CN222304007U - 防冰堵热交换系统装置以及热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防冰堵热交换系统装置以及热交换器，该装置包括连接座、换热机构和防冰堵管路，防冰堵管路包括防冰堵支管和联动式阀件，防冰堵支管的第一支管口与换热机构的出口管相连通、防冰堵支管的第二支管口连通至制冷容腔，联动式阀件安装在防冰堵支管上以响应手术器械与导管接头的连接或断开而将所述防冰堵支管关闭或接通或手动式阀件安装在防冰堵支管上手动式控制防冰堵管路的关闭或接通，以根除现有热交换器所存在的冰堵问题、并能降低劳动强度。

Description

防冰堵热交换系统装置以及热交换器

技术领域

本实用新型涉及冷冻医疗器械领域，具体包括一种防冰堵热交换系统装置以及热交换器。

背景技术

冷冻消融设备是一种使用极冷工质来冷冻和破坏异常细胞或病变组织的器械，其可以用于治疗各种癌症和心律失常。在冷冻消融术中，冷冻消融设备需要连接消融器械(一次性耗材)，如消融针、球囊导管等，通过向消融器械中通入液氮、氩气、笑气或二氧化碳等极冷工质而在治疗部位产生低温从而冻结病变组织。

一般来说，获得冷冻工质的方法主要有两种：其一是通过焦耳汤姆逊节流原理获得液态工质，其二是通过热交换器进行热交换的方式获得液态工质。前者因工作压力高导致安全性不足，后者相对更加便捷和高效，因此国内大多消融设备采用后者获得液态工质。

以氮气作为工质为例进行具体说明，一定压力的氮气通入置于液氮罐中的热交换器中，氮气与液氮罐中的液氮热交换相变而液化形成为液氮，而后液氮源源不断地输送到消融器械中以支撑其进行冷冻治疗。

然而，热交换冷冻消融设备都存在一个弊病，即：当治疗结束后拔掉消融器械，设备热交换器出液管就会与大气相通，此时，大气中的水分就会不断的扩散至液氮罐中的热交换器中，因为热交换器周围是冷环境，空气中的水分遇冷结冰，从而造成设备出液管产生冰晶而形成冰堵，影响下一次冷冻治疗。

目前，处理上述问题的办法是通过增加一个堵头作为备件，当手术完成并拔掉消融器械后，医生需要将堵头安装于设备与消融器械的接口处，从而阻止空气中的水分进入到热交换器的出液管中，当进行下一次手术时再将堵头拿掉，将消融器械连接于热交换器的接口处。

显然，这种方式并不能彻底的解决冰堵问题，因为医生由于长时间手术，可能会忘记术后装上堵头，并且装堵头也会额外地增加医生的劳动强度。本实用新型旨在解决上述问题。

实用新型内容

现有技术中，由于操作人员可能存在操作失误，难以根除用于冷冻消融设备的热交换器的冰堵问题。

为解决上述问题，本实用新型所采用的方案是：

一种防冰堵热交换系统装置，包括换热机构，所述换热机构包括换热部和连接至换热部上的入口管和出口管。该装置还包括连接座和防冰堵管路，所述换热机构和防冰堵管路分别与所述连接座相连接，所述防冰堵管路包括防冰堵支管和联动式阀件，所述防冰堵支管的两端分别形成为第一支管口和第二支管口，所述第一支管口与出口管相连通、第二支管口用于连通至制冷容腔，所述出口管的外端处形成有用于供手术器械连通的导管接头。所述联动式阀件安装在防冰堵支管上以响应手术器械与导管接头的连接或断开而将所述防冰堵支管关闭或接通。

