Optimalisatie van O₂ Flow in Compacte Medische Apparatuur
Introductie
In de ontwikkeling van medische apparatuur voor thuisgebruik, zoals zuurstofconcentratoren, is de balans tussen miniaturisatie en verhoogde capaciteit een constante uitdaging voor engineers. Deze case study beschrijft hoe een maatwerk manifold-oplossing, gebaseerd op de Humphrey 320 series custom manifold, een 20% hogere flowrate realiseerde binnen een bestaand, compact design.
De Engineering Uitdaging
Een OEM-fabrikant van zuurstofconcentratoren voor in-home therapie zocht naar een manier om een extra functie toe te voegen: het gelijktijdig vullen van portable flessen terwijl de patiënt continu zuurstof ontvangt.
De technische beperkingen voor dit miniature pneumatic manifold (medical grade) waren strikt:
- Ruimtegebrek: Het nieuwe design mocht absoluut niet groter zijn dan de bestaande unit.
- Hittemanagement: De klep moest worden geplaatst in een extreem krappe ruimte waar warmteophoping de operatie kon verstoren. Hiervoor waren specifiek oxygen compatible solenoid valves nodig.
- Lage Werkdruk: De oplossing moest betrouwbaar functioneren bij een lage pilot-druk van slechts 5-7 PSIG.
De Technische Oplossing: Humphrey Engineered Manifold
In samenwerking met het engineeringteam van de klant ontwikkelde Humphrey een klantspecifiek zuiger/klep-ontwerp. In de afweging tussen een poppet valve vs spool valve (medical oxygen) werd gekozen voor de poppet-technologie vanwege de superieure betrouwbaarheid zonder smering.
Belangrijkste Specificaties:
- Custom Piston Design: Door gebruik te maken van een larger diameter piston die opereert op de bewezen Humphrey 320-serie poppet-klep, werd een aanzienlijke capaciteitsverhoging behaald.
- Low wattage pilot valve (high flow): Er is gekozen voor de Mizer-serie magneetventielen. Deze hebben een zeer laag stroomverbruik, wat essentieel is om de warmteontwikkeling tot een minimum te beperken.
- Efficiënte Koeling: Door nauwe samenwerking tussen de engineers werd het manifold exact zo geplaatst dat deze profiteert van de interne luchtstroom voor maximale koeling.
Resultaten en Voordelen
De implementatie van deze maatwerkoplossing leverde direct meetbare voordelen op:
- 20% Hogere Flowrate: Zonder de voetafdruk van het apparaat te vergroten.
- Onderhoudsvrij: Het poppet-ontwerp vereist geen smering en is niet gevoelig voor onzuiverheden in de luchtstroom.
- Hoge Betrouwbaarheid: Gegarandeerde werking bij lage druk (5-7 PSIG), cruciaal voor medische veiligheid.
Lees meer over de casestudy.
