專利名稱：一種醫(yī)用輸氧液的微－納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用的“靜脈點注高壓氧液”中的氧氣與常用輸液的混合器裝置，特別是“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”。我們知道，1mm(毫米)＝1000μm(微米)，1μm＝1000nm(納米)。1nm約＝45個原子量。納米科技是一門以1-100nm(納米)這樣的尺度為研究對象的前沿科學(xué)。
氣相(氧氣)與液相(輸氧液)的混合機理水中溶解氧的過程當不存在溶解氧的水和空氣接觸時，空氣中的氧即從水面向水中擴散轉(zhuǎn)移，在0℃和壓力為1.101bar的條件下，1m3空氣中含有280g氧，在同樣的條件下，1m3空氣重為1.293公斤，則空氣中氧濃度的重量比為21.66％。但氧在水中的溶解度較低，在20℃條件下，不過只在8.9mg/l(一般多慣用9.2mg/l)左右。在靜止的水中，氧的擴散速度小，在20℃條件下，擴散系數(shù)是8.7×10-2cm3/h。
氧在空氣層水界面形成的水表面薄分子膜的轉(zhuǎn)移是迅速的，但進一步從表面分子膜再向深層轉(zhuǎn)移就非常緩慢了，。即氧從空氣中向靜止水中的轉(zhuǎn)移量，由深層水中的氧轉(zhuǎn)移速度所控制。水與空氣接觸面大的淺水層，氧的溶解量也大，曝氣即利用這一原則。如使水呈亂流狀態(tài)，并使空氣與水的界面經(jīng)常處于變動狀態(tài)，則空氣與水界面將顯著增大，氧即迅速而大量的向水中轉(zhuǎn)移，即給水中‘增氧’。此外，水中的溶氧量還根據(jù)溫度、壓力、水質(zhì)不同而變化。
氧從大氣通過水池的水面向水中轉(zhuǎn)移，其數(shù)量取決于水中的缺氧量，缺氧量越大，氧的溶解量也越大。
在大氣中水中的含氧量5-7mg/l，淡水的水體中溶解氧的飽和度僅為8～10mg/l，不到空氣中氧含量的1/20。一般的機械化設(shè)備增氧后水中的含氧量可達8-12mg/l。高效的增氧機的增氧可達到7倍。氧氣濃度為11.5mg/l時的氧化效果最好。
吸收過程，一般是指氣體混合物與液體緊密接觸而使氣體中的一種或多種組分的一部分溶解在液體中。
“氣相”和“液相”混合的“平衡關(guān)系”凡是發(fā)生變化的系統(tǒng)，其變化方向是一定的。如任其自然發(fā)展下去，則這些系統(tǒng)最終就會達到再也沒有明顯作用發(fā)生的狀態(tài)，這樣一個狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。就液體吸收氣體而言，平衡狀態(tài)看作是“氣相”和“液相”經(jīng)無限長時間的相互接觸后達到的狀態(tài)，這時的“氣相”組成和“液相”組成將固定不變。
在液體混合物的情況下，平衡必定出現(xiàn)在存在的每一個組分的“氣相”與“液相”之間。對于一切不平衡的系統(tǒng)，某一物性(例如質(zhì)量或能量)在現(xiàn)有狀態(tài)下和出現(xiàn)平衡狀態(tài)時的量的差別，是改變系統(tǒng)使之趨于平衡狀態(tài)的推動力。因此，混合物的氣態(tài)組分在吸收液體中溶解或擴散的速率，將決定于距平衡狀態(tài)的偏離程度。
“氣相”和“液相”混合吸收時，要考慮的重要變量是壓力、溫度以及“氣相”和“液相”中的濃度。溫度和壓力可以是固定的，各相中的濃度由相平衡關(guān)系確定。
‘混合’與‘攪拌’機理‘混合’(Mixing)是指物相不相同的兩種或兩種以上物料產(chǎn)生均勻的分布。
‘攪拌’(Agitation)是指使容器內(nèi)物料形成某種物定方式的運動。
