CN107206701B - 用于射频焊接的设备 - Google Patents

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Abstract

一种设备，其用于对在医疗输血领域中使用的管(200)进行射频焊接，所述设备包括：电功率单元(102)、控制板(104)、射频发生器模块(106)、高压电感器(108)和焊头(110)，所述焊头(110)设有具有电极(114,116)的夹具(112)。

Description

用于射频焊接的设备
技术领域
本文所述的实施例形式涉及用于射频焊接的设备，该设备对具体在医疗领域中使用的用于生物液体(尤其是血液、血液成分和/或血液衍生物)通过的塑料管进行射频焊接。
背景技术
已知的是在医疗输血领域中，血液或者血液成分(血衍生物(haemoderivatives)和/或血成分(haemocomponents))可使用液囊取自患者和/或被相应地供应给患者，液囊通常包含抗凝血剂、连接到血液或者其成分流动到其内部的塑料管。
在该上下文中，已知焊接血液或者其成分在其中流动的塑料管是必要的，以停止流动，以便将待经受分析的样品隔离，尤其是以无菌的方式或者为其它需求而将管关闭和分离。具体地，强烈地感觉到需要保证管的焊接是可靠和快速的，其不污染样品，并且其是流体密封的、稳定的和耐久性的。此外，焊接的其它要求是其必须不损坏血液分子并且其必须允许容易地分离两条被焊接的带，在两侧(即被分离的管的两个终端)上保持密封。
因此对于完善用于射频焊接的设备存在需求，其可克服现有技术状态的缺陷中的至少一个。
申请人已经提出、测试和实施了本方明，以便克服现有技术状态的缺点，并且获得这些以及其它目的和优势。
发明内容
本发明在独立权利要求中被阐述并且以独立权利要求为特征，而从属权利要求书描述了本发明的其它特征或者主要发明构思的变型。
根据实施例的一些形式，提供一种设备，其用于对在医疗输血领域中使用的管进行射频焊接。根据实施例的一种形式，所述设备包括：
-电功率单元；
-控制板；
-射频发生器模块(RF generator module)；
-高压电感器；
-焊头，其设有具有电极的夹具。
根据实施例的一些形式，控制板包括至少一个中央处理单元和一个电子存储器，用于命令中央处理单元的软件指令和数据在所述电子存储器中得到编码和存储，以便执行射频焊接。
根据实施例的一些形式，射频发生器模块包括：振荡器、第一放大阶段和第二放大阶段。
根据实施例的一些形式，高压电感器配置成将在从射频发生器模块的出口处产生的射频信号的功率转变到高电压射频信号，并且进行阻抗匹配的精密调节和细微调谐。
根据实施例的一些形式，高压电感器是单线圈诱导器或者双线圈诱导器。
根据实施例的一些形式，焊头包括设有第一电极和第二电极的夹具。
根据实施例的一些形式，焊头包括能够使得第一电极和第二电极来回移动(reciprocally move)的驱动构件。
根据实施例的一些形式，焊头包括能够与驱动构件合作的一个或多个预装载的弹性构件。
根据实施例的一些形式，焊头包括覆盖物和能够检测覆盖物存在的一个或多个传感器构件。
根据实施例的一些形式，焊头包括能够检测管在夹具中存在的一个或多个传感器构件。
根据实施例的一些形式，电极包括第一电极和第二电极，其中第一电极或者第二电极中的一个或者另一个设有突出的齿，其能够在管的焊接区域内限定脱开(detachment)切口。
根据实施例的一些形式，第一电极或者第二电极中的一个和/或另一个设有水平的上表面。
根据实施例的一些形式，齿从水平的上表面突出，限定水平上表面的两个半平面，所述两个半平面能够确定在管的焊接区域中的管的材料的所需变形，例如外展，其允许焊接的流体密封。
根据实施例的一些形式，第一电极或者第二电极中的一个和/或另一个设有斜的(beveled)或者圆化的前表面。
根据实施例的一些形式，焊头设有一对相对的管夹持片。
本公开的这些和其它方面、特征和优势参照以下说明、附图和所附的权利要求将被更好地理解。本说明书一体的并且形成本说明书一部分的附图示出本发明实施例的一些形式，并且与本说明书一起意旨描述本公开的原理。
在本说明书中所述的不同的方面和特征在可能的情况下可被单独使用。这些单独的方面，例如在所附的从属权利要求中所述的方面和特征，可为分案申请的主题。
应该理解的是，在取得专利权的过程中被发现的已知的任何方面或者特征将不被要求保护并且将是被放弃的主题。
附图说明
本发明的这些和其它特征将从作为非限制性实例参照附图给出的实施例的一些形式的以下说明而变得明了，其中：
-图1是射频焊接操作的示意图；
-图2是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的示意图；
-图3是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的示意图示；
-图4是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的框示意图示；
-图5是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的示意图示；
-图6是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的框示意图示；
-图7是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的单独部分的图示；
-图7a和图7b是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的部分的示意图；
-图7c是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的单独部分的图示；
