SU613758A1 - Массообменное устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области медицины, в частности к устройствам дл  газожидкостных диффузионных процессов, преимущественно дл  оксигенации и очистки крови путем диализа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  массообменное устройство, содержащее изолированные капилл рные системы, расположенные под углом одна к другой, состо щие из наборов полупроницаемых пластин и коллекторной системы 1.

В известном устройстве ток жидкости, проход щий по параллельным желобкам пластин одной системы, находитс  под углом к току жидкости или газа, проход щему по желобкам пластин другой системы. Пластины могут выполн ть роль полупроницаемой мембраны или подложки, при этом в последнем случае они расположены желобками одна к другой и разделены плоской мембраной. Набор пластин помещен в контейнер с входными и выходными штуцерами.

Однако сечение набора пласти, в известном устройстве во много раз больше сечени  входных и выходных отверстий контейнера. Такое резкое изменение сечени  потока жидкости при

переходе от внешних штуцеров к системе пластин требует объемной сложной коллекторной системы или приводит к канализации потока жидкости по линии наименьшего сопротивлени , что ухудшает эффективность массообмена.

Кроме того, форма поперечного сечени  кан дого капилл ра не обеспечивает максимальной удельной поверхности капилл ра, минимального поперечного сопротивлени  диффузии н максимальной прочности капилл ра на сжатие, что 0 снижает эффективность газообмена.

С целью снижени  первичного объема заполнени  донорской кровью в описываемом устройстве полупроницаемые пластины имеют отверсти  и пазы клиновидной формы и расположены таким образом, что отверсти  и пазы образуют каналы коллекторной системы, в которых установлены фигурные вкладыши и втулки .

С целью увеличени  удельной поверхности массообмена, каждый капилл р систем имеет в поперечном сечении форму треугольника, две стороны которого образованы дугами окружности ..

С целью обеспечени  стабильности массообмена , фигурные вкладыши и втулки установлены в каналах коллекторной системы с возможн (н:тью перемещени .

На фиг. t-3 схематическн изображено устройство , общий вид в эксонометрии, в сборе и с раздвинутыми пластинами; на фиг. 4, 5 - пластины в разрезе с фигурными вкладышами и втулками.

Массообменное устройство содержит изолиров иные капилл рные системы, расположенные под углом одна к другой и состо щие из наборов полупроницаемых пластин I коллекторной системы, крышки 2, зажимные плиты 3, между которыми зажаты изолированные капилл рные системы с помощью ст жек 4 и гаек 5, щтуцеры 6 и 7 дл  входа и выхода крови и щтуцеры 8 и 9 дл  кислорода кли диализата. Полупроницаемые пластины 1 имеют отверсти  10 и пазы И клнновндной формы, и расположены таким образом, что эти отверсти  и пазы образуют каналы коллекторной системы. В каналах установлены фигурные вкладыши 12 и 13 и втулки 14 и 15 с возможностью перемещени .

Между параллельными сторонами отверсти  10 прорезаны желобки 16, друга  сторона пластин 1 - гладка . Соседние пластины 1 повериуты одна относительно другой так, что их желобки 16 образуют между собой угол 90°. Каждый капилл р систем имеет в поперечном сеченнн форму треугольника, две стороны которого образованы дугами окружности и представл ют собой боковые стенки желобков 16, а треть  сторона представл ет собой гладкую сторону пластины 1.

Массообменное устройство работает следующим образом.

Пластины 1 склеиваютс  между собой по гладкой поверхности с четырех сторон, а к крайним пластинам прикрепл ютс  гладкие крышки 2, в которые герметично вставлены штуцера 6-9 (фиг. 1).

В собранном виде устройство зажимаетс  между пластинами 3 при помощи ст жек 4 и гаек 5 (фиг. 2) и используетс  в аппарате искусственного кровообращени .

Кровь самотеком нли насосом (не показан) подаетс  через штуцер.6 в сквозные отверсти  10 и по пазам 11 клиновндной формы подводитс  к капилл рам (не показаны). Благодар  наличию в устройстве фигурных вкладышей 12, 13 и, втулок 14, МБ создаетс  поток ровного сопротивлени , так как сечение потока крови линейно уменьщаетс  от вершины вкладыша к его основанию.-При этом количество пазов И равно количеству пластин 1 в каждой изолнроваиной капилл рной системе, а клиновидна  форма пазов 1 обеспечивает равное сопротивление потоку кроен.

Кровь нз капилл ров собираетс  в протнвололожных пазах П, а нз них поступает через отверсти  10 в штуцер 7. Система, по которой протекает диализат или кислород, аналогична системе, по которой протекает {(ровь. Диализат или кислород поступают через штуцер 8 и выход  т через щтуцер 9.

Фигурные вкладыши 12, 13 и втулки 14, 15 в случае оксигеиации можно не устанавливать во входной и выходной коллекторы по кислороду .

Так как пластины изготавливаютс  из полупроницаемого материала, предпочтительно из силикона, пористого фторопласта, целлюлозы , коллагена, то при одновременном протекании сквозь обе системы крови и кислорода (диализата) устройство обеспечивает массообмен через стенки капилл ров.

Треугольна  в поперечном сечении форма капилл ров системы  вл етс  оптимальной дл  эффективного массообмена и обеспечивает повышенную прочность стенок капилл ра.

При снижении эффективности массообмена в процессе работы р да пластин 1 можно выдвинуть подвижные фигурные вкладыши 12 и втулки 15 из отверстий 10, включа  в рабогу дополнительные пластины.

При использовании устройства в качестве оксигенатора пластины изготавливают из фторопласта (Ф-4) с размером пор до 1 мкм. Толщина пластин 0,5 мм, глубина желобков 250 мкм, шаг желоб1Д)в 0,5 мм, форма сечени  ограничиваетс  двум  дугами и пр мой линией . Наружный размер пластин 2(Ю X 200 мм,

общее количество 17, а поверхность 0,5 м .

Герметизаци  пластин осуществл етс 

склейкой по кра м эпоксидным клеем, при этом

поверхности перед склейкой обрабатываютс 

натрий-нафталиновым комплексом дл  придани  фторопласту адгезионных свойств.

Массообменное устройство по сравнению с известным обеспечивает снижение первичного объема заполнени  донорской кровью, что повышает эффективность массообмена. Кроме того , устройство дешево в изготовлении, просто в эксплуатации и повышает надежность работы аппаратов искусственного кровообращени  и искусственной почки.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   . Массообменное yctpoAcTBO, содержащее изолированные капилл рные системы, расположенные под углом одна к другой, состо щие из наборов полупроницаемых пластин и коллекторной системы, отличающеес  тем, что, с целью снижени  первичного объема заполнени  донорской кровью, полупроницаемые пластины имеют отверсти  и пазы клиновидной формы и расположены таким образом, что отверсти  и пазы образуют каналы Коллекторной системы, в которых установлеиы фигурные и втулки.
2. 2. Массообменное устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  удельной поверхности масообмена, каждый капилл р систем имее5 в поперечном сечении форму треугольника , две стороны которого образованы дугами окружности.

   3, Массообменное устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  стабильности массообмена, фигурные вкладыши и втулки установлены в каналах коллекторной системы с возможностью перемещени .

   Источники информацин. прин тые во виим  ние при экспертизе:

   1 Патент США № 2982416. кл. 210-321 lybl.

   . }

   12

   Фцг.4

   (3

   /;

   Ш

   /5

   Kpolki .5