DE3246299A1

DE3246299A1 - Bestrahlungsvorrichtung fuer fluessigkeiten und verfahren zur verwendung derselben

Info

Publication number: DE3246299A1
Application number: DE19823246299
Authority: DE
Inventors: Richard F. Rushland Pa. Conyne; John A. Furlong Pa Taylor
Original assignee: Extracorporeal Medical Specialties Inc 19406 King Of Prussia Pa; Extracorporeal Medical Specialties Inc
Current assignee: Janssen Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1983-06-23
Also published as: FR2517972B1; SE8207086D0; US4467206A; IT1149148B; IT8249661A0; ZA829152B; CA1191282A; SE8207086L; GB2111810A; ES274018Y; MX152341A; ES274018U; JPS58146353A; BR8207224A; AU9145382A; ES518147A0; BE895350A; GB2111810B; FR2517972A1; AR229627A1

Description

■- Ί.

' Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die Bestrahlung von Flüssigkeiten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren und auf eine Vorrichtung für das Bestrahlen von Flüssigkeiten, insbesondere physiologischen Flüssigkeiten wie z.B. Blut. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Elementen auf, die zur Übertragung von Strahlenenergie von einer Quelle geeignet sind, die vorzugsweise außerhalb der Vorrichtung angeordnet ist '" und zur Bestrahlung von darin enthaltenen oder durch sie hindurchfließenden Flüssigkeiten verwendet werden kann.

Stand der Technik

Für eine Vielzahl von wissenschaftlichen und medizinischen Anwendungen wird Bestrahlung angewandt. Beispielsweise ist es bekannt, daß bestimmte Polymerisa^zw tionsreaktionen z.B. durch Elektronenstrahl-Bestrahlung oder Ultraviolett-Bestrahlung eingeleitet werden können. Derartige durch Bestrahlung initiierte Polymerisationsreaktionen sind am erfolgreichsten, wenn es

gewünscht wird, verhältnismäßig dünne Filme aus einem nc.

Monomer oder Vorpolymer zu polymerisieren. Indes sind Bemühungen, dickere Filme mittels dieses Verfahrens zu polymerisieren, vielfach ohne Erfolg. Der Grund hierfür ist, daß die auf die Oberfläche des Films gerichtete Strahlung von der Mischung des Monomers

oder Vorpolymers und dem neugeformten Polymer an oder in der Nähe der Oberfläche des Films absorbiert wird und somit für das Einleiten der Polymerisation des Monomers oder Vorpolymers in den mittleren und unteren Schichten des Films nicht zur Verfügung steht.

Zusätzlich zu den Polymerisationsreaktionen gibt es viele andere chemische Reaktionen, z.B. solche, die

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BAD ORIGINAL

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-U

die Synthese von organischen Verbindungen einschließen, von denen bekannt ist, daß sie durch Ultraviolett- oder andere Bestrahlung katalysiert

werden müssen.
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Gemäß der US-Patentschrift 3 683 183 (Vizzini et al) wurde außerhalb des Körpers Blut und Lymphe bestrahlt, um eine immune Antikörperreaktion auf Transplantate zu unterdrücken und um gewisse Formen von Leukämie zu behandeln. In der europäischen Patentanmeldung 107 540, veröffentlicht am 7. Juni 1981 als Patentpublikation Nr. 30,364, ist ein Verfahren zur Reduktion der Funktion des Lymphozytenkollektivs bei der Blutversorgung eines Menschen beschrieben. Das beschriebene Verfahren umfaßt zunächst das Abziehen von Blut von der Person, dann die Bestrahlung des Blutes mit Ultraviolettlicht in der Gegenwart von 1 Nanogramm bis 100 Mikrogramm/ml des gelösten Psoralens, das durch die Bestrahlung aktiviert wird und Photoaddukte mit

DNA bildet. Das Psoralen wird daher an die Nukleinsäure der Lymphozyten gebunden, so daß ihre metabolischen Prozesse gehemmt werden.

Das bestrahlte Blut wird dann wieder zu der Person

zurückgeführt.

Viele bekannte Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere solche für medizinische Anwendungen, sind groß, schwerfällig zu bedienen und in der Herstellung teuer. Das in der oben erwähnten europäischen Patentanmeldung beschriebene Verfahren schließt die Behandlung von Blut in einer Bestrahlungsstation ein, die aus einer Bestrahlungskammer und einer Strahlenquelle besteht. Bei einer beschriebenen Ausführungsform setzt sich die Kammer aus einer Rohrschlange zusammen, z.B. Polyvinylchlorid-Rohr, das üblicherweise für die Verabrei-

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' chung von intravenösen Standardlösungen verwendet wird, das abgeflacht wurde, so daß es den Querschnitt einer verlängerten Ellipse hat. Es wird festgestellt, daß der stark abgeflachte Querschnitt der Windung eine gute Bestrahlung des fließenden Blutes durch die auftreffende Strahlenenergie ermöglicht. Es wird als schwierig und umständlich angesehen, ein bestimmtes Volumen an Flüssigkeit, wie Blut, mit der in der europäischen Patentanmeldung 107,540 dargestellten Vorrichtung zu behandeln. Zunächst scheint es, daß die Vorrichtung durch einen hohen Druckabfall während der Verwendung charakterisiert ist. Falls es gewünscht wird, ein bestimmtes Volumen eines Materials oder Stoffes zu behandeln, und es nötig ist, um eine hohe Bestrahlungswirkung zu erreichen, eine Bestrahlungskammer von ganz begrenzter Dicke oder Tiefe vorzusehen, dann besteht eine Tendenz, daß die Einrichtung umfangreich und schwerfällig wird. Der Umfang der Einrichtung könnte durch Vergrößerung der Dicke oder Tiefe der Bestrahlungskammer verringert werden, durch die das Blut hindurchfließt, jedoch wird hierdurch die Strahlenwirkung aufgrund von Strahlenlöschung verringert. Es ist möglich, die begrenzte Dicke oder Tiefe der Strahlenkammer beizubehalten, dadurch die Strahlenwirkung aufrechtzuerhalten sowie gleichzeitig den Gesamtumfang der Einrichtung zu reduzieren; dieser Versuch würde jedoch eine unerwünschte Zunahme der Zeit erfordern, die erforderlich ist, um ein bestimmtes Materialvolumen zu bestrahlen. Dieser erhöhte Zeitfaktor ist vor allem dann unerwünscht, wenn außerhalb des Körpers zirkulierendes Blut behandelt werden soll.