采用该技术方案，可以通过所述防冰堵管路将制冷容器的制冷容腔中所产生的冷却介质气体用于对出口管和导管接头进行正压吹扫，从而避免手术器械从导管接头处移除后空气中的水分进入而导致冰晶堵塞；并且，上述的吹扫过程是联动式自发完成的，即在手术器械移除的同时即开启吹扫、而在手术器械连接后防冰堵管路被切断，从而可以根除冰堵问题、同时也未增加劳动强度。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述联动式阀件为单向阀，采用单向阀是结构简单、稳定性高。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述联动式阀件为受控制单元控制的受控阀件，采用受控阀件时有利于提高装置的整体电气化程度、并能允许将检测和控制信号输出以用于组成为智能化手术系统。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述第一支管口靠近导管接头地设置，以确保防冰堵吹扫效果符合预期。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述连接座形成为可密封地装配至制冷容器的容器口处的盖体，所述防冰堵支管贯穿连接座设置以连通至制冷容器的制冷容腔。通过将连接座与制冷容器的盖体设计为集成式结构，可以简单系统的整体结构、易于制造和使用。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述连接座上还设有泄压阀或介质补充口，所述泄压阀用于在制冷容腔内压力过大时进行泄压，所述介质补充口用于向制冷容腔内补充冷却介质。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述受控阀件为电磁阀或气动阀，所述控制单元通过连接检测或压力检测而产生响应手术器械与导管接头的连接或断开的控制信号。其中，连接检测是指控制单元能通过其传感器感应手术器械与导管接头是处于连接状态还是断开状态，压力检测是指控制单元能通过其传感器检测导管接头内的实时压力、并通过与预设值比较而形成控制信号。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述换热部为螺旋换热管，入口管、出口管与换热部采用同一管件形成，以简化部件结构。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述换热部相对于连接座固定设置或伸缩可调式设置。其中，固定式设置在结构上更为简单、成本更低，可伸缩活动式设计则可以使得该装置能适配更多尺寸参数的制冷容器使用。

一种防冰堵热交换系统装置，包括换热机构，所述换热机构包括换热部和连接至换热部上的入口管和出口管；该装置还包括连接座和防冰堵管路，所述换热机构与防冰堵管路设置在连接座上。所述防冰堵管路包括防冰堵支管和手动式阀件，所述防冰堵支管的两端分别形成为第一支管口和第二支管口，所述第一支管口与出口管相连通、第二支管口连通至制冷容腔，所述出口管的外端处形成有用于供手术器械连通的导管接头；所述手动式阀件安装在防冰堵支管上以响应用户操作而将所述防冰堵支管关闭或接通，所述手动式阀件为手动阀门或触动开关。所述连接座形成为可密封地装配至制冷容器的容器口处的盖体，所述防冰堵支管贯穿连接座的设置。

采用手动式阀件虽然不像上述的联动式阀件可以自动相应手术操作，但也能在一定程度上降低术者的劳动强度，并能克服冰堵问题。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述第一支管口靠近导管接头地设置，以使得防堵机构对导管接头的吹扫效果更好。

根据上述的防冰堵热交换系统装置，其中：所述连接座上还设有泄压阀或介质补充口，所述泄压阀用于在制冷容腔内压力过大时进行泄压，所述介质补充口用于向制冷容腔内补充冷却介质。

一种热交换器，包括制冷容器，以及上述任一所述的防冰堵热交换系统装置；其中，所述防冰堵热交换系统装置的连接座形成为盖体以密封至装配至所述制冷容器的容器口处，或者所述防冰堵热交换系统装置的连接座置于所述制冷容器的制冷容腔中以后再通过盖体密封所述制冷容器的容器口。

本实用新型的防冰堵热交换系统装置与热交换器，至少具有以下有益效果：

1.通过防冰堵管路将制冷容器的制冷容腔内的所产生的冷却介质气体引入出口管中排出，从而使得处于出口管末端处的导管接头处不会允许空气或水分进入，从而可以规避产生冰堵问题。

