DD285021A5

DD285021A5 - Einrichtung zur entgasung und regulierung des fluidbedarfs in hydraulischen systemen

Info

Publication number: DD285021A5
Application number: DD32996789A
Authority: DD
Inventors: Juergen Brunner; Peter Wieland; Bernd Schaarschmidt
Original assignee: Veb Messgeraetewerk Zwoenitz,Dd
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1990-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs in hydraulischen Systemen. Die Anwendung erfolgt insbesondere im Dialysatkreislauf von Haemodialysegeraeten. Erfindungsgemaesz bildet das Fluessigkeitsvolumen, in dem die Trennung des Gases vom Fluid erfolgt, statisch unmittelbar einen Teil des Gesamtvolumens zur Fluidbedarfsregulierung in einem gemeinsamen Behaelter mit konstantem Fluessigkeitsniveau. Stroemungsdynamisch sind beide Volumina zumindest teilweise voneinander getrennt. Ein vom Fluessigkeitsniveau gesteuertes Schwimmerventil ist sowohl Regel- als auch Stelleinrichtung fuer die Konstanthaltung des Fluessigkeitsniveaus. Dabei steht die mit dem Fluessigkeitsniveau korrespondierende Phasengrenzflaeche staendig mit der Atmosphaere in Verbindung. Die erfindungsgemaesze Loesung verhindert Rueckwirkungen des Systemdrucks oder von Fluessigkeitsniveauschwankungen auf den Entgasungseffekt bzw. Konzentrationsschwankungen bei der Bicarbonatdialyse. Fig. 1{Entgasung; Fluidbedarfsregulierung; Fluessigkeitsniveau, konstant; Schwimmerventil; Haemodialyse; Dialysatkreislauf}

Description

Titel der Erfindung

Einrichtung zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs in hydraulischen Systemen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs in hydraulischen Systemen, insbesondere im T)i al ysatkrei si auf von Hamndi al ysegerätpn.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Entgasungseinrichtung für strömende Fluide und Gasabscheider zum Abführen der freigesetzten Gase sind in vielfältiger Form und aus verechi edenen Anwendungsgebieten bekannt. Konstruktive Gestaltung und Leistungsfähigkeit sind dabei vorrangig vom spezifischen Anwendungsfall abhängig.

Tn Hämodialysegeräten wird der Entgasung der Di alysierf1üesigkeit große Bedeutung beigemessen. Im Zusammenhang mit der Möglichkeit, den Flüssigkeitsentzug über die Behandlung exakt steuern zu können, werden die Anforderungen an die Entgasung und Gasabscheidung wesentlich erhöht.

Im EP O 143 340 wird z. B. eine komplette Hydraulikanordnung zur Fluidentganung und Gasabscheidung einschließlich des Umfeldes beschrieben. Diese technische Lösung verfügt über einen offenen Heizungsbehälter, der mit einem konstanten Rezirkulationsfluß gespeist wird, um die Mischung der Bialysier1ösung stabil zu halten. Dazu ist eine relativ komplizierte Ausgleichskammer mit Rückschlagventil und einem Selbstregulierventil erforderlich. Die freigesetzte Luft wird über ein Schwimmerventil in die Atmosphäre abgeführt.

Die gewählte Anordnung soll ein Abreißen des Flusses bzw. größere Flußschwankungen der Entgasungspumpe bei starker Entgasung oder bei Druckschwankungen verhindern. Da jedoch die gesamte Anordnung keinen Einfluß auf die Entgasungsdrossel im Rezirkulationskreislauf ausübt, bleibt die regulierende Wirkung unbefriedigend. Weiterhin wird durch das niveaugesteuerte Schwimmerventil eine freie Abführung des Gases in die Atmosphäre bei geschlossenem Ventil verhindert und damit das Gas über dem entgasten Fluid dem Systemdruck ausgesetzt. Dieses geht dadurch teilweise wieder in Lösung und bewirkt eine Reduzierung des Entgasungseffektes.

