CN208974281U - 单温源多目标温度医用温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单温源多目标温度医用温控系统，包括恒温液罐和电控装置，恒温液罐连接有调温系统；恒温液罐并联连接有两套以上的用温机构；每套用温机构均包括用温装置、混合电磁阀和循环泵，用温装置内盘绕设置有散温管，散温管一端连接有回水管路，散温管另一端连接有进水管路；循环泵串联连接在进水管路上；循环泵出口处设有目标温度传感器，恒温液罐连接有液罐温度传感器；本实用新型结构简单，使用方便，能够使用一套温度源保障多个用温装置的不同温度需求，无须针对每套用温装置分别设置温度源，降低了设备成本，提高了设备利用率，减小了设备总体积，能够防止温度过调节现象。

Description

单温源多目标温度医用温控系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种手术室用温度控制系统。

背景技术

随着医疗技术的进步，许多疾病都可以通过手术得到医治。在手术进行的过程中，病人的体温有可能出现异常，比如体温过低，或者因发热而体温过高。手术中出现体温异常会给病人带来危险，有可能导致手术不成功。手术后，发生体温异常的病人，通常难以很快恢复正常体温，这就导致手术对人体的负面影响增大，病人的恢复期延长。因此，设计一种用于控制人体温度的温控系统十分必要。

手术室可能具有多个手术位置，现有技术中需要针对每个手术位置提供一套用于加热或冷却的温度源，这样既增加了设备成本，也降低了设备利用率（温度源所对应的用温装置如毯子不工作时，温度源也不工作），同时增大了控温设备的总体积。手术室常见的用温装置有控温毛毯、控温帽等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用一套温度源保障多个用温装置的不同温度需求的医用控温系统，温度源能够只用一套调温系统实现升温或降温。

为实现上述目的，本实用新型的单温源多目标温度医用温控系统包括恒温液罐和电控装置，恒温液罐连接有调温系统；恒温液罐内盛有水和酒精的混合液，恒温液罐并联连接有两套以上的用温机构；

每套用温机构均包括用温装置、混合电磁阀和循环泵，混合电磁阀具有两个进口一个出口；混合电磁阀的两个进口分别为第一进口和第二进口；

用温装置内盘绕设置有用于散温的散温管，散温管一端连接有回水管路，散温管另一端连接有进水管路；回水管路分别连接所述恒温液罐和所述混合电磁阀的第一进口；混合电磁阀的第二进口连接所述恒温液罐，混合电磁阀的出口连接进水管路，循环泵串联连接在所述进水管路上且循环泵的出口朝向用温装置；循环泵出口处设有目标温度传感器，恒温液罐连接有液罐温度传感器；

所述调温系统、目标温度传感器、液罐温度传感器、循环泵和混合电磁阀均与电控装置相连接。

所述调温系统为热泵系统，热泵系统包括压缩机、第一冷凝蒸发器、节流装置、第二冷凝蒸发器、第一两位四通电磁阀和第二两位四通电磁阀，热泵系统的制冷剂在热泵系统各部件中循环流动；压缩机具有吸气口和排气口，第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器分别具有第一连通口和第二连通口，节流装置具有节流进口和节流出口；第一两位四通电磁阀和第二两位四通电磁阀分别设有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

压缩接的排气口连接第一两位四通电磁阀的第一接口，第一冷凝蒸发器的第一连通口连接第一两位四通电磁阀的第二接口，节流装置的节流出口连接第一两位四通电磁阀的第三接口，第二冷凝蒸发器的第一连通口连接第一两位四通电磁阀的第四接口；

所述第二两位四通电磁阀的第一接口连通第二冷凝蒸发器的第二连通口，第二两位四通电磁阀的第二接口连接节流装置的节流进口，第二两位四通电磁阀的第三接口连接第一冷凝蒸发器的第二连通口，第二两位四通电磁阀的第四接口连接压缩机的吸气口；

