CN101861178A - 模块式流体加温器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块式流体加温器以及一种叠置多个模块式流体加温器的方法。因为每个模块式流体加温器是独立地运转，所以模块式流体加温器是节能的。此外，每个模块式流体加温器可装备有传感器和控制器，其减少了需要的使用者对模块式流体加温器的干预量。

Description

模块式流体加温器

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月10日提交的美国专利申请No.12/208,166的权益。

美国联邦政府资助的研究或开发

不适用。

技术领域

本发明涉及置于容器中的流体的加热。具体地，本发明涉及用于在将流体引入身体之前对其进行有效加热的装置和方法。

背景技术

在医疗护理过程中，会需要将流体通过静脉引入人体。这种流体可包括例如血液、盐溶液、抗生素溶液等等。在配给之前，这些流体一般储存在例如袋子或瓶子的容器中。

然而，很多这些流体当在身体外时在室温下品质降低。因为很多这些流体的需求是不可预料的(例如，由于紧急情况的性质)，优选的是在医院里保持很多这些流体的库存。

为了防止此类流体的品质降低并为了保持此类流体的效力，流体通常被冷藏或冷冻。然后如果需要的话，流体在其配给之前被加温。在一段较短时间里将大量流体通过静脉引入身体的情况下，会需要将这些流体加温至接近体温(大约98.6°F)以防止患者出现体温过低的情况。

通常，医院具有大容量的烘箱以在使用前加热流体容器。一般地，该烘箱设计成具有足够超额容量以充分加温容器从而满足在恶劣情况下的医院需要。然而，更经常的情况是，只有一小部分烘箱容量被利用。该烘箱容积的利用不足意味着可能要花费更长的时间来将整个容积加热到所需的温度并且在烘箱容量不能充分利用时损失了能量。

此外，当容器放在烘箱中时，其必须被标记或以某些方式监控以确保流体不停留于烘箱中太长时间且损坏。具体地，当烘箱一次加温多个容器时，在适当位置上必须具有系统来确定具体容器已在烘箱中的时间长度。

因此，需要存在一种在用于身体之前更高效地加热流体的改进的流体加温器。

发明内容

根据本发明的一个方面，揭示了一种用于将置于容器中的流体加热至所需温度的模块式流体加温器。该模块式流体加温器包括搁置座，该搁置座具有基本上水平延伸的支承表面，用于支承具有置于其中的流体的容器。支承结构支承搁置座并包括背壁。加热元件位于靠近支承表面处。控制器有选择地运转加热元件以加温放置在支承表面上的容器。第一配合结构形成在背壁的上表面，第二配合结构形成在背壁的下表面。模块式流体加温器的第一配合结构构造成与另一个模块式流体加温器的第二配合结构相匹配以叠置模块式流体加温器。

根据本发明的另一个方面，揭示了一种叠置多个模块式流体加温器的方法。提供尺寸做成接纳多个模块式流体加温器的背板，使得每个模块式流体加温器构成成加热置于容器中的流体。通过将每个模块式流体加温器附接到背板并将模块式流体加温器中的一个的第一配合结构嵌置入模块式流体加温器中的另一个的第二配合结构而叠置模块式流体加温器。通过附接到背板并将模块式流体加温器相互嵌置来进行的模块式流体加温器的叠置形成叠置式组件。

因此，本发明提供了模块式流体加温器以及模块式流体加温器的叠置式组件，它们能够比现有流体加温器更快且更高效地加热流体。因为叠置式组件是模块式的，其可调节容量，使得当形成组件时可包括任意数量的单元。此外，因为每个模块式流体加温器都能够独立地运转，用于加热流体的能量仅引导至被占据的搁置座。而且，每个模块式流体加温器的操作是简单的，仅要求操作者将袋子或瓶子放置在支承表面上以开始加热，并且一旦袋子或瓶子被加热，操作者移走袋子或瓶子以关闭加热元件。

