DE2321089C3

DE2321089C3 - Heat-insulated, flexible cable as a coaxial double cable

Info

Publication number: DE2321089C3
Application number: DE19732321089
Authority: DE
Inventors: Hildebrand Dipl Phys 5060 Bensberg Zimmer
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1977-08-18

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmeisolierte, flexible Leitung als koaxiale Doppelleitung zum Verbinden einer Kryosonde mit einem Bedienungsgerät, wobei in einem inneren, flexiblen Rohrteil ein tiefsiedendes Medium in Richtung zur Sonde strömt, während ein umgebender äußerer Rohrteil zur Rückführung des wärmeren Gases dient.The invention relates to a heat-insulated, flexible line as a coaxial double line for connecting a cryoprobe with a control unit, with a low-boiling tube in an inner, flexible tube part Medium flows in the direction of the probe, while a surrounding outer pipe part for the return of the warmer gas is used.

Zur Verbindung von Kryosonden mit dem Bedienungsgci'äi sind bereits vakuumisolierte koaxiale Doppelleitungen bekannt, in deren innerem Rohrteil flüssiger Stickstoff in die Verdampferkammer der Kryosonde geleitet wird. Das wärmere Abgas aus dieser Verdampferkammer strömt in einem äußeren Rohrteil nach dem Bedienungsgerät zurück. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten und insbesondere zur Erzielung einer entsprechenden Oberflächentemperatur am Schaft der Kryosonde wird ein äußerer, unter Vakuum stehender Hohlraum benutzt, der mit einem entsprechenden Hohlraum im Schaft der Kryosonde kommuniziert. Die Wärmeisolation durch Vakuumanwendung erscheint zwar als geeignete Problemlösung, sie bedingt jedoch einen hohen konstruktiven und gegebenenfalls apparativen Aufwand hinsichtlich des luftdichten Abschlusses der isolierenden Hohlräume und der dauernden Aufrechterhaltung eines hohen Vakuums, beispielsweise von 10³ torr.Vacuum-insulated coaxial double lines are already known for connecting cryoprobes to the operating device, in the inner tubular part of which liquid nitrogen is passed into the evaporation chamber of the cryoprobe. The warmer exhaust gas from this evaporation chamber flows back in an outer pipe part to the control unit. To avoid heat loss and in particular to achieve a corresponding surface temperature on the shaft of the cryoprobe, an external cavity under vacuum is used, which communicates with a corresponding cavity in the shaft of the cryoprobe. Heat insulation by applying a vacuum appears to be a suitable solution to the problem, but it requires a high level of constructive and, if necessary, equipment expenditure with regard to the airtight sealing of ^{the insulating cavities and the permanent maintenance of a high vacuum, for example of 10 3 torr.}

Bekannt ist eine chirurgische Sonde, die über eine Verbindungsleitung mit dem Behälter für die Kühlflüssigkeit verbunden ist. Die Verbindungsleitung besteht aus einem äußeren und einem inneren gewellten Rohr und einem dazwischen liegenden evakuierbaren Isolationsraum. Die evakuierbaren Räume innerhalb der Verbindungsleitung können mit einem thermisch isolierenden Material gefüllt sein. Nachteilig ist der hohe Herstellungsaufwand und die Störanfälligkeit einer Vakuumisolation; bei Füllung der Räume mit isolierendem Material ist die Flexibilität stark behindert (DT-PS 12 43 822).A surgical probe is known which is connected to the container for the cooling liquid via a connecting line connected is. The connecting line consists of an outer and an inner corrugated pipe and an isolation room that can be evacuated in between. The evacuable rooms within the Connection lines can be filled with a thermally insulating material. The disadvantage is the high Manufacturing effort and susceptibility to failure of vacuum insulation; when filling the rooms with insulating The flexibility of the material is severely hindered by the material (DT-PS 12 43 822).

