Медицинское нагревательное устройство, содержащее средство блокирования потока текучей среды
HEATING MEDICAL DEVICE, CONTAINING THE FLUID FLOW BLOCKING UNIT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к медицинскому нагревательному устройству и, более конкретно, к медицинскому нагревательному устройству для подогрева и подачи инфузионного раствора или крови, которое содержит блокирующее средство, предназначенное для блокирования потока текучей среды, и в котором внутренняя и наружная части кассеты автоматически блокируются под действием отрицательного давления, когда давление внутри кассеты указанного устройства меняется с положительного на отрицательное.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Когда пациенту вводят инфузионный раствор или кровь, то этот раствор или кровь подогревают для того, чтобы их температура по возможности не отличалась от температуры тела.
Если инфузионный раствор или кровь, которые хранились при низкой температуре для предотвращения возникновения вирусной инфекции, непосредственно ввести пациенту, то это может быть опасным для него.
Соответственно, для повышения температуры инфузионного раствора или крови используют нагревательное устройство, чтобы инфузионный раствор или кровь при введении в тело человека имели температуру, почти одинаковую с температурой тела.
Такое нагревательное устройство содержит нагреватель по типу печатной платы, повышающий температуру инфузионного раствора или крови и расположенный внутри кассеты так, что инфузионный раствор или кровь проходят вокруг нагревателя, выполненного по типу печатной платы.
Однако, если подогрев инфузионного раствора или крови происходит при их прохождении через нагревательное устройство, то в инфузионном растворе или крови могут образовываться пузырьки, при этом образовавшиеся внутри раствора или крови пузырьки могут быть введены в тело человека.
В кассете в качестве средства для удаления пузырьков, которые могут образоваться при подогреве инфузионного раствора, установлен воздушный фильтр, блокирующий выпуск текучей среды и выпускающий только газ.
Нагревательное устройство, описанное в патентном документе Кореи № 10-1012535, содержит нагреватель, ограждающее ребро и покрывающий элемент, которые расположены соответственно на передней и задней поверхностях нагревателя и образуют канал, так что текучая среда, перемещаясь, окружает нагреватель, при этом нагревательное устройство также содержит воздушный фильтр, расположенный на канале и удаляющий воздух, первый соединительный компонент, через который текучая среда проходит в канал, и второй соединительный компонент, через который текучая среда выходит из канала.
Такое нагревательное устройство может подогревать инфузионный раствор или кровь и выпускать пузырьки, которые могут образовываться в процессе подогрева, наружу из покрывающего элемента.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
(Техническая проблема)
В нагревательном устройстве, описанном в указанном патентном документе, давление внутри покрывающего элемента существенно увеличивается, так как внутри этого элемента повышается температура, когда в процессе подогревания повышается температура на стороне канала, образованной покрывающими элементами.
Если в процессе подачи инфузионного раствора или крови давление внутри покрывающего элемента увеличивается и становится положительным, то пузырьки, образованные внутри покрывающего элемента, выходят из него наружу через воздушный фильтр. Таким образом, пузырьки не вводятся в тело человека.
Однако, если инфузионный раствор или кровь полностью введены в тело человека или если во время применения прекратилась подача инфузионного раствора или крови, то увеличенное давление в покрывающем элементе начинает уменьшаться. Соответственно, в этом случае возникает возможность возврата воздушных потоков обратно к внутренней части покрывающего элемента, поскольку во внутренней части покрывающего элемента давление становится отрицательным, а атмосферное давление по существу превышает давление внутри покрывающего элемента.
Если воздух поступает в покрывающий элемент, то в результате может произойти несчастный случай со смертельным исходом, так как воздух может попасть в кровеносный сосуд человека.
Помимо этого, для того чтобы ввести инфузионный раствор или кровь в тело человека, резервуар, в котором содержится инфузионный раствор, или резервуар, в котором содержится кровь, необходимо установить в месте, расположенном выше тела человека. Если резервуар помещен в место, расположенное ниже тела человека вследствие окружающей обстановки или по физической причине, то может произойти обратное прохождение подаваемого инфузионного раствора или крови.
В указанном известном нагревательном устройстве не предусмотрена схема устранения таких проблем.
