DE3050758C2 - Trennelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trennelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein Trennelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs ist der DE-AS 23 46 982 zu entnehmen. Bei dem bekannten Trennelement gelangen Rohrboden zur Anwendung, die ein konisch ausgebildetes inneres und ein konisch ausgebildetes äußeres Bodenteil aufweisen. Hierbei sind die beiden Rohrbodenteile über ein zylindrisches Mittelstück miteinander verbunden. Um eine druckdichte Verbindung der beiden Rohrboden zu Endverschlüssen und somit eine Abdichtung zwischen dem Inneren eines Gehäuses und den fluidhaltigen, von den Endverschlüssen gebildeten Endräumen zu erreichen, weist das bekannte Trennelement entsprechende Dichtungsringe auf, die zwischen dem äußeren Bodenteil eines jeden Rohrbodens und den Endverschlüssen angeordnet sind. Somit erfordert das vorstehend beschriebene Trennelement zur Abdichtung der Rohrboden gegenüber den Endverschlüssen zusätzliche Dichtungselemente.

Auch das aus der GB-PS 14 32 018 zu entnehmende Trennelement kann auf derartige zusätzliche Dichtuiigscicinciiic nicht vcrziuhieii, um das inii einem Rohrboden versehene und in einem Gehäuse angeordnete Trennelement, bei dem die Hohlfasern um einen Kern gewickelt sind, gegenüber einem Endverschluß abzudichten. Hierbei besteht der Rohrboden aus einer einseitig kegelstumpfförmig zulaufenden Scheibe, die an einer entsprechend geformten Fläche des Endverschlusses durch den in dem Gehäuse herrschenden Druck angepreßt wird. Zusätzlich weist der Rohrboden des bekannten Trennelementes noch einen als zusätzliches Dichtungselement wirkenden flexiblen Ring auf.

Die vorstehend beschriebenen bekannten Trennelemente weisen den Nachteil auf, daß beim Gebrauch derselben unerwünschte ringförmige tote Zonen, verursacht durch die zusätzlichen Dichtungselemente, auftreten können, wobei die Gefahr besteht, daß in derartigen toten Zonen beispielsweise Blut gerinnt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trennelement der angegebenen Art zur Verfugung zu stellen, das eine verbesserte Abdichtung zwischen Rohrboden und Gehäuse bei gleichzeitiger Vermeidung von O-Ringdichtungen bedingter Ringräume ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Trennelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patenanspruchs 1 gelöst

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Rohrböden des Trennelementes derart auszubilden, daß äußere, kegelstumpfförmige Bodenteile mit entsprechend geformten Kopfstücken und innere, kegelstumpfförmige Bodenteile mit entsprechend geformten Innenwänden des Gehäuses ohne Verwendung von zusätzlichen Dichtungselementen eine gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung bewirken. Um dies zu erreichen, sind die beiden kegelstumpfförmigen Bodenteile eines jeden Rohrbodens unmittelbar an ihrer Grundfläche miteinander verbunden, wobei die Grundfläche des inneren Bodenteils im Vergleich zum äußeren Bodenteil einen größeren Durchmesser aufweist, was zur Ausbildung eines ringförmigen, radial verlaufenden Randteils führt

Ferner sind Befestigungsmittel vorgesehen, die die Kopfstücke an dem Gehäuse befestigen und dabei derart axial und radial nach innen drücken, daß die Außenflächen der kegelstumpfförmigen inneren und äußeren Bodenteile mit den entsprechend geformten Innenwänden des Gehäuses bzw. der Kopfstücke auch ohne Verwendung von zusätzlichen Dichtungselementen im dichtenden Eingriff stehen, wobei der ringförmige, radial verlaufende Randteil ein axiales Verschieben des Rohrbodens nach innen über einen relativ großen Bereich ermöglicht

Ein derartiges Trennelement weist den Vorteil auf, daß wegen des Verzichts auf zusätzliche Dichtungselemente die Bildung der vorstehend beim Stand der Technik aufgeführten tote Bereiche wirkungsvoll verhindert werden kann und somit bei Verwendung des erfindungsgemäßen Trennelementes in der klinischen Anwendung, beispielsweise bei der Ultrafiltration oder Dialyse, ein Gerinnen von Blut nicht stattfindet.

Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Trennelement Rohrboden aus thermoplastischen Harzen verwendet. Geeignete Harze sind beispielsweise Polypropylene und Äthylen-Vinylacetat-Copolymere, insbesondere solche mit niedrigen Molekulargewichten, wie diese beispielsweise in den US-PS 34 28 591 und 34 40 194 beschrieben sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

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elementes, jedoch ohne Gehäuse;

F i g. 2 einen schematischen Detailquerschnitt des Trennelementes; und

Fig.3 eine Detailansicht des in Fig.2 gezeigten Trennelementes.

