CN114745909A - 一种换热装置、循环系统及c型臂x光机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热装置、循环系统及C型臂X光机设备,换热装置包括换热结构和散热单元,换热结构包括第一换热通道和第二换热通道,第一换热通道适于射线源的热介质源连通;散热单元与第二换热通道连通,散热单元包括散热臂结构以及液冷结构,散热臂结构具有沿臂长度方向延伸的至少两个散热腔,任一散热腔的两端分别与第二换热通道和液冷结构连通;液冷结构具有通过散热腔向第二换热通道内流通冷却介质,以与第一换热通道内热介质源热交换的换热状态。本发明提供的换热装置可在热介质源与液冷结构之间形成高到低的热梯度分布,并且通过散热臂结构进行散热,提高装置的抗热冲击能力,实现射线源长时间持续工作的目的。
Description
技术领域
本发明涉及换热技术领域,具体涉及一种换热装置、循环系统及C型臂X光机设备。
背景技术
C型臂作为常见的放射科设备,在骨科手术中的定位、诊断、微创手术的开展和治疗中发挥了重要的作用。臂体内设置X射线源,通过可控的X射线源辐射人体,根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同,应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量,然后将测量所获取的数据输入电子计算机,电子计算机对数据进行处理后,获取得到人体受检查部位的断面或立体的图像,发现体内部位的细小病变。为满足绝缘要求,X射线球管及配套的高电压发生装置一般放置于充满绝缘耐压油的箱体中,箱体内所有设备组成X射线源。射线源工作时,多数电能会转换成热能,只有较少的电能会转换成有效射线;射线源产生的热量会先传递给绝缘耐压油,然后传递给外壳,热量主要由外壳来散发出去,这种散热方式散热能力较低,对于小功率射线源或者间歇性工作的射线源,这种方法可以满足使用需求,但在长时间连,连续工作下,臂体产生积热,易导致射线源的损伤,其抗热冲击能力不足。
现有技术中,为解决射线源长时间工作过热的问题,通过增大油箱体积来容纳更多换热介质,进而提升射线源换热时的热容量,从而满足射线源长时间持续工作的需求。
但上述的热设计方案,在增大油箱体积的同时,会增大体积和重量。X射线源体积的增大,会带来C臂另一端配重的增加,导致C臂重量大幅增加。由于臂体安装在基座上,臂体重量的变化,基座上配重也需随臂重同步提高,从而导致整个C形臂X光机整体重量大幅增加。
发明内容
因此,本发明所要解决的技术问题在于现有技术中臂体内射线源长时间持续工作,抗热冲击能力不足,长时间持续工作能力不足的缺陷。
为此,本发明实施例提供了一种换热装置,适于对射线源进行散热,包括:
换热结构,包括第一换热通道和第二换热通道,所述第一换热通道适于射线源的热介质源连通;
散热单元,与所述第二换热通道连通,所述散热单元包括散热臂结构以及液冷结构,所述散热臂结构具有沿臂长度方向延伸的至少两个散热腔,任一散热腔的两端分别与所述第二换热通道和所述液冷结构连通;
其中,所述液冷结构具有通过散热腔向第二换热通道内流通冷却介质,以与所述第一换热通道内热介质源热交换的换热状态。
可选地,所述散热臂结构为C型臂。
可选地,所述C型臂的外壁面具有若干第一翅片部。
可选地,上述的换热装置,还包括吹风件,所述吹风件适于向所述散热臂结构吹送冷却气流。
可选地,所述液冷结构包括:第一循环泵、冷却箱以及流通管路,其中,所述冷却箱适于存储冷却介质,所述流通管路连通冷却箱和散热臂结构,所述第一循环泵安装在所述流通管路上。
可选地,所述流通管路包括:
流通进管,构造为与第一循环泵的入口端连接以接收冷却介质;
以及流通出管,构造为与第一循环泵的出口端连接,并在所述第一循环泵的作用下将所述冷却介质由所述冷却箱流出,以流入散热腔内,所述流通出管还被构造为与所述散热腔和所述冷却箱连通。
可选地,所述换热结构为板式换热器。
可选地,所述板式换热器外壁面设有第二翅片部。
一种循环系统,包括上述的换热装置。
可选地,上述的循环系统,还包括循环机构,所述循环机构包括第二循环泵、循环回路以及油箱,所述油箱适于存储热介质源,所述循环回路与所述第一换热通道连通,所述第二循环泵适于驱动所述油箱内热介质源沿所述循环回路和所述第一换热通道内流通。
可选地,上述的循环系统,还包括发热件,所述发热件设置在所述油箱内。
一种C型臂X光机设备,包括上述的循环系统。