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Zusammenfassung der Erfindung \

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines durch diese hindurchfließenden Flnissigkeitsstromes vorgesehen, wobei die Vorrichtung kompakt, leicht zu bedienen sowie verhältnismäßig

'" billig herzustellen ist.- Die Vorrichtung kann so hergestellt werden, daß sie ein begrenztes Volumen aufweist; dies ist vor allem bei Verfahren wichtig, welche die extrakorporale Blutbestrahlung beinhalten, bei der es erwünscht ist, das Blutvolumen des

'** Patienten, das sich zu irgendeinem Zeitpunkt außerhalb des Körpers befindet, möglichst klein zu halten. Gleichzeitig weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung einen großen Oberflächenbereich auf, über den das zu behandelnde Material der gewünschten Strahlenenergie

ausgesetzt wird und dieser große Oberflächenbereich führt zu einer hohen Bestrahlungswirkung. Schließlich ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung durch geringe Druckabfälle während der Benutzung gekennzeichnet.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem hohlen Gehäuse mit ersten und zweiten Endwänden und einem Einlaß und einem Auslaß zwischen diesen Endwänden. Innerhalb des Gehäuses ist mindestens ein Element angeordnet, das zur Übertragung von Strahlen-

energie in das hohle Innere des Gehäuses von einer Quelle geeignet ist, die sich vorzugsweise außerhalb des Gehäuses befindet. Das die Strahlenenergie übertragende Element hat ein erstes Ende und ein zweites

Ende, wobei das erste Ende dieses Elementes vorzugs-35

weise in einer der Endwände der Vorrichtung befestigt ist. Das zweite Ende dieses Elements kann in der

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anderen Endwand der Vorrichtung befestigt sein. Eine Endwand kann geformt werden und das Ende oder die Enden des Elementes zur übertragung der Strahlungsenergie kann/können gleichzeitig darin durch eine Gießtechnik befestigt werden, die manuell oder mechanisch wie z.B. durch die Schleudergießverfahren derart durchgeführt werden, wie sie bei der Herstellung yon aus hohlen Fasern bestehenden künstlichen Nieren üblicherweise verwendet werden. Vorzugsweise besteht '^ die Vorrichtung aus einer Mehrzahl und, wie es noch mehr bevorzugt wird, einer großen Zahl von die Strahlungsenergie übertragenden Elementen.

Die für die Übertragung von Strahlungsenergie ge- '** eigneten Elemente können in Form von parallelen Platten, Stangen oder hohlen Fasern vorliegen. Von diesen werden die Fasern für die Verwendung als Strahlenenergie übertragende Elemente in einer Vorrichtung für die Bestrahlung von physiologischen

Flüssigkeiten wie z.B. Blut am meisten bevorzugt.

Um Strahlenenergie von einer Quelle möglichst wirkungsvoll (d.h. mit einem geringstmoglichen Energieverlust durch Streuung) mittels des/der Strahlen-

energie übertragenden Elemente/s in das Innere des Gehäuses zu leiten, wo, wie später ersichtlich sein wird, die Strahlenenergie anschließend auf die zu bestrahlende Flüssigkeit . verteilt wird, . wird es bevorzugt, daß die äußere Umfangsflache des Endteils

jedes Elementes, das in einer Endwand befestigt werden soll, gegen die Strahlenenergie gerichtet wird, mit einem Material in Berührung kommt, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des Elementes selbst ist. Das zuvor erwähnte Brechungs-

Zahlverhältnis kann äußerst schnell und auf übliche Weise durch Formen der Endwand, in der der Endteil des

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die Strahlenenergie übertragenden Elementes befestigt wird aus einem Werkstoff erreicht werden, dessen Brechungszahl gleich oder geringer als die Brechungszahl des Elementes selbst ist. Wenn es gewünscht wird/ c daß eine Endwand eine Brechungszahl hat, die höher als die Brechungszahl des Elementes selbst ist, kann wahlweise das oben erwähnte Brechungszahlverhältnis erzielt und die Strahlung höchst wirksam durch Verwendung eines die Strahlenenergie übertragenden

,Q Elementes übertragen werden, dessen Endteil, der in der Endwand zu befestigen ist, mit einem Material beschichtet wird, dessen Brechungszahl kleiner als die Brechungszahl des Elementes selbst ist. Um die Strahlungsenergie so wirksam wie möglich zu über-

■,c tragen, ist es wichtig zu gewährleisten, daß die äußere Umfangsflache des befestigten Endteils des die Strahlungsenergie übertragenden Elementes mit einem Material in Berührung kommt, das das Material der Endwand selbst oder ein Überzug auf dem Endteil des

«η Elementes sein kann, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des Elementes selbst ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine nc Einrichtung zum Bestrahlen von Flüssigkeiten vorgesehen. Diese Einrichtung umfaßt eine Vorrichtung mit einem hohlen Gehäuse mit einer ersten Endwand, einer zweiten Endwand, einem Einlaß und einem Auslaß, und mindestens einem Element, das zur Übertragung von 3Q Strahlungsenergie geeignet ist, die sich innerhalb des Gehäuses befindet; sowie Mittel zum Richten der Strahlungsenergie auf das genannte eine Ende des Elementes.

Die Einrichtung kann ferner ein oder mehrere Mittel für die Kollimation von Strahlungsenergie aus einer

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' äußeren Quelle und für das Ausrichten der der KoI-limation unterworfenen Strahlungsenergie auf die Enden des (der) vorerwähnten Übertragungselemente (s) für Strahlenenergie umfassen. Dieser Kollimator hat vorzugsweise die Form eines abgestumpften Konus und ist an der Außenseite mit wärmeleitenden Rippen für die Verteilung der durch die auftreffende Strahlenenergie erzeugten Hitze versehen. Der Kollimator kann zusätzlich eine Fokussierungslinse (insbesondere aus

'" Quarz) und/oder Lichtfilter umfassen, um Energie mit einer gewünschten Wellenlänge oder einem gewünschten Wellenlängenband zur Verfügung zu stellen. Die Einrichtung kann- außerdem ein Gebläse aufweisen, mit dem der Kollimator angeblasen wird, um die Kühlwirkung zu

'** erhöhen. Die Einrichtung kann für die Behandlung von Flüssigkeiten mit Strahlenenergie entweder chargenweise oder auf kontinuierlicher Basis verwendet werden.

