CN220087777U - 一种医疗设备的冷却装置及医疗系统 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种医疗设备的冷却装置及医疗系统,其中,所述冷却装置包括第一冷却管路和第一热交换模块,所述第一冷却管路用于将冷却流体至少输送至设于第一医疗设备的第一负载组和设于第二医疗设备的第二负载组,所述第一冷却管路与所述第一负载组和/或所述第二负载组接触的部位包括导热材料;所述第一热交换模块与所述第一冷却管路连通,用于调节所述冷却流体的温度。
Description
技术领域
本说明书涉及医疗设备散热技术领域,特别涉及一种医疗设备的冷却装置及医疗系统。
背景技术
随着医疗设备的一体化发展趋势,目前,多模态医疗设备已逐渐开始投入使用。例如,一台设备同时具备核磁共振(Magnetic Resonance,MR)扫描对人体软组织成像、X射线断层扫描(ComputedTomography,CT)对人体硬组织成像、探测器(Positron EmissionTomography,PET)在患者体内代谢显像提供代谢信息以及医用电子直线加速器进行放射治疗(Radiation Therapy,RT)、超声治疗(Ultrasound,US)等多个功能。
多模态医疗设备相较于传统医疗设备能够缩短治疗时间、提高治疗效率,因此更加满足医院需求。但是,由于多模态医疗设备中各功能组件的工况较为复杂,并且不同的功能组件可能具有不同的散热需求,为了保证多模态医疗设备的正常工作,通常需要针对不同的功能组件分别设置冷却装置,因此,多模态医疗设备也给设备散热带来了更大的挑战。基于此,有必要针对多模态医疗设备提供一种科学合理的组合冷却设计。
实用新型内容
本说明书实施例提供一种医疗设备的冷却装置,包括:第一冷却管路和第一热交换模块,其中,所述第一冷却管路用于将冷却流体至少输送至设于第一医疗设备的第一负载组和设于第二医疗设备的第二负载组,其中,所述第一冷却管路与所述第一负载组和/或所述第二负载组接触的部位包括导热材料;所述第一热交换模块与所述第一冷却管路连通,用于调节所述冷却流体的温度。
在一些实施例中,所述第一冷却管路串联所述第一负载组和所述第二负载组,所述第一冷却管路能够将所述冷却流体依次输送至所述第一负载组和所述第二负载组,其中,所述第一负载组的额定冷却温度小于所述第二负载组的额定冷却温度。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括控制模块,所述控制模块用于控制所述第一冷却管路中的所述冷却流体的流量,以使得所述冷却流体从所述第一负载组流出时的温度与所述第二负载组的额定冷却温度的差值小于预设值。
在一些实施例中,所述冷却流体从所述第二负载组流出后输送至所述第一热交换模块。
在一些实施例中,所述第一负载组和/或所述第二负载组包括第一部件和第二部件,所述第一冷却管路串联所述第一部件和所述第二部件,所述第一冷却管路能够将所述冷却流体依次输送至所述第一部件和所述第二部件,其中,所述第一部件的额定冷却温度小于所述第二部件的额定冷却温度。
在一些实施例中,所述第一负载组包括第一部件,所述第二负载组包括第二部件,所述第一冷却管路串联所述第一部件和所述第二部件,所述第一冷却管路能够将所述冷却流体依次输送至所述第一部件和所述第二部件,其中,所述第一部件的额定冷却温度小于所述第二部件的额定冷却温度。
在一些实施例中,所述第一冷却管路并联所述第一负载组和所述第二负载组,所述第一冷却管路包括将所述冷却流体分别输送至所述第一负载组和所述第二负载组的第一支路和第二支路。
在一些实施例中,所述第一支路和/或所述第二支路的入口管路设有流量控制器。
在一些实施例中,所述第一支路和/或所述第二支路的出口管路通过出口支路与所述流量控制器导通。
在一些实施例中,所述第一热交换模块包括第一换热器和第二换热器,所述第一换热器设于所述第一支路,所述第二换热器设于所述第二支路。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括第一驱动模块,所述第一驱动模块用于驱动所述第一冷却管路中的所述冷却流体。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括:第二冷却管路和第二热交换模块,其中,所述第二冷却管路用于将所述冷却流体输送至设于第三医疗设备的第三负载组;所述第二热交换模块与所述第二冷却管路连通,用于调节所述冷却流体的温度。
在一些实施例中,所述第三医疗设备包括旋转机架,所述第二冷却管路和所述第二热交换模块能够随所述旋转机架旋转。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括第二驱动模块,所述第二驱动模块用于驱动所述第二冷却管路中的所述冷却流体,所述第二驱动模块能够随所述旋转机架旋转。
在一些实施例中,所述第二冷却管路为封闭式管路。
在一些实施例中,所述第二冷却管路包括用于注入所述冷却流体的注入接口和用于排放所述冷却流体的排出接口。
在一些实施例中,所述第二冷却管路与所述第一冷却管路可拆卸连接,所述第二冷却管路与所述第一冷却管路连接时能够相互导通,以使得所述第一冷却管路向所述第二冷却管路提供所述冷却流体。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括连接管路和绕线架,所述连接管路绕设于所述绕线架上,所述第二冷却管路与所述第一冷却管路通过所述连接管路导通,所述旋转机架旋转时使得所述连接管路在所述绕线架上的绕设圈数增大或缩小。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括:第三热交换模块和风机,其中,所述第三热交换模块与第四医疗设备的第四负载组热导通,所述风机用于改变所述第三热交换模块表面的气流速度。
本说明书实施例还提供一种多模态医疗系统,所述多模态医疗系统至少包括第一医疗设备、第二医疗设备以及如上任一项所述的冷却装置,所述第一医疗设备的机架与所述第二医疗设备的机架等中心,其中,所述冷却装置至少用于对所述第一医疗设备和/或所述第二医疗设备进行散热。
在一些实施例中,所述第一医疗设备和所述第二医疗设备包括计算机断层扫描设备、磁共振成像设备、X射线成像设备、正电子发射型计算机断层显像设备、超声扫描设备、放射治疗设备中的至少两种。
附加的特征将在下面的描述中部分地阐述,并且对于本领域技术人员来说,通过查阅以下内容和附图将变得显而易见,或者可以通过实例的产生或操作来了解。本说明书的特征可以通过实践或使用以下详细实例中阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现和获得。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明,这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的,在这些实施例中,相同的编号表示相同的结构,其中:
图1是根据本说明书一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图2是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3A是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3B是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3C是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3D是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3E是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3F是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图3G是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图4A是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图4B是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图5A是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图5B是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图5C是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图6是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图;
