CN115551572A - 具有带有冷却片的冷却体的用于递送医学液体的装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于递送医学液体的装置(2)，尤其是输液泵，所述装置具有壳体(4)、布置在所述壳体(4)内的至少在使用所述装置(2)时产生热量的部件(6)和安设在所述壳体(4)的外侧上的被动的冷却体(12)，所述冷却体与所述部件(6)热连接、尤其导热连接，其中，所述冷却体(12)具有冷却片(26)。此外，本公开涉及一种由包括保持装置(34)和这样的装置(2)的系统(32)。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于递送医学液体的装置，尤其是一种输液泵。此外，本公开涉及一种包括诸如三脚架的保持装置和这种装置的系统。
背景技术
输液泵基本分为注射泵和软管泵。在注射泵的情况下，填充有待递送的液体的注射器通过驱动器移动，使得注射器的注射活塞以受控的前进速度运动，以将液体从注射器输送出来。在软管泵的情况下，通过驱动器、例如借助于蠕动使填充有待递送的液体的软管运动，以便将液体从软管中输送出来。
这种输液泵具有多个(电子)部件，其运行产生热量。例如从US 10,034,975 B2中已知这样一种输液泵，该输液泵具有壳体和布置在壳体中的产生热量的部件。
产生的热量必须被导出到周围环境中，以便将输液泵的温度保持在对于所有部件允许的范围内并且保护部件免于过热。为此，在已知的输液泵中安装布置在输液泵壳体中的风扇/通风机，以借助空气冷却将热量排出，其中，沿产生热量的(电子)部件的表面流动的空气从输液泵壳体吹出。然而，其缺点在于，为了将空气从输液泵壳体中导出，必须在该输液泵壳体中设置开口。液体或其他不希望的外部影响又可以通过这些开口进入输液泵壳体中，这为了确保输液泵的功能而应当避免。另外的缺点在于，必须向风扇以及可能存在的用于冷却空气的冷发生器提供电能，从而在缺少能量供应时可能导致冷却的失效。此外，风扇和冷发生器需要在输液泵壳体内部的额外的结构空间。由于输液泵的紧凑的结构形式和其有限的蓄电池容量，因此(电子)部件的这种空气冷却是不实用的。
发明内容
因此，本公开的任务是提供一种用于递送医学液体的装置，尤其是输液泵，其中，能够随时确保装置内的温度不超过装置中包含的所有部件的允许的最大温度。同时，该装置应具有紧凑的结构，易于清洁和/或消毒，以及为了确保功能性，保护布置在装置壳体内的部件免受外部影响。本公开的任务还在于，提供一种具有这种装置以及用于保持该装置的保持装置的系统。
本公开的任务通过具有独立权利要求1的特征的装置以及通过具有并列系统权利要求的特征的系统来解决。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
尤其，用于递送医学液体的装置构造为输液泵。例如该装置可以被构造为注射泵或软管泵。
该装置具有壳体以及至少一个尤其是在使用该装置时产生热量的部件，也就是说待冷却的部件。部件被布置在壳体内。例如该部件可以被构造为电子构件。此外该装置可以具有至少在使用该装置时产生热量的多个这样的部件。在输液泵中，产生热量的部件可以包括例如用于向其他电运行的构件供电的电源和/或用于向其他电运行的构件供电的蓄电池。此外，用于信号传输的无线电模块、如WLAN模块或蓝牙模块可以是产生热量的部件。电动构件、尤其用于输送液体的驱动器也可以是产生热量的部件。用于显示运行相关的数据的显示单元、用于控制所述装置的控制设备(例如显示单元或驱动器)等也可以属于产生热量的部件、尤其是输液泵。换句话说，在装置的壳体内部中产生热量，所述热量必须从壳体中导出。
根据本公开，该装置包括安设在壳体的外侧上的被动冷却体。被动冷却体可以理解为一种构件，该构件借助被动冷却向周围环境释放热量。通过将冷却体安设在壳体的外侧上，冷却体能够将热量直接释放到周围环境中。在此，被动冷却是指仅基于自由/自然对流和热辐射来冷却机器、电气和电子设备和构件，其中，废热被释放或辐射到周围空气中。与此相反，在主动冷却的情况下，热能借助于风扇或泵从待冷却的部件中被输出。被动冷却相对于主动冷却的优点主要在于，不需要电能来冷却。
