CS210614B2 - Apparatus for diffusion of substances between two fluid phases by means of semipermeable membranes - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k difúzi látek mezi dvěma fluidními fázemi pomocí polopropustných membrán, které jsou uspořádány v souboru odděleném podpěrnými destičkami, které zahrnují průtokové kanály, napojené na přívody a výstupy příslušných fluidních fází, přičemž první fluidní fáze je uspořádána tak, aby byla vedena po jedné straně membrán a druhá fluidní fáze po opačné straně týchž membrán, přičemž · na jedné straně membrán jsou vytvořeny kanály pro uvedenou fluidní fázi, zatímco membrány dosedají do· drážek upravených v podpěrné destičce, nalézající se na opačné straně membrány.

Konstrukce výše uvedeného typu jsou známy a jsou popsány podrobně například v popisech vynálezů ke švédským patentům čís. 218 441, 301 029, 325 370 a 314 167. Jedním z problémů těchto dřívějších konstrukcí bylo dosažení dostatečného vyprázdnění po jejich použití. To je důležité zejména tehdy, použije-li se zařízení k čištění krve, kdy krev by měla být vrácena v maximální míře pacientovi.

U konstrukcí podle výše uvedených vynálezů jsou membrány uspořádány ve dvojiCÍCIl mezi každou dvojicí sousedních podpěrných destiček, přičemž první zmíněná fluidní fáze, například krev, je uspořádána tak, aby byla vedena mezi jednou dvojicí takovým membrán, zatímco druhá fluidní fáze, například čisticí kapalina nebo kyslík, je uspořádána tak, aby byla vedena mimo membrány, a to mezi nimi ' a · sousedními podpěrnými destičkami. Vynález předpokládá použití především takové konstrukce, a bude tudíž v následujícím popisován · především v této souvislosti. Odborníkům je však jasné, že zařízení podle vynálezu lze používat i u takových dialyzačních zařízení, která sestávají ze střídavě uspořádaných jednoduchých membrán a jednoduchých podpěrných destiček.

Výše uvedený · problém dosažení dokonalejšího odtoku je řešen tímto vynálezem pomocí zařízení výše uvedeného typu, vyznačujícího se tím, že kanály · pro čisticí kapalinu a drážky jsou vytvořeny · v jedné zóně ve tvaru písmene V, · ve které je upraven alespoň jeden průtokový kanál pro první fluidní fázi, který je umístěn co nejblíže k vrcholu tvaru písmena V.

Rozvinutí vynálezu spočívá v tom, že při protáhlém tvaru zařízení je zóna tvaru písmena V uspořádána na každém konci zařízení a směřuje vrcholem k tomuto konci.

Dalším · význakem vynálezu je, že v každé z uvedených zón tvaru písmene V je upraven průtokový kanál pro první fluidní fázi a průtokový kanál pro druhou fluidní fázi, přičemž průtokové - kanály jsou uspořádány podél osy zóny tvaru písmene V s průtokovým kanálem pro první fiuidní fázi co nejblíže k vrcholu.

Rozvinutí vynálezu spočívá rovněž v tom, že . mezi průtokovými kanály jsou podél osy zóny tvaru písmene V vytvořeny v ploše podpěrné destičky drážky.

Dalším význakem vynálezu je, že podpěrné destičky jsou opatřeny alespoň na jedné straně kontinuálně těsnicí přírubou, probíhající po jejich obvodu, která těsně uzavírá alespoň část -zóny tvaru písmene V.

Výhodné provedení vynálezu spočívá rovněž v tom, že na koncích každé podpěrné destičky jsou uspořádány dva systémy kanálů pro- čisticí kapalinu a drážek upravených do tvaru písmena V.

Význakem vynálezu rovněž je, že kanály pro čisticí kapalinu a drážky jsou do tvaru písmena V uspořádány , pod různými úhly.

Výhodné provedení vynálezu spočívá rovněž v tom, že těsnicí příruba je upravena ve vybrání podpěrné destičky, které je mělčí než výška těsnicí příruby.

Posledním význakem vynálezu je, že oblá nebo- úhlová drážka je uspořádána před průtokovým kanálem pro· druhou fázi.

Zařízení podle vynálezu je určeno - především pro čištění krve, pro tzv. umělou ledvinu.