图7是根据本说明书一些实施例所示的冷却装置与旋转机架的示例性装配结构示意图;
图8是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置与旋转机架的示例性装配结构示意图;
图9是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
如本说明书和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。另外,在本说明书中,术语“连接”在没有明确限定的情况下可以指直接连接、间接连接、固定连接、可拆卸连接以及电连接中的任意一种或多种。
通过以下对附图的描述,本说明书的这些和其他的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法,以及部件组合和制造经济性,可以变得更加显而易见,这些附图都构成本说明书的一部分。然而,应当理解的是,附图仅仅是为了说明和描述的目的,并不旨在限制本说明书的范围。应当理解的是,附图并不是按比例绘制的。
应当理解,本文使用的术语“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换所述词语。
多模态医疗设备可以同时具备核磁共振(Magnetic Resonance,MR)扫描对人体软组织成像、X射线断层扫描(ComputedTomography,CT)对人体硬组织成像、探测器(PositronEmission Tomography,PET)在患者体内代谢显像提供代谢信息以及医用电子直线加速器进行放射治疗(Radiation Therapy,RT)、超声治疗(Ultrasound,US)等多个功能,其相较于传统医疗设备能够缩短治疗时间、提高治疗效率,因此更加满足医院需求,但是,这同时也给设备散热带来了更大的挑战。
在多模态医疗设备内,由于高热流密度关键部件繁多、热耗差距大且工况复杂,因此,针对多模态医疗设备的组合散热设计需要考虑到众多的因素。本说明书实施例所提供的冷却装置,通过基于不同医疗设备的特性配置与其匹配的冷却子系统,然后对各个冷却子系统进行整合,得到可以满足多模态医疗设备中多种医疗设备的散热需求,并且可以解决多模态医疗设备中多工况多负载同时工作的散热问题的冷却装置。下面结合附图对本说明书实施例所提供的冷却装置进行详细说明。
图1是根据本说明书一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图1,在一些实施例中,冷却装置100可以包括第一冷却管路110和第一热交换模块120,其中,第一冷却管路110可以用于容纳冷却流体,并将冷却流体(图中未示出)至少输送至设于第一医疗设备210的第一负载组211和设于第二医疗设备220的第二负载组221,第一热交换模块120与第一冷却管路110连通,其可以用于调节第一冷却管路110中的冷却流体的温度。
在一些实施例中,冷却流体可以包括但不限于水、氟利昂、酒精型冷却液、甘油型冷却液、乙二醇型冷却液、电子氟化液等冷却液中的任意一种或其组合。在一些实施例中,可以采用具有绝缘性能的冷却流体,从而减小冷却流体泄露而导致系统板卡短路的风险。在一些实施例中,该冷却流体可以容置于第一冷却管路110中,并通过该第一冷却管路110输送至设于第一医疗设备210的第一负载组211和/或设于第二医疗设备220的第二负载组221,其中,第一负载组211和第二负载组221分别与第一医疗设备210和第二医疗设备220中需要散热的部位接触,并使得第一医疗设备210和第二医疗设备220所产生的热量传递至冷却流体,进而通过热传递效应实现对第一医疗设备210和第二医疗设备220散热。需要说明的是,第一医疗设备210和第二医疗设备220可以指需要进行散热的不同的医疗设备,并不意味着本说明书实施例所提供的冷却装置100仅能作用于两台医疗设备。在一些实施例中,第一冷却管路110可以将冷却流体输送至除设于第一医疗设备210的第一负载组211和设于第二医疗设备220的第二负载组221以外的其他负载组。在一些实施例中,前述第一医疗设备210和第二医疗设备220可以包括核磁共振(Magnetic Resonance,MR)成像设备、探测器显像设备(例如,正电子发射型计算机断层显像设备PET(Positron EmissionTomography))、计算机断层扫描设备(Computed Tomography,CT)、超声扫描设备、放射治疗设备(Radiation Therapy,RT)、超声治疗设备(Ultrasound,US)等中的至少两种。该第一医疗设备210和第二医疗设备220可以构成多模态医疗系统。在一些实施例中,该第一医疗设备210和第二医疗设备220可以为不同的成像设备,例如,第一医疗设备210可以为正电子发射型计算机断层显像设备PET,第二治疗设备220可以为计算机断层扫描设备CT。在一些实施例中,该第一医疗设备210和第一医疗设备220可以包括成像设备和治疗设备,例如,第一医疗设备210可以包括正电子发射型计算机断层显像设备、计算机断层扫描设备、核磁共振成像设备、超声扫描设备中的至少一种,第二医疗设备220可以包括超声治疗设备、放射治疗设备中的至少一种。在一些实施例中,第一医疗设备210的机架与第二医疗设备220的机架等中心。
在一些实施例中,第一负载组211和第二负载组221可以分别包括一个或多个负载,其中,每一个负载可以理解为第一医疗设备210或第二医疗设备220中需要进行散热的待冷却部位。在一些实施例中,当同一个负载组中包括多个负载时,该多个负载可以通过第一冷却管路110串联和/或并联,其中,每个负载均包括能将医疗设备中的热量导出的结构。
在一些实施例中,第一冷却管路110可以采用金属材质或非金属材质制作而成,其横截面形状可以包括圆形、矩形、三角形、菱形、梯形、正多边形等规则形状或其他不规则形状。在一些实施例中,为了使第一冷却管路110能够与第一负载组211和/或第二负载组221较好地接触以实现散热,可以使第一冷却管路110与第一负载组211和/或第二负载组221接触的部位的形状与第一负载组211和/或第二负载组221接触的形状相匹配。在一些实施例中,为了保证第一冷却管路110具有较好的热传递效率,可以至少在第一冷却管路110与第一负载组211和/或第二负载组221接触的部位选用良性导热材料(即传热系数较高的材料)。在一些实施例中,该良性导热材料可以是构成第一冷却管路110的一部分。在一些实施例中,该良性导热材料也可以是第一负载组211和/或第二负载组221的一部分。示例性地,在本说明书的一些实施例中,该良性导热材料可以包括但不限于空气、凝胶、银、铜、铝、合金、石墨烯、碳纤维复合材料等。
在一些实施例中,第一热交换模块120可以与第一冷却管路110连通,用于调节第一冷却管路110中的冷却流体的温度。在一些实施例中,第一热交换模块120可以用于使第一冷却管路110中的冷却流体的温度上升或下降,例如,当冷却流体的温度高于预设阈值时,可以通过第一热交换模块120对冷却流体进行降温,当冷却流体的温度低于预设阈值时,可以通过第一热交换模块120对冷却流体进行加热。在一些实施例中,第一热交换模块120可以包括管翅式、板翅式、微通道、钛管式等各类换热器。
