一种具有冷却功能的脱气水循环装置的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种具有冷却功能的脱气水循环装置。


背景技术：

2.聚焦超声是一种将一定强度的超声波聚焦的技术，类似于凹透镜聚焦太阳光，在其焦点处的高声强可使得该位置的组织快速的产生不可逆转的变性，即消融，该技术因其无创特性在临床治疗中得到了越来越广泛的应用。为适应不同的临床需求，大多数聚焦超声治疗超声设备采用干式治疗头，即治疗头由一水囊包裹，水囊中充满去气水。去气水一方面作为超声传输介质，另一方面冷却在聚焦超声发射过程中超声换能片产生的热量。由于水囊中水容量有限，导致难以满足对持续工作的超声换能片降温，实际中通常采用循环水带走聚焦超声换能片工作中产生的热量，使得其能正常工作的同时冷却与水囊接触的皮肤。
3.现有申请号为“201710416123.7”的专利提出了一种用于相控阵列聚焦超声子宫肌瘤治疗系统水处理系统，包括水净化装置、ro反渗透弃水回流装置、紫外灯杀菌装置、超纯化去离子装置、脱气水装置、冷凝水水汽分离装置、冷凝水循环利用装置、冷凝水自动排水装置、脱气水水箱管理装置、治疗头组件、水囊水压调节模块装置以及恒温脱气水比例混合再利用装置，该方案可实现介质水的过滤、去气、循环及水囊水压调节。
4.现有技术中存在的缺陷包括但不限于：1、上述装置中缺少制冷部件，仅通过室温循环去气去杂质水实现系统的冷却，冷却效率低，效果较差；2、整个水循环系统管路布局复杂，导致成本过高，不便于推广使用；3、在实际使用时，降温水在用后的温度不同，且循环水的速率也不同，上述装置中冷却功率不能自动调节，若降温水用后的温度低、或者水流速度慢的话，采取相同的冷却方式则会导致水温下降得过低，不能灵活、精确地实现恒温冷却，传统采用的事后测温也具有滞后性，且结构精细复杂，不便于推广使用。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的在于提供一种具有冷却功能的脱气水循环装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.一种具有冷却功能的脱气水循环装置，包括冷却水箱、脱气装置、蠕动泵一、治疗头和蠕动泵二，所述冷却水箱、脱气装置、蠕动泵一、治疗头和蠕动泵二之间依次连通，且蠕动泵二远离治疗头的一端连通于冷却水箱；
7.所述冷却水箱包括外箱体，所述外箱体中固定设置有内箱体、制冷器和潜水泵，所述内箱体通过导水管连通于制冷器，使得液体被制冷器冷却后再流入内箱体，所述潜水泵的两端分别连通设置有吸水管和排水管，所述吸水管连通于内箱体的内腔底部，所述蠕动泵二通过硬质水管连通于制冷器，所述硬质水管的外壁上固定设置有隔离框，所述隔离框中铰接设置有旋转杆，所述旋转杆延伸至硬质水管的管腔中，且该段旋转杆上固定设置有多个旋转叶片，所述硬质水管靠近旋转杆的管腔中固定设置有凹型板，所述凹型板中设置
有记忆金属，所述记忆金属遇热膨胀使得旋转杆被向上顶起，所述旋转杆远离硬质水管的一端固定设置有凸轮，所述硬质水管靠近隔离框的外壁上对称固定设置有卡槽，所述卡槽中设置有连接弹簧，所述连接弹簧连接于连接柱的底部，所述连接柱上固定设置有支撑板，所述支撑板中内嵌设置有轴承，所述旋转杆铰接设置在轴承中，所述隔离框和硬质水管外壁围成的腔体中固定设置有立柱，所述立柱中开设有上下两个安装槽，从上到下的两个所述安装槽中依次设置有高功率延时开关和低功率延时开关，两个所述安装槽中均活动设置有推杆，所述推杆上固定设置有推板，所述推板和立柱之间连接设置有压缩弹簧，所述隔离框的内壁上固定设置有延时继电器，所述延时继电器分别和高功率延时开关、低功率延时开关信号连接，且延时继电器与制冷器的动力系统信号连接；