Bei \ einer weiteren bekannten Lösung in einem Hämodialysegerät erfolgt die Entgasung und die Fluidbedarfsregu]ieruny in getrennten Baugruppen, die durch einen Schlauch miteinander gekoppelt sind. Die Entgasungsbaugruppe enthält als Gasabscheider zum Abtrennen der Gasbläscnen vom Fluid eine Siebkaskade und ist über eine Steigleitung und eine Ausgleichskammer mit der Atmosphäre verbunden. In der Rezirkulationsleitung ist ein Ventil zur Fluidbedarfsregulierung eingefügt, das eine Schalterwirkung aufweist. Ein Auftriebskörper verschließt die Rezirkulationsleitung bei fast völligem Entleeren dieser Baugruppe und verhindert damit da<s Leerlaufen des Gasabscheiders.

Neben dem relativ hohen konstruktiv-technologischen Au-fwand können unter bestimmten Bedingungen Probleme auftreten, die Funk-tionnkennw ;rte im Di alysatkreisi auf beeinträchtigen. So realisiert das Ventil zur Fluidbedarfsregulierung keine eindeutige Begrenzung des Flüssigkeitsniveaus im Gasabscheider nach oben. Die angeschlossene» Steigleitung und die Ausglei chskammer sollen Rückwirkungen auf die Entgasung verhindern, wenn das Flüssigkeitsniveau die Oberkante des Basabscheiders übersteigt. Befindet sich das Flüssigkeitsniveau in der Steigleitung, so tritt auf jeden Fall eine Verengung der Phasengrenzfläche auf den Querschnitt der Steigleitung ein und damit erfolgt eine Beeinträchtigung des Übertritts von Gasblasen aus der Flüssigkeit in die Atmosphäre. Die Schalterfunktion des Ventils und seine indirekte Wirkungsweise über die Schlauchverbindung mit gegenläufigen Strömungsrichtungen bewirken Schwankungen des Flüssigkeitsniveaus im Gasabscheider in vergleichsweise weiten Toleranzgrenzen. Damit ergeben sich Volumenschwankungen im Gasabscheider, die verhältnismäßig groß zum mittleren Flüssigkeitsvolumen darin sind. Dies kann bei einer Bicarbonatdialyse zu Konzentrationsschwankungen des Bicarbonate während des Behandlungsablaufs führen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung des Aufwandes bei dor Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs mit Sicherung einer kontinuierlichen Bereitstellung von entgastem Fluid bei Erzielung eines hohes Entgasungseffektes und der Sicherung eines optimalen Behandlungsablaufes, insbesondere bei der Bicarbonatdi al yse.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist eine Einrichtung, die die Funktion rif?r Fl ui dentgasung und Regulierung des Fluidbedarf5 in Hämorii al ysegt?- räten realisiert und dabei insbesondere Rückwirkungen des Sy^temdruckes oder von Flüssigkeitsniveauschwankungen auf den Ertrjasungseffekt bzw. auf die Bicarbonatkonzentration verhindert

Erfindungsgemäß bildet das Flüssigkeitsvolumen, in dem die Trennung des Gases vom Fluid erfolgt, statisch unmittelbar einen Teil des Gesamtvolumens zur Fluidbedarfsregulιerung in einem gemeinsamen Behälter mit konstantem Flüssigkeitsniveau. Stromungsdynamisch sind beide Volumina zumindest teilweise voneinander getrennt. Ein vom Flüssigkeitsniveau gesteuertes Schwimmerventil ist sowohl Regel- als auch Stelleinrichtung für die Konstanthaltung des Fi üssi gkei tsni veaus des Gesamtvolumens zur Fluidbedarf ·=,— regulierung. Weiterhin steht die mit dem Flüssigkeitsniveau korrespondierende Phasengrenzfläche ständig mit der Atmosphäre in Verbindung.

