SE414707B - Anordning for uppvermning av ett strommande fluidum i en ledning samt plastpase for anvendning sasom del av ledningen i anordningen - Google Patents

Description

7812016-9 10 15 20 25 30 35 -sänkning, vare sig denna sker ofrivilligt genom direkt- påverkan från värmeplattorna eller genom verkliga tempera- turvariationer hos fluidet, omedelbart avkännes av tempera- turgivaren. Risken för felaktig reglering är därför uppen- bar.

En annan allvarlig nackdel hos den kända anordningen är att strömningskanalerna i påsen har en och samma genomskär- ningsarea utefter hela sin längd. Särskilt allvarligt är detta vi de ställen där fluidet passerar temperaturgivarna, om fluidet strömmar med lägre hastigheter. Fluidet har näm- ligen benägenheten att fördela sig jämnt över strömnings- kanalens hela bredd, vilket vid de lägre strömningshastig- heterna innebär, att det strömmar i form av ett tunt skikt, sett i strömningskanalens tvärsnitt. Följden av detta är att fluidet trängs undan av den i kontakt med ledningen liggande temperaturgivaren, så att det strömmar i en bana runt om temperaturgivaren snarare än i nära kontakt med denna vid mätstället. Temperaturgivaren kommer sålunda att avkänna påsens yttertemperatur på en olämplig punkt i stäl- let för i nära kontakt med det strömmande fluidet och där- för att indirektregleraströmtillförseln till värmeplattor- na efter en annan temperatur än den, som råder hos fluidet.

Syftet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en anordning av det beskrivna slaget, som undanröjer dessa allvarliga nackdelar hos kända anordningar och som sålunda gör det möjligt att mäta och övervaka temperaturen hos det uppvärmda fluidet utan risk för felaktig Värmereglering och/eller missvisande temperaturavkänning.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN v Anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att den innefattar medel för styrning av fluidet, så att detta flui- dum även vid lägre strömningshastigheter koncentreras till en strömningsbana i nära kontakt med temperaturgivaren.

Detta medel består exempelvis av ett i kontakt med led- ningen liggande mothåll, som har en eller flera skåror, var- vid fluidet väsentligen helt bringas att strömma i dessa 10 15 20 25 30 35 '7812016-9 skåror, när flödeshastigheten är tillräckligt låg. Före- trädesvis är dessa skåror anordnade i fluidctn strömninqs- riktning, varigenom tryckförlusten i ledningen på grund av krökar undvikes. Vidare kan mothållet och/eller en tempera- turgivaren uppbärande del vara fjäderbelastad, varigenom strömningskanalen mellan dessa element är eftergivligt ex- panderbar för att släppa igenom en större mängd fluidum per tidsenhet, när fluidets strömningshastighet ökar.

Såsom framgått av det tidigare är temperaturgivaren anordnad vid anordningens utloppsände och lämpligen på så- dant avstånd från sagda värmeplattor, värmeslingor eller liknande att den är väsentligen helt opåverkad av lednings- och/eller strålningsvärme från dessa. Exempelvis kan den vara isolerad från uppvärmningsmedlet genom en luftficka, som avskiljer anordningens utloppsände från själva upp- värmningszonen. Även andra sätt att åstadkomma denna iso- lering är möjliga, såsom genom värmeisolermatorial, som är anordnat att omge temperaturmätstället och avskärma detta från uppvärmningsmedlet.

Den del av ledningen, som är i värmeöverföringskontakt med exempelvis värmeplattorna, består företrädesvis av en med flera kanaler försedd tunnväggig plastpåse. Dessa ka- naler är förbundna med en gemensam utlopps- respektive inloppskanal för anslutning till övriga delar av ledningen.

Fluidet kommer därvid att strömma från ledningen och in i påsens kanaler via den gemensamma inloppskanalen samt ut ur påsens kanaler och åter in i ledningen via den gemen- samma utloppskanalen. Uppvärmningen_sker i kanalerna mellan inlopps- och utloppskanalen. ' Av olika skäl är det lämpligt att placera påsen verti- kalt i anordningen med inloppskanalen nertill och utloppska- nalen upptill, så att fluidet under uppvärmningen strömmar mot gravitationen. ' Ett sådant skäl är att fluidumströmningen ut ur led- ningen omedelbart kan stoppas, om den uppmätta tempera- turen är alltför hög. Om fluidet i stället strömmar med gravitationen, kan det nämligen inträffa att åtminstone '7812016-9 LH 10 15 20 25 30 35 den mängd, som befinner sig i nivå ovanför utloppskanalen, på grund av tyngdkraften självrinner ut ur anordningen.