^ζυ Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei einige Teile weggeschnitten und einige Teile im Querschnitt dargestellt sind;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt einer

Endwand der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit darin eingebetteten Fasern;

Fig. 3 ein Schema, das ein Verfahren zur Behandlung einer Körperflüssigkeit eines

Patienten unter Verwendung der Vorrichtung

und des Verfahrens gemäß der Erfindung

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veranschaulicht;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der einige Teile weggeschnitten und einige Teile im Querschnitt dargestellt sind;

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt nach Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig* 6 eine Teilansicht von Einzelheiten der Konstruktion der Enden des Gehäuses der Vorrichtung gemäß Fig. 4;

Fig. 7 einen stark vergrößerten Querschnitt eines einzigen Strahlenenergie übertragenden Elementes, das in einer Endwand der Vorrichtung gemäß Fig. 1 befestigt ist; und

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 7, wobei die äußere Umfangsflache des einzigen Strahlungsenergie übertragenden Elementes mit einem Material beschichtet ist, dessen Brechungszahl kleiner als die Brechungszahl des Elementes selbst ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen' und insbesondere auf Fig. 1 und 2 derselben ist eine Vorrichtung 10 für die Übertragung von Strahlungsenergie von einer

äußeren Quelle derselben zum Inneren der Vorrichtung sowie für die Verteilung der Strahlenenergie innerhalb der Vorrichtung zu sehen, um eine Bestrahlung von darin enthaltenen oder durch diese hindurchfließenden Flüssigkeiten zu bewirken. Die Vorrichtung 10 umfaßt

ein hohles Gehäuse 12, das vorzugsweise erweiterte Endteile aufweist und im Querschnitt kreisförmig ist,

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' und das Endwände 14 und 16 hat. Ein Bündel 17 von Fasern 18, die zur Übertragung von Strahlungsenergie in das Innere des Gehäuses von einer äußeren Quelle desselben geeignet sind, ist innerhalb des Gehäuses 12 i angeordnet. Die Fasern 18 können entweder massiv oder hohl sein. Wie aus Fig. 2 am besten ersichtlich ist, sind die Endteile sämtlicher Fasern 18 an einem Ende des Faserbündels 17 in der Endwand 14 befestigt. In ähnlicher Weise sind die Endteile sämtlicher Fasern 18 am anderen Ende des Faserbündels 17 in der Endwand 16 befestigt. Die Befestigung der Endteile der Fasern in den entsprechenden Endwänden der Bestrahlungsvorrichtung kann ohne weiteres durch manuelles oder mechanisiertes Gießen erfolgen, wie es bereits zum

'*> Stand der Technik gehört. Wie Fig. 2 zeigt, wird es bevorzugt, daß die Enden der Fasern mit der äußeren Endfläche der Endwand, in der sie befestigt sind, fluchten. Die Vorrichtung 10 enthält auch einen Einlaß 20 für das Einführen der zu bestrahlenden Flüssigkeiten und einen Auslaß 21 für das Abziehen der bestrahlten Flüssigkeiten. Der Einlaß und der Auslaß sind in der Umfangswand des Gehäuses zwischen den Endwänden 14 und 16 angeordnet. Vorzugsweise ist der Einlaß 20 in dem vergrößerten Endteil des Gehäuses 12

^ verhältnismäßig nahe einer der Endwände, 2.B. 14, vorgesehen. Der Auslaß 21 liegt vorzugsweise in dem vergrößerten Teil des Gehäuses 12 verhältnismäßig nahe der anderen Endwand, z.B. 16.

Der Werkstoff, aus dem das Gehäuse 12 hergestellt wird, muß strukturell und chemisch gegenüber derjenigen Strahlenenergie widerstandsfähig sein, mit der er schließlich verwendet werden soll. Beispielsweise kann das Gehäuse 12 bei einer Verwendung der Vorrich-

tung zur Übertragung und Verteilung von ultravioletter Strahlenenergie, d.h. Energie mit einer Wellenlänge im

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Bereich von etwa 320 Nanometern bis etwa 4 60 Nanometern (nachstehend manchmal als "Ultraviolettlicht" oder "U.V."-Licht bezeichnet), z.B. durch Formen aus irgendeinem einer Anzahl bekannter Polymere herge-

** stellt werden, die physikalisch und chemisch gegenüber ultraviolettem Licht widerstandsfähig sind. Es gibt viele im Handel erhältliche Polymere und Copolymere, die gegenüber Ultraviolettlicht widerstandsfähig sind und zur Herstellung des Gehäuses 12 verwendet werden

^v können, wenn dessen Verwendung in Verbindung mit ultraviolettem Licht beabsichtigt ist. Geeignete Materialien für das Gehäuse 12 umfassen, wenn auch nicht ausschließlich, Acrylatpolymere wie Polymethyl-

methacrylat; Acrylatcopolymere wie Styrolacrylnitril; ic

Polyolefine wie Polyäthylen und Polypropylen, die in passender Weise gegen Abbau durch UV-Strahlung stabilisiert worden sind; Polyamide, wie Nylon 6,6; Poly-(2-methylpenten); Polysulfone; Polyester, PoIyäthersulfone; Polybutylen, und Acrylnitril-Butadien-

Styrol-Copolymere.

Um für die Verwendung in der Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung geeignet zu sein, müssen die Fasern 18 die gewünschte Strahlenenergie axial über

ihre Länge hinweg von einer Strahlenquelle zum Innern des Gehäuses 12 übertragen können. Wie oben angegeben, muß zur Erzielung einer maximalen Wirkung die Brechungszahl der äußeren Umfangsflachen der Endteile der Fasern gleich oder größer als die Brechungszahl des Materials sein, das die äußeren Umfangsflachen berührt, wenn die Fasern in der Endwand befestigt werden. Bei der spezifischen in Rede stehenden Ausführungsform werden Fasern bevorzugt, die aus einem Werkstoff hergestellt sind, dessen Brechungszahl gleich oder größer als die Brechungszahl der Endwand ist, in der die Fasern befestigt werden. Wahlweise

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können die äußeren ümfangsflachen der Endteile der Fasern behandelt werden, damit sie die gewünschte Brechungszahl aufweisen.

Andere Faktoren sind gleichwertig, d.h., daß der Außendurchmesser der Fasern so klein wie möglich sein sollte, um einen größtmöglichen Oberflächenbereich zu schaffen, von dem die Strahlung zur Verteilung der Strahlenenergie innerhalb der Vorrichtung ausgesandt

'^ werden kann. Nachstehend wird ersichtlich, daß Bestrahlungsvorrichtungen gemäß der Erfindung mit Fasern hergestellt wurden, deren Außendurchmesser etwa 508 Mikron und etwa 350 Mikron betrugen. Der Außendurchmesser der Fasern kann im allgemeinen über die Länge

'^ der Fasern gleichförmig sein, oder er kann entweder periodisch oder aperiodisch variieren, d.h., daß der Querschnittsbereich der Fasern über deren Länge sich verändern kann. Es ist verständlich, daß die Zahl der verwendeten Fasern von der Größe des Inneren des

Gehäuses 12, dem Außendurchmesser der Fasern und der Größe des Faserflächenbereichs abhängig ist, der innerhalb des Gehäuses für die Emission der Strahlenenergie erforderlich sind. Beispielsweise wurden Bestrahlungsvorrichtungen gemäß der Erfindung durch

Vergießen von 5000 Fasern mit einem im allgemeinen gleichmäßigen Außendurchmesser von etwa 356 Mikron in einem kreisförmigen Gehäuse mit einem Zwischenteil vergossen, dessen Durchmesser etwa 3,12 cm beträgt.

