RU2444324C2 - Liquid nitrogen spraying head - Google Patents

Liquid nitrogen spraying head Download PDF

Info

Publication number
RU2444324C2
RU2444324C2 RU2008149601/14A RU2008149601A RU2444324C2 RU 2444324 C2 RU2444324 C2 RU 2444324C2 RU 2008149601/14 A RU2008149601/14 A RU 2008149601/14A RU 2008149601 A RU2008149601 A RU 2008149601A RU 2444324 C2 RU2444324 C2 RU 2444324C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid nitrogen
head
channels
casing
housing
Prior art date
Application number
RU2008149601/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008149601A (en
Inventor
Валентин Николаевич Павлов (RU)
Валентин Николаевич Павлов
Сергей Владимирович Кунгурцев (RU)
Сергей Владимирович Кунгурцев
Дмитрий Валерьевич Кулаков (RU)
Дмитрий Валерьевич Кулаков
Original Assignee
Валентин Николаевич Павлов
Сергей Владимирович Кунгурцев
Дмитрий Валерьевич Кулаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валентин Николаевич Павлов, Сергей Владимирович Кунгурцев, Дмитрий Валерьевич Кулаков filed Critical Валентин Николаевич Павлов
Priority to RU2008149601/14A priority Critical patent/RU2444324C2/en
Publication of RU2008149601A publication Critical patent/RU2008149601A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2444324C2 publication Critical patent/RU2444324C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, particularly, to sprayers of liquid nitrogen in cryohardware. Proposed head consists of multiple through channels arranged at an angle to axis of casing on the side of its case and regularly along the circle, in several rows. Short bent capillary tubes are brazed in all channels of said casing extending a fan-like manner beyond head face. All said tubes are protected against damage by common jacket secured on head casing. Note here that casing outer surfaces and those of said jacket are provided with heat insulation.
EFFECT: possibility to form gas condensate jet of required shape.
1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинским инструментам и может использоваться в криохирургических аппаратах с нагнетанием жидкого азота в сменный аппликатор, когда жидкую струю хладагента необходимо превратить в сформированный поток мелкодисперсного газоконденсата, чтобы применять его для криотерапии, снятия болевого шока или остановки обильных кровотечений.The invention relates to medical instruments and can be used in cryosurgical devices with injection of liquid nitrogen into a removable applicator, when a liquid stream of refrigerant must be turned into a formed stream of fine gas condensate in order to use it for cryotherapy, relieve pain shock or stop heavy bleeding.

Известен ряд криоинструментов, служащих той же цели: формировать открытую струю жидкого хладагента для орошения поврежденных биотканей. Полезным аналогом может быть криоинструмент, выполненный по А.С. 1572548 от 31.08.1987. В этом инструменте в подводящей магистрали для жидкого азота в зоне теплоизолированного наконечника вмонтирован ороситель, выполненный в виде размещенного в подводящей магистрали волнообразно изогнутого стержня, а его задняя часть в виде зауженной плоской пластины с прорезью, в которой размещен плоский металлический хвостовик.A number of cryotools are known for the same purpose: to form an open stream of liquid refrigerant for irrigation of damaged biological tissues. A useful analogue may be a cryotool made according to A.S. 1572548 from 08.31.1987. In this tool, a sprinkler is mounted in the form of a wave-curved rod placed in the supply line in the supply line for liquid nitrogen in the area of the heat-insulated tip, and its rear part is in the form of a narrowed flat plate with a slot in which a flat metal shank is placed.

Ламинарный поток жидкого азота, проходя весь путь по магистрали, приобретает колебательное движение, возбуждает колебания плоского хвостовика, который разбивает поток на отдельные капли. Недостатком этого инструмента является большая размерная неоднородность капель, которая является следствием несогласованности заданной скорости движения напорной струи жидкости и произвольных колебаний хвостовика (как в устройствах для разбрызгивания воды, апериодичность порождает неоднородность капель). Кроме того, наконечник этого инструмента не позволяет формировать желаемый профиль газоконденсатной струи хладагента.The laminar flow of liquid nitrogen, passing all the way along the highway, acquires an oscillatory motion, excites vibrations of a flat liner, which breaks the flow into separate drops. The disadvantage of this tool is the large dimensional heterogeneity of the droplets, which is a consequence of the inconsistency of the predetermined velocity of the pressure jet of fluid and arbitrary vibrations of the liner (as in devices for spraying water, aperiodicity gives rise to heterogeneity of droplets). In addition, the tip of this tool does not allow to form the desired profile of the gas condensate stream of refrigerant.

