RU2656508C1 - Method of use of a cryogenic dosing micropump - Google Patents
Method of use of a cryogenic dosing micropump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656508C1 RU2656508C1 RU2016147582A RU2016147582A RU2656508C1 RU 2656508 C1 RU2656508 C1 RU 2656508C1 RU 2016147582 A RU2016147582 A RU 2016147582A RU 2016147582 A RU2016147582 A RU 2016147582A RU 2656508 C1 RU2656508 C1 RU 2656508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- cryogenic
- cryogenic liquid
- reservoir
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 6
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002681 cryosurgery Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/02—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
- A61B18/0218—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques with open-end cryogenic probe, e.g. for spraying fluid directly on tissue or via a tissue-contacting porous tip
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике и криогенной медицине.The invention relates to cryogenic technology and cryogenic medicine.
Известен способ криодеструкции патологических образований [патент на изобретение RU 2237449], включающий увлажнение поверхности патологического образования, подведение криоаппликатора к поверхности патологического образования, охлаждение криоаппликатора за счет циркуляции жидкого азота по каналам криоинструмента, повторение циклов замораживания с самопроизвольным оттаиванием, отличающийся тем, что циклы замораживания-оттаивания выполняют на 3-5 патологических образованиях поочередно одним и тем же аппликатором, при этом предварительно увлажняют аппликатор, получая на его оконечности висящую каплю жидкости; согревают каплю с аппликатором на пламени до закипания капли; подводят аппликатор к патологическому образованию, прикасаясь каплей к его центру; изменяя расстояние между аппликатором и патологическим образованием, добиваются соприкосновения капли со всей поверхностью образования; постепенно охлаждают аппликатор до получения обледеневшей капли; разобщают аппликатор и замороженную каплю, не ожидая согревания аппликатора: выполняют этим же аппликатором последовательно такие же действия на другом патологическом образовании, не ожидая оттаивания зоны замораживания; повторяют замораживание всех патологических образований в той же очередности 2-4 раза; причем изготавливают для увлажнения криоаппликатора и поверхности патологического образования водный раствор поверхностно-активных веществ, при этом используют аппликатор с нанесенными на его поверхность рисками.There is a method of cryodestruction of pathological formations [patent for invention RU 2237449], including wetting the surface of the pathological formation, bringing the cryoapplicator to the surface of the pathological formation, cooling the cryoapplicator by circulating liquid nitrogen through the channels of the cryotool, repeating freezing cycles with spontaneous thawing, characterized in that the cycles are freezing thawing is performed on 3-5 pathological formations alternately with the same applicator, while the pre of moistened applicator to give at its tip the hanging drop of fluid; warm the drop with the applicator in the flame until the drop boils; the applicator is brought to a pathological formation, touching a drop to its center; by changing the distance between the applicator and the pathological formation, they achieve the contact of the drop with the entire surface of the formation; gradually cool the applicator until an icy drop is obtained; dissociate the applicator and the frozen drop, without waiting for the applicator to warm up: perform the same actions sequentially with the same applicator on another pathological formation, without waiting for the thawing zone to freeze; repeat the freezing of all pathological formations in the same sequence 2-4 times; moreover, an aqueous solution of surface-active substances is made to moisten the cryoapplicator and the surface of the pathological formation, while using the applicator with the risks applied to its surface.
Известен способ использования криогенной системы [патент на изобретение US 8784409], в которой описан способ доставки криогенного вещества к криозонду, причем указанный способ помимо прочих включает следующие этапы: приводятся в действие одно или более перекачивающих устройств, осуществляющие подачу под давлением криогенного вещества рядом непрерывных пульсаций; направляют криогенное вещество под давлением в инструмент через одну или несколько линий питания и возврат от упомянутого инструмента через одну или более линии возврата.A known method of using a cryogenic system [patent for US invention 8784409], which describes a method for delivering a cryogenic substance to a cryoprobe, the method including, among others, the following steps: one or more pumping devices that feed a cryogenic substance under pressure by a series of continuous pulsations ; directing the cryogenic substance under pressure into the tool through one or more power lines and returning from said tool through one or more return lines.
