CZ3539U1 - Zařízení k ohřívání fyziologických tekutin - Google Patents

Description

Technické řešení se týká zařízení k ohřívání fyziologických tekutin, uzpůsobené pro připevnění na přenosný stojan.

Dosavadní stav techniky

Pacienti v nemocnici občas vyžadují transfuzi krve nebo jiné fyziologické tekutiny. Infuzní roztoky, např. krev, jsou skladovány obvykle při teplotách okolo 4 ’C . Při aplikaci, zejména na operačních sálech, je nutné zaručit při konstantním průtoku jejich konstantní teplotu, která by se měla přiblížit tělesné teplotě.

Je znám odporový, v podstatě bodový, ohřev infuzních látek, kdy k ohřátí látky dochází přímým stykem mezi odporovou spirálou a vedením ohřívaného roztoku. Při tomto postupu může docházet k lokálnímu přehřívání infuzní látky a jejímu znehodnocení. Rovněž je používán plošný protisměrný ohřev infuzní látky, který je standardním vybavením operačních prostor. V plastové hadičce je ohříván roztok po jedné straně, zatímco po opačné straně se látka přenášející teplo (zpravidla voda) vrací zpět k místu ohřevu, v podstatě se jedná o trubku v trubce. Toto zařízení je popsáno např. v USA patentu č. 4759749 a č. 4878537. Jeho výroba je poměrně složitá a pořizovací náklady vysoké, což omezuje plošné nasazení ve zdravotnictví. Dalšími nevýhodami jsou velký objem a malý průtok infuzní látky.

ohřev infuzních vaku, který je

V patentové literatuře je rovněž popsáno několik dalších zařízení k ohřívání fyziologických tekutin. Patentový spis USA č. 4735609 (ve tř. A 61 F 7/12) popisuje uspořádání zařízení pro tekutin, které sestává z odnímatelného kovového v tepelném kontaktu se zdrojem tepla. Vnitřní prostor vaku je opatřen tvarovanými žebry, mezi kterými při jeho aplikaci protéká infuzní tekutina. Nevýhody tohoto řešení spočívají v možnosti vstupu vzduchu při napojení na přívodní hadičky a nutnosti dodatečné sterilizace.

'4

Jiné řešení je popsáno v USA patentu č. 5063994, kde tepelný výměník pro infuzní tekutiny sestává ze středové trubky pro průtok infuzní tekutiny se dvěma vnějšími kanály pro teplonosnou kapalinu. První z těchto kanálů rozvádí kapalinu od vstupu k opačnému konci výměníku, zatímco druhý kanál ji přivádí zpět směrem ke vstupu. Výměník je opatřen koncovými čepičkami s konektory pro usnadnění jeho připojení ke zdroji infuzní tekutiny a k pacientovi.

USA patent č. 5125900 popisuje zařízení pro ohřev a tlakování nádob naplněných kapalinou. Zařízení se obalí okolo pružného vaku s fluidem, aby se toto fluidum zahřálo a vak natlakoval tak, že zahřáté fluidum odtéká z vaku rychlostí závisející na velikosti tlaku aplikovaného na vak. Zařízení obsahuje zdroj tepla s nastavitelnou teplotou.

-1CZ 3539 U

Další řešení je popsáno v USA patentu 5250032. Jedná se o ohřívač fyziologické tekutiny, např. krve, plazmy a pod., která se zahřívá při průchodu hadičkou zavedenou do žíly pacienta.

Pouzdro ohřívače má elektricky vyhřívaný podlouhlý kanál, ke kterému přiléhá hadička.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do určité míry odstraňuje zařízení k ohřívání fyziologických tekutin podle tohoto technického řešení, uzpůsobené pro připevnění na přenosný stojan, které se skládá z výměníku tepla a ze zdroje tepla, spojených propojovacím členem. Jeho podstata spočívá v tom, že výměník tepla je tvořen dvěma plochými, navzájem těsně spojenými deskami, mezi kterými je sevřeno teplosměnné těleso, v jehož ploše je uspořádán meandrovitý průtočný kanál pro fyziologickou tekutinu. Každá deska má plošné vybrání, které je příčkami (12) rozděleno do několika kapes, které v sestaveném stavu vytvářejí druhou soustavu průtočných kanálů pro teplonosné médium tak, že vždy dvě stranově přilehlé kapsy jsou vzájemně propojeny jednak bočními otvory po výšce kapsy, vymezenými bočními stěnami plošného vybrání a bočními konci teplosměnného tělesa, a jednak propojovacími otvory vytvořenými v příčkách. Jedna z obou desek je opatřena přívodním a výstupním nátrubkem, upravenými pro zasunutí do otvorů propojovacího členu, vytvořeného jako uzavírací ventil se šoupátkem a propojujícího druhou soustavu průtočných kanálů přes čerpadlo >

se zásobníkem teplonosného média.