Diese Vorrichtung enthält etwa 0,85 m² Faserfläche im

Inneren des Gehäuses, von der Strahlungsenergie emittiert werden kann, wenn die effektive Länge der Fasern innerhalb des Gehäuses etwa 15,24 cm beträgt. Die Menge der in die Vorrichtung und von den Fasern in das Innere derselben emittierten Strahlenenergie nimmt

zu, wenn die Zahl der Fasern anwächst und andere Faktoren konstant sind. Vorrichtungen, die verhältnis-

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mäßig wenig Fasern enthalten, z.B. fünfundzwanzig oder •mehr oder . weniger, würden .z.B. in einem Forschungslaboratorium verwendbar sein. Andere Vorrichtungen können in Abhängigkeit von dem beabsichtigten -Endzweck, dem Durchmesser der Fasern, der Größe des Gehäuses usw., zwischen verschiedenen hundert Fasern bis zu vielen tausend Fasern enthalten. Vorrichtrungen dieser letzten Bauart können zum Sterilisieren von Flüssigkeiten, zum Durchführen von photoinduzierten '" chemischen Reaktionen öder strukturellen Neu- oder Umordnungen oder für die Bestrahlung von Körperflüssigkeiten, wie z.B. Blut oder Lymphe, außerhalb des Körpers benutzt werden..

** Die Fasern sind- vorzugsweise massiv ausgebildet, sie können jedoch auch hohl sein, wenn dies gewünscht wird. Hohle Fasern können einen sich über ihre Länge kontinuierlich erstreckenden Hohlraum oder hohle Teilabschnitte aufweisen, die diskontinuierlich über

ihre Länge angeordnet sind.

Beispiel I

Es wird eine Strahlenenergie übertragende Zelle

hergestellt, in der die Elemente zum Übertragen der Strahlenenergie in einem Bündel von annähernd zweihundertfünfzig (250) massiven Eihzelfasern zusammengefaßt sind, die aus Poly-(2-methylpenten) extrudiert sind. Die Endteile der Fasern an jedem Ende des

Faserbündels werden in einer ersten und zweiten Endwand befestigt, um die Zelle zu bilden. Die Poly-(2-methylpenten)-Fasern, die verwendet werden, haben eine Länge von etwa 20,32 cm und eine Brechungszahl von 1,47. Ihr Außendurchmesser ist annähernd 500

Mikron. Die Zelle wird mit den Endwänden durch manuelles Vergießen der Enden der Fasern an jedem Ende

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des Faserbündels mit einer Silikongußmasse mit einer Brechungszahl von 1,43 versehen, d.h., daß die Brechungszahl der Vergußmasse kleiner als die Brechungszahl der Fasern ist. Nach geeigneter Aushärtung ^ der Gußmasse werden die Enden der vergossenen Teile abgeschnitten, so daß die Enden der darion befestigten Fasern mit den Endwänden der Zelle fluchten. Die Endwände der fertigen Zelle haben einen Durchmesser sowie eine Dicke von jeweils 1 cm. Die fertige, Strahlenenergie übertragende Zelle wird sorgfältig zwischen zwei Quellen ultravioletter Strahlenenergie angeordnet, deren vorherrschende Wellenlänge etwa 366 Nanometer beträgt. Die verwendeten Energiequellen bestehen aus Ultraviolettlampen des Modells B-IOOA BLak-Ray*, die bei der Ultraviolet Products, Inc. kommerziell erhältlich sind. Die UV-Strahlenergie dieser Lampen wird im allgemeinen senkrecht auf die Endwände der Zelle gerichtet. Wenn die UV-Energiequellen aktiviert werden und eine wäßrige Lösung von

Uranil-Natrium von 0,01 Gew.% sehr nahe an, jedoch nicht in Berührung mit den äußeren Oberflächen der Fasern in der Zelle placiert werden, wird keine Fluoreszenz der Uranil-Natriumlösung beobachtet.

Daraus läßt sich schließen, daß keine UV-Energie von 25

den äußeren Umfangsflächen der Fasern der Zelle emittiert werden. Wenn die wäßrige Lösung des Uranil-Natriums mit den äußeren Oberflächen der Fasern in der Zelle in Berührung gebracht wird, wird eine brilliante grüne Fluoreszenz der Uranil-Natriumlösung beobachtet. Daraus läßt sich schließen, daß die UV-Strahlungsenergie, die auf die Endwände der Zelle, gerichtet ist, von den Fasern der Zelle übertragen wird und von den äußeren.·Umfangsflächen der Fasern emittiert wird, wenn diese Fasern mit der Uranil-Natriumlösung in Verbindung kommen. Wenn die Energie aus einer einzigen Quelle für UV-Strahlungsenergie auf eine der Endwände

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' der Zelle (jedoch nicht auf die andere) gerichtet wird und die verdünnte Uranil-Natriumlösüng auf die äußere Endfläche der anderen Endwand der Zelle aufgebracht wird, wird wiederum eine brilliante grüne Fluoreszenz

beobachtet. Daraus läßt sich schließen, daß die auf eine Endwand der Zelle gerichtete ultraviolette Strahlenenergie von den Fasern in einer zu ihrer Längsachse parallelen Richtung übertragen und an der äußeren Endfläche der anderen Endwand der Zelle

'" emittiert wird.

Wie oben angemerkt wurde, wird keine ultraviolette Strahlenergie festgestellt, die von den äußeren Umfangsflachen der Fasern emittiert wird, wenn die

'*> verdünnte Uranil-Natriumlösung sehr nahe an jedoch nicht in Berührung mit den äußeren Oberflächen der Fasern gebracht wird. Obwohl eine Bindung an irgendeine besondere Theorie des Vorgangs nicht gewünscht wird, ist anzunehmen, daß der Grund, für die Feststel-

^ lung der Emission der ultravioletten Strahlenenergie von den äußeren Umfangsflachen der Fasern, wenn diese tatsächlich mit der Uranil-Natriumlösung in Verbindung kommen, darin liegt, d^ß die Beaufschlagung dieser Lösung auf die äußeren Oberflächen der Fasern, offensichtlich aufgrund der Unterschiede in den optischen Eigenschaften zwischen den Faseroberflächen .und der Uranil-Natriumlösung, Wege oder "Leckstellen" schafft, an denen die Strahlung aus den Fasern radial

emittiert werden kann.
.