-图8是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的一部分的侧面视图；
-图9是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的示意图示；
-图10是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的框示意图示；
-图11是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的一部分的示意图示；
-图12和图12a是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的一部分的实施例的其它形式的示意图示；
-图13是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的示意图示；
-图14是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的一部分的示意图示；
-图15是根据本文所述的实施例形式的射频焊接设备的一部分的实施例的另一种形式的示意图示。
为了便于理解，在可能的情况下使用相同的参考编号以确定附图中的相同的公共元件。应该理解的是实施例一种形式的要素和特征可被方便地并入到实施例的其它形式中而无需进一步进行澄清。
具体实施方式
我们现在将详细参照本发明实施例的不同形式，其中一个或多个实例在附图中示出。每个实例通过本发明的示例被提供并且不应被理解成作为对其的限制。例如，由于它们是实施例一种形式的一部分的程度而示出或者描述的特征可在实施例的其它形式上采用或与实施例的其它形式相关联地采用以便产生实施例的另一种形式。应该理解的是本发明将包括所有这样的修改和变型。
本文所述的实施例的形式涉及用于对塑料管进行射频焊接的设备，该塑料管用于在医疗输血领域、还包括血液或者其成分的捐献(例如血浆捐献)领域中血液或血液成分的通过。
在此我们必须指出表述“血液”和“血液成分”如在本文所述的实施例的形式中使用时可分别指代全血和血衍生物和/或血成分(即在离心作用过程之后从全血中提取的血液成分)。血液成分可以是红血球、血小板、血浆、血沉棕黄层的浓缩物，血沉棕黄层是在全血的离心作用过程之后产生的由血浆、红血球浓缩物、白血球浓缩物和血小板的混合物形成的中间成分。
在此我们也必须指出射频(radio frequency，RF)焊接如在本文所述的实施例的形式中使用时可以是射频焊接，尤其是高频(high frequency，HF)或者特高频(very highfrequency，VHF)焊接，其利用经受可变电场的材料的介电性质，并且其可允许通过材料的受控熔融将两部分结合而不使用胶或粘合剂。可在本文所述的实施例的形式中使用的射频焊接可提供将两种材料在待被结合材料的表面上结合，供应射频能量，尤其是以电磁场形式的高频(HF，3-30MHz)或者甚至特高频(VHP，30-300MHz)，并且以压力的形式，即机械压缩。在本文所述的实施例的形式中使用的射频焊接中，发电机模块产生能量，以及用于供应电能和机械压力的工具被称为具有电极夹具的焊头，此后更简单地称为焊头、焊接夹具或者只被更简单地称为夹具。例如参见图1，部分A用于描述管200，其通过具有成对电极114，116的夹具112经受射频焊接。例如，电极可由黄铜制成。
电能导致材料内部的分子移动，分子移动产生使得材料软化和熔融的热量。在本文所述的实施例的形式中使用的射频焊接中，不施加外部热量，但是在材料内部产生热量。表面保持处于压力下，并且在压力下热量的组合导致表面熔融和结合。在熔融材料的表面冷却之后，创建焊接。例如参见图1，部分B，用于描述管200，其具有通过射频焊接获得的结合或者焊接202。通常情况下，某些塑料材料可通过射频焊接，诸如PVC(聚氯乙烯)、聚酰胺(PA)、聚氨基甲酸酯(PU)、乙酸酯(acetates)、尼龙、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEVA(聚乙烯醋酸乙烯酯)、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)和一些塑料ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)。在医疗输血领域中在射频焊接中最通常使用的材料是PVC。在射频焊接中，高频波的一个实例是27.120MHz，而特高频波的一个实例是40.685MHz。
此外，在此我们必须指出如在本文所述的实施例的形式中使用的管200可以是在医疗输血领域中使用的管、用于一次性血液液囊或者用于血浆除去法的挠性管、试管、导管(pipe)、标准管。例如，如在本文所述的实施例的形式中使用的管可以是塑料管，尤其是PVC。如在本文所述的实施例的形式中使用的管可以是细长的中空管状主体，其具有从约2.7mm变化到约6mm的确定的直径，并且具有在内部限定通过通道的侧壁。侧壁可具有确定的厚度，例如，其可从约0.4mm到约1.0mm变化。为了焊接如在本文所述的实施例的形式中使用的在医疗输血领域中的PVC管，可以提供40.685MHz的频率。
图2用于描述设备100的实施例的形式，其用于射频焊接在医疗输血领域中使用的管200。根据实施例的一些形式，设备100包括：
-电功率单元102；
-控制板104；
-射频发生器模块106；
-高压电感器108；
-焊头110，其设有具有电极的夹具。
根据一些示例实施例，设备100可以是便携类型的，而根据其它示例实施例，设备100可以是台式(benchtop)类型的。
根据可能的实施，电功率单元102配置成以电力的方式给控制板104、射频发生器模块106、高压电感器108和焊头110供以功率。