Данное изобретение предложено для решения проблем предшествующего уровня техники, при этом целью изобретения является создание медицинского нагревательного устройства, содержащего средство, выполненное с возможностью нагревания инфузионного раствора или крови, предотвращения обратного прохождения инфузионного раствора или крови, даже если во внутренней части кассеты давление изменится на отрицательное, и блокирования потока текучей среды, чтобы в нее не поступал наружный воздух.
(Техническое решение)
Для достижения цели в данном изобретении нагревательное устройство содержит:
верхнюю пластину кассеты, в которой выполнены впускной элемент и направляющие элементы, предназначенные для направления потока текучей среды,
нижнюю пластину кассеты, в которой выполнены выпускной элемент и другие направляющие элементы для направления текучей среды, расположенные на расстоянии от указанных первых направляющих элементов,
нагреватель, расположенный между верхней и нижней пластинами кассеты и предназначенный для нагревания текучей среды, направляемой направляющими элементами,
воздушный фильтр, расположенный снаружи направляющих элементов и предназначенный для выпуска в атмосферу воздушных пузырьков, образующихся в нагреваемой текучей среде, и
средство, которое расположено на проточных каналах верхней и нижней пластин кассеты, обычно поддерживает поток текучей среды при положительном давлении и блокирует канал прохождения текучей среды при возникновении внутри кассеты отрицательного давления.
Средство блокирования текучей среды по данному изобретению содержит
удлинительную часть, которая выполнена в верхней пластине кассеты и через которую проходит текучая среда, вводимая через направляющие элементы,
пленочный элемент, выполненный в удлинительной части верхней пластины кассеты и вплотную прикрепленный к наружным сторонам выходных каналов, через которые может проходить текучая среда, и к выпускному каналу, выпускающему текучую среду, прошедшую из выходных каналов,
удлинительную часть, которая выполнена в нижней пластине кассеты и через которую проходит текучая среда, вводимая через направляющие элементы, и
участок, выполненный в удлинительной части нижней пластины кассеты и сообщающийся с выпускным элементом, находясь в сообщении с выпускным каналом.
(Преимущественные результаты)
Когда начинают подавать подогретую нагревателем кровь или инфузионный раствор, то внутренняя часть кассеты находится под положительным давлением, при этом предложенное медицинское нагревательное устройство при нормальной работе может подавать текучую среду с одновременным выпуском воздушных пузырьков и с предотвращением выпуска инфузионного раствора. В противоположность этому, когда прекращается или завершается подача крови или инфузионного раствора, то во внутренней части кассеты возникает отрицательное давление, при этом предложенное медицинское устройство блокирует поток текучей среды. Соответственно, при этом может быть предотвращено прохождение наружного воздуха в тело человека, а также может быть предотвращен обратный поток подаваемого инфузионного раствора или крови.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения и схематический вид верхней пластины кассеты в направлении, в котором видна внутренняя часть верхней пластины.
Фиг. 2 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения и схематический вид верхней пластины кассеты в направлении, в котором видна внутренняя часть нижней пластины.
Фиг. 3 представляет собой вид в плане нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения в собранном состоянии.
Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения, взятом продольно по выходным каналам нагревательного устройства.
Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения, взятым продольно по выпускному каналу нагревательного устройства.
Фиг. 6 представляет собой вид сбоку в разрезе нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения, взятым по выпускному каналу нагревательного устройства.
Фиг. 7 представляет собой схематическую иллюстрацию состояния, при котором работает блокирующее средство, предназначенное для блокирования текучей среды в нагревательном устройстве, показанном на фиг. 4.
Фиг. 8 представляет собой схематическую иллюстрацию состояния, при котором работает блокирующее средство, предназначенное для блокирования текучей среды в нагревательном устройстве, показанном на фиг. 5.
Фиг. 9 представляет собой схематическую иллюстрацию состояния, при котором работает блокирующее средство, предназначенное для блокирования текучей среды в нагревательном устройстве, показанном на фиг. 6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено подробное описание медицинского нагревательного устройства в соответствии с предпочтительными вариантами выполнения изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Фиг. 1 изображает покомпонентный вид в аксонометрии нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения, а фиг. 3 изображает вид в плане нагревательного устройства в соответствии с вариантом выполнения изобретения в соединенном состоянии. Номером 2 позиции обозначена верхняя пластина кассеты.