Известен способ и система для погружного насоса [патент WO 2015153603], согласно которому осуществляется подвешивание насосной камеры, содержащей насос, с верхней части криогенного резервуара в вертикальном положении, соединение одного конца выпускной трубы с насосной камерой, а второго - с верхней частью криогенного резервуара, и откачку с помощью насоса криогенной жидкости из резервуара, причем к всасывание жидкости в насос может осуществляться через всасывающее сопло.A known method and system for a submersible pump [patent WO 2015153603], according to which the suspension of the pump chamber containing the pump from the top of the cryogenic tank in a vertical position, the connection of one end of the exhaust pipe to the pump chamber, and the second to the top of the cryogenic tank, and pumping out a cryogenic liquid from the reservoir using the pump, moreover, the liquid can be sucked into the pump through the suction nozzle.
Известна система откачки криогенной жидкости [патент на изобретение US 5819544], которая предусматривает способ перекачки криогенной жидкости из сосуда низкого давления в систему использования высокого давления, включающий стадии: погружение поршневого криогенного насоса в резервуар; заполнение указанного резервуара с насосом криогенной жидкостью таким образом, что указанный насос находится ниже уровня криогенной жидкости в указанном резервуаре для обеспечения отсутствия кавитации указанной жидкости на входе в насос; приведение в действие указанного насоса для перекачки криогенной жидкости из резервуара к системе ее использования; повторное заполнение резервуара по мере необходимости таким образом, что указанный насос находится ниже уровня криогенной жидкости в указанном резервуаре.A known system for pumping cryogenic liquid [patent US 5819544], which provides a method for pumping cryogenic liquid from a low pressure vessel to a high-pressure system, comprising the steps of: immersing a piston cryogenic pump in a tank; filling the indicated reservoir with the pump with cryogenic liquid in such a way that the specified pump is below the level of the cryogenic liquid in the indicated reservoir to ensure the absence of cavitation of the specified liquid at the pump inlet; actuating the specified pump for pumping cryogenic liquid from the tank to the system of its use; re-filling the tank as necessary so that the specified pump is below the level of cryogenic liquid in the specified tank.
Наиболее близким к предлагаемому является способ доставки криогенного вещества к криоинструменту [патент на изобретение US 8551081], который включает в себя наличие контейнера, содержащего криогенное вещество; насоса с поршнем внутри цилиндра, причем насос погружается в криогенное вещество внутри указанного контейнера; криоинструмента вне контейнера для использования в процедуре криомедицины; системы трубопроводов текучей среды, соединяющих поршень и криоинструмент, позволяющих криогенному веществу перемещаться к инструменту при работе поршня; и привод поршня. Кроме того, способ предполагает работу привода поршня, чтобы переместить криогенное вещество из цилиндра к криоинструменту с заданным давлением, включает в себя перемещение криогенного вещества к хирургическому инструменту при давлении в диапазоне от 1,72 МПа до 2,76 МПа.Closest to the proposed is a method of delivering a cryogenic substance to a cryotool [patent for invention US 8551081], which includes the presence of a container containing a cryogenic substance; a pump with a piston inside the cylinder, the pump being immersed in a cryogenic substance inside said container; a cryo-instrument outside the container for use in a cryomedicine procedure; fluid piping systems connecting the piston and the cryotool, allowing the cryogenic substance to move to the instrument when the piston is operating; and piston drive. In addition, the method involves the operation of the piston drive to move the cryogenic substance from the cylinder to the cryo-instrument with a given pressure, includes moving the cryogenic substance to the surgical instrument at a pressure in the range from 1.72 MPa to 2.76 MPa.