本发明的这些以及还有其他优点将通过详细描述和附图变得明显。后面仅为本发明的一些优选实施例的描述。为了评估本发明的整个范围，应参照权利要求书，因为并不想要这些优选实施例成为权利要求范围内的仅有的实施例。

附图说明

图1是安放在工作台面基座中的模块式流体加温器的叠置式组件的环境视图；

图2A-2D是用于组装具有两个模块式流体加温器的叠置式组件的步骤的立体图；

图3是图2D的叠置式组件的剖视图；

图4是模块式流体加温器的前平面图；

图5是沿线5-5剖开的模块式流体加温器的剖视图，示出了支承表面上的光学传感器和物品温度传感器；

图6是模块式流体加温器的支承表面的剖切图，以示出控制器和各传感器的配线；

图7是模块式流体加温器的前仰视立体图，其中塑料壳被移走以显示支承表面下侧的加热元件；

图8是图7的模块式流体加温器的后仰视立体图，示出了支承结构的背壁上的过温传感器；

图9是附接到壁的模块式流体加温器的环境视图；以及

图10是附接到可动静脉注射架的模块式流体加温器的环境视图。

具体实施方式

首先参照图1，叠置式组件10由多个模块式流体加温器12组成。如所示的，模块式流体加温器12叠置成三个高，因此为了容器的放置提供了三个搁置座14。尽管叠置式组件10被示出为包含三个模块式流体加温器12，应认识到叠置式组件10能够包括一个或多个模块式流体加温器12。如图1所示的，叠置式组件10安放在置于桌18表面上的工作台面基座16中。

每个模块式流体加温器12形成搁置座14，这些搁置座具有用于放置容器(未示出)的支承表面20，例如袋子或瓶子的容器填充有流体。如图3最佳可见，支承表面20本质上为C形的以便接纳袋子或瓶子。尽管本质上为C形，支承表面20还具有为带弯曲的平面的部分以便更好地接纳具有大致正方形横截面或相对刚性的平坦表面的瓶子。支承表面20是支承结构22的一部分，该支承结构22将参照图7和8在下面进一步详细描述。支承表面20由加热元件23加热(最佳如图3、7和8可见)，该加热元件附接到支承表面20的下侧。

每个模块式流体加温器12的支承结构22基本上由壳体24包围。壳体24可由在室温到稍高于室温(50°F至约175°F)下不变形的工程塑性材料形成。在每个模块式流体加温器12左侧，具有与壳体24一体形成的侧壁26。在叠置式组件10的顶部，顶部壳体27悬伸在顶部搁置座上方。

如所示的，模块式流体加温器12的至少一个益处在于，搁置座14为了放置或移走容器而提供到支承表面20的容易通路。因此，不需要打开或关闭门以在支承表面20装载或从支承表面20移走容器。尽管可存在门以形成保持热量的隔间或腔室，假定采用该加热元件的定位以及加温方法，本发明中认为这种门不是必需的。

每个模块式流体加温器12具有带有调用(recall)按钮30的显示器28。此显示器28可用于显示是否感测到有容器在支承表面20上、温度信息(例如，正被加热的容器的温度)、或时间信息(例如，容器在所需温度已经被加热的时间)。在一种形式中，当搁置座14是空的时，显示器28将显示四条水平虚线。这为使用者指示模块式流体加温器12正在运行且准备好接纳容器。当搁置座14被占用时，显示器28将显示垂直滚动线，从而指示已在搁置座14上感测到袋子或瓶子。调用按钮30可被按下以指示时间或温度下的时间。为了实现此功能，可具有多于一个调用按钮或者按下调用按钮30可使显示器28循环所有可用数据(即，第一下按调用按钮提供物品的温度、第二下按提供温度下的时间、第三下按指示温物品的检测状态，等等)。尽管已经公开了一种形式的工作信息调用，也可采用显示和调用信息的其他方式。

