Массообменное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИИ 09) (111 И А 61 М 103 ВО 1 00 КОМИТЕТ СССиий и ОТЙРыти ГОСУДАРСТВЕИИЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ьхаа Ыуе сргА8 хад аЬннпсре аы РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ. Север и Нижнетагильское производственное объединение "Уралхимпласт"(54)(57) 1. МАССООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВОпреимущественно для оксигенации крови, содержащее набор размещенных одна под другой и скрепленных по периФерии полупроницаемых пластин, имеющих на одной стороне равномерно расположенные по поверхности выступы и впадины с образованием каналов для крови и обменной среды, и коллекторные распределители крови и обменной среды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эФФективности массообмена путем увеличения проницаемости пластин и степени перемешивания крови и обменной среды за счет обеспечения криволинейного движения крови и обменной среды, а также сокращения расхода материала, каждая пластина на другой стороне также имеет выступы и впадины аналогичной 19 Формы, образующие дополнительные каналы и расположенные так, что выступы одной стороны находятся напротив впадины другой.12. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что выступы на одной стороне и впадины на другой стороне пластин имеют закругленную Форму, при этом соседние пластины установлены так, что вершины закругленных выступов каждой пластины кон" тактируют с вершинами закругленных выступов соседней пластины, а закругленные впадины ее смещены относительно закругленнь 1 х впа 107871дин соседней пластины на половину шага,3. Устройство по п, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что выступы ивпадины имеют в поперечном сечениитреугольную Форму и расположены такчто образуемые ими каналы направленыпод углом 45 к сторонам пластин,при этом пластины установлены такимобразом, что вершины выступов соседних пластин контактируют.Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к устройствам для оксигенации крови и можетбыть использовано при разработке аппаратуры для очистки крови путем диализа.Известно массообменное устройство,содержащее набор полупроницаемыхпластин, имеющих на одной стороневыступы и впадины, образующие присмыкании с плоской стороной соседнейпластины каналы для соответствующейФазы (крови или кислорода). Расположение каналов на самом массообменномэлементе устраняет необходимость в 15опорных пластинах, что существенноупрощает массообменное устройство,уменьшает его габариты и повышаетэффективность массообмена благодаряотсутствию экранирования массообменной поверхности опорными элементами 1 .Однако наличие выступов ведет куменьшению средней проницаемостирельефной пластины и соответственно 25к уменьшению эффективности массопередачи по сравнению с плоской пластиной, толщина которой равна толщинерельефа в месте впадины. Поэтому вустройстве выступы выполнены минимальной высоты, что, в свою очередь,приводит к увеличению гидравлического сопротивпения устройства вследствие малой глубины каналов,Наиболее близким к предлагаемомуявляется массообменное устройство,содержащее набор размещенных однапод другой и скрепленных по периферии полупроницаемых пластин, имеющихна одной стороне равномерно располо о женные по поверхности выступи впадины с образованием каналов для крови и обменной среды и коллекторные распределители крови и обменной среды". Пластины в этом устройстве выполнены из пористого фторопласта, высокая газопроницаемость которого позволяет увеличить толщину пластины и, следовательно, высоту выступов, что, в свою очередь, существенно снижает гидравлическое сопротивление 1 21.Однако средняя проницаемость такой рельефной пластины ниже проницаемости плоской пластины с толщиной, равной минимальной толщине рельефной пластины. Наличие рельефа только на одной стороне пластины ведет к повышенному расходу материала пластин по сравнению с двухсторонним рельефом. Кроме того, степень перемешивания крови и обменной среды при движении по прямолинейной траектории недостаточна.Цель изобретения - повышение эф)Фективности массообмена путем увеличения проницаемости пластин и степени перемешивания крови и обменной среды за счет обеспечения криволинейного движения крови и обменной среды, а также сокращение расхода материала.Указанная цель достигается тем, что в массообменном устройстве, содержащем набор размещенных одна под другой и скрепленных по периферии полупроницаемых пластин, имеющих на одной стороне равномерно расположенные по поверхности выступы и впадины с образованием каналов для крови и обменной среды и коллекторные распределители крови и обменной среКаналы для крови набора полупроницаемых пластин (фцг. 1 и 6) образованы при коцтактировании закругленных выступов 5 соседних пластин 2,а смещенные на половину шага Т(фиг,6)закругленных впадин 6 соседних пластин 2 одна относительно другой образует каналы 7 для обменной среды.10Каналы 8 для крови и обменной среды набора полупроницаемых пластин(Фиг. 3 и 7) образованы выступами ивпадинами 3, имеющими в поперечномсечении треугольную форму, и направо15леныпод углом 45 к сторонам пластин(Фиг. 4, 5, 7), причем каналы соседних пластин находятся под углом 90друг относительно друга (фиг. 7),Сверху и снизу набор полупронццаемыхпластин (фиг. 3) закрыт крышками 9(Фиг. 7).