Массообменное устройство

Массообменное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 А 61 М 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ / р.„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН :;: . "/

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -- "-".

Ъ„

05меннан среаа

Храаь

0аменнан срейу грабь фиг. 7 (21) 3476176/28-13 (22) 23.07.82 (46) 30.03.86. Бюл. № 12 (71) Ленинградский государственный ордена Ленина институт усовершенствования врачей им. С. М. Кирова и Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (72) В. В. Петраш, С. А. Симбирцев, С. А. Кроль, Ю. С. Горбунов, А. P. Осьмак, Е. П. Максимов, В. К. Беляков, В. Г. Карачевцев, Л. Г. Косицкая и А. И. Бон (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1107871, кл. А 61 М 1/03, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 613758, кл. А 61 М 1/03, 1976. (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 массообмена без увеличения площади массообменной поверхности, пластины в наборе расположены с контактом вы„„Я(.1„„1220663 А ступов 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, - 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, (1poтивоположной 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.

1220663!

1зобретс!!Ilc .) Il ii I!ТOH I Iс,i!1!IIII -скоЙ технике и может быть использовано в сНстемах искусственного кровообращения и аппаратах < искусственная почка:> для оксиснации и диализа крови.

Цель изобретения — — увеличение интенсивщ1сти массообмена без увеличения пло-!

Ilail, iH vIHcco06McililoH IIoBPРхности.

HH фиг. l изображено массообменное устроистно в соорс, общий вид: на фиг. 2--ус; ройство в раз.ьеме; на фиг. 3 — две

cмежные 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, противоположной стороне с выступами; на фиг. 6 — се1ение Б — Ь на фиг. 5.

Массообменное устройство содержит набор полупроницаемых пластин с одинаковыми и равномерно распределенными по поверхности параллельными выступами 2 на

o,IIIoH 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, зажима1о1цих набор полупроницаемых Ilc! ic! Hí 1, стяжек 10 и периферийных участков 11 герметизации на пластинах 1. Пластины в наборе расположены так, что направления потоков на двух смежных пластинах перпендикулярны (фиг. 2)

Пластины 1 в 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 образованы каналы !2 для потоков глубиной h, в 5 10 раз меньшей высоты H выступов 2. При h H более чем в 10 раз заметно снижается интенсивность массообмена за счет ухудшения условий перемешивания потоков, а при h(H 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 пласти5 !

0 5

55 ны и имеют в поперечном сечении полукруглу1о форму (фиг. 5) . Ребра 14 смещены относительно выступов 2 противоположной стороны пластины на половину расстояния а между соседними выступами на пластине (фиг. 5).

Массообменное 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

1цтуп,ер 6. При движении потоков по пластинам происходит переход через пластину компонентов из крови в обменную среду

ИЛИ IIBOOOPOT.

Массообменное устройство выполнено с полупроницаемыми пластинами из пористого фторопласта толщиной 0,5 мм. Каналы для потоков на пластинах образованы проточками в выступах при следующих соотно1иениях размеров: h=0,03 мм; H=0,25 мм; а=0.4 мм. Общая площадь массообмена в устройстве составляет 0,5 м-.

Испытания предлагаемого устройства проводили при 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 площадь обменной поверхности известного устройства не менее чем в два раза. Травма крови, характеризовавшаяся по степени гемолиза, составляла

20 — 30 мго4 за 6 ч работы.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет интенсифицировать массообмен без увеличения площади масообменной говерхности.

ЯиеннаЯ

CpPPQ

12

8

1220663

ФU2, 5

Редактор E. Копча

Заказ !507)5

Составитель О. Кабанов

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж б59 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4