DE2713175A1 - Anordnung fuer sorbensbehandlung einer fluessigkeit - Google Patents

Anordnung fuer sorbensbehandlung einer fluessigkeit

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DE2713175A1
DE2713175A1 DE19772713175 DE2713175A DE2713175A1 DE 2713175 A1 DE2713175 A1 DE 2713175A1 DE 19772713175 DE19772713175 DE 19772713175 DE 2713175 A DE2713175 A DE 2713175A DE 2713175 A1 DE2713175 A1 DE 2713175A1
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DE
Germany
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core
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adsorbent
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DE19772713175
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English (en)
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Jan Dr Sigdell
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Fresenius SE and Co KGaA
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Dr Eduard Fresenius Chemisch Pharmazeutische Industrie KG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3679Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits by absorption

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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Description

  • Anordnung für Sorbensbehandlung einer Flüssigkeit
  • bei der Sorbensbehandlung einer Flüssigkeit (mit Adsorbens oder >bsorDens) wird diese in Kontakt mit einer Struktur von festen Substanzen gebracht, die durch Sorption (hdsorption oder Absorption) zu entfernende Bestandteile der Flüssigkeit aufnimmt und so aus der Flüssigkeit entfernt.
  • Dieses Verfahren wird in der Medizintechnik u.a. zur Reinigung von Blut von toxischen Substanzen verwendet, wobei das strömende Blut in Kontakt mit Aktivkohle, Harze, Oxycellulose oder anderen festen Substanzen gebracht wird, die ein brei tes Spektrum von im Blut gelösten Substanzen oder eine mehr spezifische Auswahl von solchen Substanzen aufnehmen. Dabei kann der Kontakt direkt sein, aber ist jedoch, zur Schonung des Blutes, meistens durch eine membranartige Beschichtung vom Sorbens vermittelt.
  • Eine an sich schon bekannte Art von Bereitstellung von Sorbentien für diesen Zweck ist die Einarbeitung davon in Fasern.
  • Dabei wird as Sorbens in der Form von einem feinen Pulver in eine geeignete Masse eingearbeitet, die dann zu einer Faser gezogen oder versponnen wird, oder sie wird bei der Herstellung einer Hohlfaser in deren Hohlraum gebracht, um diesen auszufüllen. Es dürfte auch möglich sein, gewisse Sorbensmateriale, wie z.B. Harze, direkt zu Faser zu bearbeiten.
  • Solche Fasern wurden bis jetzt entweder parallel in einer Kammer eingespannt, die dann vom Blut durchströmt wird, oder sie wurden als Kreuzwickel auf einem perforierten Spulenträger aufgebracht und anschließend in ein Gehäuse gebracht, das eine radiale Durchströmung des Wickels erlaubt. Hierbei tritt die Flüssigkeit durch die Löcher des perforierten Trägers, von einer zentralen Strömung in dessen Innenraum, fließt radial durch den Wickel und wird längs der Gehäusewand an der Außenfläche des Wickels weggeleitet.
  • Diese Konstruktion mit einem Kreuzwickel ist aus folgenden Gründen unbefriedigend: - die Volumina der Anschlußräume für die Zu- und Abfuhr der Flüssigkeit zu bzw. von dem Wickel sind verhältnismäßig groß, - es gibt Stauzonen in denen das sich stauende Blut trotz Heparinisierung dazu neigt, dort zu gerinnen.
  • Der erstgenannte Grund besteht, weil man in einem extrakorporalen Kreislauf die Volumina minimal halten will, um das sonst oft nötige Abfüllen mit Fremblut oder blutersatz zu vermeiden. Der zweitgenannte Grund bildet nicht nur eine Ursache für Blutverluste, die wesentlich sein können ( das geronnene Blut ist verloren), sondern birgt in sich auch eine Gefahr für Embolie oder auch für Verschlechterung der Sorbenswirkung durch Abdeckung von Teilen des Faserwickels mit geronnenem Blut.
  • Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß Sorbentien in einem Austauscher in Form eines Kernes so in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, daß der Kern zwischen zwei Verteilungsräumen in der Form von ebenen Ringspalten axial durchströmt wird.
  • Der Kern kann aus einer an sich bekannten Wicklung oder auch in Form einer körnigen Masse ausgebildet sein.
  • Gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Strömung in den genannten Ringspalten durch einen tangentialen Anschluß eine überlagerte Kreisströmung erzeugt wird.
  • Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß in den kingspalten rippen angeordnet sind.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden beschreibung.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert und zwar zeigt.: Abbild. 1 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, Abbild. 2 eine Ansicht des Stirnendes eines Gehäuses nach Abbild. 1 von außen und von innen gesehen, Abbild. 3 eine Innenansicht der Stirnseite eines Gehäuses nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, Abbild. 4 eine Schnittansicht eines Gehäuses mit Rippen nach Abbild. 3, Abbild. 5 eine Schnittansicht entsprechend Abbild. 4 eines weiteren abgewandelten Ausführungsbeispieles, Abbild. 6 eine Schnittansicht entsprechend Abbild. 4 oder 5 eines weiteren Ausführungsbeispieles, Abbild. 7 eine Schnittansicht eines Teils des Gehäuses eines weiteren abgewandelten Ausführungsbeispieles und Abbild. 8 eine weitere Abwandlung eines Ausführungsbeispieles nach Abbild. 1.