Известен также инструмент с наконечником для распыления криоагента для криотерапии по А.С. 1602488 от 15.11.1988. Этот инструмент содержит жестко соединенные корпус, теплообменник и открытый наконечник с окнами на его боковой поверхности, который можно принять в качестве прототипа. Поставленная в А.С. 1602488 цель получения безкапельной газовой струи хладагента достигается введением на выходе теплообменника эжектора-дозатора воздуха, выполненного в форме цилиндра, размещенного коаксиально корпусу и закрепленного на наконечнике с возможностью изменения размера окна, и закрепленные внутри наконечника сепарационные тарелки в виде усеченных асимметричных конусов. Наконечник в прототипе является, по сути, дополнительной камерой испарения, в которую поступает уже двухфазная струя хладагента после захвата воздуха эжектором через боковые окна, а дальше происходит выделение капельной жидкой фазы хладагента на конусных тарелках при сильной турбулизации этого процесса и окончательное ее испарение. Таким образом, на выходе из наконечника дует холодный поток газа. Теплообменник с корпусом и открытый наконечник прототипа подвержены интенсивному теплообмену с атмосферным воздухом, что приводит к потере самой эффективной части холодозапаса жидкого азота - его теплоты испарения, которая составляет почти 46% энтальпии жидкого азота при его отогреве до комнатной температуры [1]. Кроме того, наконечник с дополнительно введенным в него эжектором наружного воздуха и конусными тарелками никак не могут формировать выходящий из распылителя поток хладагента.Also known is a tool with a tip for spraying a cryoagent for cryotherapy according to A.S. 1602488 from 11/15/1988. This tool contains a rigidly connected housing, a heat exchanger and an open tip with windows on its side surface, which can be taken as a prototype. Delivered to A.S. 1602488 The goal of obtaining a droplet-free gas stream of refrigerant is achieved by introducing at the outlet of the heat exchanger an ejector-air meter made in the form of a cylinder placed coaxially to the body and mounted on the tip with the possibility of changing the window size, and separation plates fixed in the tip in the form of asymmetric truncated cones. The tip in the prototype is, in fact, an additional evaporation chamber, into which a two-phase stream of refrigerant enters after air is taken by the ejector through the side windows, and then the droplet liquid phase of the refrigerant is released on the cone plates with strong turbulization of this process and its final evaporation. Thus, a cold gas stream blows out of the tip. The heat exchanger with the body and the open tip of the prototype are subject to intense heat exchange with atmospheric air, which leads to the loss of the most effective part of the cold storage of liquid nitrogen - its heat of vaporization, which is almost 46% of the enthalpy of liquid nitrogen when it is warmed to room temperature [1]. In addition, a nozzle with an additional external air ejector and conical plates cannot form a refrigerant flow coming out of the atomizer.

Технической задачей изобретения является формирование нужного профиля газоконденсатного потока хладагента без потери в ней теплоты его испарения.An object of the invention is the formation of the desired profile of the gas condensate stream of the refrigerant without losing the heat of vaporization in it.

Сущность изобретения заключается в том, что в головке распылителя жидкого азота, состоящей из корпуса со множеством сквозных каналов, каналы выполнены под углом к оси корпуса со стороны его торца равномерно по кругу в несколько рядов, и во все каналы корпуса впаяны короткие капиллярные трубки, выходящие веером за пределы конца головки, которые изогнуты, причем все капиллярные трубки защищены от повреждения общим чехлом, закреплены на корпусе головки, и при этом наружные поверхности корпуса и чехла защищены теплоизоляцией.The essence of the invention lies in the fact that in the head of the liquid nitrogen atomizer, consisting of a housing with many through channels, the channels are made at an angle to the axis of the housing from the side of its end evenly in a circle in several rows, and short capillary tubes are soldered into all the channels of the housing with a fan beyond the end of the head, which are bent, and all capillary tubes are protected from damage by a common cover, are mounted on the head case, and the outer surfaces of the case and cover are protected by thermal insulation.

Конструкция головки показана на фигуре 1, гдеThe design of the head is shown in figure 1, where

1 - корпус головки,1 - head housing,

2 - каналы,2 - channels

3 - капиллярные трубки,3 - capillary tubes,

4 - чехол защитный,4 - protective cover,

5 - теплоизоляция.5 - thermal insulation.

