Массообменное устройство

,1220663 И 9 61 М 1/16 иУ,А 03 иеннал ереВ Хронь 0 биеннсн гГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ САНИЕ ИЗОБОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский государственный ордена Ленина институт усовершенствования врачей им. С. М. Кирова и Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол(54) (57) 1. МАССООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее набор полупроницаемых пластин с равномерно распределенными по поверхности одинаковыми параллельными выступами на одной стороне, коллекторные системы для крови и обменной среды, приспособления для герметизации, отличающееся тем, что, с целью увеличения интенсивности массооб мена без увеличения площади массообменной поверхности, пластины в наборе расположены с контактом выступов со смежной пластиной, при этом выступы имеют в поперечном сечении треугольную форму и размещены перпендикулярно направлению потока на пластине по всей ее ширине, а между смежными пластинами образованы каналы для потоков глубиной, в 5 - 10 раз меньшей высоты выступов.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что каналы для потоков образованы проточками в выступах, выполненными так, что в поперечном сечении форма каждого выступа изменяется от треугольной в месте контакта со смежной пластиной до трапециевидной, а проточки в соседних выступах расположены одна напротив другой.3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что каналы для потоков образованы ребрами на стороне каждой пластины, противоположной стороне с выступами, причем ребра каждой пластины параллельны друг другу и выступам противоположной стороны пластины, ребра имеют в поперечном сечении полукруглую форму и смещены относительно выступов противоположной стороны пластины на половину расстояния между соседними выступами на пластине.)з)Орете ие .)) ) тс) и ,)сд.скс)и технике и может быть использовано в системах искусственного кровообращения и аппаратах искусственная почка: для окси)еиации и диализа крови.Цель изобретения -- увеличение интецсиви)сти массообмеиа без увеличения плон)ди массообмснцой поверхности.На фиг.изображено массообменное устроистно в соорс, общий вид; на фиг. 2 ус; ройство в раз ьеме; иа фиг. 3 - две смежые пластины с каналами для потоков, образованными про" очками в выступах; на фиг. 4 -- сечение А - -А на фиг. 3; на фиг. 5 две смежные пластины с каналами, образованными ребрами на стороне пластины, ирогивоположной стороне с выступами; на фиг. 6 - сечение Б - Ь иа фиг. 5.Массообменное устройство содержит набор иолупроницаемых пластинс одинаковыми и равномерно распределенными по поверхности параллельными выступами 2 на о;спой стороне пластины, коллекторные системы для крови и обменной среды, включающие штуцера 3 и 4 для ввода и вывода крови соответственно, штуцера 5 и 6 для ввода и вывода обменной среды соответственно, соосные отверстия 7 в пластинах, пазы 8 клиновидной формы в пластинах, приспособления для герметизации в виде крышек 9, зажимао)цих набор иолупроцицаемых пластин 1, стяжек 10 и периферийных участков 11 герметизации на пластинах 1. Г 1 ластины в наборе расположены так, что направления потоков на двух смежных пластинах перпендикулярны (фиг. 2)Пластиныв наборе расположены с контактом выступов 2 со смежной пластиной. Выступы 2 имеют в поперечном сечении треугольную форму и размещены перпендикулярно направлению потока на пластине по всей ее ширине. Между смежными пластинами ооразованы каналы 2 для потоков глубиной ), в 5 10 раз меньшей высоты Н выступов 2. ПриН более чем в 10 раз заметно снижается интенсивность массообмена за счет ухудшения условий перемешивания потоков, а при (Н менее чем в 5 раз недопустимо возрастает гидравлическое сопротивление устройства.Каналы 12 для потоков могут быть образованы проточками 13 в выступах 2 (фиг. 3 и 4). Проточки 13 выполнены так, что в поперечном сечении форма каждого выступа 2 изменяется от треугольной в месте контакта со смежной пластиной до трапециевидной (фиг. 4), Проточки 13 в соседних выступах расположены одна напротив другой (фиг, 3) .Каналы 12 для потоков могут быть также образованы ребрами 14 на стороне каждой пластины, противоположной стороне с выступами 2 (фиг. 5 и 6). Ребра 14 каждой пластины параллельны друг другу и выступам 2 противоположной сторсны пласти 5 1 О 15 20 ;)5 30 35 40 45 50 55 ны и имеют в поперечном сечении полукруглу)о форму (фиг. 5). Ребра 14 смещены относительно выступов 2 противоположной стороны пластины на половину расстояния а между соседними выступами на пластине (фиг. 5).Массообмеиное устройство работает следующим образом.Кровь через штуцер 3 подается в соосные отверстия 7 и клиновидные пазы 8, распределяется по каналам 12, образованным проточками 13 в выступах 2 или ребрами 14 на сторонах пластин, противоположных сторонам с выступами 2, кровь проходит по каналам 12 по криволинейным траекториям (фиг. 4 и 6), подвергаясь перемешиванию, собирается в клиновидных пазах на противоположных сторонах пластин и выводится через соосные отверстия и штуцер 4,Обменная среда вводится через штуцер 5, проходит по аналогичным коллекторным системам и каналам 2 пластин, смежных с пластинами для крови, и выводится через )цтуи,ер 6. При движении потоков по пластинам происходит переход через пластину компонентов из крови в обменную среду или наоборот.Массообменцое устройство выполнено с полупроницаемыми пластинами из пористого фторопласта тол ц 1 иной 0,5 мм. Каналы для потоков на пластинах образованы проточками в выступах при следующих соотношениях размеров; Ь=О,ОЗ мм; Н=0,25 мм; а=0.4 мм. Общая площадь массообмена в устройстве составляет 0,5 м-.Испытания предлагаемого устройства проводили ири подключении его в систему зкстракорпорального кровообращения по вено-венозному типу для оксигенации крови подопытного животного.Испытания показали, что при расходе крови 1,5 л/мин и расходе кислорода 3,0 л/мин устройство обеспечивало необходимый газовый состав крови. Парциальное давление кислорода на выходе устройства - в пределах 13 - 14,5 кПа. Гемолиз крови не превышал 3 - 5 мг за 6 ч перфузии,Сравнительные испытания известного устройства проведены в идентичных условиях и показали, что уровень массообмена, обеспечиваемый предлагаемым устройством, достигается с помощью известного устройства только при расходе крови 0,7 л/мин. Для обеспечения адекватного массообмена при расходе 1,5 л/мин требовалось увеличить плошадь обменной поверхности известного устройства не менее чем в два раза. Травма крови, характеризовавшаяся по степени гемолиза, составляла 20 - 30 мгЯ за 6 ч работы.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет интенсифицировать массообмен без увеличения площади масообменной говерх ности.1220663 А-А овКорректПодписета СССкрытийнаб., д,л. Проект Редактор Заказ 5 ор С. Черни ное(5 ная,Составитель О. Кабан а Техред И. Верес Тираж б 59 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж - 35, Раушская филиал ППП Патент, г. Ужгород, у