根据本公开，冷却体与部件热连接、尤其是导热地连接。也就是说，热量通过热传导从壳体的内部传输至外侧上的冷却体，以便在那里释放到周围环境中。换句话说，为了在壳体内进行热传递，针对性地使用与用于在壳体外的热传递、即对流和/或热辐射不同类型的热传输过程，即通过机械接触进行的热传导。因此，与现有技术相比，壳体内的通过风扇强制的对流不再用于通过在向外部输送的空气中携带来输出热量。这具有的优点是，在壳体中不必再设置开口以便能够将空气运出，因为热量通过直接的机械接触传输到该装置的外侧。由此也不会有不期望的介质通过开口进入到壳体中，从而能够显著地提高所述装置的可清洁性和可杀菌性。另外的决定性的优点在于，不必使用电能来驱动这种风扇，从而部件的冷却不依赖于供电或者说蓄电池容量并且因此是防失效的。
根据本公开，冷却体包括冷却片。通过设置冷却片可以增大冷却体的表面并且因此改进向冷却部的热传递。
根据优选的实施方式，该装置可以具有布置在壳体内的导热型材，如导热板或类似物。导热型材可以优选直接地、即通过机械接触与产生热量/待冷却的部件热连接。导热型材能够优选直接地、也就是说以机械接触与冷却体热连接。通过导热的、优选直接的通过导热型材进行的连接，部件的热量以合适的且简单的方式向外传输。尤其，导热型材能够面贴靠地与部件和/或冷却体连接。通过面接触和由此产生的接触面可以提高可传递的热功率。优选地，导热型材可以由导热率大于10W/mK、优选大于50W/mK、进一步优选大于100 W/mK的材料构造。尤其是导热型材可以由金属、例如铝或铜构造，备选地由陶瓷材料、尤其由技术陶瓷、如氧化铝或氮化铝构成。
根据优选实施方式的改进方案，冷却体可以具有优选平坦的接触面，该接触面贴靠在导热型材的优选平坦的接触面上或者经由热层、例如导热膏与热轮廓的优选平坦的接触面连接。在此，冷却体例如能够穿过壳体中的留空部布置。这具有的优点是，壳体材料的热阻被规避。
根据优选实施方式的改进方案，导热型材能够将多个产生热量的部件与冷却体热连接。这具有的优点是，如果导热型材可以用于多个部件的散热，则构件的数量保持尽可能小。优选地，多个部件可以被布置成相邻的。由此，导热型材可构造成尽可能短，从而热量仅须在较小的路段上被运走。
根据优选实施方式的改进方案，导热型材能够与壳体间隔地布置。也就是说，导热型材优选仅接触冷却体和一个/多个部件。由此可以确保，热量不是通过壳体传输，而是有针对性地沿着导热型材优选在最短的路径上传输至冷却体。
根据优选的实施方式，冷却体可以具有用于与外部的配合耦联区段导热耦联的耦联区段。也就是说，除了通过自由/自然对流和热辐射进行散热外，冷却体还被设置和构造成通过热传导将热量传输到配合耦联区段，该配合耦联区段优选用作散热构件。因此所有类型的热传输过程都被用于以特别有效但被动的方式导出热量。
根据优选实施方式的改进方案，耦联区段可以具有优选平坦的接触面，该接触面被设置和构造成以便优选直接地、尤其面贴靠地导热地接触配合耦联区段的表面。通过面接触和由此产生的接触面可以提高可传递的热功率。
根据优选的实施方式，冷却片优选能够在装置的使用位置中垂直地定向。通过垂直定向，促进了重力引起的自然/自由的对流。
换句话说，冷却体不仅可以具有以冷却片形式的、局部针对热对流和/或热辐射优化的表面结构，而且可以具有以平坦的接触面形式的、局部针对热传导优化的表面结构。
根据优选的实施方式，耦联区段可以布置在冷却片之间。这具有的优点是，通过冷却片引起的自然的对流可以被利用，以便对耦联区段和可容纳或被容纳在其中的配合耦联区段进行围绕流动，从而耦联区段或配合耦联区段也有助于通过对流进行散热。因此能够提供特别有效的系统。
根据优选的实施方式，所述装置可以具有用于将所述装置安设在外部的保持装置上、例如安装在三脚架的三脚架夹紧装置上的紧固区段。这具有的优点是，该装置可以紧固在空间中和/或利用保持装置在空间中运动。根据优选实施方式的改进方案，紧固区段能够由冷却体的耦联区段形成，并且外部的配合耦联区段由保持装置形成。也就是说，耦联区段同时用于紧固所述装置。这具有的优点是，用于紧固的耦联区段必须与保持装置处于接触中，从而整体解决了散热功能。另外的优点在于，耦联区段在紧固状态中被保持装置覆盖并且因此不能无意地与手接触。由于通常通过金属三脚架夹紧装置或直接通过金属三脚架来实现装置的紧固，所以通过具有良好导热性能的保持装置的导热接触在不改变本系统的情况下是可能的。
