Устройство для локального охлаждения биологической ткани

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ, содержапдее охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной жидкости с источниками газообразного и жидкого хладагента, и регулятор температуры хладагента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации устройства за счет исключения примерзания примесей, перекрывающих отверстие для подачи хладагента к наконечнику, камера для криогенной жидкости выполнена в виде смесителя, состоящего из двух цилиндров, расположенных концентрично с зазором и образующих полости, одна из которых подсоединена к источнику газообразного, а другая - к источнику жидкого хладагента, при этом внутренний цилиндр имеет боковые отверстия и служит коллектором, к которому подсоединен охлаждающий наконечник. 5S сл ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,Я0,» 1115743 з(юА 61 В 17/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3606243/28-13 (22) 15.06.83 (46) 30.09.84. Бюл. № 36 (72) Б. Н. Муринец-Маркевич, А. P. Красников, В. А. Никитин, Л. Е. Серебренников, В. Ф. Куцевляк и К. В. Божко (71), Физико-технический институт низких температур АН УССР (53) 621.565 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1332181, кл. А 61 В 17/36, опублик. 03.10.73.

2. Авторское свидетельство СССР № 825055, кл. А 61 В 17/36, опублик. 09.01.78

3. Авторское свидетельство СССР № 969258, кл. А 61 В 17/36, опублик. 30.10.82 (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ТКАНИ, содержащее охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной жидкости с источниками газообразного и жидкого хладагента, и регулятор температуры хладагента, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения надежности эксплуатации устройства за счет исключения примерзания примесей, перекрывающих отверстие для подачи хладагента к наконечнику, камера для криогенной жидкости выполнена в виде смесителя, состоящего из двух цилиндров, расположенных концентрично с зазором и образующих полости, одна из которых подсоединена к источнику газообразного, а другая — к источнику жидкого хладагента, при этом внутренний цилиндр имеет боковые отверстия и служит коллектором, к которому подсоединен охлаждающий наконечник. ®

1115743 жидкости с источником газообразного и жид- 45

Изобретение относится к медицинским хирургическим инструментам, в частности к устройствам для гипотермии или криодеструкции биологической ткани, и может быть применено, например, в стоматологии, оториноларингологии, дерматологии.

Известно криобиологическое устройство, включающее баллон со сжатым газом и теплоизолированный зонд с охлаждающим наконечником, содержащий теплообменник, камеру расширения, подключенную к баллону трубку подачи газа, разделенную на два, проходящих через два теплообменника, потока, один из которых выведен в камеру расширения и на конце снабжен дроссельным отверстием, а второй — в охлаждающий наконечник. В этом устройстве один поток газа предназначен для получения охлаждающего эффекта Джоуля-Томсона, второй поток, охлаждающийся за счет теплообмена с первым, направляется для охлаждения биологической ткани (1).

Недостатком этого устройства является невозможность регулирования температуры и расхода хладагента в широком диапазоне.

Известно также устройство для локального охлаждения ткани, содержащее источник сжатого газа, сообщенный с охлаждающим наконечником через теплообменник, помещенный в корпусе, несущем охлаждающий наконечник, и камеру расширения, соединечную с теплообменником, при этом теплообменник смонтирован в корпусе с образованием полости между его днищем и наконечником, и эта полость соединена посредтством клапана с камерой расширения и каналом подвода хладагента. Это устройство снижает потери холода в окружающую среду (2).

Однако и это устройство не позволяет регулировать температуру и расход хладагента в широком диапазоне.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для локального охлаждения биологической ткани, содержащее охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной кого хладагента, и регулятор температуры хладагента. Данное устройство позволяет регулировать температуру хладагента в широком диапазоне, а также отличается высокой экономичностью, поскольку работа устройства осуществляется от Источника сжатого газообразного хладагента, а жидкий хладагент расходуется только для охлаждения теплообменника, который расположен в камере с криогенной жидкостью с возможностью перемещения в ней вдоль ее оси (3) .

