CN109223167B - 一体化冷冻消融设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷冻消融领域，涉及一种一体化冷冻消融设备，该设备包括气体产生单元，气体输送单元，连接单元和冷冻消融单元，所述气体输送单元通过所述连接单元与所述冷冻消融单元连通，以实现对目标部位的冷冻消融，其中：所述气体产生单元包括制冷剂容纳罐、容纳在所述制冷剂容纳罐内的制冷剂、增压装置、输送管和第二加热器；所述气体输送单元包括冷冻通路、复温通路、进气管和回气管，所述冷冻通路包括冷冻控制阀、冷源转换装置和冷冻管路，所述复温通路包括复温控制阀、第一加热器和复温管路，所述冷冻通路与所述复温通路并联设置。该设备不需要外接气源，从而减少了操作流程，提高了效率并降低使用成本，设备更精简，更美观。

Description

一体化冷冻消融设备

技术领域

本发明涉及冷冻消融领域，具体涉及一种一体化冷冻消融设备。

背景技术

冷冻手术治疗是利用超低温度和所设计的复杂系统使病灶组织造成细胞的不可逆损伤或坏死，从而达到治疗的目的，是人类历史上最早使用的病变组织消融的技术。目前市场上主流的冷冻消融系统有两种：一种是液态制冷剂直接气化制冷系统，通过低温液态制冷剂气化吸收大量热量，在冷冻区域周围形成超低温；另一种是高压气态制冷剂节流制冷系统，应用焦耳-汤姆逊原理，如氩氦冷冻系统，通过氩气的节流效应产生低温，利用氦气的节流效应产生加热效果来实现气体升温。而氩氦冷冻系统存在许多不足之处，主要包括：(1)氩氦冷冻系统所需的氩气正常工作压力为3000PSI左右，属于高压气源，存在较大的安全隐患：(2)氩氦冷冻系统无法实现冷冻温度的精准控制且氦气升温后气体温度较低，可能降低或影响手术的有效性；(3)氩氦冷冻系统需要两种气源充足，而氦气属于稀有气体，市场稀缺且价格高昂，实用性较差；由于氩气冷冻过程中一直处于高压状态，致使气体消耗太多造成浪费，提高了使用成本；(4)氩氦冷冻系统因为有额外的氩气和氦气两种气源，手术过程中会造成操作不便，且系统略显复杂，体积庞大，严重影响整体的造型及美观。液态制冷系统随着技术的不断改良及较佳的性价比越来越受到市场的青睐，如制冷剂获取容易，温度极低，结构简单，操作方便，使用压力较小，成本低廉等；通常的液态制冷系统也需要提供额外的气源，利用气体从外部输入使其到达相变，从而实现冷冻消融的目的。由于外部的气源容量有限，冷冻消融手术过程中可能需要经常更换，且气源装置使设备操作繁琐，造成了使用的不便，而且设备造型略显笨拙，因此，合理利用或优化气源装置是当前技术的瓶颈，也是迫切需要解决的难题。

现有技术中公开了一种无需气源的冷冻消融系统，该系统一般采用电加热对液态制冷剂进行增压，使输出介质到达工作压力，如中国专利201710027827.5，利用液态制冷剂增压并调整输出压力值，通过冷却模块使工作流体转换为制冷剂并输入冷冻单元，从而进行冷冻消融，但是该系统结构复杂，工作效率及安全系数较低。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明的目的提供一种一体化冷冻消融设备，该设备不需要外接气源，只利用制冷剂的特性实现气源的替代并完成所需的功能，从而减少了操作流程，提高了效率并降低使用成本，设备更精简，更美观。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种一体化冷冻消融设备，包括气体产生单元，气体输送单元，连接单元和冷冻消融单元，所述气体输送单元通过所述连接单元与所述冷冻消融单元连通，以实现对目标部位的冷冻消融，其中：

所述气体产生单元包括制冷剂容纳罐、容纳在所述制冷剂容纳罐内的制冷剂、增压装置、输送管和第二加热器，所述输送管的一端浸入所述制冷剂容纳罐内的所述制冷剂中，所述输送管的另一端与所述气体输送单元连通，所述增压装置被设置在所述输送管上，其两端分别与所述输送管密封连接，所述第二加热器被设置在位于所述增压装置的输入侧的所述输送管上；

所述气体输送单元包括冷冻通路、复温通路、进气管和回气管，所述冷冻通路包括冷冻控制阀、冷源转换装置和冷冻管路，所述冷源转换装置被设置在所述制冷剂容纳罐内并浸入所述制冷剂，所述冷源转换装置的两端分别与所述冷冻管路密封连接，所述冷冻控制阀被设置在所述冷冻管路的输入侧，所述冷冻管路的一端与所述输送管连通，所述冷冻管路的另一端与所述进气管连通；所述复温通路包括复温控制阀、第一加热器和复温管路，所述复温管路的一端与所述输送管连通，所述复温管路的另一端与所述进气管连通，所述第一加热器被设置所述复温管路上，所述复温控制阀被设置在所述复温管路的输入端，所述复温控制阀的两端分别与所述复温管路密封连接；所述冷冻通路与所述复温通路并联设置。

