АВТОНОМНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ КСЕНОНА ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОНАРКОТИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ Российский патент 2002 года по МПК A61M16/10 A61M21/00 C01B23/00 

Изобретение относится к технике получения чистых (98,0-99,0%) инертных газов, в частности ксенона из отработанных газонаркотических смесей наркозных аппаратов.

Настоящее изобретение направлено на сокращение потерь дорогостоящего и дефицитного ксенона путем его максимальной регенерации для последующего многократного использования.

Известна наиболее близкая по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению установка для регенерации ксенона из газонаркотической смеси наркозных аппаратов (автономная малогабаритная станция), состоящая из десорбера с теплоизолированным корпусом и внутренним сменным патроном, заполненным сорбентом и соединенным через крионасос с баллоном. Установка представляет собой единичный модуль, который может быть размещен как в операционной, так и в помещениях в непосредственной близости от нее [см. п. РФ 2149033, МПК А 61 М 16/10, 21/00, заявл. 97103657/14 от 18.03.1997 г., опубл. 20.05.2000 г., б. 14]
Практика использования показала, что известная установка обладает следующими недостатками:
- низкой производительностью, не позволяющей удовлетворить потребности в регенерации ксенона, собираемого после операций не только в клиниках целого региона, но даже в рамках одной отдельно взятой больницы;
- недостаточной степенью очистки ксенона от СО₂ и Н₂О, содержащихся в выдыхаемой смеси и вызывающих перемерзание трубопроводов, а также от О₂, N₂ и других воздушных примесей, попадающих в баллон с чистым ксеноном через неплотности в трубчатых коммуникациях, препятствующей его медицинской сертификации;
- неполной десорбцией ксенона из патрона, медленной и трудно управляемой;
- невозможностью полной регенерации патронов в процессе десорбции, требующей дополнительной их обработки (например, вакуумирования) перед повторным использованием;
- трудоемкостью транспортировки патронов из отдаленных клиник, не имеющих регенерационного оборудования;
- ограниченный срок службы патронов, обусловленный ускоренным истиранием сорбента в процессе транспортировки на дальние расстояния;
- значительными энергозатратами на заполнение баллона с регенерированным ксеноном;
- необходимостью оснащения установки сложными и дорогостоящими аналитическими приборами для контроля состава газонаркотической смеси и регенерированного чистого ксенона;
- потребностью привлечения высококвалифицированного технического персонала (аналитиков, медиков, инженеров-химиков и т.д.);
- отсутствие весового контроля заполнения баллонов регенерированным ксеноном.

Задачей настоящего изобретения является создание автономной малогабаритной станции для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей, обладающей высокой производительностью, обеспечивающей достаточную степень очистки ксенона, простой и комфортной в обслуживании.

Поставленная задача решается тем, что известная автономная малогабаритная станция для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей, состоящая из десорбера с теплоизолированным корпусом и внутренним сменным патроном, заполненным сорбентом и соединенным через крионасос с баллоном, согласно изобретению дополнительно снабжена источником газа-носителя, установленным перед десорбером, аппаратом для поглощения СО₂ и аппаратом для извлечения Н₂О, расположенными после десорбера; в десорбере смонтированы 2-10 сменных патронов; крионасос выполнен проточным; баллоны в количестве 2 или более штук подвешены на динамометрах и помещены в охлаждающую камеру с теплоизоляцией.

Станция дополнительно снабжена вакуум-постом, размещенным после крионасоса.

