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CN105790509A - 一种用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统 - Google Patents

一种用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统 Download PDF

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CN105790509A
CN105790509A CN201610213656.0A CN201610213656A CN105790509A CN 105790509 A CN105790509 A CN 105790509A CN 201610213656 A CN201610213656 A CN 201610213656A CN 105790509 A CN105790509 A CN 105790509A
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CN
China
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micro
channel
channels
motor
cooling system
Prior art date
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Pending
Application number
CN201610213656.0A
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English (en)
Inventor
皮喜田
孙良伟
刘洪英
周建萍
敖路
敖一路
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Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统的设计方案。所述的辅助冷却系统，包括：冷却泵、微电机内部微流路冷却通道以及外部冷却通道。所述的冷却泵和微电机内部微流路冷却通道通过外部冷却通道连接，外部冷却通道与电通道集成在一起，通过一键式接头与电机连接，结构简单，使用方便。所述的微电机内部微流路冷却通道位于定子铁心，包括两个进水通道和两个出水通道。此辅助冷却系统可使延长高速微电机的负载工作时间，为神经外科手术动力装置的高速医用微电机的冷却设计提供一种新的思路。

Description

一种用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统
【技术领域】
本发明专利涉及一种医疗器械，更具体的说涉及一种用于神经外科手术的手术动力系统。
【背景技术】
神经外科手术是治疗颅内肿瘤、颅脑损伤、颅内压增高、脑血管病、颅内感染等疾病的重要手段，而手术动力装置在神经外科手术中起着至关重要的作用，手术动力系统是指可提供动力、控制和操作的医疗器械，实现精确手术操作，减轻医生的工作强度。手术动力系统所用的高速微电机由于高转速和高频率，其铁耗、转子表面空气摩擦损耗和涡流损耗都会增加，同时电机的体积和散热面积比较小，会严重影响电机的散热冷却，导致永磁体容易因过热而失磁，所以冷却系统成为了高速微电机的必要组成部分，目前用于手术动力装置的微电机大多采用风冷的方式，冷却效果不理想。
【发明专利内容】
本发明专利的目的是提出了一种用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统的设计方案，作用是冷却转子永磁体，保证电机的工作性能，延长手术动力装置微电机的负载工作时间。
本发明的技术方案如下：用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，它包括：冷却泵、微电机内部微流路冷却通道以及外部冷却通道，所述冷却泵和微电机内部微流路冷却通道通过外部冷却通道连接，外部冷却通道与电通道集成在一起，通过一键式接头与微电机连接，其结构简单，使用方便，所述的微电机内部微流路冷却通道位于定子铁心，包括两个进水通道和两个出水通道。
1.作为优选，所述的微电机内部微流路冷却通道设置在定子轭靠近定子外圆正对定子齿的地方，此处磁力线相对稀疏，增设的微流路冷却通道对电机内部磁场的影响较小。
2.作为优选，所述的微电机内部微流路冷却通道为直线型，保证冷却液在冷却通道中流动时不会被阻挡。
3.作为优选，所述的两个进水通道和两个出水通道对称排列。
4.作为优选，所述的两个进水通道之间间隔一个定子槽，进水通道为圆形，通道内径设置为1.5mm，长度与定子铁心长度相等。
5.作为优选，所述的两个出水通道之间间隔一个定子槽，出水通道为圆形，通道内径设置为1.5mm，长度与定子铁心长度相等。
6.作为优选，所述的微电机后端盖设置冷却液的进水口，进水口和进水通道之间有一个公共的腔室，可以保证两个进水通道有相同的水压。
7.作为优选，所述的微电机后端盖设置冷却液的出水口，出水口和出水通道之间有一个公共的腔室，可以保证冷却液及时流出。
本发明专利的有益效果在于：
1)在微电机上增设微流路冷却通道，同时外部冷却通道和电通道集成在一起，结构简单，使用方便。
2)添加用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统后，微电机的冷却效果较好，负载工作时间得到延长，为手术动力装置微电机冷却系统的设计提供一种新的思路。
【附图说明】
图1为用于手术动力装置的辅助冷却系统框图
图2为微电机内部微流路冷却通道示意图
图3为微电机内部结构图
图中：
1-微电机；
2-一键式接头；
3-电通道；
4-外部冷却通道；
5-冷却泵；
6-进水通道；
7-出水通道；
8-定子轭；
9-定子齿；
10-进水口；
11-公共腔室；
12-定子铁心；
13-电机绕组；
14-电机转子；
15-出水口。
【具体实施方式】
工作过程中，冷却泵(5)将恒定温度的冷却液(纯净水，20℃)，通过外部冷却通道(4)和进水口(10)泵入公共腔室(11)，此处为共轭结构，可以对2个进水通道(6)产生相同的水压，冷却液经过两个进水通道(6)后流入两个出水通道(7)，最后经由出水口(15)流出，在此过程中，可以带走绕组(13)、定子铁心(12)以及转子(14)表面空气摩擦产生的热量，流出的冷却液通过外部冷却通道流回冷却泵，冷却泵对高温液体压缩制冷，如此形成一个循环流动的过程，达到冷却效果。

Claims (6)

1.一种用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，其特征在于：辅助冷却系统包括冷却泵(5)、微电机内部微流路冷却通道(6、7)和外部冷却通道(4)，所述的冷却泵和微电机内部微流路冷却通道通过外部冷却通道连接，所述的微电机内部微流路冷却通道位于定子铁心(12)，包括两个进水通道(6)和两个出水通道(7)，所述的两个进水通道之间间隔一个定子槽，位于定子轭(8)靠近定子外圆正对定子齿(9)的地方，所述的两个进水通道与两个出水通道对称分布。
2.如权利要求1所述的用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，其特征在于：所述的外部冷却通道与电通道(3)集成在一起，采用一键式接头(2)与电机连接。
3.如权利要求1所述的用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，其特征在于：所述的两个进水通道(6)为直线型结构，通道为圆形，内径1.5～2mm，长度与定子铁心(12)长度相等。
4.如权利要求1所述的用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，其特征在于：所述的两个出水通道(7)为直线型结构，通道为圆形，内径1.5～2mm，长度与定子铁心(12)长度相等。
5.如权利要求1所述的用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，其特征在于：所述的辅助冷却系统在电机后端盖设置冷却液的进水口(10)，进水口和两个进水通道之间有一个公共腔室(11)。
6.如权利要求1所述的用于手术动力装置的基于微流路通道辅助冷却系统，其特征在于：所述的辅助冷却系统在电机后端盖设置冷却液的出水口(15)，出水口和两个出水通道之间有一个公共腔室(11)。
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