所述调温系统通过压缩机连接电控装置，第一两位四通电磁阀和第二两位四通电磁阀分别通过线路连接所述电控装置；

所述第一冷凝蒸发器位于恒温液罐内并作为制热源或制冷源。

所述电控装置为单片机或集成电路。

所述循环泵出口处的进水管路上设有压力传感器，压力传感器与电控装置相连接，电控装置连接有报警灯。

本实用新型具有如下的优点：

用温装置用于调节病人体温，如使用头盔作为用温装置调节头部温度，使用毛毯作为用温装置调节全身温度。本实用新型结构简单，使用方便，能够使用一套温度源保障多个用温装置的不同温度需求，无须针对每套用温装置分别设置温度源，降低了设备成本，提高了设备利用率，减小了设备总体积。

通过热泵系统既能够实现加热恒温液罐内的混合液，又能够实现冷却恒温液罐内的混合液，无须分别设置加热装置和冷却装置，进一步简化了设备结构，降低了设备成本。

采用本实用新型，既能够在目标温度传感器检测到的温度与医生为病人设定的病人目标体温的差值较大时使用温机构内的混合液温度得到迅速调节，又能够防止出现温度过调节现象，避免伤害病人。手术中，本实用新型能够将用温机构内的混合液温度波动维持在1℃以内，从而将病人体温稳定在目标温度附近，为手术的顺利进行以及病人的迅速康复保驾护航。

经试用，使用本实用新型后，由于手术中及手术后一段时间内有效控制了病人体温，因此病人的术后恢复速度相比以往也明显加快。

第二步骤第一子步骤中，第二进口处的流量大于第一进口处的流量；因而此时混合电磁阀出口处的混合液的温度向病人目标体温接近的速度较快；又由于进入混合电磁阀中的混合液始终有一部分来自回水管路，因此不会出现混合电磁阀处的温度急剧变化至等于或接近恒温液罐内的温度的现象，避免对病人的体温调节过度。

医生可以根据具体病情对不同病人确定不同的目标体温。

按照常规认识，需要在恒温液罐处的回水管路上设置阀门，才可保证关闭混合电磁阀的第二进口时，恒温液罐内的混合液不再参与用温机构的液体循环过程。实用新型人经过研究发现，此处不需要设置阀门也能够达到设置阀门的效果。究其原因，是由于恒温液罐内的液体的进出量是平衡的（进多出少会造成罐内压力升高从而促使混合液流出，进少出多则会造成罐内负压从而吸入混合液，因此整体上恒温液罐的进液和出液是平衡的），因此当关闭混合电磁阀的第二进口时，恒温液罐内的混合液也不会通过回水管路流入混合电磁阀的第一进口，所以恒温液罐处的回水管路上无须设置阀门，即可保证关闭混合电磁阀的第二进口时，恒温液罐内的混合液不再参与用温机构的液体循环过程。由于本实用新型相比常规设置少设置了一处阀门，因此简化了结构的同时降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；图中箭头所示方向为液体的流动方向；

图2是热泵系统的结构示意图，图中箭头所示为制冷剂的流动方向；

图3是本实用新型的电控原理图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型的单温源多目标温度医用温控系统包括恒温液罐1和电控装置2，恒温液罐1连接有调温系统3；恒温液罐1内盛有水和酒精的混合液；水和酒精的混合液的凝固点较低，零摄氏度以下仍不结冰，因此能够提供低于零摄氏度的低温。恒温液罐并联连接有两套以上的用温机构；

每套用温机构均包括用温装置4（如控温毛毯、控温帽等）、混合电磁阀5和循环泵6，混合电磁阀5具有两个进口一个出口（两进一出）；混合电磁阀5的两个进口分别为第一进口7和第二进口8；

用温装置4内盘绕设置有用于散温的散温管9，散温管9一端连接有回水管路10，散温管9另一端连接有进水管路11；回水管路10分别连接所述恒温液罐1和所述混合电磁阀5的第一进口7；混合电磁阀5的第二进口8连接所述恒温液罐1，混合电磁阀5的出口连接进水管路11，循环泵6串联连接在所述进水管路11上且循环泵6的出口朝向用温装置4；循环泵6出口处设有目标温度传感器12，恒温液罐1连接有液罐温度传感器13；

