй вход счетчика процедуры довый переключатель времени процедуры, 22 соединен с кодовым переключателем 9 дешифратор индикатора, соединенный с времени процедуры, первый выход счетчика индикатором,датчики уровня рапы, первого процедуры 22 соединен с первым входом уровня и второго уровня, ключи управления дешифратора индикатора 10, Устройство клапаном рапы, клапаном слива и клапана- 20 содержит триггер рапы 23, триггеры первоми холодной и горячей воды, введены пер-. го 24 и второго 25 уровня, четыре элемента вый и второй триггеры записи, выходы 2И-НЕ 26. 27, 29, элемент 2И 28 — 30, шесть которых соответственно соединены с пер- элементов 2ИЛИ с 31 по 36, триггер 37 упвыми входами счетчика налива и счетчика равления клапаном слива и генератор 38 процедуры, причем второй вход последнего 25 тактовых импульсов, блок слежения за темсоединен с кодовым переключателем вре- пературой 39, Вход триггера рапы 23 подмени процедуры, триггер рапы, триггеры ключен к выходу датчика уровня рапы 12 и первого и второго уровня, пять элементов первому входу первого триггера записи 19, .2И-НЕ, шесть элементов2ИЛИ.триггеруп- второй вход которого соединен с первым равления клапаном слива и генератор так- 30 входом второго триггера записи 20 и подтовых импульсов. ключен к выходу датчика первого уровня 13

Сущность изобретения заключается в и входу триггера первого уровня 24. Выход том, что предлагаемое устройство с указан- датчика второго уровня 14 соединен со втоной совокупностью отличительных призна- рым входом второго триггера записи 20 и ков позволяет автоматизировать процесс 35 входом триггера второго уровня 25; Первый налива лечебного раствора как при наличии выход триггера раны 23 через первый элерапы, так и при наличии других лекарств мент 2ИЛИ 31 соединен с ключом управле(родона, хвои и т,д.), При этом существенно ния клапаном рапы 15. Второй выход повышается надежность устройства, т,к. триггера рапы 23 соединен с первыми вхопредложенное техническое решение позво- 40 дами первого 26 и второго 27 элементов ляет использовать современную элемент- 2И-НЕ, вторые входы которых подключены ную базу и помещать э:: .ронную часть к выходам соответственно первого 6 и BTo" устройства в герметиче..ки закрытый кор- рого7ключей. Выходпервогозлемента2ИНЕ 26 через второй элемент.2ИЛИ 32

Отличительные признаки и редлагаемо- 45 соединен с ключом 17 управления клапаном го устройства являются сущсственными,т.к, холодной воды, а выход второго элемента до настоящего времени не обнаружены уст- 2И-HE 27 через третий элемент 2ИЛИ 33 ройства, в которых поставленная цель до- соединен с ключом 18управления клапаном стигается аналогичной совокупностью горячей воды. Выходтриггера первогоуров50 ня 24 соединен с первыми входами третьего

На чертеже представлена блок-схема, элемента 2И-НГ 28 и четвертого элемента предлагаемого устройства.. 2ИЛИ 34, выходы которых соответственно

Устройство для управления лечебными соединены с третьим входом счетчика наливаннами содержит датчик температуры 1, ва 21 и вторыми входами второго 32 и третьвыход которого соединен через резистор- 55 его 33 элементов 2ИЛИ. Выход триггера ныймост2сусилителемЗпостоянноготока, второго уровня 25 соединен с первым вховыход которого соединен с первым входом дом четвертого элемента 2И-НЕ 29 и перкомпаратора 4. Ко второму входу послед: е- вым входом пятого элемента 2ИЛИ 35, го подключен потенциометр уставки 5. Вы- второй вход которого подключен к выходу ходы компаратора 4 соединены с первым 6 счетчика налива 21, второй вход которого

1759420 подключен к кодовому переключателю 8 времеки налива. Выход пятого элемента

2ИЛИ 35 через соединенные последовательно третий элемент 2И вЂ” НЕ 30, триггер 37 управления клапаном слива и шестой элемент 2ИЛИ 36 подключен к ключу 16 управления клапаном слива. Выход четвертого элемента 2И вЂ” Н Е 29 соединен с третьим входом счетчика процедуры 22, второй выход которого соединен со вторым входом третьего элемента 2И-НЕ 30. Второй аыходтриггера 37 управления клапаном слива соединен со вторым входом дешифратора индикатора 10. Выход генератора 38 тактовых импульсов соединен со вторыми входами элемента 2И 28 и четвертого 29 элемента

2И вЂ” НЕ, Сигнал пуска одновременно подается на вторые входы первого 31, шестого 36 и четвертого 34 элементов 2ИЛИ и триггера

37 управления клапаном слива.

