热传导软垫以及使用该软垫的血浆速冻的制造方法

热传导软垫以及使用该软垫的血浆速冻的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种热传导软垫和使用该软垫的血浆速冻机，热传导软垫包括：上层膜和下层膜；所述上层膜和下层膜之间具有中间腔，所述中间腔中填充有预定量的冷媒；所述上层膜和下层膜经热封工艺进行密封。采用了本发明的热传导软垫的血浆速冻机，能保证每个血浆袋受力均匀，避免血浆袋在速冻过程中发生变形或破裂，且实现温度传导性能好、热传导效率高，能保证同一批次的血浆袋快速、均匀地速冻，且速冻效果好。
【专利说明】热传导软垫以及使用该软垫的血浆速冻机

【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种热传导软垫以及使用该软垫的血楽速冻机。

【背景技术】
[0002] 在医疗领域中，血浆在贮存时需要进行速冻，因而需要使用血浆速冻机来处理血 浆。目前，市场上销售的血浆速冻机，大多采用的是风冷冰柜，将血浆袋悬挂在冰柜内进行 速冻。国标GB18469 - 2012. 3. 29的速冻标准是：血浆制品在快速冷冻的过程中要在1小 时内使血浆的核心温度降低到一 30°C以下，然而在通常情况下使用现有的血浆速冻机将血 浆速冻到一 30°C大约需要2小时，而且无法证实血浆袋的核心温度是否达到一 30°C。
[0003] 现有的平板式血浆速冻机，是一种采用直接接触的直冷式血浆速冻机，通常包括 制冷机组和蒸发制冷板，制冷机组通过铜管及软管与蒸发制冷板相连，蒸发制冷板包括上 蒸发冷板和下蒸发冷板（以下，分别简称为上冷板和下冷板)，使用时在下冷板上摆放血浆 袋后加盖上冷板，通过上下冷板对血浆袋夹持并加压以使血浆袋与上下冷板保持充分地接 触来进行速冻，由于人工摆放无法保证均匀整齐摆放，且血浆袋的厚度不一，可能会造成速 冻后血浆袋变形，并有受压破裂的风险。受上下冷板表面加工工艺的限制，当前市场上出售 的冷板表面无法保证完全平整，往往出现血浆袋在速冻时与上冷板的接触面积不一致的情 况，无法保证在相同时间内每个血浆袋的速冻效果达到一致。


【发明内容】

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种热传导软垫以及使用该软垫的血浆速冻机，以解 决现有技术存在的由于受压导致血浆袋发生变形或破裂、在国标要求的时间内每个血浆袋 的速冻效果无法达到一致、无法保证每个血浆袋的核心温度均达到一 30°c等问题，其中：
[0005] 本发明的一方面，提供一种用于血浆速冻机的热传导软垫。该热传导软垫包括：上 层膜和下层膜；所述上层膜和下层膜之间具有中间腔，所述中间腔中填充有预定量的冷媒； 所述上层膜和下层膜经热封工艺进行密封。
[0006] 另外，在所述热传导软垫中，所述上层膜和下层膜采用树脂材料;所述冷媒包括载冷液。
[0007] 另外，在所述热传导软垫中，所述树脂材料是聚乙烯树脂或热塑性聚氨酯弹性体。
[0008] 另外，在所述热传导软垫中，所述载冷液包括改性一兀醇。
[0009] 另外，在所述热传导软垫中，所述载冷液还包括防腐蚀剂、防霉剂、增溶剂中的至 少一种的添加剂。
[0010] 另外，在所述热传导软垫中，所述预定量是每平方米3000克?4000克。
[0011] 另外，在所述热传导软垫中，所述上层膜和所述下层膜的厚度分别为〇.20mm? 0· 30mm〇
[0012] 另外，在所述热传导软垫中，在所述热传导软垫上设置有用于放置血浆袋的标识 区域。
[0013] 本发明的另一方面，提供一种血浆速冻机。该血浆速冻机包括：上冷板和下冷板； 铺设在所述下冷板上的一个或多个如权利要求1?8所述的热传导软垫。
[0014] 另外，在所述血浆速冻机中，还包括：被设置在所述下冷板与所述热传导软垫之间 的托盘。