Ein mit 10 bezeichnetes Trennelement umfaßt, wie in F i g. 1 dargestellt, ein Faserbündel 12, dessen Endab-

schnitte in Rohrboden 14 und 16 festgelegt sind. Die Rohrboden 14 und 16, die von gleicher Bauart sind, bestehen aus einem scheibenförmigen inneren Bodenteil i8,19 und einem kegelstumpfförmigen äußeren Bodenteil 20 und 21.

Die Fasern 13 in dem Bündel 12 sind langgestreckte semipermeable Hohlfasern von Haarröhrchendurchmesser. Sie haben ausgewählte Permeabilitäten, um die jeweils gewünschte Trennung am besten zu bewirken, so z. B. zur Entfernung von gelöstem Stoff aus Flüssigkeiten bei der Ultrafiltration oder Dialyse, zur Entfernung von Wasser oder anderen flüssigen Bestandteilen und gelösten Stoffen aus Blut, bei der Hämofiltration oder zur Einführung von Sauerstoff im Blut bei der entsprechenden Sauerstoffbehandlung von Blut Solche Fasern sind allgemein bekannt und beispielsweise in den US-PS 32 28 876, 34 23 491, 35 32 527 und 35 46 209 offenbart

Das Faserbündel 12 umfaßt eine Vielzahl von einzelnen Fasern 13, die sich zwischen den Rohrböden 14 und 16 erstrecken, wobei die Außenseiten jeder Faser in den äußeren Endflächen 22 bzw. 23 der kegelstumpfförmigen äußeren Bodenteile 20 bzw. 21 enden. Die Zahl der Fasern 13 in einem Bündel 12 hängt von dem Verwendungszweck ab und variiert stark, so zum Beispiel zwischen etwa 3 000 und 30 000. Für klinische Anwendungen liegt sie normalerweise im Bereich von etwa 5 000 bis etwa 20 000. Der Faserdurchmesser kann ebenfalls schwanken, liegt aber gewöhnlich im Bereich von etwa 50 bis 400 μπι lichte Weite bei einer Wanddicke im Bereich von etwa 10 bis etwa 80 μΐη.

Die in F i g. 1 gezeigen Rohrboden 14,16 stellen eine bevorzugte Ausführungsform des Trennelementes dar. Die inneren Bodenteile 18 und 19 weisen wie die äußeren Bodenteile 20, 21 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Ebenso können diese Bodenteile auch andere Querschnitte, wie beispielsweise linsen- oder ellipsenförmige Querschnitte, besitzen.

Die äußeren, kegelstumpfförmigen Bodenteile 20, 21 haben zwei wichtige Funktionen: Erstens sammeln und schließen sie alle Enden der Hohlfasern 13 derart ein, daß die offenen Faserenden im wesentlichen ganz die ebenen äußeren Endflächen 22, 23 bedecken. Zweitens bieten die Bodenteile 20,21 mit ihren Umfangswandflächen Abdichtbereiche 24 für den durch Druck bewirkten Dichtungseingriff, wenn kappenförmige, mit entsprechend abgeschrägten Innenflächen versehene Kopfstücke 26 aufgesetzt werden (F i g. 2). Die Innenwand 28 des Kopfstückes 26 dichtet somit gegen die äußeren Bodenteile 20,21 ab, um dadurch eine Blutkammer 30 zu bilden. Dies bewirkt, daß die Fasern, in der Nähe der Kantenbereiche der äußeren Endflächen 22, 23 der Rohrboden angeordnet sind, die Gefahr des Gerinnens von Blut in toten Bereichen ausschaben, was manchmal bei den bekannten Blutkammern des Standes der Technik auftritt. Weitere Vorteile sind darin zu sehen, daß die äußeren Bodenteile 20, 21 eine blut- bzw. flüssigkeitsdichte Abdichtung mit dem sie umgebenden Kopfstücken 26 auch dann gestatten, wenn der Kunststoff anfängt zu kriechen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der sich relativ lang erstreckende Abdichtbevon zufriedenstellenden hitzehärtenden Harzzusammensetzungen hergestellt sind, aufweisen. So können z. B. Epoxyharze oder Polyurethanharze verwendet werden.

Wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt, wird die Außenfläche des inneren Bodenteils 18 mechanisch gegen eine komplementäre Innenwand 54 des Gehäusemittelteils 32 abgedichtet oder damit verklebt, woraus eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen Bluthohlraum 30 und Dialycathohlraum 64 sowie der Außenatmosphäre resultiert Die dichtenden Flächen der Innenwände 18 und 54 weisen eine axiale Länge auf, die sich von einer inneren Endfläche 66 des Rohrbodens bis zu einem ringförmigen, radial verlaufenden Randteil 68 eines Abschnitts 60 des Rohrbodens 14 erstreckt, und befinden sich über die gesamte Länge in Eingriff. Dieser dichtende Eingriff resultiert aus der Kraft die auf den Rohrboden 14 in ausreichendem Maße axial nach innen ausgeübt wird, um den Rohrbodenabschnitt 60 axial nach innen in seine Dichtungsstellung zu bewegen, wobei das ringförmige, radial verlaufende Randteil 68 nach innen von einem Bereich 72 des Gehäuses 32 um einen Abstand 74 in Pfeilrichtung 57 verschoben wird.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die axial nach innen gerichtete Kraft die eine Bewegung des Rohrbodenabschnitts 60 axial nach innen zum Mittelteil 32 des Gehäuses bewirkt, durch Eingriff der Außenfläche 20 des äußeren Bodenteils 20 bzw. 21 mit der komplementären Innenwand 28 des Kopfstückes 26 erzeugt. Um dies zu erreichen, sind Befestigungsmittel vorgesehen, die das Kopfstück 26 ans Gehäusemittelteil befestigen. Hierbei weist das Kopfstück 26 einen Flansch 76 auf, der mit einem Abschnitt 78 eines Gewinderinges 80 zusammenwirkt Wenn der Gewindering 80 angezogen und somit axial nach innen durch Eingriff von Nuten 82 mit auf der Wand angeordneten Gewindevorsprüngen 84 entlang der oberen Wand 86 des Gehäusemittelteils 32 bewegt wird, wird eine Kombination von Axial- und Radialdruck auf die Außenfläche des äußeren Bodenteils 20 durch die die Außenfläche umgebende Innenwand 28 des Kopfstücks 26 ausgeübt. Das Rückstellvermögen bzw. die Verformbarkeit der Innenwand 28 des Kopfstückes 26 verursachen, daß ein Druckdichtungseingriff im Bereich 24 eintritt, so daß dieser langgestreckte Eingriffsbereich die dauernde Aufrechterhaltung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung selbst dann sichert, wenn Drücke auftreten, die ein Kriechen des Thermoplasts in den Bereichen 25 oder 60 verursachen. Es ist zu erkennen, daß der Rohrbodenabschnitt 60 eine wirksame Dichtung zwischen den einander grenzenden Inneriwandflächen 18 und 54 bildet, unabhängig von dem besonderen Mittel, das angewendet wird, um den erforderlichen axial nach innen gerichteten Druck oder die Kraft zum Abdichten aufzubringen.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist, erstreckt sich die Abschrägung des inneren Bodenteils 18 über seine ganze axiale Länge mit einem einzigen Winkel relativ zur Achse des Bündels 12, während die Gehäuseinnenwand 54 entsprechend ausgebildet ist und sich in gleicher Weise zu dem äußeren Bereich 72 der Gehäusewand 86 erstreckt (F i g. 3). Es werden jedoch auch zufriedenstellende Abdichtünser! erhs'^tAn """" ^><* InnpnwanH Hpk innprpn

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und Axialkräfte, hervorgerufen von dem Kopfstück 26, deformiert ist und somit ein Kriechen des Kunststoffes ausgeglichen wird, so daß sich der Rohrboden mit dem Kopfstück 26 ständig im dichtenden Eingriff befinden.

Das Trennelement 10 kann Rohrboden 14, 16, die durch Schleuderguß aus irgendeinem der großen Zahl Bodenteils 18 und die zugehörige Innenwand 54 des Gehäuses die gleiche Abschrägung nur über einen Teil der Lär.ge aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Trennelement mit einem Bündel von langgestreckten semipermeablen Hohlfasern, das in einem Gehäuse, bestehend aus Mittelteil und axial sich gegenüberliegenden kappenförmigen Kopfstücken, angeordnet ist, wobei das Bündel einen Mittelabschnitt und zwei entgegengesetzte Endabschnitte aufweist, die jeweils einen Rohrboden aus verfestigtem Gießharz besitzen, der die Außenseiten der Fasern miteinander verbindet, und jeder Rohrboden einen sich kegelstumpfförmig axial nach außen verengenden äußeren Bodenteil und einen damit einstückig ausgebildeten, sich kegelstumpfförmig axial nach innen verengenden inneren Bodenteil aufweist und sich die Fasern durch beide Bodenteile erstrekken und ein offenes Ende besitzen, das in der äußeren Endfläche des äußeren Bodenteils liegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der innere Bodenteil (18,19,60) unter Ausbildung eines ringförmigen, radial verlaufenden Randteils (68) von dem äußeren Bodenteil (20,21) aus erstreckt, der Mittelteil (32) des Gehäuses an seinen gegenüberliegenden Enden je eine konusförmige, zum inneren Bodenteil (18, 19, 60 ) komplementäre Innenwand (54) aufweist, die Kopfstücke (26), je eine konusförmige, zum äußeren Bodenteil (20, 21) komplementäre Innenwand (28) aufweisen und Befestigungsmittel (76, 80, 86) vorgesehen sind, die die Kopfstücke (26) so axial nach innen gedrückt am Mittelteil (32) befestigen, daß Außenflächen der kegelstumpfförmigen Bodenteile (18, 19, 60) bzw. (20, 21) mit den Innenwänden (54) bzw. (28) von Mittelteil (32) und Kopfstücken (26) im flüssigkeitsdichten Eingriff stehen.