本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种冷冻消融制冷剂的回收装置、方法与冷冻消融系统。
背景技术：
在冷冻消融治疗心脏房颤手术中，可使用例如氧化亚氮(n2o)的气体作为制冷剂。其中，制冷剂在完成单次制冷循环后，通常会以气体形式直接接至医院废弃管道，从而被排至大气中，造成环境污染。
现有相关技术中，可以采用回收装置对其进行处理，其中，可利用压缩冷凝组件对制冷剂进行气液转换后进行回收。然而，在回收过程中，需要大功率制冷后才能完成制冷剂状态的气液转换，在仅采用压缩冷凝组件的情况下，转换效率只能依赖压缩冷凝组件的空压能力与冷凝降温能力，易于造成转换效率不高的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种冷冻消融制冷剂的回收装置、方法与冷冻消融系统，以解决易于造成转换效率不高的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种冷冻消融制冷剂的回收装置，包括：容器、回气利用组件、中间管路与压缩冷凝组件；
所述中间管路的进口端经所述回气利用组件连通至冷冻消融的耗材端，所述中间管路的出口端经所述回气利用组件连通至所述压缩冷凝组件；所述压缩冷凝组件连通至所述容器；所述中间管路设有真空泵；
所述回气利用组件用于利用所述耗材端排出的气态制冷剂对将送至所述压缩冷凝组件的气态制冷剂进行预冷。
可选的，所述回气利用组件包括第一换热器；其中：
所述第一换热器的第一进口连通至所述耗材端，所述第一换热器的第一出口连通至所述中间管路的第一端，所述中间管路的第二端连通至所述第一换热器的第二进口，所述第一换热器的第二出口连通至所述压缩冷凝组件。
可选的，所述中间管路中还设有管路流量和/或管路压力的检测部件，以及流量调节部件，所述流量调节部件能够根据所述检测部件的检测结果调节所述中间管路的流量。
可选的，所述容器中存有气体压力高于制冷剂临界压力的惰性气体。
可选的，所述制冷剂为氧化亚氮。
可选的，所述压缩冷凝组件包括空气压缩机与冷凝器；
所述空气压缩机的进口经所述回气利用组件连通至所述中间管路，所述空气压缩机的出口连通至所述冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连通至所述容器。
可选的，所述压缩冷凝组件还包括用于为所述冷凝器散热的散热部件。
根据本发明的第二方面，提供了一种冷冻消融制冷剂的回收方法，包括：利用第一方面及其可选方案涉及的冷冻消融制冷剂的回收装置对耗材端排出的气态制冷剂进行回收；同时，在所述容器中充入惰性气体，且控制所充入的惰性气体的气体压力高于制冷剂的临界压力。
根据本发明的第三方面，提供了一种冷冻消融系统，包括第一方面及其可选方案涉及的冷冻消融制冷剂的回收装置。
可选的，所述的系统，还包括第二换热器，所述第二换热器的进口连通至所述容器，所述第二换热器的出口连通至所述耗材端。
可选的，所述第二换热器的进口通过所述容器顶部的通口，以及连接所述通口的长管连通至所述容器的靠近底部位置，所述压缩冷凝组件通过所述通口，以及连接所述通口的短管连通至所述容器的靠近顶部位置。
本发明提供的冷冻消融制冷剂的回收装置、方法与冷冻消融系统中，在压缩冷凝组件与具有真空泵的中间管路之间，以及耗材端与中间管路之间设有回气利用组件，进而，能够通过回气利用组件对送至压缩冷凝组件的制冷剂进行预冷，减小了压缩冷凝组件实现状态转换所需使用的能量，提高了气液转换的转换效率。
同时，在容器中未填入惰性气体的情况下，容器内易于产生压力波动，气体压缩后背压大小影响会制冷状态，具体的，压缩后受压力影响，存在两相状态，进而，会损失大量能量，降低回收效率。针对于此，本发明所涉及的方法以及可选方案所涉及的装置、系统中还可控制充入容器的惰性气体的气体压力始终高于制冷剂的临界压力，通过保障容器内的压力，防止回收制冷剂时物质发生状态的改变，避免热量的损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图一；
图2是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图二；
图3是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图三；