本发明的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：

在一个实施方式中，在所述输送管的输入侧设置有第一控制阀。

在一个优选的实施方式中，所述第一控制阀被设置在位于所述制冷剂容纳罐开口处的所述输送管上。

在一个实施方式中，所述一体化冷冻消融设备还设置有储气罐和第二控制阀，所述第二控制阀的输入端与位于所述第二加热器输出端的输送管密封连接，所述第二控制阀的输出端与所述储气罐的输入端密封连接，所述储气罐的输出端通过所述输送管与所述增压装置的输入端连通。

在一个优选的实施方式中，所述一体化冷冻消融设备还设置有第三控制阀，所述第三控制阀被设置在位于第二控制阀与增压装置之间的输送管上，其两端分别与输送管密封连接；所述第三控制阀与所述储气罐并联设置。

在一个实施方式中，所述连接单元包括进气接头和回气接头，所述进气接头的一端与所述进气管密封连通，所述进气接头的另一端与所述冷冻消融单元的输入口连通，所述回气接头的一端与所述回气管密封连通，所述回气接头的另一端与所述冷冻消融单元的输出口连通。

在一个优选的实施方式中，在所述回气管上设置有第一回气控制阀和第二回气控制阀。

在一个更优选的实施方式中，所述回气管的一端与所述回气接头连接，所述回气管的另一端通过所述第一回气控制阀与大气连通。

在一个更优选的实施方式中，所述回气管的一端与所述回气接头连接，所述回气管的另一端通过所述第二回气控制阀与所述输送管连通，或者所述回气管的另一端通过所述第二回气控制阀与所述制冷剂容纳罐连通。

在一个实施方式中，所述制冷剂容纳罐为密封装置。

在一个实施方式中，所述第一加热器包裹或环绕在所述复温管路上，所述第二加热器包裹或环绕在所述输送管上。

在一个实施方式中，所述第一加热器转接在所述复温管路上，所述第二加热器转接在所述输送管上。

在一个实施方式中，所述的冷源转换装置包括螺旋管式结构、池式结构、翅片管式结构和盘管式结构。

同现有技术相比本发明具体如下的优点：

1、本发明设计的一体化冷冻消融设备可利用增压装置抽吸液态制冷剂并通过第二加热器使液态转换为气态，输入的低压气体经压缩后输出高压气体即可替代气源，形成一体化集成结构。在冷冻或复温循环时，制冷剂由不同的通路输入至冷冻消融单元，通过控制阀的开关实现闭环循环回路，可使输入的制冷剂重复循环利用，从而大幅度降低成本，且操作更方便，并能精简设备，使冷冻消融设备实现小而精。

2、本发明设计的一体化冷冻消融设备还设置有储气罐和第二控制阀，储气罐通过气体储存及过滤液态介质，保证增压装置不被损坏并输出足够量的高压气体，满足气体的筛选、储存及供给需求，设置储气罐可以避免制冷剂输入增压装置时未完全转换为气态而造成增压装置损坏或影响性能，以及保证输出气体的使用量，液态介质因为密度及重量会沉入储气罐底部，从而确保输入增压装置的介质为纯气体，且储气罐的容量大于增压装置的输出量，保证增压装置输出足够的高压气体，满足所需功能，并在性能稳定的情况下可关闭第一控制阀，使输送管内的气体重复循环利用，从而降低成本、提高工作效率及设备的性能。

3、本发明设计的一体化冷冻消融设备回气管的一端与输送管连通，输出的介质可重复输入输送管进行循环利用或进入到制冷剂容纳罐内，从而有效降低制冷剂的损耗及提高设备的效率。

4、本发明设计的一体化冷冻消融设备中所述制冷剂容纳罐为密封装置，由于制冷剂冷量极低且挥发较快，制冷剂容纳罐封闭可减少损耗，提高性能及降低成本；为了防止制冷剂容纳罐内压力过大而造成危险因素，在回气管上设置有第一回气控制阀，在完成冷冻或复温功能时开启第一回气控制阀，可排出制冷剂容纳罐内高于标准大气压的压力，从而降低风险；还可在初始冷冻或复温时排出循环回路内的空气或其他杂质，提高设备性能。

5、本发明设计的一体化冷冻消融设备，在所述输送管上还设置有第三控制阀，第三控制阀与储气罐并联设置，通过第三控制阀的开启或关闭可实现管路之间的切换，从而有效控制输入资源，满足不同功能的需求，提高性能及减少损耗。

附图说明

图1为本发明一体化冷冻消融设备的整体结构示意图。

图2a-2d为本发明的冷源转换装置的不同实施方式的结构示意图。

图3为本发明一体化冷冻消融设备的回气循环利用的示意图。

图4为本发明一体化冷冻消融设备中设置有储气罐的结构示意图。

图5为本发明一体化冷冻消融设备的p-h图。

图6为本发明一体化冷冻消融设备中另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

一种一体化冷冻消融设备，如图1所示，包括气体产生单元1、气体输送单元2、连接单元3和冷冻消融单元4，所述气体输送单元2通过所述连接单元3与所述冷冻消融单元4连通，以实现对目标部位的冷冻消融，其中：

