CN111735222B - 用于医疗装置的带过冷却热交换器的n2o液化系统 - Google Patents

Abstract

一种用于使用低压制冷剂源进行冷冻治疗程序和对冷冻治疗制冷剂进行过冷的系统和套件。该系统可以大体上包括流体贮存器和与流体贮存器进行热交换的流体流动路径，该流体流动路径包括：第一热交换装置，其与流体贮存器进行热交换；压缩机，其与第一热交换装置流体连通；冷凝器；换向阀，其位于压缩机和冷凝器之间；第二热交换装置，其位于换向阀和压缩机之间；和膨胀阀，其位于冷凝器和热交换装置之间。第三热交换装置可以被构造成与冷冻治疗控制台流体连通并且被构造成将第一流体流动路径内的二次制冷剂置于与冷冻治疗系统的二次制冷剂热连通。

Description

用于医疗装置的带过冷却热交换器的N2O液化系统

本发明专利申请是国际申请号为PCT/CA2016/050669，国际申请日为2016年6月10日，进入中国国家阶段的申请号为201680046599.X，名称为“用于医疗装置的带过冷却热交换器的N2O液化系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使用低压制冷剂源进行冷冻治疗程序的系统和方法。具体而言，本发明涉及一种通过操纵制冷剂的温度对低压制冷剂源进行加压并在冷冻治疗系统内对制冷剂进行过冷却的系统和方法。

背景技术

冷冻治疗包括用于处理和/或标测组织的各种技术，并且普遍用于涉及心脏组织的手术程序。诸如冷冻消融的某些类型的冷冻治疗涉及使用加压制冷剂，该加压制冷剂允许在治疗装置的远侧部分内膨胀，从而冷却与治疗装置的远侧部分相邻的组织。加压制冷剂通常储存在系统控制台中的加压罐或筒中。尽管当制冷剂源用完时容易移除和更换罐，但用新的制冷剂来补充罐会更经济。另外，加压罐被认为是危险物品，因此希望减少对用于冷冻治疗程序的制冷剂罐的运输、搬运和储存的量。

许多医疗设施，特别是医院，包括天然的或在设施内的一氧化二氮(N₂O)的一体化源，其通常用作麻醉剂。一氧化二氮也可以用作冷冻治疗系统中的制冷剂。然而，天然一氧化二氮通常储存在大约50psig下，这被认为是低压环境。在该压力下，一氧化二氮并不适用于冷冻治疗系统，必须首先被加压并安全地传送到冷冻治疗系统的冷冻剂贮存器。如果制冷剂被简单地压缩，则低压制冷剂不能用于冷冻治疗系统，因为制冷剂也必须冷却到适合在冷冻治疗系统中使用的温度。

另外，诸如Gen V CryoConsole(明尼苏达州明尼阿波利斯的美敦力公司)之类的现有控制台包括独立的制冷回路，用于在一氧化二氮进入冷冻治疗装置之前对其进行过冷却。然而，包括独立制冷回路的部件则需要更大更复杂的控制台。

因此，希望提供一种用于对低压制冷剂源加压并将加压制冷剂安全地传送到冷冻治疗系统的方法和系统。还希望提供一种制冷剂输送系统，其包括提供低压制冷剂源和冷冻治疗系统之间的接口的加压系统。还希望提供一种加压系统，其包括用于在一氧化二氮进入冷冻治疗系统的治疗装置之前对其进行过冷的装置，因为这将允许从冷冻治疗系统的控制台移除独立的制冷回路。