Использование предлагаемой автономной малогабаритной станции для регенерации ксенона по сравнению с известной установкой, взятой за прототип [см. п. РФ 2149033] обеспечивает:
- высокую производительность за счет выполнения десорбера многогнездным, способного одновременно регенерировать ксенон из нескольких патронов;
- возможность получения ксенона достаточно высокой степени чистоты (98,0-99,0%), не загрязненного СО₂, Н₂О, О₂, N₂ и другими воздушными примесями;
- снижение энергозатрат за счет использования хладагента из крионасоса для охлаждения баллонов с регенерированным ксеноном;
- улучшение регулирования процесса десорбции в результате применения газа-носителя (аргона, гелия, азота) из дополнительного источника (баллона или сосуда Дьюара) для вымывания ксенона из патронов с одновременной полной регенерацией последних;
- упрощение и удешевление транспортировки регенерированного ксенона в баллонах большей вместимости (10-12 л) при исключении их перепутывания с баллонами, используемыми при дальнейшей очистке для медицинского ксенона (чистота около 99,999%);
- отсутствие необходимости оснащения станции сложным и дорогостоящим аналитическим оборудованием, обслуживаемым высококвалифицированным персоналом, в связи с дальнейшей глубокой очисткой ксенона на специализированном предприятии, имеющем соответствующую сертификацию.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение не известно из уровня исследуемой техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность изготовления предлагаемой автономной малогабаритной станции для регенерации ксенона из серийно выпускаемых отечественных приборов и устройств свидетельствует о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

Заявляемая автономная малогабаритная станция прошла испытания в условиях газоперерабатывающего предприятия Уральского региона.

На чертеже представлена схема автономной малогабаритной станции для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей.

Обозначения на чертеже:
1 - десорбер
2 - теплоизолированный корпус десорбера
3 - внутренние сменные патроны
4 - крионасос (с сосудом Дьюара)
5 - баллоны с регенерированным ксеноном
6 - источник газа-носителя (аргона, гелия, азота)
7 - аппарат для поглощения СО₂
8 - аппарат для извлечения Н₂О
9 - вакуум-пост
10 - динамометры
11 - охлаждающая камера
12 - теплоизоляция охлаждающей камеры
Автономная малогабаритная станция для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей состоит из десорбера 1 с теплоизолированным корпусом 2, в котором смонтированы 2-10 внутренних сменных патронов 3, заполненных сорбентом, например активированным углем. Каждый патрон 3 десорбера 1 соединен через крионасос 4 с баллонами 5 для регенерированного ксенона. Причем перед десорбером 1 установлен источник газа-носителя 6, например баллон (с аргоном или гелием) или сосуд Дьюара (с азотом). После десорбера 1 на линии, соединяющей патроны 3 с баллонами 5, размещены аппарат для поглощения СО₂ 7 и аппарат для извлечения Н₂О 8. После крионасоса 4 (снабженного сосудом Дьюара) установлен вакуум-пост 9, обеспечивающий циркуляцию хладагента в крионасосе 4 и охлаждающей камере 11. Баллоны 5 с регенерированным ксеноном подвешены на динамометрах 10 и помещены в охлаждающую камеру 11, имеющую теплоизоляцию 12.

В составе заявляемой автономной малогабаритной станции для регенерации ксенона использовались следующие серийно выпускаемые отечественные приборы и устройства:
сосуд Дьюара, например, типа СД-25
баллоны емкостью 2, 10, 12 л по ГОСТ 949-73
вакуум-пост (вакуум насос марки 2 НВР-5ДМ, ловушка, прибор для измерения вакуума типа ВИТ-3)
динамометры ДПУ 0,02-2 по ТУ 25-06,1258-81 в соответствии с требованиями ГОСТ 13837-79.

Пример. Регенерация ксенона из отработанной газонаркотической смеси наркозного аппарата.