根据优选实施方式的改进方案，紧固区段可以具有轨道，该轨道被设置和构造用于尤其无工具地形状配合地将装置紧固在保持装置上。因此可以确保简单的紧固。尤其在保持装置上的所述紧固区段的穿过轨道引导的插入方向优选相应于冷却片的定向和/或垂直方向。这具有的优点是，装置的紧固不会阻止自由对流，例如其中该紧固防止紧固区段的空气绕流。
根据优选实施方式的改进方案，冷却体、尤其耦联区段可以布置在壳体的 (在装置的使用位置中观察的)背侧上。因此减少了手动接触(热)耦联区段的风险。备选地或附加地，冷却体能够具有遮盖耦联区段的并且对外绝缘的接触保护件。因此防止了由于无意接触而导致的烧伤。接触保护件可以具有用于保持装置的插入缝隙，从而确保保持装置上的紧固。
根据优选的实施方式，壳体可以基本是液体密封的。这具有的优点是，可以防止不期望的介质侵入。优选地，壳体可以优选地构造成没有通风口。也就是说，壳体不具有使得液体能够从外部进入壳体内部的通风缝、通风口等。
根据优选的实施方式，冷却体能够由下述材料构造，所述材料的导热率大于10W/mK，优选大于50W/mK，进一步优选大于100W/mK。优选地，冷却体能够由金属、尤其由铝或铜构造。备选地，冷却体可以由陶瓷材料、尤其是由技术陶瓷、如氧化铝或氮化铝构造。因此冷却体具有良好的导热性能。
根据优选的实施方式，冷却体能够具有带有大于0.8的发射率的表面。备选地或附加地，冷却体的表面能够被阳极化。这具有的优点是，冷却体具有良好的热辐射特性。
该任务也通过包括保持装置和所描述的装置的系统来解决。装置的冷却体导热地与保持装置可连接或已连接。在此，冷却体和保持装置用作装置的、尤其是至少在使用装置时产生热量的部件的辐射体。辐射体尤其理解为主要通过热辐射(和/或也通过对流)发出热量的本体。也就是说，辐射体被理解为与主要通过热传导来输出热量的本体相反。由此，冷却体一方面本身通过对流和 /或热辐射向周围环境发出热量并且另一方面通过热传导向保持装置发出热量，保持装置本身通过对流和/或热辐射由于明显更大的外表面将热量释放到周围环境。
根据优选的实施方式，保持装置能够由下述材料构造，所述材料的导热率大于10W/mK，优选大于50W/mK，进一步优选大于100W/mK。保持装置优选可以由金属、尤其是由铝或铜构造。备选地，所述保持装置可以由陶瓷材料、尤其是由技术陶瓷、如氧化铝或氮化铝构造。由此，保持装置具有良好的导热性能。
换句话说，本公开涉及一种用于递送医学液体的装置，尤其是输液泵，诸如注射泵或软管泵，该装置具有设备电子器件((电子)部件)的无风扇的被动冷却。在此，由电子构件((电子)部件)产生的热量借助于导热型材导出到(在外侧安设在装置的壳体上的)被动冷却体上。冷却体优选能够安设在装置的背侧上。此外，冷却体可以具有用于三脚架夹紧装置的适配(保持功能)。也就是说，冷却体可以同时具有/构造适配器，该适配器被设置成将装置保持在三脚架上并且该适配器进一步优化以借助热传导将热量传输到三脚架上并且从而增加冷却效率。此外，冷却体的表面结构能够针对冷却过程/热对流而优化。这样的冷却体本身已经由其他技术领域公知并且例如在计算机和内燃机中用于将来自电能的热量导出到周围环境中。然而，在医学技术中，尤其是在输液泵的领域中，冷却体的使用迄今为止是未知的。附加地，装置的产生热量的电子部件优选彼此靠近地布置并且热连接到导热型材/板材上。导热型材/板材与处于外部的冷却体热连接，从而热量借助自然对流和热辐射被释放到周围环境中。因此温度可保持在对于所有构件允许的范围中且同时确保所有对于液体可接近的区域的良好的可清洁性。此外，冷却因此可以防失效地起作用而不消耗电能。
附图说明
图1是根据本公开的用于递送医学液体的装置的立体图，
图2是装置的立体剖视图，并且
图3是包括保持装置和该装置的系统的示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本公开的优选实施方式进行描述。
图1和图2示出根据本公开的用于递送医学液体的装置2。尤其装置2被构造为输液泵，例如构造为注射泵或软管泵。该装置2具有壳体4以及至少一个尤其在使用该装置时产生热量的部件6，也就是说待冷却的部件。部件6布置在壳体4内。