发明内容

本发明有利地提供了一种使用低压制冷剂源进行冷冻治疗程序的方法和系统。与低压制冷剂源一起使用的系统或套件通常可以包括流体贮存器和与流体贮存器进行热交换的闭环流体流动路径，闭环流体流动路径包括：第一热交换装置，其与流体贮存器进行热交换并流体隔离；压缩机，其与第一热交换装置流体连通；冷凝器；换向阀，其位于压缩机和冷凝器之间；和第二热交换装置，其位于换向阀和压缩机之间。第二热交换装置可以被构造成与冷冻治疗控制台流体连通。流体流动路径可以是第一流体流动路径，并且该套件还可以包括与第一流体流动路径流体隔离的第二流体流动路径，流体贮存器被包括在第二流体流动路径中。该套件还可以包括与第二热交换装置和冷冻治疗控制台流体连通的第三流体流动路径。第二流体流动路径可以与第二热交换装置流体连通并且与第三流体流动路径热连通。流体贮存器可以被构造成接收来自低压制冷剂源的低压制冷剂，并且该套件可以被构造成通过调整低压制冷剂的温度而使低压制冷剂加压。流体贮存器可以是第一流体贮存器，并且该套件还可以包括在第二流体流动路径中的第二流体贮存器，该套件被构造成将加压制冷剂从第一流体贮存器传送到第二流体贮存器。第一流体路径可以包含第一二次制冷剂，并且第三流体流动路径可以包含第二二次制冷剂。此外，换向阀可以被构造成选择性地允许第一二次制冷剂在第一方向和第二方向中的一个方向上循环。第一流体流动路径还可以包括位于换向阀和冷凝器之间的第一三通阀，第 一三通阀被构造成将第一二次制冷剂：在换向阀允许第一二次制冷剂在第一方向上循环时传送到冷凝器；以及在换向阀允许第一二次制冷剂在第二方向上循环时传送到压缩机。第二流体贮存器可以与第三热交换装置进行热交换，第一流体流动路径还包括位于冷凝器和膨胀阀之间的第二三通阀，第二三通阀被构造成将第一二次制冷剂：在换向阀允许二次制冷剂在第一方向上循环时传送到膨胀阀；以及在换向阀允许二次制冷剂在第二方向上循环时传送到第三热交换装置。第二流体流动路径还可以包括位于第一流体贮存器下游的真空源。

一种用于与低压制冷剂源和冷冻治疗系统一起使用的系统或套件可以大体上包括：第一流体流动路径和闭环第二流体流动路径。第一流体流动路径可以包括：第一流体贮存器，其被构造成接收来自低压制冷剂源的低压制冷剂；和第二流体贮存器，其被构造成接收来自第一流体贮存器的加压制冷剂。闭环第二流体流动路径可以包括：第一热交换装置，其与第一流体贮存器进行热交换；第二热交换装置，其与第二流体贮存器进行热交换；压缩机，其与第一热交换装置流体连通；冷凝器；换向阀，其位于压缩机和冷凝器之间，换向阀被构造成选择性地允许二次制冷剂在第一方向和第二方向中的一个方向上循环；第三热交换装置，其位于换向阀和压缩机之间；第一三通阀，其位于换向阀和冷凝器之间；膨胀阀，其位于冷凝器和第一热交换装置之间；和第二三通阀，其位于冷凝器和膨胀阀之间；以及第三流体流动路径，其与第三热交换装置连通并被构造成与冷冻治疗系统流体连通，第三热交换装置被构造成使第二流体流动路径的二次制冷剂与冷冻治疗系统的二次冷冻治疗制冷剂热连通。第一三通阀可以被构造成，当换向阀允许二次制冷剂在第一方向上循环时将二次制冷剂传送到冷凝器，并且第一三通阀被构造成当换向阀允许二次制冷剂在第二方向上循环时将二次制冷剂传送到压缩机，并且第二三通阀可以构造成当换向阀允许二次制冷剂在第一方向上循环时将二次制冷剂传送到膨胀阀，并且第二三通阀被构造成当换向阀允许二次制冷剂在第二方向上循环时将二次制冷剂传送到第二热交换装置。二次制冷剂在第一方向上的循环可以降低第一流体贮存器内的低压制冷剂的温度。相反地，二次制冷剂在第二方向上的循环可以增加第一流体贮存器内的低压制冷剂的温度和压力。