图2是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图2,在一些实施例中,为了加快第一冷却管路110中的冷却流体的流动速度,提升冷却装置100的换热效率,冷却装置100还可以包括第一驱动模块130,该第一驱动模块130可以连接在第一冷却管路110中,用于驱动第一冷却管路110中的冷却流体流向与待进行冷却的医疗设备接触的第一负载组211和/或第二负载组221。在一些实施例中,第一驱动模块130可以包括齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等各种类型的驱动泵,在一些实施例中,第一驱动模块130可以是屏蔽泵或磁力泵。
在一些实施例中,第一驱动模块130可以通过手动或自动的方式进行控制。示例性地,当该第一驱动模块130为手动控制时,可以由相关工作人员在需要对医疗设备进行散热时手动控制第一驱动模块130启动;当该第一驱动模块130为自动控制时,可以基于设置在医疗设备处的传感器(例如温度传感器)检测医疗设备的当前工作状态以及散热需求,并基于该传感器所采集的数据反映的医疗设备的当前工作状态和散热需求自动控制第一驱动模块130启动或关闭。在一些实施例中,可以通过控制第一驱动模块130的驱动功率以调节流经第一负载组211和第二负载组221的冷却流体的流量。
图3A是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图3A,在一些实施例中,第一冷却管路110可以以串联的方式连接第一负载组211和第二负载组221,具体而言,即第一冷却管路110内的冷却流体可以依次流经第一负载组211和第二负载组221。在一些实施例中,第一负载组211和第二负载组221可以有相同或不同的额定冷却温度,该额定冷却温度可以指第一负载组211和第二负载组221所需具备以用于对医疗设备进行散热的温度。在一些实施例中,该额定冷却温度可以反映医疗设备的工作温度,具体来说,即第一负载组211和第二负载组221的额定冷却温度应当分别小于第一医疗设备210和第二医疗设备220的工作温度,如此,才能使第一负载组211和第二负载组221能够对与其热接触的医疗设备进行有效散热。需要说明的是,为避免由于第一负载组211和第二负载组221的温度与其对应的医疗设备的工作温度的差值过大而导致医疗设备受损,第一负载组211和第二负载组221的额定冷却温度也不宜过低。仅作为示例,在一些实施例中,第一负载组211和第二负载组221的额定冷却温度与其对应的医疗设备的工作温度的差值可以介于5℃~25℃之间。
第一负载组211和第二负载组221的实际冷却温度与冷却流体的温度相关(该实际冷却温度可以视为近似等于流入第一负载组211和/或第二负载组221前的冷却流体的温度)。在一些实施例中,为了避免冷却流体的温度过低而导致第一负载组211和/或第二负载组221的实际冷却温度与额定冷却温度或者其对应的医疗设备的工作温度相差过大,进而导致医疗设备受损,需要确保第一负载组211和第二负载组221的实际冷却温度与额定冷却温度或者其对应的医疗设备的工作温度的差值小于预设阈值。示例性地,在一些实施例中,该预设阈值可以对应于第一负载组211或第二负载组221的实际冷却温度与其对应的医疗设备的工作温度的差值,其可以介于5℃~30℃之间。具体而言,即当医疗设备的工作温度为60℃时,流入第一负载组211和/或第二负载组221前的冷却流体的温度需要大于或等于30℃,小于或等于55℃。在一些实施例中,该预设阈值也可以对应于第一负载组211或第二负载组221的实际冷却温度与其对应的额定冷却温度的差值,其可以介于0℃~10℃之间。具体而言,即当第一负载组211或第二负载组221的额定冷却温度为45℃时,流入第一负载组211和/或第二负载组221前的冷却流体的温度需要大于或等于35℃,小于或等于45℃。可以理解,从第一负载组211和/或第二负载组221流出的冷却流体由于在对医疗设备进行散热的过程中进行了热交换,其温度会有所上升,也即从第一负载组211和/或第二负载组221流出的冷却流体的温度大于流入第一负载组211和/或第二负载组221前的冷却流体的温度。在一些实施例中,从第一负载组211和/或第二负载组221流出的冷却流体的温度可以小于或接近其对应的医疗设备的工作温度。
为了使第一负载组211和/或第二负载组221的实际冷却温度与医疗设备的工作温度的差值小于预设阈值,通常需要对流入第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体进行预热,可以理解,该过程需要消耗一定的能源来使得冷却流体升温。在本说明书的一些实施例中,考虑到第一冷却管路110中的冷却流体在流经第一负载组211后会与第一医疗设备210进行热交换,该过程可以使冷却流体吸热升温,因此,为了充分利用热能,减少不必要的能源浪费,在一些实施例中,可以使第一冷却管路110按照额定冷却温度的高低依次将第一负载组211和第二负载组221串联,换言之,即第一负载组211的额定冷却温度小于第二负载组221的额定冷却温度,从而通过第一负载组211在热交换过程中所吸收的热量对流至第二负载组221的冷却流体进行预热。在一些实施例中,通过第一负载组211的热交换作用,可以使得从第一负载组211流出的冷却流体的温度处于第二负载组221的额定冷却温度范围内。
示例性地,在一些实施例中,第一医疗设备210可以为MR设备,其对应的第一负载组211的额定冷却温度可以为20℃,第二医疗设备220可以为PET设备,其对应的第二负载组221的额定冷却温度可以为30℃。在一些实施例中,第一医疗设备210可以为PET设备,其对应的第一负载组211的额定冷却温度可以为30℃,第二医疗设备220可以为RT设备,其对应的第二负载组221的额定冷却温度可以为40℃。
在一些实施例中,冷却装置100可以包括控制模块(图中未示出),该控制模块可以用于控制第一冷却管路110中的冷却流体的流量,以使得该冷却流体从第一负载组211流出时的温度与第二负载组221的额定冷却温度的差值小于预设值或位于第二负载组221的额定冷却温度范围内。在一些实施例中,控制模块可以通过控制第一驱动模块130的驱动功率以控制第一冷却管路110中的冷却流体的流量。例如,当冷却流体从第一负载组211流出时的温度过低时,可以减小第一驱动模块130的驱动功率,以使得单位时间内与第一医疗设备210进行热交换的冷却流体减少,冷却流体从第一负载组211流出时的温度增加,进而减小从第一负载组211流出的冷却流体的温度与第二负载组221的额定冷却温度的差值。相反,当冷却流体从第一负载组211流出时的温度过高时,可以增加第一驱动模块130的驱动功率,以使得单位时间内与第一医疗设备210进行热交换的冷却流体增加,从而使得冷却流体从第一负载组211流出时的温度降低。示例性地,在一些实施例中,该控制模块可以包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、专用指令处理器(Application Specific Instruction-setProcessor,ASIP)、物理处理器(Physics Processing Unit,PPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,FPGA)、可编辑逻辑电路(Programmable Logic Device,PLD)、控制器、微控制器单元(Micro Controller Unit,MCU)、精简指令集电脑(Reduced Instruction Set Computer,RISC)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)等或以上任意组合。
图3B是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图3B,在一些实施例中,第一负载组211与第二负载组221之间可以设置一个三通阀301,该三通阀301的其中两个端口可以分别连接第一负载组211的出口端和第二负载组221的入口端,第三个端口可以连接至第一负载组211的入口端之前的第一冷却管路110的干路上(例如图3B所示的第一负载组211的入口端与第一热交换模块120之间的部分)。在一些实施例中,控制模块可以通过控制该三通阀301中各个端口的开闭程度,以调节流入第二负载组221的冷却流体的温度。
