DD285021A5

DD285021A5 - DEVICE FOR DEGASING AND REGULATING THE FLUID NEED IN HYDRAULIC SYSTEMS

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}The invention relates to a device for degassing and regulation of the fluid requirement in hydraulic systems. The application is particularly in the dialysate of Haemodialysegeraeten. According to the invention, the volume of liquid in which the separation of the gas from the fluid statically forms immediately a portion of the total volume for regulating fluid demand in a common vessel of constant fluid level. In terms of flow dynamics, both volumes are at least partially separated from each other. A level controlled by the liquid level float valve is both regulating and adjusting device for keeping constant the Fluessigkeitsniveaus. In this case, the phase boundary surface corresponding to the liquid level is permanently in communication with the atmosphere. The inventive solution prevents repercussions of the system pressure or of liquid level fluctuations on the degassing effect or concentration fluctuations in the bicarbonate dialysis. Fig. 1 {degassing; Fluid needs regulation; Fluid level, constant; Float valve; hemodialysis; dialysate}

Description

Title of the invention

Einrichtung zur Entgasung und Regulierung des Fluidbedarfs in hydraulischen SystemenDevice for degasification and regulation of fluid requirements in hydraulic systems

Field of application of the invention

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.The invention relates to a device for degasification and regulation of the fluid requirement in hydraulic systems, in particular in the T) i al ysatkrei si of Hamndi al ysegerätpn.

Characteristic of the known state of the art

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.Degassing device for flowing fluids and gas separator for discharging the released gases are known in many forms and from verechi edene applications. Design and performance are primarily dependent on the specific application.

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.In the case of hemodialysis machines, great importance is attached to degassing the dialysis fluid. In connection with the possibility of being able to precisely control the removal of fluid via the treatment, the requirements for degasification and gas separation are substantially increased.

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.In EP O 143 340 z. B. a complete hydraulic system for Fluidentganung and gas separation including the environment described. This technical solution has an open heating tank, which is fed with a constant recirculation flow, in order to keep the mixture of Bialysier1ösung stable. This requires a relatively complicated compensation chamber with a check valve and a self-regulating valve. The released air is discharged via a float valve into the atmosphere.

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.The chosen arrangement is intended to prevent tearing of the flow or larger flow fluctuations of the degassing pump with strong degassing or pressure fluctuations. However, since the entire arrangement exerts no influence on the degassing in the recirculation, the regulatory effect remains unsatisfactory. Furthermore, the level-controlled float valve prevents free discharge of the gas into the atmosphere when the valve is closed and thus exposes the gas above the degassed fluid to the system pressure. This is partially in solution again and causes a reduction of the degassing effect.

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.In another known solution in a hemodialysis machine, the degasification and the fluid requirement regulation are carried out in separate assemblies, which are coupled together by a hose. The degassing assembly contains as a gas separator for separating the Gasbläscnen from the fluid a Siebkaskade and is connected via a riser and a compensation chamber to the atmosphere. In the recirculation line a valve for fluid supply regulation is inserted, which has a switching action. A buoyant body closes the recirculation line with almost complete emptying of this assembly, thus preventing the gas separator from running empty.

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.In addition to the relatively high level of constructive-technological problems, under certain conditions problems may arise which affect the functional characteristics in the diacetic circuit. Thus, the fluid demand regulation valve does not realize an unambiguous upward limit of liquid level in the gas separator. The connected »riser and the Ausglei chskammer to prevent repercussions on the degassing, if the liquid level exceeds the upper edge of the Basabscheiders. If the liquid level in the riser pipe, then in any case a narrowing of the phase boundary surface on the cross section of the riser occurs and thus there is an impairment of the passage of gas bubbles from the liquid into the atmosphere. The switch function of the valve and its indirect action via the hose connection with opposite flow directions cause fluctuations in the liquid level in the gas separator in comparatively wide tolerance limits. This results in volume fluctuations in the gas separator, which are relatively large to the average volume of liquid therein. In the case of bicarbonate dialysis, this can lead to concentration fluctuations of bicarbonates during the course of treatment.

Object of the invention

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.The aim of the invention is to reduce the effort in dor degassing and regulation of the fluid requirement with assurance of a continuous supply of degassed fluid while achieving a high degassing effect and securing an optimal treatment process, especially in the Bicarbonatdi al yse.

Explanation of the essence of the invention

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 verhindertThe object of the invention is a device which realizes the function of pneumatic degassing and regulation of the fluid requirement in hemoriatic devices and in particular prevents repercussions of the system pressure or of fluid level fluctuations on the erosion effect or on the bicarbonate concentration

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.According to the invention, the liquid volume in which the separation of the gas from the fluid takes place, statically directly a part of the total volume for Fluidbedarfsregulιerung in a common container with a constant liquid level. Dynamically dynamic, both volumes are at least partially separated from each other. A float valve controlled by the liquid level is both regulating and adjusting device for keeping constant the liquid volume of the total volume for the fluid requirement · =, - regulation. Furthermore, the phase interface corresponding to the liquid level is constantly in communication with the atmosphere.

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 TrennungPreferably, the common container in the cover plate has a constantly open gas outlet opening. The float valve controlled by the fluid nozzle is advantageously formed of a float body with a vertical extension and a return opening arranged in the base plate of the container, which can be closed with the vertical extension of the float body. Partially show flow dynamic separation

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.In the case of both volumes, a fluid guiding device extending vertically over the lower partial volume is preferably present between a fluid feed opening, which is likewise arranged in the base plate, and a fluid outlet opening, which below the fluid is below the fluid. ends.