一种用于过冷冷冻治疗系统的二次制冷剂的套件可以包括：第一流体流动路径；闭环第二流体流动路径，其与第一流体流动路径流体地隔离；和闭环第三流体流动路径，其被构造成与冷冻治疗系统流体连通。第一流体流动路径可以包括：第一流体贮存器；和第二流体贮存器，其被构造成接收来自第一流体贮存器的加压制冷剂。闭环第二流体流动路径可以包含二次制冷剂，并且可以包括：第一热交换装置，其与第一流体贮存器热连通；第二热交换装置，其与第二流体贮存器热连通；压缩机，其与第一热交换装置流体连通；冷凝器；换向阀，其位于压缩机和冷凝器之间，换向阀被构造成选择性地允许二次制冷剂在第一方向和第二方向中的一个方向上循环；以及第三热交换装置，其位于换向阀和压缩机之间。闭环第三流体流动路径可以与第三热交换装置流体连通并且被构造成与冷冻治疗系统流体连通，可以包含冷冻治疗系统的二次制冷剂，并且可以被构造成将第二流体流动路径内的二次制冷剂置于与第三流体流动路径内的二次制冷剂热连通。第二流体流动路径内的二次制冷剂可以使第三流体流动路径内的二次制冷剂过冷。该套件还可以包括：第一三通阀，其位于换向阀和冷凝器之间；膨胀阀，其位于冷凝器和第一热交换装置之间；以及第二三通阀，其位于冷凝器和膨胀阀之间。第一三通阀可以被构造成，当换向阀允许二次制冷剂在第一方向上循环时将二次制冷剂传送到冷凝器，并且第一三通阀可以被构造成，当换向阀允许二次制冷剂在第二方向上循环时将二次制冷剂传送到压缩机。此外，第二三通阀可以被构造成，当换向阀允许二次制冷剂在第一方向上循环时将二次制冷剂传送到膨胀阀，并且第二三通阀可以被构造成当换向阀允许二次制冷剂在第二方向上循环时将二次制冷剂传送到第二热交换装置。

附图说明

通过参照结合附图考虑的下面的详细描述，将更容易理解对本发明的更完整的理解和所伴随的优点及其特征，在附图中：

图1示出了从低压天然制冷剂源到冷冻治疗系统的制冷剂输送方法的流程图；

图2示出了制冷剂输送系统的示意图，其中二次制冷剂在第一方向上流过 流体流动路径；

图3示出了制冷剂输送系统的示意图，其中二次制冷剂在第二方向上流过流体流动路径；

图4A示出了具有独立制冷回路的现有技术冷冻治疗系统的示意图；和

图4B示出了根据本发明的冷冻治疗系统的示意图。

具体实施方式

现在参考图1-3，在图1中示出了从低压天然制冷剂源到冷冻治疗装置的制冷剂输送方法的流程图，并且在图2和图3中示出了制冷剂输送系统的示意图。在图2和图3中示出了制冷剂输送系统的示意图，制冷剂输送系统10包括与加压系统14和冷冻治疗系统16流体连通的低压制冷剂源12。低压制冷剂源12通常可以包括存储在医疗设施18内或医疗设施18处的处于低压环境中的一定量的制冷剂，加压系统14通常可以包括第一制冷剂贮存器20、压缩机22、冷凝器24和热交换器26，并且冷冻治疗系统16通常可以包括控制台28、冷冻治疗装置30。制冷剂输送系统10还可以包括第二制冷剂贮存器34，尽管根据加压系统14的构型，该贮存器34可以被认为是加压系统14或冷冻治疗系统16的一部分。

加压系统14还可以包括一个或多个处理器38，该一个或多个处理器38与加压系统14的各种部件、并且可选地与低压制冷剂源12和/或冷冻治疗系统16连通。例如，加压系统14可以包括能够发送、接收和/或处理用于系统监测和控制的数据的一个或多个处理器38。作为非限制性示例，加压系统14可以包括一个或多个处理器38，以用于加压系统14的自动或半自动控制，例如对系统阀的自动或半自动控制。为了简单起见，处理器38在附图中被示出为与加压系统14大体上连通，但是如上所述应当理解的是，该一个或多个处理器38可以与低压制冷剂源12、加压系统14和/或冷冻治疗系统16中的一个或多个具体部件连通。

第一制冷剂贮存器20可以与医疗设施的制冷剂源流体连通。术语“医疗设施”可以指包括制冷剂源的任何设施，包括医院、免预约诊所和其他设施。虽然冷冻治疗系统16可以用在医疗设施中，但是应当理解，本文中示出和描述 的用于对制冷剂源进行加压以输送到给定装置的方法除了医疗行业之外还可以适用于其他行业。