把不同氣體混到一起，很快便形成一個不同分子均勻分布的混合物。這個混合過程的機理是氣體的分子擴散，即是氣體分子相對運動的結(jié)果。可是液體的分子擴散速率卻很小，單靠分子擴散進行液體的混合沒有多大實際意義。
實際混合過程是三種機理的綜合作用。主體對流擴散、渦流擴散和分子擴散的作用范圍依次減小，但主體對流擴散只能把不同物料成較大“團塊”地混合起來，而通過這些大“團塊”界面之間的渦流擴散，把不均勻的程度迅速降低到漩渦本身的大小。可是，最小的漩渦也比分子大得多，因此主體對流擴散和渦流擴散都不能達到完全的均勻混合，即不能使被攪拌物料的全部分子呈完全均勻的分布狀態(tài)。完全均勻的混合狀態(tài)只有通過分子擴散才能達到。因此，主體對流擴散和渦流擴散只是進行“宏觀混合”，分子擴散才能進行“微觀混合”。宏觀混合的結(jié)果大大增加了分子擴散的表面積，并減小了擴散距離，因此提高了微觀混合的速度。
“混合機理”是由主體對流擴散(宏觀流動)和渦流擴散(微觀運動)及湍流(對于粘度不太高的液體，混合器內(nèi)的宏觀混合速率取決于渦流擴散，即取決于混合器內(nèi)的湍動。在許多情況下，一些擴散過程可能太慢了，需要更快的擴散或運動。這了加快擴散過程，經(jīng)常把液體的速度增高，以產(chǎn)生湍動運動)三種機理的綜合作用。
隨著攪拌程度的提高，分散相的液滴直徑減小，相際接觸表面積增大，有利于提高傳質(zhì)速率。最小漩渦的尺寸對混合過程有特別重要的意義，該尺寸愈小，達到混合均勻狀態(tài)的速度愈快。
現(xiàn)存在的問題給輸液瓶內(nèi)直接壓入高壓氧如果從瓶的底部向輸液中增氧，氣泡經(jīng)歷擴散孔形成，將會有上升、和水面消失等三個階段；在形成和消失時氧向混合液的轉(zhuǎn)移量最大。在上升過程中，由于氣液面相對穩(wěn)定，變換較少，因此氧的轉(zhuǎn)移時較少。氣泡越小對氧的轉(zhuǎn)移越有利。氧轉(zhuǎn)移速度是隨著送氣量的增加而增大。加壓一定的壓力可使氧氣溶解在被處理的輸液中，當壓力解除后，液體變成過飽和狀態(tài)，所以溶解的氧氣在常壓下便會從輸液中逸出，形成直徑為10-100μm的小氣泡。這種氣泡通常帶有弱的負電荷，它與懸浮固體接觸使后者附著于其上。
為了增加氣體吸收率，要求改變氣體吸收器的性能。吸收系數(shù)是以“每單位推動力”為基礎(chǔ)的，當氣體被吸收得多時，推動力將變小了。氣泡可按它們的直徑分為三組1.小氣泡(db＜0.6mm)；2.過渡區(qū)氣泡(0.6mm＜db＜2.5mm)；3.大氣泡(db＞2.5mm)。
從已上不難看出，如果給瓶內(nèi)直接輸入氧氣，在輸液內(nèi)會有較大的氣泡出現(xiàn)，另外，在一段時間后，氧氣會自動從輸液中溢出。在實際的輸液時輸液管中將會有氣泡出現(xiàn)而進入血管內(nèi)，這是十分危險的。
本發(fā)明的目的在于提供一種管狀無動力自流式的強制性的‘攪拌混合’裝置，即“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，用于醫(yī)療中對輸液瓶內(nèi)氧氣與輸液(包括血液、粉藥、中藥和飲用喝的水)的均勻混合便于組織和細胞的快速吸收，達到少用藥和快速治療各種疾病的目的。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，當氧氣與輸液(血液、藥液、飲用水)同時通過一系列流體管路內(nèi)按裝著的180度旋轉(zhuǎn)葉片與180度旋轉(zhuǎn)葉片成90度連接的數(shù)個相同的單元組合成的單元結(jié)構(gòu)，便會被分割為愈來愈薄的薄層，能夠在很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)進行氣體與液體的混合，最后通過分子擴散變?yōu)榉肿拥木鶆蚧旌陷斞跻?或高氧血液、高氧藥液、高氧飲用水)等，而又沒有任何機械運動部件的流體混合器裝置，每一旋轉(zhuǎn)葉片單元節(jié)所分割的細度表
