一种冷却系统的制作方法

文档序号:17967604发布日期:2019-06-19 02:45
一种冷却系统的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种冷却系统。



背景技术:

大型医疗器械,诸如计算机断层扫描设备(CT,Computed Tomography)、磁共振成像设备(MR,Magnetic Resonance)、正电子发射计算机断层扫描设备(PET,Positron Emission Tomography),出于散热需要,通常均设计有对应的冷却系统。冷却系统可以保证各电子设备的工作温度在合理的范围内,进而提高各水冷部件的平均故障间隔时间(MTBF,Mean Time Between Failure)。按照冷却系统与大气连通与否,冷却系统分为开式冷却系统和闭式冷却系统。

由于闭式冷却系统与空气不连通,管道内的流体可长时间运行,不需要更换,且封闭式冷却系统的部腐蚀和滋生微生物的风险都较低,所以大型医疗器械中经常使用封闭式冷却系统。

图1是传统的冷却系统100′的结构示意图,该冷却系统100′能够对大型医疗器械中的待冷却部件200′进行冷却。传统的冷却系统100′包括换热器1′、集气罐2′、水泵3′、连通管4′和膨胀罐5′,其中,换热器1′、膨胀罐5′、水泵3′以及待冷却部件200′通过连通管4′相连通形成回路,冷却系统100′还包括外接管6′,外接管6′的一端连接在膨胀罐5′与换热器1′之间的连通管4′上,外接管6′的另一端连接有集气罐2′,集气罐2′的顶部设置有排气阀21′。通过设置集气罐2′能够将冷却系统100′中的气体排出,通过设置膨胀罐5′能够保证水泵3′的流体入口处的压力稳定,以保证冷却系统100′的正常使用,但是此种结构的冷却系统100′要同时设置集气罐2′和膨胀罐5′,导致冷却系统100′的体积过大。另外,传统的连通管4′和外接管6′为内径一致的直管,通管4′和外接管6′内的流体无法在集气罐2′中实现充分的气液分离。

基于此,亟待发明一种结构紧凑且能实现充分气液分离的冷却系统。



技术实现要素:

本实用新型的一个目的在于提出一种结构紧凑且能实现充分气液分离的冷却系统。

本实用新型的提出的医疗设备,通过应用如上提到的冷却系统,

为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种冷却系统,用于对待冷却部件进行冷却,所述冷却系统包括换热组件、集气罐、动力组件以及连通管,所述换热组件、所述集气罐、所述动力组件以及所述待冷却部件通过所述连通管依次相连接,所述集气罐上设置有排气部件,所述换热组件与所述集气罐之间的所述连通管包括相连接的直流段和气液分离段,所述直流段的入口与所述换热组件相连,所述气液分离段的出口与所述集气罐相连。

可选地,所述气液分离段的出口伸入所述集气罐中,所述气液分离段包括扩充段和/或扰流段。

可选地,所述扩充段的横截面积沿所述直流段到所述集气罐的方向逐渐增大。

可选地,所述扰流段的内部设置有扰流片。

可选地,所述扰流片沿所述扰流段的延伸方向呈螺旋状设置;或所述扰流片从所述扰流段的中心线到所述扰流段的侧壁方向呈直线形或弧线形。

可选地,所述扰流片的数量为多个,多个所述扰流片沿所述扰流段的周向均匀分布。

可选地,所述扰流片包括主体,所述主体上设置有多个凸起,多个所述凸起沿所述主体从所述扰流段的中心线到所述扰流段的侧壁的方向分布。

可选地,多个所述凸起的凸设高度从所述扰流段的中心线到所述扰流段的侧壁的方向逐渐减小。

可选地,所述气液分离段的出口与所述集气罐的侧壁和/或底壁相对设置。

可选地,所述集气罐的体积V满足:

其中,K为动力组件的工作系数;Amax为动力组件的最大流量;Pmax为冷却系统的最高工作压力;Pmin为冷却系统的最低工作压力;Ppre为环境压力。

可选地,所述集气罐靠近上部的位置和/或靠近底部的位置沿周向呈弧面。

本实用新型的有益效果为:

本实用新型提供的冷却系统通过换热组件、集气罐、动力组件以及待冷却部件通过连通管依次相连接,且集气罐上设置有排气部件,集气罐能将冷却系统中气体排出的同时,还可以起到稳定动力组件的流体入口处压力的作用,有效减少冷却系统的零部件,实现冷却系统结构紧凑的效果。此外,通过将换热组件与集气罐之间的连通管设置为包括相连接的直流段和气液分离段,气液分离段的出口与集气罐相连,流经过气液分离段的流体能在集气罐中实现充分的气液分离。

