本發(fā)明涉及醫(yī)療輔助設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置及其制作原理方法。本發(fā)明制作的輸液加熱裝置可用于恒溫加熱輸液藥劑，減少輸液者對低溫液體藥劑產(chǎn)生的寒冷感和相關(guān)癥狀。

背景技術(shù)：

在寒冷的冬天，患者輸液時，低溫液體藥劑進入輸液者體內(nèi)，常給輸液者造成怯冷的感覺。尤其在長時間的輸液情況下，輸液的體位如手臂等溫度明顯下降，輸液者甚至產(chǎn)生刺骨的疼痛感。由于輸入液體與人體血液溫度差異較大，還可能引發(fā)血管收縮、痙攣等癥狀。特別是年老體弱、心臟病、高血壓患者及嬰幼兒，出現(xiàn)低溫輸液不適的癥狀更為普遍。實際上嬰幼兒抗拒輸液放聲痛哭的部分原因也與輸液藥劑溫度過低有關(guān)。因此，如果能將輸液藥劑溫度提高到與人體溫度相接近，則可顯著降低患者對低溫藥劑輸液的不適感。

在一些醫(yī)療條件較好的醫(yī)院，配備有比較完善的暖氣或空調(diào)系統(tǒng)，患者對輸液藥劑的低溫不適問題并不明顯。但在部分醫(yī)院、醫(yī)院門診或小診所，由于條件相對簡陋，缺少保暖的環(huán)境，低溫輸液帶來的相關(guān)問題顯得尤為突出。

目前，我國采用的輸液體加熱器，主要有兩類方法。一類是對輸液瓶加熱，另一類是對輸液管加熱。

對輸液瓶加熱，由于液體量大（一般在幾十毫升到幾百毫升），藥液升溫速率慢。而且，藥液在輸液管運輸過程中會對外散熱，逐漸冷卻，因此進入人體時仍然是低溫狀態(tài)，達不到預(yù)期效果。

對輸液管加熱，流經(jīng)輸液管的藥液每分鐘只有幾毫升，加熱部分可盡量貼近輸液針端，更靠近人體，因此加熱效果較好?，F(xiàn)有的輸液管加熱方式大多數(shù)采用電熱棒加熱或電熱絲加熱，如中國專利cn201420042586.6和201320191670.7。電熱絲/電熱棒加熱存在很多不足和缺點，一是工作時產(chǎn)生電磁輻射，會對藥劑產(chǎn)生影響，致使藥物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低藥效；二是輸液管與加熱的電熱絲/電熱棒直接接觸，存在過熱的風(fēng)險。很多藥物的活性與溫度密切相關(guān)，如一些活性蛋白藥劑，溫度過高會導(dǎo)致藥物活性喪失。因此，很有必要發(fā)明一種無電磁輻射、加熱溫度可控的新型輸液加熱裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置的原理，以解決現(xiàn)有的技術(shù)加熱造成的電磁輻射、過熱、使用不便等問題。

本發(fā)明的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置的原理為：（1）以串行總線（universalserialbus，簡稱usb）接口作為電源接口，通過適配器、充電器、電腦、平板、手機、移動電源、充電寶等外部電源，利用焦耳效應(yīng)對usb加熱層內(nèi)的電阻通電發(fā)熱，對輸液管中的藥液實現(xiàn)加熱；（2）利用相變材料的熔點溫度接近人體體溫，且在熔融-凝固時具有較大的相變熱，吸收外界熱量或?qū)ν鈧鲗?dǎo)熱量時溫度維持不變的性質(zhì)，間接加熱輸液管中的藥液，起到加熱和保溫作用。相變材料選擇熔點范圍在20℃~50℃的含結(jié)晶水鹽、有機化合物以及混合體系。

