CN105879164A - 用于一次性输液器的恒温加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于一次性输液器的恒温加热器，该恒温加热器包括底盒和与底盒相配合的顶盖；底盒下而上依次设置有加热腔和固定腔，加热腔内设置有PTC电阻并且PTC电阻与电源相连接以用于产热；固定腔的顶部设置有定位件以固定一次性输液器的输液软管；其中，PTC电阻的居里温度为25‑40℃。该恒温加热器能够对输液器内的药液进行恒温加热。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械，具体地，涉及一种用于一次性输液器的恒温加热器。
背景技术
一次性输液器是一种主要用于静脉输液的经过无菌处理的、建立静脉与药液之间通道的常见的一次性的医疗耗材，一般由静脉针、护帽、输液软管、药液过滤器、流速调节器、滴壶、瓶塞穿刺器、进气管空气过滤器连接组成。
目前，在输液过程中，一般将一次性输液器与输液瓶连通，然后将静脉针插入病人的经脉便可进行输液。一般输液用的生理盐水均在阴暗的条件下储存，进而导致输液瓶中的药液的温度普遍较低。在夏天的情况下，温度较低的药液对人体的刺激性并不大，病人还可以接受；但是，一旦在春、秋和冬三季的时候，室温普遍较低，低温的药液对病人的刺激巨大，进而导致病人的身体难以承受。现有情况下，一般通过采用热水捂或者发热贴对插针的部位进行保温，但是操作十分不便，同时也存在着一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于一次性输液器的恒温加热器，该恒温加热器能够对输液器内的药液进行恒温加热。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于一次性输液器的恒温加热器，该恒温加热器包括底盒和与底盒相配合的顶盖；底盒下而上依次设置有加热腔和固定腔，加热腔内设置有PTC电阻并且PTC电阻与电源相连接以用于产热；固定腔的顶部设置有定位件以固定一次性输液器的输液软管；其中，PTC电阻的居里温度为25-40℃。
优选地，位于固定腔内的输液软管呈S形分布。
优选地，定位件为回转体，并且回转体的母线为内凹的曲线。
优选地，回转体由上而下形成有贯穿孔，并且，贯穿孔内设置有转轴以将回转体固定于固定腔上。
优选地，PTC电阻为条形结构，并且PTC电阻的长度方向与位于固定腔内的输液软管的长度方向之间形成有夹角。
优选地，固定腔内设置有温度传感器，温度传感器与控制器相连接，并且控制器与电源相连接；温度传感器能够采集固定腔内的温度信号且能够传送至控制器，控制器能够根据温度信号控制电源的开关的开启与闭合。
优选地，在固定腔内的温度高于30℃的条件下，控制器能够闭合电源的开关；在固定腔内的温度不高于30℃的条件下，控制器能够开启电源的开关。
优选地，固定腔内设置有流速控制器，流速控制器能够控制输液软管内药液的流速。
优选地，输液软管内的药液的流速为2.5-3.5mL/min。
优选地，顶盖的顶部设置有显示器，显示器能够显示固定腔内的温度和/或输液软管内药液的流速。
根据上述技术方案，本发明通过在底盒的加热腔中设置居里温度为25-40℃的PTC电阻，这样便可以通过PTC电阻对固定腔中的输液软管进行加热，这样便可使得输液软管中的药液的温度得以提高，这样便可使得病患能够舒适地进行输液。相对于现有技术中的电子温控加热方式，本发明提供的PTC电阻更加安全，完全避免了电子温控装置损坏进而导致药液温度过高而破坏药液的有效成分的缺陷；这是因为PTC电阻在其自身的温度超过居里温度的情况下，其电阻便会呈阶跃性的增高，使得加热电阻基本处于断路的状态，进而停止加热。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的用于一次性输液器的恒温加热器的优选实施方式的结构示意图；
图2是图1中定位件的优选实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1、底盒 2、回转体
3、输液软管 4、PTC电阻
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、顶和底”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
