CN113116460A - 一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，包括中空的外壳、设于外壳内的电磁组件、设于电磁组件一端的治疗头、设于电磁组件内并沿电磁组件的轴向进行往复运动的子弹体以及用于对所述电磁组件进行散热的散热组件，所述散热组件包括散热块和至少一根热管，所述热管的一端与所述电磁组件抵接，所述散热块设于所述热管的另一端；本发明通过采用热管和散热块进行散热,可有效提高散热速度和散热效果，还具有体积小、结构紧凑的特点。

Description

一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器。

背景技术

冲击波治疗技术作为冲击波碎石技术的引申用法，近年来已经越来越普遍。当前冲击波治疗仪主要分为聚焦型和发散型，聚焦型冲击波能量强，传播深度大，但是存在设备昂贵，体积巨大等缺点。另一类是发散式冲击波，而发散式冲击波也分为气压弹道式和电磁弹道式两类，其中气压弹道式冲击波如CN105769260A，CN102202734B,CN107811832等，此类设备由于需要空气压缩机的存在，也存在体积较大不便于携带等问题；电磁弹道式冲击波则是通过电磁线圈驱动子弹体在弹道中运动并撞击治疗头产生冲击波，如CN103920238A等。

电磁弹道式冲击波原理是通电线圈产生的磁场吸引子弹体在导管内往复运动，并碰撞前端治疗头产生冲击波，在通电线圈内部会产生大量的热，通常能达到输入功率的90％以上，目前已有的技术一般是通过散热风扇直接对对电磁铁外壳进行散热，如CN103920238A，由于发热线圈需要先将热量传递到散热壳后再通过空气流动带走热量，手柄需要在电磁铁外套一个体积巨大的散热片进行散热，导致整个手柄的直径变大，握持感变差，而且相应的散热效率也不高，目前市面上的所有电磁弹道式冲击波基本全部采用了此种工艺。

发明内容

本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，通过采用热管和散热块进行散热,可有效提高散热速度和散热效果，还具有体积小、结构紧凑的特点。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的，提供一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，包括中空的外壳、设于外壳内的电磁组件、设于电磁组件一端的治疗头、设于电磁组件内并沿电磁组件的轴向进行往复运动的子弹体以及用于对所述电磁组件进行散热的散热组件，所述散热组件包括散热块和至少一根热管，所述热管的一端与所述电磁组件抵接，所述散热块设于所述热管的另一端。

进一步的，所述散热组件还包括朝向所述散热块吹拂的散热风扇。

进一步的，所述电磁组件包括中心的导向管、至少一个套设于导向管外周的线圈轴、绕设于线圈轴上电磁线圈以及套装于电磁线圈外周的线圈支架，所述线圈支架与所述外壳之间设有间隙，所述治疗头的一端插入所述导向管内，所述子弹体设于所述导向管内，所述线圈支架与电磁线圈之间设有供所述热管插入的插入口，且所述热管与所述电磁线圈的外周抵接。

进一步的，所述电磁弹道式冲击波发生器还包括套装于所述线圈支架外周的金属壳，且所述金属壳的后端设有向内顶紧所述绕线轴的后压盖，所述金属壳的前端与所述治疗头之间设有堵盖，所述金属壳与外壳之间设有间隙。

进一步的，所述后压盖的内侧在对应所述子弹体的位置处设有缓冲胶垫。

进一步的，所述热管有四根，且所述热管的形状为扁平状，所述热管的表面与所述电磁线圈的外周面相切，四根所述热管呈环形阵列的方式环绕设于所述电磁线圈的外周，所述散热块上设有四个供所述热管一一对应插入的插槽。

