DE2320440A1

DE2320440A1 - Microwave blood heating unit - revolving bottle with longitudinal axis perpendicular to rotational axis

Info

Publication number: DE2320440A1
Application number: DE19732320440
Authority: DE
Inventors: Karl-August Dipl Ing Heyne; Paul Curt Mueller; Gerhard Raupach
Original assignee: Robert Bosch Elektronik GmbH
Current assignee: Robert Bosch Elektronik GmbH
Priority date: 1973-04-21
Filing date: 1973-04-21
Publication date: 1974-11-07
Also published as: DE2320440B2

Abstract

A microwave heating device for blood in bottles from a chilled blood bank prior to use includes a holder for the bottle which grips it so that its longitudinal axis lies at right angles to the axis of rotation of the drive. A temperature probe is arranged within the drive coaxial to its axis of rotation. This design combines adequate mixing with a change of the microwave structure, resulting in a rapid and homogeneous heating of the blood. The temperature probe is very close to the blood specimen and in an area where the field intensity is almost zero.

Description

Gerät zur Erwärmung von Blut durch Mikrowellen Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erwärmung von in einem länglichen, beispielsweise flaschenartigen, Gefäß befindlichem Blut durch Mikrowellen mit einer Drehvorrichtung, deren eines Ende in einen verschließbaren Erwärmungsraum des Gerätes ragt und eine halterung für das Gefäß trägt und deren anderes Ende mit einem elektrischen Antrieb verbunden ist, und mit mindestens einem Temperaturfühler. Apparatus for heating blood by microwaves The invention relates to a device for heating in an elongated, for example bottle-like, Vessel located blood by microwaves with a rotating device, one of which End protrudes into a lockable heating space of the device and a bracket for the vessel and the other end connected to an electric drive and with at least one temperature sensor.

Es ist bekannt, Blut in nichtmetallischen Gefäßen, zum Beispiel in Glasflaschen, in gekühltem Zustand aufzubewahren - sogenannte Blutkonserven - und in diesen Gefäßen kurz vor seiner Verwendung durch Mikrowellenenergie rasch auf eine etwa der Temperatur des menschlichen Körpers entsprechende Temperatur zu erwärmen.It is known to hold blood in non-metallic vessels, for example in Glass bottles to be kept in a cool state - so-called blood products - and in these vessels shortly before its use by microwave energy heat to a temperature approximately equal to the temperature of the human body.

Bei der Erwärmung einer Blutkonserve durch Mikrowellenenergie besteht jedoch allgemein die Schwierigkeit, daß sich das Blut nicht gleichmäßig erwärmt, insbesondere dann, wenn diese während der Erwärmung nicht bewegt wird. Die Hauptgründe dafür sind: erstens bilden sich im Erwärmungsraum sogenannte stehende Wellen, und zweitens ist der Energieumsatz aufgrund der gegebenen Eindringtiefe des Mikrowellenfeldes in das zu erwärmende erwärmende Blut begrenzt. Beispielsweise beträgt die Eindringtiefe eines Mikrowellenfeldes mit einer Frequenz von 2,4 Gliz bei Blut ungefähr 15 mm.When a bank of blood is heated by microwave energy but in general the difficulty that the blood does not heat up evenly, especially if it is not moved during heating. The main reasons for this are: firstly, so-called standing waves are formed in the heating room, and second is the energy expenditure due to the given depth of penetration of the microwave field in that to be heated warming blood limited. For example, is the penetration depth of a microwave field with a frequency of 2.4 gliz in blood about 15 mm.

Um dennoch auf die Vorteile einer raschen Erwärmung von Blutkohserven durch Mikrowellen nicht verzichten zu müssen, wurde bereits ein Gerät vorgeschlagen, bei' dem die Blutkonserve mit ihrer Längsachse schräg zur IIorizontalen geneigt angeordnet ist und während des Erwärmungsvorgangs um ihre Längsachse gedreht wird (Schweizer Patentschrift 444 338>. Zu diesem Zweck besitzt dieses bekannte Gerät eine Drehvorrichtung, die mit einem Ende in einen verschließbaren Erwärmungsraum ragt und mit ihrem anderen Ende mit einem elektrischen Antrieb verbunden ist. An dem in den Erwärmungsraum ragenden Ende dieser Drehvorrichtung ist eine Halterung für die Blutkonserve befestigt, die gleichzeitig mit einem Temperaturfühler zum Messen der Bluttemperatur ausgestattet ist. Der Temperaturfühler ist über Schleifkontakte mit einem Temperaturmeßkreis verbunden.Nevertheless, to take advantage of the rapid warming of blood carcasses not having to do without microwaves, a device has already been proposed, in which the blood unit is inclined with its longitudinal axis at an angle to the horizontal is arranged and is rotated about its longitudinal axis during the heating process (Swiss patent specification 444 338>. For this purpose, this known device a rotating device, which with one end into a closable heating space protrudes and is connected at its other end to an electric drive. At the end of this rotating device protruding into the heating space is a holder for the blood bank attached, which at the same time with a temperature sensor for Measuring blood temperature is equipped. The temperature sensor is via sliding contacts connected to a temperature measuring circuit.