Detta är speciellt allvarligt, om fluidet utgöres av blod eller annan infusionsvätska, som skall införas i en patient.

Enligt en föredragen utföringsforma av uppfinningen har påsen ett parti med utvidgad tvärsektion, vilket är anord- nat att ligga i nära kontakt med temperaturgivaren och vilket utgör den gemensamma utloppskanalen. Partiet är där- vid tillräckligt brett för att helt täcka såväl temperatur- givaren som mothållet.

.Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av upp- finningen innefattar anordningen en andra temperaturgivare, som tjänar till att övervaka temperaturen hos det uppvärmda fluídet. övcrvaknlngsgívarnn är också anordnad att ligga an mot påsen vid dennas utloppsände, men saknar mothåll. Kra- vet på snabbhet är inte lika stort, när det gäller över- vakningsgivaren som den första temperaturgivaren, varvid den dock skall säkerställa, att strömtillförseln till upp- värmningselementen brytes, när fluidumtemperaturen över- skrider ett på förhand bestämt högsta värde.

Uppvärmningselementen består företrädesvis av tvâ värme- plåtar, som har en tjocklek av endast ca 0,5 mm för att hålla restvärmen i plåtarna så låg som möjligt. Plåtarna är lämpligen skyddsjordade samt försedda med ett ytterligare skydd mot överhettning. Ett sådant skydd kan vara två bi- metallbrytare, en under varje värmeplåt, vilka bryter ström- tillförseln till värmeplåtarna, när temperaturen hos dessa blir alltför hög. Detta kan inträffa, om anordningen är inkopplad utan påše eller fluidum. Omidetta fluidum utgöres av blod, kan denna temperatur vara exempelvis 75°C.

För temperaturregleringen kan anordningen vidare inne- fatta en mikrodator, som är anordnad att kontrollera in- ställd temperatur och verklig temperatur och att reglera efter dessa. Vidare tar den hänsyn till både flöde samt eventuella inbyggda larmsystem.

Ett lämpligt material.hos värmeplåtarna är aluminium, medan ett motsvarande lämpligt material hos påsen är poly- 10 15 20 25 30 35 7812016-9 vinylklorid (PVC).

Exempelvis består anordningen av en rektangulär låda med lock, som är öppnings- och stängningsbart anordnade i förhållande till varandra. I såväl lådan som i locket är ett strömmatat värmeelement anordnat, vilket hål- les isolerat från höljet genom exempelvis en polyuretan- skumisolering. Värmeelementen kan uppvärmas med hjälp av självhäftande värmefolier, som är anordnade iform av sling- or på plåtarnas baksida. Påsen är därvid avsedd att anord- nas mellan dessa båda värmeelement, som helt täcker pâsens uppvärmningszon. Påsens utloppskanal med det utvidgade par- tiet, liksom dess inloppskanal, sträcker sig ut ur uppvärm- ningszonen, varvid det bredare partiet hos utloppskanalen täcker det i locket anordnade mothâllet. På så sätt kommer detta parti också att täcka den temperaturgivaren uppbä- rande delen, som är anordnad i lådan i linje med mothållet, när de båda lådhälfterna stänges och låses i detta läge med hjälp av någon lämplig låsmekanism.

Vid placeringen av påsen är det viktigt att denna pla- ceras, så att den icke förskjuts under uppvärmningen. Exem- pelvis kan spår eller liknande vara anordnade i respektive låda och lock, vilka är avsedda att upptaga och kvarhålla motsvarande partier av ledningen, som är i förbindelse med påsens utlopps- respektive inloppskanal.