Известный способ обеспечивает весьма узкий диапазон давления криогенной жидкости на выходе, а также отсутствует возможность точного дозирования. Кроме того, к недостаткам известного способа можно отнести высокую пульсацию подачи, отсутствие регулирования подачи, высокий уровень жидкости, остающейся в резервуаре после прекращения возможности всасывания насосом, а также появление сильной кавитации в период времени, когда уровень жидкости приближается к уровню всасывающего сопла.The known method provides a very narrow range of pressure of cryogenic liquid at the outlet, and there is no possibility of accurate dosing. In addition, the disadvantages of this method include high feed pulsation, lack of flow control, a high level of liquid remaining in the tank after the pump ceases to be suctioned, as well as strong cavitation during the period when the liquid level approaches the level of the suction nozzle.
Технической задачей является расширение диапазона давлений криогенной жидкости, обеспечение точного дозирования ее выдачи, значительное снижение пульсации подачи, регулирование подачи, обеспечение низкого уровня жидкости, остающейся в резервуаре после прекращения возможности всасывания насосом, а также снижение кавитации в период времени, когда уровень жидкости приближается к уровню всасывающего сопла.The technical task is to expand the pressure range of the cryogenic liquid, ensure accurate dispensing of its delivery, significantly reduce supply pulsation, regulate the flow, ensure a low level of liquid remaining in the tank after the pump stops suctioning, and also reduce cavitation during the period when the liquid level approaches suction nozzle level.
Техническая задача решается тем, что используется поршневой криогенный погружной насос, имеющий три радиально расположенных поршня, приводимых в действие эксцентриком приводного вала, причем насос ориентирован так, что ось вращения приводного вала расположена вертикально, а оси поршней - горизонтально. Всасывающее сопло насоса расположено вертикально, что ведет к снижению кавитации в период времени, когда уровень жидкости приближается к уровню всасывающего сопла, а его торец является нижней точкой насоса, что ведет к снижению уровня жидкости, остающейся в резервуаре после прекращения возможности всасывания насосом. Расположенный снаружи резервуара управляемый электродвигатель обеспечивает вращение приводного вала в диапазоне от 530 до 1460 об/мин, что обеспечивает варьирование давления от 0,1 до 4,2 МПа. На нагнетательном трубопроводе расположен регулирующий клапан, что обеспечивает варьирование подачи от 0,1 до 0,5 л/мин, а значит, минимальная подача составит 1,66 мл/с.The technical problem is solved by using a piston cryogenic submersible pump having three radially arranged pistons driven by an eccentric of the drive shaft, the pump being oriented so that the axis of rotation of the drive shaft is vertical and the axis of the pistons horizontal. The suction nozzle of the pump is located vertically, which leads to a decrease in cavitation during the period when the liquid level approaches the level of the suction nozzle, and its end is the lower point of the pump, which leads to a decrease in the level of liquid remaining in the tank after the pump stops suctioning. A controlled electric motor located outside the tank provides rotation of the drive shaft in the range from 530 to 1460 rpm, which provides a pressure variation from 0.1 to 4.2 MPa. A control valve is located on the discharge pipe, which ensures a flow variation of 0.1 to 0.5 l / min, which means that the minimum flow will be 1.66 ml / s.