8.所述脱气装置包括脱气膜组件，所述脱气膜组件的气腔连通于真空瓶，所述真空瓶连通于真空泵；
9.所述治疗头包括端部壳体，所述端部壳体中设置有聚焦超声换能器，所述聚焦超声换能器的外侧包裹有水囊，所述治疗头中分别设置有进水管和出水管，所述进水管连通于蠕动泵一，所述出水管连通于蠕动泵二，所述进水管、出水管均和水囊相连通。
10.优选的，所述内箱体的顶部设置有注水管。
11.优选的，所述内箱体中插设液位传感器。
12.优选的，所述内箱体的外壁上固定设置第一温度传感器。
13.优选的，所述硬质水管靠近隔离框一侧的内壁上固定设置有弹性密封圈，所述旋转杆活动设置在弹性密封圈中。
14.优选的，还包括前置过滤装置，所述前置过滤装置的一端通过排水管连通于潜水泵，所述前置过滤装置的另一端连通于脱气膜组件。
15.优选的，所述端部壳体中固定设置有第二温度传感器。
16.优选的，所述进水管上设置有进水端压力传感器，所述出水管上设置有出水端压力传感器。
17.有益效果：
18.1、本发明提供的具有冷却功能的脱气水循环装置，具有结构精简、制作简单的优点，可显著降低成本，便于推广使用；
19.2、本发明提供的具有冷却功能的脱气水循环装置，通过采用水路内循环及主动制冷相结合的方式，快速实现治疗头的冷却，相比传统的室温冷却，其降温效率更高，且循环用水同时具有节水环保的效果；
20.3、本发明提供的具有冷却功能的脱气水循环装置，能够分根据循环水的流速、温度等合理控制制冷器按照不同频率、不同时长进行运行，整体上更加节能，更加智能化，使用方便。
21.本发明提供了一种具有冷却功能的脱气水循环装置，具备结构简单、工作稳定、可降低成本等优点，解决了现有装置的成本高、管路复杂，且冷却效率较低的问题。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构的连接关系示意图；
23.图2为本发明的冷却水箱的具体结构示意图；
24.图3为本发明的图2中的a处放大图；
25.图4为本发明的脱气装置的具体结构示意图；
26.图5为本发明的治疗头的具体结构示意图。
27.图中：1、冷却水箱；101、外箱体；102、内箱体；103、导水管；104、制冷器；105、潜水泵；106、吸水管；107、排水管；108、注水管；109、液位传感器；110、第一温度传感器；111、硬质水管；112、隔离框；113、旋转杆；114、旋转叶片；115、凹型板；116、记忆金属；117、凸轮；118、弹性密封圈；119、卡槽；120、连接弹簧；121、连接柱；122、支撑板；123、轴承；124、立柱；125、安装槽；126、高功率延时开关；127、低功率延时开关；128、推杆；129、推板；130、压缩弹簧；131、延时继电器；2、前置过滤装置；3、脱气装置；301、脱气膜组件；302、真空瓶；303、真空泵；4、蠕动泵一；5、治疗头；501、端部壳体；502、聚焦超声换能器；503、水囊；504、第二温度传感器；505、进水管；506、进水端压力传感器；507、出水管；508、出水端压力传感器；6、蠕动泵二。
具体实施方式
28.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
29.本发明提供一种技术方案：
30.一种具有冷却功能的脱气水循环装置，包括冷却水箱1、脱气装置3、蠕动泵一4、治疗头5和蠕动泵二6，冷却水箱1、脱气装置3、蠕动泵一4、治疗头5和蠕动泵二6之间依次连通，且蠕动泵二6远离治疗头5的一端连通于冷却水箱1，以此实现循环，使得脱气水可以在循环中实现冷却降温，有效节约用水量。