在一些实施例中,可以在第二负载组221的入口处设置温度传感器,以采集流入第二负载组221的冷却流体的温度。控制模块可以基于该温度传感器所采集的温度数据控制第一驱动模块130的驱动功率,进而通过控制第一冷却管路110中的冷却流体的流量以确保流入第二负载组221的冷却流体的温度满足预设要求。在一些实施例中,当存在多个负载组时,可以在每一个负载组的入口处分别设置一个温度传感器,以采集流入每一个负载组的冷却流体的温度。
参照图3A或图3B,冷却流体从第二负载组221流出后可以输入至第一热交换模块120,通过该第一热交换模块120,可以对从第二负载组221流出的冷却流体进行降温。在一些实施例中,第一热交换模块120可以与冷水机组连接,该冷水机组可以为第一热交换模块120提供温度较低(例如20℃以下)的冷却流体,并回收从第二负载组221流出的冷却流体。仅作为示例,在一些实施例中,该冷水机组可以包括冷凝器,其可以设置在室外,从而与室外空气换热,将热量散失在室外空气中。
图3C是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
在一些实施例中,冷却装置中可以连接有第一部件141和第二部件142。参照图3C,在一些实施例中,第一部件141与第二部件142之间可以设置有冷却流体储存装置150,该冷却流体储存装置150可以用于存储或缓冲从第一部件141流出的冷却流体。在一些实施例中,该冷却流体储存装置150可以包括一个或多个水箱。
需要注意的是,在本说明书中,第一部件141和第二部件142可以指不同的医疗设备,也可以指同一医疗设备(或不同医疗设备)中的不同待冷却部件。例如,第一部件141和第二部件142可以是第一医疗设备中第一负载组中的两个负载。又例如,第一部件141和第二部件142可以是第二医疗设备中第二负载组中的两个负载。还例如,第一部件141可以是第一负载组中的负载,第二部件142可以是第二负载组中的负载。如图3C所示,冷却流体储存装置150可以与第一热交换模块120以及第二部件142连接,当不需要对第二部件142进行散热时,冷却流体储存装置150与第二部件142之间的管路可以处于关闭状态,冷却流体储存装置150中的冷却流体可以直接流回第一热交换模块120进行冷却。相反,当需要对第二部件142进行散热时,冷却流体储存装置150与第二部件142之间的管路可以处于连通状态,冷却流体储存装置150中的冷却流体的部分或全部可以流向第二部件142,从而对第二部件142进行散热。
在一些实施例中,第一部件141和第二部件142可以为不同的医疗设备,例如前述第一医疗设备210和第二医疗设备220,流至冷却流体储存装置150的冷却流体可以仅吸收第一医疗设备210中部分产热部件产生的热量。以第一医疗设备210为MR设备为例,氦压缩机是MR设备的发热部件,且从系统安装后就一直处于运行状态,因此,可以利用其自身的发热为其他部件的冷却流体提供热源进行预热,从而减少额外的电能消耗,并降低部件使用前的预热时间。
图3D是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图3D,在一些实施例中,可以在第一部件141的入口端设置温度传感器161以采集流入第一部件141的冷却流体的温度,在第二部件142的入口端设置温度传感器162以采集流入第二部件142的冷却流体的温度。冷却流体储存装置150的出口端可以通过管路以及混流阀171与第一部件141的入口端连接,当温度传感器161采集到流入第一部件141的冷却流体的温度过低时,可以使冷却流体储存装置150中的冷却流体经由该混流阀171再次回流至第一部件141。在一些实施例中,可以通过控制混流阀171中各个阀门的开度来控制从冷却流体储存装置150中流出的冷却流体与从第一热交换模块120中流出的冷却流体的混合比例,以达到第一部件141的温度需求。
如图3D所示,第一热交换模块120的出口端可以通过管路以及混流阀172与第二部件142的入口端连接,当温度传感器162采集到流入第二部件142的冷却流体的温度过高时,可以使从冷却流体储存装置150中流出的冷却流体与来自第一热交换模块120的冷却流体混合,从而降低流入第二部件142的冷却流体的温度。类似地,在一些实施例中,可以通过控制混流阀172中各个阀门的开度来控制从冷却流体储存装置150中流出的冷却流体与从第一热交换模块120中流出的冷却流体的混合比例,以达到第二部件142的温度需求。
继续参照图3D,在一些实施例中,可以在冷却流体储存装置150的出口端设置驱动模块191(例如,泵),从而为从冷却流体储存装置150中流出的冷却流体提供流向第一部件141、第二部件142或第一热交换模块120的动力。
图3E是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图3E,在一些实施例中,还可以在第二部件142的入口端设置加热模块180,当温度传感器162采集到流入第二部件142的冷却流体的温度过低时,可以通过加热模块180为流入第二部件142的冷却流体进行升温,从而更好地满足流入第二部件142的冷却流体的温度需求。
图3F和图3G是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图3F和图3G,在一些实施例中,冷却流体储存装置150可以包括两个输出端口,其中一个输出端口流出的冷却流体可以流向第一部件141和/或第一热交换模块120,另一个输出端口流出的冷却流体可以流向第二部件142。在一些实施例中,为了更好地为冷却流体提供流向第一部件141、第二部件142或第一热交换模块120的动力,可以针对冷却流体储存装置150的两个输出端口分别设置驱动模块,例如,可以在冷却流体储存装置150的输出端口与第一部件141(或第一热交换模块120)之间设置驱动模块191,在冷却流体储存装置150的输出端口与第二部件142之间设置驱动模块192。
图4A是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图4A,在一些实施例中,当第一负载组211与第二负载组221的额定冷却温度相差不大(例如二者差值小于5℃)时,第一冷却管路110也可以以并联的方式连接第一负载组211和第二负载组221,具体而言,即第一冷却管路110内的冷却流体可以以相同或大致相同的温度同时流向第一负载组211和第二负载组221。其中,第一负载组211可以用于对第一医疗设备210散热,第二负载组221可以用于对第二医疗设备220散热。
参照图4A,当第一冷却管路110以并联的方式连接第一负载组211和第二负载组221时,第一冷却管路110可以包括第一支路111和第二支路112。其中,第一支路111可以用于将冷却流体输送至第一负载组211,第二支路112可以用于将冷却流体输送至第二负载组221。在一些实施例中,第一支路111和第二支路112的长度以及口径可以相同或不同。例如,当第一医疗设备210在工作过程中所产生的热量大于第二医疗设备220所产生的热量时,可以使第一支路111的口径大于第二支路112的口径,从而在驱动压力一定的情况下使得单位时间内流至第一负载组211的冷却流体的流量大于流至第二负载组221的流量。需要说明的是,在本说明书中,第一支路111和第二支路112的口径可以指第一支路111和第二支路112的平均内径。
在一些实施例中,为了对流至第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的流量进行控制,进而对流至第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的温度进行控制,可以在第一支路111和/或第二支路112的入口管路设置流量控制器。其中,第一支路111和/或第二支路112的入口管路可以指第一负载组211和/或第二负载组221的入口端与第一冷却管路110的干路(例如第一热交换模块120与第一支路111和/或第二支路112之间的部分)之间的部分。
