Патент на изобретение №2373000
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УПРОЩЕННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ЗАПОЛНЕНИЯ КАМЕРЫ, СОДЕРЖАЩЕЕ ПОРШЕНЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу и устройству для осуществления заполнения, очистки, ликвидации закупоривания в закрытой или квазизакрытой камере и может быть использовано, в частности, при строительных работах, в установках химического или пищевого производства, в медицине и др. Устройство содержит камеру с поршнем, имеющим возможность перемещаться при помощи двигателя, которая связана с закрытой камерой при помощи канала, при этом камера имеет участки специфической геометрической формы, позволяющие обеспечить контакт с наружным воздухом в том случае, когда поршень занимает определенное положение внутри камеры для того, чтобы реализовать резкое скачкообразное повышение давления, а устройство содержит выходной клапан, остающийся закрытым в том случае, когда поршень увеличивает объем камеры, чтобы вызвать понижение давления внутри этой и закрытой камер. Способ состоит в том, что он включает повторение следующих этапов: с помощью двигателя толкают поршень в направлении уменьшения объема камеры, причем давление в этой и закрытой камерах остается постоянным в результате действия выходного клапана, находящегося в открытом положении, затем вытягивают поршень в противоположном направлении, чтобы увеличить объем камеры, причем клапан находится в закрытом положении, что влечет за собой уменьшение давления внутри камер, резко освобождают давление внутри камер путем введения камеры в контакт с наружным воздухом в том случае, когда поршень достигает некоторого участка специфической геометрической формы камеры. Изобретение обеспечивает повышение качества очистки, упрощение и повышение производительности. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.
Описание Предлагаемое изобретение относится к способу и устройству для осуществления заполнения, очистки, ликвидации закупоривания в закрытой или квазизакрытой камере. Изобретение может быть использовано в полостях, имеющих сложную форму, и/или в труднодоступных полостях. Предлагаемое изобретение может иметь много сфер применений, в частности может быть использовано при строительных работах, в технологических установках химического или пищевого производства, в медицине и стоматологии. Для выполнения очистки закрытой камеры известен способ, состоящий в выполнении в камере двух отверстий, предназначенных для пропускания через камеру некоторой текучей среды под большим давлением, газообразную или жидкую, и обладающую, в случае необходимости, чистящими химическими свойствами. Такой способ имеет ограниченное применение вследствие того, что для некоторых сложных форм камеры ее стенки оказываются недоступными для используемой текучей среды и остаются вследствие этого неочищенными и, кроме того, обычная циркуляция текучей среды требует относительно продолжительного времени очистки и обычно является малоэффективной. Для того чтобы осуществить заполнение закрытой или полузакрытой камеры, в которой находится воздух, жидкой или пастообразной субстанцией, известен способ, который состоит в подсоединении канала подвода воды к отверстию, выполненному в полости, и в удаление воздуха либо через другое отверстие в этой полости, либо через то же самое отверстие. Однако осуществление такого способа занимает много времени, если объем камеры является значительным. Кроме того, он не позволяет обеспечить удовлетворительное заполнение полости, которая имеет сложную форму и содержит тонкие и мелкие ответвления, в которых остаются запертыми воздушные карманы. Такое техническое решение для осуществления заполнения в области стоматологии описано в патенте ЕР 0538200, согласно которому закрытая камера, подлежащая заполнению закупоривающей пастой, располагается внутри зуба. Это техническое решение состоит в использовании механизма отсасывания из объема полости зуба, позволяющего одновременно обеспечить заполнение этой полости пастой. Такой способ представляет недостатки, которые заключаются в слишком длительном заполнении в том случае, когда объем полости является значительным, и в наличии остаточных закупоренных воздушных карманов. Второе техническое решение в области стоматологии описано в патенте US 4021921. Это техническое решение состоит во введении жидкости во внутреннюю полость зуба при помощи насоса, проталкивающего эту жидкость. Это техническое решение также предусматривает добавление пузырьков газа и использование колебаний давления в сочетании с периодическими импульсами, осуществляемыми при помощи управления насосом, позволяющим ему осуществлять повторяющиеся циклы включения и остановки. Это техническое решение обладает преимуществом улучшения эффекта очистки и заполнения, которые могут быть обеспечены при помощи простой циркуляции жидкости под давлением. Однако предложенное устройство обладает определенными недостатками, которые заключаются в том, что это устройство является достаточно сложным, имеет громоздкую механику и его достаточно трудно использовать и контролировать вследствие специфического режима функционирования насоса. Кроме того, это техническое решение не позволяет надежно устранить все воздушные карманы в полости и ее заполнение и очистка оказываются недостаточными. Третье техническое решение в области стоматологии описано в патенте ЕР 0299919. Это техническое решение основывается, с одной стороны, на использовании насоса, который позволяет создать разрежение в полости зуба, и на использовании устройства с поршнем, функция которого состоит в том, чтобы ввести в полость зуба очищающую жидкость под давлением. Это устройство функционирует на основе явлений кавитации, высокая потенциальная энергия которых позволяет устранить недостатки предшествующих технических решений. Однако такое техническое решение требует использования двух синхронизированных систем накачивания, относительно длинных соединительных каналов, многочисленных соединений, а также зависит от инерции находящихся в движении компонентов, инерции столбов жидкостей, находящихся в движении, и подвержено воздействию различных амортизирующих факторов, связанных с различными компонентами такими, как каналы, в рамках изменений давления. Таким образом, данное техническое решение основывается на сложной механике, сопряженной с проблемами надежности. Кроме того, здесь отмечается потребление значительного количества энергии и это техническое решение вызывает относительно большой расход жидкости. И наконец, это техническое решение порождает явления кавитации, которые всегда сопровождаются нежелательными бурными эффектами и не соответствует рассматриваемым вариантам применения. Вариант этого технического решения, который представляет те же самые недостатки, описан в патенте ЕР 0521119. Техническое решение, имеющее аналогичные недостатки, также описано в патенте ЕР 0766535. Другое техническое решение, использующее явление кавитации, описано в патенте ЕР 1146914. Это техническое решение состоит в создании пониженного давления при помощи устройства, которое периодически входит в контакт с подлежащей очистке камерой, поочередно с переводом этой камеры под атмосферное давление. Это техническое решение основывается на использовании ротора, приводимого во вращательное движение при помощи двигателя и содержащего множество внутренних каналов, предназначенных для соединения различных источников давления с полостью закрытой камеры. Это устройство обладает многочисленными недостатками, о которых уже было сказано выше, к которым добавляется факт использования ротора: действительно, это устройство требует использования специальных соединительных средств между упомянутыми каналами, приводит к потерям энергии и износу в результате трения, порождает проблемы, связанные с недостаточной герметизацией и гигиеной вследствие того, что упомянутая жидкость проходит через ротор. В том случае, когда какой-либо канал закупорен, известен прием попытаться устранить пробку, заполняя этот канал, например, водой в соответствии с описанной выше технологией и рассчитывая на то, что давление окажется достаточным для устранения закупоривания. На практике такой способ оказывается не приносящим желаемого результата в случае прочного закупоривания. Задача данного изобретения состоит в разработке способа и устройства, которые позволяли бы обеспечить щадящую операцию очистки, заполнения или устранения закупоривания в некоторой труднодоступной закрытой полости. Задача данного изобретения состоит также в том, чтобы разработать способ и устройство, адаптированные для выполнения операций заполнения, очистки и устранения закупоривания, которые позволяют получить удовлетворительный результат за уменьшенный промежуток времени. Задача данного изобретения также состоит в том, чтобы предложить способ и устройство, адаптированные к различным областям, таким, например, как строительное дело, технологические установки химической или пищевой промышленности, причем упомянутая полость может представлять собой канал транспортировки жидкости или цистерну, или к таким областям, как медицина и стоматология, причем в этом случае упомянутая полость может представлять собой артерию или зуб. Задача данного изобретения также состоит в том, чтобы предложить способ и устройство, отличающиеся простотой, уменьшенными габаритными размерами и относительно небольшой стоимостью. Концепция предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы подвергать камеру, внутри которой необходимо вмешательство, воздействию циклов резкого скачкообразного повышения давления до атмосферного, вызывающих специфическое движение текучей среды, газообразной, жидкой и даже пастообразной, внутри упомянутой камеры, что вызывает эффект очистки, заполнения или устранения закупоривания этой камеры. Говоря более конкретно, устройство в соответствии с предлагаемым изобретением, предназначенное для щадящего вмешательства в некоторой закрытой камере, содержит камеру, связанную с упомянутой закрытой камерой при помощи канала, поршень, имеющий возможность перемещаться при помощи двигателя, участки специфической геометрической формы, позволяющие обеспечить контакт с наружным воздухом в том случае, когда поршень занимает определенное положение внутри камеры, для того, чтобы реализовать резкое скачкообразное повышение давления до атмосферного, и выходной клапан, остающийся закрытым в том случае, когда поршень увеличивает объем камеры таким образом, чтобы вызвать понижение давления внутри упомянутых камер. Упомянутый двигатель может представлять собой пневматическое устройство, имеющее в своем составе закрытую камеру, содержащую входное устройство и выходное устройство для газа, и поршень, связанный с поршнем упомянутой камеры. Предлагаемое устройство дополнительно может содержать пружину, противодействующую упомянутому двигателю и позволяющую обеспечить движение поршня в некотором первом направлении, причем этот двигатель вызывает движение этого поршня в противоположном направлении. Камера предлагаемого устройства может содержать отверстие, канавку или расширение поперечного сечения, предназначенные для того, чтобы обеспечить возможность контакта ее объема с наружным воздухом и реализовать резкое повышение давления до атмосферного в том случае, когда поршень занимает определенное положение. Предлагаемое устройство может иметь в своем составе канал, один конец которого предназначен для проникновения внутрь упомянутой камеры, а другой конец связан с резервуаром текучей среды. Это устройство может иметь в своем составе конус, изготовленный из силикона или из эластомерного материала, сквозь который проходит конец одной или нескольких трубок, предназначенных для проникновения в упомянутую закрытую камеру, причем этот конус адаптирован для его позиционирования в отверстии этой закрытой камеры. Один из каналов может иметь длину, превышающую длину упомянутого конуса таким образом, чтобы иметь возможность более глубоко проникать внутрь упомянутой закрытой камеры. Предлагаемое изобретение касается также способа деликатного вмешательства в некоторой закрытой камере, находящейся при помощи некоторого канала в контакте с камерой предлагаемого устройства, включающего повторение следующих этапов: – двигатель толкает поршень в направлении уменьшения объема камеры, причем давление в этой камере остается неизменным в результате действия выходного клапана, находящегося в открытом положении, – двигатель вытягивает поршень в противоположном направлении таким образом, чтобы увеличить объем камеры, причем упомянутый клапан находится в закрытом положении, что влечет за собой уменьшение давления внутри камеры, – резкое освобождение давления внутри камеры путем введения этой камеры в контакт с наружным воздухом в том случае, когда поршень достигает участка специфической геометрической формы камеры. Устройство и способ в соответствии с предлагаемым изобретением могут быть использованы для очистки и заполнения полости зуба или кости. Эти и другие объекты, характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут изложены более подробно в приведенном ниже описании не являющихся ограничительными способов его реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении чертежи, в числе которых: – фиг.1 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий концепцию предлагаемого изобретения; – фиг.2 – схематический вид варианта реализации устройства в соответствии с концепцией предлагаемого изобретения; – фиг.3 – вариант схемы, показанной на фиг.1; – фиг.4 – схематический вид способа реализации с использованием поршня; – фиг.5а-5с – схематические виды вариантов реализации средства резкого освобождения давления; – фиг.6 – схематический вид устройства в соответствии с предлагаемым изобретением в его медицинском применении; – фиг.7а-7с схематически иллюстрируют функционирование устройства, показанного на фиг.6; – фиг.8 представляет кривую, характеризующую изменение давления в функции времени и полученную при использовании устройства, показанного на фиг.4-6. На фиг.1-3 схематически представлены устройства, схематически иллюстрирующие концепцию предлагаемого изобретения. На фиг.1 проиллюстрирована замкнутая полость 1, в которой необходимо вмешательство для выполнения операции очистки. Устройство в соответствии с предлагаемым изобретением имеет в своем составе средство уменьшения давления 2, связанное с упомянутой полостью при помощи некоторого первого отверстия, причем это средство представляет собой насос в этом способе реализации, средство резкого освобождения давления 3, связанное с камерой 1 при помощи некоторого второго отверстия, причем это средство представляет собой устройство скачкообразного повышения давления воздуха, типа клапана в данном способе реализации, и это средство связано с резервуаром, содержащим текучую среду 4, до атмосферного давления в этом способе реализации. По соображениям упрощения чертежа на приведенных в приложении фигурах упомянутая полость схематически представлена прямоугольной. Однако она может иметь произвольную форму любой сложности и может содержать, в частности, труднодоступные закоулки. Способ очистки в соответствии с предлагаемым изобретением, осуществляемый при помощи описанного выше устройства, включает следующие основные этапы: – уменьшение давления внутри камеры 1 при помощи всасывающего насоса 2, который отсасывает воздух, присутствующий в этой камере; – при достижении давления, имеющего величину ниже некоторого порогового значения, резкое скачкообразное повышение давления до атмосферного, вызываемое при помощи клапана 3, что состоит в резком допуске воздуха 4 во внутреннюю полость камеры и вызывает резкое повышение внутреннего давления внутри этой камеры. Описанные выше этапы повторяются циклическим образом. Упомянутое средство уменьшения давления 2 может представлять собой средство механического типа, например насос, средство гидравлического типа, например турбину, средство электромеханического типа, например вибрационный насос, цикличность функционирования которого является достаточно высокой для того, чтобы рассматривать это функционирование как непрерывное. Это средство функционирует непрерывным или квазинепрерывным образом так, чтобы это средство вызывало квазинепрерывное течение воздуха внутри упомянутой камеры. Функция устройства 3 скачкообразного повышения давления состоит в том, чтобы вызвать резкое увеличение давления, и может представлять собой достаточно простое устройство, резко переводящее камеру, находящуюся под низким давлением, в контакт с внешней средой, имеющей постоянное давление, например, в контакт с воздухом, находящимся под атмосферным давлением. Это устройство может представлять собой простое механическое устройство, образованное шариком, перекрывающим отверстие в упомянутой камере и связанным с пружиной, причем этот шарик имеет возможность перемещаться таким образом, чтобы освобождать отверстие в камере в том случае, когда разность давлений между внутренней полостью камеры и окружающим ее внешним пространством достигает некоторой величины, достаточной для того, чтобы противодействовать усилию, создаваемому упомянутой пружиной. Это устройство также может быть основано на постоянной упругости материала, которая позволяет открывать клапан в том случае, когда разрежение превысит некоторое пороговое значение. Это явление влечет за собой резкое изменение квазипостоянного течения. В качестве варианта реализации это устройство может управляться следящей системой, причем клапан управляется, например, механическим образом. Сочетание и повторение двух описанных выше эффектов позволяет создать циркуляцию воздуха, отличающуюся резкими движениями внутри камеры, что позволяет обеспечить более качественную очистку, чем при использовании простого течения. Это устройство также может быть использовано с любой текучей средой 4. Следует отметить, что при использовании обладающей несжимаемым характером жидкости, такой, например, как вода, такое устройство остается эффективным вследствие того, что внутри камеры всегда остаются как минимум несколько пузырьков воздуха, причем это явление связано с несовершенством геометрии стенок камеры, с возможным присутствием загрязняющих веществ, твердых или жидких, например, на уровне отверстий, что позволяет данному устройству реализовать описанный выше цикл изменения давления. В соответствии с концепцией предлагаемого изобретения предельные условия кавитации не являются целью, которую стремятся достигнуть, и эти условия не являются необходимыми, в отличие от предшествующего уровня техники. Однако предлагаемое изобретение остается совместимым с этими предельными условиями и ничто не помешает данному устройству нормально функционировать в таких условиях, если те или иные случаи применения этого требуют. На фиг.2 представлен схематический вид варианта осуществления предлагаемого изобретения. В этом варианте реализации предлагаемое устройство дополнительно включает средство питания 5 текучей средой 6, в частности, водой в этом способе реализации, через некоторое третье отверстие, выполненное в камере 1. Это средство питания может представлять собой обычный канал, связанный с резервуаром воды, находящейся под некоторым давлением, предпочтительно высоким и постоянным. Это устройство позволяет осуществить следующие этапы: – уменьшение давления воздуха внутри камеры 1 при помощи всасывающего насоса 2, который обеспечивает отсасывание воздуха, присутствующего в этой камере; – параллельное осуществление заполнения упомянутой камеры водой, поступающей из средства питания 5, причем этому заполнению способствует давление воды на входе и отсасывание воздуха при помощи средства 2; – при достижении давления, имеющего величину ниже некоторого порогового значения, резкое скачкообразное изменение давления, вызываемое клапаном 3, которое состоит в резком входе воздуха 4 во внутреннюю полость камеры и вызывает резкое повышение давления внутри камеры. Следует отметить, что это устройство позволяет обеспечить следующие эффекты: – скачкообразное повышение давления воздуха внутри камеры, создаваемое скачком внутри этой камеры, который передается во внутренний объем камеры при помощи воды вследствие ее квазинесжимаемого характера; – без специфического способа запуска камера полностью заполняется водой, причем это заполнение оказывается лучшим, чем в случае простого питания водой. Действительно, это устройство позволяет достичь любых возможных скрытых участков камеры под действием резких изменений давления; – несмотря ни на что, всегда остаются несколько пузырьков газа, которые позволяют механизму всасывания, а затем и механизму скачкообразного повышения давления продолжать функционировать даже в том случае, когда камера практически полностью заполнена водой. Эти пузырьки воздуха имеют малые размеры и часто оказываются невидимыми невооруженным глазом при атмосферном давлении. Эти пузырьки воздуха могут перемещаться случайным образом, совершая резкие конвекционные движения, порождаемые скачкообразным изменением давления, и они имеют объем, который возрастает по мере снижения давления, причем это изменение объема также может представлять собой дополнительный источник конвекционного движения в жидкости. Благодаря этим явлениям, пузырьки газа активно участвуют в очистке поверхностей; – действие очистки внутри упомянутой камеры оказывается высокоэффективным. В результате устройство позволяет сочетать действие двух дополняющих друг друга текучих сред, а именно воздуха, действие которого обеспечивается механизмом снижения давления и последующего скачкообразного повышения этого давления, и воды с добавлением, в случае необходимости, жидкого чистящего вещества, которая может обеспечить более эффективное действие очистки по сравнению с одним только воздухом и которая эффективным образом принимает участие в передаче ударных волн. Разумеется, возможно и любое другое сочетание текучих сред, жидких, газообразных и даже пастообразных, а также использование жидкости, содержащей твердые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии. Таким образом, устройство и способ позволяют обеспечить усовершенствованную очистку. При этом имеется возможность использовать принципы предлагаемого изобретения в некотором вторичном применении, например, для очистки некоторого объекта, который будет размещен в упомянутой камере. Кроме того, предлагаемые устройство и способ позволяют обеспечить удовлетворительное заполнение водой камеры 1. И наконец, эта система также хорошо приспособлена для устранения закупоривания камеры вследствие того, что заполнение оказывается усовершенствованным и позволяет достигнуть зон, труднодоступных при использовании простого течения, а также вследствие того, что резкие изменения давления позволяют передавать удары, которые оказывают позитивный эффект на действие раскупоривания. На фиг.3 схематически представлен вариант реализации устройства, показанного на фиг.1, который обладает тем преимуществом, что он требует использования только одного отверстия в камере 1, предназначенного для осуществления функций уменьшения давления и резкого освобождения давления. Действительно, в этом случае устройство освобождения давления 3, выполненное в виде клапана, связано с отверстием выходного канала механизма уменьшения давления. На фиг.4 схематически представлен вариант реализации устройства, показанного на фиг.1. Это устройство имеет в своем составе выходной клапан 7, связанный с камерой 1 при помощи некоторого первого отверстия, и устройство скачкообразного повышения давления 3 описанного выше типа. Упомянутая камера содержит открытую часть, перекрытую поршнем 8, причем этот поршень может быть приведен в движение в направлении, показанном стрелкой А, или в противоположном направлении при помощи двигателя 9. Это устройство функционирует следующим образом: – в соответствии с первой фазой двигатель 9 толкает поршень 8 в направлении, противоположном стрелке А, что влечет за собой удаление воздуха из камеры через клапан 7, причем давление в камере при этом остается постоянным; – затем двигатель 9 приводит поршень в движение в направлении, показанном стрелкой А, в результате чего давление в камере уменьшается, причем в этой фазе клапан 7 остается закрытым; – после достижения некоторой величины этого давления устройство 3 вызывает резкое скачкообразное повышение давления внутри камеры, что вызывает стремительное возрастание давления и заполнение камеры воздухом. Таким образом, легко видеть, что это устройство позволяет осуществить способ, описанный выше в отношении устройства, показанного на фиг.1. В этом варианте реализации средство понижения давления состоит из выходного клапана 7, поршня 8 и двигателя 9. На фиг.5а-5с схематически представлены варианты реализации устройства, показанного на фиг.4, с использованием упрощенных устройств, предназначенных для резкого освобождения давления. Действительно, на фиг.5а представлена в разрезе цилиндрическая камера, в стенке которой выполнено отверстие 11, позволяющее обеспечить контакт с воздухом, находящимся при атмосферном давлении. В этом устройстве в том случае, когда поршень, который перемещается в направлении стрелки А, обеспечивая понижение давления в камере 1, достигает положения, в котором он переходит за отверстие 11, камера с пониженным давлением резко переводится в контакт с наружным воздухом, находящимся под атмосферным давлением, что вызывает эффект резкого скачкообразного повышения давления. Таким образом, устройство резкого освобождения давления в этом устройстве реализуется при помощи сочетания поршня 8 и отверстия 11 в этом устройстве. Следует отметить, что это устройство связывает обе функции понижения давления 2 и резкого освобождения давления 3 посредством поршня 8, что делает это устройство, по существу, следящей системой в отличие от предшествующих устройств, в которых оба упомянутых средства функционировали независимым образом. Устройство, показанное на фиг.5b, представляет вариант реализации, в котором отверстие 11 заменено на канавку 12. Устройство, показанное на фиг.5с, представляет вариант реализации, в котором отверстие 11 заменено на расширение 13 поперечного сечения камеры, которое обеспечивает возможность прохождения воздуха по бокам через пространство, располагающееся между расширенной стенкой камеры и поршнем. На фиг.6 представлен другой вариант реализации устройства в соответствии с предлагаемым изобретением в его применении для очистки внутренней полости кости с последующим заполнением этой полости смолой. Это устройство основано на принципах, схематически представленных на фиг.4 и 5. Поскольку в данном случае отсутствует возможность разместить поршень непосредственно в контакте с внутренним объемом 18 подлежащей очистке и заполнению кости 19, здесь используется специфическое устройство 20. Это устройство имеет в своем составе цилиндрическую камеру 1, связанную с полостью 18 кости при помощи канала 21, входящего в эту кость через выполненное в ней отверстие 22, причем герметичность обеспечивается путем использования конуса, вставленного в упомянутое отверстие и обеспечивающего возможность прохождения каналов. Этот конус может быть изготовлен из эластомерного материала или из силикона и удерживается при помощи простого заклинивания, причем снижение давления во внутренней полости кости также принимает участи в удержании на предназначенном для этого конуса месте. Это устройство имеет в своем составе поршень 8, приводимый в движение при помощи пневматического двигателя 9 и пружины 10. Этот поршень 8 занимает поперечное сечение камеры 1, достаточное для того, чтобы обеспечить возможность изменения давления внутри камеры при его перемещении. Это устройство дополнительно имеет в своем составе клапан 7 и отверстие 11, выполненное в его стенке, причем эта система была описана со ссылками на фиг.4. И наконец, канал питания 23 текучей средой 6 также связан с внутренней полостью 18 кости через отверстие 22. Камеры 18 и 1 находятся под одним и тем же давлением и представляют, таким образом, эквивалент одной единственной камеры, что позволяет применять процедуры, описанные в предшествующем изложении. Это устройство представляет способ реализации, в котором двигатель 9 представляет собой пневматическую систему, основанную на камере 23, присоединенной к камере 1 герметичным образом и включающей поршень 24, связанный с поршнем 8, входное устройство для воздуха 25 и выходное устройство для воздуха 26. Разумеется, можно симметричным образом поменять направления приведения в движение от двигателя 9 и от пружины 10. Размерные параметры поршней 8 и 24 и камер 1 и 23 выбираются таким образом, чтобы обеспечить изменения давления и усилия, необходимые в каждом конкретном случае. Описанный выше двигатель может быть заменен на любую другую эквивалентную систему или комбинацию средств, таких, например, как пружины, электрические двигатели и т.п. На фиг.7а-7с проиллюстрировано функционирование предлагаемого устройства. На фиг.7а поршень находится на середине расстояния в полости 1 устройства 20. Пружина 10 при этом создает усилие, которое толкает этот поршень в направлении, противоположном стрелке А. Данное устройство выполнено таким образом, что в этой фазе усилие давления пружины превышает противодействующее пневматическое усилие, воздействующее на поршень 8 со стороны поршня 24 под действием давления воздуха, поступающего через входное устройство 25. Это движение поршня влечет за собой вытекание воздуха через выходной клапан 7, причем давление в камере 1 остается постоянным. В конце хода поршня 8, представленного на фиг.7b, давление воздуха на поршень 24 в камере 23 оказывается достаточным для того, чтобы противодействовать усилию, развиваемому пружиной 10, и поршень начинает движение в направлении, показанном стрелкой А. В процессе этого движения, поскольку клапан 7 остается теперь закрытым, давление воздуха в камере 1 уменьшается. В то же самое время эта камера заполняется текучей средой 6. Когда поршень 8 достигнет положения, представленного на фиг.7с, камера 1 внезапно оказывается в контакте с внешней средой посредством отверстия 11, что вызывает резкий вход воздуха через отверстие 11, поскольку камера 1 находится под пониженным давлением. В то же самое время в камере 23 предусмотрено, чтобы положение поршня 24 освобождало выходное отверстие 26 камеры 23, что позволяет воздуху под давлением выйти из этой камеры 23, вследствие чего пневматическое усилие, воздействующее на поршень 24, существенно уменьшается и становится, таким образом, снова меньше усилия, создаваемого сжатой пружиной 10. При этом снова начинается движение поршня в направлении, противоположном стрелке А. Таким образом, упомянутые циклы следуют один за другим, вызывая уменьшение давления и резкое освобождение давления внутри камер 1 и 18. Эти циклы сначала могут осуществляться с питанием водой, причем резервуар 6 должен быть заполнен водой для того, чтобы очистить полость 18, а затем вода может быть заменена на смолу, и упомянутые циклы повторяются вплоть до получения удовлетворительного заполнения полости 18 смолой. Следует отметить, что это устройство позволяет удивительным образом одновременно обеспечить очистку и заполнение камеры за весьма ограниченный период времени. Это устройство позволяет, с одной стороны, очистить полость 18 кости при помощи чистящей текучей среды 6. Оно также позволяет заполнить эту полость пастой, размещая ее вместо чистящей текучей среды. Это устройство позволяет получить кривую изменения давления внутри полости 1, представленную на фиг.8. В первой фазе, соответствующей фиг.7а, давление остается постоянным и равным атмосферному давлению. Во второй фазе, соответствующей фиг.7b, давление постепенно уменьшается, и в третьей фазе, соответствующей фиг.7с, давление резко повышается, то есть увеличивается за очень короткое время, до уровня атмосферного давления. Предлагаемое устройство может иметь широкий спектр применения в различных областях техники. Можно отметить, что это устройство может функционировать и в других специфических условиях, в соответствии с которыми имеет место изменение состояния той или иной текучей среды и в которых имеют место явления кавитации. Это устройство остается совместимым с присоединением дополнительных компонентов, таких, например, как датчики давления, устройства типа, например, ультразвуковых преобразователей, находящихся в контакте с текучей средой или погруженных в упомянутую полость для того, чтобы добавить дополнительные вибрационные и/или тепловые явления. Таким образом, устройство и способ в соответствии с предлагаемым изобретением обладают следующими преимуществами: – они адаптированы к различным областям применения; – они позволяют достигнуть очень хороших характеристик очистки, заполнения и ликвидации закупоривания за относительно небольшой промежуток времени; – предлагаемое устройство является достаточно простым и относительно дешевым, поэтому оно может быть утилизировано после однократного использования, что является предпочтительным в таких областях, как медицина и стоматология, где предъявляются весьма существенные требования к гигиене; – предлагаемое устройство обладает относительно небольшими габаритными размерами и очень легко может быть связано с внешними каналами и с подлежащей обработке полостью; – предлагаемое устройство функционирует только с простым подводом газа и, в случае необходимости, с питанием текучей средой. Оно не требует значительных затрат энергии; – предлагаемое устройство запускается само при помощи своих свойств заполнения.
Формула изобретения
1. Устройство для щадящего вмешательства в закрытой камере (18), имеющее в своем составе камеру (1), связанную с упомянутой закрытой камерой (18) при помощи канала (21), отличающееся тем, что упомянутая камера (1) содержит поршень (8), имеющий возможность перемещаться при помощи двигателя (9), при этом эта камера (1) имеет участки (11, 12, 13) специфической геометрической формы, позволяющие обеспечить контакт с наружным воздухом в том случае, когда упомянутый поршень занимает определенное положение внутри камеры (1) для того, чтобы реализовать резкое скачкообразное повышение давления, при этом устройство содержит выходной клапан, остающийся закрытым в том случае, когда поршень увеличивает объем камеры таким образом, чтобы вызвать понижение давления внутри камер (1) и (18). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что двигатель (9) представляет собой пневматическое устройство (23, 24, 25, 26). 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что пневматический двигатель (9) имеет в своем составе закрытую камеру (23), содержащую входное устройство (25) для газа, поршень (24), связанный с поршнем (8) камеры (1), и выходное устройство (26) для газа. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пружину (10), противодействующую двигателю (9) и позволяющую обеспечить движение поршня (8) в некотором первом направлении, причем двигатель (9) вызывает движение поршня (8) в противоположном направлении. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (1) содержит отверстие (11), предназначенное для введения ее объема в контакт с внешней средой и обеспечения резкого скачкообразного повышения давления в том случае, когда поршень достигает определенного положения. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (1) содержит канавку (12), предназначенную для введения ее объема в контакт с внешней средой и обеспечения резкого скачкообразного повышения давления в том случае, когда поршень достигает определенного положения. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (1) содержит расширение поперечного сечения (13), предназначенное для введения ее объема в контакт с внешней средой и обеспечения резкого скачкообразного повышения давления в том случае, когда поршень достигает определенного положения. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит канал (27), один конец которого предназначен для введения внутрь камеры (18), а другой конец связан с резервуаром текучей среды (6). 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно содержит изготовленный из силикона или из эластомерного материала конус, сквозь который проходит конец одной или нескольких трубок (21; 27), предназначенных для проникновения в камеру (18), причем этот конус адаптирован для его размещения в отверстии (22) камеры (18). 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что один из каналов (21, 27) имеет длину, превышающую длину упомянутого конуса таким образом, чтобы более глубоко проникать внутрь камеры (18). 11. Способ щадящего вмешательства в закрытой камере (18), исключающий обработку закрытых камер, представляющих собой части человеческого тела, и, следовательно, исключающий хирургические методы, применяемые к человеческому телу, в контакте с камерой (1) устройства в соответствии с одним из предшествующих пунктов при помощи канала (21), отличающийся тем, что он включает повторение следующих этапов: 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что двигатель (9) представляет собой двигатель (9), функционирующий только в одном направлении, причем движение поршня (8) в другом направлении осуществляется при помощи пружины (10). 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что он включает, параллельно предшествующим этапам, этап питания камеры (18) текучей средой.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