医院和其他医疗设施通常包括在例如大约50psig的正常工作压力下作为气体储存的制冷剂源，例如一氧化二氮(N₂O)。尽管不同的医疗设施会使用不同的储存方法，但是典型的方案是将气态N₂O储存在连接到歧管的大型储罐中，该岐管将管线压力调节到正常工作压力(例如，大约50psig)。N₂O管线可以连接或能连接到各种医疗系统和/或装置中的任何一种。尽管这种制冷剂的低压源(在本文中也可以被称为“天然制冷剂源”或“N₂O的天然源”)可以为冷冻治疗程序提供容易获得的N₂O供应，但是低压N₂O在可以用于冷冻治疗系统16之前可能不得不被加压和液化，下面将更详细地讨论该过程。

图1中所示的方法通常可以包括两个阶段：阶段I，在阶段I中气态低压制冷剂被冷却和液化并储存在第一制冷剂贮存器20中；和阶段II，在阶段II中液化制冷剂被加温和加压，以促进制冷剂从第一制冷剂贮存器20到第二制冷剂贮存器34的移动。

在该方法的第一步骤110中，在阶段I中，来自低压制冷剂源12的气态制冷剂可以沿着第一流体流动路径44传送到加压系统14的第一制冷剂贮存器20。第一流体流动路径44可以是闭环流动路径。如上文所讨论的，低压制冷剂源12可以是位于医疗设施内的诸如N₂O的制冷剂的天然来源。第一流体流动路径44可以包括用于计量从低压制冷剂源12到第一制冷剂贮存器20的制冷剂流量的一个或多个阀48。尽管第一制冷剂贮存器20可以是任何尺寸、形状和构型，但是它可以例如具有圆柱形形状，并且具有在第一端部处的流体入口50和在第二端部处的流体出口52。

一旦制冷剂从低压制冷剂源12传送到第一制冷剂贮存器20，则可以接着降低制冷剂的温度，以在该方法的第二步骤120中液化气态制冷剂。对气态制冷剂的液化可以降低制冷剂的压力，从而允许在第一制冷剂贮存器20内储存更大量的制冷剂。制冷剂可以继续被添加到第一制冷剂贮存器20，直到第一制冷剂贮存器20内的液体制冷剂的压力变得与第一制冷剂贮存器20上游的气态制冷剂的压力相等。为了监测压力均衡，一个或多个压力传感器、温度传感器或其他传感器56可以包括在低压制冷剂源12、第一制冷剂贮存器20中和/或在低压制冷剂源12和第一制冷剂贮存器20之间的第一流体流动路径44内。在阶段I期间，在第一制冷剂贮存器20与第二制冷剂贮存器34之间的一个或多个阀48A可以关闭，使得制冷剂不能流入第二制冷剂贮存器34。

第一制冷剂贮存器20可以与第一热交换装置60处于热交换关系(即，热连通)。作为非限制性示例，第一热交换装置60可以是具有盘绕构型的蒸发器，并且可以围绕第一制冷剂贮存器20的周向缠绕一次或多次。第一制冷剂贮存器20和第一热交换装置60可以一起位于绝缘容器62内。绝缘容器62可以至少部分地由防止或减少热传递的材料或材料层构成。另外，绝缘容器62可以填充有诸如甲醇、丙二醇或具有类似特性的其他液体的非冻结液体64，并且第一热交换装置60和第一制冷剂贮存器20可以由诸如甲醇、丙二醇或具有类似特性的其他液体的非冻结液体64所包围。非冻结液体64可以改善第一热交换装置60与第一制冷剂贮存器20之间的热传递。因此，第一热交换装置60可以冷却第一制冷剂贮存器20内的制冷剂，并且绝缘容器62可以提高冷却效率。绝缘容器62可以具有类似于第一制冷剂贮存器20的形状和构型，并且可以具有足够大的尺寸，以将第一制冷剂贮存器20、第一热交换装置60和非冻结液体64容纳于其中。此外，第一制冷剂贮存器20可选地可以集成在绝缘容器62内。