  • Hierzu werden an den beiden axialen Stirnflächen des WickelS (1) ringförmige Spalten (2) angeordnet, wie in Abb. 1 gezeigt, während dem der Wickel an dem Trägerzylinder (3) und an die äußere zylindrische Gehäusewand (4) dicht anliegt.
  • Es ist nun zu erstreben, daß in mindestens einem von diesen ringförmigen Spalten (2) eine Strömung entsteht, die möglichst alle Flächen überströmt, statt Flächen anzuströmen, um das Entstehen von Stauzonen zu vermeiden. Um dies zu erreichen, ist die Erzeugungeiner überlagerten Kreisströmung in der Ringspalte (2) geeignet, was durch eine tangentiale Zufuhr geschehen kann. Dazu wird die Spalte (2) durch ein tangential gerichtetes Anschlußrohr (5) angestramt, z.B.
  • wie in Abb. 2 gezeigt.
  • Viele Materialien zur Einbettung oder Umhüllung der Sorbentien haben die Eigenschaft, in wässrigen Lösungen etwas zu quellen. Hierbei besteht die Gefahr, daß die ringförmigen Spalten (2) durch axiales Quellen des Wickels (1) verschlossen werden können. Auch könnte die eine der Spalten (2) durch Verrutschen des Wickels (1) auf dem Träger (3) verschlossen werden . Um dies zu verhindern ist es zweckmäßig, eine rippenartige Struktur in die Spalten (2) einzubauen, so daß der Wickel auf diese Rippen abstützen kann ohne die äußere Wand (in axialer Richtung) der Spalte zu erreichen. Diese Rippen (6) können spiralförmig angeordnet sein, um die zu überlagernde Kreisströmung noch weiter zu fördern, z.B. wie in Abbild. 3 gezeigt. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Spalte in radialer Richtung, wie in Abb.4 oder in axialer Richtung, wie in Abb. 5 und 6, zu erweitern, so daß die Rippen (6) sich praktisch über die ganze Stirnfläche des Wickels erstrecken können und doch rundum freier Raum für die Ausbildung einer primären Kreisströmung entsteht.
  • Die Anordnung nach Abb.6 hat den Vorteil, ein kleineres Extravolumen für den erweiterten Teil zu brauchen und, durch Mitwirkung der Fliehkraft auf die überlagerte Kreisströmung, eine gleichmäßigere Verteilung der Anströmung der axialen Strinfläche des Wickels (1) zu erlauben. Die Anordnungen nach Abb. 4 und 5 haben gewisse andere strömungsmäßige Vorteile (u.a., daß eine nach Innen gerichtete Spiralströmung mit und ohne Reibung das gleiche Strömungsbild aufweist und dass die Flächenströmung in der Spalte (2) eine weniger veränderliche Geschwindigkeit hat).
  • Die hier beschriebene Anordnung ist nicht nur für die Sorbensbehandlung von Blut anwendbar, sondern auch von z.B.
  • Dialysat, Diafiltrat, Hämofiltrat, Peritonealdialysat etc.
  • sowie von Flüssigkeiten in anderen Anwendungen als medizintechnische.
  • Auch sind die Vorteile der strömungsmäßigen Anordnung, die hier beschrieben ist, auch dann von Interesse, wenn nicht ein Wickel von Faser, sondern eine Granulatmasse von Sorbenskörnern den Zwischenraum zwischen den beiden Splaten (2) ausfüllt. In diesem Fall ist es notwendig, den Körnern zurückhaltende Filterringe (7) (z.B. in der Form von ringförmigen Netzen) über die nach innen weisende Öffnung der Spalte (2) zu legen, so daß diese Filter (7) auf den Rippen abstützen, wie in Abb.7 gezeigt.
  • Bei Gebrauch eines Kreuzwickels entsteht in der Anlage des iickels (1) an die innere (3) oder äußere (4) zylindrische Wand eine Struktur von Hohlräumen gerade an der Wand, die weniger gut durchströmt sind. Diese bilden einen vernachlässigbaren Teil des Wickels, aber wirken jedenfalls "optisch" störend, weil dort Luftblasen leicht sitzen bleiben. Durch Zwischenlage eines Netzzylinders (8) zwischen Wickel und Wand an diesen Stellen wird eine Ableitung von Luft und Flüssigkeit an diesen Stellen erreicht, die diesen, mindestens optisch, störenden Effekt beseitigt und außerdem die Durchströmung auch hier verbessert. Eine solche Anordnung ist in Abb.8 angedeutet.
  • Es ist klar, daß eine große Anzahl von Variationen der oben beschriebenen Prinzipien möglich sind, ohne von dern Sinn der Erfindung abzuweichen. Auch bezieht sich die rfindung nicht primär auf das Vorhandensein eines hreuzwickels als Sorbensstruktur, sondern erwähnt diese Anordnung als geeignete Ausfürhung. Jede Art von Anbringung eines Sorbensmittels in den liaum zwischen den beiden Spalten ist hiermit gleichwertig, wie z.ß. in der Form von Körnern, von einer anders gewickelten Faser oder von einer aufgerollten sorbenshaltigen Folie. Der primäre Gegenstand der Erfindung ist die Strömungsanordnung mit ringförmigen Spalten, in welchen eine überlagerte Kreisströmung erzeugt wird, so daß ein mehr oder weniger spiralförmiger Strömungsverlauf in der Spalte erfolgt. Dieses Strömungsbild herrscht dann vor allem im Anströmungsraum, aber die Tendenz zur b ng einer solchen Strömung ist auch in der Abfluß spalte erhalten, teils durch daa tangential (d.h. unsymmetrisch) angeordnete Abflußrohr, aber auch und besonders durch spiralförmige Rippen.
  • L e e r s e i t e

