ES2385351T3

Infusion fluid heat exchanger and cartridge

Abstract

A disposable fluid infusion cartridge (100) comprising a heat exchanger (101) comprising upper and lower faces and an internal heat exchange zone defined by a first and second plurality of overlapping fins (302, 303), which create a substantially uniform tortuous flow path depth, in which each fin has a height ratio with respect to the width of at least 1: 2, whereby the fluid enters the lower face of the heat exchanger (101) through a lower access (106) and fills a lower flow cavity (304) through the width of the heat exchange zone before at least partially flow through the width of each rear superimposed fin and through the heat exchange zone and out of an upper access (107) on the upper face of the heat exchanger, wherein the fluid flowing through the heat exchanger (101) creates a fluid tape, larger in width than in the linear flow length segments, for improved exposure to the inner surface of the heat exchanger (101), characterized because the disposable fluid infusion cartridge (100) further comprises an air trap (110) comprising upper and lower faces (501, 502) defining a longitudinal axis that extends centrally therebetween, an upper fluid inlet port (503) to receive the fluid from the heat exchanger (101), a lower fluid outlet port (505) positioned outside the center of the longitudinal axis, an upper air outlet (504), and a fluid flow disruptor (601) positioned outside the center of the longitudinal axis and next lower fluid outlet access (505), in which the upper fluid inlet port (503) is positioned outside the center of the longitudinal axis of the air trap (110) to create a vortex of fluid flowing along the longitudinal length of the air trap (110) by extracting the air descending towards the lower fluid outlet access (505), and further comprising a purge mechanism for purging the air from the air trap (110) and preventing the air from passing beyond the air trap (110).

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Projected expiry passed 9 March 2026, 0.5 years ago.

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22 claims: 22 independent, 0 dependent