现在参照图2A-2D和图3，示出了组装叠置式组件10的一系列步骤。通常，叠置式组件10通过将各个模块式流体加温器12附接到背板32而形成，该背板尺寸做成接纳所需数量的模块式流体加温器12。在此具体组件中，叠置式组件10仅有两个模块式流体加温器高。然而，如上所述，背板32的尺寸可做成接纳任何数量的模块式流体加温器12。

现在将详细描述背板32。背板32包括背壁34，背壁34具有两个侧壁36和从其向前延伸的顶壁38。两个侧壁36和顶壁38也沿边缘相遇以形成叠置式组件10的顶部。在侧壁36中的一个上，接近背板32的顶部处，具有电源开关40，其用于开关附接到背板32的所有模块式流体加温器12的电源。背壁34包括凸片42组，这些凸片向前和向上延伸以接纳模块式流体加温器12。背壁34包含多个其他孔，这些孔包括用于将螺钉穿过背板32固定到模块式流体加温器12中的螺钉孔44和用于将叠置式组件10固定到壁等的安装孔46。

最佳如图3可见，每个模块式流体加温器12包括支承结构22。支承结构22包括本质上C形部分48，其用作支承表面20以及用于接纳待加热容器的搁置座。支承结构22还包括背壁部分50，其支承搁置座并包括形成叠置式组件10所需的很多特征。在图7和8所示的形式中，部分48和50形成一体。

在背壁部分50的上表面，第一配合结构52以舌的形式提供。在背壁部分50的下表面，第二配合结构54以形状做成接纳舌的槽的形式提供。在背壁部分50顶部和底部表面之间，凸片56从背壁部分50向外和向下延伸。该凸片56形成为在背板32中形成的凸片42组上滑动。而且多个螺钉孔58形成在背壁部分50背侧以在模块式流体加温器12附接到背板32的过程中使用。

给定了支承结构22的复杂轮廓，其可由挤出工艺形成并至少在一种形式中由铝或铝合金构成。尽管支承结构22示出为一体形成部件，支承结构22也可通过两个或多个分立部件的附接而形成，这些部件提供了类似于一体形成部件的特征。

首先看图2A，通过将模块式流体加温器12a的背壁部分50附接到背板32，可将第一模块式流体加温器12a附接到背板32上的最下可用接受点。支承结构22的背壁34的凸片56在背板32的凸片42组之上向下滑动。当凸片42和56相互接合时，支承结构22背侧上的一组螺钉孔58与背板32上的那组螺钉孔44对齐。然后将螺钉旋过螺钉孔44和58以将第一模块式流体加温器12a附接到背板32。尽管未示出，但可想到，第二配合结构54可接合靠近背板32底部形成的配合结构以进一步将第一模块式流体加温器12a固定到背板32。

现在看图2B，第二模块式流体加温器12b示出为正附接到背板32第一模块式流体加温器12a的上方。第二模块式流体加温器12b以与第一模块式流体加温器12a类似方式附接到背板32。同样，第二模块式流体加温器12b的背壁部分50的凸片56附接到背板32上的凸片42组。需注意的是，在第二模块式流体加温器12b在凸片42组之上向后滑动时，在背板32的侧壁36的部分和第二模块式流体加温器12b的壳体24之间没有干扰问题，因为第二模块式流体加温器12b在靠近端部处具有U形横截面，其提供了用于插入的间隙。一旦第二模块式流体加温器12b定位于背板32上，第二模块式流体加温器12b还可使用螺钉固定到背板32。

最佳如图3所示，在第二模块式流体加温器12b向下滑动到位时，第二模块式流体加温器12b的底部表面上的第二配合结构54与第一模块式流体加温器12a的顶部表面上的第一配合结构52互配。在所示的具体形式中，第二模块式流体加温器12b的槽在第一模块式流体加温器12a的舌上滑动。尽管示出了舌槽连接，配合可采取多种不同形式。在某些形式中，这些连接可将两个模块式流体加温器扣合和锁定在一起。