Устройство работает следующим образом.

Возмо>кны два эксплуатационных режима работы. В первом режиме налив в ванну лечебного раствора осуществляется одновременно с минеральной водой (рапой), подведенной от источника минеральной воды к ванне.по трубам. При этом обеспечиваются заданные температура, объем и концентрация лечебного раствора. Второй режим — налив воДы заданной температуры и объема с возможностью введения в воду других необходимых лечебных добавок, например, хвойного раствора, родона и т,п.

Сигнал пуска поступает на входы первого 31, четвертого 34, и шестого 36 элементов

2 ИЛИ, а также на вход триггера управления клапаном слива 37. С выходов этих элементов поступают сигналы, которые открывают ключи управления клапаном рапы 15 и клапаном слива 16. закрывая при этом клапан слива и открывая клапан рапы. Начинается наполнение ванны минеральной водой. При достижении минеральной водой уровня, необходимого для налива такого количества рапы, который обеспечит необходимую концентрацию раствора, датчик уровня рапы

12, установленный на этом уровне, выдаст на триггер рапы 23 сигнал о конце налива рапы, который переводит этот триггер в "0" состояние. Сигнал высокого уровкя с выхода первого элемента 2ИЛИ 31 закрывает ключ управления клапаном рапы 15, и клапан рапы закрывается, Одновременно с выхода триггера рапы 23 выдается сигнал высокого уровня на входы первого 26 и второго 27 элементов 2И-НЕ, который является сигналом разрешения налива холодной и горячей воды. В зто время идет процесс отработки температуры разбааляющей воды и блоке отслеживания температуры 39 в состав которого входят резисторный мост 2, потенциометр уставки 5, усилитель постоянного тока 3, компаратор 4.

Датчик температуры 1 включен в плечо резисторкого моста 2, Изменение его внутреннего сопротивления вносит разбаланс моста. На выходе усилителя постоянкого тока 3, выполненного, например, на элементе

К140УД8А, формируется отрицательное напряжение, пропорциональное температуре разбавляющей воды:

10.о

0еых. = — В.

Это напряжение подается на первый вход компаратора 4, который также может быть выполнен на элементе К140УД8А. На второй вход компарэтора 4 от потенциометра уставки 5 подается напряжение уставки, соответствующее заданной температуре воды. В зависимости от результата сравнения на выходе компаратора 4 формируется либо положительное напряжение (если температура смеси выше устэвки), либо отрицательное (если температура смеси ниже уставки), В первом случае открывается первый ключ

6, во втором случае — второй ключ 7. Второй ключ 7 пропускает на входы первого 26 и второго 27 элементов 2И-Н Е сигнал низкого уровня о включении горячей воды. Третий элемент 2ИЛИ 33 выходным сигналом высокого уровня включает ключ управления клапаном горячей воды 18, который открывает клапан горячей воды. Температура воды в ванне повышается, и в какой-то момент времени происходит выравнивание напряжения уставки с нэпря>кекием, соответствующим реальной температуре, поступающим на компаратор 4 от усилителя постоянного тока 3. При этом ка выходе компаратора 4 напряжение близко к нулю. При открывании первого ключа 6 вырабатывается сигнал кизкого уровня о включении холодной воды, поступающий на вход второго элемента

2ИЛИ 32, который выходным сигналом высокого уровня открывает ключ управления клапаном холодной воды 17, который в свою очередь открывает клапан холодной воды.