Bekannt ist weiterhin eine Leitung für Kühlflüssigkeiten, die aus zwei konzentrischen Rohren besteht, die über einen schraubenförmigen Abstandhalter aus isolierendem Fasermaterial gegenseitig abgestützt sind. Die Wandungen beider Rohre können gewellt sein. Der Zwischenraum zwischen den Rohren ist evakuiert. Die gesamte Anordnung besitzt jedoch nur geringe Flexibilität. Die Evakuierung des Zwischenraumes zur Wärmeisolierung ist ein aufwendiges und störanfälliges Verfahren (CH-PS 5 J4 806).Also known is a line for cooling liquids, which consists of two concentric tubes that are mutually supported via a helical spacer made of insulating fiber material. The walls of both tubes can be corrugated. The space between the pipes is evacuated. the However, the entire arrangement has little flexibility. The evacuation of the space in between Thermal insulation is a complex and failure-prone process (CH-PS 5 J4 806).

Eine bekannte wärmeisolierte Leitung für Flüssigkeiten oder Gase besteht aus zwei konzentrischen metallischen Rohren. Die Rohre sind gewellt und durch einen zwischen ihnen angeordneten, schraubenförmigen Abstandhalter in ihrer gegenseitigen Lage gestützt. Der verbleibenden Zwischenraum zwischen beiden Rohren ist mit geschäumtem Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, ausgefüllt. Das äußere Rohr trägt auf seiner äußeren Seite einen Schutzanzug. Die gesamte Anordnung ist, insbesondere durch die Verwendung eines äußeren Rohres und dessen Versteifung durch Schutzüberzüge, wenig flexibel und nur für eine feste Verlegung geeignet (BE-PS 6 98 628).A known thermally insulated line for liquids or gases consists of two concentric lines metallic pipes. The tubes are corrugated and have a helical shape arranged between them Spacers supported in their mutual position. The remaining space between the two pipes is filled with foamed plastic, such as polyurethane. The outer tube carries on his outer side a protective suit. The entire arrangement is, in particular, through the use of a outer tube and its stiffening by protective coatings, not very flexible and only for a solid Suitable for laying (BE-PS 6 98 628).

Es ist eine biegsame Welle bekannt, deren äußere Hülle zur Erzielung einer begrenzten Flexibilität aus ineinandergesteckten ringförmigen Körpern aufgebaut ist. Jeder dieser Körper besteht aus einem rohrförmigen Teil und einer muffenartigen Erweiterung, die den rohrförmigen Teil des nächsten Körpers beweglich umgreift. An den Körpern sind Rastelemente vorgesehen, die die Körper beweglich !miteinander verklammern. Die biegsame Welle ist nicht als Leitung für Gase oder Flüssigkeiten und ihre ringförmigen Körper sind nicht als Wärmeisolation geeignet (US-PS 4 28 023).A flexible shaft is known, the outer shell of which is made to achieve a limited flexibility nested annular bodies is constructed. Each of these bodies consists of a tubular Part and a sleeve-like extension that makes the tubular part of the next body movable encompasses. Latching elements are provided on the bodies, which clamp the bodies together in a moveable manner. The flexible shaft is not intended as a conduit for gases or liquids and their annular bodies are not suitable as thermal insulation (US Pat. No. 4,228,023).

Bei einem bekannten kryomedizinischen Instrument ist die Sondenspitze vom Handgriff lösbar. Im Innern der Sondenspitze verläuft zentral ein dünnes Zuführungsrohr für das; flüssige Kältemittel. Es ist an mehreren Stellen durch Haltestege gegenüber der Sondenspitze abgestützt und auf diese Weise fest mit ihr verbunden. Die Abstützung verbindet zwei starre und sich im Gebrauch nicht bewegende Rohre miteinander (US-PS 34 39 680).In a known cryomedical instrument, the probe tip can be detached from the handle. At the inside the probe tip runs centrally a thin feed tube for the; liquid refrigerants. It is on several points supported by retaining webs opposite the probe tip and in this way firmly attached to it connected. The support connects two rigid tubes that do not move during use (U.S. Patent 3,439,680).