Ett ytterligare sätt att fasthålla påsen inbegriper att träda påsen över en stång eller liknande i lådan eller locket. Genom att utforma påsen på sådant sätt, att den kan trädas över stången från endast ett håll, exempelvis uppifrån och ner,\säkerställes att påsen alltid blir rätt placerad i anordningen. ' Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det föl- jande med hänvisning till bifogade ritningar, som visar den för närvarande mest föredragna utföringsformen för uppvärmning av ett infusat. Det skall emellertid påpekas, att uppfinningen icke är begränsad till enbart detta an- vändningsområde, utan kan likaväl utnyttjas för varje annat tänkbart fluidum, vätskor såväl som gaser, som man önskar 7812016~9 10 15 20 25 30 35 uppvärma under samtidig temperaturreglering och -övervak- ning. Eftersom uppfinningen i första hand är avsedd för uppvärmning av infusat, såsom blod, kommer den dock att presenteras i anknytning därtill.

Fig. I visar en från sidan tagen vy av anordningen med dennas låda och lock i öppet läge.

Fig. 2 visar en från ovan tagen vy av anordningen i fig. l.

Fig. 3 visar en från sidan enligt pilarna III-III i fig. 2 tagen vy av anordningen.

Fig. 4 är ett snitt längs linjen IV-IV i fig. 3 och visar i detalj det fjäderbelastade mothållet.

Fig. 5 visar en plastpåse enligt uppfinningen, såsom denna är avsedd att anordnas i anordningen enligt fig. 1-3.

Såsom framgår av fig. 1 och 2 innefattar anordningen, som allmänt betecknas med l, en rektangulär låda 2 med ett likaledes rektangulärt lock 3. Såväl lådan 2 som locket 3 är tillverkade av plast, varvid locket är öppuings- och stängningsbart monterat vid lådan såsom visas vid 4. Lâdans insida ät täckt med en aluminiumplåt 5, medan lockcts insida på motsvarande sätt är täckt med en aluminiumplåt 6. Dessa aluminiumplåtar är tunna, ca 0,5 mm, samt anordnade att ligga tätt an mot motstående sidor av en däremellan pla- cerad påse 7 (fig. 3 och 5) för uppvärmning av ett infusat, som bringas att strömma genom påsens kanaler 8-10 på det sätt som kommer att beskrivas närmare. Det skall observeras, att den i fig. 5 visade påsen 7 skiljer sig något från den påse, som visas schematiskt i fig. 3. Exempelvis har den senare avrundade hörn, medan den förra har skarpa hörn.

Principiellt skiljer sig de båda påsarna icke från varandra.

För sitt uppvärmningsändamål är på baksidan av respektive aluminiumplåt värmefolier i form av slingor fastklistrade, vilka matas med ström via ledningar ll, 12 i förbindelse med en icke visad yttre strömkälla. Dessa värmefolier upp- värmes sålunda på elektrisk väg och värmer sedan i sin tur de båda aluminiumplåtarna 5 och 6. Mellan aluminiumplå- tarna 5 och 6 och lockets 3 respektive lådans 2 insida är 10 15 20 25 30 35 7812016-9 dessutom ett värmeisoleringsmaterial av polyuretanskum anordnat.

Såsom visas i figurerna innefattar såväl lådan 2 som locket 3 en utlopps/inloppsdel 13, l4 i ett stycke med lå- dan respektive locket. De båda delarna 13 och 14 saknar aluminiumplâtar och bildar tillsammans en från anordningens övriga del avskärmad luftficka, när lådan 2 är stängd.

Utlopps/inloppsdclun 14 är försedd med väsentligen cirkclformiga ursparningar 15 och 16, vilka bildar väsent- ligen runda öppningar in i anordningens inre. Dessa öppning- ar är avsedda att upptaga och med snäppinfattning kvarhålla motsvarande ändar 17, 18 av en ledning, som genomströmmas av infusatet.

En temperaturgivare l9a är, såsom visas i fig. l, an- ordnad i övre högra hörnet av utlopps/inloppsdelen 13, så att den är väsentligen helt opåverkad av strålnings- och/ eller ledningsvärme från båda aluminiumplåtarna 5 och 6.

På motsvarande sätt är ett mothåll l9b i fig. 3 anordnat i övre vänstra hörnet av utlopps/inloppsdelen 14, varvid temperaturgivarens l9a känselkropp kommer att ligga mittför mothållet l9b, när lådan 2 är stängd.