31.冷却水箱1包括外箱体101，外箱体101可以用隔热材料制成，避免外界高温导致内箱体102中的液体升温，外箱体101中固定设置有内箱体102、制冷器104和潜水泵105，内箱体102中可以储存纯净水或其他可用于降温的液体介质，内箱体102通过导水管103连通于制冷器104，制冷器104可以为压缩机制冷，使得液体被制冷器104冷却后再流入内箱体102，潜水泵105的两端分别连通设置有吸水管106和排水管107，吸水管106连通于内箱体102的内腔底部，蠕动泵二6通过硬质水管111连通于制冷器104，硬质水管111的外壁上固定设置有隔离框112，隔离框112中铰接设置有旋转杆113，旋转杆113延伸至硬质水管111的管腔中，且该段旋转杆113上固定设置有多个旋转叶片114，当水流通过硬质水管111的管腔时，会冲击带动旋转叶片114，进而导致旋转杆113转动，硬质水管111靠近旋转杆113的管腔中固定设置有凹型板115，凹型板115中设置有记忆金属116，记忆金属116遇热膨胀使得旋转杆113被向上顶起，旋转杆113远离硬质水管111的一端固定设置有凸轮117，旋转杆113可带动凸轮117旋转，硬质水管111靠近隔离框112的外壁上对称固定设置有卡槽119，卡槽119中设置有连接弹簧120，连接弹簧120连接于连接柱121的底部，连接柱121上固定设置有支撑板122，支撑板122中内嵌设置有轴承123，旋转杆113铰接设置在轴承123中，因此，旋转杆113只能相对轴承123发生水平方向的旋转，而不能相对轴承123发生上下移动，隔离框112和硬质水管111外壁围成的腔体中固定设置有立柱124，立柱124中开设有上下两个安装槽
125，从上到下的两个安装槽125中依次设置有高功率延时开关126和低功率延时开关127，两个安装槽125中均活动设置有推杆128，推杆128上固定设置有推板129，推板129和立柱124之间连接设置有压缩弹簧130，凸轮117在旋转时会推动推板129，推板129又通过推杆128触发高功率延时开关126和低功率延时开关127，隔离框112的内壁上固定设置有延时继电器131，延时继电器131分别和高功率延时开关126、低功率延时开关127信号连接，且延时继电器131与制冷器104的动力系统信号连接，其作用是控制制冷器104按照相应功率和时长进行运行。
32.脱气装置3包括脱气膜组件301，脱气膜组件301包括紧密排布的上千条具有中间通孔的膜丝，膜丝内通孔形成流水腔，真空泵使得脱气膜组件内形成负压腔，膜丝内水中的气体分子由于压力进入负压腔后通过真空瓶302及真空泵303排出，脱气装置3的进水口与前置过滤装置2连通，因此进入脱气装置3中的水都已经实现了过滤，为纯净液体。治疗头5包括端部壳体501，端部壳体501中设置有聚焦超声换能器502，聚焦超声换能器502的外侧包裹有水囊503，水囊503中蓄有纯净水等降温液体，可以对聚焦超声换能器502进行实时、快速地降温，治疗头5中分别设置有进水管505和出水管507，进水管505连通于蠕动泵一4，出水管507连通于蠕动泵二6，进水管505、出水管507均和水囊503相连通，进水管505中的液体进入水囊503后，再从出水管507流出，实现水的流动，进而将吸热后升温的水流快速导流，引入其他的低温水进行持续降温，进水管505连通于蠕动泵一4，出水管507连通于蠕动泵二6。
33.进一步的，内箱体102的顶部设置有注水管108，可通过注水管108向内箱体102的内腔中添加纯净水等其他降温液体，注水管108中可设置有配套的旋盖或者橡胶塞，用于阻挡外部的灰尘。
34.进一步的，内箱体102中插设液位传感器109，液位传感器109用于实时监测内箱体102内腔中剩余的液体量，当液体量低于预定值时，可通过外置的处理器和控制器，使得上位机软件界面自动弹出加水提示，做到及时补水，无需使用者频繁查看，使用更加方便。