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine wärmeisolierte, flexible koaxiale Leitung zu schaffen, welche die günstigen Eigenschaften der Vakuumisolierung ohne den damit verbundenen Aufwand erreicht. Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, daß der innere Rohrteil unter Abstützung durch Elemente in dem als Wellrohr ausgebildeten umgebenden Rohrteil eine Reihe von Wärmeisolationselementen in Form von Ringen mit rohrförmigen Ansätzen bzw. Ausformungen mit derartiger Durchmesser-Toleranz ineinander gesteckt sind, daß eine begrenzte Bewegbarkeit der Wärmeisolationselemente untereinander im Sinne einer Krümmung der ganzen Leitung gegeben ist.The invention is based on the object of providing a heat-insulated, flexible coaxial line create, which the favorable properties of vacuum insulation without the associated effort achieved. The characteristic of the invention is to be seen in the fact that the inner pipe part under Supported by elements in the surrounding pipe part designed as a corrugated pipe a number of Thermal insulation elements in the form of rings with tubular extensions or formations with such Diameter tolerance are plugged into each other that a limited mobility of the thermal insulation elements is given among each other in the sense of a curvature of the entire line.

Diese Ausbildung erreicht insbesondere bei der vorteilhaften Herstellung der WärmeisolationselementeThis training is achieved in particular in the advantageous production of the heat insulation elements

aus geschäumtem Kunststoff (beispielsweise »Polyurethan«) eine hinreichende Wärmeisolierung und bietet gegenüber einem Vakuumanschluß bedeutende Gebrauchsvorteile. made of foamed plastic (for example »polyurethane«) and offers adequate thermal insulation significant advantages in use compared to a vacuum connection.

Die Isolation nach der vorliegenden Erfindung benötigt keine Räume zum Hinei ifüllen des Isoliermaterials. Die Isolation erfolgt mit Wärmeisolationselementen, die auf ein bewegliches Rohr aufgezogen werden.The insulation according to the present invention does not require any spaces for filling the insulation material. The insulation is done with thermal insulation elements that are pulled onto a movable tube will.

Die Ausführung der Isoiationsleitungcn nach der Erfindung gestattet eine preiswerte Herstellung und eine hohe Flexibilität auch bei geringen Außendurchmessern. The execution of the insulation line according to the Invention allows inexpensive manufacture and high flexibility even with small outer diameters.

Es erscheint wesentlich, daß die Wärmeisolationselemente in einer optisch dichten Abdeckung ineinandergreifen, und daß eine gewisse begrenzte verformungsfreie Bewegbarkeit gegeneinander zur Erreichung einer hinreichenden Elastizität der Leitung gegeben ist. Da die bevorzugt verwendeten geschäumten Kunststoffmaterialien bei hoher WärmeiEolation eine relativ geringe Festigkeit aufweisen, muß durch die verformungsfreie Bewegbarkeit zweier gegeneinanderliegender Wärmeisolationselemente dafür gesorgt werden, daß keine Formänderung dieser Wärmeisolationselemente eintritt. Eine geeignete Ausführung besteht, wie bereits erwähnt, in der Verwendung rohrförmiger Ansätze gegenüber Ausformungen mit größerem Durchmesser als dem Außendurchmesser des Rohransatzes entspricht. Dabei ist die verformungsfreie Bewegbarkeit durch die Anlage des Rohransatzes am Rand der Ausnehmung des benachbarten Ringes begrenzt. Eine andere Möglichkeit wäre gegebenenfalls durch kalottenförmige Anpaßstücke gegeben.It appears essential that the thermal insulation elements interlock in an optically tight cover, and that a certain limited deformation-free mobility against each other to achieve a sufficient elasticity of the line is given. As the preferred foamed plastic materials used have a relatively low strength with high thermal insulation, must be due to the deformation-free Mobility of two opposing thermal insulation elements are ensured that no change in shape of these thermal insulation elements occurs. A suitable implementation is how already mentioned, in the use of tubular approaches compared to formations with larger ones Diameter than corresponds to the outer diameter of the pipe socket. Here is the deformation-free Mobility due to the installation of the pipe socket on the edge of the recess of the adjacent ring limited. Another possibility would be given by dome-shaped adapters.

Es kann dabei außerdem vorteilhaft sein, daß die in ihrem äußeren Randteil gewölbten Ringe in einem äußersten, flexiblen Schlauchteil liegen, so daß eine Beschädigung der Wärmeisolationselemente bzw. eine Verschmutzung od. dgl. vermieden werden.It can also be advantageous that the curved rings in their outer edge part in one outermost, flexible hose part, so that damage to the heat insulation elements or a Contamination or the like can be avoided.