Die Anordnung der die Strahlenenergie übertragenden Fasern nach ihrer Befestigung in der Endwand 14 der Zelle, die in diesem Beispiel I beschrieben ist, ist im Querschnitt in Fig. 7 dargestellt. Es ist festzu-

stellen, daß die äußere Umfangsflache 15 des Endteils der Fasern 18 unmittelbar mit der das Material

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enthaltenden Endwand 14 in Berührung steht. Die Brechungszahl (1,43) der verwendeten Silicon-Vergußmasse zur Bildung der Endwand (und daher der Brechungszahl der Endwand selbst) ist. kleiner als die Brechungszahl (1,47) der Faser. Die Anordnung der Fasern in der Endwand 16 der Zelle ist identisch.

Eine modifizierte Anordnung der Strahlenenergie übertragenden Fasern in einer Endwand ist im Querschnitt '^ in Fig. 8 dargestellt. Es ist zu bemerken, daß die äußere ümfangsflache 15 des Endteils der Fasern 18 mit einer dünnen Materialschicht 19 überzogen ist, z.B. mit Polyvinylidenfluorid, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl der Faser ist. So steht die äußere Ümfangsflache der Endteile der Fasern 18, die in der Endwand befestigt sind, mit einem Werkstoff in Berührung, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl der Faser ist. In einem solchen Fall ist die Brechungszahl des Werk-

Stoffs, aus dem die Endwand 14 besteht, nicht länger kritisch; sie kann größer, gleich wie oder kleiner als die Brechungszahl der Fasern selbst sein.

Beispiel II (Vergleichsversuch)

Es wird eine Strahlenenergie übertragende Zelle, die mit der im oben beschriebenen Beispiel I identisch ist, konstruiert, mit Ausnahme der Tatsache, daß eine

Polyurethan-Gußmasse mit einer Brechungszahl von 1,59 anstelle der Silicon-Vergußmasse verwendet wird, die in der Zelle gemäß Beispiel I benutzt wurde. Die fertiggestellte, Strahlenenergie übertragende Zelle wird sorgfältig montiert, so daß die Energie von einer UV-Strahlenenergiequelle auf eine ihrer Endwände gerichtet werden kann. Wenn die UV-Strahlenenergie-

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quelle aktiviert wird und ein UV-Meßgerät als Meßwertgeber benutzt wird, kann keine von der gegenüberliegenden Endwand der Zelle emittierte Strahlenenergie festgestellt werden, noch kann irgendwelche ultraviolette Strahlenenergie festgestellt werden, die von . den äußeren ümfangsflachen der Fasern in dem Faserbündel emittiert werden. Selbst wenn die Strahlenenergie auf beide Endwände der Zelle gerichtet wird, kann keine Strahlenenergie festgestellt werden, die von den ' äußeren Ümfangsflachen der Fasern emittiert wird. Die Ergebnisse dieses Beispiels II und die im Beispiel I beobachteten Ergebnisse zeigen, daß, wo die Brechungszahl des die äußeren Ümfangsflachen der die Strahlungsenergie übertragenden Elemente in der Endwand berührenden Materials größer als die Brechungszahl der Fasern selbst ist; die Strahlungsenergie weder längs der die Strahlungsenergie übertragenden Elemente zu der gegenüberliegenden Endwand der Zelle noch von den äußeren ümfangsflachen der Elemente zwischen den Endwänden emittiert wird.

Beispiel III

Eine Bestrahlungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung wird aus einem im allgemeinen kreisförmigen. Gehäuse hergestellt, das aus einem im Handel erhältlichen Styrol/Acryl-Copolymerharz geformt wird. Das Gehäuse ist etwa 20,32 cm lang. Der Durchmesser des mittleren Teils des Gehäuses beträgt etwa 3,12 cm, während die vergrößerten Teile der Enden desselben einen Durchmesser von etwa 3,81 cm aufweisen. Annähernd 300 hohle Fasern aus Polymethylmetacrylat werden in das Gehäuse eingesetzt, wobei ihre Enden an jedem Ende des Gehäuses vorstehen. Diese hohlen Fasern werden manuell in dem Gehäuse unter Verwendung einer Silicon-Vergußmasse manuell vergossen, die als MDX 4-4210 mit einer

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Zl.

Brechungszahl von 1,43 bei der Dow Corning Company erhältlich ist. Die UV-T-Hohlfasern haben einen kontinuierlichen Hohlraum, der sich über ihre Länge erstreckt, einen Außendurchmesser von annähernd 250 ^ Mikron und eine Wanddicke von annähernd 25 bis 35 Mikron. Die Brechungszahl der Fasern beträgt 1,45, Die wirksame Länge der Fasern innerhalb des Gehäuses nach Beendigung des Gießvorgangs beträgt etwa 15,24 cm. Nach Beendigung der Gieß- und Aushärtungsvorgänge ' werden die vergossenen Teile an beiden Enden der Bestrahlungsvorrichtung abgeschnitten, so daß die Enden der Fasern an beiden Enden des Faserbündels mit den äußeren ■ Endflächen der entsprechenden Endwände fluchten, die durch den Gießvorgang gebildet sind. Unter Bezugnahme auf die rechte Seite in Fig. 3 wird die fertige Vorrichtung zwischen zwei Quellen 30, 32 für ultraviolette Strahlenenergie, die die gleichen wie die in Beispiel I benutzten sind, angeordnet, deren vorherrschende Wellenlänge etwa 366 Nanometer

ist. Die UV-Strahlungsenergie wird im allgemeinen senkrecht zu den Endwänden der Bestrahlungsvorrichtung gerichtet. Konusförmige Kollimatoren 40, die aus Aluminium bestehen und mit Rippen 42, die ebenfalls

aus Aluminium hergestellt sind, zur Verteilung der 25

Hitze versehen sind, werden, wie dargestellt, · zwischen den Quellen 30, 32 für ultraviolette Strahlenenergie und den Wänden der Vorrichtung angeordnet. Eine geschlossene Schleife für die Umwälzung einer 10 Gew.% betragenden wäßrigen Lösung des Monomers 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) wird vorbereitet. Die AMPS-Lösung zirkuliert mit Hilfe einer Pumpe von einem geschlossenen Behälter zu dem Einlaß der Bestrahlungsvorrichtung und durch die Vorrichtung

selbst, wo sie über die äußeren Oberflächen der Fasern 35

in dem Faserbündel hinwegfließt. Die zirkulierende Lösung wird von der Bestrahlungsvorrichtung durch den

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I NAOHQSFVEiCHT

53.