本发明提供了一种用于一次性输液器的恒温加热器，如图1所示，该恒温加热器包括底盒1和与底盒1相配合的顶盖；底盒1下而上依次设置有加热腔和固定腔，加热腔内设置有PTC电阻4并且PTC电阻4与电源相连接以用于产热；固定腔的顶部设置有定位件以固定一次性输液器的输液软管3；其中，PTC电阻4的居里温度为25-40℃。
上述的恒温加热器通过在底盒1的加热腔中设置居里温度为25-40℃的PTC电阻4，这样便可以通过PTC电阻4对固定腔中的输液软管3进行加热，这样便可使得输液软管3中的药液的温度得以提高，这样便可使得病患能够舒适地进行输液。相对于现有技术中的电子温控加热方式，本发明提供的PTC电阻4更加安全，完全避免了电子温控装置损坏进而导致药液温度过高而破坏药液的有效成分的缺陷；这是因为PTC电阻4在其自身的温度超过居里温度的情况下，其电阻便会呈阶跃性的增高，使得加热电阻基本处于断路的状态，进而停止加热。
在本发明中，为了在单位的空间内提高输液软管3有效地热交换面积，优选地，位于固定腔内的输液软管3呈S形分布，通过设置S形的线路从而有效地增加输液软管3内药液与固定腔内热空气的热交换效率。
同时，在本发明中，定位件的具体结构可以在宽的范围内选择，但是为了进一步便于输液软管3的固定于拆卸，优选地，如图2所示，定位件为回转体2，并且回转体2的母线为内凹的曲线。为了进一步便于提高定位件的操作的便捷性，优选地，回转体2由上而下形成有贯穿孔，并且，贯穿孔内设置有转轴以将回转体2固定于固定腔上。
考虑到输液软管3内液体的流动方向以及热交换方向，为了进一步提高热交换速率，优选地，PTC电阻4为条形结构，并且PTC电阻4的长度方向与位于固定腔内的输液软管3的长度方向之间形成有夹角。此外，考虑到输液软管3的进液端的温度低于出液端的温度，为了进一步提高热交换的效果，更优选地，在输液软管3的进液端的PTC电阻4的分布密度大于输液软管3的进液端的PTC电阻4的分布密度。
此外，为了防止PTC电阻4出现性能障碍的情况，优选地，固定腔内设置有温度传感器，温度传感器与控制器相连接，并且控制器与电源相连接；温度传感器能够采集固定腔内的温度信号且能够传送至控制器，控制器能够根据温度信号控制电源的开关的开启与闭合。这样温度传感器以及控制器作为备用的温控系统，从而更加有效地保证了恒温加热器的使用的安全性，杜绝了因温度过高破坏药液的药效的情况的发生。其中，考虑到人体的温度以及一般的室内温度，为了进一步提高人体的舒适性，更优选地，在固定腔内的温度高于30℃的条件下，控制器能够闭合电源的开关；在固定腔内的温度不高于30℃的条件下，控制器能够开启电源的开关。
在上述内容的基础上，为了使得该恒温加热器能够适应不同的人群，优选地，固定腔内设置有流速控制器，流速控制器能够控制输液软管3内药液的流速。因为不同的人群对于药液的流速的接受能力不同，这样便可通过流速控制器控制药液的流速。其中，药液的流速可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高人体舒适性，优选地，输液软管3内的药液的流速为2.5-3.5mL/min。
另外，为了便于用着观察固定腔内的温度和/或输液软管3内药液的流速，优选地，顶盖的顶部设置有显示器，显示器能够显示固定腔内的温度和/或输液软管3内药液的流速。
本发明提供了一种基于聚苯硫醚的PTC电阻的制备方法，该制备方法包括：
1)将碳酸锶、钛酸锶和氧化钇置于碱液中浸泡，接着过滤并取滤饼清洗，然后将清洗后的滤饼置于氨基酸溶液中进行改性以得到改性组合物的工序；
2)将石墨烯分散于水中，接着加入对氨基苯磺酸和五氧化二钒(起催化剂的作用)进行磺化反应以得到磺化石墨烯的工序；
3)在保护气的存在下：将聚苯硫醚和马来酸酐枝接聚乙烯溶解于有机溶剂中，接着向体系中加入改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管并进行超声震荡，然后蒸发去除有机溶剂以得到基于聚苯硫醚的PTC电阻的工序。
上述制备方法首先通过对有碳酸锶、钛酸锶和氧化钇组成的组合物进行表面改性，进而使得组合物的表面修饰有氨基酸基团；接着对石墨烯的表面进行改性，进而使得制得的磺化石墨烯的表面富集有对氨基苯磺基；最后，在聚苯硫醚和马来酸酐枝接聚乙烯组成的溶液中，使得改性组合物相互接触反应磺化石墨烯，同时反应物与碳纳米管在溶液中均匀地分散，最终将有机溶剂去除便得到了基于聚苯硫醚的PTC电阻。通过该方法制得的PTC电阻兼具陶瓷PTC电阻和高分子PTC电阻的优点，即具有优异的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性。另外，该制备方法具有操作简便、原料易得和条件温和的优点。