可想到每个流体加温器将从由电源开关40操作的电源接受电力。从电源连到每个模块式流体加温器12a和12b的导线组将电力提供给每个模块式流体加温器12a和12b。导线可使用螺丝接线端或插头式连接结构来连接到每个模块式流体加温器12a和12b。可想到模块式流体连接器可并联或串联地电连接。为了易于组装并改进在个别模块式流体加温器发生故障的情况下的故障检修，并联连接可能是优选的。

此外，在模块式流体加温器12a和12b相互叠置时，它们可具有电连接，其允许每个模块式流体加温器12a和12b串联或并联地从相同电源接受电力。

如图2C和2D所示的，一旦模块式流体加温器12a和12b二者都附接到背板32，顶部壳体27可在背板32的悬伸部分上滑动。该顶部壳体27可匹配模块式流体加温器12a和12b的壳体24的外观并可用于为叠置式组件10印商标。顶部壳体27具有用于包围电源开关40的切去部60和形成为在接触第二模块式流体加温器12b的第一配合结构52之前终止的底部边缘62。可想到在本发明的一些形式中，模块式流体加温器12a和12b自身可自由地悬挂在背板32上而不需要螺钉，并且只有顶部壳体27一旦用螺钉固定到背板32，则持久地将模块式流体加温器12a和12b保持在背板32上。

尽管模块式流体加温器12a和12b已经被示出为每次一个地附接到背板32，可想到模块式流体加温器12a和12b可预叠置然后作为一个组来附接到背板32。

此外，尽管背板32已经被示出为尺寸做成容纳特定数量的模块式流体加温器的单个板，但可想到背板32由可相互附接的多个板组成。以这种方法，如果希望增加叠置式组件10的容量，可容易地添加另一的模块式流体加温器。

现在参照图4-6，可以看见在支承表面20上设立的传感器。具体地，可以看见用于检测容器或物品的存在的光学物品传感器64以及用于测量支承表面20上接纳的物品温度的物品温度传感器65。最佳如图6可见，还有用于测量加热元件23的温度的加热元件温度传感器66。所有这些传感器用导线连接到位于显示器28附近的控制器68。

在操作中，当容器被接纳在支承表面20上时，光学物品传感器64检测到容器。当光学物品传感器64检测到容器时，控制器68启动加热元件23以加热支承表面20。在加热元件23加温支承表面20时，控制器68使用物品温度传感器65连续读取正被加热的容器的温度，并使用加热元件温度传感器66连续读取加热元件23的温度。一旦容器的温度在适合的配给温度范围内，控制器68中的计时器可开始记录时间以确定容器维持在模块式流体加温器12的设定点温度的时间长度。当容器(以及其中的流体)的温度在使用的可接受范围内时，模块式流体加温器12前部的LED灯70可亮起以指示流体已经准备好配给。这种指示还可使用显示器28来提供。

测量温度下的时间相较于测量停留时间通常是优选的，因为与在模块式流体加温器12中的总时间长度相比，流体的品质降低速率与在顶峰热温度的时间长度更紧密地相关。然而，可想到控制器68中的计时器可配置成测量其他时间量，例如停留时间等。

当已加温的容器从支承表面20移走时，光学物品传感器64检测到支承表面20上已经没有物品。该信息被发送至控制器69，控制器关闭加热元件23并重置任何运行的计时器。模块式流体加温器12处于空闲直到另一容器被检测到，这重新启动加热元件23和任意其他相关的定时循环。

因为每个模块式流体加温器12相互独立地操作，仅加热被物品或容器占据的叠置式组件10中的单元。这提供了容量方面的灵活性并仅要求加热被占据的模块式流体加温器所需的能量。因此，本发明提供了高效且有选择性的容器加温且除了在支承表面20添加和从其移走容器以外几乎无需用户干预。

