CN108423321A - 一种具有预警功能的医用恒温存储装置 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种具有预警功能的医用恒温存储装置,该存储装置主要用于医疗场所中需要恒温存放的物品如药品等或生物活性物质如生物检测标本等,其能够长时间维持存储装置内的温度恒定,免受外界环境温度的变化及影响,从而保证存放物品质不发生变化,适于医疗物品的储存及长距离运输等,当温度超出预设范围可远程预警。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有预警功能的医用恒温存储装置,该存储装置主要用于医疗场所中需要恒温存放的物品如药品等或生物活性物质如生物检测标本等,其能够长时间维持存储装置内的温度恒定,免受外界环境温度的变化及影响,从而保证存放物品质不发生变化,适于医疗物品的储存及长距离运输等,当温度超出预设范围可远程预警。
背景技术
一直以来医用物品如药品、生物活性物质(生物检测标本等)需要在特定温度的存储条件下保存才能够发挥其应有作用,但因为外界环境温度变化经常会导致上述材料变质失效,进而影响其使用效果,甚至毒害。而目前的储存方式主要依靠恒温室进行储存,即通过空调等温度调节设备使室内处于相对恒温状态,但这种方式依赖于空调等大型温度调节设备成本较高,而在缺乏上述大型温度调节设备支持的情况下,当面对医疗物品路途较远的转运运输及电力设施不完善情况时,需要恒温存放的医疗物品在途风险会明显上升,而通过带有温度调节设备的运输车辆运输,成本较高,且时有无法采用上述车辆及设备的情况发生。可见设计一种摆脱目前完全依赖于大型温控设备的储存装置才能解决上述问题,即需要一种可以在脱离大型温控设备的条件下更长时间的维持存放物品的温度处于一恒定温度范围内的装置。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种不依赖于大型温控设备能远距离恒温传送医疗物品的储存装置,以避免需恒温存储的医疗物品发生品质改变。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:本发明提供一种具有预警功能的医用恒温存储装置,其包括装置顶部和装置主体;所述装置主体至少包括两层空腔壳体,所述两层空腔壳体为第一空腔壳体和第二空腔壳体,上述壳体由金属构成,所述金属为铝合金或医用不锈钢;所述第一空腔壳体中空腔含有蓄热材料,所述第二空腔壳体中空腔内设置为真空;所述第二空腔壳体空腔外侧具有保温层,第二空腔壳体外侧与所述保温层采用粘合剂粘合或机械咬合;所述装置主体上设置远程预警部件;所述远程预警部件包括无线信号收发元件,所述无线信号收发元件与温度传感器及电能提供部件连接;所述无线信号收发元件可采用市售产品或常规工艺制备而成;所述蓄热材料包括以下原料:乙醇、去离子水、石蜡、矿物油、聚四氟乙烯、沸石,上述原料的含量,以重量份计, 20-30份、5-10份、50-60份、15-20份、25-35份、25-40份;所述金属厚度为0.2-1cm;所述蓄热材料的制备,包括如下步骤:a、将乙醇、去离子水在70-80℃搅拌30-50min形成混合物;b、将石蜡和矿物油混合后,升温至60~75℃,搅拌40~60min得混合物;c、将聚四氟乙烯与上述混合物混合,继续升温至75~ 85℃,搅拌40~60min得混合物;d、再将上述混合物通过真空吸附入沸石中得到所述蓄热材料。
由于装置主体采用了双层真空空腔壳体及外部设置保温层的结构,其保温性能得到极大的提升,同时装置主体采用金属结构强度较高,而金属壁较薄也在确保强度的情况下使装置重量减轻,更为特别的是,本发明在上述腔体中加入了蓄热材料,而上述蓄热材料是利用石蜡复合相变材料制成,石蜡本身具有相变储能的特点,即通过固液相的相互转变完成储能释能过程并维持温度在一定范围内,但单纯采用石蜡作为相变材料存在很大弊端,其热传导性较低,使用温度范围较窄存在局限,长时间使用后其经过反复的固液相变转换容易出现分离,并与容器壁等粘连残留及固化,同时其自身也会挥发,从而使储能材料出现损耗,降低其使用寿命,为了克服上述缺陷,首先本申请采用真空避免了蓄热材料的挥发,也提高与外界的隔热性能,同时在石蜡中加入矿物油等改善其热传导性,提升所述蓄热材料的蓄热储能的效率,也避免了石蜡反复固化后出现的分层分离现象,另外通过采用上述石蜡复合相变材料可以扩大其使用温度范围,而为了避免与腔壁的粘连,本发明则以沸石作为载体,利用其具有多孔网络结构的特点,将所述蓄热材料吸附在沸石内从而有效解决了蓄热材料与腔壁易粘连的问题,避免了蓄热材料在反复使用后的损耗而导致的蓄热储能效率大幅降低的情况,本发明通过反复研究实验确定了上述种类的原料、配比及工艺和参数。
