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Dialysator aus gestapelten Membranen Gegenstand der Erfindung ist
ein Dialysator aus gestapelten Membranen sehr dünner, submikroporöser Häute mit
planebenen Oberflächen. Solche Dialysatoren sind in sehr vielen verschiedenen Formen
ausgebildet worden.
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Die Erfindung 18st die Aufgabe, solche Membrandialysatoren aus Stapeln
submikroporöser Häute auszubilden, so daß sie nur aus solchen Häuten und kanalbildenden
Abstandhaltern atapelbar sind und die Dialyseflüssigkeiten die gesamten Außenwände
der Menibranstapel statistisch gleichmäßig in ununterbrochenem Betrieb beaufschlagen
derart, daß bei z. B. rechteckiger Ausbildung der Stapel Je eine Seitenfläche zum
Eintritt der einen Flüssigkeit dient, die gegenüberliegende Wandfläche zu deren
Austritt und die rechtwinklig dazu verlaufenden Seitenwände zum Durchtritt der dialysierenden
Flüssigkeit im Queratrom.
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Im Zusammenhang mit diesem räumlich kontinuierlich wirkenden großoberflächigen
Membrandialysator wird die weitere AuRgabegelöst, die Membranstapel mittels Winkelschienen
einzufassen und als Stützen zu haltern und Schenkel dieser Winkelschienen gleichzeitig
zur flüssigkeitsdichten Abtrennung der 4 Abteils für die Eine und Austritt der zur
Dialyse zusammenwirkenden Flüssigkeiten auszubilden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der neue Dialysator aus gestapelten
Membranen darin, daß sehr dünne, submGropor8se Häute mit planebenen Oberflächen
abwechselnd mit ähnlich dünnen undurchlässigen Platten mit durchgängig gerillten
Oberflächen zu einem Membranfilter gestapelt sind, indem die Platten git abwechselnd
längs- und querverlaufenden gegeneinandergerichteten Rillen aufeinander gelegt sind
und Jede Wand des Stapels gegenüber den anderen Wänden mittels Trennwänden flüssigkeitsdicht
abgeschlossen auf ihrer vollen Fläche gleichförmig von Flüssigkeit beaufschlagt
einen Teil eines Behälters für eine ununterbrochene Querstromdialyse bildet.
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Vorteilhaft ist ferner, daß die Häute und die Rillenplatten gleichgroß
und von einfacher geometrischer Form mit senkrechten Wänden ausgebildet sind.
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Eine weitere Neuheit besteht darin, daß sein dialysierender Teil nur
aus zwei Bauteilen besteht, nämlich den Dialysehäuten und einer Art gegeneinander
versetzt angeordneten Rillenplatten.
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Eine weitere Verbesserung ist, daß es sich um Rillenplatten handelt,
die auf der Ober- und Unterseite mit quer zueinander verlaurenden Rillen versehen
sind.
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Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Rillenplatten im QuerschnItt
dreieckige Rillen mit Flanken aufweisen.
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Die Erfindung-ist in der Zeichnung in einigen beispielsweisen, aber
bevorzugten Aus f1hrungs formen dargestellt: Figur 1 ist in starker Vergrößerung
ein Teil eines Membranstapels nach der Erfindung, Figur 2 ist in etwas weniger starker
Vergrößerung ein Schaubild einer Eckausbildung eines neuen Dialysators, Figuren
3-5 veranschaulichen sehr dünne Reliefplatten zur Ausbildung der Dialysekanäle,
Figur 6 ist eine beispielsweise und schematische Ausbildung eines Dialysegerätes
nach der Anmeldung.
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Aus diesen Figuren ergibt sich im einzelnen der folgende Aufbau des
neuen Dialysators aus gestapelten Membranen: Häute 1, die in der praktischen Ausführung
dünn und submikroporöse Membranen sind, haben planebene Oberflächen. Sie lassen
sich daher, wie Figur 1 zeigt, leicht und beliebig hoch mit ähnlich dünnen undurchlässigen
Platten 2 zu einem Membranfilter 5 stapeln. Die dünnen, undurchlässigen Platten
2 sind durchgängig mit Rillen 3 versehen. Diese Rillen beginnen also an einem Ende
der Platten 2. Die Rillen erstrecken sich bis an das andere Ende der Platte, wo
sie also in einer Außenmündung des Stapels münden. Diese Platten 2 lassen sich nach
dem heutigen Stand der Technik mitsamt ihren Rillen 3 nach den Jeweiligen Erfordernissen
leicht
chemisch beständig inaktiv gegenüber dem Stoff der Membranen und ebenso abweisend
gegenüber den Dialyseflüssigkeiten herstellen.