Auslaß derselben abgezogen und zu ihrem geschlossenen Behälter zurückgeleitet. Der gesamte Versuch wird unter Stickstoff bei Umgebungsdruck und -temperatur

durchgeführt.
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Die Quellen für ultraviolette Energie werden aktiviert, und die wäßrige AMPS-Lösung von 10 Gew.% läßt man kontinuierlich durch das System zirkulieren. Proben der zirkulierenden Lösung werden aus dem System nach den ersten fünfzehn Minuten, dann in dreißig-Minuten-Intervallen bis zum Erreichen von neunzig Minuten, abgezogen. Eine visuell beobachtbare Zunahme der Viskosität der zirkulierenden Lösung wird am Ende von dreißig Minuten bemerkt. Der Versuch wird nach neunzig Minuten beendet. Die Anzahl der mittleren Molekulargewichte wird an den abgezogenen Proben unter Verwendung von Hochdruckflüssigkeitschromotographie mit einem integrierenden Computer für die Berechnung des Molekulargewxchts bestimmt. Folgende Ergebnisse

werden erhalten:

Probe	abgelaufene Zeit in Minuten	mittlere Molekular gewichtszahl
1.	0	(Monomer)
2.	15	26,400
3.	30	25,800
4.	60	381,000
• IT)	90	381,000

Durch Infrarotanalyse wurde festgestellt, daß es sich bei dem massiven Material, das durch Verdampfung der bestrahlten AMPS-Lösung wiedergewonnen wurde, um Poly-(2-acrylamido-2-methyl)-propansulfonsäure
handelt.

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SAD ORIGiNAL

Die vorstehenden Daten des Molekulargewichts und des Ergebnisses der Infrarotanalyse ebenso wie die visuell ^ beobachtbare Zunahme der Viskosität der umlaufenden AMPS-Lösung zeigen, daß das Monomere AMPS polymerisiert wurde. Da es bekannt ist, daß AMPS unter dem Einfluß von ultravioletter Strahlenenergie photo-polymerisiert werden kann, ist daraus zu schließen, daß

'0 die ultraviolette Strahlenenergie, die auf die Endwände der Vorrichtung durch die außen angeordneten Quellen 30, 32 gerichtet wird, durch die hohlen Fasern in das Innere der Bestrahlungsvorrichtung übertragen wird, wo sie anschließend aus den Oberflächen der

'^ Fasern emittiert wird, um die Bestrahlung der zirkulierenden Lösung zu bewirken.

Es ist anzumerken, daß jede der in diesem Beispiel III verwendeten Fasern ein erstes Ende, einen ersten

Endteil in der Nähe des ersten Endes, ein zweites Ende, einen zweiten Endteil in der Nähe des zweiten Endes, und einen dazwischenliegenden oder mittleren Teil zwischen dem ersten Endteil und dem zweiten Endteil aufweist. Bei der fertigen Bestrahlungs-

vorrichtung fluchten die entsprechenden ersten Enden der Fasern mit der äußeren Oberfläche einer der Endwände, während die entsprechenden zweiten Enden der Fasern mit der äußeren Oberfläche der anderen Endwand fluchten. Die ersten Endteile der Fasern sind in einer

der Endwände befestigt, während die zweiten Endteile der Fasern in der anderen Endwand befestigt sind. Die entsprechenden, dazwischenliegenden Teile der Fasern sind im Inneren des Gehäuses angeordnet, wo sie sich zwischen den Innenflächen der beiden Endwände er-

4. V

strecken.

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Beispiel IV (Vergleichsversuch)

Es wird unter Verwendung der identischen Einrichtung und des in Beispiel III beschriebenen Verfahrens ein ** Versuch durchgeführt, jedoch keine ultraviolette Strahlenenergie verwendet. Periodisch abgenommene Proben werden einer Analyse mittels Hochdruckflüssigkeitschromatographie unterworfen. Nach neunzig Minuten

wird kein Nachweis einer Polymerisation beobachtet.
10

Beispiel V

Das in Beispiel III beschriebene Experiment wird wiederholt. Es läßt sich wiederum eine Viskositätszunahme visuell nach einem Umlauf der AMPS-Lösung von dreißig Minuten feststellen. Der Versuch wurde nach dreißig Minuten beendet, als eine Viskoselösung mit einer Viskosität von 30 000 cp, die mit einem Brookfield-Viskosimeter bestimmt wurde, erhalten

wurde. Die mittlere Molekulargewichtszahl des aus der Lösung wiedergewonnenen Polymers wurde mit 421.000 bestimmt.

Beispiel VI
25

Es wird eine andere Bestrahlungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung unter Verwendung des in Beispiel III beschriebenen Gehäuses 12 hergestellt. 5.000 massive, aus Einzelfasern bestehende Acrylfasern werden aus

Cyro 7N Clear-Kunstharz, das von der Cyro Industries, Inc. im Handel erhältlich ist, extrudiert und in dem Gehäuse plaziert. Diese Fasern haben einen Außendurchmesser von etwa 356 Mikron und eine Brechungszahl von 1,47. Die Fasern werden manuell in dem Gehäuse unter

Verwendung der in Beispiel III beschriebenen Silikon-Vergußmasse vergossen. Es ist verständlich, daß die

Fasern unter Verwendung bekannter mechanisierter Verfahren vergossen werden können, z.B. solcher, wie sie im allgemeinen in der US-PS 3 442 002 (Geary et al) oder US-PS 4 289 623 (Lee) beschrieben sind. Nach ^ dem Aushärten der Gußmasse werden die vergossenen Teile an jedem Ende der Vorrichtung abgeschnitten, so daß die entsprechenden, darin eingebetteten Faserenden mit den äußeren Endflächen der vergossenen Endwandung fluchten. Die fertiggestellte Bestrahlungsvorrichtung

'^ wird zwischen Quellen 30, 32 für ultraviolette Strahlungsenergie und Kollimatoren 40 angeordnet, wie sie auf der rechten Seite von Fig. 3 der Zeichnungen dargestellt sind. Eine geschlossene Schleife für den Umlauf von Flüssigkeiten durch die Vorrichtung wird in

' der bereits in Beispiel III beschriebenen Weise aufgebaut.

Eine wäßrige Lösung aus Uranil-Natrium (0,01 Gewichtsprozent), zirkuliert durch die Vorrichtung und die

beiden Strahlungsenergiequellen (es handelte sich um dieselben, die oben beschieben sind) werden aktiviert. Die vorherrschende Wellenlänge der von diesen Quellen emittierten ultravioletten Energie beträgt 366 Nanometer, Eine brilliante grüne Fluoreszenz wird in der

Uranil-Natriumlösung beobachtet, die in der Bestrahlungsvorrichtung umläuft. Daraus ist zu schließen, daß die von den äußeren Strahlungsenergiequellen abgegebene Strahlungsenergie über die Fasern in das Innere der Vorrichtung übertragen wird,

wo sie anschließend von den äußeren Oberflächen der Fasern emittiert wird, um die in der Vorrichtung umlaufende Uranil-Natriumlösung zu bestrahlen.