Mit einem derart aufgebauten Gerät ist das Erwärmen von Blutkonserven zwar durch die Drehbewegung und die Schräglage derselben während des Erwärmungsvorgangs verbessert worden, jedoch ist eine rasche und gleichmäßige Erwärmung des Blutes mit diesem bekannten Gerät nicht gewährleistet. Durch die Drehung der flaschenförmigen Blutkonserve um ihre Längsachse wird nämlich nämlich das stehende Mikrowellenfeld kaum beeinflußt, und der Konserveninhalt wird dabei nicht ausreichend durchmischt. Dazu kommt bei diesem Gerät, -daß der in der Halterung angeordnete Temperaturfühler innerhalb des Hochfrequenzfeldes liegt, so daß er von diesem beeinflußt wird und dadurch das Meßergebnis verfälscht werden kann.With a device constructed in this way, the heating of blood products is possible by the rotary movement and the inclination of the same during the heating process has been improved, however, rapid and even heating of the blood has been achieved not guaranteed with this known device. By rotating the bottle-shaped Blood is stored around its longitudinal axis namely namely the standing one Microwave field hardly influenced, and the contents of the canned food are not sufficient mixed. In addition, with this device, -that is arranged in the holder Temperature sensor is within the high-frequency field, so that it is influenced by this and thereby the measurement result can be falsified.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein betriebssicheres Gerät zur Erwärmung von in einem länglichen Gefäß befindlichem Blut durch Mikrowellen zu schaffen, mit dem das Blut in kurzer Zeit völlig homogen erwärmt und gleichzeitig dessen Temperatur fehlerfrei gemessen werden kann.The invention is based on the prior art described the task underlying a reliable device for heating in an elongated Using microwaves to create blood in the vessel, with which the blood is drawn in a short time Time heated completely homogeneously and at the same time its temperature measured without errors can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine derartige Ausbildung der Halterung, daß sie das Gefäß mit seiner Längsachse senkrecht zur Drehachse der Drehvorrichtung festhält.According to the invention, this object is achieved by such a design the holder that it is the vessel with its longitudinal axis perpendicular to the axis of rotation Rotating device holds.

Durch diese Anordnung wird vorteilhaft erreicht, daß sich das Mikrowellenfeld im Betriebszustand in seiner Feldstruktur verändert, das heißt unregelmäßig wird, ferner, daß das Blut ausreichend durchmischt wird. Aufgrund des Zusammenwirkens dieser beiden Komponenten erhält man eine rasche, völlig homogene Erwärmung des Blutes.This arrangement advantageously ensures that the microwave field its field structure changes during operation, i.e. becomes irregular, also that the blood is sufficiently mixed. Because of the interaction of these two components one obtains a rapid, completely homogeneous heating of the Blood.

