RU209833U1

RU209833U1 - Device for controlled control of temperature and rate of administration of infusion solutions

Info

Publication number: RU209833U1
Application number: RU2021124873U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владимирович Бояринцев; Александр Викторович Трофименко; Мурат Аскарович Кударов; Глеб Игоревич Фильков; Айнур Мирзаевич Камалов; Сергей Игоревич Васильев; Леонид Екимович Фролов; Олег Александрович Рогов; Алексей Владимирович Крупин; Максим Игоревич Шперлинг; Игорь Алексеевич Шперлинг; Сергей Евгеньевич Комягин
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2022-03-23

Abstract

Полезная модель относится к медицине, в частности к устройству для инфузии, а именно к устройству для управляемого контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов.Устройство для управляемого контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов, содержащее корпус, блок управления и связанные с ним источник питания, термодатчик и элементы для нагрева, а также содержащее отсек для размещения инфузионных растворов. Также устройство содержит элемент для охлаждения. При этом стенки корпуса содержат два слоя: внутренний из пенополистирола и внешний из материала Cryogel Z.Технический результат состоит в обеспечении высоких термоизоляционных свойств при сохранении оптимальной энергоэффективности.The utility model relates to medicine, in particular to an infusion device, namely, to a device for controlled control of the temperature and rate of administration of infusion solutions. A device for controlled control of the temperature and rate of administration of infusion solutions, comprising a housing, a control unit and an associated power source, a temperature sensor and elements for heating, as well as containing a compartment for placing infusion solutions. The device also contains an element for cooling. At the same time, the case walls contain two layers: an inner one made of expanded polystyrene and an outer one made of Cryogel Z material. The technical result consists in providing high thermal insulation properties while maintaining optimal energy efficiency.

Description

Полезная модель относится к медицине, в частности к устройству для инфузии, а именно к устройству для управляемого контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов.The utility model relates to medicine, in particular to an infusion device, namely to a device for controlled control of temperature and rate of administration of infusion solutions.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство (Устройство для оттаивания и подогрева компонентов крови и инфузионных растворов: патент RU 147197, Российская Федерация, заявка RU 2014121813, заявл. 29.05.2014, опубл. 27.10.2014), содержащее закрываемый сверху крышкой корпус с размещенной внутри ванной с жидкостным теплоносителем, нагревательные элементы для нагрева указанного теплоносителя и поддержания заданной температуры, датчик температуры, связанный со схемой управления для контроля параметров повышения температуры жидкостного теплоносителя в процессе оттаивания и согревания пластикатных контейнеров в съемной ванне и поддержания температуры этого теплоносителя на выбранном на панели управления уровне. Также устройство содержит средство перемешивания жидкостного теплоносителя, расположенное в корпусе, и средство для размещения пластикатных контейнеров в ванне в подвешенном положении. Дополнительно устройство включает таймер, связанный со схемой управления для выдачи сигнала на выключение режима нагрева жидкостного теплоносителя. При этом устройство снабжено камерой, в которой размещены нагревательные элементы и в которую вставляется ванна, выполненная съемной. Кроме того, средство перемешивания жидкостного теплоносителя выполнено в виде насоса, расположенного под ванной в камере для обеспечения постоянной циркуляции теплоносителя в ванне.Closest to the claimed utility model is a device (Device for thawing and heating of blood components and infusion solutions: patent RU 147197, Russian Federation, application RU 2014121813, filed May 29, 2014, published October 27, 2014), containing a case closed from above with a lid located inside the bath with a liquid heat carrier, heating elements for heating the specified heat carrier and maintaining the set temperature, a temperature sensor connected to the control circuit for monitoring the parameters of the rise in the temperature of the heat carrier during thawing and heating plastic containers in a removable bath and maintaining the temperature of this heat carrier at the selected point level control panel. Also, the device contains a means for mixing the liquid heat carrier, located in the housing, and a means for placing plastic containers in the bath in a suspended position. Additionally, the device includes a timer associated with the control circuit for issuing a signal to turn off the heating fluid heating mode. At the same time, the device is equipped with a chamber in which heating elements are placed and into which a removable bath is inserted. In addition, the means for mixing the liquid heat carrier is made in the form of a pump located under the bath in the chamber to ensure constant circulation of the heat carrier in the bath.

Недостатками данного устройства являются относительно низкие термоизоляционные свойства и относительно высокая энергоэффективность. Это обусловлено конструкцией устройства, включающей сложную систему нагрева с жидкостным теплоносителем.The disadvantages of this device are relatively low thermal insulation properties and relatively high energy efficiency. This is due to the design of the device, which includes a complex heating system with a liquid coolant.