從上表中可以看出，在第10節(jié)時可達到1/1000的分割細度，如果進入時的細度為mm(毫米)級，混合出來的細度可達到μm(微米)級，經(jīng)第20節(jié)時可達到1/1000000的分割細度，混合出來的細度可達到nm(納米)級。
一般來說，紅細胞的直徑小于6μm，毛細血管的直徑為5μm，紅細胞只有變形成為長條狀，其直徑在3μm時才能進行毛細血管內(nèi)。所以，要求氧與輸液混合后的粒度應(yīng)在微米-納米級。才能最有效的進入血液、細胞和毛細血管內(nèi)。達到治療的目的。
本發(fā)明的輸氧液(包括輸血或其它藥液)加熱恒溫器裝置，能使在輸氧或輸血時更為安全有效、簡便。輸氧液上的電加熱器在進行輸血之前，能準確血液的溫度與體溫一致。從而消除了因過冷血液的輸入而造成心跳停止，以及因過熱血液輸入而引起血液變質(zhì)等危險。
本發(fā)明的輸液加熱器，是在輸液管外對各種輸液體進行加溫的，輸液管路是在全密封的狀態(tài)下獨立完成的，故，對輸液不會產(chǎn)生污染或感染。
本發(fā)明的電加熱器具有極為安全的固體電路獨立循環(huán)系統(tǒng)，它對鄰近設(shè)備不會產(chǎn)生射電干擾。血液溫度的變化范圍能精確地控制在±0.1。該電路可將3℃的冷凍血液升溫至30～38℃的連續(xù)可調(diào)范圍。
本發(fā)明的磁化輸氧液便于被組織和細胞及血液吸收。關(guān)于磁化水能治病的報導(dǎo)國內(nèi)外均有，這里不再重復(fù)。
本發(fā)明的裝置可以對醫(yī)院里常用的輸液、輸液藥物、輸血的血液和飲用水中進行氧氣的高濃度的混合，不會氧化和產(chǎn)生氣泡，即用即充氧氣，使用方便和安全，治療可靠，治療效果極佳，治愈率高。治療時用藥少(在化療的治療中尤為重要)，治療療程將會大大縮短。
本發(fā)明的裝置在每次用完后應(yīng)進行嚴密的消毒。消毒可用微波消毒柜或其它常用的消毒方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，包括“混合器”(A)、“外殼”(8)、“水泵”(12)、“磁鐵”(B)、“電磁鐵”(C)、“電加熱器”(D)、“循環(huán)攪拌管”(13)及“吊環(huán)”(17)等組合而成。


圖1為混合器結(jié)構(gòu)原理示意中“混合器”(A)、‘混合管’(1)、‘180度扭曲葉片串’(2)、單元‘180度扭曲葉片’(2-1)與單元‘180度扭曲葉片’(2-2)成90度連接與(2-3)再成90度連接，再與(2-4)成90連接，直到(2-10)成90度連接后成為一組。
‘接管套’(3)、‘輸液管接頭’(4)、‘輸氧氣管接頭’(5)、‘管內(nèi)的氣液混合物’(6)、‘混合好排出的混合液’(7)。
圖2為微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置原理示意圖“混合器”(A)、“磁鐵”(B)、“電磁鐵”(C)、電磁鐵‘電源線’(C-1)、“電加熱器”(D)、電加熱器‘電源線’(D-1)、‘溫度傳感器’(E)、‘接管套’(3)、‘輸液管接頭’(4)、‘輸氧氣管接頭’(5)、‘管內(nèi)排出的氣液混合物’(6-1)、‘混合好進入瓶內(nèi)的混合液’(7-1)‘混合液瓶’(8)、‘瓶底漏斗口’(9)、‘水泵外盒’(10)、‘瓶底座’(11)、‘水泵’(12)、‘水泵循環(huán)攪拌管’(13)、‘水泵循環(huán)管進口’(14)、接一次性輸液管的‘輸液瓶出口’(15)、‘把手’(16)、‘吊環(huán)’(17)、‘混合液的液面’(18)。