[0015] 与现有技术相比，根据本发明的技术方案，血浆速冻机能保证每个血浆袋受力均 匀，避免血浆袋在速冻过程中发生变形或破裂，且实现温度传导性能好、热传导效率高，能 保证同一批次的血浆袋快速、均匀地速冻，且速冻效果好。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0017] 图1是本发明实施例的血浆速冻机的结构示意图；
[0018] 图2是本发明实施例的血浆速冻机的侧面剖视图；
[0019] 图3A是本发明实施例的热传导软垫的俯视示意图；
[0020] 图3B是本发明实施例的热传导软垫的沿着图1A所示的A-A'线的剖视图；
[0021] 图4是本发明实施例的血浆袋被速冻时的剖视图；
[0022] 图5是本发明实施例的热传导软垫放置于下冷板上的状态图；
[0023] 图6是本发明实施例的血浆袋放置于冷板上的布局图。

【具体实施方式】
[0024] 本发明的主要思想在于，由于目前使用的血浆速冻机将血浆速冻到一 30°C大约需 要2小时，或者在1小时内同一批血浆速冻的程度不同，不能保证全部的血浆均达到一 30°C， 而且无法证实每个血浆袋的核心温度是否达到一 30°C，因此无法达到国标的要求。为了解决 该技术问题，本发明采用两块不锈钢材料的蒸发制冷板(上冷板和下冷板)，并在下冷板上铺 设热传导软垫。首先在血浆速冻机工作时使制冷板的温度达到一 50°C，然后将血浆袋夹持在 上冷板与热传导软垫、下冷板之间，通过已达到一 50°C的制冷板对血浆直接进行热传导。通 常，能在30分钟内使血浆的核心温度降低到一 30°C，再配合使用作为本公司专利产品的模拟 血浆袋来监测血浆袋的核心温度，可靠地实现对血浆袋的速冻温度的实时监控。
[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本 发明作进一步地详细说明。
[0026] 根据本发明的实施例，提供了一种血浆速冻机。
[0027] 图1是本发明实施例的血浆速冻机的结构示意图，图2是本发明实施例的血浆速 冻机的剖视图。如图1、图2所示，血浆速冻机可以包括箱体1、制冷机组2、制冷板（3、4)、 热传导软垫5、控制面板6以及未图示的夹持机构、升降机构、箱盖等。
[0028] 〈制冷机组和制冷板〉
[0029] 如图2所示，在箱体1内的下部设置有制冷机组2,在箱体1内的上部设置有蒸发 制冷板，该蒸发制冷板可以包括上冷板3和下冷板4。制冷机组2通过铜管及软管分别与上 冷板3、下冷板4相连接。其中，上冷板3为固定制冷板，被安装在箱盖的机架上，下冷板 4为移动制冷板，其与升降机构相连地安装在上冷板的下方，通过升降机构使其在与上冷板 同轴的方向上下移动。上冷板3与下冷板4之间的空隙用于放置需要速冻的血浆袋。制冷 机组2经由铜管及软管可以控制上冷板3和下冷板4的表面温度达到一 50°C至一 55°C，以 便由上冷板、下冷板向血浆袋提供一 50°C至一 55°C的冷源。
[0030] 〈热传导软垫〉
[0031] 为了使放置于下冷板4上的每个血浆袋均匀受力，避免血浆袋在速冻过程中发生 变形或破裂，可以在下冷板4上设置热传导软垫5。
[0032] 下面，参照图3A和图3B来说明热传导软垫5的构成。
[0033] 图3A是本发明实施例的热传导软垫5的俯视示意图，图3B是本发明实施例的热 传导软垫5的沿着图3A所示的A-A'线的剖视图。