Этот процесс попеременного включения клапанов холодной и горячей воды происходит а течение всего времени налива ванны после закрытия клапана репы и выравнивает температуру воды, подводя ее к заданной температуре. При достижении наливаемым раствором заданного уровня, ср".6à Tö âàå T датчик первого уровня 13, и с вь ода триг1759420

50 не погрузилсл и налитую ванну, то остывшая . вода будет слита и процесс наполнения ванны необходимо будет повторить, Если до истечения заданного времени после конца налива пациент погрузился в ванну, то увеличение за счет этого погруженил уровня воды приведет к срабатыванию датчика второго уровня 14. Сигнал от датчика второго уровня 14 установит триггер второго уровня 25 в состояние логического "0", гера первого уровня 24 нулевой сигнал падаетсл через четвертый элемент 2ИЛИ 34 на входы второго 32 и третьего 33 элементов

2ИЛИ. Он является сигналом конца налива и запрешает прохождение от первого ключа

6 и второго ключа 7 через эти элементы сигналов включения холодной и горячей воды на ключи управления клапанами холодной 17 и горячей 18 воды, которые оказываются закрытыми, Сигнал высокого уровня от триггера первого уровня 24 поступает на вход элемента 2И 28 и дает разрешение на прохождение через него импульсов от генератора тактовых импульсов 38, поступающих затем на вход счетчика налива 21.

Генератор тактовых импульсов 38 с периодом следования одна минута выполнен, например, на микросхеме К176ИЕ12. При срабатывании датчика уровня раны 12 и датчика первого уровня 13, сигналы от которых поступают на входы первого триггера записи 19, на выходе этого триггера формируетсл сигнал записи в счетчик налива 21, выполненный, например, на микросхеме

К155ИЕ7. На информационных входах счетчика налива 21 кодовым перекл.очателем времени налива 8 установлено число, задающее количество минут, определяющих, через какое время после конца налива ьанна автоматически начнет сливатьсл. Это число сигналом записи, сформированным на первом триггере записи 19, поступающим на вход счетчика налива 21, записывается в этот счетчик. При поступлении на счетный вход счетчика налива 21 каждого тактового импульса от генератора тактовых импульсов

38 происходит уменьшение записанного числа на единицу, так как счетчик работает в режиме обратного счета. Когда число, хранлщеесл в счетчике, достигнет нуля, IIa его выходе па истечении зад- ного на входе числа минут выработается сигнал низкого уровня, который поступает на I3xop плтога элемента 2ИЛИ 35 и устанавливает на выходе триггера управления клапаном слива 37 уровень "1". который поступает на клепач управления клапаном слива 16 и откроет клапан слива. Таким образом, при условии, что если в течение заданного времени пациент и этот сигнал в совокупности с сигналом от датчика первого уровнл 13, записанного в триггер первого уровня 24, сформирует на выходе второго триггера записи 20 сигнал записи в счетчик процедуры, выполненный, например, на микросхеме К155ИЕ7, а триггер второго уровня 25 со своего выхода выдаст сигнал низкого уровня на разрешение прохождения через четвертый элемент 2И—

НЕ 29 импульсов частоты от генератора тактовых импульсов 38 на счетный вход счетчика процедуры 22, На информационных входах этого счетчика кодовы и переключателем времени процедуры 9 установлено число минут, соответствующее длительности процедуры. Счетчик процедуры 22 работает аналогично счетчику налива

21, По истечении заданного времени процедуры сигнал низкого уровня на выходе счетчика процедуры 22, поступив на вход третьего элемента 2И вЂ” НЕ 30 через пятый элемент 2ИЛИ 35 и сбросив триггер управления клапанам слива 37, выдаст сигнал высокого уровня на ключ управленил клапаном слива 16 и откроет клапан слива.

Вада начнет сливаться, процедура закончена.

Информационные выходы счетчика процедуры 22 соединены с дешифратором индикатора 10. который мажет быть выполнен, например, на микросхеме К514ИД1, работа ощей, например, на полупроводниковый семисегментный индикатор ЗЛС324А. Пациент, принимающий процедуру, может следить за временем, оставшимся до конца процедуры, по показаниям индикатора. После окончанил времени процедуры на дешифратор индикатора 10 подается сигнал гашенил от триггера управления клапаном слива 37, и индикзтор 10 гаснет, Работа устройства в режиме налива воды заданных температуры и объема с возможностью введения в воду необходимых лечебных добавок происходит аналогичным образом, только при подаче сигнала пуска открытие клапана рапы блокируется тумблером 40, показанным на чертеже условно.