Odborníkovi je jasné, že konstrukce podle vynálezu lze použít rovněž pro- četné jiné účely. Lze ji využít například pro okysličení krve, jestliže jedna z výše uvedených fluldních fází - sestává z krve, zatímco druhá fiuidní fáze sestává z kyslíku nebo směsi s kyslíkem. Zařízení podle vynálezu lze popřípadě použít k přenosu látky z jednoho plynu do druhého. - Výraz fiuidní fáze v této přihlášce vynálezu pokrývá jak plyny, tak kapaliny. Protože však zařízení podlé vynálezu je určeno - pouze - pro čištění krve, bude v dalším - popsáno v souvislosti s takovým použitím.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení, znázorněném na výkresech, kde na -obr. 1 je znázorněna podpěrná destička při pohledu shora, na obr. 2 je podpěrná - destička při pohledu zdola, na - obr. 3 řez podél spojnice A—A z obr. 2, na obr. 4 řez podél spojnice В—В z obr. 2, na οΌγ 5 eez podél spojnice С—C z obr.2, na оЫ¹. 6 ee- podél spojnice F—IT z obr.1, na oob. 7 eez podél spojnice D-—D z obr.1, na оВг. 8 ěez podél spojnice Ε—E z obr.1, na obr. 9 ve - zvětšeném měřítku oblast plochy podpěrné - destičky podle obr. 1 vyznačené kruhem, - - ha obr. 10 řez podél spojnice K—K z obr. 2, kdy tři podpěrné destičky svírají dvojici membrán uspořádanou mezi nimi, na obr. 11 řez podél spojnice L—L z obr. - 2 a znázorňuje, jak dvě podpěrné destičky svírají dvojici membrán uspořádanou mezi nimi a tvoří kanály pro příslušnou fiuidní fázi, na obr. 12 a 13 znázorňují ce lé zařízení podle vynálezu při pohledu shora -a ze strany, přičemž obr. 13 částečně znázorňuje řez, a obr. 14 znázorňuje konečně řez podél spojnice Μ—M z obr. 13.

Jak vyplývá ze srovnání jednak obr. 1 až 9 a jednak obr. 10 až 14, sestává zařízení podle vynálezu, znázorněné v příkladném provedení, z hlavové části 1 a spodní části 2 s podpěrnými destičkami 3 uspořádanými mezi nimi a dvojic membrán 4, uspořádaných mezi podpěrnými destičkami 3. V podpěrných destičkách 3 jsou provedeny žlábky. Jak nejlépe vyplývá z obr. 10 a 11, vytvářejí tyto žlábky při sestaveném zařízení jednak kapnály 5 pro první fiuidní fázi mezi membránami 4, jednak kanály 6 pro druhou fiuidní fázi mezi membránami 4 a přilehlými podpěrnými destičkami - 3. Používá-li se konstrukce jako umělé ledviny, vytvářejí kanály 5 krevní kanály a kanály 6 jsou určeny pro čisticí kapalinu.

Pro jednoduchost budou proto v dalším nazývány — krevní kanály — a — kanály pro - čisticí kapalinu. Krev se dostává uvedenému zařízení pomocí vtoku 8a a průtokového kanálu 8 pro první fiuidní fázi, který prochází napříč ledvinovým svazkem. Z tohoto průtokového kanálu. 8 pro první fiuidní fázi se vede krev mezi membránami pomocí rozváděčů krve, které jsou například konstruovány tak, jak je to uvedeno ve švédském pat. spise č. 355 293.

Podpěrné destičky 3 jsou otočeny střídavě o 180°, ve své rovině, jak je to popsáno podrobněji ve švédském patent, spise č. 385 119. Plocha znázorněná na obr. 1 vlevo přiléhá vždy v podstatě ke stále stejné ploše, znázorněné například vpravo na obr. 2. Stejným způsobem přiléhají stále k sobě plochy podle levého dílu z obr. 2, popřípadě podle pravého dílu z obr. 1. Tímto způsobem, jak je to zřejmé z obr. 10, se vytvářejí mezi prvními -drážkami 7 v podpěrných destičkách 3 krevní kanály 5. Stejnýmzpůsobem se vytvářejí mezi membránami 4 právě před prvními drážkami 7 krevní kanály 5a, jak je to přesněji znázorněno na obr. 11. .