Claims (8)

  1. Bnsprüche : 1, Anordnung zu Sorbensbehandlung einer Plüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß Sorbentien in einem Austauscher in Form eines Kernes (1) so in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, da der Kern (1) zwischen zwei Verteilungsräumen (2) in der Form von planen Ringspalten (2) axial durchströmt wird.
  2. L. Anordnung nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Sorbentien versehene naser (1) so in einem zylindrischen Gehäuse aufgewickelt angeordnet sind, daß die Wicklung (1) zwischen zwei Verteilungsräumen (2) in der Form von planen Ringspalten (2) axial durchströmt wird.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sorbentien in Form einer körnigen Masse als Kern des Austauschers angeordnet sind, wobei das Eindringen der Masse in den Verteilungsräumen (2) durch ringförmige Filter (7) verhindert wird.
  4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strömung in den genannten Ringspalten (2) durch einen tangentialen Anschluß (5) eine überlagerte Kreisströmung erzeugt wird.
  5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängung des Kerns (1) in den genannten Kingspalten (2) hinein durch Rippen (6) verhindert wird.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dad die .Rippen (6) spiralförmig angeordnet sind.
  7. 7. Anordnung nach einem der Ansprtiohe 1 bis 6, dadurch gekermzeichnet, daß ein tangentialer Anschluß (5) in eine brweiterung in der Form einer Ringspalte außerhalb den <ippen (6) mündet, wobei diese Erweiterung entweder radial oder axial zum mit Rippen (6) belegten Verteilungsraum (2) liegt.
  8. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) innen oder außen oder sowohl innen wie auch außen mit einem zylindrischen zeitz (3) versehen ist, das eine Zwischenlage zwischen Kern (1) und Gehäusewand (3, 4) in radialer Richtung bildet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2921924A1 (de) * 1979-05-30 1980-12-04 Biotest Serum Institut Gmbh Geraet zur reversiblen und irreversiblen adsorption von blut und blutbestandteilen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2921924A1 (de) * 1979-05-30 1980-12-04 Biotest Serum Institut Gmbh Geraet zur reversiblen und irreversiblen adsorption von blut und blutbestandteilen

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