本发明提供的技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的换热装置,适于对射线源进行散热,包括换热结构和散热单元,换热结构包括第一换热通道和第二换热通道,所述第一换热通道适于射线源的热介质源连通;散热单元与所述第二换热通道连通,所述散热单元包括散热臂结构以及液冷结构,所述散热臂结构具有沿臂长度方向延伸的至少两个散热腔,任一散热腔的两端分别与所述第二换热通道和所述液冷结构连通;所述液冷结构具有通过散热腔向第二换热通道内流通冷却介质,以与所述第一换热通道内热介质源热交换的换热状态。
此结构的换热装置,通过第一换热通道与射线源的热介质源连通,接收射线源工作时产生的热量,由换热结构与散热单元之间交换热量,第二换热通道与散热臂结构中的散热腔以及液冷结构相连通,液冷结构通过散热腔向第二换热通道内流通冷却介质,从而吸收在第一换热通道内热介质源传递的热量,使第一换热通道、第二换热通道、散热腔以及液冷结构热耦合连接,从而射线源长时间持续工作产热,热介质源吸收射线源产热后,在热介质源与液冷结构之间形成高到低的热梯度分布,并且通过散热臂结构进行散热,提高装置的抗热冲击能力,实现射线源长时间持续工作的目的,避免射线源的过热损伤。
2.本发明提供的换热装置,散热臂结构为C型臂;所述C型臂的外壁面具有若干第一翅片部。
此结构的换热装置,散热臂结构设置为C型臂,C型臂移动灵活,可以旋转地使用,通过在C型臂的外壁面设置若干第一翅片部,通过若干第一翅片部同外界换热,可降低散热臂结构自身温度,提高装置的抗热冲击能力,且降低散热臂结构内零部件的热膨胀程度,有益于C型臂的正常工作。
3.本发明提供的换热装置,还包括吹风件,所述吹风件适于向所述散热臂结构吹送冷却气流。
此结构的换热装置,通过吹风件向散热臂结构吹送冷却气流,通过冷却气流吸收散热臂结构处的热量,提高装置的抗热冲击能力。
4.本发明提供的换热装置,所述液冷结构包括:第一循环泵、冷却箱以及流通管路,其中,所述冷却箱适于存储冷却介质,所述流通管路连通冷却箱和散热臂结构,所述第一循环泵安装在所述流通管路上;所述流通管路包括:流通进管以及流通出管,流通进管构造为与第一循环泵的入口端连接以接收冷却介质;流通出管构造为与第一循环泵的出口端连接,并在所述第一循环泵的作用下将所述冷却介质由所述冷却箱流出,以流入散热腔内,所述流通出管还被构造为与所述散热腔和所述冷却箱连通。
此结构的换热装置,第一循环泵作为动力源,将存储在冷却箱的冷却介质通过流通管路输送至第二换热管路以及散热腔,通过流通进管、两个散热腔、第二换热通道以及流通出管的连接,在冷却箱、散热臂结构以及换热结构之间形成散热冷却的循环流路,可有效应对射线源长时间工作产热的工况,提高装置的抗热冲击能力。
5.本发明提供了一种循环系统,包括换热装置,还包括循环机构,所述循环机构包括第二循环泵、循环回路以及油箱,所述油箱适于存储热介质源,所述循环回路与所述第一换热通道连通,所述第二循环泵适于驱动所述油箱内热介质源沿所述循环回路和所述第一换热通道内流通。
此结构的循环系统,通过循环机构传递射线源工作时产生的热量至换热装置,第二循环泵作为循环回路的动力源,将与射线源换热后的热介质源沿循环回路输送至第一换热通道,通过换热装置接收传递的热量并处理,实现射线源长时间持续工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术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方式,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为本发明的实施例中所提供的循环系统的结构示意图;
图2为本发明的实施例中所提供的换热装置的结构示意图;
图3为本发明的实施例中所提供的散热臂结构的主视图;
图4为本发明的实施例中所提供的散热臂结构的局部示意图;
附图标记说明:
10-散热臂结构;11-第一散热腔;12-第二散热腔;13-第一翅片部;14-热交换部;
20-液冷结构;21-第一循环泵;22-冷却箱;23-流通管路;
30-循环机构;31-第二循环泵;32-循环回路;33-油箱;34-发热件;
40-换热结构;41-第一换热通道;42-第二换热通道;43-第二翅片部;50-吹风件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1与图2所示,本实施例提供了一种换热装置,适于对射线源进行散热,包括换热结构40和散热单元,换热结构40包括第一换热通道41和第二换热通道42,所述第一换热通道41适于射线源的热介质源连通,第一换热通道41同热介质源的流通路相密封连接,第一换热通道41用于收容流通热介质源,并与流通其内的热介质源发生热传递,以吸收热介质源的热量;散热单元与所述第二换热通道42连通,所述散热单元包括散热臂结构10以及液冷结构20,所述散热臂结构10具有沿臂长度方向延伸的至少两个散热腔,任一散热腔的两端分别与所述第二换热通道42和所述液冷结构20连通;所述液冷结构20具有通过散热腔向第二换热通道42内流通冷却介质,以与所述第一换热通道41内热介质源热交换的换热状态。