[0034] 如图3A所示，俯视地看，热传导软垫5为矩形结构。图3B示出了沿着图3A中 A-A'线的剖面。如图3B所示，热传导软垫5的主体包括上层膜11、下层膜13以及位于 上层膜11与下层膜13之间的中间腔12。具体来说，上层膜11和下层膜13可以是由PE (polyethylene :聚乙烯）或 TPU (Thermoplastic polyurethane :热塑性聚氨酯弹性体）等 耐低温的树脂构成的单层膜，中间腔12是可用于装入载冷液的空腔。通过热封工艺对上层 膜11和下层膜13的边缘进行密封，并残留一个开口（未图示)。通过该开口向中间腔12内 填充一定量(适量或预定量）的冷媒。冷媒例如是载冷液(或称为载冷剂)、或者制冷剂等。 向中间腔12内填充好冷媒后，将该开口进行密封。在下面的优选方案中，冷媒以载冷液为 例进行详细描述。
[0035] 在此，关于一定量的载冷液，优选地，以每平方米填充例如3000?4000克该载冷 液为合适的量，以便使得热传导软垫的整体厚度适中，而不会因为厚度过厚致使整个袋面 膨胀而无法在热传导软垫上放置待速冻的血浆袋，也不会因为厚度过薄致使血浆袋被放置 在热传导软垫上如同直接放置在下冷板上一样而无法均匀进行热传导。因此，热传导软垫 的厚度必须适中，且能够耐受一定的压力，使得热传导软垫具有良好的导热性。
[0036] 上层膜11和下层膜13的厚度可以分别为0· 20mm?0· 30mm，更优选地，可以分别 为0· 20mm?0· 25mm。例如，当上层膜11和下层膜13的厚度分别为0· 25mm?0· 30mm时， 则填充有载冷液的热传导软垫5的整体厚度可以为4mm?5_。
[0037] 在热传导软垫5内填充的冷媒，若采用载冷液，其可以包括改性一元醇。该载冷液 还可以进一步包括添加剂，例如是防腐蚀剂、防霉剂、增溶剂等中的至少一种。载冷液具有如 下优点：防腐防锈性优良，热传导性好，安全环保，冰点低，流动性好，比热大，导热系数高，载 冷能力强等。该载冷液可以是在一 80°C以下不结冻，在一 80°C以上可保证依然是液体，具有 储存能量的作用。经过进一步的长时间的实验证实，载冷液填充得太多，热传导软垫的承受压 力会增大。载冷液吸收的制冷量太多，会影响到上下冷板的降温速度，而血浆袋的降温速度取 决于血浆袋与上下冷板的温差，一般情况下若能够使血浆袋与上下冷板的温差维持在20°C 左右，则比较理想。因而，经实验得出，载冷液的填充量优选为每平方米3000?4000克。
[0038] 载冷液在本发明中具有如下作用。即：
[0039] (1)自动调节血浆袋在冷板间的高度。由于热传导软垫的材料特性和载冷液的液 体特性以及填充的量适中，放置在热传导软垫上的血浆袋高度可以得到调整。
[0040] (2)加快热传导。由于填充了适量载冷液的热传导软垫的特性，血浆袋周围都是物 体接触，而不会出现空隙造成的空气中的热传导，所以热传导速度加快。
[0041] (3)储存能量。在不使用热传导软垫的情况下，由于配置的制冷机组的制冷量相对 于要速冻的血浆袋所需的制冷量要大得多，因而上、下冷板3、4与血浆袋之间的热传导是 需要时间的。当制冷机组的制冷量超过了血浆袋所吸收的量时，上下冷板的温度就会下降 得较快。为了保护制冷机组，需要在设计制冷机组时，就预先设计出在上下冷板的温度下降 到一 55°C时使制冷机组可以暂时停机的功能。在制冷机组停机之后，当上下冷板的温度回 升到一 45°C且停机时间为3分钟以上时才能再次开机。在停机的过程中，上下冷板的温度 会回升，这样会影响到血浆袋的降温速度。相对于此，在使用热传导软垫的情况下，在制冷 机组工作时热传导软垫可以吸收血浆袋来不及吸收的那部分制冷量，在制冷机组停机时热 传导软垫所吸收的那部分制冷量被释放，可以起到调节储冷作用。因而该热传导软垫也可 以是一种蓄能热传导软垫。
[0042] (4)增加了血浆袋的热传导面积。由于血浆袋与血浆袋之间的空隙中填满了载冷 液，因而增加了血浆袋的热传导面积。
[0043] 下面，参照图4来详细说明在对血浆袋进行速冻时热传导软垫发挥的作用。
[0044] 图4是本发明实施例的血浆袋被速冻时的剖视图。