图4是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图四；
图5是本发明一实施例中冷冻消融系统的构造示意图一；
图6是本发明一实施例中冷冻消融系统的构造示意图二。
附图标记说明：
1-容器；
11-短管；
12-长管；
2-耗材端；
3-压缩冷凝组件；
31-空气压缩机；
32-冷凝器；
33-散热部件；
4-回气利用组件；
41-第一换热器；
5-中间管路；
51-真空泵；
52-流量调节部件；
53-检测部件；
54-释放阀；
55-控制阀；
6-第二换热器；
7-制冷设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图一。
请参考图1，冷冻消融制冷剂的回收装置，包括：容器1、回气利用组件4、中间管路5与压缩冷凝组件3。
其中的容器1，可理解为能够对制冷剂进行存储的任意构造，进一步的，还可配置有供制冷剂送入与送出的部件。该容器1例如可以为储气罐。同时，存储于其中的制冷剂可以是呈液态的，例如可以呈常温高压的液体形态。
本实施例中，所述中间管路5的进口端经所述回气利用组件4连通至冷冻消融的耗材端2，所述中间管路5的出口端经所述回气利用组件4连通至所述压缩冷凝组件3；所述压缩冷凝组件3连通至所述容器1；所述中间管路5设有真空泵51。
其中的中间管路5，可理解为连接于耗材端2与压缩冷凝组件3之间的管路，其中可配置有能够对制冷剂进行相应处理的部件，例如以上所涉及的真空泵51，也可以例如对流量进行调节的部件，对管路的压力、流量进行检测的检测部件，还可例如能够实现泄压的部件。
其中的耗材端2，可理解为用于冷凝消融的器械的耗材部分，以氧化亚氮作为制冷剂为例，在耗材端2中，高压低温的液态氧化亚氮(n2o)可进行节流-蒸发换热(沸点--88.5℃)，在经过耗材端2的管路换热后，可以以低温气态(-50℃)的形式送出，进而进入回气利用组件4。
本实施例中，所述回气利用组件4用于利用所述耗材端排出的气态制冷剂对将送至所述压缩冷凝组件的气态制冷剂进行预冷。其中，可通过热交换的方式来实现预冷，其可以为直接实现热交换的方式，也不排除间接实现热交换的方式。
以上实施方式中，能够通过回气利用组件对送至压缩冷凝组件的制冷剂进行预冷，减小了压缩冷凝组件实现状态转换所需使用的能量，提高了气液转换的转换效率。可见，本实施例通过多级压缩散热来改变制冷剂的状态。
具体举例中，制冷剂采用氧化亚氮(n2o)的情况下，一次循制冷环后，利用氧化亚氮(n2o)在耗材端蒸发制冷后气体回流时的剩余冷量，可将回收气体进行预冷后再压缩，减小状态转换所需能量，提高转换效率，进而实现冷气的回收再利用。
图2是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图二。
请参考图2，所述回气利用组件4包括第一换热器41；其中：
所述第一换热器41的第一进口连通至所述耗材端2，所述第一换热器41的第一出口连通至所述中间管路5的第一端，所述中间管路5的第二端连通至所述第一换热器41的第二进口，所述第一换热器41的第二出口连通至所述压缩冷凝组件3。
在第一换热器41中，第一进口与第一出口间流通的介质，能够与第二进口与第二出口间流通的介质之间发生热交换，其中，第一进口与第一出口间流通的介质即为自耗材端2送出的其他制冷剂，第二进口与第二出口间流通的介质即为将送至所述压缩冷凝组件的气态制冷剂。
可见，以上实施方式以换热器的方式实现了对送至压缩冷凝组件的制冷剂的预冷。
同时，低温气态(-50℃)的气态制冷剂(例如n2o)自耗材端2流入第一换热器41后，经过第一换热器41换热后，能够以常温气态的状态进入中间管路5，再以低温气态的状态进入压缩制冷组件3；其中，若无第一换热器41，低温气体经过真空泵51后，气体温度上升后会直接流入压缩冷凝组件3，此时，则需要更高的压力和更大的散热系统使气态高压制冷剂完成热交换后转换成液态，进而，会造成能量浪费，也加大了回收装置的功耗。相较而言，本实施例可有效提高转换效率，避免能量浪费，降低回收装置的功耗。
图3是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图三。
请参考图3，所述中间管路5中还设有管路流量和/或管路压力的检测部件53，以及流量调节部件52，所述流量调节部件52能够根据所述检测部件53的检测结果调节所述中间管路5的流量。通过以上实施方式，可匹配于需求自动调节流量。