Верхняя пластина 2 кассеты выполнена независимо от нижней пластины 4 кассеты, причем верхняя и нижняя пластины образуют единую кассету посредством связующих веществ и т.д. Верхняя и нижняя пластины кассеты данного варианта выполнения названы так для удобства изложения, при этом верхняя и нижняя пластины кассеты могут быть названы с взаимозаменяемостью.
Между верхней 2 и нижней 4 пластинами установлен нагреватель 6, обеспечивающий подогрев инфузионного раствора или крови (называемых в дальнейшем текучей средой) до постоянной температуры при прохождении текучей среды.
Нагреватель 6 может быть плоским нагревателем, выполненным по типу печатной платы, при этом такой нагреватель может быть таким же, как широко применяемые нагреватели, или подобным им.
В верхней и нижней пластинах 2, 4 соответственно выполнены направляющие элементы 8, 10, предназначенные для направления потока текучей среды, так что текучая среда может проходить между верхней пластиной 2 и нагревателем 6, а также между нижней пластиной 4 и нагревателем 6.
Направляющие элементы 8, выполненные в верхней пластине 2, и направляющие элементы 10, выполненные в нижней пластине 4, проходят с наклоном в противоположных направлениях на передней и задней поверхностях нагревателя 6, как проиллюстрировано на фиг. 1.
При такой конструкции элементы 8 и 10 выполнены с возможностью прохождения по спирали вокруг нагревателя 6. Ширина элементов 8 и 10 превышает ширину нагревателя 6. Как проиллюстрировано на фиг. 2, элементы 8 и 10 могут сообщаться друг с другом вдоль обеих сторон нагревателя 6.
В верхней и нижней пластинах 2, 4 выполнены впускной элемент 12 и выпускной элемент 14, через которые текучая среда втекает и вытекает. На фиг. 1 показано, что оба элемента 12, 14 выполнены в верхней пластине 2, однако впускной и выпускной элементы могут быть выполнены в верхней и нижней пластинах 2 и 4 в виде отдельных конструкций.
Текучая среда, поступающая во впускной элемент 12, нагревается при прохождении к передней и задней поверхностям нагревателя 6 через каналы, образованные элементами 8 и 10, и перемещается к выпускному элементу 14. При таком процессе нагревания могут образовываться пузырьки воздуха.
В соответствии с вариантом выполнения изобретения выполнены выпускные окна 16 в качестве средств, обеспечивающих выпуск таких воздушных пузырьков благодаря открытию пространства между элементами 8.
Подобным образом выпускные окна 18 выполнены благодаря открытию пространства между элементами 10.
Помимо этого, воздушные фильтры 20 и 22, имеющие размер, по существу перекрывающий выпускные окна, выполнены так, что текучая среда не выходит из выпускных окон 16 и 18, а выходят только газы.
Соответственно, когда в текучей среде, подогреваемой нагревателем 6, образуются воздушные пузырьки, то они выпускаются через фильтры 20 и 22, в то время как текучая среда перемещается вдоль элементов 8 и 10.
В качестве воздушных фильтров 20 и 22 могут использоваться широко известные фильтры, поэтому их подробное описание не приведено.
Для закрепления фильтров 20 и 22, чтобы они не перемещались в направлении выпускных окон 16 и 18, выполнены покрышки 24 и 26, оказывающие давление на фильтры 20 и 22, направленное снаружи кассеты к ее внутренней части. В покрышках 24 и 26 проделаны отверстия 27, так что соответственно воздушные пузырьки, выпущенные через фильтры 20 и 22, могут выйти в атмосферу.
В верхней и нижней пластинах 2 и 4 выполнены соответственно установочные канавки 28 и 30, в которых могут быть размещены покрышки 24 и 26 и воздушные фильтры 20 и 22. Фильтры 20 и 22 и покрышки 24 и 26 размещены в канавках 28 и 30 и соединены вместе связующими веществами.
Верхняя и нижняя пластины 2, 4 имеют дополнительно проходящие удлинительные части 32 и 34. Удлинительные части 32 и 34 выполнены в местах, в которых они обращены друг к другу. Каждая из удлинительных частей выполнена с блокирующим средством, предназначенным для блокирования потока текучей среды.