[0045] 如图4所示，在速冻血浆袋时，通过上冷板3和下冷板4来夹持血浆袋7及热传导 软垫5。通过上冷板3和下冷板4来夹持血浆袋7和热传导软垫5,血浆袋7的与上冷板3 相接触的一面被上冷板3施压成平板状，血浆袋7的另一面由于与热传导软垫5相接触而 将热传导软垫5中的载冷液排挤开，由此呈现出向下凸出的形状。在这种情况下，由上冷板 3和下冷板4提供冷源，并通过上冷板3、下冷板4施加压力(例如：平均每个血浆袋受力14 公斤）来进行热传导，热传导的一部分通过上冷板3传导到血浆袋7的一面，热传导的另一 部分通过下冷板4传导到热传导软垫5,再经由热传导软垫5而传导到血浆袋7的另一面。
[0046] 热传导软垫5具有使每个血浆袋均匀受力的作用。即，由于血浆的装袋误差是 10%，所以容易造成每个血浆袋的厚度不均匀。而且，制冷板的平行度的制造误差是3mm，再 加上安装误差，因而导致当血浆袋放置在上冷板3与下冷板4之间进行速冻时，只有较厚的 血浆袋或者与上冷板接触良好的血浆袋速冻的速度较快，而与上冷板接触不良的血浆袋的 速冻速度就很慢。有时，在相同的时间内（例如30分钟）只有一部分血浆袋的速冻质量良 好，这部分血浆袋的核心温度可达到一 30°C，而其余血浆袋还处于液态。为了解决这个问 题，考虑到在下冷板4上设置热传导软垫5,使得将热传导软垫5放置在血浆袋7与下冷板 4之间。当通过上冷板3和下冷板4施加压力时，较厚的血浆袋就能与上冷板3、下冷板4 直接接触，并将其下方的载冷液排挤开，由于热传导软垫5的容积是一定的，所以从较厚的 血浆袋下方排开的载冷液就会流到较薄的血浆袋下方或者各血浆袋之间的间隙中，这样使 得较薄的血浆袋的上表面与上冷板3充分地接触，并且减小了各血浆袋之间的空隙、增加 血浆袋7与热传导软垫5这类冷却物体之间的直接接触，使得热传导的速度变快。
[0047] 此外，在血浆速冻机的下冷板4上既可以放置一张热传导软垫5,也可以放置两张 以上的热传导软垫5。例如，在下冷板4的有效制冷尺寸约为长度1000mm，宽度600mm的情 况下，当热传导软垫5的尺寸为：长度600mm，宽度500mm，则可以一次使用两张热传导软垫。 而当热传导软垫5的尺寸为：长度1000mm，宽度600mm，则可以一次仅使用一张热传导软垫。
[0048] 另外，为了便于将血浆袋放入血浆速冻机中，也可以在热传导软垫5与下冷板4之 间放置托盘。这样，在操作时，就可以一次性地将热传导软垫5和血浆袋7放置在托盘上以后 再将热传导软垫5、血浆袋7以及托盘一并地推进到血浆速冻机内的下冷板上。详细地说，以 往，先将血浆袋放置在托盘上，再将托盘推进血浆速冻机中。相对于此，在使用本发明的热传 导软垫时，先将热传导软垫放置在托盘上，再将各血浆袋均匀地摆放在热传导软垫上，然后再 将托盘推进血浆速冻机中进行速冻。所述托盘例如是铝合金或铁合金材质的托盘。
[0049] 另外，由于热传导软垫的面积和上、下冷板3、4的制冷的有效面积相同，血浆袋只 需均匀地放置在热传导软垫的范围内，各血浆袋之间不重叠即可。这样的目的是要充分地 利用制冷的有效面积来放置最多的血浆袋。例如，在热传导软垫的面积为〇. 6平方米的情 况下，最多可放置35袋200ML的血浆袋。
[0050] 图5是本发明实施例的热传导软垫5放置于下冷板4上的状态图。如图5所示， 为了最大限度地利用制冷的有效面积，可以在热传导软垫5上设置标识区域8,用以放置血 浆袋。在速冻血浆时，只需将每个血浆袋整齐摆放在热传导软垫5的标识区域8中；或者， 先将热传导软垫5放置在托盘中，然后将血浆袋7放置在热传导软垫5上，再将托盘放入血 浆速冻机中，通过上冷板3和下冷板4对血浆袋7进行加压速冻。
[0051] 〈控制面板〉