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Ebenso wie die Membranhäute 1 können die Platten 2 aus großen Werkstücken
in der gewünschten Form ausgestanzt werden. Nach dem heutigen Stand der Technik
ist ferner leicht möglich, Platten 2 mit beliebigen Rippenarten 3 durch Pressen
oder Walzen herzustellen.
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Man erkennt in Figur 1, daß der Stapel des Membranfilters 5 einfach
und zweckmässig mit senkrechten Wänden 4 stapelbar ist. erden, wie die Figur 1 zeigt,
die Platten 2 mit abwechselnd längs- und querverlaufenden gegeneinandergerichteten
Rillen gestapelt, also in der Figur 1 abwechselnd mit Rillen, die in der rechten
dargestellten Oberfläche enden und in der linken, deren Kanäle Jeweils von der gleichen
Membran begrenzt sind, so können diese Wände 4 Wandungen von gegeneinander abgeschlossenen
Flüssigkeitsabteilen bilden. Diese sind dann auf der ganzen Höhe und Breite statistisch
gleichmäßig mit den Dialyseflüssigkeiten beaufschlagbar, die durch die Jweils dazwischenliegende
offene NemBanwand im Querstrom austauscht.
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Die Einheit des Dialysators wird nach Figur 1 gebildet durch Je 2
Platten 2 mit längs- und querverlaufenden aufeinander zugerichteten Rillen mit einer
dazwischenliegenden Membran. Diese wirksame Dialysatoreinheit besteht daher aus
nichts anderem als aus den beiden Bauteilen, nämlich den Dialysehäuten 1 und einer
Art von gegeneinander versetzt angeordneten Rillenplatten 2. In Figur 2 ist ein
Dialysator aus gestapelten Membranen in einer gegenüber der Figur 1 ver kleinerten,
gegenüber der tatsächlichen Ausführung aber immer noch
stark vergrößerten
Ausführung gemeinsam mit den Eckstützen 7 - 9 für die Stapelung in einem Dialysegefäß
zu erkennen.
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Wiederum ist der Stapel 5 aufgebaut aus sehr dünnen, submikroporösen
Häuten 1 mit planebenen Oberflächen, abwechselnd mit dünnen, undurchlässigen Platten
2 mit durchgängig gerillten Oberflächen 3 im Sinne einer Ausbildung senkrechter
Wände 4.
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Die von diesen Wänden 4 gebildete Kante des Stapels ist eingefasst
von Stützen 7, die ebenfalls porös oder durchbrochen sein können. Im allgemeinen
werden diese Stützen 7 aus sehr dünnem Kunststoff bestehen. Diese Stützen 7 nd Formstücke,
die aus einer Trennwand 6 und einer Winkelschiene bestehen, welche die Schenkel
8 und 9 hat. Diese Stütze 7 kann einstückig mit dem Dialysatorbehälter 15 sein,
wie aus Figur 6 hervorgeht.
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Sowohl aus Figur 1 wie aus Figur 2 ist zu erkennen, daß der neue Dialysator
eine ununterbrochene Querstromdialyse möglich macht, indem er dauernd statistisch
gleichförmig von zwei Ansichtsflächen her in seinem ganzen Volumen beaufschlag ist.
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Man erkennt ferner aus den Figuren 3 - 5, daß die gerillten Platten
in verschiedener Weise profiliert sein können, um sich den unterschiedlichen Anwendungszwecken
anzupassen. Nach Figur 3 sind die Platten 3 mit im Querschnitt dreieckigen Rillen
14 versehen, welche Flanken 16 haben. Die Breite 17 der Rillen wird im allgemeinen
doppelt so groß gewählt wie die Höhe 18. Für viele Dialysezwecke hat sich eine Breite
17 von etwa 250 Micron = 0,25 mm empfohlen.
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In Figur 4 erkennt man als weiteres Beispiel Rillenplatten 2 mit eckigen
Rillen 11 von etwa trapezförmigem Querschnitt und planebenen Oberflächen 12.