35.进一步的，内箱体102的外壁上固定设置第一温度传感器110，第一温度传感器110用于实时监测内箱体102的温度，进而判断冷却水是否需要进一步的降温，工作时若第一温度传感器110监测到的温度高于设定范围，则上位机发出信号启动制冷器104，否则制冷器104停止工作，整体上更加节能。
36.进一步的，硬质水管111靠近隔离框112一侧的内壁上固定设置有弹性密封圈118，旋转杆113活动设置在弹性密封圈118中。
37.进一步的，还包括前置过滤装置2，前置过滤装置2的一端通过排水管107连通于潜水泵105，前置过滤装置2的另一端连通于脱气膜组件301。
38.进一步的，端部壳体501中固定设置有第二温度传感器504，第二温度传感器504用于实时监测水囊503中液体的温度，当温度较高时，可以增大液体循环速度，进而快速导热，将热量及时散发。
39.进一步的，进水管505上设置有进水端压力传感器506，出水管507上设置有出水端压力传感器508，可通过进水端压力传感器506和出水端压力传感器508判断水囊503中的水压，进而根据需要进行调整。
40.实施例：
41.在使用时，冷却水箱1、前置过滤装置2、脱气装置3、蠕动泵一4、治疗头5和蠕动泵二6之间依次连通，且蠕动泵二6远离治疗头5的一端连通于冷却水箱1，以此实现循环，使得脱气水可以在循环中实现冷却降温，有效节约用水量，不同组件之间通过相应的软性管道连接，且冷却水箱1、脱气装置3、蠕动泵一4、治疗头5和蠕动泵二6均直接与或间接与上位机相连，上位机采集不同传感器的数据，进行处理后对相应部件进行控制，本装置中所涉及到的各种电气设备均可通过多路转换器如rs485中继器或usb hub等设备与上位机实现信号连接，系统开机时对所有电子部件进行供电，确保上位机实时采集相应数据并控制冷却水的循环。
42.具体地，使用前在冷却水箱1的内箱体102中加满纯净水或其他可用于冷却的液体，内箱体102的内腔中设置有液位传感器109，可实时监测内箱体102内腔中剩余的液体量，内箱体102的外壁上固定设置第一温度传感器110，第一温度传感器110用于实时监测内箱体102的温度，系统工作时，液位传感器109和第一温度传感器110采用usb转485接口连接至上位机，上位机实时采集信号，处理后在软件界面显示，便于使用者及时知晓：若液位传感器109监测到内箱体102中的液体高度低于预定值，上位机软件界面自动弹出加水提示，以提醒使用者；若第一温度传感器110监测到的温度高于设定范围，则上位机发出信号，使得制冷器104启动，进行快速降温，否则制冷模块停止工作，上位机软件界面还可设定冷却水目标温度范围，使用更加灵活，最后，潜水泵105将内箱体102中的液体通过排水管107抽出至前置过滤装置2。
43.该装置工作过程中整个水路处于内循环状态，整个循环中水均处于密闭环境中，避免空气及杂质混入，因而可长时间使用。系统电源开机后水循环自动运转，上位机通过usb转485及中继器/多路转换器连接至冷却水箱1、脱气装置3、蠕动泵一4、治疗头5和蠕动泵二6等模块进行通信和控制，在较长时间使用后，需要通过注水管108向内箱体102加入冷却液体，原因是水的蒸发及真空泵303工作时会将部分水带入真空瓶302中，进而做到及时补水。
44.前置过滤装置2主要是为了防止内循环过程中水质污染，同时对于流入脱气装置3的水进行缓冲，进而提高脱气效果。
45.前置过滤装置2在对液体进行处理后，液体进入脱气装置3，此时的真空泵303启动，使得真空度达到
‑
0.085mpa以上，液体会通过脱气膜组件301之间形成的流水腔，真空瓶302中存在负压，实现有效的脱气处理，之后，脱气水进入蠕动泵一4。