根据可能的实施方式，电功率单元102例如在便携式设备100的情况下可以是电池/蓄电池组，其可在出口处供应在22V-30V(直流电(DC))范围内的电压，或者在其它实施方式中，例如在台式设备100的情况下，功率可以在固定值下，例如24V，来自连接到电网的电压互感器/适配器。
根据可能的实施方式，控制板104可包括中央处理单元(CPU)104a，电子存储器104b，可能的电子数据库和辅助电路(或者I/O)(未示出)。例如，CPU 104a可以是在工作或计算机循环的控制、自动化和管理领域中使用的任何类型的控制器、微控制器、处理器或者微处理器。电子存储器104b可连接到CPU 104a，并且可以是商业上可获得的那些中的一个或多个，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程存储器(EPROM)、用电力可擦除的可编程只读ROM存储器(EEPROM)、软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、光学磁盘、光学或者磁性的卡、大容量存储器、固态存储卡或者缩微卡或者数字存储器的任何其它形式，本地或者远程的。软件指令和数据例如可被编码并且存储在电子存储器104b中以便命令CPU104a。辅助电路也可连接到CPU 104a，以便按常规那样帮助处理器。辅助电路例如可包括下述至少之一：高速缓冲电路、供电电路、时钟电路、输入/输出电路、子系统等等。通过控制板104可读的程序(或者计算机指令)可确定根据射频焊接方法可执行哪些任务。在实施例的一些形式中，程序是由控制板104可读的软件。控制板104可包括用于产生和存储信息的代码以及在这种射频焊接方法期间引入或产生的数据。
根据实施例的可能形式，控制板104可配置成根据射频焊接方法管理整个焊接循环。安装在控制板104上的CPU 104a可在从操作者开始焊接直到结束时的焊接过程期间验证设备100的状况。
在实施例的一些形式中，其可结合本文所述的实施例的全部形式，控制板104的CPU 104a可管理并且监控来自设备100的各种信号，包括：
-湿度/液体信号，其在焊接期间在电极之间指示液体或者湿度在管200上的存在；
-火花报警信号，当管200被穿孔时，例如在焊接期间产生该信号，并且由于在电极之间的电势方面的高的差异而产生电弧；
-温度报警信号，其指示已经超过RF产生模块106的最高温度。
在实施例的一些形式中，其可结合本文所述的实施例的全部形式，控制板104的CPU 104a也可管理并且监控来自设备100的其它信号，包括：
-通知用户缺乏焊头的保护盖的信号，其提供成防止用户在焊接过程期间接触高电压下的电极；
-低电池信号，在具有电池组的电功率单元102的情况下，其通知用户在继续焊接之前需要给电池再充电。
在实施例的其它形式中，其可结合本文所述的实施例的全部形式，控制板104的CPU 104a也可管理并且监控来自设备100的焊接结束信号，其通知操作者焊接完成。
根据可能的实施方式，射频发生器模块106配置成产生焊接管200所需的高电压射频(RF)信号。具体的，射频发生器模块106可产生特高频(VHF)信号，例如40.685MHz。申请人已经发现40.685MHz的该特高频可与制成待焊接的管200的PVC材料良好地配合。射频发生器模块106也被配置成控制产生的波信号的稳定性，并且在出口处供应与夹具的电极之间的电压成比例的低电压信号。根据可能的示例实施例，射频发生器模块106可以是低功率的，例如65W或者高功率的，例如90W。
根据实施例的一些形式，射频发生器模块106可包括振荡器106a，第一放大阶段106b和第二放大阶段106c。
射频发生器模块106可包括温度传感器106d，例如与第一放大阶段106b相关联。
射频发生器模块106可包括湿度传感器106e，例如与第二放大阶段106c相关联。
根据可能的实施方式，振荡器106a配置成在焊接循环开始时产生具有频率的波信号，例如40.685MHz，其将被在随后的第一放大阶段106b和第二放大阶段106c中被放大。
根据可能的实施方式，第一放大阶段106b配置成产生信号的第一放大、阻抗匹配和滤波。
根据可能的实施方式，第二放大阶段106c配置成产生信号的最终放大(甚至高达100W)、阻抗匹配、滤波和适于控制板104的一系列的信号。
根据可能的实施方式，高压电感器108可配置成将在从射频发生器模块106的出口处产生的射频信号的功率转变到高电压射频信号，并且进行阻抗匹配的精密调节和调谐。
根据可能的实施方式，焊头110配置成将来自高压电感器108的射频信号施加到负载，即施加到待被焊接的管200。焊头110可包括设有例如由黄铜制成的第一电极114和第二电极116的夹具112。第一电极114可被限定为热电极，即接收射频信号的电极，而第二电极116可被限定为冷电极，即接地电极。第一电极114和第二电极116可相对于彼此移动，以便在焊接期间将所要求的压缩施加到管200的表面。
图3、图4、图5、图6和图7用于描述实施例的形式，其可结合本文所述的实施例的全部形式，其中设备100是便携类型，并且可由电池组功率单元102供以功率，并且可如上所述设有焊头110。
具体地，图3和图4用于描述便携式设备100，其具有设有激活操纵杆120的机头118，借助于其来开始焊接循环。使用图3和图4描述的设备100包括电池组功率单元102、负载输入连接器107、控制板104、射频发生器模块106、高压电感器108和焊头110。射频发生器模块106连接到控制板104，射频发生器模块106从控制板104接收命令以及控制脉冲和信号，并且射频发生器模块106也可通过控制板104交换关于焊接的数据和信息。控制板104又从电池组功率单元102接收功率并且将所述功率引导到射频发生器模块106。射频发生器模块106还连接到机头118以便将所产生的射频信号传送到高压电感器108，高压电感器108将所述射频信号传送到焊头110，其在这种情况下具有热的第一电极114和冷的第二电极116。高压电感器108可包括至少一个高电压线圈108a(还参见图15)、阻抗校准环108b以及线圈支撑部108c，例如由缩醛树脂，诸如迭尔林(Delrin)或者聚四氟乙烯(PTFE，特氟隆(Teflon))制成。
