Молодой ученый ВятГУ Михаил Туев – автор серии разработок технических устройств медицинского назначения

Запатентованные полезные модели и изобретения основаны на применении вихревого эффекта Ранка-Хилша и могут быть внедрены в различные области медицины.

22.04.2020  249

Внешний вид мобильной установки термостатирования (1 – компрессор с системой фильтрации и осушения воздуха; 2 – вихревая трубка; 3 –термоконтейнер)

Аспирант факультета компьютерных и физико-математических наук ВятГУ Михаил Туев вместе с научным руководителем Сергеем Ворончихиным, зав. кафедрой физики и методики обучения физике, разработал и запатентовал серию технических устройств  медицинского назначения. Все разработки основаны на так называемом вихревом эффекте, или эффекте Ранка-Хилша, который заключается в разделении рабочего тела, чаще всего сжатого газа, на две фракции при закручивании в цилиндрической или конической камере. При этом периферия рабочего тела образует закрученный поток с большой температурой (порядка плюс 500С), а в центре – охлажденный поток (температура порядка минус 400С), закрученный в противоположную сторону.

Эффект был открыт французским инженером Ранком в конце 20-х годов прошлого века, а на исходе 40-х гг. устройство вихревого энергоразделения было значительно улучшено немецким инженером Хилшем. Впоследствии вихревым эффектом заинтересовались исследователи по всему миру. Сейчас разработано большое количество разновидностей вихревых труб для различных потребителей, в основе которых применяется вихревое энергоразделение рабочей среды, чаще всего, сжатого воздуха.

Разработки исследователей Вятского государственного университета относятся, прежде всего, к медицинской сфере. Применение вихревой трубки в указанной сфере до недавнего времени ограничивалось охлаждением конечности перед вводом лекарственных средств при полиомиелите и созданием криогенных установок для хранения биологических объектов.

Михаил Туев и Сергей Ворончихин расширили возможности применения вихревого эффекта, предложив ряд актуальных моделей медицинской техники. Одна из них – мобильная установка термостатирования.

Устройство работает следующим образом: в предварительно охлажденный термоконтейнер, внутри которого находятся испаритель и термогранулы, помещается биопрепарат. Затем на вход испарителя прикрепляется выход холодного потока вихревой трубки Ранка-Хилша. На вход вихревой трубки Ранка-Хилша подается воздух из компрессора при помощи пневмошланга. Затем холодный поток из вихревой трубки попадает в испаритель, проходит по его контуру, тем самым обеспечивая требуемое охлаждение термогранул, - рассказал Михаил Туев.

Предложенная модель может использоваться для хранения и транспортировки биопрепаратов. Для этих же целей создано и другое устройство – портативная термостатическая установка, обеспечивающая возможность регулирования и поддержания необходимого температурного режима внутри термоконтейнера с точностью до десятых долей градуса Цельсия в широком диапазоне температур.

Установка для локальной криотерапии также относится к медицинской технике. Это оборудование может применяться в криохирургии и косметологии. Михаил Туев прокомментировал:

При работе трубки исходный воздушный поток разделяется на два - холодный и горячий. Горячий поток отводится в атмосферу через специальный глушитель. Холодный поток используется для проведения сеанса криотерапии. Для повышения эффективности распределения холодного потока могут быть использованы специальные глушители и насадки.

Техническим результатом модели является повышение надежности и отказоустойчивости при практически мгновенном обеспечении широкого диапазона рабочих температур от минус 400С до плюс 20С.

Вихревой инсуффлятор предназначен для поддержания внутриполостного (абдоминального) давления с целью облегчения визуализации состояния внутренней поверхности и содержимого полости при проведении лапароскопичеких операций и других медицинских процедур.