在本发明的工序1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序1)中，相对于100重量份的碳酸锶，钛酸锶的用量为45-76重量份，氧化钇的用量为22-31重量份。
在本发明的工序1)中，碳酸锶、钛酸锶和氧化钇的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序1)中，碳酸锶、钛酸锶和氧化钇的粒径各自独立地为0.1-0.5mm。
在本发明的工序1)中，碱液的种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序1)中，碱液的pH为12-14，并且为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
在本发明的工序1)中，浸泡的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序1)中，浸泡至少满足以下条件：浸泡温度为40-60℃，浸泡时间为2-4h。
在本发明的工序1)中，氨基酸溶液的具体种类具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序1)中，氨基酸溶液的浓度为0.1-0.2mol/L，并且选自丙氨酸溶液、缬氨酸溶液、亮氨酸溶液、异亮氨酸溶液、脯氨酸溶液和苯丙氨酸溶液中的一种或多种。
在本发明的工序1)中，改性的具体条件具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序1)中，改性至少满足以下条件：改性温度为75-90℃，改性时间为5-7h。
在本发明的工序2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序2)中，相对于100重量份的石墨烯，对氨基苯磺酸的用量为30-40重量份，五氧化二钒的用量为1-3重量份，水的用量为2000-5000重量份。
在本发明的工序2)中，磺化反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序2)中，磺化反应至少满足以下条件：反应温度为110-125℃，反应时间为3-5h。
在本发明的工序3)中，各物料的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序3)中，相对于100重量份的聚苯硫醚，马来酸酐枝接聚乙烯的用量为15-40重量份，改性组合物的用量为20-28重量份，磺化石墨烯的用量为11-17重量份，碳纳米管的用量为2-6重量份，有机溶剂的用量为300-600重量份。
在本发明的工序3)中，碳纳米管的尺寸可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序3)中，碳纳米管的尺寸为：直径为25-35nm，长度为25-30μm。
在本发明的工序3)中，超声震荡的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序3)中，超声震荡至少满足以下条件：震荡频率为10-20MHz，震荡时间为50-80min，震荡温度为20-40℃。
在本发明的工序3)中，蒸发的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序3)中，蒸发至少满足以下条件：蒸发温度为130-150℃，蒸发时间为2-4h。
在本发明的工序3)中，保护气的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序3)中，保护气选自氮气、氩气、氦气中的一种或多种。
在本发明的工序3)中，有机溶剂的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的PTC电阻的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性，优选地，在工序3)中，有机溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈中的一种或多种。