Недостатком данного устройства являются эксплуатационные трудности, заклю5

1О

40 чающиеся в необходимости тщательной очистки газа, поступающего от источника газообразного хладагента наконечнику, от примесей, примерзающих к внутренней поверхности теплообменника и перекрывающих при длительной работе отверстие для подачи хладагента к наконечнику.

Цель изобретения — повышение надежности эксплуатации устройства за счет исключения примерзания примесей, перекрывающих отверстие для подачи хладагента к наконечнику.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для локального охлаждения биологической ткани, содержащем охлаждающий наконечник, сообщенный посредством камеры для криогенной жидкости с источниками газообразного и жидкого хладагента, и регулятор температуры хладагента, камера для криогенной жидкости выполнена в виде смесителя, состоящего из двух цилиндров, расположенных концентрично с зазором и образующих полости, одна из которых подсоединена к источнику газообразного, а другая — к источнику жидкого хладагента, при этом внутренний цилиндр имеет боковые отверстия и служит коллектором, к которому подсоединен охлаждающий наконечник.

Такая конструкция устройства позволяет регулировать в широком диапазоне температуру и расход хладагента и в то же время нет необходимости в установке дополнительных фильтров для очистки газа, поступающего к охлаждающему наконечнику, от примесей, дальнейшей регенерации этих фильтров или их замены, как этого требовало известное устройство. Указанная проблема в завляемом объекте решена путем установки смесителя для газообразного и жидкого хладагентов.

На чертеже приведен вариант исполнения предлагаемого устройства., Устройство содержит охлаждающий наконечник I, соединенный посредством крана 2 со смесителем 3, который состоит из двух цилиндров, расположенных концент рично и с зазором один относительно другого и образующих полости, одна из которых подсоединена трубопроводом 4 к источнику жидкого хладагента, например, сосуду Дьюара 5, а другая — трубопроводом 6 через редуктор 7 к источнику газообразного хладагента, например, баллону 8.

Внутренний цилиндр 9 смесителя 3 имеет боковые отверстия 10 и является коллектором 11 для рабочей смеси из жидкого и газообразного хладагентов, поступающей в охлаждающий наконечник 1. К сосуду

Дьюара 5 с криогенной жидкостью подключен предохранительный клапан 2. Регулятор температуры 13 хладагентов установлен на линии связи смесителя 3 с ис1115743

Составитель Л. Гохштейн

Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Товтин

3 а к аз 6804/4 точником жидкого хладагента 5 и выполнен, например, в виде игольчатого клапана.

Устройство для локального охлаждения ткани работает следующим образом.

Криогенная жидкость из сосуда Дьюара 5 по трубопроводу 4 через регулятор температуры 13 подается в смеситель 3, а именно в полость, образованную стенками смесителя 3 и внутреннего цилиндра 9.

Одновременно сжатый газ из баллона 8 че- 10 рез редуктор 7 по трубопроводу 6 поступает в коллектор 11, где происходит смешение жидкого и газообразного хладагентов. 3атем рабочая смесь с заданной температурой через запорный кран 2 и охлаждающий наконечник 1 направляется на участок биологической ткани.

Устройство по сравнению с базовым объектом не требует очистки газообразного хладагента, поступающего от источника высокого давления, обеспечивает при более стабильной температуре охлаждения практически неограниченный ресурс работы.

Известно, что все технические газы содержат примеси до 1 /о, которые вымерзают на внутренней поверхности теплообменника в базовом устройстве, ухудшая теплообмен, и в связи с уменьшением по этой причине поперечного сечения растет гидравлическое сопротивление, что приводит к переменному расходу хладагента и повышению его температуры. Для устранения Этого недостатка необходимы дополнительные установки для очистки охлаждающего газа от примесей различными методами: осушки, адсорбции, промывки и др. Эксплуатация систем очистки требует дополнительно обслуживающего персонала для регенерации, фильтров и их обслуживания.

Устройство для локального охлаждения биологической ткани обеспечивает, как и базовое, возможность регулирования температур в широком диапазоне, но не нуждается в системах очистки и обслуживающем персонале при более высоком ресурсе непрерывной работы, постоянном расходе и температуре хладагента.