RU210651U1 - Подогреватель инфузионных растворов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, позволяющим подогревать жидкие питательные вещества и лекарственные растворы при проведении инфузионной терапии, и может применяться в различных отраслях медицины, в частности в различных областях хирургии, трансфузиологии и палатах интенсивной терапии.Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение широкого диапазона рабочих температур.Технический результат достигается тем, что подогреватель инфузионных растворов содержит источник очищенного сжатого воздуха, подключенный к нему электромагнитный клапан, вихревую трубку Ранка-Хилша, подключенную с одной стороны к источнику очищенного сжатого воздуха посредством байонетного соединения и к теплоизолированному теплообменнику с другой стороны с помощью гибкого теплоизолированного шланга с байонетным соединением, два температурных датчика, трехходовой электромагнитный клапан, установленный на выходе вихревой трубки Ранка-Хилша, предохранительный механический клапан, LCD-монитор с интерфейсом и плату управления электромагнитными клапанами, представляющую собой микрокомпьютер, имеющий порты входа, соединенные с температурными датчиками и интерфейсом монитора, и порты выхода, состыкованные с электромагнитными клапанами и интерфейсом монитора.

Description

Полезная модель относится к устройствам, позволяющим подогревать жидкие питательные вещества и лекарственные растворы при проведении инфузионной терапии, и может применяться в различных отраслях медицины, в частности в различных областях хирургии, трансфузиологии и палатах интенсивной терапии.

Из уровня техники известен подогреватель инфузионных растворов "Уникон", используемый для подогревания препаратов крови, кровезаменителей и других жидких лекарственных или питательных средств в процессе внутривенной инфузии [http://www.dealmed.ru/podogrev_inf_pri_unikon.html]. Недостатком известного устройства является зависимость от электрической энергии сети, а также наличие электрических нагревательных элементов, которые могут сгореть или превысить допустимую температуру.

Известен нагреватель медицинских сред "ИРИС", используемый для подогрева инфузионных растворов и газовых смесей [https://medmarin.com/catalog-anketa2538.htm]. Недостатком известного устройства является зависимость от электрической энергии сети, а также наличие электрических нагревательных элементов, которые могут сгореть или превысить допустимую температуру.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является обеспечение широкого диапазона рабочих температур.

Технический результат достигается тем, что подогреватель инфузионных растворов содержит источник очищенного сжатого воздуха, подключенный к нему электромагнитный клапан, вихревую трубку Ранка-Хилша, первый температурный датчик, установленный в нагреваемой камере теплообменника, трехходовой электромагнитный клапан, установленный на выходе вихревой трубки Ранка-Хилша, LCD-монитор с интерфейсом и плату управления электромагнитными клапанами, представляющую собой микрокомпьютер, имеющий порты входа, соединенные с первым температурным датчиком и интерфейсом монитора, и порты выхода, соединенные с электромагнитными клапанами и интерфейсом монитора, а также дополнительно включает второй датчик температуры для измерения температуры горячего потока воздуха, соединенный с портом входа микрокомпьютера, и предохранительный механический клапан, сообщенный с теплообменником, при этом вихревая трубка Ранка-Хилша с одной стороны посредством байонетного соединения подключена к источнику очищенного сжатого воздуха и с другой стороны - с помощью гибкого теплоизолированного шланга с байонетным соединением к теплообменнику, плата управления выполнена с возможностью управления электромагнитными клапанами в соответствии с данными от температурных датчиков и заданной с помощью интерфейса температурой, а электромагнитные клапаны подключены с возможностью управления воздушными потоками на выходе вихревой трубки Ранка-Хилша и регулирования ее питания.

При этом в подогревателе инфузионных растворов плата управления содержит стабилизатор питания и порт питания с USB-разъемом.