图4B是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图4B,在一些实施例中,当第一冷却管路110以并联的方式连接第一负载组211和第二负载组221时,可以通过在第一负载组211的出口端设置三通阀302,并将该三通阀302的其中一个端口连接至第二负载组221的入口端,从而使得从第一负载组211流出的冷却流体能够流至第二负载组221。进一步地,控制模块可以通过控制该三通阀302中各个端口的开闭程度,以调节流入第二负载组221的冷却流体的温度。类似地,在一些实施例中,也可以通过在第二负载组221的出口端设置三通阀303,并将该三通阀303的其中一个端口连接至第以负载组211的入口端,从而使得从第二负载组221流出的冷却流体能够留至第一负载组211。进一步地,控制模块可以通过控制该三通阀303中各个端口的开闭程度,以调节流入第一负载组211的冷却流体的温度。通过这种设置,即使第一负载组211与第二负载组221的额定冷却温度的差值相对较大(例如大于5℃)时,也可以将第一负载组211和第二负载组221并联连接。
在一些实施例中,考虑到仅在第一负载组211和第二负载组221的出口端设置三通阀302和三通阀303可能无法较好地控制流入第一负载组211和第二负载组221的冷却流体的混合比例,进而导致无法准确地控制流入第一负载组211和第二负载组221的冷却流体的温度。因此,为了更精确地控制流入流入第一负载组211和第二负载组221的冷却流体的温度,在一些实施例中,还可以在第一负载组211的入口端和第二负载组221的入口端分别设置一个三通阀,并使得三通阀303的其中一个端口与设置于第一负载组211的入口端的三通阀的其中一个端口连通,三通阀302的其中一个端口与设置于第二负载组221的入口端的三通阀的其中一个端口连通。进一步地,控制模块可以通过控制三通阀303和设置于第一负载组211的入口端的三通阀中各个端口的开闭程度以调节流入第一负载组211的冷却流体的温度,通过控制三通阀302和设置于第二负载组221的入口端的三通阀中各个端口的开闭程度,以调节流入第二负载组221的冷却流体的温度。
需要说明的是,图4B所示的冷却装置仅为示例性说明,在一些实施例中,该冷却装置可以为其他的结构。例如,在一些实施例中,三通阀302也可以连接至第一负载组211的入口端或设置于第一负载组211的入口端的三通阀的其中一个端口。类似地,在一些实施例中,三通阀303可以连接至第二负载组221的入口端或设置于第二负载组221的入口端的三通阀的其中一个端口。
图5A是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图5A,在一些实施例中,可以在第一支路111的入口管路部分设置第一流量控制器310。类似地,也可以在第二支路112的入口管路部分设置第二流量控制器320。通过该第一流量控制器310和第二流量控制器320,可以控制流至第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的流量,进而控制第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的温度。
参照图5A,在一些实施例中,第一流量控制器310和第二流量控制器320可以包括三通阀,其可以包括A、B、C三个连接端口,其中,第一流量控制器310的端口A可以与第一驱动模块130连接,第一流量控制器310的端口B可以与第一负载组211的入口端连接,第一流量控制器310的端口C可以与第一支路111的出口管路连接。类似地,第二流量控制器320的端口A可以与第一驱动模块130连接,第二流量控制器320的端口B可以与第二负载组221的入口端连接,第二流量控制器320的端口C可以与第二支路112的出口管路连接。可以理解,在本说明书中,第一支路111或第二支路112的出口管路可以指第一负载组211和/或第二负载组221的出口端与第一冷却管路110的干路(例如第一热交换模块120与第一支路111和/或第二支路112之间的部分)之间的部分。
在一些实施例中,通过使第一支路111和/或第二支路112的出口管路与流量控制器部分导通(例如与端口C导通),可以使得从第一支路111和/或第二支路112的出口管路流出的冷却流体可以通过出口支路311和/或出口支路312再次从第一支路111和/或第二支路112的入口管路流入,从而在第一支路111和/或第二支路112的入口管路引入第一支路111和/或第二支路112的出口管路流出的高温冷却流体,实现调节流入第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的温度的目的。并且,通过该结构,可以在第一支路111和/或第二支路112的出口管路流出的冷却流体的温度满足再次使用的情况下实现冷却流体的循环使用。具体而言,在一些实施例中,可以在第一支路111和/或第二支路112的出口管路设置温度传感器以采集从第一支路111和/或第二支路112的出口管路流出的冷却流体的温度,若该温度小于对应的额定冷却温度,则可以控制端口C的阀门打开,使得从第一支路111和/或第二支路112的出口管路流出的冷却流体可以再次从第一支路111和/或第二支路112的入口管路流入,并再次流至第一负载组211和/或第二负载组221。在一些实施例中,可以通过控制第一流量控制器310中端口A、B、C的开度以控制第一支路111中的冷却流体的温度,同理地,可以通过控制第二流量控制器320中端口A、B、C的开度以控制第二支路112中的冷却流体的温度。在一些实施例中,第一流量控制器310和第二流量控制器320可以通过手动或自动的方式进行控制。示例性地,当第一流量控制器310和第二流量控制器320采用自动控制的方式进行控制时,控制模块可以基于温度传感器采集到的流至第一负载组211的冷却流体的温度对第一流量控制器310的阀门开度进行控制,基于温度传感器采集到的流至第二负载组221的冷却流体的温度对第二流量控制器320的阀门开度进行控制。在一些实施例中,当存在多个支路时,可以在每一条支路分别设置一个温度传感器和一个流量控制器,该控制模块可以基于每一个温度传感器采集到的流至对应负载组的冷却流体的温度对其对应的流量控制器的阀门开度进行控制。
在一些实施例中,为了使从第一负载组211流出的冷却流体优先流向出口支路311,可以使出口支路311与第一负载组211的出口管路的连接口的高度(例如相对于海平面的绝对高度)低于第一负载组211的出口端的高度,同时使出口支路311与第一负载组211的出口管路的连接口的高度低于第一负载组211的出口管路与第一冷却管路110的干路连接的连接处的高度。同理地,为了使从第二负载组221流出的冷却流体优先流向出口支路312,可以使出口支路312与第二负载组221的出口管路的连接口的高度低于第二负载组221的出口端的高度以及第二负载组221的出口管路与第一冷却管路110的干路连接的连接处的高度。
在一些实施例中,第一热交换模块120可以包括第一换热器(图中未示出)和第二换热器(图中未示出),其中,第一换热器可以设置在第一支路111,用于对流经第一支路111的冷却流体进行温度调节,第二换热器可以设置在第二支路112,用于对流经第二支路112的冷却流体进行温度调节,从而更精确地控制流至第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的温度。示例性地,在一些实施例中,为了使第一换热器能够同时对从第一冷却管路110的干路和第一支路111的出口管路流至第一支路111的入口管路的冷却流体进行温度调节,可以将第一换热器可以设置在第一流量控制器310与第一负载组211之间。同理地,为了使第二换热器能够同时对从第一冷却管路110的干路和第二支路112的出口管路流至第二支路112的入口管路的冷却流体进行温度调节,可以将第二换热器可以设置在第二流量控制器320与第二负载组221之间。