本发明进一步优选,所述沸石经改性处理,所述改性处理包括如下步骤, a、将石墨烯15-20份(按重量份计)加入100-150份去离子水超声分散,形成石墨烯分散液;b、再按体积比1:2将所述沸石浸渍在上述分散液中,浸渍时间为15-20小时,浸渍温度为40-55摄氏度;c、最后进行烘干处理。
在使用过程中,发明人还发现进一步提升沸石的导热效果会对本发明设计的蓄热材料产生更优良的效果,经过反复实践和筛选最终确定利用石墨烯浸渍的方式处理所述的沸石载体,石墨烯本身具有优良的热传导性,但石墨烯均匀分散存在障碍,因此本发明通过浸渍使石墨烯均匀附着在沸石载体中,另外通过上述方式还提高了沸石的强度及耐腐蚀性,发明人反复研究实验得到了最终的原料比例及工艺参数。
本发明进一步优选,所述装置顶部至少包括两层空腔壳体,上述壳体由金属构成,所述金属为铝合金或医用不锈钢,所述两层空腔壳体内部设置为真空。或者所述装置顶部其结构和组成与所述装置主体相同。另外,本发明物品存放入口除设置在顶部外根据需要也可以设置在其它位置如装置主体的侧壁上。
在实际应用中,可将本发明所述存储装置置于待存储物品所需温度的场所内对蓄热材料进行能量储存,当脱离上述场所时,装置中的蓄热材料通过吸收或释放能量来维持装置内的温度处于相对恒定的状态。
本发明进一步优选,所述第一空腔壳体与第二空腔壳体为活动连接,所述第一空腔壳体可拆卸取出,通过外部加热或蓄冷实现蓄热材料的能量储存。
本发明进一步优选,本发明所述存储装置还包括加热部件或制冷部件,上述部件优选可设置在第一空腔壳体与第二空腔壳体之间;优选所述第一空腔壳体和第二空腔壳体中设置有温度传感器,温度传感器与加热部件或制冷部件相连;优选所述存储装置还包括电能提供部件,电能提供部件与温度传感器及加热部件或制冷部件相连,所述电能提供部件为外部电源插口或内部电池组接口;所述远程预警部件包括无线信号收发元件,所述无线信号收发元件与温度传感器及电能提供部件连接。
通过附加上述电能及传感器等设备,本发明装置可更长时间的维持装置内的温度处于稳定状态。上述传感器、加热部件、电源等均可采用市售产品或通过现有技术得到。
本发明有益效果
本发明装置主体采用双层真空空腔壳体及外部设置保温层的结构,其保温性能及装置主体强度较高,金属壁较薄使装置重量减轻;本发明可在无源(即无电力支持等情况下)条件下在较长时间内维持装置内的温度在一定范围内恒定,本发明在所述腔体中加入了利用石蜡复合相变材料制成的蓄热材料,提升所述蓄热材料的蓄热储能的效率,避免了石蜡反复固化后出现的分层分离现象,扩大了其使用温度范围,以沸石作为载体,有效解决了蓄热材料与腔壁易粘连的问题,避免了蓄热材料在反复使用后的损耗而导致的蓄热储能效率大幅降低的情况。另外本发明对沸石作了改性处理,使相变材料的载体传热性耐久性等得到明显改善,改性处理后沸石的应用领域也明显拓宽,在道路、建筑、医疗等材料方面应用前景广泛。
采用本发明的存储装置在0-55摄氏度范围内正常运行,可在无源情况下维持其恒
定温度时间超过100小时,而采用市售普通结构(具有保温隔热层)的存储装置维持恒定温
度则在5小时以内,当外部环境温度与装置内温度存在较大落差时,则本发明装置优势更为
明显;同时如果本装置设置有电能温控设备,则在电源不间断的情况下可始终保持恒温状
态,同时本发明所述装置结构设计简便易于维护,原料及制备成本相对较低。表一为本发明
装置与一般装置性能对照表。
导热系数 | |
采用市售材料/普通结构 | 大于0.250W/(m·K) |
采用本申请材料/结构 | 0.022-0.055W/(m·K) |
附图说明
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明一种具体实施方式的结构示意图。
图中,1为装置顶部,2为第一空腔壳体,3为第二空腔壳体,4为装置主体。
另外所述装置中蓄热材料及装置主体外侧的保温层等其它材料及结构在图中未详细示出,上述结构及材料可以结合说明书内容按照本领域的常规方式进行设置。
具体实施例
