一种用于激光手术刀的独立冷却器
阅读说明：本技术 一种用于激光手术刀的独立冷却器 (Independent cooler for laser scalpel ) 是由 张凌云 廖敏 赵甫 冯瑶 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于激光手术刀的独立冷却器,包括气体制冷系统、散热系统、电控系统、结构系统；制冷系统开启后使通过冷却器的气体降温；散热系统通过带动设备内部的空气流通实现设备内多余热量的疏散达到温度平衡；电控系统根据人机界面的命令控制各个系统相互协调的工作；结构系统包括壳体和内部器件的支架,将各个系统组装在一起成为一个完整的设备。具有噪音小、人机界面友好、性能稳定、制冷速度快等优点,在手术过程中对激光手术刀的刀头进行降温,有效的避免激光手术刀刀头的高温对人体组织的破坏。(The invention discloses an independent cooler for a laser scalpel, which comprises a gas refrigeration system, a heat dissipation system, an electric control system and a structural system, wherein the gas refrigeration system is connected with the heat dissipation system; cooling the gas passing through the cooler after the refrigeration system is started; the heat dissipation system drives the air inside the equipment to circulate, so that the redundant heat inside the equipment is dissipated to reach temperature balance; the electric control system controls the mutual coordination work of all the systems according to the command of the human-computer interface; the structural system comprises a shell and a bracket of internal devices, and the systems are assembled together to form a complete device. The cooling device has the advantages of low noise, friendly human-computer interface, stable performance, high cooling speed and the like, and can effectively prevent the high temperature of the cutter head of the laser scalpel from damaging human tissues by cooling the cutter head of the laser scalpel in the operation process.)
技术领域
本发明涉及一种激光手术刀附件，尤其涉及一种用于激光手术刀的独立冷却器。
背景技术
激光手术刀独立冷却器是激光手术刀进行手术时对刀头进行降温的设备，防止因为激光手术刀刀头温度过高造成对人体组织的破坏。目前国内市场上尚无同类产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于激光手术刀的独立冷却器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的用于激光手术刀的独立冷却器，包括气体制冷系统、散热系统、电控系统、结构系统；
所述气体制冷系统开启后使通过冷却器的气体降温；
所述散热系统通过带动设备内部的空气流通实现设备内多余热量的疏散达到温度平衡；
所述电控系统根据人机界面的命令控制各个系统相互协调的工作；
所述结构系统包括壳体和内部器件的支架，将各个系统组装在一起成为一个完整的设备。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于激光手术刀的独立冷却器，具有噪音小、人机界面友好、性能稳定、制冷速度快等优点，在手术过程中对激光手术刀的刀头进行降温，有效的避免激光手术刀刀头的高温对人体组织的破坏。
附图说明
图1为本发明实施例中气体制冷系统流程图；
图2为本发明实施例中电控系统原理图；
图3为本发明实施例中激光手术刀的独立冷却器外形图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的用于激光手术刀的独立冷却器，其较佳的具体实施方式是：
用于激光手术刀的独立冷却器，其特征在于，包括气体制冷系统、散热系统、电控系统、结构系统；
所述气体制冷系统开启后使通过冷却器的气体降温；
所述散热系统通过带动设备内部的空气流通实现设备内多余热量的疏散达到温度平衡；
所述电控系统根据人机界面的命令控制各个系统相互协调的工作；
所述结构系统包括壳体和内部器件的支架，将各个系统组装在一起成为一个完整的设备。
所述气体制冷系统包括空气压缩泵、电子制冷片、温度传导块、风扇、制冷盒、三通阀、流量调节阀、压力调节阀、鲁尔接头和气管；
所述电子制冷片加电后，冷面温度急剧降低，热面温度升高，冷面与铝合金材料的所述温度传导块压紧贴合，所述温度传导块探入所述制冷盒的腔体，通过挂耳固定在所述制冷盒上，所述电子制冷片产生的温降通过所述温度传导块导入到制冷盒内，盘旋在制冷盒内的铜管温度随之降低；
所述电子制冷片的热面安装风扇散热模组，热面产生的热量通过所述散热系统疏散到设备壳体外。