Корпус головки 1 имеет резьбовое отверстие для соединения с сифоном криоинструмента для подачи жидкого азота под напором. В корпусе 1 выполнены каналы 2 под углом к оси корпуса со стороны его торца и равномерно по кругу в несколько рядов, сообщающиеся внутри корпуса 1. Назначение этих каналов - разветвить нагнетаемый в корпус 1 поток жидкого азота на множество тонких струй. Во все каналы корпуса впаяны короткие капиллярные трубки 3.The head housing 1 has a threaded hole for connection with a siphon cryotool for supplying liquid nitrogen under pressure. In the housing 1, channels 2 are made at an angle to the axis of the housing from the side of its end and uniformly in a circle in several rows, communicating within the housing 1. The purpose of these channels is to branch the flow of liquid nitrogen injected into the housing 1 into many fine jets. Short capillary tubes 3 are soldered into all channels of the housing.

В каждый из каналов 2 корпуса 1 на его торце впаяна короткая капиллярная трубка 3 из отожженного, но прочного металла (Ni, Cu, мельхиор и т.п.), равновеликая по диаметру каналу. Каждая из этих трубок 3 может быть легко изогнута для ориентации ее выходного конца в процедуре формирования профиля снопа выходящих струй жидкости с помощью пропускания потока воды. Сформированную таким образом конфигурацию капиллярных трубок 3 следует защитить от случайной деформации любой из них общим прочным чехлом 4 на корпусе 1. Очевидно, что сноп струй хладагента может быть сформирован сходящимся, расходящимся, круглым, кольцевым или иным образом. И чем больше будет выходящих из головки струй, тем однороднее будет облако распыляемого газоконденсатного хладагента.A short capillary tube 3 of annealed but strong metal (Ni, Cu, cupronickel, etc.), equal in diameter to the channel, is soldered to each channel 2 of the housing 1 at its end. Each of these tubes 3 can be easily bent to orient its output end in the procedure for forming a sheaf profile of the outgoing liquid jets by passing a stream of water. The configuration of capillary tubes 3 formed in this way should be protected from accidental deformation of any of them by a common strong cover 4 on the housing 1. Obviously, a sheaf of refrigerant jets can be formed in a convergent, diverging, round, annular, or other way. And the more jets leaving the head, the more uniform the cloud of atomized gas-condensate refrigerant will be.

Для предотвращения образования атмосферного конденсата на головке и сохранения полной энтальпии потока хладагента в головке вся наружная поверхность корпуса 1 вместе с чехлом 4 и прилегающей зоной стыковки головки с подводящим азот сифоном криоинструмента должна быть закрыта теплоизоляцией 5.In order to prevent the formation of atmospheric condensate on the head and to preserve the complete enthalpy of the refrigerant flow in the head, the entire outer surface of the housing 1 together with the cover 4 and the adjacent zone of the head connecting with the nitrogen supply siphon of the cryotool should be covered with thermal insulation 5.

Работает головка распыления жидкого азота просто. При нагнетании жидкого азота из криоинструмента после кратковременной стадии захолаживания всех криогенных частей поток жидкого азота разветвляется в корпусе 1 каналами 2 на систему тонких струй, которые выбрасываются через капиллярные трубки 3 в атмосферу. В ближней зоне от торца головки струи еще сплошные и жидкие, но их взаимодействие с атмосферным горячим воздухом и сила поверхностного натяжения заставляют их дробиться на отдельные однородные капельки, которые при дальнейшем продвижении полностью испаряются, и хладагент переходит в газовую фазу.The spray head of liquid nitrogen works simply. When liquid nitrogen is injected from a cryo-instrument after a short cooling-off stage of all cryogenic parts, the liquid nitrogen stream branches in the housing 1 by channels 2 into a system of thin jets that are emitted through capillary tubes 3 into the atmosphere. In the near zone from the end of the head, the jets are still solid and liquid, but their interaction with atmospheric hot air and the surface tension force them to split into separate homogeneous droplets, which, when further advanced, completely evaporate, and the refrigerant passes into the gas phase.

Таким образом, предложенная головка распылителя жидкого азота позволяет получать сформированный мелкодисперсный поток хладагента во всех его агрегатных состояниях и выбирать температурный интервал в процессе криотерапии.Thus, the proposed liquid nitrogen atomizer head allows to obtain a formed finely dispersed stream of refrigerant in all its aggregate states and to select a temperature interval during cryotherapy.