  1. 1
    REIVINDICACIONES 1. Un cartucho de infusión de fluido desechable (100) que comprende un intercambiador de calor (101) que comprende caras superior e inferior y una zona de intercambio de calor interna definida por una primera y segunda 5 pluralidad de aletas superpuestas (302, 303), que crean una profundidad de trayectoria de flujo tortuosa sustancialmente uniforme, en el que cada aleta tiene una relación de altura con respecto a la anchura de al menos 1:2, por lo que el fluido entra en la cara inferior del intercambiador de calor (101) a través de un acceso inferior (106) y llena una cavidad de flujo inferior (304) a través de la anchura de la zona de intercambio de calor antes de fluir al menos parcialmente través de la anchura de cada aleta superpuesta posterior y a través de la zona de intercambio de calor y fuera de un acceso superior (107) en la cara superior del intercambiador de calor, en el que el fluido que fluye a través del intercambiador de calor (101) crea una cinta de fluido, mayor en anchura que en los segmentos de longitud de flujo lineal, para una exposición mejorada a la superficie interior del intercambiador de calor (101), caracterizado por que el cartucho de infusión de fluido desechable (100) comprende además una trampa de aire (110) que comprende 15 caras superior e inferior (501, 502) que definen un eje longitudinal que se extiende centralmente entre las mismas, un acceso de entrada de fluido superior (503) para recibir el fluido desde el intercambiador de calor (101), un acceso de salida de fluido inferior (505) posicionado fuera del centro del eje longitudinal, un acceso de salida de aire superior (504), y un disruptor de flujo de fluido (601) posicionado fuera del centro del eje longitudinal y próximo al acceso de salida de fluido inferior (505), en el que el acceso de entrada de fluido superior (503) se posiciona fuera del centro del eje longitudinal de la trampa de aire (110) para crear un vórtice de fluido que fluye a lo largo del eje longitudinal de la trampa de aire (110) extrayendo el aire descendentemente hacia el acceso de salida de fluido inferior (505), y que comprende además un mecanismo de purga para purgar el aire de la trampa de aire (110) y evitar que el aire pase más allá de la trampa de aire (110). 25 2. El cartucho de la reivindicación 1, en el que la relación de la altura de las aletas (302, 303) con respecto a la anchura de las aletas (302, 303) es de aproximadamente 1:2 a 1:50.
  2. 3
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la relación de la altura de las aletas (302, 303) con respecto a la anchura de las aletas (302, 303) es de aproximadamente 1:4 a 1:25.
  3. 4
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la relación de la altura de las aletas (302, 303) con respecto a la anchura de las aletas (302, 303) es de aproximadamente 1:5 a 1:10.
  4. 5
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la altura de las aletas (302, 303) varía de aproximadamente 6,35 mm 35 a aproximadamente 25,4 mm (de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada).
  5. 6
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la relación de la profundidad de la trayectoria de flujo con respecto a la altura de las aletas (302, 303) es de aproximadamente 0,01:1 a 1:1.
  6. 7
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la trayectoria de flujo de la zona de intercambio de calor tiene una profundidad de aproximadamente 0,25 mm a aproximadamente 6,35 mm (de aproximadamente 0,01 pulgada a aproximadamente 0,25 pulgadas).
  7. 8
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la distancia entre una primera y segunda aletas (302, 303) dentro de 45 la misma pluralidad de aletas es de aproximadamente 6,35 mm a aproximadamente 25,4 mm (de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 1 pulgada).
  8. 9
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor (101) se compone de dos unidades simétricas fijadas entre sí.
  9. 10
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor (101) se compone de una sola unidad.
  10. 11
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor (101) está compuesto de al menos dos unidades fijadas entre sí. 55
  11. 12
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la trampa de aire (110) es cilíndrica.
  12. 13
    El cartucho de la reivindicación 12, en el que la trampa de aire (110) es más alta que ancha.
  13. 14
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el disruptor de flujo de fluido (601) se extiende desde la superficie interior de la cara inferior (502) de la trampa de aire (110).
  14. 15
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el mecanismo de purga utiliza un mecanismo de detección ultrasónica para controlar el volumen de fluido en la trampa de aire (110). 65
  15. 16
    El cartucho de la reivindicación 15, en el que el mecanismo de purga utiliza una válvula en el acceso de salida de fluido y una válvula en el acceso de salida de aire que trabaja en tándem para forzar el aire a que salga del acceso de salida de aire a medida que el volumen de fluido dentro de la trampa de aire (110) aumenta hasta un nivel predeterminado. 5 17. El cartucho de la reivindicación 1, en el que la trampa de aire (110) puede eliminar de forma eficaz el aire cuando se mueve fuera del eje vertical de hasta en 45º.
  16. 18
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor (101) tiene una superficie de área expuesta a un elemento de calentamiento de aproximadamente 193 cm2 a aproximadamente 290 cm2 (de 10 aproximadamente 30 pulgadas cuadradas a aproximadamente 45 pulgadas cuadradas)
  17. 19
    El cartucho de la reivindicación 18, en el que el área superficial es sustancialmente plana a través de dicha área.
  18. 20
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la trayectoria de flujo tortuosa se crea por medio de al menos una 15 pluralidad de aletas (302, 303).
  19. 21
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que la distancia entre una primera y segunda aletas (302, 303) dentro de una pluralidad de aletas es de aproximadamente 6,35 mm a 12,7 mm (de aproximadamente 0,25 pulgadas a aproximadamente 0,5 pulgadas).
  20. 22
    El cartucho de la reivindicación 1, en el que el mecanismo de purga utiliza un mecanismo de detección ultrasónica (507) para controlar la altura de fluido.
  21. 23
    El cartucho de la reivindicación 1, que comprende además al menos un monitor de presión (105) para controlar 25 la presión del fluido dentro del cartucho desechable (100).
  22. 24
    El cartucho de la reivindicación 1, que comprende además al menos un detector de burbujas (112) para controlar la presencia de burbujas en el fluido que se hace pasar a través del cartucho desechable (100). 30 25. El cartucho de la reivindicación 1, en el que al menos una de la primera pluralidad o la segunda pluralidad de aletas superpuestas (302, 303) comprende además una primera aleta de flujo (304) con una altura mayor que la pluralidad de aletas restante, en el que la mayor altura crea una profundidad reducida de la trayectoria de flujo del fluido a través de la primera aleta de flujo en relación con la profundidad de la trayectoria de flujo del fluido a través de la pluralidad de aletas restante, y en el que la primera aleta de flujo define la cavidad de flujo inferior (304).
Independent claims22