Сущность полезной модели показана на фигуре, где 1 - источник очищенного сжатого воздуха; 2 - электромагнитный клапан; 3 - плата управления с LCD-монитором; 4 - выходы для температурных датчиков пациента; 5 - температурный датчик горячего потока воздуха; 6 - предохранительный механический клапан; 7 - температурный датчик, установленный в нагреваемой камере теплообменника; 8 - теплоизолированный теплообменник; 9 - трехходовый электромагнитный клапан; 10 - вихревая трубка Ранка-Хилша, 11 - выход холодного потока воздуха.

Подогреватель инфузионных растворов состоит из вихревой трубки Ранка-Хилша 10, адаптированной для подключения к источнику очищенного сжатого воздуха 1 посредством применения стандартного байонетного соединения и теплоизолированного теплообменника 8, соединенного с вихревой трубкой 10 посредством гибкого теплоизолированного шланга с байонетным соединением. Выбор и поддержание необходимого температурного режима осуществляется с помощью температурных датчиков 5, 7, необходимых для определения температуры с точностью до десятых долей градуса Цельсия; электромагнитных клапанов 2, 9, осуществляющих управление температурными воздушными потоками на выходе вихревой трубки 10 и позволяющих регулировать питание вихревой трубки 10; платы управления 3 электромагнитными клапанами на основе данных, полученных от температурных датчиков 5, 7 и уровня заданной температуры; LCD-монитора с интерфейсом 3 для задания необходимой температуры и ее визуализации; плата управления 3 представляет собой микрокомпьютер, имеющий порты входа для считывания поступающей информации от температурных датчиков и команд пользователя. Порты выхода служат для сообщения с электромагнитными клапанами 2, 9 и интерфейсом монитора 3. Микроконтроллер необходим для обработки массива данных и хранения кода программы, программатор используется для конструирования необходимого кода рабочей программы. Наличие в плате управления стабилизатора питания и порта питания позволяет запитать плату через USB-разъем.

Вихревой эффект Ранка-Хилша применен для создания рабочего диапазона температур и позволяет осуществлять их плавную регулировку путем регулировки давлений электромагнитными клапанами.

Работает устройство следующим образом: вовнутрь теплообменной камеры, оборудованной термодатчиком, помещается инфузируемый раствор исходной температуры. При этом емкость (пакет) с инфузируемым раствором размещается на дне теплообменной камеры, снабженной термодатчиком. Таким образом, путем непосредственного физического контакта, происходит определение текущей температуры инфузируемого раствора. Далее происходит задание целевой температуры раствора посредством ввода нужного значения на плате управления с LCD монитором. После задания целевой температуры в плате управления происходит автоматическое сравнение текущей температуры инфузируемого раствора и целевой температуры. После сравнения подается управляющий сигнал на электромагнитный клапан 2, позволяющий регулировать интенсивность питания вихревой трубы, следовательно, позволяющий регулировать температуру горячего потока, регистрируемую температурным датчиком 5. Для возможности более точной и плавной регулировки температуры горячего потока система оборудована температурным датчиком 5 и электромагнитным клапаном 9. Данная регулировка необходима для обеспечения работы установки в более широком диапазоне температур, необходимом для более интенсивного нагрева инфузируемого раствора до целевой температуры. Благодаря возможности регулировки интенсивности питания вихревой трубы электромагнитным клапаном 2 и интенсивности подачи горячего воздуха, температура которого регистрируется температурным датчиком 5, в теплообменный контур электромагнитным клапаном 9, появляется возможность применять весь широкий диапазон температур горячего воздуха, генерируемый вихревой трубой, а именно от комнатной температуры до плюс 50 ÷ 55°С. При этом максимальная температура подаваемого горячего воздуха в теплообменный контур камеры 7 должна быть несколько выше температуры целевой, что обусловлено инертностью конвективного нагрева инфузируемого раствора, размещенного внутри нагреваемой камеры теплообменника. При работе установки в максимальном режиме нагрева электромагнитные клапана 2 и 9 открыты полностью. При приближении температуры инфузируемого раствора к целевой, необходимо снизить интенсивность работы установки, чтобы избежать возможности перегрева, обусловленной достаточно большой инертностью установки. Для этого необходимо снизить температуру горячего потока, что осуществляется уменьшением подачи горячего потока посредством работы электромагнитного клапана 9 в импульсном режиме открытия/закрытия. В данном случае возможна только достаточно "тонкая" корректировка температуры подаваемого горячего потока. Для осуществления более интенсивной регулировки температуры горячего потока в работу в импульсном режиме вступает электромагнитный клапан 2. При этом происходит непрерывный контроль температур датчиками 5 и 7. На основании показаний температурного датчика 7 делается вывод о приближении температуры раствора к целевой, а на основании показаний датчика 5 осуществляется управление интенсивностью подачи горячего потока воздуха посредством регулировки данной подачи электромагнитными клапанами 2 и 9. В качестве температурных датчиков могут быть применены температурные датчики с шагом измерения 0,1°С, например, цифровой температурный датчик TSYS01 (https://www.electronshik.ru/news/show/6055), в качестве электромагнитных клапанов могут быть взяты, например, воздушные электромагнитные клапана SMART SG55324 (https://valveinox.ru/products/category/4524552). В качестве платы управления может быть взята плата Arduino с LCD монитором и устройством ввода (https://aliexpress.ru/popular/arduino-uno.html и https://aliexpress.ru/popular/arduino-kit-with-display.html).