Насос подвешивается внутри резервуара для хранения криогенной жидкости к внутренней поверхности верхней стенки, через которую проходит нагнетательный трубопровод и канал, содержащий приводной вал. Один конец приводного вала соединен с электродвигателем, расположенным снаружи резервуара. На нижней части насоса располагается всасывающее сопло. Резервуар заполняется криогенной жидкостью таким образом, чтобы всасывающее сопло насоса находилось ниже уровня криогенной жидкости в указанном резервуаре для обеспечения отсутствия кавитации указанной жидкости на входе в насос. К нагнетательному трубопроводу подключают регулирующий клапан и потребителя криогенной жидкости, например инструмент для криохирургии, криокапсула, криомаска и т.п. Приводится в действие электродвигатель насоса и осуществляется подача криогенной жидкости из резервуара к потребителю. Изменяя положение регулирующего клапана, получают требуемую подачу криогенной жидкости в диапазоне от 0,1 до 0,5 л/мин. Изменяя частоту вращения двигателя от 530 до 1460 об/мин, получают требуемое давление криогенной жидкости в диапазоне от 0,1 до 4,2 МПа. Более подробно режимы работы насоса представлены в таблице. При работе насоса контролируют уровень криогенной жидкости в резервуаре (например, датчиком), не допуская его падения ниже уровня всасывающего сопла. После приближения уровня криогенной жидкости к уровню сопла насос останавливают (или не включают, если уровень понизился при простое) и производят повторное заполнение резервуара по мере необходимости.The pump is suspended inside the cryogenic liquid storage tank to the inner surface of the upper wall through which the discharge pipe and the channel containing the drive shaft pass. One end of the drive shaft is connected to an electric motor located outside the tank. A suction nozzle is located on the bottom of the pump. The tank is filled with cryogenic liquid so that the suction nozzle of the pump is below the level of cryogenic liquid in the specified tank to ensure the absence of cavitation of the specified liquid at the inlet to the pump. A control valve and a consumer of cryogenic liquid, for example, a tool for cryosurgery, a cryocapsule, a cryomask, etc., are connected to the discharge pipe. The pump motor is driven and the cryogenic liquid is supplied from the reservoir to the consumer. By changing the position of the control valve, the required supply of cryogenic liquid is obtained in the range from 0.1 to 0.5 l / min. By changing the engine speed from 530 to 1460 rpm, the required cryogenic liquid pressure is obtained in the range from 0.1 to 4.2 MPa. The pump operation modes are presented in more detail in the table. When the pump is operating, the level of cryogenic liquid in the tank (for example, by a sensor) is monitored, preventing it from falling below the level of the suction nozzle. After approaching the level of cryogenic liquid to the nozzle level, the pump is stopped (or not turned on if the level dropped during idle time) and the tank is refilled as necessary.
Кроме того, через верхнюю стенку резервуара может проходить возвратный трубопровод, подключенный к потребителю криогенной жидкости, работающему циклично, например криоаппликатор, криозонд и т.п. В этом случае насос перекачивает жидкость с необходимой подачей и давлением из указанных диапазонов и контролируется время перекачивания жидкости, а также ее температура. Время работы насоса определяется длительностью процедуры, в которой работает потребитель, а ввиду того, что криогенная жидкость непрерывно забирает тепло от потребителя, следует учитывать ее температуру и после приближения последней к критическому значению (зависящему от конкретной процедуры), резервуар опорожняют (например, используя установленный в нем насос) и производят его повторное заполнение.In addition, a return line connected to a cryogenic liquid consumer operating cyclically, for example, a cryoapplicator, cryoprobe, etc., can pass through the upper wall of the tank. In this case, the pump pumps the liquid with the necessary flow and pressure from the indicated ranges and the time for pumping the liquid, as well as its temperature, is controlled. The pump operating time is determined by the duration of the procedure in which the consumer operates, and since the cryogenic liquid continuously takes heat from the consumer, its temperature should be taken into account and after the latter approaches a critical value (depending on the specific procedure), the tank is emptied (for example, using the installed pump in it) and re-fill it.