实施例1:所述存储装置包括装置顶部和装置主体;所述装置主体至少包括两层空腔壳体,所述两层空腔壳体为第一空腔壳体和第二空腔壳体,上述壳体由金属构成,所述金属为铝合金或医用不锈钢;所述第一空腔壳体中空腔含有蓄热材料,所述第二空腔壳体中空腔内设置为真空;所述第二空腔壳体空腔外侧具有保温层,第二空腔壳体外侧与所述保温层采用粘合剂粘合或机械咬合;所述装置主体上还设置有远程预警部件;所述蓄热材料采用包括以下原料:乙醇、去离子水、石蜡、矿物油、聚四氟乙烯、沸石,上述原料的含量以重量份计,25份、8份、55份、15份、25份,25份;所述蓄热材料的制备,包括如下步骤:a、将乙醇、去离子水在70-80℃搅拌30-50min形成混合物;b、将石蜡和矿物油混合后,升温至60~75℃,搅拌40~60min得混合物;c、将聚四氟乙烯与上述混合物混合,继续升温至75~85℃,搅拌40~60min得混合物;d、再将上述混合物通过真空吸附入沸石中得到所述蓄热材料;所述沸石经改性处理,所述改性处理包括如下步骤,a、将石墨烯15-20份(按重量份计)加入100-150 份去离子水超声分散,形成石墨烯分散液;b、再按体积比1:2将所述沸石浸渍在上述分散液中,浸渍时间为15-20小时,浸渍温度为40-55摄氏度;c、最后进行烘干处理。所述装置导热系数为0.032W/(m·K)。。
实施例2:所述存储装置其包括装置顶部和装置主体;所述装置主体至少包括两层空腔壳体,所述两层空腔壳体为第一空腔壳体和第二空腔壳体,上述壳体由金属构成,所述金属为铝合金或医用不锈钢;所述第一空腔壳体中空腔含有蓄热材料,所述第二空腔壳体中空腔内设置为真空;所述第二空腔壳体空腔外侧具有保温层,第二空腔壳体外侧与所述保温层采用粘合剂粘合或机械咬合;所述装置主体上还设置有远程预警部件;所述蓄热材料优选包括以下原料:乙醇、去离子水、石蜡、矿物油、聚四氟乙烯、沸石,上述原料的含量以重量份计,20份、5份、60份、15份、25份,30份;所述蓄热材料的制备,包括如下步骤:a、将乙醇、去离子水在70-80℃搅拌30-50min形成混合物;b、将石蜡和矿物油混合后,升温至60~75℃,搅拌40~60min得混合物;c、将聚四氟乙烯与上述混合物混合,继续升温至75~85℃,搅拌40~60min得混合物;d、再将上述混合物通过真空吸附入沸石中得到所述蓄热材料;所述沸石经改性处理,所述改性处理包括如下步骤,a、将石墨烯15-20份(按重量份计)加入100-150 份去离子水超声分散,形成石墨烯分散液;b、再按体积比1:2将所述沸石浸渍在上述分散液中,浸渍时间为15-20小时,浸渍温度为40-55摄氏度;c、最后进行烘干处理。所述装置导热系数为0.023W/(m·K)。
本发明说明书及具体实施方式不构成对本发明权利要求的限制,通过常规技术手段的各种变化和改变均应包括在本发明所述的权利要求当中。
Claims (3)
1.一种具有远程预警功能的医用恒温存储装置,其特征在于:其包括装置顶部和装置主体;所述装置主体至少包括两层空腔壳体,所述两层空腔壳体为第一空腔壳体和第二空腔壳体,上述壳体由金属构成,所述金属为铝合金或医用不锈钢;所述第一空腔壳体中空腔含有蓄热材料,所述第二空腔壳体中空腔内设置为真空;所述第二空腔壳体空腔外侧具有保温层,第二空腔壳体外侧与所述保温层采用粘合剂粘合或机械咬合;所述装置主体上还设置有远程预警部件;所述蓄热材料优选包括以下原料:乙醇、去离子水、石蜡、矿物油、聚四氟乙烯、沸石,上述原料的含量以重量份计,20-30份、5-10份、50-60份、15-20份、25-35份,25-40份。
2.根据权利要求1所述的一种具有预警功能的医用恒温存储装置,其特征在于:所述蓄热材料的制备,包括如下步骤:a、将乙醇、去离子水在70-80℃搅拌30-50min形成混合物;b、将石蜡和矿物油混合后,升温至60~75℃,搅拌40~60min得混合物;c、将聚四氟乙烯与上述混合物混合,继续升温至75~85℃,搅拌40~60min得混合物;d、再将上述混合物通过真空吸附入沸石中得到所述蓄热材料。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有预警功能的医用恒温存储装置,其特征在于:所述沸石经改性处理,所述改性处理包括如下步骤,a、将石墨烯15-20份(按重量份计)加入100-150份去离子水超声分散,形成石墨烯分散液;b、再按体积比1:2将所述沸石浸渍在上述分散液中,浸渍时间为15-20小时,浸渍温度为40-55摄氏度;c、最后进行烘干处理。
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