所述冷却器有两路气路，一路是空气气路、另一路是二氧化碳气路；
所述空气的气路路径是空气过滤器、空气压缩泵、三通阀、电子制冷盒、流量数显表、流量调节阀、气体过滤膜、鲁尔接头；
所述二氧化碳的气路路径是二氧化碳罐体、压力调节阀、压力数显表、三通阀、电子制冷盒、流量数显表、流量调节阀、气体过滤膜、鲁尔接头。
所述气体制冷系统采用按键选择气体类型，采用流量调节阀调节气体流量，采用压力调节阀调节气体压力。
所述散热系统包括90mm×90mm风扇和50mm×50mm风扇及所述壳体上的风道。
所述电控系统包括电源、PCB、时间继电器、按钮、温度显示模块。
本发明的用于激光手术刀的独立冷却器，气体制冷系统是产生低温气体的系统，是激光手术刀独立冷却器的主要功能部件。散热系统把多余的热量疏散出来保证制冷系统的正常工作，是激光手术刀独立冷却器的辅助系统。电控系统控制整机的参数设置，协调制冷和散热系统，是激光手术刀独立冷却器的控制系统。结构系统作为安装承载单元，把以上各个系统排布在一起成为一个完整的设备。激光手术刀独立冷却器具有成本低、人机界面友好、安全可靠等优点。并具有噪音小、人机界面友好、性能稳定、制冷速度快等优点，在手术过程中对激光手术刀的刀头进行降温，有效的避免激光手术刀刀头的高温对人体组织的破坏，能产生较高的经济价值。
本发明的用于激光手术刀的独立冷却器，具体包括：
气体制冷系统、散热系统、电控系统、结构系统四个部分。制冷系统开启后可以使通过冷却器的空气降温，根据手术的需要可以选择开启或者关闭冷却模块，气体的流量大小可以通过旋钮调节。散热系统通过带动设备内部的空气流通实现设备内多余热量的疏散达到温度平衡的目的，确保设备内的元器件正常工作。电控系统根据人机界面的命令控制各个系统相互协调的工作。结构系统把各个系统组装在一起成为一个完整的设备。
1、气体制冷系统：
气体制冷系统由空气压缩泵、电子制冷片、温度传导块、风扇、制冷盒、三通阀、流量调节阀、压力调节阀、快换接头和气管组成。
电子制冷片加电后冷面温度急剧降低，热面温度升高。电子制冷片的冷面和铝合金材料的温度传导块压紧贴合，温度传导块探入制冷盒腔体，通过挂耳固定在制冷盒上，电子制冷片产生的温降通过温度传导块导入到制冷盒内，盘旋在制冷盒内的铜管温度随之降低。电子制冷片的热面安装风扇散热模组，热面产生的热量通过风扇和风道疏散到设备壳体外。
冷却器有两路气路，一路是空气气路一路是二氧化碳气路。空气的气路路径是空气过滤器、空气压缩泵、三通阀、电子制冷盒、流量数显表、流量调节阀、气体过滤膜、鲁尔接头。二氧化碳的气路路径是二氧化碳罐体、压力调节阀、压力数显表、三通阀、电子制冷盒、流量数显表、流量调节阀、气体过滤膜、鲁尔接头。
空气经过过滤器进入空气压缩泵，经过泵体的压缩，空气可以达到3PA的压强，泵的出口和三通阀的NO端连接，三通阀的COM端和制冷盒的进气口连接，压缩空气通过制冷盒内盘旋的铜管经过热量交换气体温度降到4°左右，制冷盒铜管的出口通过气管和流量数显表进气口连接，流量数显表的出口和流量调节阀的进口通过气管连接，通过调节流量调节阀的旋钮可以调节整个气路流量的大小，流量调节阀调节的流量范围为0.2～3PA。流量调节阀的出口通过气管和气体过滤膜连接，气体经过过滤后经鲁尔接头出来。如果需要常温的压缩气体则切断电子制冷片的电源，气体经过制冷盒时没有热量交换，温度不会降低。
二氧化碳气体首先和压力调节阀的进气口连接，压力调节阀的G端口和压力数显表连接，通过压力数显表实时显示气路的压强，调节压力调节阀的旋钮就可以调节整个气路的压强。压力调节阀的出气口和三通阀的NC端口连接，三通阀的COM端和制冷盒的进气口连接，制冷盒的出气口和流量数显表的进气口连接、流量数显表的出气口和流量调节阀进气口连接，调节流量调节阀的旋钮可以调节气路的流量大小，流量调节阀的出气口和气体过滤膜连接，气体过滤后经过鲁尔接头出来。二氧化碳气路不需要降温，电子制冷片无需开启。气体制冷系统流程图如下图1所示。
2、散热系统：
散热系统由风扇和结构壳体上的风道组成。电子制冷片的热面安装散热片和三个风扇组成的散热模组，电子制冷片工作的时候通过风扇的把制冷片产生的热能借助风力疏导到结构壳体外部。对于其他电器元件产生的热量在壳体上设置了风道并且安装了风扇，使其他元器件产生的热能也借助风力疏导到结构壳体外部。
3、电控系统：
电控系统由电源、控制PCB、时间继电器等组成。通过PCB上的按键可以选择需要的三种气体：空气、冷气、二氧化碳。通过选择按钮控制三通阀的空气接口接通还是二氧化碳接口接通，同时控制制冷模组是否启动制冷功能。电控系统同时也负责气路元器件的供电和散热系统风扇的供电。电控系统原理图如图2所示。
4、结构系统：
激光手术刀的独立冷却器的结构系统主要由设备的壳体和内部器件的支架组成。壳体是整个设备的承重结构，壳体把各个元器件按照一定的顺序连接起来形成一个完整的设备。
具体实施例：
激光手术刀的独立冷却器的外观如图3所示。尺寸为422mm×310mm×320mm。可以方便的放置于手术室的推车上。整机一个开机按键，三个气体选择按键，人机界面简洁明了。样机已经在实际手术中应用，性能稳定。
本发明采用电子制冷系统，气体的温度稳定，可以选择不同的气体，适用于不同的手术场景。
具体实施例中：
空气压缩泵品牌为KNF，型号为：NPK09DC 24V，泵体可以采用其他厂家类似的空气压缩泵代替。
三通阀品牌为：捷迈，型号：B3316-S60，三通阀可以采用其他厂家类似的三通阀代替。
流量数显表品牌为：SMC，型号为：PFM710-C6-A-M-T，流量数显表可以采用其他厂家类似流量数显表代替。
流量调节阀品牌为：SMC，型号为：AS1000-M3，流量调节阀可以采用其他厂家类似的流量调节阀代替。
压力数显表品牌为：SMC，型号为：ISE30A-C6L-N-MLD，压力数显表可以采用其他厂家类似的压力数显表代替。
压力调节阀品牌为：SMC，型号为：IR1000-01B，压力调节阀可以采用其他厂家类似的压力调节阀代替。
采用的电子制冷器型号为TEC1-12715，电子制冷器可以采用类似的产品代替。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。