CS243070B1 - Zařízení pro plynulou regulaci průtoku plynu - Google Patents

Abstract

Zařízení pro plynulou regulaci průtoku plynu je určené zejména pro· automatickou regulaci průtoku zplyněného tekutého chladivá podle předem zvolené závislosti, napří­ klad u kryochlrurgických přístrojů. Regulační) zařízení sestává z pohonné jednotky s hřídelem a napojené na výstup elektrického regulačního systému. Hřídel je opatřen pružinou s regulačním prvkem a je ukončen uzavíracím elementem otvoru výstupu plynu. Výstupní plyn je veden přívodem přes čidlo teploty, které je napojena na vstup elektrického regulačního systému do ohříva­ če výstupního plynu.

Description

Vynález se týká zařízení pro plynulou regulaci průtoku plynu, určené zejména pro automatickou regulaci průtoku zplyněného tekutého- chladivá podle předem zvolené závislosti, například u kryochirurgických přístrojů.

Dosavadní kryochirurglcké přístroje využívají převážně elektromagnetického servoventilu, pracujícího v režimu „zapnuto — vypnuto“. U přístrojů s tzv. hadicovým systémem, kdy velký zásobník tekutého chladivá — dusíku je spojen s vlastním operačním nástrojem pružinými hadicemi — není tato skutečnost příliš na závadu, protože zásoba chladivá je dostatečná, jeho cena je nízká a proto není nezbytně nutné optimalizovat spotřebu a využití chladivá. U systémů tzv. autonomních, kde zásobník tekutého chladivá je součástí operačního- nástroje je spotřeba a využití chladivá jedním z důležitých parametrů, které ovlivňují váhu přístroje, a tím i manipulovatelnost s přístrojem, dále délku nebo počet operací na jedno naplnění zásobníku chladivá. Při použití elektromagnetického servoventilu, který pracuje v režimu „zapnuto — vypnuto“, dochází při otevření servoventilu k maximálnímu průtoku chladivá výměníkem operačního nástroje, kde se nemusí vždy zcela zplynit a potom ve formě dvoufázové směsi odchází do ohřívače výstupního plynu, čímž se zhoršuje využití energie chladivá a zvyšují se nároky na výkon ohřívače. Při dosažení žádané teploty výměníku, elektromagnetický servoventil náhle uzavře otvor výstupu plynu, chladivo přestane protékat a zbytek chladivá ve výměníku a částečně i v trubkách se zplyní, tlak v operačním nástroji se zvýší až je větší než tlak v zásobníku chladivá, změní se směru průtoku zbylé směsi směrem do zásobníku, kde stoupne tlak až nad hodnotu nastavených tlaků pojistných ventilů, které odpustí přebytečný plyn do atmosféry. Tento jev se opakuje v průběhu dvoupolohové regulace teploty při každém uzavření servoventilu. Tím se zvyšuje spotřeba chladivá a zhoršuje jeho využití s ohledem na omezený obsah chladivá v zásobníku, zejména při využití přímochlazených koncovek, kdy nároky na spotřebu chladivá jsou maximální.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro plynulou regulaci, průtoku plynu podle předmětného vynálezu, pracující na principu závislosti na teplotě výstupního- plynu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že hřídel pohonné jednotky, napojené na výstup elektrického regulačního systému zařízení, je opatřen pružinou s regulačním prvkem a je ukončen uzavíracím elementem otvoru výstupu plynu, vedeného přívodem přes čidlo teploty, napojené na vstup elektrického regulačního systému do ohřívače výstupního plynu. Elektrický regulační systém pohonného zařízení, napájený jedním zdrojem, je s výhodou napojen svým vstupem na čidlo teploty a sestává ze zesilovače údaje teploty, napojeného na regulátor se vstupem pro výstupní hodnotu teploty a vstupem porovnávací hodnoty teploty a s výstupem pro výkonový zesilovač, napojený na spínač, připojený na pohonnou jednotku. Podle dalšího význaku pohonná jednotka sestává z lineárního motoru a podle posledního význaku vynálezu sestává pohonná jednotka z rotačního stejnosměrného motoru s přiřazeným redukt-orem.

Zařízení pro plynulou regulaci průtoku plynu podle vynálezu tvoří lineární motor nebo rotační stejnosměrný motor s redaktorem na jehož hřídeli je součást uzavíracího elementu, který uzavírá otvor výstupního plynu, přičemž potřebný tlak pro uzavření vyvozuje pružina, dále ovládač lineárního motoru, který tvoří výkonový zesilovač, regulátor, který podle žádané a skutečné hodnoty teploty snímané čidlem teploty umístěného do prostoru výstupu zplyněného chladivá, ovládá pohyb lineárního- motoru nebo rotačního- motoru, a tím i průtok plynu. Regulování je plynulé, což zaručuje, že průtok chladivá je úměrný odebíranému tepelnému výkonu z aktivní části operačního nástroje, zejména v případě, že čidlo teploty je umístěno namísto na tělese výměníku do prostoru výstupu zplyněného chladivá z aktivní části kryo-chirurgického nástroje.