所述气体产生单元1包括制冷剂容纳罐11、容纳在所述制冷剂容纳罐11内的制冷剂12、增压装置13、输送管14和第二加热器15，所述输送管14的一端浸入所述制冷剂容纳罐11内的所述制冷剂12中，所述输送管14的另一端与所述气体输送单元2连通，所述增压装置13被设置在所述输送管14上，其两端分别与所述输送管14密封连通；所述第二加热器15被设置在位于所述增压装置13的输入侧的所述输送管14上，第二加热器15包裹或环绕或转接输送管14，增压装置13可为增压泵或压缩机，是利用装置启动产生负压，使输入的大量低压气体经压缩后输出少量高压气体，代替气源进行所需的冷冻或复温功能，从而实现冷冻消融设备的一体化设计，所述压缩机包括转子式压缩机、螺杆式压缩机和涡旋式压缩机，增压装置可通过系统设定额定参数，实现功率及压缩比可调，有效控制增压装置进出口的制冷剂的压力；

所述气体输送单元2包括冷冻通路21、复温通路22、进气管23和回气管24，所述冷冻通路21包括冷冻控制阀211、冷源转换装置212和冷冻管路213，所述冷源转换装置212被设置在所述制冷剂容纳罐11内并浸入所述制冷剂12中，制冷剂12淹没冷源转换装置212顶部，所述冷源转换装置212的两端分别与所述冷冻管路213密封连接，所述冷冻控制阀211被设置在所述冷冻管路213的输入侧，所述冷冻管路213的一端与所述输送管14连通，所述冷冻管路213的另一端与所述进气管23连通；所述复温通路22包括复温控制阀221、第一加热器222和复温管路223，所述复温管路223的一端与所述输送管14连通，所述复温管路223的另一端与所述进气管23连通，所述第一加热器222被设置所述复温管路223上，第一加热器222包裹或环绕或转接复温管路223，所述复温控制阀221被设置在所述复温管路223的输入端，所述复温控制阀221的两端分别与所述复温管路223密封连接；所述冷冻通路21与所述复温通路22并联设置，位于输送管14与进气管23之间；所述进气管23的一端分别与冷冻管路213及复温管路223密封连通，所述进气管23的另一端与进气接头31密封连通。

所述连接单元3包括进气接头31和回气接头32，气体输送单元2通过连接单元3与冷冻消融单元4连接；所述进气接头31一端与进气管23密封连通，进气接头31的另一端与冷冻消融单元4的输入口连通；所述回气接头32的一端与回气管24密封连通，另一端与冷冻消融单元4的输出口连通；气体或液体通过进气接头31输入至冷冻消融单元4，再由冷冻消融单元4输出经回气接头32与回气管24排入空气中。

开启冷冻功能时，增压装置13及第二加热器15启动，同时冷冻控制阀211开启，复温控制阀221关闭；增压装置13启动产生负压将制冷剂12由输送管14吸入，经第二加热器15到达增压装置13，由于液态制冷剂12在经过第二加热器15时被瞬间加热，液态制冷剂12转换为气态，大量的低压气体被增压装置13压缩后输出少量的高压气体，增压装置13通过调节可控制进出口的压力值，有效控制输出高压气体的压力，从而保证性能的稳定；高压气体经输送管14输入到冷冻控制阀211及冷冻管路213到达冷源转换装置212，如图2a-2d所示，冷源转换装置212可为螺旋管式结构、池式结构、翅片管式结构、盘管式结构；其作用使输入的气体被持续预冷后输出，当气体被输入至冷源转换装置212后由于外部制冷剂12的作用，气体瞬间急速降温形成液态，最终以趋于制冷剂12的液态形式经冷冻管路213输出，低温介质通过进气管23及连接单元3的进气接头31输入至冷冻消融单元4，实现冷冻消融。然后，由冷冻消融单元4输出，通过回气接头32输入回气管24排放于空气中。关闭冷冻功能时，同时关闭增压装置13、冷冻控制阀211及第二加热器15，完成冷冻功能。

开启复温功能时，增压装置13及第二加热器15启动，输送管14内产生负压，制冷剂12被增压装置13通过输送管14抽吸；复温控制阀221及第一加热器222开启，输送管14内输出的复温气体在复温管路223中被第一加热器222瞬间加热，第一加热器222的温度可被系统设定额定温度值，被加热过的气体通过与复温管路223连通的连接单元3的进气接头31进入到冷冻消融单元4，实现复温解冻；然后，由冷冻消融单元4输出，通过连接单元3的回气接头32输入回气管24排放于空气中，完成复温功能。

本发明在输送管14上设置有增压装置13和第二加热器15，首先利用第二加热器15实现气液的转换，即第二加热器15被设置在增压装置13的输入端，用于加热输送管14内流过的制冷剂12，使液态加速蒸发转换为气态，再利用增压装置13将输入的大量低压气体经压缩进而输出少量高压气体，并可通过系统调节进出口压力，从而有效控制增压装置13输出的压力值，确保满足所需的功能。由于不需要外接气源，只利用制冷剂12的特性实现气液的转换并完成所需的功能，从而减少了操作流程，提高了效率，另外，没有额外的气源装置可使设备更精简，更美观。

实施例二

如图3所示，一种一体化冷冻消融设备，包括气体产生单元1、气体输送单元2、连接单元3和冷冻消融单元4，所述气体输送单元2通过所述连接单元3与所述冷冻消融单元4连通，以实现对目标部位的冷冻消融，其中：