进一步的，所述热管与所述电磁线圈之间的空隙中填充有导热胶。

进一步的，所述治疗头的外周套设有治疗头盖。

进一步的，所述金属壳的前端设有向外延伸出所述外壳的转接头，所述治疗头盖与所述转接头连接。

进一步的，所述电磁弹道式冲击波发生器还包括手柄，所述手柄与所述外壳中远离治疗头的一端连接，所述散热块和散热风扇前后依次设于所述手柄内，所述手柄内还设有控制板，所述控制板分别与所述电磁线圈和散热风扇电连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明中通过采用热管与电磁线圈直接接触进行导热，且热阻非常小,利用热管的超高导热率(约为铜的100倍以上),热量可以迅速被热管直接由电磁线圈内部转移到散热块上,从而减少整个系统的热阻以减少发热,保证系统长时间稳定工作；还利用散热风扇对散热块进行散热，提高了散热速度和效果；另外独立的散热块结构在工艺上可以采用传统方案中无法使用的铲齿、插翅等工艺结构来扩大散热面积，同时由于散热风扇被布置在紧贴/紧邻在散热块的一侧,风压损失小,进一步提升散热块的散热效率，减少整个系统的热阻以减少发热,发效率更高，保证系统可以长时间稳定工作；并且利用热管进行导热的结构可使产品的整体结构体积更小和更加紧凑，极大改善了使用过程中的握持舒适度，其中热管优选为扁平状的，可进一步减小体积，但也因为其是扁平状的，热管与电磁线圈的相切为线接触，从而在两者之间线接触的位置处会存在空隙，本发明通过在该空隙中填充导热胶的方式进一步提高了导热率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中电磁弹道式冲击波发生器的剖视图；

图2为图1中A的放大示意图；

图3为实施例中电磁弹道式冲击波发生器位于子弹体处的剖视图；

图4为实施例中电磁弹道式冲击波发生器中子弹体与治疗头撞击时的示意图；

图5为实施例中电磁线圈、热管和散热块组装后的示意图；

图6为实施例2中在电磁弹道式冲击波发生器增加了温度传感器的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例1

如图1-5所示，本实施例所示的一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，包括中空的外壳1、设于外壳1内用于形成电磁场的电磁组件、设于电磁组件一端的治疗头2、设于电磁组件内并沿电磁组件的轴向进行往复运动的子弹体3以及用于对电磁组件进行散热的散热组件，上述中利用电磁组件产生磁场来驱动子弹体进行前后的往复运动，再利用运动的子弹体对治疗头进行撞击产生冲击波，在这一过程中，电磁组件工作会产生大量的热，严重影响了产品的使用、用户体验感和寿命，因此需要对电磁组件进行散热，具体散热方案如下：

本实施例中，电磁组件包括中心的导向管4、两个前后套设于导向管外周的线圈轴5、绕设于每一个线圈轴5上的电磁线圈6以及套装于电磁线圈6外周的线圈支架7；在两个线圈轴5之间设有将两者隔开的铁块51，避免两电磁线圈6相互干扰；线圈支架7与外壳1之间设有间隙71，避免电磁组件上的热量被传递到外壳中；子弹体3设于导向管4内，从而子弹体在导向管内进行前后往复运动，治疗头2的一端插入导向管4内，用于与子弹体配合实现撞击并产生冲击波。

本实施例中，散热组件包括散热块8、朝向散热块8吹拂的散热风扇9以及四根热管10，四根热管10的呈环形阵列的方式环绕设于电磁线圈6的外周，且四根热管10的一端与电磁线圈7的外表面抵接，在散热块8上设有四个供热管10一一对应插入的插槽(图中未示出)，从而使热管10的另一端插入插槽81中并与散热块形成抵接结构；上述中，通过采用热管与电磁线圈直接接触进行导热，且热阻非常小,利用热管的超高导热率(约为铜的100倍以上),热量可以迅速被热管直接由电磁线圈内部转移到散热块上,从而减少整个系统的热阻以减少发热,保证系统长时间稳定工作；还利用散热风扇对散热块进行散热，提高了散热速度和效果；另外独立的散热块结构在工艺上可以采用传统方案中无法使用的铲齿、插翅等工艺结构来扩大散热面积，同时由于散热风扇被布置在紧贴/紧邻在散热块的一侧,风压损失小,进一步提升散热块的散热效率，减少整个系统的热阻以减少发热,发效率更高，保证系统可以长时间稳定工作。