Vlastní teplosměnná plocha výrobně jednoduchého teplosměnného tělesa je oboustranně omývaná teplonosným médiem, zvyšuje se tím konvektivní účinek při výměně tepla mezi teplonosným médiem a ohřívanou fyziologickou tekutinou. Spojení obou částí teplosměnné plochy včetně přívodu a odvodu ohřívané fyziologické tekutiny je provedeno svařováním nebo lepením a zajištuje sterilní průtok. Konstrukce teplosměnného tělesa umožňuje recyklaci po vyjmutí teplosměnné plochy a vložení nové. Je možná i recyklace vlastní teplosměnné plochy, to je vymytí od zbytků ohřívané tekutiny a opětné sterilaci.

Propojovací otvory jsou s výhodou uspořádány ve středových oblastech příček prostřídané po obou stranách teplosměnného tělesa. Je tak umožněno postupné stoupavé proudění teplonosného média. |

Výměník tepla může být připojen k zásobníku teplonosného „ média ve svislé poloze, s horním vstupem a :podním výstupem teplosměnného tělesa pro připojení rozvodových hadiček s fyziologickou tekutinou. Přívodní a výstupní nátrubek jsou uspořádány k němu kolmo v jeho spodní části. Přívodní nátrubek je spojen přímo se vstupním otvorem do druhé soustavy průtočných kanálů a výstupní nátrubek je s výstupním otvorem z druhé soustavy průtočných kanálů propojen nepřímo prostřednictvím podélného kanálu, vyústěného v úrovni přívodního nátrubku. Přípojný výměník se jednoduše prostřednictvím nátrubků zasunuje do otvorů v propojovacím členu a přes něj k zásobníku teplonosného média. Krajní zasunutá poloha je aretována a oba prostory, to je zásobník teplonosného média a teplosměnné těleso, jsou propojeny pro cirkulaci teplonosného média pomocí oběhového čerpadla.

2CZ 3539 U

-S’ Na vrchu zásobníku teplonosného média je umístěn propojovací člen, k jehož spodní části je připojena první trubička, propojující přívodní nátrubek se sáním čerpadla ponořeného v zásobníku, a druhá trubička, propojující výstupní nátrubek s nádržkou zásobníku .

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže vysvětleno na příkladech pomocí výkresů a jejich následného podrobnějšího popisu, kde na obr. 1 je schematicky vyobrazeno zařízení k ohřívání fyziologických tekutin, které je připevněno k přenosnému stojanu, na kterém jsou zavěšeny plastové nádoby s fyziologickou tekutinou! Na obr. 2 je uspořádání zdroje tepla se zásobníkem teplonosného média, topným článkem a čerpadlem. Na obr. 3 je zobrazen v řezu propojovací člen k propojení výměníku a zdroje tepla. Na obr. 4a až 4e je v nárysu, vodorovných a svislých řezech vyobrazen výměník tepla , s teplosměnným tělesem. Na obr. 5a a 5b je vyobrazeno teplosměnné těleso s meandrovítým průtočným kanálem.

Příklady provedení technického řešení ·'* Zařízení k ohřívání fyziologických tekutin sestává z výměníku 2 tepla a zdroje 5 tepla, spojených propojovacím členem 4 (viz fc obr. 1). Je připevněno k přenosnému stojanu 7, na kterém jsou v jeho horní části zavěšeny plastové nádoby resp. vaky 2 s fyziologickou tekutinou, např. krví nebo jiným infuzním roztokem. Rozvodovými hadičkami 2, 6 je vstup výměníku 2 tepla spojen s výstupy plastových nádob 2 ^a výstup výměníku 2 tepla přiveden k pacientovi.