本实用新型提供的医疗设备通过应用如上提到的冷却系统,能够有效减小医疗设备的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是传统的冷却系统的结构示意图;

图2是实施例一提供的冷却系统的结构示意图;

图3是实施例一提供的连通管与集气罐的结构示意图;

图4是实施例二提供的连通管的结构示意图;

图5是实施例三提供的连通管的结构示意图;

图6是实施例三提供的连通管的横截面结构示意图;

图7是实施例四提供的连通管的横截面的结构示意图;

图8是实施例五提供的连通管的横截面的结构示意图;

图9是实施例六提供的冷却系统的结构示意图。

图中标记如下:

100′-冷却系统;200′-待冷却部件;

1′-换热器;2′-集气罐;3′-水泵;4′-连通管;5′-膨胀罐;6′-外接管;

21′-排气阀;

100-冷却系统;200-待冷却部件;

1-换热器;2-集气罐;3-水泵;4-连通管;5-压力传感器;6-控制器;

21-排气阀;22-中心轴线;41-直流段;42-扩充段;43-扰流段;

431-扰流片;

4311-主体;4312-凸起。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实施例的技术方案,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实施例的技术方案。

实施例一

图2是本实施例提供的冷却系统100的结构示意图。本实施例提供的冷却系统100用于对待冷却部件200进行冷却,该冷却系统100包括换热器1、集气罐2、水泵3以及连通管4。本实施例中的冷却系统100通过换热器1、集气罐2、水泵3以及待冷却部件200通过连通管4依次首尾相连形成回路,且集气罐2上设置有排气阀21。集气罐2能将冷却系统100中气体排出的同时,还能起到稳定水泵3的流体入口处压力的作用,有效减少冷却系统100中的零部件,使冷却系统的结构紧凑。本实施例中的排气阀21可以为自动排气阀或者手动排气阀,当集气罐2中的压强到达一定程度时,能够实现集气罐2中气体的排出。

具体而言,本实施例中的水泵3可以是容积水泵、叶片水泵等。在其他实施例中,水泵3还可以替换成压缩机、电机等能够驱动连通管4内的流体沿如图2所示箭头方向传送的动力组件,流体可以是冷媒、水等。通过水泵3的工作,能够使流体从水泵3运送到待冷却部件200,再运送到换热器1,再运送到集气罐2,再传输回送到水泵3。本实施例中的换热器1可以是翅片式换热器、板式换热器、管壳式换热器、螺旋管式换热器、烟道换热器等,在其他实施例中,换热器1还可以替换成换热机组等换热组件。

图3是本实施例提供的连通管4与集气罐2的结构示意图。为了进一步介绍本实施例提供的冷却系统100,将结合图3对进入到集气罐2的连通管4与集气罐2的结构及连接关系进行说明。

在本实施例中,换热器1与集气罐2之间的连通管4包括依次相连通的直流段41、扩充段42以及扰流段43,其中,直流段41的入口与换热器1相连通,扰流段43的出口伸入集气罐2中,经过换热器1的流体依次经过直流段41、扩充段42以及扰流段43后进入集气罐2。本实施例中的扩充段42的横截面从直流段41的出口到扰流段43的入口逐渐增大,经过直流段41的流体通入到扩充段42后,流体的速度下降,能够促进流体的气液分离。当然,在其他实施例中可以仅设置有直流段41和扩充段42,或仅设置有直流段41和扰流段43,也能够实现促进气液分离的作用。

在本实施例中,扰流段43从集气罐2的一侧伸入到靠近集气罐2的中心轴线22位置,相当于至少一部分扰流段43位于集气罐2的内部,扰流段43的设置位置能够充分利用集气罐2的空间,使得整个冷却系统100的结构更加紧凑,有效减小冷却系统100的体积,提高冷却系统100的空间利用率。

如图3所示,扰流段43的出口斜向下开设,使得从扰流段43喷出的流体有斜向下的速度,使得喷出的流体的气液分离效果更好。此外,扰流段43的出口可以与集气罐2的底壁相对设置,从扰流段43的出口喷出的流体可以碰撞到集气罐2的底壁上,提高流体与集气罐2的碰撞次数,促进流体的气液分离。当然,在其他实施例中,扰流段43的出口还可以与集气罐2的侧壁相对设置,也能够提高流体与集气罐2的碰撞次数,促进流体的气液分离。此外,集气罐2及水泵3之间的连通管4设置在集气罐2的下部,且扰流段43的出口与该连通管4的入口不相对,能够使得流体尽量经过集气罐2的底壁或者侧壁碰撞后再流入到该连通管4中,保证流体足够的气液分离。