Mothållet l9b, som visas i detalj i fig. 4, innefattar en i huvudsak kvadratisk knapp 20 med ett på sin ovansida beläget centralt spår 21 samt en på sin undersida belägen periferiell utskjutande fläns 22. Knappen 20 är därvid fjäderbelastat (fjädern 23) upptagen i en hålighet 24 i utlopps/inloppsdelen 14 och kvarhålles mot verkan av fjä- dern 23 i denna hälighet-genom samverkan mellan flänsen 22 och en motsvarande kant 25 hos håligheten 24.

En andra temperaturgivare 26 (fig. l) är likaledes an- ordnad i lådan 2 i närheten av utlopps/inloppsdelen 13, men saknar mothåll. Såsom visas i fig. l är temperatur- givarna l9a och 26 anordnade i linje med varandra, varvid temperaturgivaren 26 befinner sig innerst och uppbäres av själva lådan. De båda temperaturgivarna är genom led- ningar (ledningen 32) i förbindelse med ett reglersystem (ej visat), som reglerar strömmen till aluminiumplâtarna 7812016-9 10 15 20 25 30 35 5 och 6 i beroende av uppmätt temperatur hos infusatet.

Såsom framgått av det tidigare mäter temperaturgiva- ren låa temperaturen hos det infusat, som lämnar anordning- en, medan temperaturgivaren 26 primärt är anordnad att av- bryta strömtillförseln till aluminiumplåtarna, när infusat- temperaturen överskrider ca 42°C. Därigenom verkar den så- som ett extra säkerhetsskydd mot eventuell överhettning.

Ytterligare ett säkerhetsskydd mot överhettning består av två bimetallbrytare (bimetallbrytaren 27 i fio. 1), en på respektive baksida av aluminiumplåtarna, vilka är anordnade att likaledes bryta strömtillförseln till dessa plåtar, när temperaturen hos dessa överskrider 75°C.

Påsen 7, som visas i fig. 5, innefattar en inloppskanal 8 och en utloppskanal 9 samt en mellan dessa belägen genom- strömningskanal 10. Kanalen lO löper i en zig-zag-bana mellan kanalerna 8 och 9 och bildar tillsammans med dessa en obruten strömningspassage för infusatet. Såväl inloppska- nalen 8 som utloppskanalen 9 utgör väsentligen raka för- längningar av påsen och är avsedda att helt befinna sig in- om sagda luftficka i utlopps/inloppsdelen, när lådan 2 är stängd. Strömningskanalen 10 kommer därvid att helt omges av aluminiumplåtarna 5 och 6.

När påsen 7 placeras i anordningen 1, är det viktigt, att den intar det läge, som visas med streckade linjer i fig. 3. För att säkerställa detta är en stång 29 anordnad . i locket 3, vilken i samverkan med en stången upptagande ficka 28 hos påsen endast tillåter införing från ett håll.

Om påsen vändes upp och ner kommer nämligen ingången till denna ficka att vara vänd bort från stången, varigenom det blir omöjligt att fästa påsen i anordningcn.

Inloppskanalen 8 anslutes till ledningen 17, medan ut- loppskanalen 9 anslutes till ledningen 18. Även dessa led- ningar verkar genom snäppinfattningen i öppningarna 15 och 16 att hålla påsen på plats i anordningen.

Såmm1schmmmlskL vhnuzi ffly llummwr mwnbtmhnm sektionen hos utloppskanalen 9 att väsentligen helt täcka ovansidan av mothållet l9b, som med hjälp av fjädern 23 10 15 20 25 30 7812016-9 och temperaturgivaren l9a därvid kommer att fastklämma påsen, när lådan är stängd. Genom denna fastklämning kommer infusat, som strömmar med lägre hastigheter, att koncen- treras till spåret 21 i nära kontakt med tempcraturgivarens l9a känselkropp, varigenom en noggrann temperaturmätning säkerställas. Vid högre strömningshastigheter däremot kom- mer mothållet l9b mot verkan av fjädern 23 ati pressas inåt 1 hålighctcn 24, så att en större mängd infusnt por tids- enhet kan passera temperaturgivaren l9.

För att underlätta öppningen respektive stängningen av lådan 2 är locket försett med ett handtag i form av finger- grepp 30, 31.

