RU62009U1

RU62009U1 - PLASMOTRON FOR CUTTING LIQUID TISSUES AND COAGULATION OF VESSELS

Info

Publication number: RU62009U1
Application number: RU2006124581/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Береснев
Original assignee: Деренковский Виктор Яковлевич; Гриценко Алла Алексеевна
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2007-03-27

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике и используется при проведении хирургических операций. Плазмотрон включает катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа в зону горения электрической дуги, вольфрамовый электрод и цангу для его фиксации относительно камеры горения электрической дуги и канала формирования плазменной струи, ручку-изолятор; ручка-изолятор выполнена под углом. Камера горения электрической дуги и канал формирования плазменной струи выполнены непосредственно в анодном узле, а не в сменном плазмообразующем сопле.The utility model relates to medical equipment and is used in surgical operations. The plasma torch includes a cathode assembly with channels for supplying a plasma-forming gas to the combustion zone of the electric arc, a tungsten electrode and a collet for fixing it relative to the combustion chamber of the electric arc and the channel for forming the plasma jet, an insulator handle; insulator handle is made at an angle. The combustion chamber of the electric arc and the channel for forming the plasma jet are made directly in the anode assembly, and not in a replaceable plasma-forming nozzle.

Полезная модель позволяет повысить эффективность и удобство при проведении операции. 1 ил.The utility model allows to increase the efficiency and convenience during the operation. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и используется при проведении хирургических операций.The utility model relates to medical equipment and is used in surgical operations.

В процессе предварительного патентного поиска по фонду отечественных описаний изобретений к авторским свидетельствам и патентам выявлен прототип заявляемому техническому решению по патенту РФ №2234881 (Опубл. 27.08.2004. - Бюл. №24).In the process of preliminary patent search on the collection of domestic descriptions of inventions for copyright certificates and patents, a prototype of the claimed technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2234881 (Publ. 27.08.2004. - Bull. No. 24) was revealed.

Известно устройство для плазменно-дуговой резки биотканей по А.С. 1473930, которое позволяет применять силу тока дуги 30 и 60 А в гелиевой плазмообразующей среде. Это устройство имеет лучшие режущие и коагулирующие свойства, сила тока увеличена до 60 А, а в качестве плазмообразующего газа используют гелий, а не аргон. Гелиевая плазма, по сравнению с аргоновой, при одинаковой силе тока дуги обладает большим теплосодержанием, поэтому лучшими режущими и коагулирующими свойствами, но снижает термическую стойкость анода и катода, быстрее приводит к их разрушению и необходимости замены. Кроме этого, к недостаткам этого устройства относятся случаи нарушения герметичности и течи охлаждающей жидкости через герметизирующую прокладку стыковки плазмообразующего сопла с анодным узлом. Камера горения дуги и канал формирования струи сменного плазмообразующего сопла расположены вдоль оси плазмотрона. Это создает неудобства при выполнении хирургических операций в труднодоступных местах.A device for plasma-arc cutting of biological tissues according to A.S. 1473930, which allows the use of arc currents of 30 and 60 A in a helium plasma-forming medium. This device has the best cutting and coagulating properties, the current strength is increased to 60 A, and helium rather than argon is used as the plasma-forming gas. Helium plasma, in comparison with argon, with the same arc current has a high heat content, therefore, it has better cutting and coagulating properties, but it reduces the thermal stability of the anode and cathode, more quickly leads to their destruction and the need for replacement. In addition, the disadvantages of this device include instances of leakage and leakage of coolant through the gasket connecting the plasma nozzle to the anode assembly. The arc burning chamber and the jet formation channel of the replaceable plasma forming nozzle are located along the axis of the plasma torch. This creates inconvenience when performing surgical operations in hard to reach places.

Задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются: создание малогабаритного и удобного плазмотрона с высокими режущими и коагулирующими свойствами, с максимальной термической стойкостью камеры горения дуги и канала формирования плазменной струи; устранение возможности появления течи охлаждающей жидкости через герметизирующую прокладку; использование в качестве плазмообразующего газа как аргона, так и гелия; обеспечение высокой термической стойкости вольфрамового электрода.The tasks to which the invention is directed are: to create a small-sized and convenient plasmatron with high cutting and coagulating properties, with maximum thermal resistance of the arc burning chamber and the plasma jet forming channel; eliminating the possibility of leakage of coolant through the gasket; the use of both argon and helium as a plasma-forming gas; ensuring high thermal resistance of the tungsten electrode.

Поставленные задачи решаются таким образом, что плазмотрон имеет катодный узел с каналами для подачи плазмообразующего газа в зону горения электрической дуги, вольфрамовый электрод, фиксирующийся цангой относительно камеры горения дуги и канала формирования плазменной струи, а камера горения плазменной дуги и канал формирования плазменной струи выполнены непосредственного в анодном узле, а не в сменном плазмообразующем сопле. При этом диаметр камеры горения и ее длина обеспечивают при силе тока дуги 30-60 А, минимальном и максимальном расходе аргона или гелия плотность тока в камере горения не более 5-10 А/мм2, а диаметр канала формирования и его длина гарантируют получение оптимально высоких режущих и коагулирующих свойств плазменной струи.The tasks are solved in such a way that the plasma torch has a cathode assembly with channels for supplying a plasma-forming gas to the combustion zone of the electric arc, a tungsten electrode fixed with a collet relative to the arc burning chamber and the plasma jet forming channel, and the plasma arc burning chamber and the plasma jet forming channel are made directly in the anode assembly, and not in a replaceable plasma-forming nozzle. At the same time, the diameter of the combustion chamber and its length provide, when the arc current is 30-60 A, the minimum and maximum consumption of argon or helium, the current density in the combustion chamber is not more than 5-10 A / mm2, and the diameter of the formation channel and its length guarantee the receipt of optimally high cutting and coagulating properties of a plasma jet.