现在参照图7和8，更详细地示出了支承结构22。如前所述，支承结构22包括本质上C形部分48和背壁部分50。

支承结构22可由铝构成并可使用挤出工艺来形成。尽管支承结构22可通过其他工艺或通过结合单独形成的部件而由其他材料形成，但使用铝挤出工艺可获得一体形成的支承结构，其在横截面中能够具有复杂特征，例如配合结构52和54以及凸片56。

图7和8最清楚地示出了在靠近支承表面20处包围本质上C形部分48的下侧的加热元件23。该加热元件23可为电阻加热元件，例如硅垫。然而，也可采用其他电阻材料或其他类型的加热元件。

特别参照图8，两个支承表面温度传感器72和74安装在靠近支承表面20的支承结构22的背壁部分50上。这些支承表面温度传感器72和74测量支承结构22的温度以确保加热元件23没有过热。传感器数量有一些冗余量，使得如果传感器中的一个出故障，至少有一个备用的温度传感器来检测故障状况。

图9和10示出了叠置式组件10除了安置在一表面上以外的能够被支承的一些不同方法。

现在参照图9，模块式流体加温器12被示出为安装到壁76上。壁76具有部分旋入壁76的两个螺钉78。将模块式流体加温器12的背板32中的安装孔46推到螺钉78上，并且模块式流体加温器12能够落到位以从壁76悬挂模块式流体加温器12。

现在参照图10，模块式流体加温器12被示出为附接到静脉注射架80。此静脉注射架80在其底座处可包括多个脚轮(未示出)，使得静脉注射架80能够被移送。模块式流体加温器12到静脉注射架80的附接可以本领域技术人员已知的多种方法中的任一种建立，包括从静脉注射架80的突起悬挂模块式流体加温器12、使用轴环将模块式流体加温器12夹到静脉注射架80上，等等。

应认识到的是尽管仅有单个流体加温器已经被示出为安装到或附接到图9和10中的壁或静脉注射架，叠置式组件10可同样以相同方法附接。然而，因为叠置式组件10具有背板，其尺寸做成可匹配叠置式组件10中的搁置座14的数量，所以可具有多于一组的螺钉等以将叠置式组件10附接到壁76或静脉注射架80。

因此，本发明提供了一种模块式流体加温器，其因为其控制机构的智能而具有很高效率。由于模块式流体加温器仅在隔间被占据时工作，所以模块式流体加温器是高效的。此外，模块式流体加温器仅加热杯被占据的单元，取消了对不使用的容量的加热。由于装置以最大可能的速率使袋子或瓶子达到温度而不过热，所以装置是省时的。另外，由于除了将袋子或瓶子放入装置中以及当其被加过温时从该装置移走袋子或瓶子以外该模块式流体加温器几乎不要求使用者的干预，所以模块式流体加温器是省力的。

此外，因为本发明是组装的，其提供了容量的灵活性。任意数量的模块式流体加温器可被结合以产生所需容量的叠置式组件。

应认识到的是，在本发明的精神和范围内可对优选实施例做出各种其他修改和变更。因此，本发明不应限于所述实施例。为了确定本发明的全部范围，应参考下列权利要求。

Claims (22)

1.一种模块式流体加温器，其用于将置于容器中的流体加热到所需温度，所述模块式流体加温器包括：

搁置座，所述搁置座具有基本上水平延伸的支承表面，用于支承具有置于其中的所述流体的所述容器；

支承结构，所述支承结构支承所述搁置座并包括背壁；

加热元件，所述加热元件靠近所述支承表面；

控制器，所述控制器有选择地运转所述加热元件以加温放置在所述支承表面上的所述容器；

第一配合结构，所述第一配合结构形成在所述背壁的上表面；

第二配合结构，所述第二配合结构形成在所述背壁的下表面；

其中，所述模块式流体加温器的第一配合结构构造成与另一个模块式流体加温器的第二配合结构相配合以叠置所述模块式流体加温器。

2.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述支承结构的背壁附接到背板，所述背板的尺寸做成接纳所述至少一个模块式流体加温器。