所述气体产生单元1包括制冷剂容纳罐11、容纳在所述制冷剂容纳罐11内的制冷剂12、增压装置13、输送管14、第一控制阀17和第二加热器15，所述输送管14的一端浸入所述制冷剂容纳罐11内的所述制冷剂12中，所述输送管14的另一端与所述气体输送单元2连通，所述第一控制阀17被设置在制冷剂容纳罐11入口处的输送管14上，其一端与伸入制冷剂容纳罐11内的输送管14的输出口密封连接，第一控制阀17的另一端通过三通连接器分别与回气管24及输送管14密封连接，所述第一控制阀17通过开启或关闭可实现回路的自循环或连通制冷剂容纳罐11整体循环，从而降低损耗；所述增压装置13被设置在所述输送管14上，其两端分别与所述输送管14密封连通；所述第二加热器15被设置在位于所述增压装置13的输入侧的所述输送管14上，第二加热器15包裹或环绕或转接输送管14，增压装置13是利用负压使输入的大量低压气体经压缩后输出少量高压气体并往复循环利用；

所述气体输送单元2包括冷冻通路21、复温通路22、进气管23和回气管24，所述冷冻通路21包括冷冻控制阀211、冷源转换装置212和冷冻管路213，所述冷源转换装置212被设置在所述制冷剂容纳罐11内并浸入所述制冷剂12中，制冷剂12淹没冷源转换装置212顶部，所述冷源转换装置212的两端分别与所述冷冻管路213密封连接，所述冷冻控制阀211被设置在所述冷冻管路213的输入侧，所述冷冻管路213的一端与所述输送管14连通，所述冷冻管路213的另一端与所述进气管23连通；所述复温通路22包括复温控制阀221、第一加热器222和复温管路223，所述复温管路223的一端与所述输送管14连通，所述复温管路223的另一端与所述进气管23连通，所述第一加热器222被设置所述复温管路223上，第一加热器222包裹或环绕或转接复温管路223，所述复温控制阀221被设置在所述复温管路223的输入端，所述复温控制阀221的两端分别与所述复温管路223密封连接；所述冷冻通路21与所述复温通路22并联设置，位于输送管14与进气管23之间。所述进气管23的一端分别与冷冻管路213及复温管路223密封连通，所述进气管23的另一端与进气接头31密封连通；所述回气管24的一端与回气接头32密封连通，所述回气管24的另一端伸入所述制冷剂容纳罐11内，或者所述回气管24的另一端与所述输送管14连通。在所述回气管24上设置有第一回气控制阀251和第二回气控制阀252。所述第一回气控制阀251的一端与回气管24密封连接，另一端连通大气；所述第二回气控制阀252两端分别与回气管24密封连接，所述第一回气控制阀251被设置在第二回气控制阀252的输入侧。增压装置13启动时，第一回气控制阀251同时开启，将循环回路内的空气排出且管路逐渐通畅后，自动关闭第一回气控制阀251，使输入循环回路内的介质为所需的纯气体或液体，从而提高设备的性能；增压装置13关闭时，第一回气控制阀251同时开启，通过排出循环回路内或制冷剂容纳罐11内高于标准大气压的压力，从而降低风险，保证产品的安全性。

所述连接单元3包括进气接头31和回气接头32，气体输送单元2通过连接单元3与冷冻消融单元4连接；所述进气接头31一端与进气管23密封连通，进气接头31的另一端与冷冻消融单元4的输入口连通；所述回气接头32的一端与回气管24密封连通，回气接头32的另一端与冷冻消融单元4的输出口连通；气体或液体通过进气接头31输入至冷冻消融单元4，再由冷冻消融单元4输出经回气接头32与回气管24及第一回气控制阀251排入空气中，或者通过第二回气控制阀252输入到输送管14或输入到制冷剂容纳罐11中，回气管24输出的气体或气液两相流经输送管14被再次循环输入至冷冻消融单元4，完成冷冻或复温循环。

开启冷冻或复温功能时，增压装置13及第二加热器15启动，同时开启第一回气控制阀251及第一控制阀17，输送管14内产生负压，制冷剂12被增压装置13通过输送管14抽吸，当制冷剂12通过第二加热器15时液态制冷剂12被瞬间加热，加热温度可被系统设定额定值，由于制冷剂12的特性，液态制冷剂12被加热后快速蒸发转换为气态，低压气体输入增压装置13被压缩后输出高压气体并输入冷冻通路21或复温通路22经进气接头31到达冷冻消融单元4，实现所需的功能后由冷冻消融单元4输出，通过回气接头32输入回气管24到达第一回气控制阀251排放于空气中；当循环回路气体通畅后可关闭第一回气控制阀251及第一控制阀17，并开启第二回气控制阀252，回气管24输出的介质被重复输入输送管14，并再次经第二加热器15加热后输出，气体通过输入及输出建立闭环回路；被加热后的气体经输送管14输入增压装置13，然后，通过增压装置13输入冷冻通路21或复温通路22，然进入冷冻消融单元4，继续冷冻或复温循环。关闭冷冻或复温功能时，增压装置13、第二加热器15及第二回气控制阀252同时自动关闭。