Диапазон целевой температуры инфузируемого раствора находится в достаточно узких пределах и составляет значение порядка плюс 36 ÷ 37°С, что обусловлено составом раствора. Выход за указанный толерансный диапазон чреват нарушением состава вводимого раствора, например, температурным гемолизом эритроцитов, или же загущением раствора на основе желатины. Если же некоторые виды вводимых растворов, например, на основе хлорида натрия, могут быть устойчивы к выходу за указанные температурные пределы, то у пациента, в случае нарушения температурного режима вводимого раствора, может развиться состояние нарушения гемостаза, выражаемое гипотермией или гипертермией, что может привести к фатальным последствия.

Вихревой эффект (эффект Ранка - Хилша) - эффект разделения газа или жидкости на две фракции при закручивании в цилиндрической или конической камере (рабочая камера вихревой трубки Ранка-Хилша), при этом периферия рабочего тела образует закрученный поток с большой температурой (до плюс 50°С), а в центре - охлажденный поток (температура до минус 40°С, закрученный в противоположную сторону).

Claims (2)

1. Подогреватель инфузионных растворов, содержащий источник очищенного сжатого воздуха, подключенный к нему электромагнитный клапан, вихревую трубку Ранка-Хилша, первый температурный датчик, установленный в нагреваемой камере теплообменника, трехходовой электромагнитный клапан, установленный на выходе вихревой трубки Ранка-Хилша, LCD-монитор с интерфейсом и плату управления электромагнитными клапанами, представляющую собой микрокомпьютер, имеющий порты входа, соединенные с первым температурным датчиком и интерфейсом монитора, и порты выхода, соединенные с электромагнитными клапанами и интерфейсом монитора, отличающийся тем, что дополнительно включает второй датчик температуры для измерения температуры горячего потока воздуха, соединенный с портом входа микрокомпьютера, и предохранительный механический клапан, сообщенный с теплообменником, при этом вихревая трубка Ранка-Хилша с одной стороны посредством байонетного соединения подключена к источнику очищенного сжатого воздуха и с другой стороны - с помощью гибкого теплоизолированного шланга с байонетным соединением к теплообменнику, плата управления выполнена с возможностью управления электромагнитными клапанами в соответствии с данными от температурных датчиков и заданной с помощью интерфейса температурой, а электромагнитные клапаны подключены с возможностью управления воздушными потоками на выходе вихревой трубки Ранка-Хилша и регулирования ее питания.

2. Подогреватель инфузионных растворов по п. 1, отличающийся тем, что плата управления содержит стабилизатор питания и порт питания с USB-разъемом.

Images