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In Figur 5 sind Rillenplatten 10 als Weiterentwicklung der Platten
2 dargestellt, die auf der Ober- und Unterseite mit quer zueinander verlaufenden
Rillen 3 und 3a versehen sind.
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In Figur 6 erkennt man einen Behälter 15, in welchem mittels der Stützwände
7 vier flüssigkeitsdicht voneinander getrennte Abteile 19 gebildet sind. Die Dialyseflüssigkeiten
werden in diese Abteile 19 mittels Stutzen 20 eingeleitet bzw. auf der entgegengesetzten
Seite aus den dort gebildeten Abteilen 19 abgeleitet.
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Der neue Dialysator aus gestapelten Membranen ist zufolge seines einfachen
Aufbaues der Massenfertigung in weitgehend angepassten Bauarten zugänglich. Diese
Anpassungsfähigkeit bezieht sich auf die Auswahl der Baustoffe, welche im allgemeinen
Kunststoffe sein werden. Die Platten 2 bzw. 10 können auch aus entsprechend unempfindlichen
Metallfolien hergestellt sein, vor allem dann, wenn es darauf ankommt, narrensicher
die Membranhäute 1 von den undurchlässigen Platten 2 bzw. 10 zu unterscheiden.
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Ferner hat der neue Dialysator aus gestapelten Membranen den Vorzug,
daß er in Jedem Fall leicht und sicher auch von Ungeübten aufgebaut werden kann
und sich- äußerst leicht reinigen läßt.
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Die Größe der neuen Dialysatoren ist nur begrenzt von der Empfindlichkeit
ihrer empfindlichsten Teile, nämlich der Membranhäute 1. Diese lassen sich in GrOßen
von 1 qm und wesentlich mehr herstellen und stapeln.
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Im Betrieb ist der neue Dialysator keinen mechanischen Beansprunhungen
ausgesetzt. Seine Wirtschaftlichkeit und seine Größe hängt Im einzelnen Fall nur
von seinem inneren Strömungswiderstand ab sowie davon, unter welchem Überdruck die
Membranen 1 beansprucht werden können. Da diese Membranen auf äußerst kurzen Strecken
und noch dazu rasterartig durch die benachbarten Rillenkuppen gehaltert sind, können
die neuen Dialysatoren unter ziemlich hohem Uberdruck und/oder mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten
der Dialyseflüssigkeit belastet werden.
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In 2em Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind die einander parallelen
Rillen der undurchlässigen Platten 2 bz. 10 in einem Verlauf parallel zueinander
und parallel zu den Kanten der Membranen 1 gezeichnet worden. Diese Ausführung ergibt
die einfachste Stapelung und die übersichtlichste Betriebsweise. Man kann die Rillen
Jedoch auch wellenförmig führen oder in Ausnahmefällen diagonal zu den Kanten anordnen,
sofern das Dialysegefäß entsprechend geformt ist, was durch handwerksmäßige Maßnahmen
möglich ist. Eine statistisch gleichförmige Belastung zum Zweck einer in allen Teilen
des Stapels gleichmäßigen Dialyse bei geringstem Widerstand wird Jedoch erfahrungsgemäß
bei der Ausbildung nach der Zeichnung erreicht.
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Sehr vorteilhaft ist der neue Dialysator aus gestapelten Membranen
mit Bezug auf die Überwachung seines Betriebes.
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Selbst wenig Geübte vermögen bei Beobachtung des Flüssigkeitsstandes
bzw. des Eine und Ausflusses von Dialyseflüssigkeit in den einander gegenüberliegenden
Behältern zu erkennen, ob die Dialyse ordnungsgemäß verläuft. Sofern man sich nicht
auf eine unmittelbare Beobachtung beschränken will oder aber wenn die Dialyse in
geschlossenen Gefäßen vor sich gehen soll, können beliebig fein anzeigende Strömungsmesser
in die Zu-und Abströmstutzen 20 eingeführt werden, um einerseits den gleichhohen
Zu- und Abfluß einer einzelnen Dialyseflüssigkeit anzuzeigen, aber auch das proportionale
Verhältnis der beiden Dialyseflüssigkeiten, wenn diese mit unterschiedlichem Druck
oder unterschiedlicher Geschwindigkeit durch ihre vorbestimmte Rillengruppe geführt
werden.