ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к мембранной технике для микро- и ультрафильтрации, в частности к устройствам для осуществления процессов мембранного разделения жидких и/или газообразных сред и/или массообменных процессов в медицинской, фармацевтической, химической, биотехнологической и других отраслях промышленности.
Вариант мембранного устройства для разделения крови (плазмофильтр мембранный) предназначен для разделения крови на плазму и эритроцитную массу при проведении процедуры плазмафереза в донорских целях для получения плазмы и аутоплазмы в учреждениях службы крови, а также в лечебных целях для детоксикации, иммуно- и реокоррекции в практическом здравоохранении на отделениях токсикологии, трансфузиологии, кардиологии, нефрологии, эндокринологии, аллергологии, пульмонологии, онкологии, дерматологии, наркологии, неврологии и др.; в акушерстве и гинекологии, педиатрии, реанимации, хирургии; в условиях клиник, больниц, в службе скорой помощи, в военно-полевой медицине и в условиях медицины катастроф.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно массообменное устройство, содержащее набор опорных элементов, расположенные между ними полупроницаемые мембраны и приспособления для стяжки опорных элементов, причем опорные элементы и мембраны имеют соосные отверстия для ввода и вывода жидкости, а опорные элементы выполнены с выемками вокруг отверстий [1]. Герметизацию камер разделяемой среды и пермеата в данном устройстве осуществляют путем стяжки опорных элементов и механического прижатия мембранного материала к герметизирующим элементам.
Недостатками данного устройства являются невозможность его массового производства вследствие низкой технологичности его изготовления, обусловленной сложностью изготовления опорных элементов и необходимостью тщательной центровки отверстий подвода и отвода разделяемой среды и отвода пермеата в мембранах и опорных элементах, а также невозможность использования трековых (ядерных) мембран, так как они при герметизации путем механического сжатия повреждаются (лопаются).
Известно массообменное устройство, содержащее набор полупроницаемых гофрированных пластин, зажатых между двумя опорными элементами [2]. Конструкция данного устройства позволяет исключить располагаемые обычно между мембранами сепарационные элементы, однако она отличается сложностью изготовления полупроницаемых пластин, что ограничивает массовость производства из-за низкой технологичности изготовления.
Известно мембранное устройство, содержащее прямоугольный корпус с коллекторами подвода и отвода разделяемой среды и отвода пермеата, и мембранный модуль, выполненный в виде блока, образованного сложенной складками мембраны и расположенными между складками сепарационными элементами [3]. Торцовые кромки модуля герметизированы заливкой пластиком по всей высоте герметиком. Конструкция данного устройства позволяет организовать только штучное производство, что свидетельствует о его низкой технологичности. Кроме этого для обеспечения проточности разделяемой среды между складками мембранного материала установлены дополнительные каналообразующие элементы, что приводит к образованию неравномерного распределения потоков и образованию застойных зон, что снижает производительность работы устройства.
Известен мембранный аппарат [4], состоящий из корпуса со штуцерами ввода разделяемой среды и вывода продуктов мембранного элемента, выполненного в виде герметизированного по трем сторонам сложенного гармошкой пакета из двух плоских полупроницаемых мембран и размещенного между ними дренажа, а также обоймы из отвержденного герметика, в которой закреплена негерметизированная сторона пакета, причем аппарат снабжен непроницаемой перегородкой, расположенной между корпусом и мембранным элементом, а также непроницаемым чехлом, расположенным вокруг незакрепленной части мембранного элемента и герметично сочлененным с непроницаемой перегородкой.
Данный мембранный аппарат позволяет несколько улучшить гидродинамические характеристики потока разделяемой смеси за счет предотвращения смешивания исходной разделяемой смеси и концентрата, однако он недостаточно эффективен в эксплуатации и характеризуется обусловленной сложностью конструкции, низкой технологичностью изготовления мембранного аппарата.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническом результату (прототипом) является мембранный аппарат для проведения процессов массообмена и/или разделения жидких сред [5], содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред, размещенный в нем мембранный модуль, выполненный из набора плоских полупроницаемых мембран и средств герметизации, образующих две группы чередующихся камер для обмена сред или разделяемой среды и пермеата, открытых в направлении подвода и отвода сред, набора сепарационно-дренажных прокладок, размещенных в камерах, и элементы герметизации модуля в корпусе, причем средства герметизации импрегнированны в сетчатые сепараторы и выполнены в виде планок из материала, содержащего термопласт, расположенных вдоль направления движения сред и неразъемно соединенных с мембранами с образованием в местах контакта с ними опорных элементов в виде колонн, при этом элементы герметизации модуля в корпусе выполнены в виде выступов на внутренней поверхности корпуса и герметично соединены с опорными элементами. В этом аппарате мембранный модуль снабжен дополнительными планками, расположенными внутри камер по направлению движения сред, и дополнительными выступами на внутренней поверхности корпуса, дополнительные планки выполнены из материала, содержащего термопласт, неразъемно соединены с мембранами с образованием в местах контакта с ними дополнительных опорных элементов в виде колонн, а дополнительные выступы герметично соединены с дополнительными опорными элементами, причем в качестве мембран используют трековые (ядерные) мембраны.