Stejně tak je tomu nad . celou - plochou podpěrné destičky 3, tj. krevní kanály se vytvářejí přesně - před každou prohloubenou částí této plochy. Pro vynález je příznačné, že krevní kanály 5 se vytvářejí přesně před každou -prohloubenou částí této plochy. Pro vynález je příznačné, že krevní kanály 5 se vytvářejí alespoň uvnitř jedné zóny tvaru písmena V, ve které je průtokový - kanál 8 pro první fiuidní fázi, který se, - jak je zřejmé, nachází co nejblíže vrcholu tvaru písmena V. „

První drážky - 7 jsou uspořádány tak, aby spojovaly druhé drážky - 9 tvaru písmena V, přičemž tento druhý systém drážek tvaru písmena V má druhý průtokový kanál 10 pro druhou fiuidní fázi, který leží co nejblíže vrcholu. Tento průtokový kanál 10 pro' dru210614 hou fluidní fázi je určen k přivádění nebo odvádění čisticí kapaliny. Tato čisticí kapalina se rozvádí pomocí kanálů a otvorů 11, 12, 13 ' a 14 v zóně mezi membránami 4 . uuspořádanými po dvojících a přilehlými podpěrnými destičkami 3, jak vyplývá z obr.

3. Stejný distribuční systém je přesněji .popsán v popisu vynálezu ke švédskému patentu č. 365 119.

Průtokové kanály 8 a 10 jsou uspořádány v ose kanálů 6 pro čisticí kapalinu tvořících tvar písmena V. Podél této· osy jsou uspořádány třetí drážky 15. Tyto třetí drážky 15 mají za účel usnadnit vytékání krve, když se zařízení postaví na hranu, aby se vyprázdnilo. Ke stejnému účelu je uspořádána před průtokovým kanálem 10 pro druhou fluidní fázi, čtvrtá drážka 16. Ve znázorněném provedení má tato čtvrtá drážka 16 oblý tvar. Může mít popřípadě tvar úhlu. Tím, že čtvrtá drážka 16 prochází mimoto celým · zařízením, usnadňuje se rozdělování čisticí kapaliny.

Jak je zřejmé z obr. 1, je podél obvodu podpěrné destičky 3 umístěna těsnicí příruba 17. Konstrukce této těsnicí příruby 17 je zřejmá z obr. 3. Vlastní těsnicí lem leží ve vybírání 18, .které je o něco mělčí než výška lemu. Tím může být lem těsnicí příruby 17 těsně sevřen, když podpěrné destičky 3 a membrány 4 jsou · uspořádány ve formě svazku, ják · to ukazují obr. 12 až 14. Nejblíže k zóně tvaru písmena V kanálu 6 pro čisticí kapalinu a třetí drážky 15, resp. kanálu · 6 · pro čisticí kapalinu a čtvrté drážky 19 (na opačné straně podpěrné destičky 3), . je veden lem ·těsnicí příruby 17 tak, · aby doléhal těsně na tuto zónu. Účelem toho je rovněž snížit co nejvíce množství zbylé krve, když se zařízení vyprazdňuje,

Otvor v podpěrných destičkách 3 (viz obr.

3), vytvářející průtokový kanál 8 pro první

Claims (9)

PREDMÉT

1. Zařízení k difúzi látek mezi dvěma fluidními fázemi pomocí . polopropustných membrán, které jsou uspořádány v souboru odděleném podpěrnými destičkami, které zahrnují průtokové kanály, napojené na přívody a výstupy pro příslušné fluidní fáze, přičemž první fluidní fáze je uspořádána tak, aby byla vedena po jedné straně membrány a druhá fluidní fáze po opačné straně téže membrány, přičemž na jedné straně membrány jsou vytvořeny kanály pro první fluidní fázi, zatímco membrány dosedají do kanálu pro čisticí kapalinu a do drážek upravených v podpěrné destičce, nalézající se na opačné straně membrány, vyznačující se tím, že kanály (6) pro čisticí kapalinu a drážky · (7, 15, 19 j jsou vytvořeny alespoň v jedné zóně ve tvaru písmena V, ve které je upraven alespoň jeden průtokový kanál (8) ^pro první ^flui^dní Mzi, ^který je umístěn fluidní fázi, je obklopen kruhovitými lemy těsnění 20 a 21, které slouží k tomu, aby přitlačily přilehlé membrány těsně na dávkovač · krve ležící mezi membránami. Tato konstrukce je přesněji popsána v popisu vynálezu ke švédskému patentu č. 355 293.