所述调温系统3、目标温度传感器12、液罐温度传感器13、循环泵6和混合电磁阀5均与电控装置2相连接。

所述调温系统3为热泵系统，热泵系统包括压缩机14、第一冷凝蒸发器15、节流装置23、第二冷凝蒸发器16、第一两位四通电磁阀17和第二两位四通电磁阀18，热泵系统的制冷剂在热泵系统各部件中循环流动；压缩机14具有吸气口19和排气口20，第一冷凝蒸发器15和第二冷凝蒸发器16分别具有第一连通口21和第二连通口22，节流装置23具有节流进口24和节流出口25；第一两位四通电磁阀17和第二两位四通电磁阀18分别设有第一接口26、第二接口27、第三接口28和第四接口29；

压缩接的排气口20连接第一两位四通电磁阀17的第一接口26，第一冷凝蒸发器15的第一连通口21连接第一两位四通电磁阀17的第二接口27，节流装置23的节流出口25连接第一两位四通电磁阀17的第三接口28，第二冷凝蒸发器16的第一连通口21连接第一两位四通电磁阀17的第四接口29；

所述第二两位四通电磁阀18的第一接口26连通第二冷凝蒸发器16的第二连通口22，第二两位四通电磁阀18的第二接口27连接节流装置23的节流进口24，第二两位四通电磁阀18的第三接口28连接第一冷凝蒸发器15的第二连通口22，第二两位四通电磁阀18的第四接口29连接压缩机14的吸气口19；

所述调温系统通过压缩机14连接电控装置，第一两位四通电磁阀17和第二两位四通电磁阀18分别通过线路连接所述电控装置2；

所述第一冷凝蒸发器15位于恒温液罐1内并作为制热源或制冷源。

所述电控装置2为单片机或集成电路，优选51或52单片机。

所述循环泵6出口处的进水管路11上设有压力传感器30，压力传感器30与电控装置2相连接，电控装置2连接有报警灯31。压力传感器30用于检测进水管路中混合液的压力。

本实用新型还公开了使用上述单温源多目标温度医用温控系统进行的温控方法，依次按以下步骤进行：

第一步骤是调节恒温液罐1内的温度；

医生根据病人情况确定需要进行加温还是降温；各用温机构分别用于不同病人，医生单独为每一个病人设定其病人目标体温；

需要对病人加温时，工作人员通过电控装置2控制热泵系统工作在加热模式并启动压缩机14，加热模式下第一两位四通电磁阀17的第一接口26连通其第二接口27，第一两位四通电磁阀17的第三接口28连通其第四接口29；第二两位四通电磁阀18的第一接口26连通其第四接口29，第二两位四通电磁阀18的第三接口28连通其第二接口27；

加热模式下制冷剂的循环路径为：压缩机14的排气口20→第一两位四通电磁阀17的第一接口26→第一两位四通电磁阀17的第二接口27→第一冷凝蒸发器15的第一连通口21→第一冷凝蒸发器15的第二连通口22→第二两位四通电磁阀18的第三接口28→第二两位四通电磁阀18的第二接口27→节流装置23的节流进口24→节流装置23的节流出口25→第一两位四通电磁阀17的第三接口28→第一两位四通电磁阀17的第四接口29→第二冷凝蒸发器16的第一连通口21→第二冷凝蒸发器16的第二连通口22→第二两位四通电磁阀18的第一接口26→第二两位四通电磁阀18的第四接口29→压缩机14的吸气口19，完成一个循环，在循环过程中，制冷剂在第一冷凝蒸发器15中冷凝放热并在第二冷凝蒸发器16中蒸发吸热，从而使第一冷凝蒸发器15加热恒温液罐1内的混合液；

加热模式下恒温液罐1内的设定温度为42±1℃，43℃为加热模式下的调温上限值，41℃为加热模式下的调温下限值；

需要对病人降温时，工作人员通过电控装置2控制热泵系统工作在冷却模式并启动压缩机14，冷却模式下第一两位四通电磁阀17的第一接口26连通其第四接口29，第一两位四通电磁阀17的第三接口28连通其第二接口27；第二两位四通电磁阀18的第一接口26连通其第二接口27，第二两位四通电磁阀18的第三接口28连通其第四接口29；