本发明还提供了一种基于聚苯硫醚的PTC电阻，该PTC电阻通过上述的方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)将粒径为0.3mm的碳酸锶、粒径为0.2mm的钛酸锶和粒径为0.4mm的氧化钇置于50℃且pH为13的碱液中浸泡3h(碳酸锶、钛酸锶、氧化钇、碱液的重量比为100：66：27：500)，接着过滤并用水清洗滤饼，然后将清洗后的滤饼置于0.15mol/L且80℃的氨基酸溶液(丙氨酸溶液，滤饼与氨基酸溶液的重量比为1:4)中进行改性6h以得到改性组合物；
2)将石墨烯分散于水中，接着加入对氨基苯磺酸和五氧化二钒(石墨烯、对氨基苯磺酸、五氧化二钒、水的重量比为100：35：2：4000)并于115℃进行磺化反应4h，最后过滤并去除多余的反应物和五氧化二钒以得到磺化石墨烯；
3)在保护气(氮气)的存在下：将聚苯硫醚和马来酸酐枝接聚乙烯溶解于有机溶剂(二甲基甲酰胺)中，接着向体系中加入改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管(碳纳米管的尺寸为：直径为30nm，长度为27μm；聚苯硫醚、马来酸酐枝接聚乙烯、改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管的重量比为100：30：25：15：4：400)并进行超声震荡(震荡频率为15MHz，震荡时间为70min，震荡温度为30℃)，然后于140℃下蒸发3h去除有机溶剂以得到基于聚苯硫醚的PTC电阻A1。
实施例2
1)将粒径为0.1mm的碳酸锶、粒径为0.1mm的钛酸锶和粒径为0.1mm的氧化钇置于40℃且pH为12的碱液中浸泡2h(碳酸锶、钛酸锶、氧化钇、碱液的重量比为100：45：22：400)，接着过滤并用水清洗滤饼，然后将清洗后的滤饼置于0.1mol/L且75℃的氨基酸溶液(亮氨酸溶液，滤饼与氨基酸溶液的重量比为1:3)中进行改性5h以得到改性组合物；
2)将石墨烯分散于水中，接着加入对氨基苯磺酸和五氧化二钒(石墨烯、对氨基苯磺酸、五氧化二钒、水的重量比为100：30：1：2000)并于110℃进行磺化反应3h，最后过滤并去除多余的反应物和五氧化二钒以得到磺化石墨烯；
3)在保护气(氩气)的存在下：将聚苯硫醚和马来酸酐枝接聚乙烯溶解于有机溶剂(二甲基乙酰胺)中，接着向体系中加入改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管(碳纳米管的尺寸为：直径为25nm，长度为25μm；聚苯硫醚、马来酸酐枝接聚乙烯、改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管的重量比为100：15：20：11：2：300)并进行超声震荡(震荡频率为10MHz，震荡时间为50min，震荡温度为20℃)，然后于130℃下蒸发2h去除有机溶剂以得到基于聚苯硫醚的PTC电阻A2。
实施例3
1)将粒径为0.5mm的碳酸锶、粒径为0.5mm的钛酸锶和粒径为0.5mm的氧化钇置于60℃且pH为14的碱液中浸泡4h(碳酸锶、钛酸锶、氧化钇、碱液的重量比为100：76：31：600)，接着过滤并用水清洗滤饼，然后将清洗后的滤饼置于0.2mol/L且90℃的氨基酸溶液(苯丙氨酸溶液，滤饼与氨基酸溶液的重量比为1:5)中进行改性7h以得到改性组合物；
2)将石墨烯分散于水中，接着加入对氨基苯磺酸和五氧化二钒(石墨烯、对氨基苯磺酸、五氧化二钒、水的重量比为100：40：3：5000)并于125℃进行磺化反应5h，最后过滤并去除多余的反应物和五氧化二钒以得到磺化石墨烯；
3)在保护气(氦气)的存在下：将聚苯硫醚和马来酸酐枝接聚乙烯溶解于有机溶剂(丙腈)中，接着向体系中加入改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管(碳纳米管的尺寸为：直径为35nm，长度为30μm；聚苯硫醚、马来酸酐枝接聚乙烯、改性组合物、磺化石墨烯和碳纳米管的重量比为100：40：28：17：6：600)并进行超声震荡(震荡频率为20MHz，震荡时间为80min，震荡温度为40℃)，然后于150℃下蒸发2-4h去除有机溶剂以得到基于聚苯硫醚的PTC电阻A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B1，不同的是，步骤1)中未使用碳酸锶。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B2，不同的是，步骤1)中未使用钛酸锶。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B3，不同的是，步骤1)中未使用氧化钇。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B4，不同的是，步骤1)中未进行氨基酸改性。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B5，不同的是，步骤2)中未进行磺化反应。