Технической проблемой является необходимость разработки высокоэффективного устройства для управляемого контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов, лишенного вышеприведенных недостатков.The technical problem is the need to develop a highly efficient device for controlled control of temperature and rate of administration of infusion solutions, devoid of the above disadvantages.

Технический результат состоит в обеспечении высоких термоизоляционных свойств при сохранении оптимальной энергоэффективности.The technical result consists in providing high thermal insulation properties while maintaining optimal energy efficiency.

Технический результат достигается тем, что устройство для управляемого контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов, содержащее корпус, блок управления и связанные с ним источник питания, термодатчик и элементы для нагрева, а также содержащее отсек для размещения инфузионных растворов, согласно полезной модели дополнительно содержит элемент для охлаждения, при этом стенки корпуса содержат два слоя: внутренний из пенополистирола и внешний из материала Cryogel Z.The technical result is achieved by the fact that the device for controlled control of the temperature and rate of administration of infusion solutions, containing a housing, a control unit and an associated power source, a temperature sensor and elements for heating, and also containing a compartment for accommodating infusion solutions, according to the utility model, additionally contains an element for cooling, while the walls of the case contain two layers: an inner one made of expanded polystyrene and an outer one made of Cryogel Z material.

В наиболее предпочтительном варианте реализации полезной модели дополнительно содержит элемент Пельтье.In the most preferred embodiment of the utility model, it additionally contains a Peltier element.

Предложенная конструкция устройства обеспечивает максимальную компактность при повышении термоизоляционных свойств при сохранении низких энергозатрат, что обеспечивает наиболее оптимальный нагрев инфузионных растворов при обеспечении эффективного контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов.The proposed design of the device provides maximum compactness with an increase in thermal insulation properties while maintaining low energy consumption, which ensures the most optimal heating of infusion solutions while ensuring effective control of the temperature and rate of administration of infusion solutions.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где представлено изображение устройства в разрезе.The claimed utility model is illustrated by drawings, which shows the image of the device in section.

Устройство для управляемого контроля температуры и скорости введения инфузионных растворов содержит корпус 1, включающий два слоя: внутренний 2 из пенополистирола и внешний 3 из материала Cryogel Z. Также устройство содержит панель (блок) управления 4, лицевая часть которого расположена частично снаружи корпуса 1 для обеспечения возможности внешнего управления устройством. Панель управления 4 связана с зарядным устройством и аккумуляторной батареей (не показаны на чертеже). Частично выступающим за пределы корпуса выполнен охлаждающий элемент Пельтье 5. При этом внутри корпуса расположена вертикальная 6 и горизонтальная 7 перегородки. Вертикальная перегородка 6 выполнена с отверстиями для циркуляции воздуха и образует отсек для инфузионных растворов. Горизонтальная перегородка 7 соединяет перегородку 6 с противоположной стенкой корпуса, при этом ниже перегородки 7 расположен насос 8 перистальтический, а над перегородкой расположены (снизу вверх) теплообменник 9 нагревающий, магистраль 10 для введения инфузионных растворов и теплообменник 11 охлаждающий. Магистраль 10 для введения инфузионных растворов включает (элементы магистрали 10 не показаны на чертеже) коннектор для пациента, коннектор с колпачком, фильтр разделительный, ловушку воздуха, насосный сегмент, теплообменник, тройник, зажимы и капельницы. Магистраль 10 соединена с насосом 7 и выполнена с возможностью подведения коннекторов к отсеку для инфузионных растворов. При этом все электрические элементы устройства соединены с панелью управления 4.The device for controlled control of temperature and rate of administration of infusion solutions contains a housing 1, including two layers: inner 2 made of expanded polystyrene and outer 3 made of Cryogel Z material. The device also contains a control panel (unit) 4, the front part of which is located partially outside the housing 1 to ensure the possibility of external control of the device. The control panel 4 is connected to the charger and battery (not shown in the drawing). A Peltier cooling element 5 is made partially protruding outside the body. At the same time, vertical 6 and horizontal 7 partitions are located inside the body. The vertical partition 6 is made with holes for air circulation and forms a compartment for infusion solutions. The horizontal partition 7 connects the partition 6 with the opposite wall of the housing, while below the partition 7 there is a peristaltic pump 8, and above the partition there are (from bottom to top) a heat exchanger 9 for heating, a line 10 for introducing infusion solutions and a heat exchanger 11 for cooling. The line 10 for the introduction of infusion solutions includes (elements of the line 10 not shown in the drawing) a patient connector, a connector with a cap, a separating filter, an air trap, a pump segment, a heat exchanger, a tee, clamps and droppers. The line 10 is connected to the pump 7 and is configured to bring the connectors to the compartment for infusion solutions. In this case, all electrical elements of the device are connected to the control panel 4.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device works as follows.