图5B是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图5B,在一些实施例中,可以在第一冷却管路110的干路上设置第三流量控制器330。示例性地,该第三流量控制器330可以连接在第一热交换模块120与第一驱动模块130之间,其中,第三流量控制器330的端口A可以与第一热交换模块120连接,端口B可以与第一驱动模块130连接,端口C可以通过管路113连接至第一支路111和/或第二支路112的出口管路。通过该短路113,可以使得从第一支路111和/或第二支路112的出口管路流出的冷却流体从第三流量控制器330处再次流向第一负载组211和/或第二负载组221。可以理解,在一些实施例中,通过控制第三流量控制器330中各个端口的阀门开度,可以控制流经第三流量控制器330的冷却流体的混合比例,进而达到控制流至第一负载组211和/或第二负载组221的冷却流体的温度的目的。
图5C是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图5C,其中,E0可以表示一个医疗设备,E1、E2、E3、E4可以表示不同的医疗设备或者同一个医疗设备中的多个负载(即待冷却区域)。在一些实施例中,E0~E4可以设置在室1中。HE0、HE1、HE2、HE3、HE4可以表示热交换模块,EMV0、EMV1、EMV2、EMV3、EMV4可以表示电子三通阀,TS1、TS2、TS3、TS4可以表示温度传感器,PUMP1、PUMP2可以表示驱动模块。图中,设备之间的线条可以理解为用于传输冷却流体的冷却管路,箭头可以指冷却管路中的冷却流体的流动方向。如图5C所示,在一些实施例中,热交换模块HE0~HE4、电子三通阀EMV0~EMV4以及驱动模块PUMP1、PUMP2可以设置在室2,冷水机组可以设置在户外。可以理解,在本说明书中,室1和室2可以理解为分别用于容置医疗设备和与医疗设备相关的冷却装置的两个房间。
参照图5C,其中,冷水机组、热交换模块HE0、驱动模块PUMP1、医疗设备E0、电子三通阀EMV0可以构成一个冷却子系统,用于对医疗设备E0进行散热。在一些实施例中,医疗设备E0可以包括一个或多个负载。示例性地,医疗设备E0可以包括负载1、负载2、负载3和负载4,可以理解,其中每一个负载可以设置于医疗设备E0中需要进行散热的一个元件或部位。需要说明的是,在一些实施例中,负载1、负载2、负载3和负载4可以通过冷却管路串联或并联,或者部分串联,部分并联。电子三通阀EMV0可以与上级软件系统(例如控制模块)连接,在一些实施例中,上级软件系统可以对电子三通阀EMV0的各个端口的阀门的开度进行控制,以调节留至负载处的冷却流体的温度。
继续参照图5C,在一些实施例中,热交换模块HE1、HE2、HE3、HE4可以与HE0相互并联,冷水机组、热交换HE1、电子三通阀EMV1、驱动模块PUMP2、医疗设备(或负载)E1、温度传感器TS1可以构成一个冷却子系统,用于对医疗设备(或负载)E1进行散热。类似地,冷水机组、热交换HE2、电子三通阀EMV2、驱动模块PUMP2、医疗设备(或负载)E2、温度传感器TS2可以构成一个冷却子系统,用于对医疗设备(或负载)E2进行散热;冷水机组、热交换HE3、电子三通阀EMV3、驱动模块PUMP2、医疗设备(或负载)E3、温度传感器TS3可以构成一个冷却子系统,用于对医疗设备(或负载)E3进行散热;冷水机组、热交换HE4、电子三通阀EMV4、驱动模块PUMP2、医疗设备(或负载)E4、温度传感器TS4可以构成一个冷却子系统,用于对医疗设备(或负载)E4进行散热。其中,温度传感器TS1~TS4可以分别设置在医疗设备(或负载)E1~E4的负载的入口管路上,用于检测流入负载的冷却流体的温度,上级软件系统可以基于该温度传感器TS1~TS4检测的温度控制对应的电子三通阀中各个阀门的开度,从而对流入对应医疗设备的负载的冷却流体的温度进行调节。
参照图5C,在一些实施例中,电子三通阀EMV1~EMV4中的至少一个可以与至少一个其他冷却子系统中的热交换模块的入口端连接,从而使得与医疗设备进行热交换后所得到的高温冷却流体可以经由电子三通阀流入其他冷却子系统中待进行冷却的医疗设备的负载。在一些实施例中,上级软件系统可以基于该温度传感器检测的温度控制对应的电子三通阀中各个阀门的开度,从而控制从热交换模块流出的冷却流体与从其他冷却子系统流入的高温冷却流体的混合比例,进而调节流入医疗设备的负载的冷却流体的温度。
图6是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图6,在一些实施例中,冷却装置100还可以包括第二冷却管路115和第二热交换模块122,其中,该第二冷却管路115可以用于将冷却流体输送至设于第三医疗设备230的第三负载组231。第二热交换模块122与第二冷却管路115连通,用于调节第二冷却管路115中的冷却流体的温度。与前述第一热交换模块120类似,在一些实施例中,第二热交换模块122可以包括管翅式、板翅式、微通道、钛管式等各类换热器中的任意一种或多种。
在一些实施例中,第三医疗设备230可以是具有旋转工况的设备,例如,直线加速器和计算机断层扫描仪(ComputedTomography,CT)等。第三医疗设备230可以包括旋转机架,在一些实施例中,为了满足第三医疗设备230在工作过程中的散热需求,可以将第二冷却管路115和第二热交换模块122设置在第三医疗设备230的旋转机架上,从而使得第二冷却管路115和第二热交换模块122能够随第三医疗设备230的旋转机架一同旋转。
参照图6,在一些实施例中,冷却装置100还可以包括第二驱动模块132,该第二驱动模块132可以连接在第二冷却管路115中,用于驱动第二冷却管路115中的冷却流体。与第一驱动模块130类似,在一些实施例中,第二驱动模块132可以包括齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等各种类型的驱动泵,在一些实施例中,第二驱动模块132可以是屏蔽泵或磁力泵。在一些实施例中,第二驱动模块132可以设置在第三医疗设备230的旋转机架上,从而使得第二驱动模块132能够随第三医疗设备230的旋转机架一同旋转。
在一些实施例中,冷却装置100可以包括连接管路和绕线架,其中,该连接管路可以用于将第二冷却管路115与第一冷却管路110导通,从而使得第一冷却管路110中的冷却流体流向第二冷却管路115。该连接管路可以具有一定的柔性,其可以绕设在绕线架上。在一些实施例中,该绕线架可以与第三医疗设备230的旋转机架同轴设置,并相对于旋转机架固定,当该绕线架随第三医疗设备230的旋转机架旋转时,连接管路在绕线架上的绕设圈数可以增大或缩小。
在一些实施例中,考虑到通过连接管路来连接第一冷却管路110和第二冷却管路115,不仅需要使用绕线架等基础设施,导致设备成本增加,同时还会导致管路繁多,使得该连接管路在随第三医疗设备230的旋转机架转动时容易出现故障,带来更多漏水、冷凝等风险。基于此,在一些实施例中,为了避免前述问题,可以将第二冷却管路115设置为封闭式管路,具体而言,即该第二冷却管路115相对于前述第一冷却管路110可以是一个独立的循环回路,二者在使用过程中互不连接、互不影响。需要说明的是,在本说明书的实施例中,当第二冷却管路115为封闭式管路时,第二冷却管路115中的冷却流体可以与第一冷却管路110中的冷却流体相同或不同。
在一些实施例中,当第二冷却管路115为封闭式管路时,该第二冷却管路115可以包括用于注入冷却流体的注入接口和用于排放冷却流体的排出接口。在一些实施例中,该注入接口和排出接口可以与第一冷却管路110可拆卸连接,示例性的可拆卸连接方式可以包括螺纹连接、卡口连接等。当该注入接口和排出接口与第一冷却管路连接时,第二冷却管路115与第一冷却管路110能够相互导通,以使得第一冷却管路110向第二冷却管路115提供冷却流体。仅作为示例,在一些实施例中,该注入接口可以位于第二热交换模块122的入口端(例如冷却流体流入第二热交换模块122的一端),该注入接口可以连接在第一热交换模块120的出口端(例如冷却流体流出第一热交换模块120的一端);该排出接口可以位于第二热交换模块122的出口端(例如冷却流体流出第二热交换模块122的一端),该排出接口可以连接在第一热交换模块120的入口端(例如冷却流体流入第一热交换模块120的一端)。