其中，含結(jié)晶水鹽包括但不限于鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、有機酸鹽等其中的一種或幾種，典型的例子包括febr3.6h2o（熔點21℃）、mn(no3)2.6h2o（熔點25.5℃）、cacl2.6h2o（熔點29℃）、lino3.3h2o（熔點30℃）、na2so4·10h2o（熔點32.5℃）、na2co3.10h2o（熔點32~36℃）、kfe(so4)2.12h2o（熔點33℃）、cabr2.6h2o（熔點34℃）、na2hpo4.12h2o（熔點35~36℃）、zn(no3)2.6h2o（熔點36~37℃）、kf.2h2o（熔點41.5℃）、k(ch3coo).3/2h2o（熔點42℃）、ca(no3)2.4h2o（熔點42~47℃）、k3po4.7h2o（熔點45℃）、zn(no3)2.4h2o（熔點45~46℃）、na(ch3coo).3h2o（熔點46℃）、na2hpo4.7h2o（熔點48℃）、na2s2o3.5h2o（熔點48~49℃）、mgso4.7h2o（熔點48℃）等。優(yōu)選熔點溫度在25~40℃的結(jié)晶鹽，包括但不限于cacl2.6h2o、lino3.3h2o、na2so4·10h2o、na2co3.10h2o、cabr2.6h2o、na2hpo4.12h2o、zn(no3)2.6h2o中的一種。

其中，有機化合物包括但不限于熔點范圍在20℃~50℃的石蠟、烷、烯、羧酸、酸酐、醇、胺、酮、苯酚、乙二醇類、酯、鹵代烴、氰胺等中的一種或幾種，典型的例子包括聚乙二醇600、佛爾酮（熔點23~26℃）、d-乳酸（熔點26℃）、十二醇（熔點26℃）、聚乙二醇800（熔點26~30℃）、1-二十烯（熔點28.5℃）、棕櫚酸甲酯（熔點29℃）、乙酸冰片酯（熔點29℃）、平均碳原子數(shù)為18~19的石蠟（熔點28~32℃）、癸酸（熔點31~32℃）、二苯基甲胺（熔點34℃）、聚乙二醇1000（熔點35~40℃）、莰尼酮（熔點41℃）、苯酚（熔點41℃）、環(huán)癸醇（熔點40~41℃）、十七烷酮（熔點41℃）、苯甲酸酐（熔點42~43℃）、1-溴二十二烷（熔點44.5℃）、氰胺（熔點44℃）等。優(yōu)選為熔點溫度在25~40℃的有機物。

其中，混合體系相變材料是通過下述的一種或幾種物質(zhì)按照一定的比例配合來獲得所需要的熔點溫度范圍：a.兩種或多種熔點溫度不同的含結(jié)晶水鹽；b.兩種或多種熔點溫度不同的有機物；c.兩種或多種熔點溫度不同的含水結(jié)晶鹽和有機物；d.含水結(jié)晶鹽或有機物添加其它物質(zhì)。例如：將ca(no3)2.4h2o（熔點42~47℃）和mg(no3)2.6h2o（熔點89~90℃）兩種含水結(jié)晶鹽按47：53質(zhì)量比混合，可獲得熔點溫度為30℃的混合鹽；將三羥乙基乙烷與尿素兩種有機物按62.5：37.5質(zhì)量比混合，可獲得熔點溫度為29.8℃的混合有機物；將熔點為46℃的na(ch3coo).3h2o與尿素按照6：4的質(zhì)量比混合，可獲得熔點為30~31℃的混合物；而當(dāng)兩者按質(zhì)量比1：1混合，熔點可調(diào)整為40.5℃。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置的制作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置，結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)包括但不限于以下四層：封裝保護層、隔熱層、usb加熱層、相變材料保溫層。所述的封裝保護層對整個裝置起到密封、保護、結(jié)構(gòu)支撐、隔熱以及裝飾等作用，選用的材料可以是高分子、金屬、陶瓷或復(fù)合材料中的一種或幾種；所述的隔熱層作用是減少usb加熱層的熱量向外散失，同時對內(nèi)部的usb加熱層起減震和保護作用；所述的usb加熱層是輸液加熱裝置的發(fā)熱部件，發(fā)熱電阻材質(zhì)為金屬、半導(dǎo)體或碳纖維材料，通過印刷、鍍膜、粘結(jié)等方法密封后，以導(dǎo)線與usb接口相連；所述的相變材料保溫層是以相變材料作為保溫介質(zhì)，通過吸收usb加熱層產(chǎn)生的熱量，升溫后對包裹在其中的輸液管起加熱保溫作用。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的封裝保護層外觀設(shè)計為圓柱狀、長方體、正方體、圓臺體、棱錐狀及各種規(guī)則多面體。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的隔熱層選用材料為泡沫或纖維材料，包括但不限于閉孔泡沫塑料、開孔泡沫塑料、高分子纖維或無機纖維等。