在所示的实施方式中，装置2具有两个待冷却的部件6。用于电流供应的电源8是产生热量的部件6(参见图2)。用于以WLAN模块形式的信号传输的无线电模块10是产生热量的部件6(参见图2)。备选地，部件6也可以通过用于电流供应的蓄电池、其他的无线电模块(如蓝牙模块)、用于输送液体的驱动器、用于显示与运行相关的数据的显示单元和/或用于控制该装置2的控制设备形成，即使这没有示出。
装置2具有被动冷却体12。冷却体12安设/布置在壳体4的外侧上。冷却体12与部件6(或多个部件6)热连接、尤其是导热连接。因此，热量通过热传导从壳体4的内部传输到在外侧上的冷却体12，以便在那里释放到周围环境中。
优选地，冷却体12可以由导热率大于10W/mK、优选大于50W/mK、进一步优选大于100W/mK的材料构造。优选地，冷却体能够由金属、尤其由铝或铜构造。此外，冷却体12能够具有发射率大于0.8的表面。备选地或附加地，冷却体12的表面能够被阳极化。
优选地，装置2可以具有布置在壳体4内的导热型材14。导热型材14例如构造为导热板等。导热型材14可以优选直接地、也就是说以机械接触与部件6(或者说多个部件6)热连接。导热型材14能够优选直接地、也就是说以机械接触与冷却体12热连接。尤其，导热型材14能够面贴靠地与部件6和/ 或冷却体12连接。优选地，导热型材可以由导热率大于10W/mK、优选大于 50W/mK、进一步优选大于100W/mK的材料构造。尤其是导热型材14可以由金属、例如由铝或铜构造。
优选地，冷却体12可以具有接触面，该接触面贴靠在导热型材14的接触面上。备选地，冷却体12的接触面与导热型材14的接触面通过热层16、如导热膏连接(参见图2)。冷却体12的接触面和/或导热型材14的接触面优选构造成平坦的。冷却体例如可以被布置成使得该冷却体穿过壳体4中的留空部 18，以便接触导热型材14(参见图2)。
例如，导热型材14可以将多个产生热量的部件6(在所示实施方式中为电源8和无线电模块10)与冷却体12热连接。优选地，多个部件6、在所示出的实施方式中即电源8和无线电模块10相邻地布置。
此外，导热型材14能够与壳体4间隔开地布置。也就是说，在壳体4的内侧和导热型材14之间构造有间隙20(参见图2)，以便避免通过壳体4的热传递。
根据优选的实施方式，冷却体12可以具有用于与外部的配合耦联区段(未示出)导热耦联的耦联区段22。因此，除了通过自由/自然对流和热辐射进行散热外，冷却体12也可以通过热传导将热量传输到配合耦联区段上。优选地，耦联区段22可以具有接触面24，该接触面被设置和构造用于优选直接地、尤其是面贴靠地导热地接触配合耦联区段的表面。接触面24和/或表面优选地构造为平坦的。
根据优选的实施方式，冷却体12能够具有冷却片26，尤其以便增大冷却体12的表面。例如冷却片26可以在装置的使用位置中垂直地定向。
换句话说，冷却体12不仅可以具有以冷却片26形式的、局部针对热对流和/或热辐射优化的表面结构，而且可以具有以平坦的接触面24形式的、局部针对热传导优化的表面结构。耦联区段22优选地可以布置在冷却片26之间。
装置2可以具有用于将装置2安设在外部保持装置(未示出)上的紧固区段28。例如保持装置可以构造为三脚架或三脚架的三脚架夹紧装置。优选地，紧固区段28能够通过冷却体12的耦联区段22形成。换言之，耦联区段22 同时用于紧固所述装置2。因此保持装置可以用作配合耦联区段。因此在紧固区段28和保持装置之间的接触可用作用于传输热量的导热接触。例如紧固区段28能够具有轨道30，所述轨道被设置和构造成将装置2尤其无工具地形状配合地紧固在保持装置上。尤其在保持装置上的所述紧固区段28的穿过轨道 30引导的插入方向优选相应于冷却片26的定向和/或垂直方向。
此外，在冷却体12的耦联区段22上和在保持装置的配合耦联区段上可以设置有互补的卡锁元件，以便防止装置2从保持装置的无意的松脱。
根据优选的实施方式，冷却体12、尤其耦联区段22能够布置在壳体4的 (在装置的使用位置中观察的)背侧上。优选地，冷却体12能够具有遮盖耦联区段22的并且向外绝缘的接触保护件(未示出)。接触保护件可以具有用于保持装置的插入缝隙，从而确保保持装置上的紧固。