在一些实施例中,该注入接口可以连接在第一负载组211或第二负载组221的出口端,此时,可以通过第一负载组211或第二负载组221在对第一医疗设备210或第二医疗设备220进行散热的过程中所吸收的热量对流入第二冷却管路115的冷却流体进行预热,从而使得第二冷却管路115中的冷却流体的温度与第三医疗设备230的工作温度的差值小于预设阈值(例如小于20℃),避免二者温度差值过大而对第三医疗设备230造成损坏。
在一些实施例中,通过将第二冷却管路115设置为封闭式管路,可以免于使用绕线架,并且无需使连接管路在随旋转机架转动时绕接在绕线架上,从而避免管路繁多的问题,并降低冷却流体泄露的风险。
图7是根据本说明书一些实施例所示的冷却装置与旋转机架的示例性装配结构示意图。
参照图7,在一些实施例中,第二冷却管路115、第二热交换模块122、第二驱动模块132可以集成为冷却装置100的一个子系统,该子系统可以设置在具有旋转工况的第三医疗设备230(例如直线加速器和断层扫描仪等)的旋转机架2301上,以用于对第三医疗设备230进行散热。
在一些实施例中,考虑到传统的机械轴封泵在随旋转机架2301高速旋转的情况下可能会存在渗漏问题,因此,为了避免第二驱动模块132的渗漏问题,在一些实施例中,该第二驱动模块132可以采用无轴封的屏蔽泵。类似地,在一些实施例中,为了避免第二热交换模块122在高速旋转下受离心力作用导致铜管和翅片变形失效,可以采用铝制微通道板翅片换热器。在一些实施例中,冷却装置100的控制电路中可以包括继电器,类似地,为了避免继电器在高速旋转下受到离心力失效,可以在冷却装置100的控制电路中采用固态继电器。
参照图7,在一些实施例中,冷却装置100还可以包括第一风机410,该第一风机410可以固定在旋转机架2301上,用于改变第二热交换模块122表面的气流速度,从而以风冷的形式对第二热交换模块122进行散热。在一些实施例中,第一风机410可以包括风扇、空调等风冷设备。在一些实施例中,第一风机410的旋转轴可以和第三医疗设备230的旋转轴保持平行,从而降低旋转过程中离心力对第一风机410中的电机的影响。
图8是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置与旋转机架的示例性装配结构示意图。
参照图8,在一些实施例中,冷却装置100可以包括热交换模块101和水冷板102,该热交换模块101和水冷板102之间通过连接管119进行连接以形成回路。如图8所示,在一些实施例中,热交换模块101和水冷板102可以设置在具有旋转工况的医疗设备(例如前述第三医疗设备230)的旋转机架2301上。其中,热交换模块101可以输出低温冷却流体并通过连接管119将低温冷却流体输送至水冷板102,该水冷板102中的冷却流体可以与热耗部件(例如第三医疗设备230)进行热胶换,以对热耗部件进行散热。经由该水冷板102输出的冷却流体由于与热耗部位进行换热后得到高温冷却流体。进一步地,该高温冷却流体可以流回热交换模块101,并通过与热交换模块101换热后降温,得到低温冷却流体,并再次通过连接管119输送至水冷板102。如此循环,即可实现对与水冷板102接触的热耗部件进行散热。
需要说明的是,在本说明书中,热交换模块101可以包括管翅式、板翅式、微通道、钛管式等各类换热器中的任意一种或多种。在一些实施例中,热交换模块101可以包括散热风扇,该散热风扇可以用于改变热交换模块101表面的气流速度,从而通过风冷的方式对流入热交换模块101的高温冷却流体进行散热。
图9是根据本说明书另一些实施例所示的冷却装置的示例性模块示意图。
参照图9,在一些实施例中,冷却装置100还可以包括第三热交换模块123和第二风机420,其中,该第三热交换模块123可以与第四医疗设备240的第四负载组241热导通,第二风机420可以用于改变第三热交换模块123表面的气流速度,从而通过风冷的方式对第四医疗设备240进行散热。
需要说明的是,在本说明书中,第四负载组241可以理解为第四医疗设备240中待冷却的部位,也即第四负载组241可以为第四医疗设备240的一部分。第三热交换模块123与第四负载组241热导通可以理解为第三热交换模块123与第四负载组241之间存在热传递关系,例如,在一些实施例中,第三热交换模块123与第四负载组241可以直接或间接接触。
在一些实施例中,第四医疗设备240可以为工作过程中产生热量相对较小(例如工作温度小于50℃)的设备,例如超声治疗设备(Ultrasound,US)、计算机断层扫描仪(Computed Tomography,CT)等。第三热交换模块123可以为导热性能较好的元件,其可以与第四医疗设备240中需要散热的部位接触。在一些实施例中,第三热交换模块123可以采用银、铜、铝、合金、石墨烯、碳纤维复合材料等导热系数较高的材料制作而成。在一些实施例中,第三热交换模块123可以具有较大(例如可以为第三热交换模块123与第四负载组241的接触面积的两倍以上)的表面积,从而增加与空气的接触面积,确保其具有较好的散热效率。
在本说明书的一些实施例中,为了增加第三热交换模块123的散热效率,可以使用第二风机420改变第三热交换模块123表面的气流速度。在一些实施例中,第二风机420可以包括风扇、空调等风冷设备。
综上所述,本说明书实施例所提供的冷却装置100,可以通过第一冷却管路110和第一热交换模块120构成可以适用于核磁共振(Magnetic Resonance,MR)设备、探测器显像设备(例如,PET(Positron Emission Tomography))等设备的第一冷却子系统,通过第二冷却管路115和第二热交换模块122构成可以适用于断层扫描仪(Computed Tomography,CT)、放射治疗设备(Radiation Therapy,RT)等设备的第二冷却子系统,通过第三热交换模块123和第二风机420构成可以适用于超声治疗设备(Ultrasound,US)、计算机断层扫描仪(Computed Tomography,CT)等设备的第三冷却子系统。通过该冷却装置100,可以满足多模态医疗设备中多种医疗设备的散热需求,解决多模态医疗设备中多工况多负载同时工作的散热问题。
应当注意的是,上述有关冷却装置100的描述仅仅是为了示例和说明,而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说,在本说明书的指导下可以对冷却装置100进行各种修正和改变。然而,这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。例如,在本说明书中,前述第一医疗设备、第二医疗设备、第三医疗设备以及第四医疗设备可以指多模态医疗设备中四个具有不同功能的功能组件,也可以指四个相互独立的单模态医疗设备。当该第一医疗设备、第二医疗设备、第三医疗设备以及第四医疗设备为不同的单模态医疗设备时,其可以通过与前述冷却装置100的至少部分结构连接以实现散热。
本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于:(1)通过本说明书一些实施例所提供的冷却装置,可以满足多模态医疗设备中多种医疗设备的散热需求,解决多模态医疗设备中多工况多负载同时工作的散热问题;(2)通过本说明书一些实施例所提供的冷却装置,可以充分利用热交换过程中所吸收的热能对冷却流体进行预热,从而减少不必要的能源浪费;(3)通过本说明书一些实施例所提供的冷却装置,可以设置流量控制器来调节冷却流体的温度,可以使得作用到医疗设备的冷却流体的温度与医疗设备的工作温度的差值小于预设阈值,从而避免二者温差多大而对医疗设备造成损坏;(4)通过本说明书一些实施例所提供的冷却装置,将第二冷却管路设置为封闭式管路,可以免于使用绕线架,并且无需使连接管路在随旋转机架转动时绕接在绕线架上,从而避免管路繁多的问题,并降低冷却流体泄露的风险。