Если подача текучей среды прекращается или завершается и при этом внутри кассеты возникает отрицательное давление, то наружный воздух может проходить в кассету. Соответственно, блокирующее средство в варианте выполнения изобретения блокирует поступление внутрь внешнего потока.
Помимо этого, если кассета помещена в место, расположенное ниже места расположения человека, которому подается текучая среда, то подаваемая текучая среда может пойти в обратном направлении. Соответственно блокирующее средство препятствует прохождению обратного потока текучей среды.
Для такого воздействия в блокирующем средстве в данном варианте выполнения в последнем направляющем элементе 9 из множества направляющих элементов 10 выполнен канал Н, так что текучая среда может проходить в участок S1 через канал Н.
Участок S1 ограничен наружным ограждающим ребром 36, выступающим в нижней пластине 4 кассеты. В противоположность этому в верхней пластине 2 кассеты выполнена канавка 37, в которую может быть вставлено наружное ограждающее ребро 36. Соответственно, верхняя и нижняя пластины кассеты могут быть тесно связаны.
Внутреннее ограждающее ребро 38 выполнено внутри участка S1, окруженного наружным ограждающим ребром 36, так, что текучая среда внутри участка S1 не проходит во внутреннее ограждающее ребро 38.
Участок S2, окруженный внутренним ограждающим ребром 38, выполнен с возможностью сообщения с выпускным элементом 14.
Наружное ограждающее ребро 36 выполнено в удлинительной части 34 нижней пластины 4. Удлинительная часть 32 верхней пластины 2 покрывает участок S1 так, что участок S1 является закрытым и изолированным. В удлинительной части 32 выполнены выходные каналы 40, так что текучая среда, имеющаяся внутри участка S1, выходит из него.
В удлинительной части 32, в которой выполнены выходные каналы 40, выполнен выпускной канал 42 для прохождения текучей среды в участок S2.
Выпускной канал 42 выполнен в месте, соответствующем участку S2, сообщающемуся с выпускным элементом 14. Соответственно, когда верхняя и нижняя пластины кассеты объединены, то они могут сообщаться друг с другом.
Близко снаружи выходных каналов 40 и выпускного канала 42 размещен пленочный элемент 44, который прикреплен к удлинительной части 32 крепежным элементом 46, проходящим от покрышки 24.
Если пленочный элемент 44 прикреплен, то его четыре стороны прижаты и закреплены создающим давление элементом 47, выступающим вперед по периферии крепежного элемента 46.
Покрышка 24 и крепежный элемент 46 могут быть выполнены по отдельности или за одно целое. В крепежном элементе 46 выполнено отверстие 48, так что наружный воздух может воздействовать на пленочный элемент 44.
Пленочный элемент 44 по толщине выполнен тонким. В качестве материала для пленочного элемента может использоваться материал термопластичного ряда с большой эластичностью, например, поликарбонат. Пленочный элемент 44 может быть выполнен из любого материала, который расширяется под действием давления и возвращается в исходное состояние при прекращении действия давления, а также является жароустойчивым и долговечным.
В соответствие с вариантом выполнения по данному изобретению блокирующее средство может быть установлено либо в одной из верхней и нижней пластин кассеты, либо может быть выполнено как в верхней, так и в нижней пластине.
Например, как проиллюстрировано на фиг. 1, выходные каналы 41, действующие так же, как и выходные каналы 40, могут быть выполнены в участке S1 нижней пластины 4, другой пленочный элемент 45, выполненный из такого же материала, что и пленочный элемент 44, может быть размещен на другой стороне участка S1, а крепежный элемент 49 может быть выполнен в покрышке 26 и объединен с нижней пластиной кассеты.
Если блокирующее средство установлено как в верхней пластине 2, так и в нижней пластине 4, как изложено выше, то преимущество такого решения заключается в том, что объем потока текучей среды может быть гарантирован в достаточной степени. В этом случае в крепежном элементе 49 необходимо выполнить отверстие 50 для воздействия атмосферного давления на пленочный элемент 45.