为了用第一热交换装置60降低第一制冷剂贮存器20内的制冷剂的温度，二次制冷剂可以循环通过第一热交换装置60。该二次制冷剂可以流过第二流体流动路径70，第二流体流动路径70不同于从低压制冷剂源12到冷冻治疗系统16的制冷剂的第一流体流动路径44。简单地说，第二流体流动路径70内的二次制冷剂的循环可以操作为选择性地冷却或加温第一流体流动路径44内的制冷剂。二次制冷剂可以是蒸发温度为-45℃或以下的制冷剂。作为非限制性示例，二次制冷剂可以是R508B或R23。气态二次制冷剂可以从第一热交换装置60流过第二流体流动路径70并流过换向阀或四通阀74。如下面更详细描述的，对换向阀74的操作可以允许第一制冷剂贮存器20内的制冷剂选择性地进行冷却(当处于图2所示标准流构型时)或加温(当处于图3所示逆流构型时)。

当仍然在阶段I中时，气态二次制冷剂可以从换向阀74传递到压缩机22。压缩机22可以是例如气密(也称为“气密密封”)压缩机，其被构造成压缩二 次制冷剂，从而增加二次制冷剂的压力和温度，并且减小其体积。被压缩的二次制冷剂可以接着从压缩机22传递并通过换向阀74返回到第一三通阀76。当加压系统14处于标准流构型时，第一三通阀76可以被构造成使得二次制冷剂从换向阀74流过热交换器26并流到诸如强制通风冷凝器之类的冷凝器24。冷凝器24可以冷凝二次制冷剂，从而降低高压二次制冷剂的温度并液化高压二次制冷剂。

二次制冷剂可以从冷凝器24传递通过第二三通阀78。当加压系统14处于标准流构型时，第二三通阀78可以被构造成使得二次制冷剂从冷凝器24传递到过滤器干燥器80。过滤器干燥器80可以是例如水分分离器、干燥剂干燥器等。二次制冷剂可以从过滤器干燥器80传递通过诸如膨胀阀84之类的计量装置。进入第一热交换装置60的液态二次制冷剂的流量可以由膨胀阀84计量，使得二次制冷剂在第一热交换装置60内蒸发并变成冷气体。气态二次制冷剂接着可以从膨胀阀84传递回到第一热交换装置60。如上所讨论的，第一热交换装置60内的二次制冷剂可以降低第一制冷剂贮存器20内的制冷剂的温度。一旦第一制冷剂贮存器20充满制冷剂(即，一旦第一制冷剂贮存器20内的压力变得与第一制冷剂贮存器20上游的制冷剂的压力相等)，就可以开始该方法的阶段II。

在阶段II中，来自第一制冷剂贮存器20的制冷剂可以传送到第二制冷剂贮存器34。第二制冷剂贮存器34可以与第二热交换装置86热连通，并且两者可以被包括在加压系统14中。或者，第二热交换装置86可以被包括在加压系统14中，并且第二热交换装置86可以被构造成，使得其可以被置于与包括在冷冻治疗系统16中的第二制冷剂贮存器34进行热交换。或者，第二制冷剂贮存器34和第二热交换装置86均可以是冷冻治疗系统16的一部分。在这种情况下，加压系统14的第二流体流动路径70可以被构造成流体连接到冷冻治疗系统16的一个或多个部件，例如与第二制冷剂贮存器34进行热交换的第二热交换装置86。第二制冷剂贮存器34可以尺寸设计和构造成配合在冷冻治疗系统控制台28内，但是第二制冷剂贮存器34可以替代地位于控制台28之外。这样，尽管为了简单起见而将第二制冷剂贮存器34在图2和图3中示出为位于控制台28之外，但是应当理解，第二制冷剂贮存器34也可以位于控制台28 内。