2.在热交换器工作以产生液态的工作介质以供应手术器械工作所需时，防冰堵管路处于关闭状态，因而使得其所产生的工作介质符合器械使用要求。

3.在手术器械与热交换器的导管接头断开连接后，通过联动式阀件自行接通或手动式阀件手动接通而将防冰堵管路接通，以解决冰堵的问题。

4.联动式阀件不需要术者额外操作，手动式阀件仅需要简单操作，因而可以降低手术过程中的劳动强度，对于手术安全性也有一定帮助。

附图说明

图1是本实用新型某一实施例的热交换器的侧视结构示意图，其由制冷容器和防冰堵热交换系统装置形成；

图2是图1实施例的正视图；

图3是图1中沿A-A截面的剖视图；

图4是本实用新型另一实施例的热交换器的侧视结构示意图，其由制冷容器和防冰堵热交换系统装置形成；

图5是图4实施例的正视图；

图6是图4中沿B-B截面的剖视图；

其中，连接座11，换热机构12，防冰堵管路13，制冷容器101，制冷容腔102，容器口103，泄压阀111，介质补充口112，换热部121，入口管122，出口管123，导管接头124，防冰堵支管131，单向阀132，第一支管口133，第二支管口134，受控阀件135，控制单元136。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型，从而对本实用新型要求保护的范围作出更清楚地限定，下面就本实用新型的某些具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，以下仅是本实用新型构思的某些具体实施方式仅是本实用新型的一部分实施例，其中对于相关结构的具体的直接的描述仅是为方便理解本实用新型，各具体特征并不当然、直接地限定本实用新型的实施范围。本领域技术人员在本实用新型构思的指导下所作的常规选择和替换，均应视为在本实用新型要求保护的范围内。

实施例一

如图3所示，一种防冰堵热交换系统装置，包括连接座11以及设置在连接座11上的换热机构12和防冰堵管路13。

如图1-3所示，在一个实施例中，上述的防冰堵热交换系统装置可以装配至制冷容器101上，例如装配到杜瓦罐上，以形成为完整的热交换系统(即热交换器)，以实现利用杜瓦罐中的液态介质(即冷却介质)对气源(即工作介质)进行冷却液化而形成为液态介质的目的。其中，冷却介质与工作介质的种类可以相同或不同，优选为相同，例如两者均为N₂。

由该防冰堵热交换系统装置所形成的热交换系统，可以将纯净的气态介质(即工作介质)冷却液化以形成为液态而用于医疗用途，避免了直接对可医疗的高纯度的气源进行液化所存在的成本高、使用不便等不足，利于医疗应用，这一原理在现有技术中是成熟技术并被应用。

与现有的热交换系统不同，本实施例还具有防冰堵功能，即在医疗器械被从该系统中移除后，系统的管路内会产生向外喷出的气体以阻止空气进入管路内，从而规避后续再次使用时，空气中的水分等低沸点物质被液态介质冷却而液化或固化而形成冰晶堵塞管路。

在本实施例中，所述换热机构12包括换热部121和连接至换热部121上的入口管122和出口管123，入口管122与出口管123中的至少一者被紧固或可活动地连接至连接座11上，紧固连接时换热部121相对于连接座11的位置固定、而可活动连接时两者相对位置活动可调节。其中，换热部121可以各类具有较大接触面积的换热器件，例如螺旋换热管，以使得在换热机构12内流淌的工作介质能与处在制冷容器内的冷却介质具有较大的热交接接触面积，从而满足对利用冷却介质对工作介质进行冷却液化的目的。

在本实施例中，优选可以配置换热机构12与连接座11的自身结构和相对位置关系，以使得换热部121处于制冷容器101的制冷容腔102的中间位置或中间偏下位置处，以使得换热部121大体上处于制冷介质的中间或接近于中间的保护处，从而确保换热冷却效果达标。

如图3所示，所述防冰堵管路13具有防冰堵支管131和安装在防冰堵支管131上的单向阀132，所述防冰堵支管131的两端分别形成为第一支管口133和第二支管口134，所述第一支管口133与出口管123相连通、第二支管口134空置以用于连通至制冷容腔102内。