Výměník 2 tepla je tvořen dvěma plochými kovovými, např. ocelovými deskami 8, které jsou navzájem těsně spojeny, mohou být připevněny po obvodu umístěnými šrouby 27 (viz obr. 4a až 4e). Mezi deskami 8 je sevřeno teplosměnné těleso 9, v jehož ploše je uspořádán meandrovitý průtočný kanál 10 pro fyziologickou tekutinu (viz obr. 5a a 5b) se spodním výstupem 23 a horním výstupem 22. Teplosměnné těleso 9 může být vytvořeno jako skládaná ocelová deska, kde spojení obou částí její teplosměnné plochy může být provedeno odporovým svařováním nebo lepením, včetně trubek horního vstupu 22 a spodního výstupu 23. Toto spojení zajišťuje sterilní prostředí pro průtok ohřívané fyziologické tekutiny.

Rozměry a délka meandrovítého průtočného kanálu 10 jsou zvoleny pro hodnoty průtoku do 200 ml/min.

Každá deska 2 výměníku 2 tepla má plošné vybrání 11 (viz obr. 4d), které je příčkami 12 rozděleno do několika kapes 22 (obr.4c). Tyto kapsy 13 v sestaveném stavu vytvářejí druhou soustavu průtočných kanálů pro teplonosné médium tak, že vždy dvě stranově přilehlé kapsy 13 jsou vzájemně propojeny jednak bočními otvory 14 po výšce kapsy 22/ vymezenými bočními stěnami plošného vybrání 11 a bočními konci teplosměnného tělesa 9, a jednak propojovacími otvory 15 vytvořenými v příčkách 22· Jedna z obou desek 8 je opatřena přívodním a výstupním nátrubkem 22/22/ upravenými pro zasunutí do otvorů 18 propojovacího členu 4. Propojovací otvory 15 jsou uspořádány ve středových oblastech příček 12 prostřídané po obou stranách teplosměnného tělesa 9. Přívodní a výstupní nátrubek 22/22/ jsou uspořádány kolmo k teplosměnnému

CZ 3539 U tělesu 9. a tělesu výměníku χ tepla v jeho spodní části. Přívodní nátrubek 16 je spojen přímo se vstupním otvorem 24 do druhé soustavy průtočných kanálů výměníku χ tepla a výstupní nátrubek je s výstupním otvorem 25 z druhé soustavy průtočných kanálů propojen nepřímo prostřednictvím podélného kanálu 26., vyústěného v úrovni přívodního nátrubku 16.

Propojovací člen 4, spojující výměník 3 tepla a zdroj χ tepla, je vytvořen jako uzavírací ventil se šoupátkem 19.. Je umístěn na vrchu zásobníku 21 teplonosného média (zdroje 5 tepla na obr. 2). V tělese propojovacího členu £ jsou dva oddělené otvory 18 s naváděcími vstupními kuželovými plochami pro zasunutí nátrubků 16. 17 výměníku χ tepla, které na svém opačném konci £8 mají zvětšený průměr. Za naváděcí kuželovou plochou je v každém z uvedených otvorů vybrání 33 s těsnicím O-kroužkem. V otvorech je umístěno šoupátko 19 opatřené čtyřmi otvory 34 a ve své zadní části nákružkem 35. Do krajní (zavřené) polohy, určené hloubkou zvětšeného průměru otvorů 18 a nákružkem 35 šoupátka £9 je šoupátko 19 zatlačováno pružinou 36, umístěnou mezi tělesem šoupátka 19 a vnějším víkem propojovacího členu £. Při zasouvání nátrubků. £6, 17 výměníku χ tepla do otvorů 18 proti síle pružiny 36 dojde k zatlačení šoupátka 19 do druhé krajní polohy. V této poloze dojde k propojení otvorů 34 v šoupátku 19 s výstupním kanálem 37. Propojovací zasunuté nátrubky £6, 17 výměníku χ tepla jsou přitom těsněny proti úniku teplonosné kapaliny (např. vody) těsnicími O-kroužky ve vybrání χχ. Na propojovacím členu £ může být rovněž upevněn elektrický spínač 38 , který při spojení s výměníkem χ tepla, resp. zasunutých nátrubcích 16 , 17 je sepnut a odblokuje spuštění celého zařízení. Současně zde může být vhodné aretační zařízení, které mechanicky zajistí spojení výměníku X tepla se zásobníkem (nádržkou) 21 zdroje 5 tepla.