如图3所示,扰流段43的内部设置有扰流片431,扰流片431可以增加对流体的扰动,将流体的运动从层流区运动改变为湍流区运动,进一步促进流体的气液分离。扰流片431沿扰流段43的延伸方向呈螺旋状设置,延长流体在扰流段43中的流动路径经,进一步提高流体的气液分离。

具体而言,本实施例中的集气罐2的体积V满足:

其中,K为水泵3的工作系数;Amax为水泵3的最大流量;Pmax为冷却系统100的最高工作压力;Pmin为冷却系统100的最低工作压力;Ppre为环境压力。通过上述集气罐2的体积V的设置方式,保证水泵3的流体入口处的压力处于最佳稳定状态,保证后续水泵3较好的作用效果,避免水泵3的频繁启动。

此外,本实施例中的集气罐2靠近上部的位置以及靠近底部的位置沿周向呈弧面,能够减少流体的动力损失,保证流体较好的传输效果。

本实施例提供的医疗设备包括如上的冷却系统100,能够有效减小该医疗设备的体积,提高该医疗设备的空间利用率。

实施例二

图4是本实施例提供的连通管4与集气罐2的结构示意图,如图4所示,本实施例提供的冷却系统100与实施例一提供的冷却系统100大致相同,两者的主要区别在于:扩充段42的横截面不是逐渐增大,扩充段42可以由几段直径依次增大的圆环柱构成,形成阶梯形状圆环柱,流体在每一段的圆环柱充分气液分离后再到下一段圆环柱进行气液分离,实现流体所在空间的突变,保证使得气液分离更加充分。其中,设置的阶梯越多,流体所在空间突变的次数越多,流体气液分离的效果越好,阶梯的数量在三个以上效果较佳。

在其他实施例中,扩充段42的形状还可以是其它形状,保证扩充段42的横截面从直流段41到扰流段43的延伸方向呈增大趋势即可,也能够实现流体的气液分离。

实施例三

图5是本实施例提供的连通管4的结构示意图,图6是本施例提供的连通管4的横截面结构示意图。本实施例提供的连通管4与实施例一提供的连通管4的结构大致相同,两者的主要区别在于:本实施例中的连通管4中设置六个扰流片431,每个扰流片431沿连通管4的延伸方向呈直线设置,六个扰流片431沿连通管4的周向均匀分布,能够实现对流体的均匀扰动,以达到对流体的较好扰动效果。

实施例四

图7是本实施例提供的连通管4的横截面的结构示意图,如图7所示,本实施例提供的连通管4的结构与实施例一提供的连通管4的结构大致相同,两者的主要区别在于:本实施例中的扰流片431包括四个主体4311,四个扰流片431沿扰流段43的周向均匀分布,相邻的两个主体4311相垂直,每个主体4311从扰流段43的中心线到扰流段43的侧壁方向呈直线形,实现对扰流段43中流体的均匀扰动。在其他实施例中,主体4311的数量还可以是两个、三个或更多个。每个主体4311上设置有两个凸起4312,两个凸起4312从扰流段43的中心线到扰流段43的侧壁的方向沿主体4311分布,进一步提高对流体的扰动,增强流体的气液分离效果。此外,两个凸起4312的凸设高度从扰流段43的中心线到扰流段43的侧壁的方向逐渐减小,实现对流体的多种扰动效果,增强流体的气液分离。

实施例五

图8是本实施例提供的连通管4的横截面的结构示意图。如图8所示,本实施例提供的扰流片431与实施例一中的扰流片431的结构大致相同,两者的主要区别在于:本实施例中的扰流片431从扰流段43的中心线到扰流段43的侧壁方向呈弧线形或波浪线形设置,与呈直线形设置的扰流片431相比,本实施例中的扰流片431对流体的扰流效果更好。

实施例六

图9是实施例六提供的冷却系统100的结构示意图,如图9所示,本实施例提供的冷却系统100与实施例一提供的冷却系统100大致相同,两者的主要区别在于:集气罐2与水泵3之间还设置有压力传感器5,压力传感器5还与控制器6电连接。通过压力传感器5检测连通管4内的流体压力,控制器6根据连通管4内的流体压力与控制器6内预设的流体压力阈值的比对结果,来判断回路是否发生流体的泄露,并能提醒操作者回路中发生泄漏,以便操作者及时采取措施,避免对冷却系统100性能的影响。

本实注意,以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施方式的限制,上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内,本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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