При этом даетсл разрешение на налив холодной и горячей воды. В зависимости ат сигналов, поступающи:: с блока отслеживания температуры воды 39, будет праизводитьсл попеременный налив холодной и горлчей воды, обеспечивал заданнуютемпературу, После срабатывания датчика первого уровня 13 налив прекращаетсл, и обслуживающий персонал мажет добавить вра,створ все необходимые лечебныедобавки. Весь остальной процесс рабаты ванны аналогичен режиму рабаты, описанному выше, 1759420

10 чения заданного температурного режима, в 50 него введены первый l1 второй триггеры записи, счетчик налива, счетчик процедуры. кодовый переключатель времени процедуры, триггер рапы. триггеры первого и второго уровней, четыре элемента 2И-НЕ, элемент 2И, шесть элементов 2ИЛИ, триггер управления клапаном слива и генератор

TGKToBbIx импульсов, при этом выходы первого и второго триггеров записи соответст 1 рассматриваемом. устройстве для управления лечебными ваннами полностью устранены все механические элементы, электродвигатели, а также релейные коммутации сигналов, являющиеся основой в известных устройствах-аналогах, Управление всеми процессами ванной процедуры производится электронными элементами, что значительно упрощает исполнение устройства и повышает надежность его работы.

Эти факторы особенно важны при работе устройства в условиях агрессивной среды, повышенной влажности воздуха. В устройстве иной по сравнению с аналогами принцип действии датчиков уровней, который полностью исключает необходимость дополнительных механических конструкций, зависимость от солевых отложений и обеспечивает абсолютную надежность работы устройства, исключая переливы рапы и воды.

Во избежание остывания воды в ванне из-за длительного отсутствия пациента после налива, предусмотрен автоматический слив воды через заданное время, в течение которого температура вь; ы не успевает понизиться, что обеспечивает соблюдение режима приема процедуры.

Работа устройства в режиме налива воды заданной температуры и обьема с ручным добавлением в воду любых лечебных препаратов позволяет расширить функциональные возможности устройства, так как большое количество процедур в водолечебницах проводятся не на основе природных источников.

Формула изобретения

Устройство для управления лечебными ваннами, содержащее датчик температуры, выход которого соединен с блоком слежения за температурой, дешифратор индикатора, соединенный с индикатором, датчик уровня рамы, датчик первого уровня и датчик второго уровня, ключ управления клапаном рапы, ключ управления клапаном слива и ключ управления клапанами холодной и горячей воды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения лечебного действия процедуры за счет автоматического обеспе10

40 венно соединены с первыми входами счетчика налива и счетчика процеду,"..ы, первый вход которого соединен с деш".фрэторьл индикатора, а второй — с кодовым переклкчателем времени процедуры, вход триг:ера рапы подключен к выходу датчика уровня рапы и первому входу первого триггера записи, второй вход которого, соединенный с первым входом второго триггера записи, подключен к выходу датчика первого уровня и входу триггера первого уровня, выход датчика второго уровня соединен с вторым входом второго триггера записи и входом триггера второго уровня, первый выход триггера оапы через первый элемент 2ИЛИ соединен с ключом управления клапаном рапы, второй выход триггера рапе соединен с первыми входами первого и второго элементов 2И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго ключей, выход первого элемента

2И-НЕ через второй элемент 2ИЛИ соединен с ключом управления клапаном холодной воды, а выход. второго элемента 2И вЂ” НЕ через третий элемент 2ИЛИ соединен с ключом управления клапаном горячей воды, выход триггера первого уровня соединен с первыми входами элемента 2И и четверто; о элемента 2ЙЛИ. выходы которых соответственно соединены с вторым входом счетчика налива и вторыми входами второго и третьего элементов 2ИЛИ, выход триггера второго уровня соединен с первым входом четвертого элемента 2И-HF и первым входом пятого элемента 2ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу счетчика налива, третий вход которого подключен к кодовому переключателю времени налива, выход пятого элемента 2ИЛИ через соединенные последовательно третий элемент 2И вЂ” НЕ, триггер управления клапаном слива и шестой элемент 2ИЛИ подключен к ключу управления клапаном слива, выход четвертого элемента 2И-НЕ соединен с вторым входом счетчика процедуры, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ, второй выход триггера управления клапаном слива соединен с вторым входом дешифратора индикатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами элемента И и четвертого элемента 2И вЂ” НЕ, а средства подачи сигнала пуска одновременно соединены .с вторыми входами первого, третьего и четвертого элементов 2МЛИ и триггера управления клапаном слива, а выход датчика второго уровня соединен с вторым входом второго триггера записи над входом триггера второго уровня.

Составитель Л. Черепанова

Техред М,Моргентал Корректор С, Пекарь

Заказ 3133 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина. 101