圖1為混合器結(jié)構(gòu)原理示意2為微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置原理示意圖下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的描述，“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，包括“混合器”(A)、“外殼”(8)、“水泵”(12)、“磁鐵”(B)、“電磁鐵”(C)、“電加熱器”(D)、“循環(huán)攪拌管”(13)及“吊環(huán)”(17)等組合而成。
如圖1所示為“混合器結(jié)構(gòu)原理示意圖”圖中“混合器”(A)由‘混合管’(1)內(nèi)的單個‘180度扭曲葉片’單元節(jié)(2-1)與單元節(jié)(2-2)成90度連接，再與‘180度扭曲葉片’單元節(jié)(2-3)成90度連接，由多個‘180度扭曲葉片’單元節(jié)連接構(gòu)成為一組。一組可由4-10個單元節(jié)構(gòu)成。
‘混合管’(1)的一端連接有用于連接氧氣管‘輸氧氣管接頭’(5)與輸液瓶管‘輸液管接頭’(4)的‘接管套’(3)。
圖中‘(6)為管內(nèi)的氣液混合物’、(7)為‘混合好排出的混合液’。
如圖2所示為“微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置原理示意圖”‘混合液瓶’(8)內(nèi)裝有“混合器”(A)，‘混合管’(1)的一端連接有用于連接氧氣管‘輸氧氣管接頭’(5)與輸液瓶管‘輸液管接頭’(4)的‘接管套’(3)。
‘混合管’(1)的一端連接著‘水泵循環(huán)管進口’(14)，(14)與‘水泵循環(huán)攪拌管’(13)連接，(13)又連接著‘水泵’(12)。
在‘水泵循環(huán)攪拌管’(13)套著“電加熱器”(D)電源由‘電源線’(D-1)引出。
在‘水泵循環(huán)攪拌管’(13)還套有“電磁鐵”(C)電源由‘電源線’(C-1)引出。
‘混合液瓶’(8)的下端連接著‘瓶底漏斗口’(9)，(9)上套有“磁鐵”(B)，(9)與‘水泵’(12)的進水口連接，另引出一出口‘輸液瓶出口’(15)換接一次性輸液管。
‘瓶底漏斗口’(9)上連接‘溫度傳感器’(E)用以自動調(diào)控瓶內(nèi)的混合輸液。
‘水泵外盒’(10)內(nèi)裝著‘水泵’(12)并連接著‘瓶底座’(11)。
‘混合液瓶’(8)上端裝有瓶蓋(19)，(19)上連接著便于吊掛的‘吊環(huán)’(17)，并連接有便于手提的‘把手’(16)。
‘接管套’(3)上連接有‘輸液管接頭’(4)和‘輸氧氣管接頭’(5)裝置。
圖中(6-1)表示為‘管內(nèi)排出的氣液混合物’，(7-1)表示為‘混合好進入瓶內(nèi)的混合液’。
在實際使用時，混合管排出的混合氧液的液面不要超過圖中所示的(18)‘混合液的液面’。就是說，瓶內(nèi)的‘混合管’(1)的出混合氧液管口(6-1)應(yīng)與‘混合液的液面’(18)之間留出一定的空間。
在實際使用時，由于反復(fù)循環(huán)混合攪拌，所以，可以得到最佳的氧液混合效果。
本發(fā)明的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”可以有以下用途1.用于‘靜脈點注高壓氧液的治療’；2.用于‘藥物的氧混合輸液治療’3.用于‘血液的氧混合輸血治療’4.用于‘飲用喝水的氧混合’的保健理療。