具体的，在线圈支架7上设有向外凸起的弯折部72，使线圈支架7与电磁线圈6之间在弯折部72处形成有供热管10插入的插入口73，这时也可利用弯折部向内的限位作用，使热管与电磁线圈紧密接触，提高散热结构的可靠性和稳定性。

具体的，该电磁弹道式冲击波发生器还包括套装于线圈支架7外周的金属壳11，在金属壳上相应的设有用于容纳弯折部72的卡槽(图中未示出)，金属壳11与外壳1之间设有间隙71，且金属壳11的后端设有向内顶紧绕线轴5的后压盖12，后压盖通过螺栓与金属壳固定连接，在组装时，将组装好的电磁组件从金属壳的后端开口中装入金属壳内，并在金属壳的前端形成有对电磁组件进行止挡的挡止部，而后利用后压盖12向内顶紧电磁组件，避免电磁组件发生轴向移动，提高了结构可靠性；还在金属壳11的前端与治疗头2之间设有将两者隔开的堵盖13，堵盖13与金属壳螺纹连接，便于组装和拆卸，且堵盖13与治疗头2之间设有密封圈21。

具体的，后压盖12的内侧在对应子弹体3的位置处设有缓冲胶垫121，利用缓冲胶垫121对子弹体的撞击力进行缓冲，避免撞击导致后压盖的损坏。

在一具体的优选实施例中，热管10的形状为扁平状，热管10的表面与电磁线圈6的外周面相切，因热管与电磁线圈的相切为线接触，从而在两者之间线接触的位置处会存在空隙，本实施例通过在热管10与电磁线圈6之间的空隙中填充导热胶(图中未示出)的方式进一步提高了导热率。

具体的，治疗头2的外周套设有治疗头盖14，用于保护治疗头和安装治疗头，在治疗头盖与治疗头之间也设有密封圈21；在金属壳11的前端通过螺丝固定设有向外延伸出外壳1的转接头15，治疗头盖14与转接头15螺纹连接。

在一具体的优选实施例中，该电磁弹道式冲击波发生器还包括手柄16，手柄16与外壳1中远离治疗头2的一端连接，散热块8和散热风扇9前后依次设于手柄16内，手柄16内还设有控制板17，控制板17分别与电磁线圈6和散热风扇9电连接，用于控制两者的工作。

于其它实施例中，热管为烧结热管。

于其它实施例中，热管的形状还可以采用弧度与电磁线圈的外周面相匹配的弧形，从而增大热管与电磁线圈的接触面积，减少导热胶的使用，提高导热率。

于其它实施例中，外壳为耐温塑胶壳。

于其它实施例中，金属壳为铁壳。

于其它实施例中，电磁线圈由铜质漆包线绕制而成。

作为对比，传统方案的电磁式冲击波治疗仪，在电磁铁外径一致的前提下，比如取电磁铁外径为31mm，通常考虑到装配间隙，需要增加单边5mm的灌封胶厚度，再增加单边1.5mm厚度的金属散热管，最外部是齿高至少5mm的散热齿，总体的直径达到57mm，其散热路径为电磁线圈>导热灌封胶>铝壳>外部散热齿，其中导热灌封胶的导热系数约为1W/m.K，这是整个散热途径中的短板，考虑到装配间隙问题，电磁线圈与铝壳一定需要导热灌封胶填充，所以整个散热路径的热阻偏大，且外部散热齿由于高度限制不能做的很大，而且散热块基本只能采用挤压成型工艺，受工艺限制其齿宽和密度均不理想。

而本实施例中的电磁弹道式冲击波发生器，采用热管散热结构的电磁式冲击波治疗仪在同样条件下，取电磁铁外径为31mm，热管与电磁线圈相切后，固定热管的金属壳外径为35mm，金属壳与外壳之间单边留1mm间隙，外壳厚度1.5mm，则整机的直径为40mm，该新方案的整机直径比传统方案细了17mm，极大改善了使用过程中的握持舒适度；另外本实施例中更紧凑的结构使得外部的轭铁结构更小，电磁线圈产生的磁力线更集中，且磁场强度随距离的衰减是呈指数级变化的，所以即使尺寸上的很小进度都能极大的提升真个电磁线圈的工作效率，得益于小型化带来的改善，在达到相同输出强度的条件下，该新型结构所需要的输入功率降低到传统结构的60％以下，极大的提升了系统的工作效率；其散热路径为电磁线圈>热管>散热块，在此种散热路径下，线圈与热管直接接触，由于热管超高的导热率(约为铜的100倍以上)，热量被直接由电磁线圈内部传送到外部散热块上。