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Temperaturfühler innerhalb der Drehvorrichtung koaxial zu ihrer Drehachse angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird vorteilhaft erreicht, daß sich der Temperaturfühler Temperatur fühler einerseits in unmittelbarer Nähe der zu messenden Blutkonserve befindet und andererseits sich an einem Ort im Bereich des Erwärmungsraumes befindet, wo die Feldstärke annähernd Null ist. Letzteres ist dadurch begründet, daß der die Halterung tragende Teil der Drehvorrichtung elektrisch eine Art Einbuchtung im Mikrowellenfeld darstellt.A particularly good effect is achieved if in a further embodiment the invention of the temperature sensor within the rotating device coaxial to their Rotation axis is arranged. This arrangement advantageously achieves that the temperature sensor Temperature sensor on the one hand in the immediate vicinity Is close to the blood unit to be measured and, on the other hand, at a location in the The area of the heating room is where the field strength is approximately zero. The latter is justified by the fact that the part of the rotating device carrying the bracket is electrical represents a kind of indentation in the microwave field.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der Zeichnung vereinfacht und schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gerätes mit entfernter Seitenwand, Fig. 2 einen Ausschnitt der Seitenansicht nach Fig. 1 mit einer um 900 gedrehten Drehvorrichtung, teilweise geschnitten und vergrößert dargestellt, und Fig. 3 einen Ausschnitt einer Rückansicht des Gerätes nach Fig. 1 im Bereich der Drehvorrichtung.Further details of the invention are given below with reference to a Simplified and schematically illustrated embodiment in the drawing described and explained in more detail. 1 shows a side view of the invention Device with the side wall removed, Fig. 2 shows a detail of the side view Fig. 1 with a turning device rotated by 900, partially sectioned and enlarged and FIG. 3 shows a detail of a rear view of the device according to FIG. 1 in the area of the rotating device.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät zur Erwärmung von Blut hat ein schrankartig ausgebildetes' Gehäuse 1 und ist mittels an der Unterseite des Gehäuses 1 angebrachter Rollen 2 verfahrbar. Im Innenraum des Gehäuses 1 - von unten nach oben betrachtet -sind im wesentlichen untergebracht: ein Netzteil 3, ein Magnetron 4 zur Erzeugung der Mikrowellenenergie mit einem Dipol 5, ein Hohlleiter 6, in den der Dipol 5 hineinragt, sowie ein ein Erwärmungsraum 7 und eine Drehvorrichtung 8, deren Drehachse annähernd horizontal verläuft. Außerdem ist noch im Bereich des Magnetrons 4 ein zu dessen Kühlung vorgesehener Ventilator 9 im Innenraum untergebracht. Die Kühlluft durchströmt dabei den Innenraum des Gehäuses 1 von oben nach unten. Bei 10 a wird die Kühlluft angesaugt und bei 10 b wieder ausgestoßen.The device shown in Fig. 1 for heating blood has a cabinet-like formed 'housing 1 and is attached by means of the underside of the housing 1 Rollers 2 movable. In the interior of the housing 1 - viewed from bottom to top -are essentially housed: a power supply 3, a magnetron 4 for generation the microwave energy with a dipole 5, a waveguide 6 into which the dipole 5 protrudes, as well as a a heating room 7 and a rotating device 8, whose The axis of rotation is approximately horizontal. It is also in the area of the magnetron 4 accommodated a fan 9 provided for cooling it in the interior. the Cooling air flows through the interior of the housing 1 from top to bottom. at 10 a, the cooling air is sucked in and expelled again at 10 b.

Der Erwärmungsraum 7 hat an seiner unteren Seite eine Of£nung 11, durch die die Mikrowellen vom Hohlleiter 6 kommend in den Erwärmungsraum 7 eingespeist werden. Die Öffnung 11 ist mit einer hochfrequenzdurchlässigen Folie 12, z. B. aus "Teflon, wasserdicht abgedeckt. Der Erwärmungsraum 7 ist zum Einbringen einer Blutkonserve von seiner oberen Seite her von außen zugänglich.The heating space 7 has an opening 11 on its lower side, through which the microwaves coming from the waveguide 6 are fed into the heating space 7 will. The opening 11 is covered with a high frequency permeable film 12, for. B. off "Teflon, covered watertight. The heating space 7 is for the introduction of a blood reserve accessible from the outside from its upper side.

Dazu ist ein Teil der leicht nach vorn geneigten oberen Wand des Gehäuses 1 als aufklappbarer Deckel 13 ausgebildet. Der Deckel 13 ist um ein Scharnier 14 schwenkbar.For this purpose, there is a part of the upper wall of the housing, which is slightly inclined towards the front 1 designed as a hinged cover 13. The lid 13 is around a hinge 14 pivotable.

An der Unterseite des Deckels 13 ist ein Stegblech 15 vorgesehen, an dessen freiem Ende ein Winkelstück 16 aus Weicheisen befestigt ist. Im übrigen ist der Deckel 13 in bekannter Weise derart ausgebildet, daß mit diesem der Erwärmungsraum 7 hochfrequenzdicht verschlossen werden kann. Im geschlossenen Zustand wird der Deckel 13 durch einen Permanentmagneten 17 gehalten, an dem dann das Winkelstück 16 anliegt.A web plate 15 is provided on the underside of the cover 13, at its free end an angle piece 16 made of soft iron is attached. Furthermore the cover 13 is designed in a known manner such that with this the heating space 7 can be closed in a high-frequency-tight manner. When closed, the Lid 13 held by a permanent magnet 17, on which then the elbow 16 is present.