应当理解，加压系统14可以是适合于连接到低压制冷剂源12(例如在医院或其它医疗设施处的天然一氧化二氮源)和冷冻治疗系统16(包括冷冻治疗控制台28和装置30)两者的套件。例如，加压系统14可以包括用于监测诸如温度和压力之类的系统参数的一个或多个传感器。由这些的一个或多个传感器56收集的数据可以被传输到加压系统处理器38和/或冷冻治疗系统控制台28。此外，加压系统14处理器可以与冷冻治疗控制台28进行通信以交换数据。例如，当第二制冷剂贮存器34被充满并充分冷却时，加压系统处理器38可以发送信号到冷冻治疗控制台28，以开始冷冻治疗程序。此外，加压系统14处理器可以实现加压系统14的自动或半自动控制，例如换向阀74、膨胀阀84以及第一三通阀76和第二三通阀78的自动或半自动控制。

在该方法的第三步骤130中，在阶段II中，第一制冷剂贮存器20内的制冷剂的温度可以增加或允许增加，以便于将制冷剂传送到第二制冷剂贮存器34。例如，第二流体流动路径70内的二次制冷剂的流动可以中断，以便允许第一制冷剂贮存器20内的制冷剂的温度和因此压力逐渐增加。作为非限制性示例，制冷剂的温度可以被允许增加到略高于环境温度的温度，例如大约30℃(±5℃)，并且压力可以被允许增加到大约900PSI(±50PSI)。同时，加压制冷剂的温度可以在其被传送到第二制冷剂贮存器34时降低。

附加地或替代地，加压系统14可以包括一个或多个阀，其可以增加第一流体内的制冷剂的压力和温度增加的速率。例如，加压系统14的换向阀74可以使二次制冷剂通过第二流体流动路径70的流动转向。在阶段II中，在制冷剂从第一制冷剂贮存器20传送到第二制冷剂贮存器34之前，可以将二次制冷剂的流动转向，使得第一制冷剂贮存器20内的制冷剂的温度升高并且第二制冷剂贮存器34内的制冷剂的温度降低。

在该逆流构型中(图3所示)，二次制冷剂可以通过第二流体流动路径70并通过压缩机22。然后，从压缩机22加温的二次制冷剂可以流到第一热交换装置60，由于在阶段I中产生的第一制冷剂贮存器20内的制冷剂的低温条件，第一热交换装置60可以像逆流构型中的冷凝器那样起作用。结果，二次制冷剂可以在第一热交换装置60内被液化。由于第一热交换装置60与第一制 冷剂贮存器20之间的热交换关系，第一制冷剂贮存器20内的制冷剂可以增加，而第一热交换装置60内的二次制冷剂的温度可以降低。

被冷却的二次制冷剂可以从第一热交换装置60传递通过膨胀阀84和过滤器干燥器80，然后通过第二三通阀78。当加压系统14处于逆流构型时，第二三通阀78可以被构造成使得二次制冷剂旁路通过冷凝器24并且代之以从过滤器干燥器80进入与第二制冷剂贮存器34处于热交换关系的第二热交换装置86中。液态二次制冷剂可以在第二热交换装置86内蒸发并且借助于热交换关系可以冷却第二制冷剂贮存器34内的制冷剂。在一些构型中，第二热交换装置86可以被包括在冷冻治疗系统控制台28中，并且可以与第二制冷剂贮存器34进行热交换。加压系统14可以被构造成与现有的冷冻治疗系统流体连通，例如通过使用一个或多个连接器、阀或其他配件来连接两个系统。

然后，二次制冷剂可以从第二热交换装置86传递到第一三通阀76。在逆流构型中，第一三通阀76可以被构造成使得二次制冷剂从第二热交换装置86流到换向阀74，流过热交换器26，然后到达压缩机22。二次制冷剂可以接着从压缩机22返回到绝缘容器62内的第一热交换装置60中。

一旦在第二制冷剂贮存器28的上游没有流体循环通过阀48，或者一旦在第一制冷剂贮存器28的内部达到某个制冷剂液位，就可以中止二次制冷剂的以逆流构型通过第二流体流动路径70的循环。