在本实施例中，所述连接座11形成为可密封地装配至制冷容器101的容器口103处的盖状部件，以使得制冷容腔102内形成为密封空间。所述防冰堵支管131贯穿连接座11地设置以使第二支管口134连通至制冷容腔102。

其中，出口管123的外端处形成有导管接头124，所述第一支管口133靠近导管接头124地设置，以使防冰堵喷气临近导管接头124设置。

当然，在另一些实施例中，也可以将连接座11不设置为制冷容器101的盖状部件，而是将其装配式定位安装于制冷容腔102内某处位置，例如在瓶口处，并采用另一可密封容器口103的盖子对制冷容器101进行密封。此时，入口管122与出口管123穿过盖子地设置。

如图3所示，在本实施例中，所述连接座11上还设有泄压阀111和介质补充口112，泄压阀111用于在制冷容腔102内压力过大时进行泄压，而介质补充口112用于向制冷容腔102内补充冷却介质。泄压阀111与介质补充口112在现有技术中是成熟的，其结构和设置位置可以根据需要设置。

本实施例的防冰堵热交换系统装置的使用过程和原理描述如下：

1.将本实施例的防冰堵热交换系统装置装配至制冷容器101上，并确保制冷容器101在其口处密封，以形成为完整的热交换系统(即用于冷冻消融设备的热交换器)。

2.将入口管122连接至气源上、出口管123连接至手术器械上，开启气源以支持手术器械的工作要求。此时，换热机构12的内部压力大于制冷容腔102的内部压力，使得单向阀132处于关闭状态而使换热机构12内的介质不能通过单向阀132进入制冷容腔102内。手术完成后，将手术器械从出口管123的导管接头124处分离。

3.由于制冷容器101的制冷容腔102内部会因冷却介质的挥发产生正压，出口管123连通空气以消除换热机构12的内部正压，使得防冰堵管路13的后段区间(即单向阀132至第一支管口133之间的区段)的气压小于其前端区间(即第二支管口134至单向阀132之间的区段)，从而使得单向阀132打开以将防冰堵管路13形成连通状态，制冷容腔102内挥发的冷却工质气体能依次经第二支管口134-单向阀132-第一支管口133-出口管123-导管接头124，从而排出至空气中并在上述区间管路内实现稳定向外排气以阻止空气中的水分进入出口管123或导管接头124的目的，实现避免冰堵的目的。

4.需要再次使用时，将手术器械连接至导管接头124处并静待系统稳定即可进行下次冷冻消融手术的操作。

因此，本实施例中的装置，除具有防冰堵的作用外，其在操作上是自动触发的，并不需要术者进行任何主动的操作，这也可以极大地降低手术中的劳动强度。

实施例二

如图6所示，一种防冰堵热交换系统装置，其主要结构与实施例一相同，区别在于本实施例中采用受控阀件135来替换单向阀132，所述受控阀件135可以为电磁阀或气动阀、其连接至控制单元136以被控制为打开或关闭，例如受控阀件135采用电磁阀时电性连接至控制单元136。

在本实施例中，所述受控阀件135为二位三通电磁阀。

较佳地，所述控制单元136具有传感装置以用于检测手术器械与导管接头124的连接状态，当两者连接时控制单元136关闭受控阀件135、当两者断开时控制单元136将受控阀件135开启而使防冰堵管路13导通。其中，控制单元136对手术器械与导管接头124的连接状态的检索可以有两种方式，其一是对两者物理连接结构是否连接的检测，例如采用对接电极来检测是否产生电流来检测是否连接、或者采用设置在导管接头124上的触动开关来检测是否连接；其二是通过对出口管123的内部压力检测来检测或判断是否连接，由于换热工作时出口管123的内部压力是明显大于排空或防堵吹扫时的内部气压，因而通过压力检测来判断亦是可行的。