INDUSTRIELL ANVÄNDBARHET Anordningen enligt uppfinningen är avsedd för reglerad uppvärmning av ett fluidum, som strömmar i en ledning. Ett speciellt, fastän icke uteslutande, användningsområde inne- fattar uppvärmning av ett infusat, såsom blod, som skall införas i en patient. Infusatet bringas därvid att strömma genom kanalerna hos en påse, som är belägen i anordningens uppvärmningszon, varvid temperaturen hos det uppvärmda in- fusatet övervakas och regleras, så att det icke överstiger 42°C. Om temperaturen av någon anledning överstiger 42°C, aktiveras ett reglersystem, som avbryter strömtillförseln till anordningens värmeplattor. Om däremot temperaturen väsentligen understiger ca 3700 aktiveras likaledes regler- systemet, varigenom strömtillförseln till värmeplattorna ökar. Vid lokal överhettningf såsom 75°C, i värmeplattorna brytes strömtillförseln genom bimetallbrytare, som är an- ordnade att avkänna temperaturen hos värmeplattorna.

Speciellt är anordningen avsedd att värma infusat från ca l5°C till max 40°C med en temperaturtolerans av É 0,5°C vid flöden från 15 till 150 ml/min.

Claims (9)

-7812016-9 10 PATENTKRAV

1. l. Anordning för uppvärmning av ett strömmande fluidum i en ledning (7, 17, 18) och innefattande elektriska medel, 5 såsom värmeplattor (5, 6), värmeslingor eller liknande, i värmeöverföringskontakt med åtminstone en del (7) av denna ledning samt en temperaturgivare (l9a), som är anordnad att mäta temperaturen hos det uppvärmda fluidet, k ä n - n e t e c k n a d därav, att anordningen innefattar medel 10 (l9b) för styrning av fluidet, så att detta fluidum vid lägre strömningshastigheter koncentreras till en ström- ningsbana i nära kontakt med temperaturgivaren (l9a).

2. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att medlet för styrning av fluidet består av ett i 15 kontakt med ledningen liggande mothåll (l9b), som har en eller flera skåror (21), varvid fluidet väsentligen helt bringas att strömma i dessa skåror, när flödeshastigheten är tillräckligt låg .

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d 20 därav, att sagda mothåll (l9b) och/eller en temperatur- givaren uppbärande del är fjäderbelastad. '

4. Anordning enligt något av kraven l, 2 och 3, k ä n - n e t e c k n a d därav, att temperaturgivaren (l9a) är anordnad vid en utlopps/inloppsdel (13) samt på sådant 25 avstånd från sagda värmeplattor (5, 6), värmeslingor eller liknande att den är väsentligen helt opåverkad av lednings- och/eller strålningsvärme från dessa.

5. Andrdning.enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att den dn] av ledningen, som är i värmeöverförings- 30 kontakt med sagda värmeplattor, värmcslingor vller liknande, består av en med en eller flera kanaler (8-10) försedd tunn svetsad plastpåse (7), varvid fluidet, som skall vär- mas, är anordnat att strömma genom dessa kanaler.

6. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e i e c k n a d 35 därav, att den innefattar en andra temperaturgivare (26), som är anordnad att ligga an mot påsen och att avbryta strömtillförseln till värmeplattorna, värmeslingorna eller 10 15 20 '7812016-9 ll liknande, när temperaturen hos fluidet överskrider ett visst förutbestämt värde.

7. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e e k n a d därav, att den innefattar ett skydd (27) mot överhettning av värmeplattorna, värmeslingorna eller liknande, t ex i form av bimetallbrytare (27), som är anordnade att avbryta strömtillförseln till dessa medel, när dessas temperatur överskrider ett kritiskt värde. Z

8. Plastpåse för användning såsom sagda del av ledning- en i anordningen enligt något av föregående krav och inne- fattande en eller flera kanaler (8-10), genom vilka ett fluidum, som skall uppvärmas, är anordnat att strömma, k ä n n e t e c k n a d därav, att påsen (7) har ett av- skilt kanalparti (9), som är anordnat att ligga i nära kontakt med en från i anordningen ingående värmeplattor (5, 6), värmeslingor eller liknande värmeisolerad tempera- turgivare och som utgör en gemensam utloppskanal i flui- dumförbindelse med sagda en eller flera kanaler i påsen.

9. Plastpåse enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att påsen (7) vidare är försedd med ett avskilt kanalparti (8), som utgör en gemensam inloppskanal i flui- dumförbindelse med sagda en eller flera kanaler i påsen.