冷却模式下制冷剂的循环路径为：压缩机14的排气口20→第一两位四通电磁阀17的第一接口26→第一两位四通电磁阀17的第四接口29→第二冷凝蒸发器16的第一连通口21→第二冷凝蒸发器16的第二连通口22→第二两位四通电磁阀18的第一接口26→第二两位四通电磁阀18的第二接口27→节流装置23的节流进口24→节流装置23的节流出口25→第一两位四通电磁阀17的第三接口28→第一两位四通电磁阀17的第二接口27→第一冷凝蒸发器15的第一连通口21→第一冷凝蒸发器15的第二连通口22→第二两位四通电磁阀18的第三接口28→第二两位四通电磁阀18的第四接口29→压缩机14的吸气口19，完成一个循环，在循环过程中，制冷剂在第一冷凝蒸发器15中蒸发吸热并在第二冷凝蒸发器16中冷凝放热，从而使第一冷凝蒸发器15冷却恒温液罐1内的混合液；冷却模式下恒温液罐1内的设定温度为5±1℃；6℃为冷却模式下的调温上限值，4℃为冷却模式下的调温下限值；

加热模式下调温上限值高于医生为病人设定的病人目标体温，冷却模式下调温上限值低于医生为病人设定的病人目标体温；

第二步骤是当恒温液罐1内的混合液的温度达到调温下限值时，分别对每套用温机构进行恒温调节；

恒温调节首先开启循环泵6；

第二步骤包括第一至第四子步骤；

第二步骤的第一子步骤是迅速调温阶段；

当目标温度传感器12检测到的温度与医生为病人设定的病人目标体温的差值大于5℃时，电控装置2控制混合电磁阀5的第一进口7的开启度小于第二进口8的开启度，此时回水管路10中的混合液大部分流入恒温液罐1，少部分通过第一进口7流入混合电磁阀5，恒温液罐1内的混合液通（与流入恒温液罐1的液体量相等）过第二进口8流入混合电磁阀5，第二进口8处的流量大于第一进口7处的流量；因而此时混合电磁阀5出口处的混合液的温度向病人目标体温接近的速度较快；又由于进入混合电磁阀5中的混合液始终有一部分来自回水管路10，因此不会出现混合电磁阀5处的温度急剧变化至等于或接近恒温液罐1内的温度的现象，避免对病人的体温调节过度。

第二步骤的第二子步骤是缓慢调温阶段；

当目标温度传感器12检测到的温度与医生为病人设定的病人目标体温的差值小于等于5℃并大于0℃时，电控装置2控制混合电磁阀5的第一进口7的开启度大于第二进口8的开启度，此时回水管路10中的混合液少部分流入恒温液罐1，大部分通过第一进口7流入混合电磁阀5，恒温液罐1内的混合液（与流入恒温液罐1的液体量相等）通过第二进口8流入混合电磁阀5，第二进口8处的流量小于第一进口7处的流量，因而此时混合电磁阀5出口处的混合液的温度向病人目标体温接近的速度降低，防止对病人的体温调节过度；

第二步骤的第三子步骤是保持恒温阶段；

当目标温度传感器12检测到的温度与医生为病人设定的病人目标体温的差值等于0℃后，电控装置2控制混合电磁阀5的第二进口8关闭并保持第一进口7和出口处于打开状态；此时恒温液罐1内的混合液不再进入混合电磁阀5的第一进口7，混合液在用温机构内进行内部循环；

当目标温度传感器12检测到的温度与医生为病人设定的病人目标体温的差值大于等于1℃时，跳转执行第二步骤的第二子步骤；

第二步骤的第四子步骤是结束运行；

当手术完毕、病人体温恢复后，关闭循环泵6，停止用温机构运行；

第三步骤是当各用温机构均停止运行后，关闭压缩机14，停止热泵系统运行。

医生可以根据具体病情对不同病人确定不同的目标体温。

按照常规认识，需要在恒温液罐1处的回水管路10上设置阀门，才可保证关闭混合电磁阀5的第二进口8时，恒温液罐1内的混合液不再参与用温机构的液体循环过程。实用新型人经过研究发现，此处不需要设置阀门也能够达到设置阀门的效果。究其原因，是由于恒温液罐1内的液体的进出量是平衡的（进多出少会造成罐内压力升高从而促使混合液流出，进少出多则会造成罐内负压从而吸入混合液，因此整体上恒温液罐1的进液和出液是平衡的），因此当关闭混合电磁阀5的第二进口8时，恒温液罐1内的混合液也不会通过回水管路10流入混合电磁阀5的第一进口7，所以恒温液罐1处的回水管路10上无须设置阀门，即可保证关闭混合电磁阀5的第二进口8时，恒温液罐1内的混合液不再参与用温机构的液体循环过程。