图5为系统冷冻过程中的循环回路P-H图。如图5所示，制冷剂12经第二加热器15加热后由低温低压流体(P-H图状态点a)转变为高温低压气体(P-H图状态点b)，再经增压装置13增压后转变为高温高压气体(P-H图状态点c)，与冷源转换装置212换热降温后转变为低温高压流体(P-H图状态点d)，低温高压流体进入冷冻消融单元4内气化吸热后转变为低温低压流体(P-H图状态点a)，形成完整的闭环回路。系统复温过程，系统又形成复温循环回路。通过上述冷冻和复温循环回路，制冷剂可重复循环利用，降低损耗及成本，提高效率。

实施例三

本实施例与实施例二不同的是：在所述输送管14上设置有储气罐16和第二控制阀18。如图4所示，一体化冷冻消融设备，包括气体产生单元1、气体输送单元2、连接单元3和冷冻消融单元4，所述气体输送单元2通过所述连接单元3与所述冷冻消融单元4连通，以实现对目标部位的冷冻消融，其中：

所述气体产生单元1包括制冷剂容纳罐11、容纳在所述制冷剂容纳罐11内的制冷剂12、增压装置13、输送管14、第二加热器15、储气罐16、第一控制阀17和第二控制阀18；所述输送管14的一端浸入所述制冷剂容纳罐11内的所述制冷剂12中，所述输送管14的另一端与所述气体输送单元2连通；所述增压装置13被设置在输送管14上，两端分别与输送管14密封连通；所述第二加热器15被设置在增压装置13的输入侧，第二加热器15包裹或环绕或转接输送管14；所述储气罐16两端分别与输送管14密封连接，储气罐16的输入端通过输送管14与第二控制阀18的输出端密封连接，储气罐16的输出端通过输送管14与增压装置13的输入端密封连接，储气罐16通过气体储存及过滤液态介质，保证增压装置13不被损坏并输出足够量的高压气体，满足气体的筛选、储存及供给需求，由于增压装置13的增压速度控制流体或气体的流速，为了避免制冷剂12输入增压装置13时未完全转换为气态而造成增压装置13损坏或影响性能，需要将被加热过的气液混合物或气体储存；液态介质因为密度及重量会沉入储气罐16底部，从而确保输入增压装置13的介质为纯气体，且储气罐16的容量大于增压装置13的输出量，保证增压装置13输出足够的高压气体，满足所需功能，并在性能稳定的情况下可关闭第一控制阀17，使循环回路成闭环设置，回气管24输出的气体经输送管14输入增压装置13并重复循环利用，从而降低成本、提高工作效率及设备的性能；所述第一控制阀17被设置在制冷剂容纳罐11入口处的输送管14上，其一端与伸入制冷剂容纳罐11内的输送管14的输出口密封连接，第一控制阀17的另一端通过三通连接器分别与回气管24及输送管14密封连接；所述第二控制阀18被设置在储气罐16与第二加热器15之间的输送管14上，两端分别与输送管14密封连接；第二控制阀18用于冷冻或复温结束后隔绝管路，使增压装置13关闭后循环回路内没有多余的残留物，从而降低设备损坏风险。

所述气体输送单元2包括冷冻通路21、复温通路22、进气管23和回气管24；所述冷冻通路21包括冷冻控制阀211、冷源转换装置212和冷冻管路213，所述冷源转换装置212被设置在制冷剂容纳罐11内并浸入制冷剂12中，制冷剂12淹没冷源转换装置212顶部，所述冷源转换装置212的两端分别与冷冻管路213密封连接，所述冷冻控制阀211被设置在冷冻管路213的输入侧，冷冻控制阀211的两端分别与冷冻管路213密封连接；所述冷冻管路213一端与输送管14连通，另一端与进气管23连通；所述复温通路22包括复温控制阀221、第一加热器222和复温管路223，所述复温管路223的一端与所述输送管14连通，所述复温管路223的另一端与所述进气管23连通，所述第一加热器222被设置所述复温管路223上，第一加热器222包裹或环绕或转接复温管路223，所述复温控制阀221被设置在所述复温管路223的输入端，所述复温控制阀221的两端分别与所述复温管路223密封连接；所述冷冻通路21与复温通路22并联设置，位于输送管14与进气管23之间。所述进气管23的一端分别与冷冻管路213及复温管路223密封连通，所述进气管23的另一端与进气接头31密封连通；所述回气管24的一端与回气接头32密封连通，所述回气管24的另一端伸入所述制冷剂容纳罐11内，或者所述回气管24的另一端与所述输送管14连通。在所述回气管24上设置有第一回气控制阀251和第二回气控制阀252。所述第一回气控制阀251的一端与回气管24密封连接，另一端连通大气；所述第二回气控制阀252两端分别与回气管24密封连接，所述第一回气控制阀251被设置在第二回气控制阀252的输入侧。增压装置13启动时，第一回气控制阀251同时开启，将循环回路内的空气排出且待管路逐渐通畅后，自动关闭第一回气控制阀251，使输入循环回路内的介质为所需的纯气体，从而提高设备的性能；增压装置13关闭时，第一回气控制阀251同时开启，通过排出循环回路内或制冷剂容纳罐11内高于标准大气压的压力，从而降低风险，保证产品的安全性。