图5、图6、图7、图7a、图7b、图7c和图8用于描述一种手枪式便携式设备100，或者其部分，其设有手柄或者枪托124、容纳外壳或者壳体125以及启动按钮126，通过所述启动按钮126来开始焊接循环。使用图5和图6描述的设备100包括在容纳外壳125内部的电池组功率单元102，控制板104，CPU-RF接口卡105，射频发生器模块106，高压电感器108，在这种情况下包含在射频发生器模块106里并且属于射频发生器模块106，用于数据连接109的转换模板和焊头110。射频发生器模块106连接到CPU-RF接口卡105，并且其连接到控制板104。控制板104又从电池组功率单元102接收功率并且将所述功率引导到射频发生器模块106，通过CPU-RF接口卡105。最后，控制板104连接到用于数据连接109的转换模块，其可用于与计算机交换数据。射频发生器模块106将所产生的射频信号传送到高压电感器108。高压电感器108可包括至少一个高电压线圈108a和线圈支撑部108c，线圈支撑部108c例如由缩醛树脂(诸如迭尔林)或者特氟隆制成。在这个具体的情况下，高压电感器108可具有双高电压线圈，其可供应更高电压的止推(thrust)(也参见图14)。高压电感器108因此将信号供应到焊头110，在这种情况下其也设有热的第一电极114和冷的第二电极116，热的第一电极114和冷的第二电极116例如使用设有驱动轴101的驱动构件103相对于彼此线性移动。根据实施例的一些形式，其可结合本文所述的实施例的全部形式，驱动构件103可以是设有内在线性运动致动器的马达或者可配置成将旋转运动转换成线性运动。转换通常可利用转换机构的类型来进行，例如螺线管致动器、滚珠螺线管致动器以及滚动螺线管致动器。如与本文所述的实施例的形式相关联使用的驱动构件103可以是驱动构件，其可选自于由以下所构成的组：电动马达、步进式电动马达、磁性马达、具有马达的线性轴、线性马达(诸如机械线性马达、压电线性马达、电磁线性马达)、机电马达、电磁体。例如，马达可设置成使用电磁场和磁场用于在由电线圈形成的第一部分之间和由其它电线圈形成的第二部分之间相互作用，或者通过永久性的或者赋能的磁铁或者导体。在具体的可能的实例中，驱动构件可配置成线性马达，例如感应式线性马达、同步线性马达、无刷同步线性马达、同极线性马达、音圈线性马达、管状线性马达或者也正如我们所说的压电线性马达或者电磁体。
图7用于描述焊头110的实施例的形式，例如可与使用图5和图6所述的实施例的形式结合使用。焊头110可包括保护盖130，第二电极116例如可通过螺钉132附接到保护盖130。螺钉132(例如外展的钢类型)用于夹持第二电极116并用于调节它的相对于第一电极114的平面性以及对准。焊头110还可包括夹持螺母134，例如其由镀镍铝制成，以便夹持盖130。此外，焊头110可设有磁铁136，例如其由钕制成，以便提供盖130存在或者不存在的信号。提供传感器构件，例如磁性传感器137，其能够与磁铁136合作以便发出盖130存在的信号。焊头110还可设有第一电极114可设置在其上的上部止推衬套138，以及下部止推衬套140，两者都可例如由缩醛树脂(例如迭尔林)制成。上部止推衬套138可设有一体的防护壁，保护它以防止如果焊接不成功时可能的飞溅，并且保护操作者免受血材料的意外泄漏。可提供例如由钢制成的导销144以便结合上部止推衬套138和下部止推衬套140，以及可提供螺钉142，例如外展的钢螺钉，以便将上部止推衬套138和下部止推衬套140夹持到彼此。此外，焊头110可设有一个或多个垫片148，例如O形环，以便液压密封，并且将上部止推衬套138和下部止推衬套140轴向保持到彼此。提供RF电缆146以便将由射频发生器模块106产生的射频信号传送到第一电极114。焊头110还设有一对相对的管夹持片150，例如其由ABS制成，其适于防止管200在焊接期间侧向/横向运动。管夹持片150彼此独立地工作并且每一个与它自身的例如由不锈钢制成的弹簧152或者类似的弹性元件相关联，这便于并且补偿其运动。
焊头110还设有驱动构件103，其可以是如我们所说的步进电动马达构件，例如与驱动构件支撑部154(例如由镀镍铝制成)相关联。驱动构件103具有驱动轴101，其可沿着线性行程延伸和缩回。驱动构件103可通过例如由钢制成的销或者螺钉164和也例如由钢制成的螺母168夹持到驱动构件支撑部154。在实施例的一些形式中，其可结合本文所述的实施例的全部形式，驱动构件103与一个或多个弹性预装载构件相关联，例如此后的预装载弹簧166，在这个具体的情况下两个弹簧相对地设置在驱动构件103的两侧处。销164和螺母168也可设置成夹持预装载弹簧166。当驱动构件103在其导致电极114，116被拉动接近管200之后由于管200的抵抗而收缩时预装载弹簧166被压缩。但是，当后者在射频开始之后塌缩时预装载弹簧166不再与管200的抵抗相遇而再次延伸，因此使得驱动构件103向前移动，在焊接期间提供必要的压缩止推。
可提供防旋转销156，例如其由钢制成，以便防止下部止推衬套140的旋转。磁铁158，例如其由钕制成，可位于防旋转销156上并且配置成如果驱动构件103将丧失其旋转数时可发出下部止推衬套140的行程末的信号。提供磁性传感器160，其能够与磁铁158合作，以便在焊接结束时发出行程末的信号。例如由铝制成的焊头支撑部162设置成用于将焊头附接到射频发生器模块106和耗散器127(图7c)。焊头支撑部162可通过销164连接到驱动构件支撑部154。用信号通知盖130存在的磁性传感器137可设置在焊头支撑部162上。
图7a和图7b分别用于描述第一电极114(图7a)和第二电极116(图7b)的实施例的形式，其例如可用于参考图5和图6所述的实施例的形式中。