Před pracovní plochou podpěrné destičky je kruhovitý díl 22. Tento díl je znázorněn na obr. 9 ve zvětšeném měřítku. Ze srovnání obr. 9 s obr. 7, který ukazuje průřez podél spojnice D—D, vyplývá, že pracovní plocha sestává z — cik-cak — tvarovaných vyvyvýšenin 23 s kanály 24 uspořádanými mezi nimi. Z obr. 7 dále vyplývá, že konce podpěrné destičky jsou spojeny s pracovní plochou vcelku · pouze po· obvodu a pomocí můstků 25. Obr. · 7 rovněž ukazuje, že hrana 26 destičky je zvýšena, · čímž vzniká tvar misky, který usnadňuje ukládání destiček a membrán na sebe.

Z obr. 5, který představuje řez podél spojnice C—C z obr. 2 vyplývá, že otvor, tvořící průtokový kanál 10 pro druhou fluidní fázi, je rovněž obklopen lemem těsnění 27. Tento lem slouží k tomu, aby přitlačoval dvě sousedící membrány proti příslušné kruhové těsnicí ploše 30, která je přesněji · ukázána na obr. 5.

Podél obvodu podpěrné destičky 3 jsou znázorněny nesymetricky ležící drážky 31 sloužící k tomu, aby usnadnily mechanické zasouvání destiček, které jsou ve své rovině k sobě otočeny střídavě o 180°.

Uvedené příklady vynález neomezují, lze jej v rámci následujících nároků obměňovat. Lze měnit například vzhled pracovní · plochy. Jiný příklad možné pracovní plochy je popsán v popisu vynálezu ke zmíněnému švédskému patentu č. 218 441. Lze provádět pochopitelně další modifikace, aniž by se tím překročil rámec tohoto vynálezu.

ynAlezu co nejblíže k vrcholu tvaru písmena V.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že při jeho protáhlém tvaru je zóna tvaru písmena V uspořádána na každém jeho konci · a směřuje vrcholem k tomuto konci.

3. Zařízení podle ·bodu 2, vyznačující se tím, že v každé z uvedených zón tvaru písmena V je upraven průtokový kanál (8 j pro· první fluidní fázi a průtokový kanál (10) pro druhou fluidní fázi, přičemž průtokové kanály [8, 10) jsou uspořádány podél zóny tvaru písmena V s průtokovým kanálem (8) pro první fluidní fázi co nejblíže k vrcholu.

4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že mezi průtokovými · kanály (8, 10) jsou podél osy zóny tvaru písmena V uspořádány v ploše podpěrné destičky (3) drážk^y (1^{1 * * * 5,} 19).

210814 а

5. Zařízení podle bodu ' 4, vyznačující se tím, že podpěrné destičky (3) jsou opatřeny alespoň na jedné straně kontinuálně' těsnicí přírubou (17), probíhající po jejich obvodu, která těsně uzavírá alespoň část zóny tvaru písmena V.

6. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že na koncích každé podpěrné destičky (3) jsou uspořádány dva systémy kanálů (6) pro čisticí kapalinu a drážek (15, 19, resp. 7, 9) upravené do tvaru písmena V.

7. Zařízení podle bodu 6, vyznačující se tím, že kanály (6) pro čisticí kapalinu a drážky (15, 19, resp. 7, 9) jsou uspořádány do tvaru písmena V pod rozdílnými Úhly.

8. Zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, že těsnicí příruba (17) je upravena ve vybrání (18) podpěrné destičky (3), která je mělčí, než je výška ' těsnicí příruby (17).

9. Zařízení podle nětkerého z bodů '1 až 8, vyznačující 'se tím, že před průtokovým kanálem (10) pro druhou fluldní fázi je uspořádána oblá nebo úhlová drážka (16).