От традиционных мембран, получаемых методами химической технологии, трековые (ядерные) мембраны отличаются высокой однородностью геометрических размеров и правильностью форм пор, высокой селективностью по отношению к выделяемому компоненту, очень низкой адсорбцией компонентов разделяемых сред поверхностью мембраны, биологической инертностью, полной совместимостью с большинством разделяемых сред (компонентами крови) и низким травмирующим действием на разделяемые компоненты (форменные элементы крови). Главные преимущества трековых мембран - малая толщина и высокая однородность пор по размерам, что определяет низкое сопротивление течению филируемой среды, высокую селективность фильтрации, удерживание отделяемых частиц на поверхности мембраны и легкость регенерации, а также прозрачность, малый собственный вес и низкая адсорбция растворенных веществ.
Основные недостатки трековых (ядерных) мембран, ограничивающие до последнего времени их широкое практическое использование в мембранной технике - низкая прочность и склонность к растрескиванию, высокая электризуемость, что доказывает низкую технологичность.
Однако наряду с высокими функциональными показателями трековые мембраны отличаются малой толщиной (до 10 мкм), низкой механической прочностью (трековые мембраны обычно не выдерживают герметизацию прижатием к контурам герметизации и лопаются вследствие малой толщины), высокой электризуемостью и низкой адгезивностью по отношению к традиционным клеям.
Сложностью использования трековых мембран, наиболее эффективных по сравнению с другими типами мембран, является также то, что они при герметизации путем механического сжатия повреждаются (трескаются).
Кроме этого наличие в аппарате по прототипу проложенных между трековыми мембранами сепарационных элементов в виде сеток приводит к чрезвычайно неравномерному распределению истоков по мембране и образованию застойных зон, что в свою очередь существенно снижает производительность разделения и массобмена.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Целью изобретения и достигаемым при его использовании техническим результатом является повышение технологичности изготовления и эффективности функционирования мембранных модулей и мембранных аппаратов, обеспечение возможности ускоренной замены отработанных мембранных модулей и использования в качестве мембранного материала практически любых мембран, в том числе и наиболее предпочтительных трековых (ядерных) мембран.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются тем, что в мембранном модуле для разделения сред или массообмена, содержащем набор пористых мембран, рельефных элементов и средств герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, согласно изобретению рельефные элементы выполнены в виде расположенных внутри камер разделяемой среды и пермеата и прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среда и пермеата, открытых в направлении подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
При этом мембраны, нити и контуры герметизации со стороны подвода и отвода разделяемой среды соединены друг с другом с образованием клиновидных кромок, направленных сужениями в стороны подвода и отвода разделяемой среды с возможностью повышения герметичности камер и снижения гидродинамического сопротивления при подводе и отводе разделяемой среды.
При этом мембраны, нити и контуры герметизации в местах их соприкосновения соединены между собой посредством клея, клея-расплава, термосварки, сварки токами высокой частоты, сварки ультразвуком или посредством вплавления материала нитей и контуров герметизации в поры мембраны с образованием упрочняющего каркаса.
Кроме этого прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации расположены в камерах разделяемой среды и пермеата преимущественно параллельно друг другу равномерно или неравномерно удаленно друг от друга и выполнены преимущественно монолитными с преимущественной толщиной от 10 до 1000 мкм круглого, овального или многоугольного сечения с малой площадью контакта с поверхностью мембраны.