对比例6
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B6，不同的是，步骤3)中未使用磺化石墨烯。
对比例7
按照实施例1的方法进行制得PTC电阻B7，不同的是，步骤3)中未使用碳纳米管。
检测例1
检测上述PTC电阻的力学强度，同时检测上述PTC电阻的居里温度；同时统计同一批次1000个PTC电阻的居里温度的方差系数σ，具体结果见表1。
表1
| 拉伸强度/Mpa | 居里温度/℃ | 方差系数σ | |
| A1 | 45 | 37 | 0.01 |
| A2 | 48 | 38 | 0.02 |
| A3 | 50 | 36 | 0.01 |
| B1 | 34 | 48 | 0.12 |
| B2 | 28 | 49 | 0.21 |
| B3 | 31 | 44 | 0.23 |
| B4 | 25 | 50 | 0.24 |
| B5 | 27 | 66 | 0.18 |
| B6 | 30 | 59 | 0.33 |
| B7 | 22 | 60 | 0.37 |
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的基于聚苯硫醚的PTC电阻是通过制备方法中各组分和各步骤的协同作用使得其具有优异的机械强度、电阻稳定性、加工性能和重现性。
应用例1
在本发明中PTC电阻可以是常规的市售品，也可以是使用上述的PTC电阻A1-A3，该PTC电阻A1-A3能够稳定地将输液软管3中的药液的温度保持在24-27℃之间。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种用于一次性输液器的恒温加热器，其特征在于，所述恒温加热器包括底盒(1)和与所述底盒(1)相配合的顶盖；所述底盒(1)下而上依次设置有加热腔和固定腔，所述加热腔内设置有PTC电阻(4)并且所述PTC电阻(4)与电源相连接以用于产热；所述固定腔的顶部设置有定位件以固定所述一次性输液器的输液软管(3)；其中，所述PTC电阻(4)的居里温度为25-40℃。
2.根据权利要求1所述的恒温加热器，其特征在于，位于所述固定腔内的所述输液软管(3)呈S形分布。
3.根据权利要求1所述的恒温加热器，其特征在于，所述定位件为回转体(2)，并且所述回转体(2)的母线为内凹的曲线。
4.根据权利要求3所述的恒温加热器，其特征在于，所述回转体(2)由上而下形成有贯穿孔，并且，所述贯穿孔内设置有转轴以将所述回转体(2)固定于所述固定腔上。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的恒温加热器，其特征在于，所述PTC电阻(4)为条形结构，并且所述PTC电阻(4)的长度方向与所述位于所述固定腔内的所述输液软管(3)的长度方向之间形成有夹角。
6.根据权利要求5所述的恒温加热器，其特征在于，所述固定腔内设置有温度传感器，所述温度传感器与控制器相连接，并且所述控制器与所述电源相连接；所述温度传感器能够采集所述固定腔内的温度信号且能够传送至所述控制器，所述控制器能够根据所述温度信号控制所述电源的开关的开启与闭合。
7.根据权利要求6所述的恒温加热器，其特征在于，在所述所述固定腔内的温度高于30℃的条件下，所述控制器能够闭合所述所述电源的开关；在所述所述固定腔内的温度不高于30℃的条件下，所述控制器能够开启所述所述电源的开关。
8.根据权利要求6或7所述的恒温加热器，其特征在于，所述固定腔内设置有流速控制器，所述流速控制器能够控制所述输液软管(3)内药液的流速。
9.根据权利要求9所述的恒温加热器，其特征在于，所述输液软管(3)内的药液的流速为2.5-3.5mL/min。
10.根据权利要求8所述的恒温加热器，其特征在于，所述顶盖的顶部设置有显示器，所述显示器能够显示所述固定腔内的温度和/或所述输液软管(3)内药液的流速。
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