[0052] 如图1所示，在血浆速冻机的箱体的前上方设置有控制面板6。具体来说，控制面 板6位于血浆速冻机的宽面的上方，控制面板6采用一块12寸的平板电脑，其控制部分采 用温度控制模块和PLC，采用三个温度检测探头分别检测上、下冷板和模拟血浆袋的温度，当 上、下冷板的温度同时达到一 55°C时使制冷机组停止制冷，在制冷机组停机后，当上、下冷板 温度都回升到一 45°C以上且停机时间超过3分钟时，控制制冷机组使其重新启动继续进行制 冷，当制冷机组运行时间达到了预先设定的制冷时间时，控制面板6上会显示出已到达设定 时间这样的消息并且伴有声音提示。当模拟血浆袋的检测温度超过一 30°C时，控制面板6就 会显示已达到血浆袋的核心温度这样的消息。只要没有人为去操作停止制冷，以上这些动作 就会持续地进行，这样能够保证血浆的温度达到一 30°C以下后就不会再回升到一 30°C以上 (对血浆的要求是在血浆被速冻完成后需放置在低温冰箱中保存)。以上所有运行期间的温度 变化(上下冷板和模拟血浆袋的温度）都将会被记录下来，以备用于可追溯。
[0053] [实验]
[0054] 为了达到更好的效果，本发明的血浆速冻机配合使用一种本公司专利产品的模拟 血浆袋来监测血浆速冻的温度。在模拟血浆袋的袋体上设置有插入到袋体内腔中部的探头 管，该探头管的插入到袋体内腔的一端被密封，而其另一端开口。在探头管内插入温度传感 器，使得温度传感器与液体隔离。温度传感器与血浆速冻机的温度控制模块相连接，温度控 制模块通过控制面板6进行控制。
[0055] 实验目的是对比使用热传导软垫的情况和不使用的热传导软垫的情况下的试验数据。
[0056] 〈实验 1>
[0057] 实验条件：（1)不使用托盘和热传导软垫；
[0058] (2)放入血浆袋的数量：35袋；
[0059] (3)监测血浆袋的核心温度的变化点：2个
[0060] 实验操作：将需速冻的血浆袋直接放置在血浆速冻机的下冷板4上，然后在血浆 速冻机的速冻仓内进行速冻作业。
[0061] 图6是本发明实施例的血浆袋放置于下冷板4上的布局图，其中，T1和T2是温度监 测点。实验1的数据如表1。到了第30分钟的时候T1和T2两处的血袋的温度差距较大，冷 却效果不理想。到第40分钟的时候，T1和T2的温度差距更大。很难达到零下30°C的要求。
[0062] 〈表 1>
[0063]

【权利要求】
1. 一种用于血浆速冻机的热传导软垫，包括： 上层膜和下层膜； 所述上层膜和下层膜之间具有中间腔，所述中间腔中填充有预定量的冷媒； 所述上层膜和下层膜经热封工艺进行密封。
2. 根据权利要求1所述的热传导软垫，其中， 所述上层膜和下层膜采用树脂材料； 所述冷媒包括载冷液。
3. 根据权利要求2所述的热传导软垫，其中， 所述树脂材料是聚乙烯树脂或热塑性聚氨酯弹性体。
4. 根据权利要求2所述的热传导软垫，其中， 所述载冷液包括改性一元醇。
5. 根据权利要求4所述的热传导软垫，其中， 所述载冷液还包括防腐蚀剂、防霉剂、增溶剂中的至少一种的添加剂。
6. 根据权利要求1所述的热传导软垫，其中， 所述预定量是每平方米3000克?4000克。
7. 根据权利要求1所述的热传导软垫，其中， 所述上层膜和所述下层膜的厚度分别为0. 20mm?0. 30mm。
8. 根据权利要求1所述的热传导软垫，其中， 在所述热传导软垫上设置有用于放置血浆袋的标识区域。
9. 一种血楽速冻机，包括： 上冷板和下冷板； 铺设在所述下冷板上的一个或多个如权利要求1?8所述的热传导软垫。
10. 根据权利要求9所述的血浆速冻机，还包括： 被设置在所述下冷板与所述热传导软垫之间的托盘。
【文档编号】F25D31/00GK104251597SQ201310261203
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】韩乐民, 邹晓明, 代江勇, 张超, 曾凡强, 杨志江, 丁艳秋 申请人:武汉贝索医疗器械有限公司