在该方法的第四步骤140中，在阶段II中，制冷剂可以从第一制冷剂贮存器20传送到第二制冷剂贮存器34。在第四步骤140中，第一制冷剂贮存器20与第二制冷剂贮存器34之间的一个或多个阀48A可以完全或部分地打开以允许制冷剂从第一制冷剂贮存器20流到第二制冷剂贮存器34。为了进一步便于传送，第一流体流动路径44可以包括真空源90，真空源90在第一流体流动路径44内产生压差。这样，制冷剂可以由真空源90从第一制冷剂贮存器20抽吸到第二制冷剂贮存器34。在将制冷剂从第一制冷剂贮存器20抽出之前，真空源90还可以有助于从第一制冷剂贮存器20和第二制冷剂贮存器34去除空气和其他杂质。一旦制冷剂处于第二制冷剂贮存器34之内，制冷剂就可以循环通过用于执行诸如心脏消融和/或标测的冷冻治疗程序的冷冻治疗装置30。二次制冷剂在第二流体流动路径70内的循环可以在冷冻治疗程序的至少 一部分期间以逆流构型继续，以便将第二制冷剂贮存器34内的加压制冷剂保持低温。

如上所讨论的，换向四通阀74允许流体沿标准流动方向和逆流方向流动。如图2和图3所示，二次制冷剂在标准流动方向和逆流方向上都通过热交换器26。在任一流动方向上，流过第二流体流动路径70的进入热交换器26的入口26A的部分88的二次制冷剂在处于热交换装置60的下游(即，在出口侧)或者当充当蒸发器时在第二热交换装置86的下游时始终是冷的。因此，热交换器26内的二次制冷剂可以冷却在热交换器26内流动并且与第二流体热连通的另一流体。

热交换器26可以与第三流体流动路径90流体连通，第三流体流动路径90与控制台28(图4B中示出)内的热交换装置92流体连通。热交换装置92可以包括二次制冷剂，其与输送到冷冻治疗装置30的一次制冷剂流体隔离但热连通。冷冻治疗系统16的该二次制冷剂可以流过第三流体流动路径90并且与在热交换器26内的加压系统14内流动的二次制冷剂热连通(但流体隔离)。因此，加压系统14内的热交换器26可以降低冷冻治疗系统16的二次制冷剂的温度。继而，冷冻治疗系统16的冷却的二次制冷剂可以使冷冻治疗系统16的热交换装置92内的一次制冷剂过冷却。如图4B所示，第一二次制冷剂可以进入热交换器26的第一入口26A，离开热交换器26的第一出口26B，进入压缩机22的入口22A，并且离开压缩机22的出口22B。冷冻治疗系统16的二次制冷剂可以进入热交换器26的第二入口26C并离开热交换器26的第二出口26D。在冷冻治疗系统16内，一次制冷剂可以从流体贮存器94传递到热交换装置92的第一入口92A内，离开热交换装置92的第一出口92B，并且进入冷冻治疗装置30，其中在热交换装置92内，一次制冷剂由第三流体流动路径90内的二次制冷剂过冷却。同样，第三流体流动路径内的二次制冷剂可以进入热交换装置92的第二入口92C，并且可以从该热交换装置的第二出口92D离开。尽管在图2和图3中未示出，但应当理解，冷冻治疗系统16的一次制冷剂可以穿过各种其他系统部件，例如图4B中所示的系统部件。

如图4A所示，目前已知的冷冻治疗系统可以包括具有独立制冷回路96的控制台，其可以包括热交换装置98、冷凝器100和压缩机102。通过将热交 换器26包括在加压系统14内，可以从控制台移除冷凝器100、压缩机102和其他部件(例如，阀、管道和压缩机风扇)(如图4B所示)。应当理解，用于加压系统14的冷冻治疗系统16可以不完全如图4A和图4B所示的那样。

应当理解，医疗设施、加压系统14和/或冷冻治疗系统16可以包括除附图中所示的那些之外的系统部件，例如一个或多个阀、计算机、处理器、流体贮存器、用户输入装置、传感器、真空源、发电机等。尽管未示出，但是加压系统14可以包括位于整个系统内的一个或多个温度传感器和/或压力传感器，以用于监测第一和/或第二流体流动路径70内的流体温度。另外，加压系统14和/或冷冻治疗系统16可以包括用于将系统状况传达给用户的一个或多个显示器、音频警报器、视觉警报器等。此外，应当理解，尽管加压系统14的第二流体流动路径70的每个部件可以包括入口端口和出口端口，但是每个端口是用作入口还是出口可以由第二流体流动路径70是以标准流构型还是逆流构型操作来确定。