图4是本发明一实施例中冷冻消融制冷剂的回收装置的构造示意图四。
请参考图4，所述压缩冷凝组件3包括空气压缩机31与冷凝器32；
所述空气压缩机31的进口经所述回气利用组件4连通至所述中间管路5，所述空气压缩机31的出口连通至所述冷凝器32的进口，所述冷凝器32的出口连通至所述容器1。具体实施过程中，以图4为例，所述压缩冷凝组件3还包括用于为所述冷凝器32散热的散热部件33，该散热部件33可以例如为散热风扇。
以制冷剂采用氧化亚氮为例，空气压缩机31输出的高压气态氧化亚氮，经过冷凝器32和散热器33后，可以以常温液态形式进入容器1。
图5是本发明一实施例中冷冻消融系统的构造示意图一；图6是本发明一实施例中冷冻消融系统的构造示意图二。
请参考图5和图6，本实施例还提供了一种冷冻消融系统，包括以上可选方案所涉及的冷冻消融制冷剂的回收装置。
其中一种实施方式中，请参考图5与图6，所述的系统，还包括第二换热器6，所述第二换热器6的进口连通至所述容器1，所述第二换热器6的出口连通至所述耗材端2。
进而，在一次消融手术中，若制冷剂为氧化亚氮(n2o)，则临界氧化亚氮可以常温高压液态形式从容器1底部流出，进入第二换热器6，再以过冷液态的形式进入器械的耗材端2。
其中一种实施方式中，所述容器中可存有气体压力高于制冷剂临界压力的惰性气体。若所述制冷剂为氧化亚氮(n2o)，则惰性气体的压力可高于氧化亚氮的临界压力。其中的惰性气体可例如氮气(n2)，同时也不排除次用氩气氦气等实施方式。
通过以上惰性气体，可保证容器内压力，防止回收例如氧化亚氮的制冷剂时物质发生状态的改变，导致热量的损失。具体的，气态制冷剂的传输受回收罐内压力波动影响大，气体压缩后背压大小会影响制冷剂的状态，压缩后受压力影响，存在两相状态，回收后损失大量能量，回收效率低。故而，需要采用以上所涉及的高压惰性气体。
通过以上所涉及的高压的惰性气体，保证了在流入例如储气罐的容器1的液态氧化亚氮在常温下处于高压过冷液态，避免流入储气罐后由于压力降低的波动而发生相变后导致能量损失；容器1中存有的高压惰性气体保证了在流入容器1的液态氧化亚氮在常温下处于高压过冷液态，避免流入第二换热器6前的流体管路的沿程阻力导致的压降而使例如氧化亚氮的制冷剂发生相变后导致能量损失，有效的减少第二换热器6的制冷设备7的负载功率。
其中的制冷设备7，可理解为能够为第二换热器6的换热提供冷源介质的设备。
此外，在第二换热器6与容器1中间还可设有流量调节部件，以及管路流量或管路压力的检测部件，该流量调节部件可根据该检测部件的检测结果调节流量。
其中一种实施方式中，请参考图6，所述第二换热器6的进口通过所述容器1顶部的通口，以及连接所述通口的长管12连通至所述容器1的靠近底部位置，所述压缩冷凝组件3通过所述通口，以及连接所述通口的短管11连通至所述容器1的靠近顶部位置。
通过以上实施方式，管路可直接浸没在液态的制冷剂中，保证无压力的波动和气体状态干扰；同时，采用长管出气，还可有效减小换热的功耗。
请参考图6，具体举例中，制冷剂采用氧化亚氮(n2o)的情况下，例如(n2o)的制冷剂流经第二换热器6，能使其变成过冷氧化亚氮(n2o)，在耗材端2进气换热后，低温气态氧化亚氮(n2o)进入回气利用装置4，对进入空气压缩机31前的气态常温氧化亚氮(n2o)进行一次预冷，再经过微通道的冷凝器32和散热部件33进行热交换，得到常温高压液态的氧化亚氮(n2o)，流入充满惰性气体的容器1中，完成回收再利用。
此外，在图6所示实施方式中，中间管路5中还可设有释放阀54与控制阀55。
本实施例还提供了一种冷冻消融的回收方法，包括：以上可选方案涉及的冷冻消融制冷剂的回收装置对耗材端排出的气态制冷剂进行回收；同时，在所述容器中充入惰性气体，且控制所充入的惰性气体的气体压力高于制冷剂的临界压力。
在容器中未填入惰性气体的情况下，容器内易于产生压力波动，气体压缩后背压大小影响会制冷状态，具体的，压缩后受压力影响，存在两相状态，进而，会损失大量能量，降低回收效率。针对于此，以上实施方式所涉及的方法以及可选方案所涉及的装置、系统中还可控制充入容器的惰性气体的气体压力始终高于制冷剂的临界压力，通过保障容器内的压力，防止回收制冷剂时物质发生状态的改变，避免热量的损失。