Техническим результатом является расширение возможностей применения резервуара криогенной жидкости с насосом для более широкого спектра процедур, повышение срока безотказной работы насоса ввиду снижения кавитации и обеспечение более рационального использования криогенной жидкости.The technical result is the expansion of the possibilities of using a cryogenic fluid reservoir with a pump for a wider range of procedures, increasing the pump uptime due to reduced cavitation and ensuring a more rational use of cryogenic fluid.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147582A RU2656508C1 (en) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Method of use of a cryogenic dosing micropump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147582A RU2656508C1 (en) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Method of use of a cryogenic dosing micropump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656508C1 true RU2656508C1 (en) | 2018-06-05 |
Family
ID=62559934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016147582A RU2656508C1 (en) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Method of use of a cryogenic dosing micropump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656508C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4336691A (en) * | 1979-12-13 | 1982-06-29 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Cryojet rapid freezing apparatus |
WO2010028409A1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | Dobson, Melissa, K. | A cryogenic system and method of use |
WO2011151354A2 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-08 | Afreeze Gmbh | Leakage protection system, pressure balancing system, and precipitator with valve function for ablation applications |
US20120265186A1 (en) * | 2009-05-20 | 2012-10-18 | Keith Burger | Steerable curvable ablation catheter for vertebroplasty |
RU2483691C2 (en) * | 2011-03-11 | 2013-06-10 | Валентин Николаевич Павлов | Cryosyrgical apparatus |
US20160192961A1 (en) * | 2013-08-09 | 2016-07-07 | Cytrellis Biosystems, Inc. | Methods and apparatuses for skin treatment using non-thermal tissue ablation |
-
2016
- 2016-12-06 RU RU2016147582A patent/RU2656508C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4336691A (en) * | 1979-12-13 | 1982-06-29 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Cryojet rapid freezing apparatus |
WO2010028409A1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | Dobson, Melissa, K. | A cryogenic system and method of use |
US20120265186A1 (en) * | 2009-05-20 | 2012-10-18 | Keith Burger | Steerable curvable ablation catheter for vertebroplasty |
WO2011151354A2 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-08 | Afreeze Gmbh | Leakage protection system, pressure balancing system, and precipitator with valve function for ablation applications |
RU2483691C2 (en) * | 2011-03-11 | 2013-06-10 | Валентин Николаевич Павлов | Cryosyrgical apparatus |
US20160192961A1 (en) * | 2013-08-09 | 2016-07-07 | Cytrellis Biosystems, Inc. | Methods and apparatuses for skin treatment using non-thermal tissue ablation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60111058D1 (en) | AUTONOMOUS FILLING OF A MICROCASSETTE UNDER MINIMALIZERS OF THE AIR BUBBLE IN THE PUMP CHAMBER | |
RU2630490C1 (en) | Pumping plant for gas withdrawal from annular space in oil well | |
CN105190007B (en) | From the temperature control of the fluid of heat exchangers | |
EP1306604A3 (en) | Cryogenic fluid delivery system | |
ATE369885T1 (en) | FLAT PROFILE INLET VALVE FOR A PISTON PUMP BASED DEVICE FOR DELIVERING A MEDICAL SUBSTANCE | |
CA2460869A1 (en) | High pressure pump system for supplying a cryogenic fluid from a storage tank | |
RU2656508C1 (en) | Method of use of a cryogenic dosing micropump | |
US4726745A (en) | Portable fluid pumping device | |
CA2869220A1 (en) | Method of pumping fluid, pulse generator for use in the method, and pump system comprising the pulse generator | |
RU2442020C1 (en) | Metering unit for reactant's input into the pipeline | |
US4236877A (en) | Highly accurate low volume metering pump | |
RU2500883C2 (en) | Installation for water-alternated-gas injection to oil formation | |
RU2748930C1 (en) | Downhole controlled dispenser for supplying chemical into well (options) | |
US20180243164A1 (en) | Hydrotherapy apparatus and method for sterilizing same | |
RU2127799C1 (en) | Device for proportioned delivery of reagent into oil producing well | |
SU467197A1 (en) | Submersible pneumatic pulsation pump | |
RU2565951C1 (en) | Operation of gas-fluid plant and device to this end | |
CN215292804U (en) | Vacuum pump oil change device | |
US885301A (en) | Air-pump. | |
CN219412936U (en) | Self-priming pump | |
RU2581288C1 (en) | How to discharge gas and liquid in the borehole and device for implementation | |
RU2418993C1 (en) | Thermostatic pump | |
CN106837738A (en) | High pressure low temperature piston pump | |
SU1170189A1 (en) | Petroleum production installation | |
RU123326U1 (en) | CAPACITY FOR TRANSPORTATION AND STORAGE OF RADON WATER WHEN SAVING ITS TREATMENT CONCENTRATION |