当然，在其他实施例中，也可以采用球阀等阀门或是触动开关来替换所述单向阀132或受控阀件135，从而实现手动开启防堵吹扫以实现防堵的目的亦是可行的。

实施例三

如图1-3或4-6所示，一种热交换器，其由实施例一或二所述的防冰堵热交换系统装置以及制冷容器101构成，其中，上述任一实施例的防冰堵热交换系统装置装配至制冷容器101上，并确保制冷容器101在其口处密封，以形成为本实施例的热交换系统。在本实施例中，所述制冷容器101为杜瓦罐。

Claims (10)

1.一种防冰堵热交换系统装置，包括换热机构(12)，所述换热机构(12)包括换热部(121)和连接至换热部(121)上的入口管(122)和出口管(123)；其特征在于，

还包括连接座(11)和防冰堵管路(13)，所述换热机构(12)和防冰堵管路(13)分别与所述连接座(11)相连接，

所述防冰堵管路(13)包括防冰堵支管(131)和联动式阀件，所述防冰堵支管(131)的两端分别形成为第一支管口(133)和第二支管口(134)，所述第一支管口(133)与出口管(123)相连通，第二支管口(134)连通至制冷容腔(102)，所述出口管(123)的外端处形成有用于供手术器械连通的导管接头(124)；

所述联动式阀件安装在防冰堵支管(131)上以响应手术器械与导管接头(124)的连接或断开而将所述防冰堵支管(131)关闭或接通。

2.根据权利要求1所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述联动式阀件为单向阀(132)或受控制单元(136)控制的受控阀件(135)。

3.根据权利要求1或2所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述第一支管口(133)靠近导管接头(124)地设置。

4.根据权利要求3所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述连接座(11)形成为可密封地装配至制冷容器(101)的容器口(103)处的盖体，所述防冰堵支管(131)贯穿连接座(11)设置。

5.根据权利要求4所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述连接座(11)上还设有用于泄压的泄压阀(111)或用于补充冷却介质的介质补充口(112)。

6.根据权利要求2所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述受控阀件(135)为电磁阀或气动阀，所述控制单元(136)通过连接检测或压力检测而产生响应手术器械与导管接头(124)的连接或断开的控制信号。

7.根据权利要求4-6任一项所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述换热部(121)为螺旋换热管，入口管(122)、出口管(123)与换热部(121)采用同一管件形成；

所述换热部(121)相对于连接座(11)固定设置或伸缩可调式设置。

8.一种防冰堵热交换系统装置，包括换热机构(12)，所述换热机构(12)包括换热部(121)和连接至换热部(121)上的入口管(122)和出口管(123)；其特征在于，

还包括连接座(11)和防冰堵管路(13)，所述换热机构(12)与防冰堵管路(13)设置在连接座(11)上，

所述防冰堵管路(13)包括防冰堵支管(131)和手动式阀件，所述防冰堵支管(131)的两端分别形成为第一支管口(133)和第二支管口(134)，所述第一支管口(133)与出口管(123)相连通、第二支管口(134)连通至制冷容腔(102)，所述出口管(123)的外端处形成有用于供手术器械连通的导管接头(124)；所述手动式阀件安装在防冰堵支管(131)上以响应用户操作而将所述防冰堵支管(131)关闭或接通，所述手动式阀件为手动阀门或触动开关；

所述连接座(11)形成为可密封地装配至制冷容器(101)的容器口(103)处的盖体，所述防冰堵支管(131)贯穿连接座(11)设置。

9.根据权利要求8所述的防冰堵热交换系统装置，其特征在于，所述第一支管口(133)靠近导管接头(124)地设置；

所述连接座(11)上还设有用于泄压的泄压阀(111)或用于补充冷却介质的介质补充口(112)。

10.热交换器，包括制冷容器(101)，其特征在于，还包括根据权利要求1-9任一项所述的防冰堵热交换系统装置；

所述防冰堵热交换系统装置的连接座(11)形成为盖体以密封至装配至所述制冷容器(101)的容器口(103)处，或所述防冰堵热交换系统装置的连接座(11)置于所述制冷容器(101)的制冷容腔(102)中以后再通过盖体密封所述制冷容器(101)的容器口(103)。