Die Drehvorrichtung 8 (Fig. 1 und 2) besteht im wesentlichen aus einer mit einem Flansch 18 versehenen Hohlwelle 19, die in einem mit zwei Kugellagern bestückten Lagerbock 21 gelagert ist; ferner einer einer Rutschkupplung 22 mit einem zwischen den Kupplungshälften 22'a, 22 b angeordneten Antriebsrad 23 und einer an dem Flansch 18 befestigten Halterung 24. Die Hohlwelle 19 und der Lagerbock 21 bestehen aus Metall, dagegen besteht die Halterung 24 aus einem verlustarmen Kunststoff. Innerhalb der Hohlwelle 19 befindet sich ein koaxial zu ihrer Drehachse angeordneter Temperaturfühler 25, der von einer mit der Hohlwelle 19 fest verbundenen Hülse 26 umgeben ist. Die Hülse 26 besteht aus einem dielektrischen Material, welches die Wärme schlecht leitet, aber dennoch einen guten kapazitiven Kurzschluß bildet.The rotating device 8 (Fig. 1 and 2) consists essentially of one provided with a flange 18 hollow shaft 19, which is in one with two ball bearings equipped bearing block 21 is stored; also one a slip clutch 22 with a drive wheel 23 arranged between the coupling halves 22'a, 22b and a bracket 24 attached to the flange 18. The hollow shaft 19 and the bearing block 21 are made of metal, whereas the bracket 24 consists of a low-loss one Plastic. Inside the hollow shaft 19 is a coaxial to its axis of rotation arranged temperature sensor 25, which is firmly connected by a with the hollow shaft 19 Sleeve 26 is surrounded. The sleeve 26 is made of a dielectric material which conducts heat poorly, but still forms a good capacitive short circuit.

Der Temperaturfühler 25 besteht aus einem Metallrohr, in dessen einem Ende ein NTC-Widerstand 27 befestigt ist und an dessen anderem Ende ein Schlitz 28 eingearbeitet ist, in den eine Feder 29 eingreift. Innerhalb des Metallrohres des Temperaturfühlers 25 werden elektrische Leitungen geführt, die den NTC-Widerstand mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Temperaturmeßkreis verbinden. Der Temperaturfühler ist mit einem geringen Spiel in die Hülse 26 eingepaßt und wird durch die Feder 29 drehfest gehalten, so daß dieser, wenn sich die Drehvorrichtung dreht, feststeht.The temperature sensor 25 consists of a metal tube, in one of which End of an NTC resistor 27 is attached and at the other end of a slot 28 is incorporated into which a spring 29 engages. Inside the metal pipe the temperature sensor 25 electrical lines are routed, which the NTC resistor connect to a temperature measuring circuit not shown in the drawing. Of the The temperature sensor is fitted with a slight play in the sleeve 26 and is held non-rotatably by the spring 29, so that this when the rotating device turns, is certain.

Die Kupplungshälfte 22 b ist als Nocken (Fig. 3) ausgebildet und arbeitet mit einem elektrischen Schalter 31 zusammen. Bei jedem Umlauf der Kupplungshälfte 22 b wirkt diese auf den Schalter 31 derart ein, das ein in der Zeichnung nicht dargestellter Stromkreis für den Antrieb der Drehvorrichtung 8 nur dann unterbrochen brochen werden kann, wenn die Halterung 24 in einer bestimmten Lage steht. Als Antrieb für die Drehvorrichtung 8 (Fig. 3) dient ein mit einem Elektromotor gekoppeltes Getriebe 32, dessen Ritzel über eine Kette oder einen Riemen 33 mit dem Antriebsrad 23 verbunden ist.The coupling half 22 b is designed as a cam (Fig. 3) and works with an electrical switch 31 together. With every revolution of the coupling half 22 b, this acts on the switch 31 in such a way that the one in the drawing is not The circuit shown for driving the rotating device 8 is only interrupted broke can be when the holder 24 is in a certain position. As a drive for the rotating device 8 (Fig. 3) is a gear coupled with an electric motor 32, the pinion of which is connected to the drive wheel 23 via a chain or a belt 33 is.

Die Halterung 24 (Fig. 1 und 2) besteht aus zwei schalenförmigen Backen 34 und 35, die einen napfförmigen Hohlraum 36 für die Aufnahme eines flaschenförmigen Gefäßes 37 begrenzen. Die Längsachse dieses Hohlraumes 36 verläuft senkrecht zur Drehachse der Drehvorrichtung 8. In Fig. 2 ist die Halterung 24 gegenüber Fig. 1 um 90° gedreht dargestellt, sq daß das Gefäß 37 von unten zu sehen ist.The holder 24 (Fig. 1 and 2) consists of two bowl-shaped jaws 34 and 35, which have a cup-shaped cavity 36 for receiving a bottle-shaped Limit vessel 37. The longitudinal axis of this cavity 36 is perpendicular to The axis of rotation of the rotating device 8. In FIG. 2, the holder 24 is opposite to FIG. 1 Shown rotated by 90 °, sq that the vessel 37 can be seen from below.