進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的隔熱層材料優(yōu)選為聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、棉花纖維、聚酯纖維和玻璃纖維中的至少一種。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的usb加熱層根據(jù)加熱功率要求，加熱電阻的電阻值可設(shè)計為0.1ω~200ω。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的相變材料保溫層是將相變材料裝入塑料、橡膠、金屬箔及復(fù)合薄膜構(gòu)成的柔性容器中，以保證輸液管能與之緊密貼合。

進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的相變材料保溫層的封裝材料優(yōu)選為金屬鋁箔、銅箔、鈦箔、鎳箔，以及由金屬和塑料形成的復(fù)合薄膜中的至少一種。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，凡帶有usb接口的電源均可作為保溫輸液裝置的電源，包括但不限于將家用照明交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫吹倪m配器、充電器、電腦、平板、手機、移動電源、充電寶等外部電源。

本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題提供一種可方便地對輸液管加熱的裝置。本發(fā)明的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置在工作時，將輸液管放入相變材料保溫層中，然后將usb接口接入外部電源，包括但不限于適配器、充電器、電腦、平板、手機、移動電源、充電寶等，這樣外部的電能通過usb加熱層轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡貙又械南嘧儾牧蠝囟壬仙?，傳遞熱量給輸液管中的低溫藥液，從而起到加熱和保溫作用。

本發(fā)明提供了一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置及其原理和制作方法，具有以下顯著優(yōu)點：

1.成本低廉，原料易得，工藝過程簡單，適合批量生產(chǎn)，可反復(fù)使用。本發(fā)明所使用的相變材料、usb加熱片等為普通的工業(yè)原料，價格低廉，容易獲得。保溫輸液裝置制作工藝簡單，不需要復(fù)雜的電子設(shè)備，大幅度降低制作成本。同時，與現(xiàn)有的一次性輸液保溫裝置相比，本裝置可反復(fù)使用，為輸液者減輕經(jīng)濟負擔(dān)。

2.加熱效果良好，可避免過熱問題，利用相變材料熔化-凝固時的潛熱實現(xiàn)了對輸液藥劑的恒溫加熱，避免了因電磁輻射或者加熱溫度過高導(dǎo)致的輸液藥劑的活性降低，最大程度的保留了藥效。

3.結(jié)構(gòu)小巧，電源多樣化，方便使用。本發(fā)明的以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置，采用usb接口，除了可使用常用的220v家用照明電外，移動電源均能使用，輸液者方便攜帶。

附圖說明

附圖1是以圓柱狀結(jié)構(gòu)為例的保溫輸液裝置結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2是保溫輸液裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖

圖中，1外殼保護層，2隔熱層，3usb加熱層，4相變材料保溫層，5usb接口，6開口縫隙，7輸液管，8導(dǎo)線，9外部電源。

具體實施方式

一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置，結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)包括但不限于以下四層：封裝保護層、隔熱層、usb加熱層、相變材料保溫層。所述的封裝保護層對整個裝置起到密封、保護、結(jié)構(gòu)支撐、隔熱以及裝飾等作用，選用的材料可以是高分子、金屬、陶瓷或復(fù)合材料中的一種或幾種；所述的隔熱層作用是減少usb加熱層的熱量向外散失，同時對內(nèi)部的usb加熱層起減震和保護作用；所述的usb加熱層是輸液加熱裝置的發(fā)熱部件，發(fā)熱電阻材質(zhì)為金屬、半導(dǎo)體或碳纖維材料，通過印刷、鍍膜、粘結(jié)等方法密封后，以導(dǎo)線與usb接口相連；所述的相變材料保溫層是以相變材料作為保溫介質(zhì)，通過吸收usb加熱層產(chǎn)生的熱量，升溫后對包裹在其中的輸液管起加熱保溫作用。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的封裝保護層外觀設(shè)計為圓柱狀、長方體、正方體、圓臺體、棱錐狀及各種規(guī)則多面體。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的隔熱層選用材料為泡沫或纖維材料，包括但不限于閉孔泡沫塑料、開孔泡沫塑料、高分子纖維或無機纖維等。

進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的隔熱層材料優(yōu)選為聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、棉花纖維、聚酯纖維和玻璃纖維中的至少一種。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的usb加熱層根據(jù)加熱功率要求，加熱電阻的電阻值可設(shè)計為0.1ω~200ω。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的相變材料保溫層是將相變材料裝入塑料、橡膠、金屬箔及復(fù)合薄膜構(gòu)成的柔性容器中，以保證輸液管能與之緊密貼合。

