Der Beatmungsmotor ist eine Kernkomponente moderner Geräte für die Hilfe von medizinischen Atemwege, die sich direkt auf die Genauigkeit und Stabilität der Luftstromleistung auswirken. Mit der kontinuierlichen Entwicklung nicht-invasiver Beatmungsgeräte, invasiven Beatmungsgeräte und der Sauerstofftherapie-Geräte mit hoher Fluss werden die Leistung und die langfristigen Stabilitätsanforderungen des Motors immer strenger. Der Motor erzeugt bei hohen Frequenzen erhebliche Wärme. Eine schlechte Wärmeabteilung kann zu einer verringerten Effizienz, einer Fehlfunktion des Kontrollsystems und sogar zu motorischen Schäden führen. Daher ist eine effektive und effiziente Wärmeableitung von entscheidender Bedeutung, um einen zuverlässigen Beatmungsmotorbetrieb sicherzustellen.
Gemeinsame Ventilator -Motorkühlmethoden
Natürliche Konvektion
Die natürliche Konvektion ist die häufigste Methode zur Wärmeabteilung. Es löst den Wärme durch die Temperaturdifferenz zwischen der Motoroberfläche und der umgebenden Luft. Diese Methode eignet sich für geringfügige, kleine Beatmungsmotoren, erfordert keine zusätzlichen Komponenten der Wärmeableitungen, bietet eine einfache Struktur und senkt die Wartungskosten. Das Gehäuse besteht typischerweise aus Aluminiumlegierung oder Metallgehäuse mit Flossen, um die Effizienz der Wärmeabteilung zu verbessern. Hohe Konvektionsanforderungen erfordern eine reibungslose Luftzirkulation innerhalb des Geräts.
Zwangsluftkühlung
Die erzwungene Luftkühlung verwendet einen externen oder internen Lüfter, um einen Richtluftstrom zu erzeugen und die Wärmeentfernung von der Motoroberfläche zu beschleunigen. Es ist für Hochgeschwindigkeits-Beatmungsmotoren geeignet. Die Luftkühlung kann die Effizienz des Wärmeableitungen erheblich verbessern und die motorischen Wickeltemperaturen innerhalb sicherer Grenzen halten. Beatmungsdesigns enthalten typischerweise kleine axiale oder zentrifugale Lüfter in den Lüfterseitenkanälen oder um den Motor. Die Luftkühlstruktur muss Luftstrompfade, Geräuschkontrolle und räumliches Layout ausgleichen.
Flüssigkühlung
Die Flüssigkühlung verwendet ein Kühlmittel (wie reine Wasser oder Ethylenglykollösung), um durch geschlossene Rohre zu zirkulieren, um den Wärme zu entfernen. Es wird hauptsächlich in Hochleistungs-, kontinuierlich betriebenen industriellen oder kritischen Atemwegssystemen verwendet. Ein flüssiges Kühlsystem umfasst Komponenten wie eine Kühlmittelpumpe, einen Wärmetauscher und Kühlplatten. Die Flüssigkühlung bietet Effizienz, Stabilität und minimale Temperaturschwankungen, ist jedoch komplex, teuer und erfordert eine hohe Wartung. Es wird im Allgemeinen nicht in häuslichen oder mobilen Beatmungsgeräten verwendet.
Rohrkühlung
Wärmerohre sind eine Wärmedissipationstechnologie, die das Prinzip der Phasenänderung nutzt, um schnell Wärme durchzuführen. Sie eignen sich für kompakte, aber hitzeintensive Beatmungsmotoren. Eine kleine Menge Flüssigkeit wird innerhalb des Wärmerohrs gefüllt, das die Wärmeabsorption und Kondensation schnell die Wärme überträgt. Wärmerohre können mit Luftkühlung oder natürlicher Konvektion kombiniert werden, um die Effizienz der Wärmeabteilung zu verbessern. Die Kühlung des Wärmerohrs erfordert strenge Anforderungen an die motorische Layout, und während der anfänglichen Konstruktionsphase ist eine thermische Simulationsmodellierung erforderlich. Diese Methode eignet sich für Anwendungen, die eine zentralisierte Kühlung von wärmeempfindlichen Motorteilen erfordern.
Das Hinzufügen von Kühlkörper zum Motorgehäuse oder der Controller-Karte ist eine kostengünstige, zuverlässige und herkömmliche Methode. Diese Methode beschleunigt den Wärmeaustausch durch Erhöhen des Wärmeableitungsbereichs. Kühlkörper bestehen normalerweise aus Aluminium oder Kupfer und verfügen häufig über nadelförmige, flossenförmige oder wabenförmige Formen. In Kombination mit natürlicher Konvektion oder Luftkühlung bietet diese Methode eine optimale Kühlleistung. Diese Methode eignet sich für eingebettete Beatmungssysteme mit begrenztem Platz, aber Anforderungen an die Abteilung mit hoher Wärme.
Schlüsselfaktoren bei der Auswahl einer Kühlmethode
Die Auswahl der entsprechenden Kühlmethode für einen Beatmungsmotor erfordert eine umfassende Berücksichtigung mehrerer Faktoren:
Motorleistung
Umgebungsbetriebstemperatur und Luftfeuchtigkeit
Gerätebetriebslastfrequenz
Dimensions- und Installationsraumbeschränkungen
Systemrauschenanforderungen
Kostenbudget
Zuverlässigkeits- und Wartungszyklus
In der tatsächlichen Produktentwicklung wird häufig eine thermische Simulationsanalyse durchgeführt, um den Temperaturanstieg verschiedener Kühlungsdesigns unter unterschiedlichen Lasten zu bewerten, um sicherzustellen, dass die Betriebstemperatur des Motors unter dem Standard -Isolationsklassenstandard bleibt (z. B. Klasse F, Klasse F, Klasse H).
Medizinische Industriestandards für die Wärmeabteilung
Als medizinische Geräte müssen die Beatmungsgeräte mehreren elektrischen Sicherheits- und Temperaturanstiegsstandards wie IEC 60601-1 und ISO 80601-2-12 einhalten. Diese Standards stellen strenge Anforderungen an die Wärmedissipationsleistung des Motors und seiner Kontrollkomponenten auf, einschließlich oberer Grenzen der Motoroberflächentemperaturen, Überhitzungsschutzgeräte und der Lebensdauer der Isolierung des Alterns. Das Design muss sicherstellen, dass der Motor unter den härtesten Betriebsbedingungen nicht überhitzt, wodurch die Genauigkeit der Luftströmungskontrolle und die langfristige Betriebsstabilität des Geräts beibehalten wird.