综上，本实施例提供的冷冻消融制冷剂的回收装置、方法与冷冻消融系统中，在压缩冷凝组件与具有真空泵的中间管路之间，以及耗材端与中间管路之间设有回气利用组件，进而，能够通过回气利用组件对送至压缩冷凝组件的制冷剂进行预冷，减小了压缩冷凝组件实现状态转换所需使用的能量，提高了气液转换的转换效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
技术特征：
1.一种冷冻消融制冷剂的回收装置，其特征在于，包括：容器、回气利用组件、中间管路与压缩冷凝组件；
所述中间管路的进口端经所述回气利用组件连通至冷冻消融的耗材端，所述中间管路的出口端经所述回气利用组件连通至所述压缩冷凝组件；所述压缩冷凝组件连通至所述容器；所述中间管路设有真空泵；
所述回气利用组件用于利用所述耗材端排出的气态制冷剂对将送至所述压缩冷凝组件的气态制冷剂进行预冷。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回气利用组件包括第一换热器；其中：
所述第一换热器的第一进口连通至所述耗材端，所述第一换热器的第一出口连通至所述中间管路的第一端，所述中间管路的第二端连通至所述第一换热器的第二进口，所述第一换热器的第二出口连通至所述压缩冷凝组件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述中间管路中还设有管路流量和/或管路压力的检测部件，以及流量调节部件，所述流量调节部件能够根据所述检测部件的检测结果调节所述中间管路的流量。
4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述压缩冷凝组件包括空气压缩机与冷凝器；
所述空气压缩机的进口经所述回气利用组件连通至所述中间管路，所述空气压缩机的出口连通至所述冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连通至所述容器。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压缩冷凝组件还包括用于为所述冷凝器散热的散热部件。
6.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述容器中存有气体压力高于制冷剂临界压力的惰性气体。
7.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述制冷剂为氧化亚氮。
8.一种冷冻消融制冷剂的回收方法，其特征在于，包括：利用权利要求1至5任一项所述的冷冻消融制冷剂的回收装置对耗材端排出的气态制冷剂进行回收；同时，在所述容器中充入惰性气体，且控制所充入的惰性气体的气体压力高于制冷剂的临界压力。
9.一种冷冻消融系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的冷冻消融制冷剂的回收装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括第二换热器，所述第二换热器的进口连通至所述容器，所述第二换热器的出口连通至所述耗材端。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二换热器的进口通过所述容器顶部的通口，以及连接所述通口的长管连通至所述容器的靠近底部位置，所述压缩冷凝组件通过所述通口，以及连接所述通口的短管连通至所述容器的靠近顶部位置。
技术总结
本发明提供了一种冷冻消融制冷剂的回收装置、方法与冷冻消融系统，其中的冷冻消融制冷剂的回收装置包括：容器、回气利用组件、中间管路与压缩冷凝组件；所述中间管路的进口端经所述回气利用组件连通至冷冻消融的耗材端，所述中间管路的出口端经所述回气利用组件连通至所述压缩冷凝组件；所述压缩冷凝组件连通至所述容器；所述中间管路设有真空泵；所述回气利用组件用于利用所述耗材端排出的气态制冷剂对将送至所述压缩冷凝组件的气态制冷剂进行预冷。本发明能够通过回气利用组件对送至压缩冷凝组件的制冷剂进行预冷，减小了压缩冷凝组件实现状态转换所需使用的能量，提高了气液转换的转换效率。
技术研发人员：李磊;常兆华;徐彬凯;吴银龙
受保护的技术使用者：上海导向医疗系统有限公司
技术研发日：.10.30
技术公布日：.01.24
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