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.The float valve, which is controlled by the fluid level, regulates the return flow of excess fluid in pre-aggre- gated work stages, while keeping the fluid level constant even within narrow tolerance limits. Thus, there are always the same conditions for the transfer of gas bubbles from the phase interface into the atmosphere. The partially flow dynamic separation of the volumes by z. B. said Fluidl eiteinrichtung supports the Bestreber of the gas bubbles to achieve the phase interface and largely prevents their transfer into the second Flsteigkei tstei 1 volume, from which the F.Insulation of the fluid into the system or the return takes place in upstream stages. Due to the device according to the invention, only a slight fluctuation of the total volume for regulating the fluid requirement occurs, whereby only very small fluctuations in the concentration of bicarbonone dialysis can likewise occur. A retroactive effect of the system pressure or liquid level fluctuations on the degassing effect is excluded.

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.Below is a preferred embodiment of the device according to the invention with their classification in the heating and degassing circuit including the interfaces to the hydraulic kkreislauf a hemodialysis machine are running.

In den Zeichnungen zeigen»In the drawings show »

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen konstruktiven Aufbau der erfinriungsgemaßen Einrichtung 17 zur Entgasung und Regulierung des Flui dbedarfs.Fig. 1 shows the basic structural design of erfinriungsgemaßen device 17 for degassing and regulation of Flui dbedarfs.

Fig. 2 zeigt die Einordnung der erfinderischen Einrichtung in den Heizungs— und Entgasungskrei si auf eines Härnodi al ysegerätes.Fig. 2 shows the classification of the inventive device in the heating and Entgasungskrei si on a 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.According to FIG. 1, the device 17 for degassing and regulating the fluid requirement consists of a hollow cylinder 2 with a base plate 4 and a Jeck plate 1.

Die Grundplatte 4 verfügt über 3 öffnungen 7, 8, 9 mit entsprechenden Anschlußelementen.The base plate 4 has 3 openings 7, 8, 9 with corresponding connection elements.

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 abgeführtThe fluid inlet opening 7 serves to supply the gas-containing fluid from the heating and degassing circuit. via the fluid drain opening 9, which is separated in the hollow cylinder 2 by a filter 6 for retaining small Gaeblasen from the lower part volume of the hollow cylinder, the degassed fluid is discharged into the subsequent hydraulic system of the hemodialysis machine

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. The return opening 8 is used for the controlled return of the excess fluid in the heating and degassing. The control is via the float body 5, the vertical extension 18 depending on the level in the hollow cylinder 2, the return opening S releases or closes.

Der Schwimmerkörper 5 ist vorteilhafterweise eo gestaltet, daß er in entsprechenden Bohrungen der Grundplatte 4 bzw. Deckplatte 1 vertikal beweglich geführt wird.The float body 5 is advantageously designed eo that it is guided vertically movable in corresponding holes of the base plate 4 and top plate 1.

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 eingebrachtTo support the buoyancy of the gas bubbles and thus the separation of the gas from the fluid, the fluid supply is perpendicular from below. In addition, a fluid guide 3 in the form of a laterally not completely sealed septum in the lower part volume of the hollow cylinder 2 is introduced

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). The cover plate 1 has a gas outlet opening 10, which serves for continuous gas discharge into the atmosphere. Advantageously, the discharge takes place via a? opening in the leveling container ti (Fig. 2).

Gemäß Fig. 2 wird die vorteilhafte Einordnung der erfinderischen Einrichtung 17 in den Heizungs- und Entgasungskreisi auf eines Hämodialysegerätes gezeigt.2, the advantageous arrangement of the inventive device 17 is shown in the heating and Entgasungskreisi on a hemodialysis machine.

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.The pure water is provided from the unpressurized level container Ii. After the heat exchanger 12, the merging of pure water and riem regulated Fl uidriickl from the device 17 for degassing and regulation of the fluid requirement in the heating and degassing takes place. The fluid degassing takes place after the vacuum pressure dip. The negative pressure is generated by the degassing pump 16 in conjunction with the adjustable F.entgasungsdrossel 15. The release of the dissolved gas is carried out in Durchl on hei zer 14. To Effektivitätssteigerurig additionally a degassing chamber 13 can be arranged in front of the degassing pump 16. The degassing pump 16 conveys the gas-fluid mixture into the device 17 for degassing and regulation of the fluid requirement. Here, the separation of gas and fluid, and the regulation of Fluiribedarfs ii \ r done the degassing; - and alysegerätes heating circuit and for the subsequent hydraulic system of the Hämodi.

Claims

claims

Anspruch [en] A device for degasification and regulation of fluid requirements in hydraulic systems, particularly in hemodialysis machines, comprising a fluid volume in which the gas is separated from the fluid, another volume of fluid serving for fluid demand regulation, and a valve which controls fluid return to the recirculation characterized in that the liquid volume, in which the separation of the gas from the fluid is statically immediately forms part of the total volume for fluid supply regulation in a common container with a constant liquid level and fluid dynamics is at least partially separated therefrom, wherein a fluid level controlled by the float valve is both regulating and adjusting device for keeping constant the fluid level of the total volume for fluid supply regulation, and that the? Constantly communicating with the liquid phase interfacial surface is constantly in contact with the atmosphere.

2. Device according to claim 1, characterized in that the common container (2) in the cover plate (1) via a continuously open gas outlet (10) has that controlled by the liquid level float valve from a float body (5) with a vertical extension (18) and in the base plate (4) of the container (2) arranged return opening (8) is formed by the vertical extension (18) of the float body <5) is closed, and that between a likewise in the base plate ( 4) arranged fluid inlet opening (7) and a fluid outlet opening (9) is a vertically over the lower part of the volume of the container (2) extending Fluidleifceinrichtung (3) is present, which ends below the liquid level.

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