本领域的技术人员应理解，本发明不限于上文已特定示出和描述的内容。此外，除非上面提到为相反，应当指出，所有的附图都不是按比例的。在不脱离仅由所附权利要求限制的本发明的范围和精神的情况下，根据上述教导，多种修改和变型是可能的。

Claims (10)

1.一种用于与低压制冷剂源和冷冻治疗系统一起使用的套件，所述套件包括：

第一流体流动路径，所述第一流体流动路径包括：

第一流体贮存器，所述第一流体贮存器构造成从所述低压制冷剂源接收低压制冷剂；以及

第二流体贮存器，所述第二流体贮存器构造成从所述第一流体贮存器接收加压的制冷剂；以及

闭环的第二流体流动路径，所述第二流体流动路径与所述第一流体流动路径流体隔离，所述第二流体流动路径容纳有二次制冷剂，并包括：

第一热交换装置，所述第一热交换装置与所述第一流体贮存器进行热交换；

第二热交换装置，所述第二热交换装置与所述第二流体贮存器进行热交换；

压缩机，所述压缩机与所述第一热交换装置流体连通；

冷凝器；

换向阀，所述换向阀位于所述压缩机和所述冷凝器之间，所述换向阀构造成，选择性地允许所述二次制冷剂沿着第一方向和第二方向中的一个的循环；

第三热交换装置，所述第三热交换装置位于所述换向阀和所述压缩机之间；

第一三通阀，所述第一三通阀位于所述换向阀和所述冷凝器之间；

膨胀阀，所述膨胀阀位于所述冷凝器和所述第一热交换装置之间；以及

第二三通阀，所述第二三通阀位于所述冷凝器和所述膨胀阀之间；以及

第三流体流动路径，所述第三流体流动路径与所述第三热交换装置流体连通，并且构造成与所述冷冻治疗系统流体连通，所述第三热交换装置构造成将所述第二流体流动路径的所述二次制冷剂置于与所述冷冻治疗系统的二次冷冻治疗制冷剂热连通；

所述第一三通阀构造成，当所述换向阀允许所述二次制冷剂沿着所述第一方向的循环时，将所述二次制冷剂递送给所述冷凝器，且所述第一三通阀构造成，当所述换向阀允许所述二次制冷剂沿着所述第二方向的循环时，将所述二次制冷剂递送给所述压缩机；以及

所述第二三通阀构造成，当所述换向阀允许所述二次制冷剂沿所述第一方向的循环式，将所述二次制冷剂递送给所述膨胀阀，且所述第二三通阀构造成，当所述换向阀允许所述二次制冷剂沿着所述第二方向的循环时，将所述二次制冷剂递送给所述第二热交换装置。

2.如权利要求1所述的套件，其特征在于，所述二次制冷剂沿着所述第一方向的循环使所述第一流体贮存器之中的低压制冷剂的温度降低。

3.如权利要求1所述的套件，其特征在于，所述二次制冷剂沿着所述第二方向的循环使所述第一流体贮存器之中的低压制冷剂的温度和压力升高。

4.如权利要求1所述的套件，其特征在于，所述套件构造成，通过调节所述低压制冷剂的温度来对所述低压制冷剂进行加压。

5.如权利要求1所述的套件，其特征在于，所述第二流体流动路径还包括配置于所述第一流体贮存器下游的真空源。

6.如权利要求1所述的套件，其特征在于，所述第一流体流动路径为闭环流体流动路径。

7.如权利要求6所述的套件，其特征在于，所述第一热交换装置与所述第一流体贮存器流体隔离。

8.如权利要求1所述的套件，其特征在于，所述第一流体贮存器和所述第一热交换装置配置于绝缘容器中。

9.如权利要求8所述的套件，其特征在于，所述第一热交换装置围绕所述第一流体贮存器的至少一部分盘绕，且所述第二热交换装置围绕所述第二流体贮存器的至少一部分盘绕。

10.如权利要求8所述的套件，其特征在于，所述第一热交换装置和所述第二热交换装置浸没在绝缘容器内的非冻结液体之中。

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