3.如权利要求2所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述背板包括电源，所述电源具有多个导线，用于连接到所述至少一个模块式流体加温器中的每一个，以为所述至少一个模块式流体加温器提供电力。

4.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，用于接纳将被加热的物品的所述支承表面大体上为C形。

5.如权利要求4所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述支承结构是铝的挤出件。

6.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述物品是包含静脉流体的袋子和瓶子中的至少一个。

7.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述加热元件由电阻材料构成。

8.如权利要求7所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述电阻材料包括硅。

9.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，还包括光学传感器以检测物品在所述支承表面上的放置，所述光学传感器发送信号至所述控制器告知所述支承表面被占据。

10.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，还包括从所述支承表面伸出的物品温度传感器，用于测量正被加热的物品的温度，所述物品温度传感器连接到所述控制器。

11.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，还包括加热元件温度传感器，所述加热元件温度传感器测量所述加热元件的温度，且连接到所述控制器。

12.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，还包括支承表面温度传感器，所述支承表面温度传感器测量所述支承表面的温度，所述支承表面温度传感器连接到所述控制器。

13.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述模块式流体加温器附接到壁。

14.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述模块式流体加温器附接到移动架组件。

15.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述模块式流体加温器安置在水平表面上。

16.如权利要求15所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述模块式流体加温器安放在工作台面基座中。

17.如权利要求1所述的模块式流体加温器，其特征在于，所述控制器还包括计时器，用于测量正被加热的物品的温度下的时间。

18.如权利要求18所述的模块式流体加温器，还包括显示器和调用按钮，使得当所述调用按钮被按下时，所述显示器指示正被加热的物品的温度以及温度下的时间中的至少一个，并且当所述调用按钮未被按下时，所述显示器指示物品是否被接纳在所述支承表面上。

19.一种叠置多个模块式流体加温器的方法，包括：

提供尺寸做成接纳多个模块式流体加温器的背板，每个模块式流体加温器构造成加热置于容器中的流体；

通过将每个模块式流体加温器附接到所述背板并将所述模块式流体加温器中的一个的第一配合结构嵌置入所述模块式流体加温器中的另一个的第二配合结构来叠置所述模块式流体加温器；以及

其中，通过附接到所述背板并将所述模块式流体加温器相互嵌置来进行的所述模块式流体加温器的叠置形成叠置式组件。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括将顶部部分添加到流体加温器叠，所述顶部部分包括开关到所述叠置式组件的电力的电源开关。

21.一种可移送的流体加温器组件，包括：

叠置式组件，所述叠置式组件包括多个模块式流体加温器，所述多个模块式流体加温器中的每一个用于将置于容器中的流体加热到所需温度，所述多个模块式流体加温器中的每一个包括：

搁置座，所述搁置座具有基本上水平延伸的支承表面，用于支承具有置于其中的所述流体的所述容器；

支承结构，所述支承结构支承所述搁置座并包括背壁；

加热元件，所述加热元件靠近所述支承表面；

控制器，所述控制器有选择地运转所述加热元件以加温放置在所述支承表面上的所述容器；

第一配合结构，所述第一配合结构形成在所述背壁的上表面；以及

第二配合结构，所述第二配合结构形成在所述背壁的下表面；

其中，每个模块式流体加温器的第一配合结构构造成与另一个模块式流体加温器的第二配合结构相配合以叠置所述多个模块式流体加温器；以及

静脉注射架，所述静脉注射架具有附接到其上的所述叠置式组件。

22.如权利要求21所述的可移送的流体加温器组件，其特征在于，所述静脉注射架支承所述叠置式组件。

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