具体地，第一电极114例如可具有斜的侧面的截棱锥形状：例如其可具有像钟形或者楔形的形状，其具有四角形例如基本上正方形的基部，具有圆化的侧面，例如由在侧面处圆化的四个面114a形成，具有辐射状的表面，例如具有从3mm到5mm、例如约4mm的曲率半径，以及水平的上表面114b，其具有基本上平面的形状，其可面对第二电极116。第一电极114可附接到上部止推衬套138并且接收射频信号，并且因此可限定热的电极。由于它的如上所述的几何学形状，第一电极114允许良好的射频焊接，尤其水平的上表面114b限定保证正确焊接的支撑平面。
而第二电极116可具有例如棱柱形状，其具有斜的侧面；例如，它可具有类似平行六面体的形状，其具有圆化的侧面，具有四角形的例如基本上矩形的基部，具有两个圆化的面116a和两个水平的侧面116c，以及水平的上表面116b，其基本上是可面对第一电极114的平面的。齿或者脊状物116d可设置在水平的上表面116b上，从上表面116b朝向第一电极114突出，具有在约0.25mm和0.35mm之间、例如约0.3mm的高度。
齿116d可将水平的上表面116b分成两个相同的半平面，例如其中每个具有约1.5mm的宽度，以便限定所需的变形，例如在管200的焊接区域中的管200材料的外展，其允许焊接的液体密封。
第二电极116可附接到盖130并且接地，并且因此可被限定为冷的电极。由于它的如上所述的几何学形状，第二电极116允许正确的射频焊接，由于齿116d限定切口，其促进管200的两个部分的脱开(例如参见图1)。切口位于由水平的上表面116b的上述半平面所限定的两个焊接平面之间。
图7c用于描述设备100的实施例的形式，其中控制板104包括在手柄124中，激活按钮126安装在其上，并且电力电缆122从其端部延伸，以便连接到功率单元102。在手柄124的末端处，还有一个连接器129，用于连接到计算机，例如通过数据连接转换模块109。焊头110安装成从外壳125的前面突出，并且附接到射频发生器模块106和耗散器127(图7c)。射频发生器模块106还包括在其内部的CPU-RF接口卡105和高压电感器108。外壳125和手柄124由两个半壳体形成，通过螺钉和螺母121连接到彼此，它们一旦连接就具有手枪的外观。
参照图6、图7、图7c和图8，我们现在将描述设备100的可能的功能。在将待焊接的管200定位在第一电极114和第二电极116之间并且按下起动按钮126之后，上部止推衬套138被驱动前进以及第一电极114因此开始朝向第二电极116移动。通过驱动构件103而发生移动，其由于驱动轴101的延伸而开始上部止推衬套138的移动。第一电极114一进入到与管200接触，后者即管200又进入与第二电极116的接触，并且开始椭圆化(ovalize)。推靠管200的不可压缩材料的驱动构件103由于位于其侧面处的预装载弹簧166的存在而缩回。此时射频开始，管200塌缩，并且制成其的材料不再提供对驱动构件103推力的任何抵抗；由于由两个预装载弹簧166赋予驱动构件103的止推，从而由第一电极114获得必要的止推，并且获得最佳的焊缝轮廓。具体地，驱动构件103向后运动几毫米由管200的厚度加上预装载弹簧166预装载的几毫米(例如1.5mm)给定，作为要保证焊接进行的安全限度。当焊接操作完成时，上部止推衬套138返回到初始位置，准备进行第二焊接。图8也被用于描述焊头110的实施例的形式，其中示出预装载弹簧166的最大长度C。可能重要的是在校准步骤内，弹簧被压缩并限定最大长度C，例如在约10mm至约15mm之间，例如约13mm，其对于克服垫片148和盖130之间的惯性或者摩擦而言可能是决定性的。
图9、图10和图13用于描述台式设备100的实施例的形式，其可结合本文所述的实施例的所有形式，其从电力干线通过电力电缆122供以功率。
具体地，图9和图10用于描述台式设备100，其设有单个焊头110，而图13用于描述多类型的台式设备100，即设有多个焊头110，通过其可在管200上执行多个焊接操作。
图10用于描述具有单个焊头110的台式设备100的实施例的形式，其可结合本文所述的实施例的全部形式，使用图9。在可能的实施方式中，设备100包括控制板104、CPU-RF接口卡105、射频发生器模块106，高压电感器108和焊头110。高压电感器108可设有高电压线圈108a，例如双线圈，阻抗校准环108b和线圈支撑部108c。提供焊接模块111，其由外壳111a形成，高压电感器108设置在外壳111a内，在驱动构件103(其在这种情况下可以是电磁体)和焊头110之间。在实施例的一些形式中，焊接模块111可与驱动构件103相关联，或者包括驱动构件103或者与驱动构件103合作。提供预装载弹簧166，设置成在驱动构件103和第一电极114之间进行合作。预装载弹簧166可安装在线圈支撑部108c上并且约束在两个止动元件，前部止动元件166a和后部止动元件166b之间，以便限定所需的最大长度C。线圈支撑部108c具有狭缝166c，后部止动元件166b可在狭缝166c中滑动。预装载弹簧166和它的与驱动构件103和第一电极114合作的功能基本上如针对图5、图6、图7、图7c和图8中的实施例的形式所述的那样。焊头110具有盖130，其设有开口131，例如成形的狭缝、沟槽、窗口或者诸如此类，以便管200通过，以便管200可插入到夹具112内。
图11用于描述焊头110的实施例的形式，其例如可用于使用图9和图10所述的实施例的形式。焊头110包括设有第一电极114和第二电极116的夹具112。焊头110可设有具有卡口型夹持座173的夹持环172，以便连接到设备100的剩余部分。焊头110还可包括电极支撑结构174，其支撑第二电极116，并且设有定位座176以便在焊接期间容纳管200。第二电极116可通过螺钉132夹持到电极支撑结构174，螺钉132可用于调整它的平面性和相对于第一电极114的对准。也可提供保持管的销170，其能够在焊接期间保持管处于定位座176内，并防止其变松。