所述连接单元3包括进气接头31和回气接头32，气体输送单元2通过连接单元3与冷冻消融单元4连接；所述进气接头31一端与进气管23密封连通，进气接头31的另一端与冷冻消融单元4的输入口连通；所述回气接头32的一端与回气管24密封连通，另一端与冷冻消融单元4的输出口连通；气体或液体通过进气接头31输入至冷冻消融单元4，再由冷冻消融单元4输出经回气接头32与回气管24及第一回气控制阀251排入空气中，或者通过第二回气控制阀252输入到输送管14或输入到制冷剂容纳罐11中。回气管24输出的气体或液体通过输送管14被再次循环输入至冷冻消融单元4，完成冷冻或复温循环。

开启冷冻功能时，增压装置13及第二加热器15启动，同时第一控制阀17、第二控制阀18、冷冻控制阀211和第一回气控制阀251开启；复温控制阀221和第二回气控制阀252关闭；增压装置13启动以产生负压将制冷剂12由输送管14吸入，通过第一控制阀17经第二加热器15时被瞬间加热，加热的温度可被系统设定额定值，被加热的输送管14内的制冷剂12由于热传导快速蒸发形成气液混合物或气体经过第二控制阀18输入储气罐16内，因为密度及重量气液混合物会瞬时区分，液体沉入储气罐16底部，气体则浮于储气罐16上部并通过输送管14输入增压装置13，且储气罐16的容量大于增压装置13的输出量，增压装置13通过调节可控制进出口的压力值，输出的高压气体经输送管14输入冷冻控制阀211及冷冻管路213到达冷源转换装置212，经过冷源转换装置212预冷后，气体瞬间急速降温转变为液态低温介质，低温介质经冷冻管路213输出，并通过进气管23及连接单元3的进气接头31输入至冷冻消融单元4，实现冷冻功能后由冷冻消融单元4输出，通过回气接头32输入回气管24到达第一回气控制阀251排放于空气中；当循环回路气体通畅后可关闭第一回气控制阀251及第一控制阀17，并开启第二回气控制阀252，使回气管24输出的介质被重复输入输送管14，并再次经第二加热器15加热后输出，气体通过输入及输出建立闭环回路：被加热后的气体经输送管14输入增压装置13，通过增压装置13输出进入经冷冻通路21，然后输入冷冻消融单元4，继续冷冻循环。

关闭冷冻功能时，首先关闭第二控制阀18，并开启第一控制阀17，循环使用的气体经回气管24及第二回气控制阀252输入制冷剂容纳罐11内，再关闭增压装置13、冷冻控制阀211、第二回气控制阀252、第一控制阀17及第二加热器15，完成冷冻功能。

本发明在输送管14上设置储气罐16可筛选、过滤气液混合物及供给充足的气源，并能使气体重复循环利用，从而降低损耗及使用成本、提高工作效率，保证设备性能。

在一个实施方式中，所述制冷剂容纳罐11为密封装置，由于制冷剂12温度极低且挥发较快，制冷剂容纳罐11封闭可降低损耗，提高冷冻性能及降低使用成本，同时保证增压装置13的压力均衡；为了防止制冷剂容纳罐11内压力过大而造成危险因素，在回气管24上设置有第一回气控制阀251，第一回气控制阀251其中一端连通大气，在完成冷冻或复温功能时开启第一回气控制阀251，排出制冷剂容纳罐11内高于标准大气压的压力，从而降低风险。开启冷冻或复温功能时，制冷剂12由输送管14经第二加热器15输入增压装置13，通过冷冻控制阀211或复温控制阀221分别输入进气管23经连接单元3的进气接头31输入至冷冻消融单元4，实现冷冻或复温功能后由冷冻消融单元4输出，通过回气接头32输入回气管24到达制冷剂容纳罐11内，完成冷冻或复温循环。由于制冷剂容纳罐11处于封闭状态，其内部承受的压力高于标准大气压，在完成冷冻或复温功能时开启第一回气控制阀251，排出制冷剂容纳罐11内高出的压力，使制冷剂容纳罐11内的压力趋于标准大气压，从而有效的降低风险。

实施例四

本实施例与实施例三不同的是：在所述输送管14上设置有第三控制阀19。如图6所示，一体化冷冻消融设备，包括气体产生单元1、气体输送单元2、连接单元3和冷冻消融单元4，所述气体输送单元2通过所述连接单元3与所述冷冻消融单元4连通，以实现对目标部位的冷冻消融，其中：