Nachdem die Vorrichtung und die für die Zirkulation

der Flüssigkeit vorgesehene Schleife vollständig durchspült sind, werden die Quellen für UV-Strahlungs-

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. 3246268

ei-

energie erneut aktiviert und eine wäßrige Lösung von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) von 10 Gewichtsprozent durch die Bestrahlungsvorrichtung in Umlauf gebracht. Es wird visuell beobachtet, daß die Viskosität der umlaufenden Lösung mit der Zeit zunimmt, wobei von dieser Beobachtung darauf geschlossen wird, daß die AMPS unter dem Einfluß der UV-Energie polymerisiert wird, die von den äußeren Oberflächen der Fasern emittiert wird, die mit der AMPS-Lösung im Inneren der Vorrichtung in Berührung stehen. Es wird eine Probe der zirkulierenden Lösung nach 60 Minuten entnommen; die Zahl des mittleren Molekulargewichts des gebildeten Polymers wurde mit 408.000 bestimmt.

Es wird jetzt Bezug genommen auf die Fig. 4 bis 6 der Zeichnung, die eine zweite Ausführungsform einer Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigen. Die Vorrichtung 50 besteht aus einem sich längs erstreckenden, im allgemeinen zylindrischen Gehäuse 54 mit einem mittleren Teil 53 reduzierten Durchmessers und vergrößerten Endteilen 51, 52. Die Vorrichtung umfaßt ferner ein Bündel 17 von Einzelfasern 18, deren Längsachse parallel zur Längsachse der Vorrichtung selbst verläuft. Die Fasern sind in den Endwänden der Vorrichtung in der oben in Verbindung mit der Vorrichtung 10 beschriebenen Weise vergossen. Die Vorrichtung 50 umfaßt ferner einen Einlaß 2 0 und einen Auslaß 21, wobei der Einlaß 20 im vergrößerten Endteil 51 innerhalb der Endwand 14 sowie der Auslaß 21 im vergrößerten Endteil 52 innerhalb der anderen Endwand der Vorrichtung angeordnet sind.

Um eine einheitlichere Verteilung der in die Vorrichtung eintretenden und diese verlassenden Flüssigkeiten zu ermöglichen und eine Kannelierung der Flüssigkeits-

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ströme durch die Vorrichtung verhindern zu helfen, sind an jedem' Ende der Vorrichtung Leitwände 55 vorgesehen. Diese Leitwände liegen in der Nähe des Einlasses 20 und des Auslasses 21; sie sind konzentrisch zu den vergrößerten Endteilen 51 und 52 der Vorrichtung angeordnet und haben einen kleineren Durchmesser als diese. Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen sie aus Verlängerungen reduzierten Durchmessers des dazwischen liegenden Wandteils 53 des Gehäuses. Wie aus Fig. 5 am besten zu ersehen ist, ergibt sich daher ein kleiner freier Ringraum 58 zwischen der Innenfläche 56 des vergrößerten Teils 51 und der äußeren Oberfläche 57 der Leitwand 55. Die Leitwand 55 umfaßt mehrere genutete Teile 60, die bei der bevorzugten Ausführungsform V-förmig gestaltet sind und in einer Anzahl von vier Stück vorgesehen sind. Der unmittelbar dem Einlaß und Auslaß gegenüberliegende Teil der Leitwand braucht keine Nut aufzuweisen, da bei einer solchen Anordnung

der eigentliche Zweck der Leitwand entgegengewirkt würde, der darin besteht, eine einheitlichere Verteilung der Flüssigkeit zu erzielen und eine unerwünschte Kannelierung derselben verhindern zu helfen, während sie durch die Vorrichtung strömt. Es ist verständlich, daß die beschriebene Leitwand an beiden Enden der Vorrichtung identisch ausgebildet und angeordnet ist.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Endteil der Leitwand 55 sich über den Bereich unter dem Einlaß 20 hinaus eine kurze Strecke in die vergossene Endwand 14 hinein erstreckt. Während die optimale Nutzbarmachung der durch eine gegebene Anzahl von genuteten Teilen (16) geschaffenen Zuströmbereiche erhalten wird, wenn die Endkante 61 der Leitwand 55 an der Innenfläche 62 der vergossenen Endwand 14 flüssigkeitsdicht anliegt, ist dies aus praktischen Gründen schwierig zu verwirk-

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lichen. Um die durch die genuteten Teile 60 geschaffenen Zuströmungsbereiche dann maximal nutzbar zu machen, sollte der Abstand, über den sich das Ende der Leitwand in die vergossene Endwand erstreckt, auf einem solchen Minimum gehalten werden, das eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet. Es ist klar, daß, wenn der Abstand, über den sich die Leitwand in die vergossene Endwand erstreckt, zu groß ist, die genuteten Teile teilweise verstopft werden, so daß in '" diesem Fall die Wirksamkeit der Flüssigkeitsverteilung verringert wird, oder es können die genuteten Teile vollständig verstopft werden, in welchem Fall die in den Einlaß eintretende Flüssigkeit überhaupt nicht

mehr innerhalb des Gehäuses verteilt werden kann.
15

Es kann vorkommen, daß das zum Vergießen des Faserbündels und zum Bilden der Endwände der Vorrichtung 10 oder Vorrichtung 50 verwendete Material nicht in dem notwendigen Ausmaß an den Innenflächen der vergrößer-

ten Endteile der Vorrichtung anhaftet. Falls dxes vorkommt, ist es möglich, daß die durch den Einlaß 20 eintretende oder aus dem Auslaß 21 austretende Flüssigkeit in den Bereichen der unvollkommenen

Haftung austreten kann. Eine derartige Leckage kann or

bis zu dem Ausmaß, wie sie auftreten kann, durch die Befestigung von Kappen 70 an den Enden der Vorrichtung verhindert werden. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, hat die Kappe 70 ein Ende 71 und einen Mantel 72. Die Kappe kann aus einem Kunststoff-

material, vorzugsweise demselben Kunststoff wie dem für das Gehäuse 12 verwendeten, geformt werden, das sofort, z.B. durch die Verwendung von Ultraschallschweißen, einen Klebstoff oder dergl. mit dem Gehäuse und den Endwänden der Vorrichtung versiegelt werden

kann. Die Dicke der Kappe kann in geeigneter Weise etwa 5 mm betragen. Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Kappe