Пять внутренних сменных патронов 3, содержащих отработанную газовую смесь, образовавшуюся в результате дыхания пациентов в процессе операций, помещали в десорбер 1, имеющий теплоизолированный корпус 2. Десорбер 1 постепенно нагревали до температуры не менее 180^oС, при этом происходила десорбция ксенона. В процессе десорбции сменные патроны 3 продували аргоном из источника газа-носителя 6 для вытеснения следов ксенона и полной регенерации патронов. Выделившийся ксенон из десорбера 1 с газом-носителем (аргоном) из источника 6 (баллон) направляли в аппараты 7 и 8 для поглощения СО₂ и извлечения Н₂О. Затем регенерируемый ксенон поступал в крионасос 4, где происходила его кристаллизация. После заполнения крионасоса 4 его вакуумировали при помощи вакуум-поста 9, при этом газ-носитель аргон удалялся в атмосферу. Крионасос 4 нагревали, переводя ксенон в газообразное состояние. Газообразный регенерированный ксенон поступал в баллоны 5 емкостью 10 л, которые дополнительно охлаждались хладагентом, выходящим из крионасоса 4 через охлаждающую камеру в атмосферу. С помощью динамометров 10 контролировали вес баллонов 5 с регенерированным чистым ксеноном (степень чистоты регенерированного ксенона составила 98,5%). Вес баллона в соответствии с ГОСТ 10219-77 для давления 150 атм составил 13 кг.

Полученный регенерированный чистый ксенон в баллонах 5 направляли на дальнейшую глубокую очистку на специализированное предприятие, имеющее соответствующую сертификацию.

Как видно из приведенного примера использование заявляемой "Автономной малогабаритной станции для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей" по сравнению с известной установкой, взятой за прототип [см. п. РФ 2149033], обеспечивает следующие технические и общественно-полезные преимущества:
- высокую производительность;
- возможность получения ксенона достаточно высокой степени чистоты (98,0-99,0%);
- снижение энергозатрат;
- улучшение регулирования процесса десорбции;
- упрощение и удешевление транспортировки регенерированного ксенона в баллонах большей вместимости (10-12 л);
- отсутствие необходимости оснащения станции сложным и дорогостоящим аналитическим оборудованием, обслуживаемым высококвалифицированным персоналом;
- увеличение кпд крионасоса за счет предотвращения процесса его перемерзания в результате улавливания СО₂ и Н₂О;
- увеличение срока службы патронов за счет снижения истирания сорбента при транспортировке;
- организация новой хозяйственной структуры, обеспечивающей сервисное обслуживание медицинских учреждений и ведущей учет расходования дорогостоящего ксенона.

Изобретение может быть использовано в технике получения чистых (98,0-99,0%) инертных газов, в частности дорогостоящего и дефицитного ксенона из отработанных газонаркотических смесей наркозных аппаратов с минимизацией его потерь. Станция состоит из десорбера с теплоизолированным корпусом и 2-10 внутренними сменными патронами, заполненными сорбентом и соединенными через крионасос, выполненный проточным, с двумя или более баллонами, подвешенными на динамометрах и помещенными в охлаждающую камеру с теплоизоляцией. Станция снабжена источником газа-носителя, установленным перед десорбером, аппаратом для поглощения СО₂ и аппаратом для извлечения H₂О, расположенными после десорбера, а также вакуум-постом, размещенным после крионасоса. Изобретение обеспечивает высокую производительность. Возможность получения ксенона высокой степени чистоты, снижение энергозатрат и улучшение регулирования процесса десорбции, упрощение и удешевление транспортировки регенерированного ксенона, отсутствие необходимости сложного оборудования, увеличение кпд крионасоса и срока службы патронов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автономная малогабаритная станция для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей, состоящая из десорбера с теплоизолированным корпусом и внутренним сменным патроном, заполненным сорбентом и соединенным через крионасос с баллоном, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена источником газоносителя, установленным перед десорбером, аппаратом для поглощения СО₂ и аппаратом для извлечения Н₂О, расположенными после десорбера, в десорбере смонтированы 2-10 сменных патронов, крионасос выполнен проточным, баллоны в количестве двух или более штук подвешены на динамометрах и помещены в охлаждающую камеру с теплоизоляцией. 2. Автономная малогабаритная станция для регенерации ксенона из отработанных газонаркотических смесей по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена вакуум-постом, размещенным после крионасоса.