所述气体产生单元1包括制冷剂容纳罐11、容纳在所述制冷剂容纳罐11内的制冷剂12、增压装置13、输送管14、第二加热器15、储气罐16、第一控制阀17、第二控制阀18和第三控制阀19；所述输送管14的一端浸入所述制冷剂容纳罐11内的所述制冷剂12中，所述输送管14的另一端与所述气体输送单元2连通；所述增压装置13被设置在输送管14上，两端分别与输送管14密封连通；所述第二加热器15被设置在增压装置13的输入侧，第二加热器15包裹或环绕或转接输送管14；所述储气罐16两端分别与输送管14密封连接，储气罐16的输入端通过输送管14与第二控制阀18的输出端密封连接，储气罐16的输出端通过输送管14与增压装置13的输入端密封连接，储气罐16通过气体储存及过滤液态介质，保证增压装置13不被损坏并输出足够量的高压气体，满足气体的筛选、储存及供给需求，由于增压装置13的增压速度控制流体或气体的流速，为了避免制冷剂12输入增压装置13时未完全转换为气态而造成增压装置13损坏或影响性能，需要将被加热过的气液混合物或气体储存；液态介质因为密度及重量会沉入储气罐16底部，从而确保输入增压装置13的介质为纯气体，且储气罐16的容量大于增压装置13的输出量，保证增压装置13输出足够的高压气体，满足所需功能，并在性能稳定的情况下可关闭第一控制阀17，使循环回路成闭环设置，回气管24输出的气体经输送管14输入并重复循环利用，从而降低成本、提高工作效率及设备的性能；所述第一控制阀17被设置在制冷剂容纳罐11入口处的输送管14上，其一端与伸入制冷剂容纳罐11内的输送管14的输出口密封连接，第一控制阀17的另一端通过三通连接器分别与回气管24及输送管14密封连接；所述第二控制阀18被设置在储气罐16的输入侧与第二加热器15之间的输送管14上，两端分别与输送管14密封连接；所述第三控制阀19被设置在增压装置13的与第二加热器15之间的输送管14上，两端分别与输送管14密封连接，第三控制阀19与储气罐16并联设置；所述第二控制阀18与第三控制阀19用于管路之间的切换，从而满足不同功能的需求。

所述气体输送单元2包括冷冻通路21、复温通路22、进气管23和回气管24；所述冷冻通路21包括冷冻控制阀211、冷源转换装置212和冷冻管路213，所述冷源转换装置212被设置在制冷剂容纳罐11内并浸入制冷剂12中，制冷剂12淹没冷源转换装置212顶部，所述冷源转换装置212的两端分别与冷冻管路213密封连接，所述冷冻控制阀211被设置在冷冻管路213的输入侧，冷冻控制阀211的两端分别与冷冻管路213密封连接；所述冷冻管路213一端与输送管14连通，另一端与进气管23连通；所述复温通路22包括复温控制阀221、第一加热器222和复温管路223，所述复温管路223的一端与所述输送管14连通，所述复温管路223的另一端与所述进气管23连通，所述第一加热器222被设置所述复温管路223上，第一加热器222包裹或环绕或转接复温管路223，所述复温控制阀221被设置在所述复温管路223的输入端，所述复温控制阀221的两端分别与所述复温管路223密封连接；所述冷冻通路21与复温通路22并联设置，位于输送管14与进气管23之间。所述进气管23的一端分别与冷冻管路213及复温管路223密封连通，所述进气管23的另一端与进气接头31密封连通；所述回气管24的一端与回气接头32密封连通，所述回气管24的另一端伸入所述制冷剂容纳罐11内，或者所述回气管24的另一端与所述输送管14连通。在所述回气管24上设置有第一回气控制阀251和第二回气控制阀252，所述第一回气控制阀251的一端与回气管24密封连接，另一端连通大气；所述第二回气控制阀252两端分别与回气管24密封连接，所述第一回气控制阀251被设置在第二回气控制阀252的输入侧。增压装置13启动时，第一回气控制阀251同时开启，将循环回路内的空气排出且待管路逐渐通畅后，自动关闭第一回气控制阀251，使输入循环回路内的介质为所需的纯气体，从而提高设备的性能；增压装置13关闭时，第一回气控制阀251同时开启，通过排出循环回路内或制冷剂容纳罐11内高于标准大气压的压力，从而降低风险，保证产品的安全性。

所述连接单元3包括进气接头31和回气接头32，气体输送单元2通过连接单元3与冷冻消融单元4连接；所述进气接头31一端与进气管23密封连通，进气接头31的另一端与冷冻消融单元4的输入口连通；所述回气接头32的一端与回气管24密封连通，另一端与冷冻消融单元4的输出口连通；气体或液体通过进气接头31输入至冷冻消融单元4，再由冷冻消融单元4输出经回气接头32与回气管24经第一回气控制阀251排入空气中，或者通过第二回气控制阀252输入到输送管14或输入到制冷剂容纳罐11中。回气管24输出的气体或气液两相流通过输送管14被再次循环输入至冷冻消融单元4，完成冷冻或复温循环。