此外，在实施例的一些形式中，其可结合本文所述的实施例的全部形式，可提供一个或多个传感器构件，其能够检测管200在夹具112中的存在。
例如，在可能的实施方式中，能够检测管200在夹具112中存在的一个或多个传感器构件可包括一对机械式的微动开关178，其能够发出管200的存在的信号，安装在支撑框架180上。根据可能的实施方式，用作热电极的第一电极114可被成形有面对第二电极116的水平的上表面114b，以及水平的侧面114c，齿114d从水平的上表面114b突出，类似于参照图7b描述的齿116d。
齿114d设置成用于在焊接区域内产生脱开切口(detachment incision)，并且将水平的上表面114b分成两个半平面，以便限定所需的变形，例如在管200的焊接区域中的管200材料的外展，其允许焊接的流体密封。
用作冷电极的第二电极116可具有圆化的侧面116f和水平的上表面116g(面对第一电极114)。具体地，在使用图11描述的实施例的形式中使用的第一电极114可像使用图7b描述的第二电极116一样制造，而在使用图11描述的实施例的形式中使用的第二电极116可像使用图7a描述的第一电极114一样制造。
图12和图12a用于描述焊头110的实施例的其它形式，其例如可用于使用图9和图10描述的实施例的形式中，并且其中第一电极114或者热电极具有完全圆化并且斜的前表面114f，而第二电极116或者冷电极具有例如已经参照图7b描述的齿116d。在可能的实施方式中，第二电极116可具有凸形形状，例如楔形，并且可具有齿116d从其突出的水平上表面116e或者平的前表面。在可能的实施方式中，代替具有卡口型座173的夹持环172，焊头110具有带螺纹的附接螺母182。此外，也可提供附接销183，用于连接到设备100的剩余部分。使用图12和图12a的描述的焊头110还可包括电极支撑结构184，其支撑第二电极116，并且设有定位座186以便在焊接期间容纳管200，并且具有前端盖192。第二电极116可通过螺钉132夹持到电极支撑结构184，螺钉132也可用于调整它的相对于第一电极114的平面性。也可提供用于保持管的插入件177，例如由像迭尔林那样的缩醛树脂制成，设置在定位座186内并且能够在焊接期间将管保持在定位座186中，并且防止其变松。像例如可在图12a中看见的那样，用于保持管的插入件177可被成形为与管形状配合的形状，具有插入开口180a，略小于管200的标称尺寸或者直径，以便通过管200材料的轻微变形来发生插入，并且防止任何意外的脱开。此外，在可能的实施方式中，能够检测管200在夹具112中的存在的一个或多个传感器构件可以是一对光学传感器188，其能够发出管200存在的信号并且安装在支撑板190上。
参照图13，其用于描述具有并联焊头的台式设备100，其被提供成使得在实施例的上述形式中可使用多个例如两个、三个、四个、五个或者超过五个的焊接模块111，像使用图10描述的那样，并且其能例如像参照图11或者图12描述的那样提供焊头110。设备100可包括单个控制板104、可能的单个CPU-RF接口卡105、以及单个射频发生器模块106，全部与焊接模块111相配合。在使用图13描述的实施例的形式中，焊接模块111可设置成封装在外壳123内部，并且可提供外部容纳座133，其在外壳123的外部，各种焊接模块111的焊头110与其合作。焊头110可通过其夹具112从外壳123突出，因此在容纳座133中具有第一电极114和第二电极116。
图14用于描述实施例的形式，其可结合本文所述的实施例的全部形式，其为具有双线圈类型的高压电感器108，其包括内部的初级线圈108d、外部的次级线圈108e、外部支撑部108f(例如由玻璃纤维制成)、以及内部线圈支撑部108c。
内部的初级线圈108d安装在内部的线圈支撑部108c上，以及外部的支撑部108f设置在其上方。外部的次级线圈108e又安装在外部支撑部108f上，因此保持初级线圈108d从次级线圈108e分开并且远离次级线圈108e。这个解决方案正如我们所说的那样可有利于供应更大的电压止推。例如，在本文所述的实施例的形式中的初级线圈108d和次级线圈108e可分别是由镀银的铜线和搪瓷(enameled)铜线制成的线圈。
图15用于描述单个线圈型的高压电感器108的实施例的形式，其可结合本文所述的实施例的全部形式，其包括高电压线圈108a、可能的阻抗校准环108b和线圈支撑部108c。高电压线圈108a安装在线圈支撑部108c上，并且阻抗校准环108b又设置在高电压线圈108a上。
显然在不脱开本发明的领域和范围的情况下可对如前所述的射频焊接设备100进行部件的变型和/或添加。
显然本发明已经参考一些具体的实例进行描述，但是本领域的技术人员当然将能够实现射频焊接设备的很多其它等价形式，其具有如在权利要求中所提出的特征，以及因此所有都落在由此所限定的保护领域范围内。
虽然能上面参照本发明的实施例的形式，但是在不脱离由以下权利要求限定的主要保护领域的情况下，可提供实施例的其它形式。

Claims (65)

1.一种设备，其用于对在医疗输血领域中使用的管(200)进行射频焊接，所述设备包括：
-电功率单元(102)；
-控制板(104)；
-射频发生器模块(106)；
-高压电感器(108)；
-焊头(110)，其设有具有电极(114，116)的夹具(112)；