При этом мембранный модуль в качестве мембран содержит трековые мембраны из полимерной пленки с преимущественной толщиной от 5 до 20 микрон с калиброванными порами диаметром от 0,05 до 1,0 микрона, с плотностью пор от 1×105 до 3×109 на 1 см2 или содержит сетчатые микрофильтрационные мембраны, например, из полисульфона, полиэфирсульфона, полиимидов, полиэфиримидов, полиакрилонитрила или сложных эфиров целлюлозы.
При этом прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации выполнены из полимерного термопластичного материала, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата, полиамида, севилена или литьевого фторопласта, а прикрепленные к поверхности мембраны контуры герметизации выполнены монолитными или композитными, квадратного, прямоугольного или трапециевидного сечения.
Толщина прикрепленных к поверхностям мембран контуров герметизации выполнена соразмерной толщине прикрепленных к мембранам и расположенных в камерах разделяемой среды и пермеата нитей преимущественно от 10 до 1000 мкм, а мембраны, нити и контуры герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5% и с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
Кроме этого контуры герметизации могут быть выполнены в виде полос из нескольких расположенных рядом или вплотную друг к другу нитей или в виде полос из термопластичного материала, из термопластичного материала с расположенными внутри нитями или из клея расплава, а сам мембранный модуль выполнен квадратного или прямоугольного сечения преимущественно в форме плоского параллепипеда.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются тем, что в мембранном модуле для разделения сред или массообмена, содержащем набор наружных стенок, пористых мембран, рельефных элементов и средств герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, согласно изобретению рельефные элементы выполнены в виде расположенных внутри камер разделяемой среды и пермеата и прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среда и пермеата, открытых в направлении подвода и отвода разделяемой среды и пермеата, причем мембраны, нити и контуры герметизации со стороны подвода и отвода разделяемой среды в нем соединены друг с другом с образованием клиновидных кромок, направленных сужениями в стороны подвода и отвода разделяемой среды с возможностью повышения герметичности камер и снижения гидродинамического сопротивления при подводе и отводе разделяемой среды.
В данном варианте конструктивного исполнения мембранного модуля:
наружные стенки, мембраны, нити и контуры герметизации в местах их соприкосновения соединены между собой посредством клея, клея-расплава, термосварки, сварки токами высокой частоты, сварки ультразвуком или посредством вплавления материала нитей и контуров герметизации в поры мембраны с образованием упрочняющего каркаса;
прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации расположены в камерах разделяемой среды и пермеата преимущественно параллельно друг другу;
прикрепленные к поверхностям мембран нити выполнены преимущественно монолитными с преимущественной толщиной от 10 до 1000 мкм круглого, овального или многоугольного сечения с малой площадью контакта с поверхностью мембраны;
прикрепленные к поверхности мембраны нити расположены в камерах разделяемой среды и пермеата равномерно или неравномерно удаленно друг от друга;
в качестве мембран содержатся трековые мембраны из полимерной пленки с преимущественной толщиной от 5 до 20 микрон с калиброванными порами диаметром от 0,05 до 1,0 микрона, с плотностью пор от 1×105 до 3×109 на 1 см2 или в качестве мембран содержатся сетчатые микрофильтрационные мембраны, например, из полисульфона, полиэфирсульфона, полиимидов, полиэфиримидов, полиакрилонитрила или сложных эфиров целлюлозы;
прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации выполнены из полимерного термопластичного материала, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата, полиамида, севилена или литьевого фторопласта, прикрепленные к поверхности мембраны контуры герметизации выполнены монолитными или композитными, квадратного, прямоугольного или трапециевидного сечения, а толщина прикрепленных к поверхностям мембран контуров герметизации выполнена соразмерной толщине прикрепленных к мембранам нитей преимущественно от 10 до 1000 мкм;
мембраны, нити и контуры герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5% и с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена;
контуры герметизации выполнены в виде полос из нескольких расположенных рядом или вплотную друг к другу нитей или в виде полос из термопластичного материала, из термопластичного материала с расположенными внутри нитями или из клея расплава;
мембранный модуль выполнен преимущественно квадратного или прямоугольного сечения преимущественно в форме плоского параллепипеда.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в мембранном устройстве для разделения сред, содержащем корпус, коллектор разделяемой среды с патрубком подвода разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком отвода пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, согласно изобретению рельефные элементы выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в коллекторы разделяемой среды и пермеата со сторон подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
При этом данный вариант мембранного устройства содержит мембранный модуль, конструктивно выполненный по одному из вышеописанных вариантов, и содержит средства герметизации мембранного модуля в корпусе.