В данном случае вихревая трубка используется в качестве вакуумного насоса с возможностью подогрева исходящего газа. Горячий конец вихревой трубки через контрольный манометр и бактериальный фильтр соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой, что обеспечивает возможность нагнетания внутрь полости необходимого давления при помощи используемого газа, при этом газ подогревается. Холодный конец вихревой трубки, используемый в данном случае для отсасывания избыточного давления и, возможно, посторонних биологических включений, также может быть соединен с оперируемой полостью полимерной трубкой через контрольный манометр и бактериальный фильтр с выходом в приемную емкость, - пояснил Михаил Туев.

Среди разработок ученых ВятГУ – хирургический аспиратор, предназначенный для отсасывания крови, гноя и различных жидкостей, частиц тканей и газов из операционных ран и других полостей во время и после операций.

Следует назвать и еще одно изобретение – вихревой термостат МРТ, относящийся к области теплотехники и рекомендованный для использования в теплообменном оборудовании, в частности в термостатах. Модель относится к устройствам, позволяющим поддерживать заданную температуру теплоносителя. Она может применяться в различных областях медицинской техники, в частности для термостатирования теплоносителя МРТ.

Вихревая трубка обладает высокой надежностью (нет вращающихся деталей, различного рода приводов, хладагентов), ценовой привлекательностью (например, почти в 20 раз дешевле ближайших традиционных холодильных компрессионных аппаратов для локальной криотерапии), неограниченной продолжительностью рабочего цикла и отсутствием необходимости в систематическом квалифицированном обслуживании, - подытожил Михаил Туев, сделав акцент на несомненных плюсах устройств, созданных  на основе эффекта Ранка-Хилша. При этом автор разработок упомянул и о «ложке дегтя». Ею, считает исследователь, является относительно невысокий КПД.

назад


Читайте также:

21.04.2020    Губернатор Игорь Васильев провел онлайн-встречу со студентами
Глава Кировской области в прямом эфире отвечал на вопросы учащихся кировских вузов.
21.04.2020    Иностранным студентам ВятГУ, проживающим в общежитиях, раздали бесплатные продуктовые наборы
Руководство опорного университета Кировской области решило поддержать иностранных студентов, оказавшихся в сложной ситуации в период борьбы с коронавирусом.
10.04.2020    В ВятГУ прошли первые дистанционные защиты дипломов
Онлайн-защиты проходили также, как обычные, но с использованием видеоконференцсвязи и онлайн-прокторинга
МЫ В СОЦСЕТЯХ


Архив номеров

Свежий номер «Бизнес Новости»

"Банкротство – это в любом случае оздоровление"
"Банкротство – это в любом случае оздоровление"

О тонкостях процедуры банкротства "Бизнес новостям" рассказала арбитражный управляющий Евгения Эсаулова.

  355

Отголосовавшиеся

В Кировской области явка на голосование по поправкам в Конституцию оказалась ниже среднероссийской, а число противников поправок — выше. Показатели по Кирову отличаются еще сильнее. Какие выводы?

  452  3

Закрытая заграница

До 1 августа россияне не смогут вылететь за границу: Росавиация продлила запрет на международные полеты. ранее ведомство предлагало восстановить сообщение с 15 июля.

  756

Капремонт выйдет в онлайн

К 2024 году, 650-летию Кирова, в областном центре планируется отремонтировать 844 фасада домов за 3 млрд рублей. Параллельно обсуждаются варианты решения проблем с капремонтом объектов культурного наследия.

  259


Tele2 объединила SIM-карты для бизнеса на единой платформе "М2М Система"

Tele2 представляет уникальный для телеком-рынка корпоративный продукт – "М2М Система". Платформа позволяет бизнес-клиентам оператора управлять SIM-картами в удаленных устройствах и датчиках.

  110

Медсестра из Кирово-Чепецка спасла тонущего мальчика

Благодаря слаженной и быстрой работе медиков 10-летний ребенок остался жив.

  171

Кировские врачи спасли рабочего после обрушения ТЦ в Зуевке

Человека, пострадавшего при обрушении строящегося торгового центра в Зуевке, удалось спасти совместными усилиями врачей трех медучреждений.

  103