Vorzugsweise verfügt der gemeinsame Behälter in der Deckplatte über eine ständig offene Gasauslaßöffnung. Das vom Fiüssigkeitsni ve&u gesteuerte Schwimmerventil wird vorteilhafterweise aus einem Schwimmerkörper mit vertikaler Verlängerung und «iner in der Grundplatte dös Behälters angeordneten Rücklauf öffnung gebildet, din mit der vertikalen Verlängerung des Schwimmerkörpers verschließbar ist. Zur teil weisen strömungsdynamischen Trennung

beider Volumina ist vorzugsweise zwischen einer ebenfalls in der Grundplatte angeordneten Fluidzulauföffnung und einer Fluidab-1 au-föffnung eine sich vertikal über da?» untere Teilvolumen erstreckende Fluidleiteinrichtung vorhanden, die unterhalb des Fl üssi gkei tsni veaur. endet.

Das vom Fl ijssi gkei tsni veau gesteuerte Schwimmerventil regelt den Rückfluß überschüssigen Fluids in vorgel agc?rte Arbeitsatufen und hält dabei das Flüssigkeitsniveau selbst in engen Toleranzgrenzen konstant. Damit bestehen jederzeit gleiche Bedingungen für den übertritt von Gasblasen aus der Phasengrenzfläche in die Atmosphäre. Die teilweise strömungsdynamische Trennung der Volumina durch z. B. die genannte Fluidl eiteinrichtung unterstützt das Bestreber der Gasblasen, die Phasengrenzfläche zu erreichen und verhindert weitgehend ihre überführung in das zweite Flüseigkei tstei 1 volumen, von dem aus die F.inspeisung des Fluids in das System bzw. die Rückführung in vorgelagerte Arbeitsstufen erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung tritt nur eine geringfügige Schwankung des Gesamtvolumens zur Fluidbedarfsregulierung ein, wodurch ebenfalls nur noch sehr geringe Konzentrationsschwankungen bei der Bicarbona^dialyse auftreten können. Eine Rückwirkung des Systemdruckes oder von Flüssigkeitsniveauschwankungen auf den Entgasungseffekt ist ausgeschlossen.

Ausfuhrungebeispiel

Nachfolgend soll eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit ihrer Einordnung in den Heizungs- und Entgasungskreislauf einschließlich der Schnittstellen zum Hydrauli kkreislauf eines Hämodialysegerätes ausgeführt werden.

In den Zeichnungen zeigen»

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen konstruktiven Aufbau der erfinriungsgemaßen Einrichtung 17 zur Entgasung und Regulierung des Flui dbedarfs.

Fig. 2 zeigt die Einordnung der erfinderischen Einrichtung in den Heizungs— und Entgasungskrei si auf eines Härnodi al ysegerätes.

Gemäß Fig. i besteht die Einrichtung 17 zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs aus einem Hohlzylinder 2 mit einer Grundplatte 4 und einer Jeckplatte 1.

Die Grundplatte 4 verfügt über 3 öffnungen 7, 8, 9 mit entsprechenden Anschlußelementen.

Die Fluidzulauf öffnung 7 dient der Zuführung des gasblasenhalti — gen Fluids aus dem Heizungs- und Entgasungskreislauf. über die Fluidablauföffnung 9, die im Hohlzylinder 2 durch ein Filter 6 zum Zurückhalten kleiner Gaeblasen vom unteren Teil volumen des Hohlzylinders getrennt ist, wird das entgaste Fluid in das nachfolgende Hydrauliksystem des Hämodialysegerätes abgeführt

Die Rücklauf Öffnung 8 dient der geregelten Rückführung des überschüssigen Fluids in den Heizungs- und Entgasungskreislauf. Die Regelung erfolgt über den Schwimmerkörper 5, dessen vertikale Verlängerung 18 in Abhängigkeit vom Füllstand im Hohlzylinder 2 die Rücklauf öffnung S freigibt bzw. verschließt.

Der Schwimmerkörper 5 ist vorteilhafterweise eo gestaltet, daß er in entsprechenden Bohrungen der Grundplatte 4 bzw. Deckplatte 1 vertikal beweglich geführt wird.