由于本实用新型相比常规设置少设置了一处阀门，因此简化了结构的同时降低了成本。

在第二步骤的进行过程中，当恒温液罐1内的混合液的温度达到调温上限值时，关闭压缩机14；当恒温液罐1内的混合液的温度回调至调温下限值时，重新启动压缩机14。

这样可以避免压缩机14频繁地启动和停止，从而延长压缩机14使用寿命，同时将恒温液罐1内的混合液的温度控制在设定区间。

电控装置2内置有压力上限值和压力下限值（压力上限值和压力下限值由设计人员针对不同型号的产品具体设定，建议的压力上限值为0.25MPa，建议的压力下限值为0.5MPa），在第二步骤的进行过程中，当压力传感器30检测到的压力高于压力上限值或低于压力下限值时，电控装置2控制报警灯31发出灯光报警信号，提醒工作人员及时进行检查维护工作。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.单温源多目标温度医用温控系统，其特征在于：包括恒温液罐和电控装置，恒温液罐连接有调温系统；恒温液罐内盛有水和酒精的混合液，恒温液罐并联连接有两套以上的用温机构；

每套用温机构均包括用温装置、混合电磁阀和循环泵，混合电磁阀具有两个进口一个出口；混合电磁阀的两个进口分别为第一进口和第二进口；

用温装置内盘绕设置有用于散温的散温管，散温管一端连接有回水管路，散温管另一端连接有进水管路；回水管路分别连接所述恒温液罐和所述混合电磁阀的第一进口；混合电磁阀的第二进口连接所述恒温液罐，混合电磁阀的出口连接进水管路，循环泵串联连接在所述进水管路上且循环泵的出口朝向用温装置；循环泵出口处设有目标温度传感器，恒温液罐连接有液罐温度传感器；

所述调温系统、目标温度传感器、液罐温度传感器、循环泵和混合电磁阀均与电控装置相连接。

2.根据权利要求1所述的单温源多目标温度医用温控系统，其特征在于：所述调温系统为热泵系统，热泵系统包括压缩机、第一冷凝蒸发器、节流装置、第二冷凝蒸发器、第一两位四通电磁阀和第二两位四通电磁阀，热泵系统的制冷剂在热泵系统各部件中循环流动；压缩机具有吸气口和排气口，第一冷凝蒸发器和第二冷凝蒸发器分别具有第一连通口和第二连通口，节流装置具有节流进口和节流出口；第一两位四通电磁阀和第二两位四通电磁阀分别设有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

压缩接的排气口连接第一两位四通电磁阀的第一接口，第一冷凝蒸发器的第一连通口连接第一两位四通电磁阀的第二接口，节流装置的节流出口连接第一两位四通电磁阀的第三接口，第二冷凝蒸发器的第一连通口连接第一两位四通电磁阀的第四接口；

所述第二两位四通电磁阀的第一接口连通第二冷凝蒸发器的第二连通口，第二两位四通电磁阀的第二接口连接节流装置的节流进口，第二两位四通电磁阀的第三接口连接第一冷凝蒸发器的第二连通口，第二两位四通电磁阀的第四接口连接压缩机的吸气口；

所述调温系统通过压缩机连接电控装置，第一两位四通电磁阀和第二两位四通电磁阀分别通过线路连接所述电控装置；

所述第一冷凝蒸发器位于恒温液罐内并作为制热源或制冷源。

3.根据权利要求1或2所述的单温源多目标温度医用温控系统，其特征在于：所述电控装置为单片机或集成电路。

4.根据权利要求1或2所述的单温源多目标温度医用温控系统，其特征在于：所述循环泵出口处的进水管路上设有压力传感器，压力传感器与电控装置相连接，电控装置连接有报警灯。