При этом мембранное устройство и его элементы, включая коллектор разделяемой среды с патрубком разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в мембранном устройстве для разделения сред, содержащем корпус, коллектор подвода разделяемой среды с патрубком подвода разделяемой среды, коллектор отвода разделяемой среды с патрубком отвода разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком отвода пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль или мембранный элемент из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, согласно изобретению рельефные элементы в мембранном модуле выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среда и пермеата, открытых в коллекторы разделяемой среды и пермеата со сторон подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
При этом данный вариант мембранного устройства содержит мембранный модуль, конструктивно выполненный по одному из вышеописанных вариантов, и содержит средства герметизации мембранного модуля в корпусе, а в самом аппарате корпус, коллектор разделяемой среды с патрубком разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в мембранном устройстве для разделения сред, содержащем корпус, коллектор подвода среды с массообмениваемым компонентом с патрубком подвода среды с обмениваемым компонентом, коллектор отвода среды с обмениваемым компонентом с патрубком отвода среды с обмениваемым компонентом, коллектор подвода пермеата с патрубком отвода пермеата коллектор отвода пермеата с патрубком отвода пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль или мембранный элемент из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующими чередующиеся камеры среды с обмениваемым компонентом и пермеата, согласно изобретению рельефные элементы в мембранном модуле выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах среды с обмениваемым компонентом и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для среды с обмениваемым компонентом и пермеата, открытых в коллекторы среды с обмениваемым компонентом и пермеата со сторон подвода и отвода среды с обмениваемым компонентом и пермеата.
При этом данный вариант мембранного устройства содержит мембранный модуль, конструктивно выполненный по одному из вышеописанных вариантов, и содержит средства герметизации мембранного модуля в корпусе, а в самом мембранном аппарате корпус, коллекторы, патрубки и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в мембранном устройстве для разделения крови (в плазмофильтре), содержащем корпус, коллектор подвода крови с патрубком подвода крови, коллектор отвода крови с патрубком отвода крови, коллектор плазмы с патрубком отвода плазмы и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующими чередующиеся камеры крови и плазмы, согласно изобретению рельефные элементы в мембранном модуле выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах крови и плазмы продольно и поперечно ориентированных каналов для крови и плазмы, открытых в коллекторы крови и плазмы со сторон подвода и отвода крови и отвода плазмы.
При этом в мембранном модуле плазмофильтра мембраны, нити и средства герметизации со стороны подвода и отвода разделяемой среды соединены друг с другом с образованием клиновидных кромок, направленных сужениями в стороны подвода и отвода разделяемой среды с возможностью повышения герметичности камер и снижения гидродинамического сопротивления при подводе и отводе разделяемой среды.
При этом в мембранном устройстве для разделения крови корпус, коллектор крови с патрубком крови, коллектор плазмы с патрубком плазмы и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена, а в качестве мембран преимущественно содержит трековые мембраны из полимерной пленки с преимущественной толщиной от 5 до 20 микрон с калиброванными порами диаметром от 0,05 до 1,0 микрона, с плотностью пор от 1×105 до 3×109 на 1 см2.
