DE3312909C2

DE3312909C2 - Passiver Flüssigkeitsstromteiler

Info

Publication number: DE3312909C2
Application number: DE3312909A
Authority: DE
Inventors: Udo 5100 Aachen Schäfer; Siegfried Dipl.-Phys. Stiller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3312909A1

Abstract

Der Patentanspruch betrifft ein Gerät, welches den ablaufenden Dialysatstrom bei der Hämodialyse in einem festen Verhältnis (1 : 10 bis 1 : 20) teilt. Dieses Gerät wird als "passiver Dialysatflußteiler" bezeichnet, da es ohne aktive, bewegliche oder angetriebene Teile auskommt. Der kennzeichnende Teil des Gerätes ist eine Teilscheibe mit n+1 (n = 10 bis 20) gleichen Durchflußkanälen, die den Dialysatstrom in n+1 gleiche Teilströme zerlegt. Ein Teilstrom wird abgetrennt, die anderen n Teilströme werden wieder zusammengefaßt und verworfen. Die Teilung erfolgt unabhängig von Schwankungen der Durchflußrate (500 ± 50 ml/min.) Änderungen der Temperatur oder der Zusammensetzung des Dialysates beeinflussen das Teilungsverhältnis nicht. Einzelne Gasblasen im Dialysat stören die korrekte Teilung nicht. Das Gerät vermeidet das Sammeln großer Dialysatmengen (100-200 Liter) zur Bestimmung der während einer Hämodialysebehandlung ausgetauschten Stoffmengen, da durch den Einsatz des Teilers nur 1/10 bis 1/20 dieser Menge gesammelt werden muß.

Description

Die Erfindung geht aus von einem passiven Flüssigkeitsstromteiler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Geräte werden als passive Teiler bezeichnet, da die Teilung nur durch die Gestaltung der Fließstrecke und gegebenenfalls die Schwerkraft und nicht durch bewegliche, angetriebene Teile (Kolben, Schieber, Ventile) erfolgt.

Solche passiven Flüssigkeitsstromteiler sind aus der DE-PS 8 19 921 und der DE-OS 15 73 089 bekannt.

In der Dialysetechnik findet ein derartiger Teiler noch keine Anwendung. Bilanzuntersuchungen werden aus diesem Grunde bisher nur selten und nur für wissenschaftliche Zwecke durchgeführt. Bei der extrakorporalen Hämodialyse werden die aus dem Blut ausgeschiedenen harnpflichtigen Substanzen mit der abfließenden Waschflüssigkeit, dem Dialysat, abgeführt und verworfen, je Dialysebehandlung fallen etwa 100 bis 200 Liter Dialysat an. Zur Bestimmung der ausgeschiedenen Mengen an harnpflichtigen Substanzen mußte deshalb bisher die gesamte Dialysatmenge gesammelt werden. Die Bestimmung der ausgeschiedenen Mengen ist für das Verständnis der Austauschkinetik bei der extrakorpolaren Hämodialyse und für die Anpassung der Behandlung an den Zustand des Patienten notwendig.

Ausgehend von diesem Stand der Technik bestand die Aufgabe darin, einen passiven Flüssigkehsstromleiler der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er bei einfacher Handhabung vom Flüssigkeitsstrom möglichst genau eine geringe Teilmenge im Verhältnis Mn (π = 10 bis 20) abteilt, so daß 1 Teil für analytische

Zwecke zur Verfügung steht

Diese Aufgabe wird mittels der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

ä Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt

Das Gerät dient insbesondere bei der Hämodialyse zur Teilung des abfließenden Dialysates in einem festen Volumenverhältnis. Aufgrund des genauen Teilungsverhältnisses können die Mengen gelöster Stoffe in der gesamten Dialysatmenge aus den Mengen im abgetrennten Teil bestimmt werden. Damit wird erreicht, daß für Bestimmungen der durch die Hämodialyse ausgeschiedenen Substanzmengen anstatt der gesamten Dialysatmenge von 100 bis 200 Liter nur ein Bruchteil gesammelt werden muß. Bilanzuntersuchungen bei der Hämodialyse werden damit sehr vereinfacht, und können außer in der Forschung auch Eingang in die routinemäßige Dialysethercpie finden.

Der Dialysatfluß wird in dem Teiler in π + 1 gleiche Teilflüsse zerlegt Von diesen π + 1 Teilflüssen wird einer abgetrennt und gesammelt, die restlichen η Teilflüsse werden wieder zusammengefaßt und verworfen. Die Teilung erfolgt durch π + 1 gleiche, senkrecht und symmetrisch angeordnete Kanäle. Die Länge und der Durchmesser der Kanäle wird so gewählt, daß bei einem vorgegebenen Teilungsverhältnis Mn €\x\ hydrostatischer Druck von ca. 10 cm Wassersäule ausreicht, damit ein Dialysatdurchfluß von 500 ml/min erreicht wird. Ein Dialysatdurchfluß von 500 ml/min wird bei den heuligen Dialysegeräten fast ausschließlich verwendet. Die Teilung anderer Durchflußraten ist durch die Änderung der Geometrie der Durchflußkanäle leicht möglich.
Wenn die Durchflußkanäle gleich und symmetrisch angeordnet sind, und die Höhe der Wassersäule über allen Kanälen gleich ist, erfolgt die Teilung unabhängig von Durchflußschwankungen oder Änderungen der Viskosität des Dialysates. Damit ist das Teilungsverhältnis unabhängig von der Temperatur und der Zusammensctzung des Dialysates. Gasblasen im ablaufenden Dialysat, wie sie bei unvollständiger Entgasung des Dialysewassers auftreten, stören die korrekte Teilung nicht, da sie aus der Flüssigkeitssäule über der Teilscheibe ausgeschieden werden, bevor das Dialysat durch die Tcilerstrecke fließt.