46.脱气水通过蠕动泵一4进入治疗头5的水囊503中，在对聚焦超声换能器502进行降温后，再通过蠕动泵二6流出。蠕动泵一4和蠕动泵二6既可以手动控制开关及转速，也可以与上位机通过rs485等接口协议连接，通过上位机软件进行控制，使用方式灵活。蠕动泵一4和蠕动泵二6的开关及转速可通过上位机进行独立控制和调节，进而通过转速差调节治疗头5的水囊503中的不同水量及水压。治疗头5的两端通孔分别连通设置有进水管505和出水管507，进水管505中的液体进入水囊503后，再从出水管507流出，实现水的流动，进水管505和出水管507上分别设置有进水端压力传感器506和出水端压力传感器508，其监测到的数据均可通过rs485等接口传输至上位机。
47.系统工作时可根据治疗目标区域的深度调节水囊503中的水量，采用的方法即为调整蠕动泵一4和蠕动泵二6的转速，使得水囊503中的水压保持在设定范围内。在治疗过程
中，第二温度传感器504器可测得水温增加，此时蠕动泵一4和蠕动泵二6的转速增大，使得聚焦超声换能器502被有效降温，而该过程中水囊503内水的压力可能会发生变化，上位机根据第二温度传感器504对蠕动泵一4和蠕动泵二6的转速进行自适应的调整，确保治疗头5有效冷却的同时水囊503内的水压保持在一定范围内，以进行安全的治疗。
48.在使用之后，水会发生循环回流，具体地，水囊503中的水通过出水管507流入蠕动泵二6，再通过硬质水管111流入冷却水箱1中的制冷器104，水在流动中会带动旋转叶片114旋转，水流的流速越快，则带动旋转叶片114转动的频率也就越高，旋转叶片114通过旋转杆113带动凸轮117旋转，此时，根据硬质水管111中水流的流速、水体温度，可以分为四种情况：
49.其一，当水流流速较慢、水体温度较低时，水流间接带动凸轮117慢速旋转，凸轮117也间歇性地慢速推动处于较低位置的推板129，推板129通过推杆128推动低功率延时开关127，使得延时继电器131按照较低的频率接收到低功率延时开关127的重新计时信号，因此制冷器104按照低功率运行，且在延时继电器131倒计时完毕后即关闭，有效节能，此时的冷却幅度最小；
50.其二，当水流流速较快、水体温度较低时，水流间接带动凸轮117快速旋转，凸轮117也间歇性地快速推动处于较低位置的推板129，推板129通过推杆128推动低功率延时开关127，使得延时继电器131按照较低的频率接收到低功率延时开关127的重新计时信号，因此制冷器104按照低功率运行，但是因为延时继电器131不断接收到新信号，因此制冷器104保持长期的连续运行；
51.其三，当水流流速较慢、水体温度较高时，记忆金属116遇热膨胀，进而将旋转杆113向上顶起，使得凸轮117处于和高功率延时开关126相同的高度，此时的水流间接带动凸轮117慢速旋转，凸轮117也间歇性地慢速推动处于较高位置的推板129，推板129通过推杆128推动高功率延时开关126，使得延时继电器131按照较低的频率接收到高功率延时开关126的重新计时信号，因此制冷器104按照高功率运行，且在延时继电器131倒计时完毕后即关闭，有效节能；
52.其四，当水流流速较快、水体温度较高时，记忆金属116遇热膨胀，进而将旋转杆113向上顶起，使得凸轮117处于和高功率延时开关126相同的高度，此时的水流间接带动凸轮117快速旋转，凸轮117也间歇性地快速推动处于较高位置的推板129，推板129通过推杆128推动高功率延时开关126，使得延时继电器131按照较高的频率接收到高功率延时开关126的重新计时信号，因此制冷器104按照高功率运行，但是因为延时继电器131不断接收到新信号，因此制冷器104保持长期的连续运行，此时的冷却幅度最大。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。