При этом данный вариант мембранного устройства для разделения крови содержит мембранный модуль, конструктивно выполненный по одному из вышеописанных вариантов, содержит средства герметизации мембранного модуля в корпусе и выполнен преимущественно в форме плоского параллепипеда.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1, 2, 3 показаны варианты конструктивного исполнения исходных мембранных элементов, используемого при изготовлении заявляемых мембранных модулей и аппаратов, состоящие из пористой мембраны 1 с прикрепленными к ее поверхности рельефными элементами в виде продольно или поперечно расположенных нитей 2 и контуров герметизации 3, выполненных монолитными (фиг.1), композитными (фиг.2), где внутри контура герметизации расположены нити, или образованного набором рядом расположенных нитей 4 (фиг.3);
на фиг.4 и 5 показана схема изготовления заготовки мембранного модуля путем наложения и соединения двух мембранных элементов, состоящих из пористой мембраны 1 с прикрепленными к ее поверхности рельефными элементами в виде продольно или поперечно расположенных нитей 2 и контуров герметизации 3 и/или рядом расположенных нитей 4;
на фиг.6, 7 показаны конструкции заготовок мембранных модулей, изготовленных путем наложения и соединения двух мембранных элементов, состоящих из пористой мембраны 1 с прикрепленными к ее поверхности рельефными элементами в виде продольно или поперечно расположенных нитей 2 и контуров герметизации 3 и/или рядом расположенных нитей 4, с получением со сторон подвода и отвода разделяемой среды клинообразного герметичного и упрочняющего конструкцию соединения 10, направленного сужением (острыми ребрами соединения) 11 в стороны подвода и отвода разделяемой среды с образованием открытых в направлении движения разделяемой среды каналов;
на фиг.7 и 8 показана схема изготовления мембранных модулей из описанных выше заготовок с соединением их между собой и прикреплением к полученному блоку заготовок нижней стенки 5 и верхней стенки 6 с получением одного из вариантов заявляемого мембранного модуля с наружными стенками;
на фиг.9 изображен вариант конструкции мембранного модулей из описанных выше заготовок с соединением их между собой без наружных стенок, предназначенный для установки в корпус мембранного аппарата с наружными стенками;
на фиг.10 изображен вариант конструктивного исполнения мембранного аппарата для «тупиковой» фильтрации, содержащего корпус из боковых элементов 14, коллектор разделяемой среды 8 с патрубком подвода разделяемой среды 7, коллектор пермеата 13 с патрубком отвода пермеата 12 и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран 1 с рельефными элементами в виде нитей 2 и средствами герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и камеры пермеата 9;
на фиг.11 изображен вариант конструктивного исполнения мембранного апапарата для «проточной» фильтрации (разделения крови, плазмофильтрации), содержащего корпусные элементы 14, коллектор подвода разделяемой среды 8 с патрубком подвода разделяемой среды 7, коллектор отвода разделяемой среды 17 с патрубком отвода разделяемой среды 18, коллектор пермеата 13 с патрубком отвода пермеата 12 и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран 1 с рельефными элементами в виде нитей 2 и средствами герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и камеры пермеата 9, с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата 9 продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в коллекторы разделяемой среды 8, 17 и коллектор пермеата 13 со сторон подвода и отвода разделяемой среды и пермеата;
на фиг.12 изображен вариант конструктивного исполнения «массообменного» мембранного аппарата, содержащего корпус с корпусными элементами 14, коллектор подвода среды с массообмениваемым компонентом 8 с патрубком подвода среды с обмениваемым компонентом 7, коллектор отвода среды с обмениваемым компонентом 17 с патрубком отвода среды с обмениваемым компонентом 18, коллектор подвода пермеата с патрубком подвода пермеата 16, коллектор отвода пермеата 13 с патрубком отвода пермеата 12 и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран 1 с рельефными элементами в виде нитей 2 и средствами герметизации, образующими чередующиеся камеры среды с обмениваемым компонентом и камеры пермеата 9, в которых рельефные элементы в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах среды с обмениваемым компонентом и камер пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для среды с обмениваемым компонентом и пермеата, открытых в коллекторы среды с обмениваемым компонентом и пермеата со сторон подвода и отвода среды с обмениваемым компонентом и пермеата.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Характерной особенностью данного изобретения является образование распределительно-сепарационной системы в камерах мембранных модулей посредством рельефных элементов в виде расположенных внутри камер разделяемой среды и пермеата и прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в направлении подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
Выполнение распределительно-сепарационной системы мембранных модулей и мембранных аппаратов в виде прикрепленных к поверхности мембран рельефных элементов в виде преимущественно параллельных нитей позволяет повысить эффективность разделения и массообмена за счет исключения застойных зон при движении разделяемых и массообменных сред.
Преимущественное применение профильных трековых мембран позволяет, по сравнению с другими используемыми в настоящее время мембранами, например обычными плоскими трековыми мембранами с сетчатыми сепараторами или мембранами на основе производных целлюлозы, существенно повысить эффективность разделения (отделения плазмы) и существенно уменьшить травмирование компонентов разделяемых сред (форменных элементов крови).
Использование в камерах разделяемых сред (маассобменных сред) и пермеата продольно и поперечно ориентированных нитей позволяет создать открытые в направлении движения сред каналы и равномерно распределить зоны соприкосновения мембран с сепарационными рельефными элементами по всей поверхности мембран, что существенно повышает сопротивляемость мембран действию трансмембранного давления и дает возможность повысить эффективность функционирования за счет возможности увеличения перепада давления в камерах, а также уменьшения толщины мембран без опасения механического повреждения мембран под действием трансмембранного давления.