Výměník χ tepla je připojen k zásobníku 21 teplonosného média (zdroji χ tepla) s výhodou ve svislé poloze, s horním vstupem 22 a spodním výstupem 23 teplosměnného tělesa 9 pro připojení rozvodových hadiček 2 s fyziologickou tekutinou. Přívodní a výstupní nátrubek £6, 17 jsou uspořádány k němu kolmo v jeho spodní části. Jak již bylo uvedeno, na vrchu zásobníku 21 teplonosného média je umístěn propojovací člen £. K jeho spodní části je připojena první trubička 28 s hadičkou 28., propojující přívodní nátrubek 16 výměníku χ tepla se sáním čerpadla 20 , ponořeného v zásobníku 21. a druhá trubička 29., propojující výstupní nátrubek 17 s nádržkou zásobníku 21 (odvádí vratnou kapalinu z výměníku pod hladinu kapaliny v zásobníku). Tato trubička může být těsně pod propojovacím členem £ opatřena otvorem, který zajišťuje samovolné vyprázdnění výměníku χ tepla při ukončení činnosti zařízení (např. zastavení oběhového čerpadla χχ) teplonosnou kapalinou. Zdroj χ tepla je tvořen zásobníkem 21 (nádržkou) teplonosného média (o obsahu přibližně 2 litry destilované vody), ve kterém je umístěno čerpadlo 20 a elektrické topné členy 30. Na vrchu zásobníku 21 je nalévací otvor 31, jehož součástí je trubka, která svou délkou určuje výšku hladiny v zásobníku 21. Příslušenstvím zdroje χ tepla je elektronický regulátor 32 teploty, který reguluje teplotu teplonosného média v zásobníku 21 (maximálně na 40 °C ), hlídá pokles jeho hladiny pod minimální stav a ukazuje jeho teplotu. Na základě indikace spínače 38 na propojovacím členu £ rovněž blokuje spuštění celého zařízení bez připojení výměníku X tepla.

Claims (4)

1. Zařízení k ohřívání fyziologických tekutin, uzpůsobené pro připevnění na přenosný stojan, které se skládá z výměníku tepla a ze zdroje tepla, spojených propojovacím členem,v yznačující se tím, že výměník (3) tepla je tvořen dvěma plochými, navzájem těsně spojenými deskami (8), mezi kterými je sevřeno teplosměnné těleso (9), v jehož ploše je uspořádán meandrovitý průtočný kanál (10) pro fyziologickou tekutinu, kde každá deska (8) má plošné vybrání (11) , které je příčkami (12) rozděleno do několika kapes (13), které v sestaveném stavu vytvářejí druhou soustavu průtočných kanálů pro teplonosné médium tak, že vždy dvě stranově přilehlé kapsy (13) jsou vzájemně propojeny jednak boční• mi otvory (14) po výšce kapsy (13), vymezenými bočními stěnami plošného vybrání (11) a bočními konci teplosměnného tělesa (9), a jednak propojovacími otvory (15) vytvořenými v příčkách (12) ,. přičemž jedna z obou desek (8) je opatřena přívodním . a výstupním nátrubkem (16, 17), upravenými pro zasunutí do otvorů (18) propojovacího členu (4), vytvořeného jako uzavírací ventil se šoupátkem (19) a propojujícího druhou soustavu průtočných kanálů přes čerpadlo (20) se zásobníkem (21 teplonosného média.

2. Zařízení podle nároku 1, vyz’n ačující se tím, že propojovací otvory (15) jsou uspořádány ve středových oblastech příček (12) prostřídané po obou stranách teplosměnného tělesa (9).

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výměník (3) tepla je připojen k zásobníku (21) teplonosného média ve svislé poloze, s horním vstupem (22) a spodním výstupem (23) teplosměnného tělesa (9) pro připojení rozvodových hadiček (2) s fyziologickou tekutinou, a přívodní « a výstupní nátrubek (16, 17) jsou uspořádány k němu kolmo v jeho spodní části, přičemž přívodní nátrubek (16) je spojen přímo se vstupním otvorem (24) do druhé soustavy průtočných kanálů a výstupní nátrubek (17) je s výstupním otvorem (25) z druhé soustavy průtočných kanálů propojen nepřímo prostřednictvím podélného kanálu (26), vyústěného v úrovni přívodního fc, nátrubku (16).

4. Zařízení podle některého z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na vrchu zásobníku (21) teplonosného média je umístěn propojovací člen (4), k jehož spodní části je připojena první trubička (28), propojující přívodní nátrubek (16) se sáním čerpadla (20) ponořeného v zásobníku (21), a druhá trubička (29), propojující výstupní nátrubek (17) s nádržkou zásobníku (21).