Zur Unterstützung des Auftriebs der Gasblasen und damit der Trennung des Gases aus dem Fluid erfolgt die Fluidzuführung senkrecht von unten. Zusätzlich ist eine Fluidleiteinrichtung 3 in Form einer seitlich nicht vollständig abgedichteten Scheidewand in das untere Teil volumen des Hohlzylinders 2 eingebracht

Die Deckplatte 1 weist eine Gasausl afjöf -f nung 10 auf, die zur kontinuierlichen Gasabführung in die Atmosphäre dient. Vorteil hafterweise erfolgt die Abführung über eine? öffnung im Niveaubehälter ti (Fig. 2).

Gemäß Fig. 2 wird die vorteilhafte Einordnung der erfinderischen Einrichtung 17 in den Heizungs- und Entgasungskreisi auf eines Hämodialysegerätes gezeigt.

Das Reinwasser wird aus dem drucklosen Niveaubehälter Ii bereitgestellt. Nach dem Wärmeaustauscher 12 erfolgt die Zusammenführung von Reinwasser und riem geregelten Fl uidriickl auf aus der Einrichtung 17 zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs in den Heizungs- und Entgasungskreislauf. Die Fluidentgasung erfolgt nach dem Unterdruckprinsip. Der Unterdruck wird von der Entgasungspumpe 16 in Verbindung mit der einstellbaren F.ntgasungsdrossel 15 erzeugt. Die Freisetzung des gelösten Gases erfolgt im Durchl auf hei zer 14. Zur Effektivitätssteigerurig kann zusätzlich eine Entgasungskammer 13 vor der Entgasungspumpe 16 angeordnet werden. Die Entgasungspumpe 16 fördert das Gas-Fluid-Gemisch in die Einrichtung 17 zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs. Hier erfolgt die Trennung von Gas und Fluid sowie die Regulierung des Fluiribedarfs ii\r den Entgasung?;- und Heizungskreislauf als auch für das nachfolgende Hydrauliksystem des Hämodi alysegerätes.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs in hydraulischen Systemen, insbesondere in Hamodialysegeräten, aufweisend ein Flüssigkeitsvolumen, in dem die Trennung des Gases vom Fluid erfolgt, ein weiteres Flüssigkeitsvolumen, das der Fluidbedarfsregulierung dient, und ein Ventil, das den Fluidrückf1uß in die Rezirkulation steuert, dadurch gekenn zeichnet, daß das Flüssigkeitsvolumen, in dem die Trennung des Gases vom Fluid erfolgt, statisch unmittelbar einen Teil des Gesamtvolumens zur Fluidbedarfsregulierung in einem gemeinsamen Behälter mit konstantem Flüssigkeitsniveau bildet und strömungsdynamisch zumindest teilweise davon getrennt ist, wobei ein vom Flüssigkeitsniveau gesteuertes Schwimmerventil sowohl Regel- als auch Stelleinrichtung für die Konstanthaltung des Fl ücssigkei tsni veaus des Gesamtvolumens zur Fluidbedarf sregul ierung ist, und daß die? mit dem Fl üsisigkei tsni veau korrespondierende Phasengrenzfläche ständig mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Behälter (2) in der Deckplatte (1) über eine ständig offene Gasauslaßöffnung (10) verfügt, daß das vom Flüssigkeitsniveau gesteuerte Schwimmerventil aus einem Schwimmer— körper (5) mit vertikaler Verlängerung (18) und einer in der Grundplatte (4) des Behälters (2) angeordneten Rücklauf öffnung (8) gebildet wird, die von der vertikalen Verlängerung (18) des Schwimmerkörpers <5) verschließbar ist, und daß zwischen einer ebenfalls in der Grundplatte (4) angeordneten Fluidzulauföffnung (7) und einer Fluidablauf öffnung (9) eine sich vertikal über das untere Teil volumen des Behälters (2) erstreckende Fluidleifceinrichtung (3) vorhanden ist, die unterhalb des Flüssigkeitsniveaus endet.

Z $^ft