При этом прикрепленные к поверхности мембран нити предотвращают образование складок из мембранного материала в процессе изготовления и эксплуатации мембранного модуля, которые могут возникать в случае свободного расположения мембран и которые иногда полностью закупоривают проходное сечение щелевых камер.
Кроме этого использование прикрепленных к пористой мембране нитей обеспечивает надежное соединение мембраны к зонам герметизации за счет нагрева под нагрузкой, при этом часть клея дополнительно вдавливается в поры мембран и это обеспечивает одновременно простую по технологической реализации, но надежную герметизацию камер и обеспечивает жесткость всей конструкции.
Наиболее предпочтительно использование заявляемых мембранных модулей и мембранных аппаратов на основе трековых мембран, особенно для разделения крови на плазму и эритроцитную массу, например при проведении процедуры плазмафереза в донорских целях для получения плазмы и аутоплазмы в учреждениях службы крови, а также и лечебных целях, для детоксикации, иммуно- и реокоррекции в практическом здравоохранении на отделениях токсикологии, трансфузиологии, кардиологии, нефрологии, эндокринологии, аллергологии, пульмонологии, онкологии, дерматологии, наркологии, неврологии и др.; в акушерстве и гинекологии, педиатрии, реанимации, хирургии; в условиях клиник, больниц, в службе скорой помощи и военно-полевой медицине, в ургентных случаях и в условиях медицины катастроф.
Используемая в модулях и аппаратах по изобретению рельефная пористая трековая мембрана с распределительной системой в виде ориентированных в направлении движения сред нитей для тангенциально фильтруемых к поверхности потоков по сравнению с обычной трековой мембраной имеет следующие преимущества:
высокую прочность и стойкость к растрескиванию, низкую электризуемость, что определяет ее повышенную технологичность;
практическое сохранение пористости и всех преимуществ исходной трековой мембраны.
Трековые (ядерные) мембраны, на основе полиэтилентерефталатной пленки (лавсана), в частности, характеризуются:
толщиной пленки от 5 до 12 мкм, при ширине до 320 мм; диаметром пор от 0,05 до 2,0 мкм; плотностью пор от 10 (в пятой степени) до 3×109 (в девятой степени) на см2;
рабочим диапазоном температур от -65 до плюс +155°С, что допускает стерилизацию фильтров в автоклавах без каких-либо необратимых процессов;
негигроскопичностью, водопоглощением при 25°С в течение 7 суток - 0,5%;
пассивностью в биологическом отношении, отсутствием компонентов, которые могут мигрировать в фильтрат (следовательно, не требуется выщелачивания перед использованием);
возможностью регенерации путем отмыва фильтров тангенциальным потоком фильтрата или пульсирующим обратным потоком;
стойкостью при низких температурах, особенно характерных для криогенной техники;
устойчивостью к большинству кислот, органических растворителей, разбавленным растворам щелочей;
гладкой поверхностью, в отличие от рыхлой поверхности традиционных сетчатых мембранных фильтров типа «Millipore», «Владинор» и др., что способствует их возможному использованию в аналитических целях, в частности, при исследовании отфильтрованных продуктов методами оптической или электронной микроскопии;
малым собственным весом и весьма незначительной абсорбцией влаги, что позволяет использовать их для гравиметрического анализа;
малой зольностью, что существенно при количественном элементном анализе с помощью нейтронной активации и оптической спектроскопии;
высоким пропусканием светового потока, достаточным для микроскопических исследований;
полным отсутствием радиоактивности в материале фильтров (при облучении лавсана используется энергия ионов, при которых не протекают ядерные реакции);
полным задержанием частиц, превосходящих размеры пор, а следовательно, возможностью определения размеров задержанных частиц;
возможностью классификации частиц по размерам в процессе последовательной фильтрации через фильтры с различным (последовательно уменьшающимся) диаметром пор.
В качестве одного из примеров промышленной реализации изобретения были изготовлены и испытаны устройства для разделения крови в виде плазмофильтров мембранных, предназначенных для разделения крови на плазму и эритроцитную массу при проведении процедур плазмафереза в донорских целях для получения плазмы и аутоплазмы в учреждениях службы крови, а также в лечебных целях для детоксикации, иммуно- и реокоррекции в практическом здравоохранении на отделениях токсикологии, трансфузиологии, кардиологии, нефрологии, эндокринологии, аллергологии, пульмонологии, онкологии, дерматологии, наркологии, неврологии и др.; в акушерстве и гинекологии, педиатрии, реанимации, хирургии; в условиях клиник, больниц, в службе скорой помощи, в военно-полевой медицине, в ургентных случаях и в условиях медицины катастроф.
