Массообменное устройство

(23) Приоритет Гееударстееевий комктет Сеевтв Мкккстроа ИСр ке делам кзееретеек я еткрепкк(72) Авторы изобретения Леевинградское текстильно-галантерейное производственное объединениеСевер", Всесоюзный научно-исследовательский и испытательныйинститут медицинской техники и Институт трансплантации органови тканей АМН СССР(84) МАССООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области медицины, в частности к устройствам для газожидкостных диффузионных процессов, преимущественно для оксигенации и очистки крови путем диализа.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является массообменное устройство, содержащее изолированные капиллярные системы, расположенные под углом одна к другой, состоящие из наборов полупроницаемых пластин и коллекторной системы 1.В известном устройстве ток жидкости, проходящий по параллельным желобкам пластин одной системы, находится под углом к току жидкости или газа, проходящему по желобкам пластин другой системы. Пластины могут выполнять 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 штуцера ми.Однако сечение набора пласти, в известном устройстве во много раз больше сечения входных и выходных отверстий контейнера, Такое резкое изменение сечения потока жидкости при переходе от внешних штуцеров к системе плас.тин требует объемной сложной коллекторной системы или приводит к канализации потока жидкости по линии наименьшего сопротивле.ния, что ухудшает эффективность массообмеиа,Кроме того, форма поперечного сечения кане.дого капилляра не обеспечивает максимальной удельной поверхности капилляра, минимально.го поперечного сопротивления диффузии н мак.симальной прочности капилляра на сжатие, что 30 снижает эффективность газообмена,С целью снижения первичного объема заполнения донорской кровью в описываемом устройстве полупроницаемые пластины имеют отверстия и пазы клиновидной формы и расположены таким образом, что отверстия и пазы образуют каналы коллекторной системы, в которых установлены фигурные вкладыши и втулки. С целью увеличения удельной поверхности 20 массообмена, каждый капилляр систем имеетв поперечном сечении форму треугольника, две стороны которого образованы дугами окружности.,С целью обеспечения стабильности массо.25обмена, фигурные вкладыши и втулки установфармила изобретения лены в каналах коллекторной системы с воз.можностью перемещения,На фиг. 1 - 3 схематически изображено устройство, общий вид в аксонометрии, в сборе ис раздвинутыми пластинами; на фиг. 4, 5 -пластины в разрезе с фигурными вкладышамии втулками,Массообменное устройство содержит изолированные капиллярные системы, расположенные под углом одна к другой и состоящие изнаборов полупроницаемых пластин 1 коллекторной системы, крышки 2, зажимные плиты 3,между которыми зажаты изолированные капиллярные системы с помощьюстяжек.4 и гаек 5,штуцеры 6 и 7 для входа и выхода крови иштуцеры 8 и 9 для кислорода нли диализата.Полупроницаемые пластины 1 имеют отверстия 10 и пазы 1 клиновидной формы, и расположены таким образом, что эти отверстия ипазы образуют каналы коллекторной системы,8 каналах установлены фигурные вкладыши 12и3 и втулки 14 и 15 с возможностью перемещения.Между параллельными сторонами отверстия1 О прорезаны желобки 16, другая сторона пластин- гладкая. Соседние пластины 1 повернуты одна относительно другой так, что их желобки 16 образуют между собой угол 90.Каждый капилляр систем имеет в попереч- ..ном сечении форму треугольника, две стороныкоторого образованы дугами окружности ипредставляют собой боковые стенки желобков16, а третья сторона представляет собой гладкую сторону пластины 1. Массообменное устройство работает следующим образом,Пластины 1 склеиваются между. собой по гладкой поверхности с четырех сторон, а к крайним пластинам прикрепляются гладкие крышки 2, в которые герметично вставлены атуцера 6 - 9 (фиг, 1),В собранном. виде устройство зажимается между пластинами 3 при помощи стяжек 4 и гаек 5 (фнг. 2) и используется в аппарате искусственного кровообращения.Кровь самотеком или насосом (не показан) подается через штуцер 6 в сквозные отверстия 10 и по пазам 11 клиновидной формы подводится к капиллярам (не показаны), Благодаря наличию в устройстве фигурных вкладышей 12, 13 и, втулок 4,15 создается поток ровного сопротивления, так как сечение потока крови линейно уменьшается от вершины вкладыша к его основанию, При этом количество пазов 11 равно количеству пластин 1 в каждой изолированной капиллярной системе, а клиновидная форма пазов 11 обеспечивает равное сопротивление потоку крови. Кровь из капилляров собирается в противоположных пазах 11, а из них поступает через отверстия 10 в штуцер 7. Система, по которой протекает диализат илн кислород, аналогична системе, по которой протекает кровь, Диализат илн кислород поступают через штуцер 8 н выходят через штуцер 9. 15 ЗФ 25 30 Фигурные вкладыши 12, 13 и втулки 14, 15 в случае оксигенации можно не устанавливать во входной и выходной коллекторы по кислородуТак как пластины изготавливаются иэ полупроницаемого материала, предпочтительно из силикона, пористого фторопласта, целлюлозы, коллагена, то при одновременном протека. нии сквозь обе системы крови и кислорода (диалиэата) устройство обеспечивает массо- обмен через стенки капилляров,Треугольная в поперечном сечении форма капилляров системы является оптимальной для эффективного массообмена и обеспечивает повышенную прочность стенок капилляра.При снижении эффективности массообмена в процессе работы ряда пластин 1 можно выдвинуть подвижные фигурные вкладыши 12 и втулки 15 из отверстий 10, включая 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 желобив 0,5 мм, форма сечения ограничивается двумя дугами и прямой линией. Наружный размер пластин 200 Х 200 мм, общее количество 17, а поверхность 0,5 м.Герметизация пластин осуществляется склейкой по краям эпоксидным клеем, при этом поверхности перед склейкой обрабатываются натрий-нафталиновым комплексом для придания фторопласту адгезионных свойств. Массообменное устройство по сравнению с известным обеспечивает снижение первичного объема заполнения донорской кровью, что повышает эффективность массообмена. Кроме того, устройство дешево в изготовлении, просто в эксплуатации и повышает надежность работы аппаратов искусственного кровообращения и искусственной почки,1, Массообменное устройство, содержащее изолированные капиллярные системы, расположенные год углом одна к другой, состоящие из наборов полупроницаемых пластин и коллекторной системы, отличающееся тем, что, с целью снижения первичного объема заполнения донорской кровью, полупроницаемые пластины имеют отверстия и пазы клиновидной формы и расположены таким образом, что отверстня и пазы образуют каналы коллекторйой системы, в которых установленыфигурныевкладыши и втулки. 2. Массообменное устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения удельной поверхности масообмена, каждый капилляр систем имеет в поперечном сечении форму треугольника, две стороны которого образованы дугами окружности.твенного коела м наобсква, Ж 3Патент,а Министров крытийиаГг. д. 4 5 ул. Проект наг мнтета Сове ретен ий и оРаушская Ужгород,4 53, Массообменное устройство по п. 1, отличагощееся тем, что, с целью обеспечения ста. бильности массообмена, фигурные вкладыщи и втулки установлены я каналах коллекторной системы с возможностью перемещения. 6Источники информации, принятые во виимание нри экспертизе: