Способ формирования турбулентной разрушающей струи

(11)1 08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕ митет Российской Федерации патентам и товарным знакам(67) Использоваизобретения; на юл. Ию 39-40В.; Рогачев В.Т.иктор ТихоновичФОРМИРОВАНИЯ ТУРБУЛЕНТАЮЩЕЙ СТРУИние: в гидромониторах Сущность замкнутый жидкостный объем воздеиствуют механическим вытеснителем с последующим вытеснением рабочей среды через сопло. Силовые характеристики вытеснитепя выбирают в зависимости от прочности многофазнойразрушаемой среды и характеристики фазы с миним. прочностными свойствами Диаметр сопла выбирают меньше миним размера связукицих элементов, образованных фазами, обладающими более высокими прочностными своиствами. 2 ил.Изобретение относится к гидроаэромеханике, в частности к гидромеханике струйных течений, и может быть использовано вгидромониторах, в особенности для специального назначения - в качестве струйныхскальпелей в хирургии, э также для коммунального строительства,Известные способы формирования турбулентных разрушающих струй для гидромониторов осчованы на выборе параметрови характеристик струйных течений в соответствии с прочностными характеристиками разрушаемой среды (грунт, порода и др.),При этом диаметр сопла, расход жидкости,давление перед соплом и др. выбираютсятак, чтобы обеспечить разрушение и размыввынос) из зоны разрушения обрабатываемой породы или грунта ЯИзвестен также способ формированияструи путем воздействия на замкнутый объем жидкости поршня-вытеснителя,обеспечивающегс возможность более точного подбора силовых характеристик в течение ограниченного промежутка времени Я, Данный способ принятв качестве прототипа,Применение известных способов форЪмирования струй для гидромониторов позволяет создавать устройства с заданными энергетическими характеристиками и отно.- сительно небольшими габаритами (прототип) при достаточно гибком управлении параметрами струи, Однако во всех известных случаях речь идет не только о разрушении, но и о удалении разрушенной среды изэоны обработки, Миниатюризация такого рода устройств позволяет использовать их и в таких специфических областях, как микрохирургия Я,Однако и в этом случае 31 характеристики струи, выбранные в соответствии со способом, описанным в 1), остаютсятрадиционными, что снижает возможностиприменения мониторов, сужает область их использования,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей и области применения путем обеспеченияпостоянства занимаемого разрушаемой средой внешнего обьема, т.е, путем осуществления местного разреза заданной глубины и протяженности без нарушения по крайней мере части связей между областями, лежащими по разные стороны разреза,Указанная цель достигается.тем, что пэраметры струи выбирают в соответствии спрочностными характеристиками наименее прочной фазы, входящей в состав многофазной разрушаемой среды. а диаметр сопла выбирают меньшим, чем минимальный раз 25 30404550 мер связующих элементов, образованных фазами, обладающими более высокими прочностными свойствами,По известному способу 1) давление перед соплом мониторатакже может быть выбрано достаточным для размыва, разрушения более мягкой, связующей фазы, но при этом расход жидкости и диаметр сопла выбираются из условия удаления сруей всей массы вещества, с которой струя взаимодействует. Этот принцип реализован и в устройстве медицинского назначения, описанном в 3).Предложенный способ в отличие от способа 1) предусматривает ограничение мощности струи эа счет выбора диаметра сопла меньшим среднего размера связующих твердофазных элементов, чем и достигается получение разреза, а не выемки в среде, Тем самым подтверждается новизна предложенного способа.Способ, реализованный в устройстве 3), также основан на выборе давления перед соплом, достаточным для разрушения более мягкой ткани организма, В этом случае речь идет о ткани более мягкой, чем та, что образует более глубокий слой, который не должен подвергаться разрушению при работе монитора, т,е. по существу и в этом случае совокупность признаков, характеризующих способ формирования струи монитора, не содержит ограничений, обеспечивающих получение разреза, а не выемки в тканях. Монитор, описанный в 3), обеспечивает размыв и удаление нежелательных образований на поверхности обьекта,На фиг,1 показана схема взаимодействия струй, сформированных предлагаемым способом, с разрушаемой средой; на фиг,2 - схема устройства для реализации предложенногоо способа.В корпусе 1 устройства размещен поршень-вытеснитель 2, взаимодействующий с регулируемой пружиной 3 или другим СЬловым приводом не показан). Полость 4 заполнена жидкостью, которая может истекать через профилированное сопло 5 в виде струи 6, При этом диаметр сопла равен д, Струя 6 может взаимодействовать с разрушаемой средой 7, которая является многофазной, содержащей по крайней мере одну фазу с минимальными прочностными характеристиками и связующие элементы 8, имеющие более высокую механическую прочность и статистически определенный минимальный размер. Фазой с минимальными прочностнымихарактеристиками может быть, например,2002132 мягкая ткань организма, связующие элементы - кровеносные сосуды.В области коммунального строительства "мягкой" фазой может быть песок, связующими элементами - трубопроводные или 5кабельные линии.Диаметр сопла 5 выбирают иэ условияб1, а силовые характеристики приводапоршня-вытеснителя 2 (в данном примере -характеристики пружинЬ 3) выбирают, иэ условия разрушения самой непрочной фазы,входящей в состав многофаэной разрушаемой среды 7.П р и м е р, Формирование струи дляосуществления разреза передней стенки 15живота. В силу различия тканевых структуркожи, подкожной клетчатки, мышечных волокон щ. оЬИ 9 цоз аЬботпауз) и кровеносных сосудов см например Краев А,В.Анатомия человека, М Медицина, 1978, т. 201, с.50 - 57, с.228, и т.2, с,13 - 15) предел прочности стенок сосудов о заметно отличается от осредненного предела прочностидругих тканей о, т.е. осдг.Предварительное натяжение пружины 253 устанавливается иэ условия: р %, гдер - полное давление жидкости в зоне койтакта,откудаЕи у/ф, 30.теснителя выбирают в зависимости от35 характеристики фазы с минимальнымипрочностными свойствамиЕамт 1/у,где Е - предварительное усилие вытеснителя;40 в - эффективная площадь вытеснителя;р - коэффициент расхода;а - предел прочности наименее прочнойфазы,а диаметр сопла выбирают меньшим, чем"5 минимальный размер связующих элементов, образованных фазами, обладающимиболее высокими прочностными свойствами,Формула изобретения СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ТУРЬУЛЕНТНОЙ РАЗРУШАЮЩЕЙ СТРУИ, заключающийся в воздействии на замкнутый жидкостный обьем механическим вытеснителем с последующим вытеснением рабочей среды через сопла, причем силовые характеристики вытеснителя выбирают в зависимости от прочности многофазной резрушаемой среды, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения путем обеспечения местного разреза заданной глубины и протяженности без нарушения связи между частями разрушаемой среды, силовые. характеристики выгде Е - предварительное натяжение пружины, определяемое, например, положением выходного элемента силового привода; р - коэффициент расхода сопла 5; в - эффективная площадь вытеснителя.Далее сопло 5 прижим:чт к передней стенке живота, освобождают пружину 3, что обеспечивает истечение из сопла 5, и перемещают сопло 5 в заданном направлении по поверхности живота. В результате образуется разрез 9 заданной глубины, край которого может быть отодвинут в направлении, укаэанном стрелками на чертеже, без нарушения целостности сосудов и общего обьема, занимаемого в пространстве средой 7.Таким образом, монитор, реализующий предложенный способ формирования струи, не только выполняет роль скальпеля, но и имеет преимущество перед обычным механическим инструментом, т.е. не требует экстренного применения кровеостанавливающих средств,(56) 1, Юфин А.П. Гидромеханизация, М,:Строительство, 1963, с.26-61.2. Патент США М 3601988,кл, 60 - 54,5, 1988.Ф3, Заявка ФРГ ЛВ 2430158,кл, А 61 В 17/32, 1976.