К торцам массообменного устройствагерметично присоединены коллекторы10 и 11 любой известной конструкции, 25например диффузорцо-коцфузорцого типа, для крови и обменной среды.Массообменцое устройство работает следующим образом.Кровь и обменная среда подаютсяиз коллекторов в соответствующие каналы. Каналы для крови набора пластин с закругленными выступами и закругленными впадинами имеют переменное сечение, и кровь при движенииперемешивается, что улучшает массо передачу. Обмеццая среда движется покриволинейной траектории в каналечто также улучшает условия перемешпвация. При работе набора пластин свыступами и впадинами треугольной "О формы кровь и обменная среда движутся по прямолинейным каналам 8 подуглом 45 к сторонам пластин. Дойдядо тупиков, образованных участкамигерметизации, потоки поворачивают "5 на 90 и по каналам соседней пластиныдвижутся к выходу из набора пластин.Изменение направления движения потока крови или обменной средь; ца 90также способствует увеличению интенсивности перемешивания и соответственно эФфективности массообмеца. Массообмеццое устройство содержит 50 набор 1 полупроницаемых пластин 2. Каждая пластина 2 имеет выступы и впадины 3 с двух сторон и с каждой стороны по два участка 4 герметизации, которые располагаются вдоль краев пластины, причем участки герметизации одной стороны пластины перпендикулярны соответствующим участкам другой. ды, каждая пластина на другой стороне также имеет выступы и впадины аналогичной формы, образующие дополнительныеканалы и расположенные так,что выступы одной стороны находятсянапротив впадин другой,Выступы на одной стороне и впадины на другой стороне пластин имеютзакругленную форму, при этом соседние пластины установлены так, чтовершины закругленных выступов каждойпластины контактируют с вершинамизакругленных выступов соседней пластины, а закругленные впадины ее смещены относительно закругленных впадин соседней пластины на половинушага.Выступы и впадины имеют в поперечном сечении треугольную форму и расположены так, что образуемые ими каналы направлены под углом 45 к стоороцам пластин, при этом пластиныустановлены таким образом, что вершины выступов соседних пластин контактируют,На фиг. 1 изображен набор из минимально необходимого для осуществления массообмена количества полупроцицаемых пластин, имеющих выступызакругленной формы ца одной сторонепластины и впадины закругленной формы ца другой стороне; на Фиг. 2 -разрез А-А ца Фиг, 1; на фиг. 3 - набор из минимально необходимого дляосуществления массообмена количества полупроницаемых пластин с выступами и впадинами ца обеих сторонах,имеющими в поперечном сечении треугольную форму; на фиг. 4 - разрезБ - Б на фиг, 3; на фиг. 5 - вид Ана фиг. 3; ца фиг. 6 - набор полупроницаемых пластин, изображенныйна фиг, 1, общий вид; на Фиг. 7набор полупроницаемых пластин, изображенный на фиг. 3, общий вид; нафиг. 8 - массообмецное устройство сколлекторами диффузорно-конфузорного типа, общий вид. Кровь и обменная среда, двигаясь по каналам соседних пластин во взаимно перпендикулярном направлении, осуществляют процесс массообмеца через пористую полупроцицаемую пластину. Например, при оксигенации через пластину в кровь проникает кислород,1107871 хдд диод онноб оооРоl пйеииой среды дхоти гпоЮЩгР. Г гхаР оГмоггггойсреА ягоР оО МГЮО а из крови выделяется и уносится избытком кислорода углекислый газ.В предлагаемом массообменном устройстве выполнение выступов и впадин на обеих сторонах полупроницаемой пластины дает возможность уменьшить ее среднюю толщину приблизительно на 252. Это приводит к соответствующему увеличению проницаемости пластины, что,в свою очередь, повышает эффективность массопередачи каждой пластины. Повышению эффективности массопередачи способствует также и повышение степени перемешивания крови и обменной среды, обусловленноеих криволинейным движением. Повышение эффективности массопередачи каждой пластины позволяет при сохранении прежней производительности массообменного устройства уменьшить количество пластин, что наряду с сокращением толщины пластины, приводит к уменьшению расхода материала, определяющего в значительной степени стоимость всего устройства.1107871 тор И.Касард Заказ 580 одписноеСР НИ д,45 Проектная Составитель О.КабановТехред Л, Мартяшова Тираж 688ИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская. наб илиал ППП "Патент", гужгоро орректор Г.Решетник