Příkladná provedení podle vynálezu jsou schematicky vyznačena na připojených výkresech, kde na obr. 1 je zakresleno zařízení s lineárním motorem a na obr. 2 je zařízení, jehož pohonná jednotka sestává z rotačního stejnosměrného motoru.

Zařízení pro plynulou regulaci průtoku chladivá v kry-ochirurgickém přístroji sestává z pohonné jednotky 4, sestávající z lineárního elektrického motoru, s hřídelem 3 a napojeného na výstup elektrického regulačního systému zařízení. Mezi regulačním prvkem 9 a pohonnou jednotkou 4 je na hřídeli 3 umístěna pružina 8. Hřídel 3 je na svém funkčním konci opatřena uzavíracím elementem 2 otvoru 1 výstupního plynu. Výstupní plyn je veden přívodem 7 přes čidlo 5 teploty, které je napojeno na vstup elektrického regulačního systému do ohřívače 16 výstupního plynu. Elektrický regulační systém napájený zdrojem 13, je napojen svým vstupem na čidlo 5 teploty a sestává ze zesilovače 6 údaje teploty, napojeného, na regulátor 15 se vstupem 11 výstupní hodnoty teploty a vstupem 12 porovnávací hodnoty teploty a s výstupem pro výkonový zesilovač 14. Výkonový zesilovač 14 je napojen na spínač 10 připojený na pohonnou jednotku 4 zařízení.

Regulační zařízení se uvede v činnost sepnutím spínače 10 s výhodou sešlápnutím nožní spouště kryo-chirurgického přístroje. Skutečná hodnota teploty je snímána čidlem 5 teploty, umístěným do přívodu 7 proudícího výstupního plynu. Signál z čidla 5 teploty je upraven na potřebnou úroveň zesilo243070 vačem 6 údaje teploty a přiveden jako vstup 11 výstupní hodnoty teploty na vstup regulátoru 15. V regulátoru 15 je porovnáván na vstupu 12 porovnávací hodnoty teploty se signálem žádané hodnoty teploty. Výstupní signál z regulátoru 15 je přiveden na vstup výkonového zesilovače 14 a přes spínač 10 na svorky lineárního· motoru. Pohybem hřídele 3 pohonné jednotky 4 se oddálí uzavírací element 2' od otvoru 1 výstupního plynu a chladivo začne protékat výměníkem kryochirurgického nástroje, kde se zplyní a výstupní plyn projde ohřívačem 16 výstupního plynu k otvoru 1 výstupního plynu. Po vyrovnání teploty v přívodu 7 výstupního· plynu, snímané čidlem 5 teploty a upravené zesilovačem 6 údaje teploty na úroveň skutečné hodnoty teploty se žádanou hodnotou teploty se otevření ventilu, zajištěné pomocí lineárního motoru, ustálí na určité hodnotě. Rozepnutím spínače 10, s výhodou uvolněním nožní spouště kryokauteru, se vyřadí pohonná jednotka 4 z činnosti a pomocí pružiny 8, jejíž tlak se nastaví regulačním prvkem 9, uzavře otvor 1 výstupního plynu. Celé zařízení se napájí ze zdroje 13·

Zařízení pro regulaci průtoku chladivá v kryokauteru podle příkladu 1 sestává z pohonné jednotky 4, kterou tvoří elektrický stejnosměrný motor s přivařeným reduktorem 17, přičemž pružina 8 je na hřídeli 3 umístěna_ mezi reduktor 17 a uzavírací element 2. Čidlo 5 teploty může být s výhodou umístěno ve výměníku nebo· v operační koncovce operačního nástroje.

Claims (4)

1. PREDMÉT

   1. Zařízení pro plynulou regulaci průtoku plynu v závislosti na teplotě výstupního plynu, vyznačené tím, že hřídel (3) pohonné jednotky (4), napojené na výstup elektrického regulačního· systému zařízení, je opatřen pružinou (8) s regulačním prvkem (9j a je ukončen uzavíracím elementem (2) otvoru (1) výstupního plynu, jehož přívod (7) je přes čidlo (5j teploty, napojené na vstup elektrického regulačního systému, připojen k ohřívači (16) výstupního plynu.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že elektrický regulační systém, napájený zdrojem (13), je napojen svým vstupem na čidlo (5) teploty a sestává ze zesilovače (6) údaje teploty, napojeného na regulátor (15 ] se vstupem (lij výstupní hodnoty teploty a vstupem (12) porovnávací hodnoty a s výstupem pro výkonový zesilovač (14), napojený na spínač (10), připo-jený na pohonnou jednotku (4).
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že pohonná jednotka (4) sestává z lineárního motoru.
4. 4. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že pohonná jednotka (4) sestává z rotačního stejnosměrného motoru s přiřazeným reduktorem (17).