基于以上设计，传统的电磁式冲击波治疗仪通常工作3000-6000次即因为超温问题需要停机一段时间以冷却手柄，本实施例中的结构设计经过试验测试连续工作20000次仍能保证温度在系统允许的工作范围内。

实施例2

如图1-6所示，本实施例所示的一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，在实施例1所示结构的基础上，还在绕线轴上设有用于监控电磁线圈温度的温度传感器100(如图6所示)，该温度传感器与控制板电连接，通过该温度传感器与风扇的协同配合进行散热降温，从而可在检测到温度过高时通过调高风扇的转速来提高散热效果，在检测到温度处于较低状态时，可使风扇的转速保持在稳定平稳的常规速度上，避免其超负荷运转，提高其的寿命等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内；因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，包括中空的外壳(1)、设于外壳(1)内的电磁组件、设于电磁组件一端的治疗头(2)、设于电磁组件内并沿电磁组件的轴向进行往复运动的子弹体(3)以及用于对所述电磁组件进行散热的散热组件，其特征在于：所述散热组件包括散热块(8)和至少一根热管(10)，所述热管(10)的一端与所述电磁组件抵接，所述散热块(8)设于所述热管(10)的另一端。

2.根据权利要求1所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述散热组件还包括朝向所述散热块(8)吹拂的散热风扇(9)。

3.根据权利要求2所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述电磁组件包括中心的导向管(4)、至少一个套设于导向管(4)外周的线圈轴(5)、绕设于线圈轴(5)上电磁线圈(6)以及套装于电磁线圈(6)外周的线圈支架(7)，所述线圈支架(7)与所述外壳(1)之间设有间隙(71)，所述治疗头(2)的一端插入所述导向管(4)内，所述子弹体(3)设于所述导向管(4)内，所述线圈支架(7)与电磁线圈(6)之间设有供所述热管(10)插入的插入口(73)，且所述热管(10)与所述电磁线圈(6)的外周抵接。

4.根据权利要求3所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：还包括套装于所述线圈支架(7)外周的金属壳(11)，且所述金属壳(11)的后端设有向内顶紧所述绕线轴(5)的后压盖(12)，所述金属壳(11)的前端与所述治疗头(2)之间设有堵盖(13)，所述金属壳(11)与外壳(1)之间设有间隙(71)。

5.根据权利要求4所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述后压盖(12)的内侧在对应所述子弹体(3)的位置处设有缓冲胶垫(121)。

6.根据权利要求5所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述热管(10)有四根，且所述热管(10)的形状为扁平状，所述热管(10)的表面与所述电磁线圈(6)的外周面相切，四根所述热管(10)呈环形阵列的方式环绕设于所述电磁线圈(6)的外周，所述散热块(8)上设有四个供所述热管(10)一一对应插入的插槽。

7.根据权利要求6所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述热管(10)与所述电磁线圈(6)之间的空隙中填充有导热胶。

8.根据权利要求7所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述治疗头(2)的外周套设有治疗头盖(14)。

9.根据权利要求8所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：所述金属壳(11)的前端设有向外延伸出所述外壳(1)的转接头(15)，所述治疗头盖(14)与所述转接头(15)连接。

10.根据权利要求9所述的使用热管散热结构的电磁弹道式冲击波发生器，其特征在于：还包括手柄(16)，所述手柄(16)与所述外壳(1)中远离治疗头(2)的一端连接，所述散热块(8)和散热风扇(9)前后依次设于所述手柄(16)内，所述手柄(16)内还设有控制板(17)，所述控制板(17)分别与所述电磁线圈(6)和散热风扇(9)电连接。

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