5.用于‘化療藥物的氧混合治療’等等。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置，包括“混合器”(A)、‘混合液瓶’(8)、“水泵”(12)、“磁鐵”(B)、“電磁鐵”(C)、“電加熱器”(D)、“循環(huán)攪拌管”(13)及“吊環(huán)”(17)等組合而成.其特征是；“混合器”(A)由‘混合管’(1)內(nèi)的單個‘180度扭曲葉片’單元節(jié)(2-1)與單元節(jié)(2-2)成90度連接，再與‘180度扭曲葉片’單元節(jié)(2-3)成90度連接，由多個‘180度扭曲葉片’單元節(jié)連接構(gòu)成為一組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；“混合器”(A)可由一組或多組組合單獨使用。可用非金屬和金屬材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；“混合器”(A)上的‘混合管’(1)的一端連接有用于連接氧氣管‘輸氧氣管接頭’(5)與輸液瓶管‘輸液管接頭’(4)的‘接管套’(3)及‘水泵循環(huán)管進口’(14)，(14)與‘水泵循環(huán)攪拌管’(13)連接，(13)又連接著‘水泵’(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；‘混合液瓶’(8)的上端由瓶蓋(19)把“混合器”(A)放置瓶內(nèi)，下端連接著‘瓶底漏斗口’(9)，(9)上套有“磁鐵”(B)，(9)與‘水泵’(12)的進水口連接，另引出一出口‘輸液瓶出口’(15)換接一次性輸液管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；‘混合液瓶’(8)及其管路上連接著“水泵”(12)、“循環(huán)攪拌管”(13)、“磁鐵”(B)、“電磁鐵”(C)、“電加熱器”(D)和‘溫度傳感器’(E)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；‘溫度傳感器’(E)的溫度控制范圍在30～38℃，±0.1～0.5℃.電加熱器的功率在250W～500W(市電)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；可制成用于配制各種輸液的裝置，也可單獨用于患者的臨床輸液治療用，還可制成飲用喝水的專用氧液配制瓶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的“一種醫(yī)用輸氧液的微—納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置”，其特征是；可應(yīng)用于中西醫(yī)中的‘靜脈點注高壓氧液的治療’、‘藥物的氧混合輸液治療’、‘血液的氧混合輸血治療’、‘化療藥物的氧混合治療’和‘飲用喝水的氧混合’的保健理療等等。
全文摘要
一種醫(yī)用輸氧液的微－納米級混合攪拌磁化恒溫器裝置，主要由混合器、混合液瓶、水泵、磁鐵、電加熱器、恒溫器裝置、循環(huán)攪拌管等組合而成。可用于中西醫(yī)中的靜脈點注高壓氧液、藥物的氧混合輸液、血液的氧混合輸血、化療藥物的氧混合治療和飲用喝水的氧混合的保健理療等。對輸氧液可進行高濃度的氧混合，不產(chǎn)生氣泡，即用即充氧混合，方便安全可靠，用藥少(化療中尤為重要)治愈率高，治療效果極佳，治療療程將會大大縮短，應(yīng)用前景極為廣闊。
文檔編號A61M5/14GK1428177SQ0114551
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月25日
發(fā)明者陳紹勇 申請人:陳紹勇