В представленном варианте выполнения блокирующее средство изображено как выполненное в удлинительных частях 32 и 34 верхней пластины 2 и нижней пластины 4, а наружное ограждающее ребро 36 показано как выполненное в удлинительной части 34 нижней пластины 4, но без ограничения этим. По высоте наружное ребро 36 может быть разделено на две половины, по одной на верхней пластине 2 и нижней пластине 4, при этом верхняя пластина 2 и нижняя пластина 4 связаны вместе так, что они обращены друг к другу.
В нагревательном устройстве, выполненном, как изложено выше в соответствии с вариантом выполнения изобретения, текучая среда (инфузионный раствор или кровь) проходит через впускной элемент 12 между верхней и нижней пластинами 2 и 4 и перемещается в направлении выпускного элемента 14 через каналы, образованные направляющими элементами 8.
При таком способе прохождения текучая среда, подогретая нагревателем 6, достигает соответствующей температуры, необходимой для введения в тело человека.
При этом способе в текучей среде образуются воздушные пузырьки. Образовавшиеся воздушные пузырьки проходят через выпускные окна 16 и 18, выполненные в пластинах 2 и 4, как проиллюстрировано на фиг. 4. Поскольку выпускные окна 16 и 18 покрыты соответственно воздушными фильтрами 20 и 22, то воздушные пузырьки, образовавшиеся в текучей среде, выходят в атмосферу через воздушные фильтры 20 и 22.
Текучая среда, нагретая, как изложено выше, проходит через канал Н, когда воздух уже удален из нее, доходит до участков S1, выполненных соответственно в верхней и нижней пластинах 2 и 4, и выходит через выходные каналы 40 и 41, выполненные в этих участках.
Снаружи выходные каналы 40 и 41 покрыты пленочными элементами 44 и 45. Под воздействием давления текучей среды, выходящей через выходные каналы 40 и 41, пленочные элементы расширяются, так что происходит соединение блокированных выходных каналов 40 и выпускного канала 42, как проиллюстрировано на фиг. 4.
Таким образом, текучая среда проходит в выпускной канал 42 через выходные каналы 40 за счет расширения пленочных элементов 44 и 45. Соответственно, текучая среда может дойти до участка S2, так как выпускной канал 42 входит в контакт с участком S2 с образованием канала, посредством которого выпускной канал 42 присоединен к участку S2, как проиллюстрировано на фиг. 4, 5 и 6.
Поскольку канал S2 присоединен к выпускному элементу 14, то может быть нормально подан инфузионный раствор или кровь (т.е. текучая среда) в подогретом состоянии, когда пузырьки воздуха уже удалены.
Однако, если подача текучей среды завершена из такого нормального состояния подачи текучей среды, то давление внутри канала, в котором по  существу расположены пластины 2 и 4, уменьшается.
Когда давление внутри верхней и нижней пластин кассеты становится отрицательным, то предложенное медицинское нагревательное устройство блокирует проточный канал, образованный верхней и нижней пластинами, так что наружный воздух не проходит в тело человека.
То есть, когда внутри пластин 2 и 4 возникает отрицательное давление, то пленочные элементы 44 и 45 возвращаются в исходное состояние, так как исчезает расширяющее их усилие, вызванное давлением потока текучей среды. Соответственно, как проиллюстрировано на фиг. 7, 8 и 9, пленочные элементы 44 и 45 плотно прилегают к поверхностям выходных каналов 40 и выпускного канала 42, выполненного в удлинительной части 32.
Если выходные каналы 40 и выпускной канал 42 покрыты снаружи, как изложено выше, то происходит блокировка проточного канала для текучей среды, проходящей через каналы 40 и 42. Соответственно, текучая среда не сможет пройти.
Такое блокирование текучей среды аналогичным образом происходит в верхней пластине 2 и нижней пластине 4 кассеты.
Если состояние текучей среды в кассете изменяется от нормального состояния к состоянию отрицательного давления, то происходит ее незамедлительное блокирование за счет усилия расширения и восстановления пленочных элементов.
Помимо этого, такое блокирующее действие может препятствовать возврату потока подаваемой текучей среды, даже если текучая среда, подаваемая в тело человека, проходит обратно вследствие возникновения отрицательного давления внутри кассеты, вызванного физическими факторами.