In einer bevorzugten Ausführungsform können zumindest ein Teil der elektrischen Steuer- und Versorgungsleitungen, welche zur Kryosonde geführt werden, und die sowohl die Temperatur der Sondenspitze als auch die Temperatur des Schaftes überwachen und eine Heizvorrichtung speisen, in Ausnehmungen der Wärmeisolationselemente der flexiblen Leitung geführt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, diese Versorgungsleitungen in dem vom umgebenden Rohrteil gebildeten, der Rückführung des wärmeren Gases dienenden Ringkanal unterzubringen. Damit entsteht eine erwünschte Kompaktbauweise, die im Gebrauch vorteilhaft erscheint.In a preferred embodiment, at least some of the electrical control and Supply lines, which are led to the cryoprobe, and which both the temperature of the probe tip as well as monitor the temperature of the shaft and feed a heating device in recesses the heat insulation elements of the flexible line are guided. Another possibility is to these supply lines in the one formed by the surrounding pipe part, the return of the warmer To accommodate gas serving ring channel. This creates a desired compact design, which in the Use appears beneficial.

In der Zeichnung F i g. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, aus dem sich weitere Einzelheiten ergeben; die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine wärmeisolierte, flexible Leitung gemäß der Erfindung und eine fest damit verbundene Kryosonde.In the drawing F i g. 1 to 3 is an embodiment of the subject matter of the invention schematically shown, from which further details emerge; the drawing shows a longitudinal section through a heat-insulated, flexible line according to the invention and a cryoprobe permanently connected to it.

In der Zeichnung ist eine wärmeisolierte, flexible Leitung 1 dargestellt, welche einen inneren Rohrteil 2 zur Leitung eines tiefsiedenden Mediums aufweist. Den inneren Rohrteil 2 schließt ein äußerer umgebender Rohrteil 3, welcher aK flexibles Rohr, insbesondere als Wellrohr, ausgebildet ist. Zwischen dem inneren Rohrteil 2 und dem umgebenden Rohrteil 3 sind in entsprechenden Abständen Kunststoffstege 4 als Abstützelemente vorgesehen. Auf dem umgebenden Rohrteil 3 liegen ineinandergreifende Wärmeisolationselemente in Form von Ringen 5, welche jeweils einen rohrförmigen Ansatz 6 und eine Ausformung 7 aufweisen, wobei der Durchmesser der Ausformung 7 größer ist als der Außendurchmesser des rohrförmigen Ansatzes 6, so daß eine allseitige verformungsfreie Bewegbarkeit gewährleistet wird. Die Ringe 5 bestehen aus geschäumtem Kunststoff. Den äußeren Abschluß bildet ein äußerster, flexibler Schlnuchteil 8.In the drawing, a heat-insulated, flexible line 1 is shown, which has an inner pipe part 2 for conducting a low-boiling medium. The inner pipe part 2 includes an outer surrounding one Pipe part 3, which is aK flexible pipe, in particular as a corrugated pipe. Between the inner Pipe part 2 and the surrounding pipe part 3 are plastic webs 4 as at appropriate intervals Support elements provided. On the surrounding pipe part 3 are interlocking thermal insulation elements in the form of rings 5, each having a tubular extension 6 and a recess 7 have, wherein the diameter of the formation 7 is greater than the outer diameter of the tubular Approach 6, so that all-round deformation-free mobility is guaranteed. The rings 5 are made made of foamed plastic. An outermost, flexible hose part 8 forms the outer termination.