Пользователь открывает корпус 1 и устанавливает инфузионные растворы в соответствующем отсеке, отделенном перегородкой 6, и подсоединяет емкости с инфузионными растворами к магистрали 10. При этом пользователь включает необходимый температурный режим на панели управления 4, которая, в свою очередь, обеспечивает достижение и поддержание нужной температуры за счет теплообменников 9, 11 и элемента Пельтье 5. Далее пользователь на панели управления задает скорость введения инфузионного раствора, подключает магистраль 10 за счет соответствующей капельницы к пациенту и начинает процесс инфузии. Подача инфузионного раствора через магистраль 10 к пациенту осуществляется за счет насоса 8, а скорость подачи контролируется на панели управления 4 с помощью регулирования параметров работы насоса 10.The user opens the case 1 and installs the infusion solutions in the corresponding compartment, separated by a partition 6, and connects the containers with the infusion solutions to the line 10. In this case, the user turns on the required temperature mode on the control panel 4, which, in turn, ensures that the desired temperature is reached and maintained due to the heat exchangers 9, 11 and the Peltier element 5. Next, the user on the control panel sets the rate of administration of the infusion solution, connects the line 10 to the patient through the appropriate dropper, and starts the infusion process. The supply of the infusion solution through the line 10 to the patient is carried out by the pump 8, and the flow rate is controlled on the control panel 4 by adjusting the parameters of the pump 10.

Заявляемая полезная модель поясняется примером.The claimed utility model is illustrated by an example.

Для исследования термоизоляционных свойств и энероэффективности были проведены стендовые испытания. Для эксперимента были собраны два образца. Образец 1 был собран согласно заявляемой полезной модели, в основу образца 2 были положены конструктивные особенности, характерные устройству-прототипу. При этом в образец 2 дополнительно была установлена аналогичная заявляемой полезной модели магистраль для введения раствора, т.к. в прототипе данный элемент отсутствует.To study the thermal insulation properties and energy efficiency, bench tests were carried out. Two samples were collected for the experiment. Sample 1 was assembled according to the claimed utility model, sample 2 was based on the design features characteristic of the prototype device. At the same time, a pipeline similar to the claimed utility model was additionally installed in sample 2 for introducing a solution, because this element is absent in the prototype.

В каждый образец были помещены инфузионные растворы, температура которых соответствовала значению 10°С. При этом рекомендованная температура инфузионных растворов для введения составляет 22°С. На образцах был установлен режим, обеспечивающий нагрев растворов до 22°С и последующее введение растворов в отдельную емкость. Затем образцы были помещены в криокамеры, внутри которых температура составляла -20°С и режим нагрева и введения растворов был запущен. В ходе эксперимента замеряли скорость нагрева и скорость введения раствора. Дополнительно измеряли энергозатраты.Infusion solutions were placed in each sample, the temperature of which corresponded to a value of 10°C. The recommended temperature of infusion solutions for administration is 22°C. A mode was set on the samples that ensured heating of the solutions to 22°C and the subsequent introduction of the solutions into a separate container. Then the samples were placed in cryochambers, inside which the temperature was -20°C and the mode of heating and introduction of solutions was started. During the experiment, the heating rate and the rate of introduction of the solution were measured. Additionally, energy consumption was measured.

В результате исследований выявлено, что скорость нагрева растворов до нужной температуры у образца 1 по сравнению с образцом 2 была выше на 23%, а скорость введения раствора - выше на 13%. При этом энергозатраты образца 1 были ниже на 13%.As a result of the research, it was found that the rate of heating solutions to the desired temperature in sample 1 compared to sample 2 was higher by 23%, and the rate of introduction of the solution was higher by 13%. At the same time, the energy consumption of sample 1 was lower by 13%.

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает высокие термоизоляционные свойства при сохранении оптимальной энергоэффективности.Thus, the claimed utility model provides high thermal insulation properties while maintaining optimal energy efficiency.

Claims

1. A device for controlled control of the temperature and rate of administration of infusion solutions, containing a housing, a control unit and an associated power source, a temperature sensor and elements for heating, and also containing a compartment for accommodating infusion solutions, characterized in that it additionally contains an element for cooling, at the same time, the walls of the case contain two layers: the inner one is made of expanded polystyrene and the outer one is made of Cryogel Z material.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cooling element is a Peltier element.

3. The device according to claim 1, characterized in that it contains a cooling heat exchanger as an element for cooling.

4. The device according to claim 1, characterized in that it contains a heating heat exchanger as an element for heating.