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70 über die Enden der Vorrichtung 50 gestülpt ist. Die Innenfläche des Mantels 72 der Kappe 70 (der in geeigneter Weise etwa 13 mm betragen kann), wird mit der äußeren Oberfläche des vergrößerten Endteils 51 in Berührung gebracht, während die Innenfläche des Kappenendes 71 mit der äußeren Endfläche der Endwand 14 in den Bereichen derselben in Kontakt gebracht wird, die innen in der Nähe der sich über den Umfang erstreckenden Endkante des vergrößerten Endteils 51 des Gehäuses liegen. Die Abdichtung der Kappe 70 an den zugehörigen Flächen kann z.B. mittels Ultraschallschweissen, durch Wärmebehandlung oder durch die Verwendung eines geeigneten Klebstoffs bewirkt werden. Wenn die Kappe, wie beschrieben, abgedichtet ist, wird jedwede Leckage aufgrund einer zu schwachen Haftung zwischen der vergossenen Endwand 14 und dem vergrößerten Endteil 51 der Vorrichtung eliminiert. Vorzugsweise sollte die Kappe für die bei der Vorrichtung verwendete Strahlenenergie durchlässig sein. Wenn jedoch das für die Kappe ausgewählte Material die im Zusammenhang mit der Vorrichtung verwendete Strahlenenergie absorbiert, kann ein innerer Teil 74 der Kappe 70 vor dem Abdichtungsvorgang ausgeschnitten werden. Dies ermöglicht es, die Strahlenenergie an der Endwand der Vorrichtung durch den ausgeschnittenen Teil zu richten, ohne daß . die Strahlenenergie durch das die Kappe bildende Material absorbiert wird. Der verbleibende Umfangsbereich des Endteils 71 der Kappe 70 steht für die Abdichtung gegenüber der vergossenen Endwand zur Verfügung, wie weiter oben .beschrieben wurde.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung könne auch mehrere Ansätze an ihrer äußeren Oberfläche aufweisen. Der Zweck dieser Ansätze besteht darin, Mittel vorzusehen, durch die das Gehäuse 12 während eines mechanischen

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Gießvorganges oder anschließend während der tatsächlichen Verwendung der Vorrichtung selbst festgehalten werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 6 sind vier Ansätze 75 an jedem Ende des Gehäuses 12 vorgesehen. Die Ansätze, deren Zahl unterschiedlich sein kann, weisen eine im allgemeinen halbkreisförmige Form auf und sind an den vergrößerten Endteilen außerhalb (d.h. in Richtung der Enden des Gehäuses 50) des Einlasses 20 und des Auslasses 21 angeordnet.

Claims

. HANS W. GKOENING

PATENTANWALT

J/ECP 10-243

EXTRACORPOREAL MEDICAL SPECIALTIES, INC.
Royal and Ross Roads

King of Prussia
Pennsylvania 19406, USA

Bestrahlungsvorrichtung für Flüssigkeiten
und Verfahren zur Verwendung derselben

Patentansprüche

Vorrichtung zum Bestrahlen einer darin enthaltenen oder durch diese hindurchströmenden Flüssigkeit, gekennzeichnet durch ein hohles Gehäuse (12) mit einer ersten Endwand (14) und einer zweiten Endwand (16), einem Einlaß (20) im Gehäuse (12) zwischen der ersten Endwand (14) und der zweiten Endwand (16) zum Einführen der Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses (12), einem Auslaß (21) im Gehäuse (12) zwischen der ersten Endwand (14) und der zweiten Endwand (16) zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Inneren des Gehäuses (12), mindestens einem Element zur Übertragung von Strahlenenergie, das innerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist, wobei das Strahlenenergie 'übertragende Element

SIEBEHTSTH. 4 · 8000 ΜΐΝΟΠΕΝ 8β · POB 800 340 · KABEL·: KHEINPATENT · TEL. (089) 471079 · TELEX B 220

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einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil aufweist, daß der erste Endteil des Elementes in der ersten Endwand (14) befestigt ist, daß die äußere Umfangsflache des Endteils des Elementes, welches in der Endwand (14) befestigt ist, mit einem Material in Berührung steht, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des Elementes ist.

'0 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Strahlenenergie übetragende Elemente.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenenergie übertra-

•^ genden Elemente in Form von Fasern (18) vorliegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlenenergie übertragenden Elemente in Form von mason

siven Fasern (18) vorliegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endteil des Elementes in der zweiten Endwand (16) befestigt

ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsflache des zweiten Endteils des Elementes, das in

der zweiten Endwand (16) befestigt ist, mit einem Material in.Berührung steht, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des Elementes ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element mit

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einem ersten Ende versehen ist, in dessen Nähe sich ein erster Endteil befindet, und daß sich ein zweites Ende des Elementes in der Nähe eines zweiten Endteils befindet und daß Mittel vorgesehen sind, mittels welcher Strahlungsenergie auf mindestens eines der ersten und zweiten Enden des Elementes gerichtet werden kann.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie übertragenden Elemente aus der Gruppe bestehend aus Fasern, Stangen und rechtwinkligen Platten ausgewählt sind.

** 9. Verfahren zum Bestrahlen einer Flüssigkeit unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Zurverfügungstellung einer Vorrichtung, bestehend aus einem hohlen Gehäuse mit einer ersten Endwand, einer zweiten Endwand, einem Einlaß zum Einführen der Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses, einem Auslaß zum Abziehen der Flüssig-

keit aus dem Inneren des Gehäuses und mindestens einem Element in dem Gehäuse, daß zur Übertragung von Strahlenenergie geeignet ist, wobei das Element mit einem ersten Ende und einem zweiten

Ende versehen ist,
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b) Ausrichten der Strahlenenergie auf mindestens eines der ersten und und zweiten Enden des Elementes,

c) Einführen der Flüssigkeit in das Innere des

Gehäuses, und

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d) Abziehen der. Flüssigkeit aus dem Inneren des Gehäuses.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bestrahlende Flüssigkeit durch die Vorrichtung in Umlauf gebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung mit mehreren zur Übertragung von Strahlungsenergie geeigneten Elementen verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ' dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenenergie ultraviolette Strahlenenergie ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß als Elemente zur

Übertragung der Strahlenenergie Fasern verwendet werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch die Verwendung von Fasern,

die jeweils ein erstes Ende, einen ersten Endteil in der Nähe des ersten Endes, ein zweites Ende, einen zweiten Endteil in der Nähe des zweiten Endes und einen dazwischen liegenden Teil zwischen den ersten und zweiten Endteilen aufweisen, wobei

mindestens die dazwischen liegenden Teile der Fasern im Inneren des Gehäuses angeordnet sind,

b) durch Ausrichten von Strahlungsenergie auf mindestens das entsprechende erste Ende der

³⁵' „

Fasern.

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15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie auf das entsprechende zweite Ende der Fasern

gerichtet wird.
5

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden ersten Endteile der Fasern in einer der ersten und

zweiten Endwände befestigt werden. 10

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden zweiten Endteile der Fasern in der anderen der

ersten und zweiten Endwände befestigt werden. 15

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