進一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，其中，所述的相變材料保溫層的封裝材料優(yōu)選為金屬鋁箔、銅箔、鈦箔、鎳箔，以及由金屬和塑料形成的復(fù)合薄膜中的至少一種。

上述所述的一種以相變材料為保溫介質(zhì)的便攜式輸液加熱裝置中，凡帶有usb接口的電源均可作為保溫輸液裝置的電源，包括但不限于將家用照明交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫吹倪m配器、充電器、電腦、平板、手機、移動電源、充電寶等外部電源。

本發(fā)明還提供一種可方便地對輸液管加熱的裝置，該裝置在工作時，將輸液管放入相變材料保溫層中，然后將usb接口接入外部電源，包括但不限于適配器、充電器、電腦、平板、手機、移動電源、充電寶等，這樣外部的電能通過usb加熱層轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使保溫層中的相變材料溫度上升，傳遞熱量給輸液管中的低溫藥液，從而起到加熱和保溫作用。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1

5gcacl2·6h2o晶體粉封裝在外層覆有金屬鋁膜的聚酯塑料中作為保溫層。電阻5ω金屬薄膜印刷在聚酯上形成迷宮回路，作為為加熱介質(zhì)與usb接口通過導(dǎo)線相連，構(gòu)成加熱層。用4mm厚度聚氨酯泡沫為保溫層，各層間通過粘結(jié)劑連接后，裝入圓筒狀聚氯乙烯塑料保護層中。加熱層usb接口通過充電器數(shù)據(jù)線與220v交流電相接，輸液管流出液體溫度26~27℃。

實施例2

10gna2so4·10h2o晶體粉封裝在厚度0.1mm的金屬鋁膜中作為保溫層。以碳纖維為加熱介質(zhì)，電阻4ω，與usb接口通過導(dǎo)線相連，作為加熱層。以5mm厚度聚苯乙烯泡沫為保溫層，各層間通過粘結(jié)劑連接后，裝入長方體狀聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（abs）塑料保護層中。加熱層usb接口通過數(shù)據(jù)線與移動電源相接，輸液管流出液體溫度26~28℃。

實施例3

2.5gna(ch3coo).3h2o與2.5g尿素混合球磨過200目篩后，封裝在橡膠袋中作為保溫層。以碳纖維為加熱介質(zhì)，電阻為2ω，與usb接口通過導(dǎo)線相連，作為加熱層。以3mm厚度聚苯乙烯泡沫為保溫層，各層間通過粘結(jié)劑連接后，裝入正方體狀不銹鋼保護層中。加熱層usb接口通過數(shù)據(jù)線與移動電源相接，輸液管流出液體溫度32~33℃。

實施例4

4.7gca(no3)2.4h2o和5.3gmg(no3)2.6h2o混合球磨過200目篩后，封裝在厚度0.05mm的金屬銅膜作為保溫層。電阻2ω金屬薄膜印刷在聚酯上形成迷宮回路，作為為加熱介質(zhì)與usb接口通過導(dǎo)線相連，構(gòu)成加熱層。以5mm厚度棉纖維為保溫層，各層間通過粘結(jié)劑連接后，做成長方體狀封入聚丙烯塑料保護層中。usb接口通過手機充電器與家用交流電相接，可實現(xiàn)對輸液管~30℃恒溫加熱。

實施例5

具體實施方式同實施例1，所不同的是將相變材料改用為聚乙二醇800，可實現(xiàn)對輸液管28~30℃恒溫加熱。

實施例6

具體實施方式同實施例2，所不同的是將相變材料改用為平均碳原子數(shù)為18~19的石蠟，可實現(xiàn)對輸液管28~29℃恒溫加熱。

實施例7

具體實施方式同實施例2，所不同的是將相變材料改用為質(zhì)量比62.5%三羥乙基乙烷與37.5%尿素混合物，可實現(xiàn)對輸液管28~29℃恒溫加熱。

以上列舉的僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的若干個具體實施例說明，并非用來限制本發(fā)明的保護范圍。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例。凡未脫離本發(fā)明專利申請范圍所述的以相變材料作為介質(zhì)來加熱保溫、以帶通用串行總線（usb）接口的便攜式電器作為電源所制作的保溫輸液裝置的制作原理、結(jié)構(gòu)、方法及應(yīng)用都屬于本發(fā)明的保護范圍。本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員，通過對本發(fā)明的技術(shù)方法進行修改或者等同替代，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的原理、形狀、構(gòu)造、特征、精神等變化與修飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之中。