优选地，壳体4可以基本是液体密封的，尤其是构造成没有通风口的。也就是说，壳体4不具有使得液体能够从外部进入壳体4内部的通风缝、通风口等。
本公开还涉及一种包括诸如三脚架之类的保持装置34和所述装置2的系统32。系统32在图3中示意地示出。保持装置34因此用作上述外部保持装置或配合耦联区段。在此所述装置2的冷却体12导热地与保持装置34可连接或连接。由此冷却体12和保持装置34用作装置2的、尤其是至少在使用装置 2时产生热量的部件6的辐射体。优选地，保持装置34能够具有保持适配器，所述保持适配器将冷却体12和保持装置34导热地连接。尤其所述保持适配器例如通过轨道30推入到冷却体12中。因此能够实现装置2在保持装置34上的形状配合的安设。
优选地，保持装置34可以由导热率大于10W/mK、优选大于50W/mK、进一步优选大于100W/mK的材料构造。保持装置34优选可以由金属、尤其是由铝或铜构造。
Claims (10)
1.一种用于递送医学液体的装置(2)，尤其是输液泵，所述装置具有壳体(4)、布置在所述壳体(4)内的至少在使用所述装置(2)时产生热量的部件(6)和安设在所述壳体(4)的外侧上的被动的冷却体(12)，所述冷却体与所述部件(6)热连接、尤其导热连接，其特征在于，所述冷却体(12)具有冷却片(26)。
2.根据权利要求1所述的装置(2)，其特征在于布置在所述壳体(4)内的导热型材(14)，所述导热型材优选直接地与所述部件(6)热连接并且优选直接地与所述冷却体(12)热连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置(2)，其特征在于，所述冷却体(12)具有用于与外部的配合耦联区段导热耦联的耦联区段(22)，其中，所述耦联区段(22)具有优选平坦的接触面(24)，所述接触面被设置和构造用于优选直接导热地接触所述配合耦联区段的表面。
4.根据权利要求3所述的装置(2)，其特征在于，所述装置(2)具有用于将所述装置(2)安设在外部的保持装置(34)上、例如安装在三脚架的三脚架夹紧装置上的紧固区段(28)，其中，所述紧固区段(28)由所述冷却体(12)的所述耦联区段(22)构成并且所述外部的配合耦联区段是所述保持装置(34)。
5.根据权利要求3或4所述的装置(2)，其特征在于，所述冷却片(26)在所述装置(2)的使用位置中垂直地定向并且/或者所述耦联区段(22)布置在所述冷却片(26)之间。
6.根据权利要求5所述的装置(2)，其特征在于，所述紧固区段(28)具有轨道(30)，所述轨道被设置和构造用于将所述装置(2)尤其无工具地形状配合地紧固在所述保持装置(34)上，其中，在所述保持装置(34)上的所述紧固区段(28)的穿过所述轨道(30)引导的插入方向优选相应于所述冷却片(26)的定向和/或所述装置(2)的垂直方向。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的装置(2)，其特征在于，所述冷却体(12)、尤其所述耦联区段(22)布置在所述壳体(4)的背侧处，并且/或者所述冷却体(12)具有遮盖所述耦联区段(22)的并且向外绝缘的接触保护件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(2)，其特征在于，所述壳体(4)基本是液体密封的，其中，所述壳体(4)优选构造成没有通风口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(2)，其特征在于，所述冷却体(12)由导热率大于10W/mK的材料构造，其中，所述冷却体优选由金属、尤其由铝或铜构造，并且/或者所述冷却体(12)的表面具有大于0.8的发射率和/或所述冷却体(12)的表面被阳极化。
10.一种包括保持装置(34)和根据权利要求1至9中任一项所述的装置(2)的系统(32)，其特征在于，所述装置(2)的所述冷却体(12)导热地与所述保持装置(34)是可连接的或者被连接，并且所述冷却体(12)和所述保持装置(34)用作所述装置(2)的、尤其至少在使用所述装置(2)时产生热量的部件(6)的辐射体。
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