其特征在于，所述电极包括第一电极(114)和第二电极(116)，其中第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个或者另一个设有突出的齿(114d，116d)，该突出的齿能够在管(200)的焊接区域内限定脱开切口；其中第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有水平的上表面(114b，116b，116e，116g)；以及其中所述齿(114d，116d)从水平的上表面(114b，116b，116e)突出，限定所述水平的上表面(114b，116b，116e)的两个半平面，所述两个半平面能够确定在管(200)的焊接区域中的管(200)的材料的所需变形，其允许所述焊接的流体密封，其中至少第一电极(114)的水平的上表面(114b)限定保证正确焊接的支撑平面，其中所述焊头(110)包括能够使第一电极(114)和第二电极(116)来回移动的驱动构件(103)，并且其中所述焊头(110)包括能够与驱动构件(103)合作的一个或多个预装载的弹性构件(166)，其中所述高压电感器(108)是双线圈诱导器(108d，108e)，所述双线圈诱导器包括内部的初级线圈(108d)、外部的次级线圈(108e)、由玻璃纤维制成的外部支撑部(108f)和由聚四氟乙烯制成的内部线圈支撑部(108c)，其中，所述内部的初级线圈(108d)安装在内部线圈支撑部(108c)上，且外部的次级线圈(108e)安装在外部支撑部(108f)上，并且因此保持所述初级线圈(108d)从次级线圈(108e)分开并且远离次级线圈(108e)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述控制板(104)包括至少一个中央处理单元(104a)和电子存储器(104b)，用于命令中央处理单元(104a)的软件指令和数据在所述电子存储器(104b)中得到编码和存储，以便执行射频焊接。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于所述射频发生器模块(106)包括：振荡器(106a)、第一放大阶段(106b)和第二放大阶段(106c)。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于所述高压电感器(108)配置成将在从射频发生器模块(106)的出口处产生的射频信号的功率转变到高电压射频信号，并且进行阻抗匹配的精密调节和细微调谐。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述高压电感器(108)配置成将在从射频发生器模块(106)的出口处产生的射频信号的功率转变到高电压射频信号，并且进行阻抗匹配的精密调节和细微调谐。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于焊头(110)包括盖(130)和能够检测盖(130)存在的一个或多个传感器构件(136，137)。
7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于焊头(110)包括盖(130)和能够检测盖(130)存在的一个或多个传感器构件(136，137)。
8.根据权利要求4所述的设备，其特征在于焊头(110)包括盖(130)和能够检测盖(130)存在的一个或多个传感器构件(136，137)。
9.根据权利要求5所述的设备，其特征在于焊头(110)包括盖(130)和能够检测盖(130)存在的一个或多个传感器构件(136，137)。
10.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
11.根据权利要求3所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
12.根据权利要求4所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
13.根据权利要求5所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
14.根据权利要求6所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
15.根据权利要求7所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
16.根据权利要求8所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
17.根据权利要求9所述的设备，其特征在于焊头(110)包括能够检测管(200)在夹具(112)中存在的一个或多个传感器构件(178，188)。
18.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
19.根据权利要求3所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
20.根据权利要求4所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
21.根据权利要求5所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
22.根据权利要求6所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
23.根据权利要求7所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
24.根据权利要求8所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
25.根据权利要求9所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
26.根据权利要求10所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
27.根据权利要求11所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
28.根据权利要求12所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
29.根据权利要求13所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
30.根据权利要求14所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
31.根据权利要求15所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
32.根据权利要求16所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
33.根据权利要求17所述的设备，其特征在于第一电极(114)或者第二电极(116)中的一个和/或另一个设有斜的或者圆化的前表面(114f)。
34.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
35.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
36.根据权利要求4所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
37.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
38.根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
39.根据权利要求7所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
40.根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
41.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
42.根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
43.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
44.根据权利要求12所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
45.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
46.根据权利要求14所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
47.根据权利要求15所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
48.根据权利要求16所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
49.根据权利要求17所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
50.根据权利要求18所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
51.根据权利要求19所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
52.根据权利要求20所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
53.根据权利要求21所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
54.根据权利要求22所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
55.根据权利要求23所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
56.根据权利要求24所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
57.根据权利要求25所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
58.根据权利要求26所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
59.根据权利要求27所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
60.根据权利要求28所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
61.根据权利要求29所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
62.根据权利要求30所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
63.根据权利要求31所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
64.根据权利要求32所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
65.根据权利要求33所述的设备，其特征在于所述焊头(110)设有一对相对的管夹持片(150)。
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