本实施例提供的换热装置,通过第一换热通道41与射线源的热介质源连通,接收射线源工作时产生的热量,由换热结构40与散热单元之间交换热量,第二换热通道42与散热臂结构10中的散热腔以及液冷结构20相连通,液冷结构20通过散热腔向第二换热通道42内流通冷却介质,从而吸收在第一换热通道41内热介质源传递的热量,使第一换热通道41、第二换热通道42、散热腔以及液冷结构20热耦合连接,从而射线源长时间持续工作产热,热介质源吸收射线源产热后,在热介质源与液冷结构20之间形成高到低的热梯度分布,并且通过散热臂结构10进行散热,提高装置的抗热冲击能力,实现射线源长时间持续工作的目的,避免射线源的过热损伤。
如图3与图4所示,所述散热臂结构10为C型臂,C型臂移动灵活,可以旋转地使用,便于医疗诊断及手术的操作;C型臂的外壁面具有若干第一翅片部13,通过若干第一翅片部13同外界换热,可降低散热臂结构10自身温度,提高装置的抗热冲击能力,且降低散热臂结构10内零部件的热膨胀程度,有益于C型臂的正常工作。
本实施例提供的换热装置,还包括吹风件50,所述吹风件50适于向所述散热臂结构10吹送冷却气流;通过吹风件50向散热臂结构10吹送冷却气流,通过冷却气流吸收散热臂结构10处的热量,对散热臂结构10进行风冷快速降温,使得换热结构40的热量快速向散热臂结构10传递,提高装置的抗热冲击能力。
本实施例提供的换热装置,所述液冷结构20包括:第一循环泵21、冷却箱22以及流通管路23,其中,所述冷却箱22适于存储冷却介质,所述流通管路23连通冷却箱22和散热臂结构10,所述第一循环泵21安装在所述流通管路23上;所述流通管路23包括:流通进管以及流通出管,流通进管构造为与第一循环泵21的入口端连接以接收冷却介质;流通出管构造为与第一循环泵21的出口端连接,并在所述第一循环泵21的作用下将所述冷却介质由所述冷却箱22流出,以流入散热腔内,所述流通出管还被构造为与所述散热腔和所述冷却箱22连通。具体的,两个散热腔分别为第一散热腔11与第二散热腔12,第一散热腔11一端与流通进管的输出端密封相连,另一端与第二换热通道42的输入端密封相连,第二散热腔12一端与第二换热通道42的输出端密封相连,另一端与流通回管的输入端密封相连。第一散热腔11与第二散热腔12内分布有热交换部14,通过热交换部14增大散热臂结构与冷却介质之间的换热面积,促进冷却介质的降温。
作为本实施例的一种实施方式,第一散热腔11与第二散热腔12为流道孔,热交换部14为流道孔内的凸片,凸片可环形分布设置在流道孔内,以增大换热面积,并可促进散热臂结构与冷却介质之间换热的均匀性。
作为本实施例的第二种实施方式,第一翅片部13为若干弧形片,相邻的弧形片彼此间隔设置,一方面通过弧形片增大换热面积,彼此间隔设置的弧形片保证散热臂结构上的散热空间,便于吹风件输送的冷却气流带走传递至散热臂结构处的热量。
本实施例提供的换热装置,将第一循环泵21作为动力源,将存储在冷却箱22的冷却介质通过流通管路23输送至第二换热管路以及散热腔,通过流通进管、第一散热腔11、第二换热通道42、第二散热腔12以及流通出管的连接,在冷却箱22、散热臂结构10以及换热结构40之间形成散热冷却的循环流路,可有效应对射线源长时间工作产热的工况,提高装置的抗热冲击能力。
本实施例提供的换热装置,所述换热结构40为板式换热器,所述板式换热器外壁面设有第二翅片部43,通过第二翅片部43增大换热结构40同外界换热的接触面积,促进换热结构40的降温,使得第一换热通道41吸收热介质源的热量,加快换热装置内的热分布,提高装置的抗热冲击能力。
实施例2
本实施例提供了一种循环系统,包括实施例1的换热装置。
本实施例提供的循环系统,还包括循环机构30,所述循环机构30包括第二循环泵31、循环回路32以及油箱33,所述油箱33适于存储热介质源,所述循环回路32与所述第一换热通道41连通,所述第二循环泵31适于驱动所述油箱33内热介质源沿所述循环回路32和所述第一换热通道41内流通。