开启冷冻或复温功能之前，启动增压装置13及第二加热器15，同时第一控制阀17、第二控制阀18开启，第三控制阀19关闭；增压装置13产生负压将制冷剂12由输送管14吸入，通过第一控制阀17经第二加热器15时被瞬间加热，加热的温度可被系统设定额定值，被加热的输送管14内的制冷剂12由于热传导快速蒸发形成气液混合物或气体经过第二控制阀18输入储气罐16内，因为密度及重量气液混合物会瞬时区分，液体沉入储气罐16底部，气体则浮于储气罐16上部，当储气罐16输入的容量饱和后关闭第二控制阀18；冷冻功能时，开启第三控制阀19、冷冻控制阀211和第一回气控制阀251，待循环回路畅通后关闭第一回气控制阀251及第一控制阀17并同时开启第二回路控制阀252；制冷剂12通过输送管14吸入经第二加热器15时被瞬间加热转换为气态并通过第三控制阀19输入增压装置13，由于低压转换为高压需要消耗大量气体，为防止增压装置13输出气量的不足而造成性能的影响，储气罐16内的气体会被同时输入增压装置13，气体经两通路同时输入增压装置13可保证其足够的输入量，进而保证良好的冷冻性能；通过调节增压装置13可控制其进出口的压力值，输出的高压气体经输送管14输入冷冻控制阀211及冷冻管路213到达冷源转换装置212，经过冷源转换装置212预冷后，气体瞬间急速降温转变为液态低温介质，低温介质经冷冻管路213输出，并通过进气管23及连接单元3的进气接头31输入至冷冻消融单元4，实现冷冻功能后由冷冻消融单元4输出，通过回气接头32输入回气管24经第二回气控制阀252被重复输入输送管14，并再次经第二加热器15加热后输出，气体通过输入及输出建立闭环回路并保证充足的输出量，使循环回路实现往复循环，有效降低损耗、使用成本，提高效率及性能。关闭冷冻功能时，首先关闭第三控制阀19，并开启第一控制阀17，循环使用的气体经回气管24及第二回气控制阀252输入制冷剂容纳罐11内，再关闭增压装置13、冷冻控制阀211、第二回气控制阀252、第一控制阀17及第二加热器15，完成冷冻功能。复温功能时，开启增压装置13、复温控制阀221、第一加热器222及第一回气控制阀251，利用储气罐16内存储的气体进行复温，不需要制冷剂12抽吸加热操作，从而可降低损耗；气体被增压装置13由储气罐16吸入经输送管14输入复温控制阀221及第一加热器222，气体经过第一加热器222时被瞬间加热，且加热的温度被系统设定额定值，被加热的复温气体经进气管23及连接单元3的进气接头31输入至冷冻消融单元4，实现复温解冻后由冷冻消融单元4输出，通过回气接头32输入回气管24经第一回气控制阀251排入空气中；关闭复温功能时，同时关闭增压装置13、复温控制阀221、第一加热器222及第一回气控制阀251，完成复温功能。

最后应当说明的是，以上所述仅为本发明的较佳的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化冷冻消融设备，包括气体产生单元，气体输送单元，连接单元和冷冻消融单元，所述气体输送单元通过所述连接单元与所述冷冻消融单元连通，以实现对目标部位的冷冻消融，所述气体产生单元包括制冷剂容纳罐、容纳在所述制冷剂容纳罐内的制冷剂，所述气体输送单元包括冷冻通路、复温通路、进气管和回气管，所述冷冻通路包括冷冻控制阀、冷源转换装置和冷冻管路，其特征在于：

所述气体产生单元还包括增压装置、输送管和第二加热器，所述输送管的一端浸入所述制冷剂容纳罐内的所述制冷剂中，所述输送管的另一端与所述气体输送单元连通，所述增压装置被设置在所述输送管上，其两端分别与所述输送管密封连通，所述第二加热器被设置在位于所述增压装置的输入侧的所述输送管上；

所述冷源转换装置被设置在所述制冷剂容纳罐内并浸入所述制冷剂，所述冷源转换装置的两端分别与所述冷冻管路密封连通，所述冷冻控制阀被设置在所述冷冻管路的输入侧，所述冷冻管路的一端与所述输送管连通，所述冷冻管路的另一端与所述进气管连通；所述复温通路包括复温控制阀、第一加热器和复温管路，所述复温管路的一端与所述输送管连通，所述复温管路的另一端与所述进气管连通，所述第一加热器被设置所述复温管路上，所述复温控制阀被设置在所述复温管路的输入侧，所述复温控制阀的两端分别与所述复温管路密封连通；所述冷冻通路与所述复温通路并联设置。

2.根据权利要求1所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，在所述输送管的输入侧设置有第一控制阀。

3.根据权利要求2所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述第一控制阀被设置在位于所述制冷剂容纳罐开口处的所述输送管上。

4.根据权利要求1所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述一体化冷冻消融设备还设置有储气罐和第二控制阀，所述第二控制阀的输入端与位于所述第二加热器输出端的输送管密封连接，所述第二控制阀的输出端与所述储气罐的输入端密封连接，所述储气罐的输出端通过所述输送管与所述增压装置的输入端连通。

5.根据权利要求4所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述一体化冷冻消融设备还设置有第三控制阀，所述第三控制阀被设置在位于第二控制阀与增压装置之间的输送管上，其两端分别与输送管密封连接；所述第三控制阀与所述储气罐并联设置。

6.根据权利要求1所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述连接单元包括进气接头和回气接头，所述进气接头的一端与所述进气管密封连通，所述进气接头的另一端与所述冷冻消融单元的输入口连通，所述回气接头的一端与所述回气管密封连通，所述回气接头的另一端与所述冷冻消融单元的输出口连通。

7.根据权利要求6所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，在所述回气管上设置有第一回气控制阀和第二回气控制阀。

8.根据权利要求7所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述回气管的一端与所述回气接头连接，所述回气管的另一端通过所述第一回气控制阀与大气连通。

9.根据权利要求7所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述回气管的一端与所述回气接头连接，所述回气管的另一端通过所述第二回气控制阀与所述输送管连通，或者所述回气管的另一端通过所述第二回气控制阀与所述制冷剂容纳罐连通。

10.根据权利要求1所述的一体化冷冻消融设备，其特征在于，所述制冷剂容纳罐为密封装置。

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