Die Backe 35 der Halterung 24 ist an dem Flansch 18 der lIohlwelle 19 befestigt und hat im Bereich der Drehachse eine durchgehende Bohrung 38, in die die Hülse 26 mit einem Endabschnitt eingreift. Auf der, Innenseite der Backe 35 ist ein dünnwandiges Blech 39 aus Kupfer oder Silber befestigt, das die Bohrung 38 abdeckt. Gegen das Blech 39 wird einerseits der NTC-Widerstand 27 durch die an den Temperaturfühler 25 angreifende Feder 29 angedrUckt,und andererseits liegt das in die Halterung 24 gesteckte Gefäß 37 an dem Blech 39 an. Durch diese Anordnung erhält man eine sehr gute Wärmeübertragung vom Gefäß 37 zum NTC-Widerstand 27. Die zwischen dem feststehenden NTC-Widerstand 27 und dem sich drehenden Blech 39 möglicherweise entstehende geringe Reibungswärme kann vernachlässigt werden, da die Drehung der Drehvorrichtung 8 nur mit 1S - 30 U/min erfolgt.The jaw 35 of the holder 24 is on the flange 18 of the hollow shaft 19 attached and has a through hole 38 in the area of the axis of rotation the sleeve 26 engages one end portion. On the inside of the jaw 35 is a thin-walled sheet 39 made of copper or silver attached to the hole 38 covers. Against the sheet 39, the NTC resistor 27 is on the one hand by the the temperature sensor 25 engaging spring 29 is pressed, and on the other hand that lies Vessel 37 inserted into holder 24 on sheet metal 39. Through this arrangement one obtains a very good heat transfer from the vessel 37 to the NTC resistor 27. The between the fixed NTC resistor 27 and the rotating plate 39 possibly resulting low frictional heat can be neglected, since the rotation of the Turning device 8 only takes place at 1S - 30 rpm.

Die Die Backe 34 der Halterung 24 ist bei 41 mit der Backe 35 gelenkig verbunden und kann zum besseren Einlegen des Gefäßes 37 in die Halterung 24 in der Art eines Deckels nach außen geklappt werden. An den freien Enden der Backen 34 und 35 ist ein üblicher Schnapp- oder Schraubverschluß angebracht - angedeutet bei 42 -, mit dem diese miteinander verbunden werden.the The jaw 34 of the bracket 24 is at 41 with the Jaw 35 articulated and can for better insertion of the vessel 37 in the Bracket 24 can be folded outward in the manner of a lid. To the free ones A conventional snap or screw lock is attached to the ends of the jaws 34 and 35 - indicated at 42 - with which these are connected to one another.

Claims

() i Device for heating in an elongated, for example bottle-like, Vessel located blood by microwaves, with a rotating device, one of which End protrudes into a lockable heating space of the device and a holder for the vessel and the other end connected to an electric drive is, and with at least one temperature sensor, characterized by such Formation of the holder (24) so that it is perpendicular to the vessel (37 with its longitudinal axis to the axis of rotation of the rotating device (8).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature sensor (25) is arranged within the rotating device (8) coaxially to its axis of rotation.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that one Spring (29) is provided which holds the temperature sensor (25) against one in the holder (24) firm, thin-walled sheet metal (39) with low heat capacity presses on which the vessel (37) inserted into the holder (24) lies tightly against it.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the temperature sensor (25) is held non-rotatably by the spring (29).

5. Apparatus according to claims 1 to 4, characterized in that the temperature sensor (25) is surrounded by a sleeve (26) made of dielectric material is.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the drive side At the end of the rotating device (8) a cam (22 b) is provided which, with each revolution acts on an electrical switch (31) so that the electrical circuit for the drive (32) of the rotating device (8) can only be interrupted, when the holder (24) is in a certain position.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the axis of rotation of the rotating device (8) is approximately horizontal.

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that the holder (24) consists of two bowl-shaped jaws (34, 35) which have a cup-shaped cavity (36) for receiving the vessel (37), with one jaw (35) fixed arranged and the other jaw (34) to this in the manner of a lockable lid is hinged.

9. Device according to the response 6 to 8, characterized in that the electrical circuit for the drive (32) of the rotating device (8) only then can be interrupted when the cup-shaped cavity (36) of the holder (24) with its opening pointing upwards.

L e r s e i t e