作为本实施例的一种实施方式,将液冷结构20中冷却箱22与循环机构30中油箱33相对设置在散热臂结构10的两侧,从而在保证换热装置的抗热冲击能力与长时间持续工作的同时,对散热臂结构10两侧的配重提供辅助平衡,进而促进散热臂结构10工作的稳定性。
本实施例提供的循环系统,通过循环机构30传递射线源工作时产生的热量至换热装置,第二循环泵31作为循环回路32的动力源,将与射线源换热后的热介质源沿循环回路32输送至第一换热通道41,通过换热装置接收传递的热量并处理,实现射线源长时间持续工作。
其中,热介质源为绝缘耐压油,可为射线源提供可靠的工作环境,避免装置的漏电。
本实施例提供的循环系统,还包括发热件34,所述发热件34设置在所述油箱33内,发热件34为射线源。
本实施例还提供一种C型臂X光机设备,包括上述的循环系统。
本发明提供的循环系统的工作过程如下:
首先,启动循环机构30,通过第二循环泵31动力驱动油箱33内的热介质源从油箱33流出,并通过循环回路32流经第二循环泵31与第一换热通道41,再流回油箱33,在发热件34产生热量时,即在射线源工作产热时,油箱33内的热介质源吸收发热件34产生的热量,热介质源随第二循环泵31驱动作用流至第一换热通道41,热介质源将其内的热量传递给换热结构40,冷却降温的热介质源随循环回路32回到油箱33继续吸收发热件34产生的热量;其后,换热结构40一方面通过第二翅片部43向外界换热降温,另一方面将热量传递至液冷结构20,通过第一循环泵21驱动冷却箱22内冷却介质从冷却箱22流出,冷却介质依次流经流通进管、第一散热腔11、第二换热通道42、第二散热腔12以及流通回管再回到冷却箱22,换热结构40传递至液冷结构20的热量,在冷却介质的传递作用下,换热至散热臂结构10,散热臂结构10内的第一散热腔11与第二散热腔12与冷却介质接触换热,散热臂结构10上的第一翅片部13将其内热量传递至外界,通过吹风件50向散热臂结构10处输送冷却气流,促进散热臂结构10的冷却散热。至此,循环系统中形成循环机构30至散热单元的热梯度分布。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种换热装置,适于对射线源进行散热,其特征在于,包括:
换热结构(40),包括第一换热通道(41)和第二换热通道(42),所述第一换热通道(41)适于射线源的热介质源连通;
散热单元,与所述第二换热通道(42)连通,所述散热单元包括散热臂结构(10)以及液冷结构(20),所述散热臂结构(10)具有沿臂长度方向延伸的至少两个散热腔,任一散热腔的两端分别与所述第二换热通道(42)和所述液冷结构(20)连通;
其中,所述液冷结构(20)具有通过散热腔向第二换热通道(42)内流通冷却介质,以与所述第一换热通道(41)内热介质源热交换的换热状态。
2.根据权利要求1所述的换热装置,所述散热臂结构(10)为C型臂。
3.根据权利要求2所述的换热装置,所述C型臂的外壁面具有若干第一翅片部(13)。
4.根据权利要求1-3所述的换热装置,所述液冷结构(20)包括:第一循环泵(21)、冷却箱(22)以及流通管路(23),其中,所述冷却箱(22)适于存储冷却介质,所述流通管路(23)连通冷却箱(22)和散热臂结构(10),所述第一循环泵(21)安装在所述流通管路(23)上。
5.根据权利要求4所述的换热装置,所述流通管路(23)包括:
流通进管,构造为与第一循环泵(21)的入口端连接以接收冷却介质;
以及流通出管,构造为与第一循环泵(21)的出口端连接,并在所述第一循环泵(21)的作用下将所述冷却介质由所述冷却箱(22)流出,以流入散热腔内,所述流通出管还被构造为与所述散热腔和所述冷却箱(22)连通。
6.根据权利要求1-3所述的换热装置,所述换热结构(40)为板式换热器。
7.根据权利要求6所述的换热装置,所述板式换热器外壁面设有第二翅片部(43)。
8.一种循环系统,其特征在于,包括权利要求1-7中任一项所述的换热装置。
9.根据权利要求8所述的循环系统,还包括循环机构(30),所述循环机构(30)包括第二循环泵(31)、循环回路(32)以及油箱(33),所述油箱(33)适于存储热介质源,所述循环回路(32)与所述第一换热通道(41)连通,所述第二循环泵(31)适于驱动所述油箱(33)内热介质源沿所述循环回路(32)和所述第一换热通道(41)内流通。
10.根据权利要求8所述的循环系统,还包括发热件(34),所述发热件(34)设置在所述油箱(33)内。
11.一种C型臂X光机设备,包括权利要求1-10中任一项所述的循环系统。
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