需要说明的是,不同实施例可能产生的有益效果不同,在不同的实施例里,可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合,也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时,本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理,应当注意的是,为了简化本说明书披露的表述,从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解,前文对本说明书实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料,如文章、书籍、说明书、出版物、文档等,特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外,对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是,如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方,以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后,应当理解的是,本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此,作为示例而非限制,本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地,本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。
Claims (14)
1.一种医疗设备的冷却装置(100),其特征在于,包括:
第一冷却管路(110),用于将冷却流体至少输送至设于第一医疗设备(210)的第一负载组(211)和设于第二医疗设备(220)的第二负载组(221);其中,所述第一冷却管路(110)与所述第一负载组(211)和/或所述第二负载组(221)接触的部位包括导热材料;
第一热交换模块(120),与所述第一冷却管路(110)连通,用于调节所述冷却流体的温度。
2.如权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一冷却管路(110)串联所述第一负载组(211)和所述第二负载组(221),所述第一冷却管路(110)能够将所述冷却流体依次输送至所述第一负载组(211)和所述第二负载组(221),所述冷却流体从所述第二负载组(221)流出后输送至所述第一热交换模块(120),其中,所述第一负载组(211)的额定冷却温度小于所述第二负载组(221)的额定冷却温度。
3.如权利要求2所述的冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)还包括控制模块,所述控制模块用于控制所述第一冷却管路(110)中的所述冷却流体的流量,以使得所述冷却流体从所述第一负载组(211)流出时的温度与所述第二负载组(221)的额定冷却温度的差值小于预设值。
4.如权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一负载组(211)和/或所述第二负载组(221)包括第一部件(141)和第二部件(142),所述第一冷却管路(110)串联所述第一部件(141)和所述第二部件(142),所述第一冷却管路(110)能够将所述冷却流体依次输送至所述第一部件(141)和所述第二部件(142),其中,所述第一部件(141)的额定冷却温度小于所述第二部件(142)的额定冷却温度;或者,所述第一负载组(211)包括第一部件(141),所述第二负载组(221)包括第二部件(142),所述第一冷却管路(110)串联所述第一部件(141)和所述第二部件(142),所述第一冷却管路(110)能够将所述冷却流体依次输送至所述第一部件(141)和所述第二部件(142),其中,所述第一部件(141)的额定冷却温度小于所述第二部件(142)的额定冷却温度。
5.如权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一冷却管路(110)并联所述第一负载组(211)和所述第二负载组(221),所述第一冷却管路(110)包括将所述冷却流体分别输送至所述第一负载组(211)和所述第二负载组(221)的第一支路(111)和第二支路(112);所述的冷却装置(100)还包括流量控制器,所述流量控制器设置在所述第一支路(111)和/或所述第二支路(112)的入口管路;或者,所述流量控制器与所述第一支路(111)和/或所述第二支路(112)的出口管路导通。
6.如权利要求5所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一热交换模块(120)包括第一换热器和第二换热器,所述第一换热器设于所述第一支路(111),所述第二换热器设于所述第二支路(112)。
7.如权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)还包括第一驱动模块(130),所述第一驱动模块(130)用于驱动所述第一冷却管路(110)中的所述冷却流体。
8.如权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)还包括:
第二冷却管路(115),用于将所述冷却流体输送至设于第三医疗设备(230)的第三负载组(231);
第二热交换模块(122),与所述第二冷却管路(115)连通,用于调节所述冷却流体的温度;其中,所述第三医疗设备(230)包括旋转机架(2301),所述第二冷却管路(115)和所述第二热交换模块(122)能够随所述旋转机架(2301)旋转。
9.如权利要求8所述的冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)还包括第二驱动模块(132),所述第二驱动模块(132)用于驱动所述第二冷却管路(115)中的所述冷却流体,所述第二驱动模块(132)能够随所述旋转机架(2301)旋转。
10.如权利要求9所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第二冷却管路(115)与所述第一冷却管路(110)可拆卸连接,所述第二冷却管路(115)与所述第一冷却管路(110)连接时能够相互导通,以使得所述第一冷却管路(110)向所述第二冷却管路(115)提供所述冷却流体。
11.如权利要求9所述的冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)还包括连接管路和绕线架,所述连接管路绕设于所述绕线架上,所述第二冷却管路(115)与所述第一冷却管路(110)通过所述连接管路导通,所述旋转机架(2301)旋转时使得所述连接管路在所述绕线架上的绕设圈数增大或缩小。
12.如权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)还包括:
第三热交换模块(123),与第四医疗设备(240)的第四负载组(241)热导通;以及
风机(420),用于改变所述第三热交换模块(123)表面的气流速度。
13.一种医疗系统,其特征在于,至少包括第一医疗设备(210)、第二医疗设备(220)以及如权利要求1~12中任一项所述的冷却装置(100),所述第一医疗设备(210)的机架与所述第二医疗设备(220)的机架等中心,其中,所述冷却装置(100)至少用于对所述第一医疗设备(210)和/或所述第二医疗设备(220)进行散热。
14.如权利要求13所述的医疗系统,其特征在于,所述第一医疗设备(210)和所述第二医疗设备(220)包括计算机断层扫描设备、磁共振成像设备、X射线成像设备、正电子发射型计算机断层显像设备、超声扫描设备、放射治疗设备中的至少两种。
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