Beim Ausführungsbeispiel ist die wärmeisolierte, flexible Leitung I mit einer Kryosonde 9 fest verbunden, die im wesentlichen aus dem Schaft 10 und der Sondenspitze 11 besteht. Der innere Rohrteil 2 reicht bis in die von der Sondenspitze 11 gebildeten Verdampfungskammer 12. Innerhalb der Kammer 12 ist noch die Sondenheizung 13 untergebracht, die nach einer Kryo-Behandlung eingeschaltet wird, um die Sonde vom gefrorenen Gewebe abzulösen. Zur Kontrolle der Temperatur der Sondenspitze ist außerdem das Thermoelement 14 vorgesehen. Der Strömungsweg des der Kühlung der Sondenspitze dienenden Kühlmittel ist durch die Pfeile 15 angedeutet.In the exemplary embodiment, the heat-insulated, flexible line I is firmly connected to a cryoprobe 9, which consists essentially of the shaft 10 and the probe tip 11. The inner pipe part 2 extends to into the evaporation chamber 12 formed by the probe tip 11. Inside the chamber 12 is still the Probe heater 13 housed, which is switched on after a cryo-treatment to the probe to detach from the frozen tissue. To control the temperature of the probe tip is also the Thermocouple 14 is provided. The flow path of the coolant used to cool the probe tip is indicated by the arrows 15.

Im Bereich des Sondenschaftes 10' ist die Zuführungsleitung 2 von einem äußeren Rohrteil 16 umgeben, welcher den der Rückführung der expandierten Gase dienenden Ringkanal 17 bildet. Dieser Ringkanal steht mit dem vom inneren Rohrteil 2 und dem umgebenden Rohrteil 3 gebildeten Ringraum in der flexiblen Leitung 1 in Verbindung. Weiterhin ist im Bereich des Sondenschaftes 10 ein den Rohrteil 16 umgebender, luftgefüllter Isolationshohlraum 18 vorgesehen, welcher seinerseits von einer Schaftheizung 19 umgeben ist. Zur Kontrolle der Temperatur des Schaftes 10 dient das Thermoelement 20. Der Schaft 10 geht in ein Flanschstück 21 über, an dem ebenfalls die wärmeisolierte, flexible Leitung 1 befestigt ist.In the area of the probe shaft 10 ', the feed line 2 is surrounded by an outer pipe part 16, which forms the ring channel 17 serving to recirculate the expanded gases. This ring channel is standing with the annular space formed by the inner pipe part 2 and the surrounding pipe part 3 in the flexible line 1 in connection. Furthermore, in the area of the probe shaft 10, there is a tubular part 16 surrounding, air-filled insulation cavity 18 is provided, which in turn is surrounded by a shaft heater 19. To the The thermocouple 20 is used to control the temperature of the shaft 10. The shaft 10 is included Flange piece 21 on which the thermally insulated, flexible line 1 is also attached.

Die gezeigte Kryosonde läßt sich einfach mit guter allseitiger Bewegbarkeit handhaben. Eine einwandfreie Wärmeisolierung der Zuleitung zum Bedienungsgerät ist gewährleistet. Die wärmeisolierte, flexible Leitung kann jedoch nicht nur in Verbindung mit einer Kryosonde, sondern überall dort angewendet werden, wo hohe Ansprüche der Wärmeisolation in Verbindung mit einer gewissen Flexibilität der Übertragungsleitung vorliegen.The cryoprobe shown can be easily handled with good mobility in all directions. A flawless one Thermal insulation of the supply line to the control unit is guaranteed. The heat-insulated, flexible cable can not only be used in connection with a cryoprobe, but everywhere where high demands on thermal insulation in connection with a certain flexibility of the transmission line are present.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

■ ΛJ * Patent claims:

1. Heat-insulated, flexible line as a coaxial double line for connecting a cryoprobe with a control unit, with a low-boiling medium in an inner flexible pipe part Direction to the probe flows, while a surrounding outer pipe part for the return of the warmer Gas, characterized in that the inner pipe part is supported by Elements (4) in the designed as a corrugated pipe surrounding pipe part (3) lies, and that on the surrounding pipe part (3) with a number of heat insulation elements in the form of rings (5) tubular extensions (6) or formations (7) with such a diameter tolerance inserted into one another are that a limited mobility of the thermal insulation elements with each other in the sense a curvature of the whole line is given.

2. Line according to claim 1, characterized in that the heat insulation elements (5) from foamed plastic.

3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that the curved in its edge part Rings (5) lie in an outermost flexible hose part (8).

4. Line according to claim 1, characterized in that the electrical control and supply lines are guided in recesses in the heat insulation elements (5) of the flexible line (1).

5. Line according to claim 1, characterized in that the control and supply lines in the formed by the surrounding pipe part (3), serving to recirculate the warmer gas Ring channel are housed.