На чертеже показан плазмотрон для резки биотканей и коагуляции сосудов.The drawing shows a plasmatron for cutting biological tissues and coagulation of blood vessels.

Плазмотрон включает анодный узел 1 (см. чертеж), в котором выполнены камера горения дуги 2 и канал формирования плазменной струи 3, газовая камера 4, канал охлаждения 5, перегородка 6, трубки 7 и 7а подачи охлаждающей воды в канал The plasma torch includes an anode assembly 1 (see drawing), in which an arc burning chamber 2 and a plasma jet formation channel 3, a gas chamber 4, a cooling channel 5, a partition 6, tubes 7 and 7a for supplying cooling water to the channel are made

охлаждения 5, катодный узел 8, в который ввинчивают цангу 9, имеющую газовую камеру 10 и разрезанные лепестки 11, которые, в свою очередь, при ввинчивании цанги 9 фиксируют вольфрамовый электрод 12 относительно плазмообразующего канала 2.cooling 5, the cathode assembly 8, into which a collet 9 is screwed, having a gas chamber 10 and cut petals 11, which, in turn, when screwing the collet 9 fix the tungsten electrode 12 relative to the plasma forming channel 2.

Катодный узел 8 изолируют от анодного керамическим изолятором 13 и силиконовым 14. В катодном узле выполняют охлаждающий канал 15, в который через водяную трубку 16 подают охлаждающую воду. В катодном узле имеются водяная перегородка 17, внешние изоляторы 18, 19, 20 и ручка-изолятор 21.The cathode assembly 8 is isolated from the anode by a ceramic insulator 13 and silicone 14. A cooling channel 15 is formed in the cathode assembly, into which cooling water is supplied through a water pipe 16. In the cathode assembly there is a water partition 17, external insulators 18, 19, 20 and a handle-insulator 21.

Плазмотрон работает следующим образом. После подачи охлаждающей воды и плазмообразующего газа - аргона или гелия - осциллятором пробивают и ионизируют газовый промежуток между вольфрамовым электродом и цилиндрической поверхностью камеры горения анода. Одновременно с этим на электрод и анод подают напряжение от силового источника питания электрической дуги. Дугу первоначально зажигают на меньшем токе и меньшем расходе газа (сила тока дуги 30 А, а давление подачи плазмообразующего газа 0,2 атм). Это позволяет избежать выплеска вольфрама с конца электрода, его прогрева и образования в плазмообразующем канале анода анодного пятна по всей окружности камеры горения дуги. После этого плазмотрон выводится автоматически на рабочий режим с силой тока 60 А и расходом плазмообразующего газа при давлении в газовой сети 0,2 атм. Затем дистанционно (педалью) устанавливают режим с необходимыми для определенного вида операции режущими и коагулирующими свойствами плазменной струи.The plasma torch works as follows. After supplying cooling water and a plasma-forming gas — argon or helium — the gas gap between the tungsten electrode and the cylindrical surface of the anode combustion chamber is pierced and ionized. At the same time, voltage is supplied to the electrode and anode from the power supply of the electric arc. The arc is initially ignited at a lower current and lower gas flow rate (arc current is 30 A, and the plasma-forming gas supply pressure is 0.2 atm). This avoids the outflow of tungsten from the end of the electrode, its heating and the formation of an anode spot in the plasma-forming channel of the anode of the anode around the entire circumference of the arc burning chamber. After that, the plasma torch is automatically displayed on the operating mode with a current strength of 60 A and a plasma-forming gas flow rate at a pressure in the gas network of 0.2 atm. Then, the mode with the cutting and coagulating properties of the plasma jet necessary for a certain type of operation is set remotely (by the pedal).

При необходимости изменяют силу тока дуги и расход плазмообразующего газа. При этом при увеличении силы тока и расхода газа увеличиваются режущие и коагулирующие свойства плазменной струи, и наоборот, при уменьшении силы тока и расхода плазмообразующего газа уменьшаются длина струи, ее температура, а следовательно, и режущие, и коагулирующие свойства.If necessary, change the arc current and the flow rate of the plasma-forming gas. In this case, with an increase in the current strength and gas flow rate, the cutting and coagulating properties of the plasma jet increase, and vice versa, with a decrease in the current strength and the flow rate of the plasma-forming gas, the jet length, its temperature, and hence the cutting and coagulating properties, decrease.

Claims

A plasma torch for cutting biological tissues and coagulation of vessels, containing a cathode assembly with channels for supplying a plasma-forming gas, in which a collet is screwed to fix the tungsten electrode relative to the arc burning chamber and the plasma jet channel of the anode assembly, which is separated from the cathode assembly by insulators and equipped with a gas chamber, cooling channels with partitions are made in the cathodic and anodic nodes, the collet has a gas chamber, the cathodic node is equipped with an insulator handle made at an angle, characterized in that combustion chamber of the plasma arc and the channel forming plasma jet formed directly in the anode assembly.