Claims (1)

Головка распылителя жидкого азота, состоящая из корпуса с множеством сквозных каналов, отличающаяся тем, что каналы выполнены под углом к оси корпуса со стороны его торца равномерно по кругу в несколько рядов, и во все каналы корпуса впаяны короткие капиллярные трубки, выходящие веером за пределы торца головки, которые изогнуты, причем все капиллярные трубки защищены от повреждения общим чехлом, закрепленным на корпусе головки, и при этом наружные поверхности корпуса и чехла защищены теплоизоляцией. The liquid nitrogen atomizer head, consisting of a body with many through channels, characterized in that the channels are made at an angle to the axis of the body from the side of its end face evenly in a circle in several rows, and short capillary tubes that fan out beyond the end face are soldered into all channels of the body heads that are bent, and all capillary tubes are protected from damage by a common cover attached to the head housing, while the outer surfaces of the housing and cover are protected by thermal insulation.
RU2008149601/14A 2008-12-17 2008-12-17 Liquid nitrogen spraying head RU2444324C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149601/14A RU2444324C2 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Liquid nitrogen spraying head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149601/14A RU2444324C2 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Liquid nitrogen spraying head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008149601A RU2008149601A (en) 2010-06-27
RU2444324C2 true RU2444324C2 (en) 2012-03-10

Family

ID=42682994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149601/14A RU2444324C2 (en) 2008-12-17 2008-12-17 Liquid nitrogen spraying head

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2444324C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712306A (en) * 1971-11-09 1973-01-23 Brymill Corp Cryogenic application chamber and method
GB1376471A (en) * 1972-01-14 1974-12-04 Brymill Corp Cryosurgical instruments and methods
RU2077279C1 (en) * 1993-02-03 1997-04-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Сенига" Device for local cooling
CN2364857Y (en) * 1999-04-16 2000-02-23 胡全轩 Spray type abnormal region cryoprobe
RU33862U1 (en) * 2003-07-16 2003-11-20 ГУ "Нижегородская государственная медицинская академия" DEVICE FOR CRYOGENIC TREATMENT OF PATHOLOGICAL FOCUS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712306A (en) * 1971-11-09 1973-01-23 Brymill Corp Cryogenic application chamber and method
GB1376471A (en) * 1972-01-14 1974-12-04 Brymill Corp Cryosurgical instruments and methods
RU2077279C1 (en) * 1993-02-03 1997-04-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "Сенига" Device for local cooling
CN2364857Y (en) * 1999-04-16 2000-02-23 胡全轩 Spray type abnormal region cryoprobe
RU33862U1 (en) * 2003-07-16 2003-11-20 ГУ "Нижегородская государственная медицинская академия" DEVICE FOR CRYOGENIC TREATMENT OF PATHOLOGICAL FOCUS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Данилевский Н.Ф. и др. Применение низких и высоких температур в стоматологии. - Киев: Здоров'я, 1990, с.14-17. Практическая криомедицина./Под ред. В.И.Грищенко и др. - Киев: Здоров'я, 1987, с.52-57. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008149601A (en) 2010-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8104533B2 (en) Spray nozzle apparatus and method of use
US5324286A (en) Entrained cryogenic droplet transfer method and cryosurgical instrument
RU2019139075A (en) METHOD AND SYSTEM FOR SIMULATING ICE CONDITIONS WITH ICE CRYSTALS
US7131598B2 (en) Snow-gun
US8029502B2 (en) Cryosurgical probe assembly with multiple deployable cryoprobes
EP2526355B1 (en) Snow making apparatus and method
US20160327327A1 (en) Nucleator for generating ice crystals for seeding water droplets in snow-making systems
CA2435930C (en) Water-only method and apparatus for making snow
KR20190124971A (en) Medical cooling method and medical cooling device
JP2023096008A (en) Application nozzle used for blemish skin beauty therapeutic device by cell selectivity freezing treatment
PT1768489E (en) Apparatus for and method of destroying vegetation
RU2444324C2 (en) Liquid nitrogen spraying head
US7114662B1 (en) Snow making using low pressure air and water injection
CN111250283B (en) Atomizing nozzle with auxiliary heating device suitable for rapid freezing environment
CN216668044U (en) Supersonic snow-forming nozzle and snow-forming device used indoors
US11221163B2 (en) Evaporator having integrated pulse wave atomizer expansion device
RU2781078C2 (en) Application nozzle of device for dermal-cosmetic treatment of dark spots on skin, using cyto-selective cryotherapy
JP6508707B2 (en) Method of adjusting injection state of low temperature liquefied gas and low temperature liquefied gas injection apparatus
JP4148482B2 (en) Fine ice jet spray facial device
KR101787407B1 (en) A microfluidic freezer based on evaporative cooling of atomized aqueous microdroplets
Karpov et al. Heat and mass transfer are in the interaction of multi-pulsed spray with vertical surfaces in the regime of evaporative cooling
CN113531968A (en) Supersonic snow forming nozzle and indoor snow forming device
JP3077986U (en) Sprinkling pipe structure of watering equipment
Karpov et al. Cooling the vertical surface by conditionally single pulses
KR20190124974A (en) Medical cooling device

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20100628

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20110810

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121218