Der Aufbau des Gerätes wird anhand der Figur erläutert:
Der Flüssigkeitsstromteiler hat 3 Bereiche:

— Den Einlaufbereich

— Den Teilungsbereich

— Den Ablaufbereich

Die 3 Bereiche sind in der Abbildung gekennzeichnet.

Der Einlaufbereich ist so gestaltet, daß sich über dem Teilungsbereich eine Flüssigkeitssäule mit einer möglichst ungestörten Oberfläche ausbildet. Dazu wird der eintretende Flüssigkeitsstrom durch einen Kegel (K) auf die zylindrische Innenwand gerichtet, an der er verteilt

abläuft. Durch die Öffnung (A) erfolgt der Druckausgleich im Einlaufbereich. Ausgeschiedene Gasblasen führen deshalb nicht zu einer Senkung der Flüssigkcitshöhe über dem Teilungsbereich.

Der Teilungsbereich besteht aus einer Scheibe, in der die Durchflußkanälc senkrecht, symmetrisch eingelassen sind. Sie bestehen aus gleich langen, rostfreien Slahlröhrchen, die oben aus der Scheibe einige Millimeter, unten aus der Scheibe etwa 2,5 cm herausragen.

Die Durchflußkanäle fuhren in den Ablaufbereich. Der Abstand zwischen den unteren Enden der Durchflußkanäle und dem Boden des Ablaufbereiches ist so gewählt, daß die Flüssigkeit frei ablaufen kann. Ein Teilfluß wird durch ein aus dem Boden des Abl.iufbereiches hervorstehendes Rohr aufgefangen. Der Durchmesser des Rohres ist so gewählt, daß sowohl die Flüssigkeit aus dem darüber befindlichen Kanal als auch aus den Nachbarkanälen frei ablaufen kann. Durch die öffnung (B) im Ablaufbereich wird der Einlaufbereich und der Ablaufbereich auf Atmosphärendruck gehalten.

Der Aufbau wird aus der Abbildung deutlich. Die Grundplatte trägt auf einer Säule den Teiler und das Rohr des Einlaufbereiches. Der Teiler besteht aus einer Scheibe, die die symmetrisch angeordneten Durchflußkanäle (Röhrchen aus VA-Stahl) hält Zur Abdichtung ist in den Außenrand der Scheibe ein O-Ring eingelassen. Der Teiler wird durch das Rohr (R) auf dem Sockel (S) gehalten. Das Rohr wird durch den aufgeschraubten Kegel gehalten.

Im Ablaufbereich wird der Teilfluß durch das Rohr (T) abgeleitet. Der Querschnitt von (T) wird so gewählt, daß die Flüssigkeit in das Rohr frei und auch aus den beiden benachbarten Kanälen frei abtropft. Der Abstand der Kanäle von der Grundplatte ist groß genug gehalten, daß ein freies Abtropfen erfolgt.

Die Grundplatte mit der Mittelsäule, die Teiler und Kegel trägt, wird in ein Rohr eingebracht und mit diesem am Flansch (F) verschraubt. Zur Abdichtung ist ein O-Ring in die Grundplatte eingelassen. Das Außenrohr ist oben mit einem Deckel abgeschlossen, der den Einlaufstutzen trägt. Auf dem Deckel ist eine Libelle angebracht, mit der die senkrechte Stellung des Gerätes kontrolliert wird. Nur in senkrechter Stellung stehen alle Durchflußkanäle unter dem gleichen hydrostatischen Druck, so daß der Teiler korrekt arbeiten kann. Im Außenrohr sind die Bohrungen (A) und (B) für den Druckausgleich angebracht. Die Halterung (H) dient zur Befestigung des Gerätes an einem Stativ.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

!. Passiver Flüssigkeitsstromteiler mit einem Einlaß zu einer Teileranordnung mit mehreren gleichen, symmetrisch angeordneten Durchflußkanälen und mehreren Auslässen, insbesondere Teiler für das abfließende Dialysat einer künstlichen Niere, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstromteiler als stehender Hohlzylinder ausgebildet ist, welcher durch die Teileranordnung in Form einer horizontal liegenden Scheibe mit senkrechten Kanälen in einen Einlaufbereich und einen Ablaufbereich unterteilt ist, wobei im Einlaufbereich unterhalb des koaxialen Einlasses ein Kegel vorgesehen ist, welcher den eintretenden Flüssigkeitsstrom auf die Innenwände des Einlaufbereichs verteilt, und der Ablaufbereich neben wenigstens einem Auslaß wenigstens ein bis nahe zu einem der Durchflußkanäle reichendes Rohr zum Abführen einer Teilmenge aufweist.
2. Passiver Flüssigkeitsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkanäle aus in der Scheibe eingesetzten Röhrchen bestehen, welche zumindest nach unten aus der Scheibe vorstehen.
3. Passiver Flüssigkeitsstromteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf- und/oder Ablaufbereich am oberen Ende eine Entlüftungsöffnung aufweist.
4. Passiver Flüssigkeitsstromteiler nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinder eine Libelle zur vertikalen Ausrichtung vorgesehen ist.