Технические характеристики плазмофильтра мембранного ПФМ-500
Основным конструктивным элементом плазмофильтров на основе изобретения является мембранный модуль, представляющий собой многокамерное устройство с чередующимися плоскими щелевыми камерами крови и плазмы, разделенными трековой мембраной, в кровяных и плазменных камерах которых находятся рельефные элементы в виде нитей, служащие для формирования каналов для потоков жидкости в них. Мембранные модули могут заключаться между двумя полимерными пластинами, к которым по периметру привариваются коллекторы для подвода крови и отвода эритроцитной массы и плазмы. В таблице 1 показаны данные плазмофильтра мембранного ПФМ-500.
Главным функциональным элементом плазмофильтров по изобретению является рельефная трековая мембрана. Поры в мембране образуются при облучении полимерной пленки ускоренными на циклотроне тяжелыми ионами и последующей ее физико-химической обработке. Уникальными функциональными свойствами трековых мембран являются: малая толщина, цилиндрическая форма и калиброванность пор, высокая селективность фильтрации, отсутствие экстрагируемых веществ, низкая адсорбция растворенных веществ, низкое сопротивление течению фильтруемой среды.
В плазмофильтрах по изобретению используется преимущественно, но не обязательно, мембрана из полиэтилентерефталатной пленки толщиной 10 мкм, пористостью 6-10% и размером пор около 0,5 мкм. Открытые со стороны входа и выхода продольные каналы, цилиндрическая форма пор и гладкая поверхность исходной трековой мембраны существенно снижают травмирующее воздействие на форменные элементы крови и позволяют выдерживать без гемолиза трансмембранное давление до 200 мм рт.ст., что в три раза выше, чем у аналогов с мембранами в виде полых волокон.
Мембранный плазмофильтр по изобретению работает следующим образом: кровь подводится через патрубок подвода крови в коллектор подвода крови, равномерно распределяется по всем камерам крови и движется по открытым каналам в них тангенциальным потоком вдоль мембраны в направлении патрубка отвода крови. При этом в камерах крови создается избыточное давление, и часть плазмы через поры мембран фильтруется в плазменные камеры, собирается в коллектор плазмы и выводится из плазмофильтра через патрубок отвода плазмы.
Конструкция плазмофильтров, гидродинамика потоков крови и плазмы, характеристики мембран позволяют свободно проходить через последние всем жидким компонентам крови с большей частью токсинов и некомпетентных веществ и задерживать ее форменные элементы.
Сравнительные функциональные характеристики модификаций плазмофильтров мембранных ПФМ-500 и ПМФ-800 приведены в табл.2.
Плазмофильтры мембранные являются изделиями однократного применения и сохраняют стерильность, апирогенность и нетоксичность в течение всего гарантийного срока хранения. Срок годности плазмофильтров - не менее 3 лет.
Плазмофильтры могут применяться в составе устройств мембранного плазмафереза, выпускаемых, в частности, по ТУ 9444-004-49013468-2007, а также с трансфузионными магистралями, имеющими разрешительные документы к использованию в медицинской практике, что дает врачу возможность выбрать оптимальную для конкретного пациента методику.
Экспериментальные исследования функциональных свойств плазмофильтров, изготовленных с использованием предлагаемых мембранных модулей, были проведены в клиниках Санкт-Петербурга. Соответствие плазмофильтров мировому уровню проверялось путем сравнения их функциональных характеристик с характеристиками плазмофильтров ведущих зарубежных фирм. Испытания проводились на консервированной цитратом человеческой крови с гематокритом 0,42 л/л при скорости тока крови 10,0 мл/мин. Результаты показали, что по функциональным характеристикам испытуемые плазмофильтры с использованием предлагаемого мембранного модуля вполне соответствуют мировому уровню и даже превосходят их по отдельным парметрам.
Биосовместимость мембранных модулей доказана испытаниями на кроликах.
Использование предлагаемых мембранных модулей и аппаратов позволяет существенно повысить технологичность и снизить трудоемкость их изготовления за счет обеспечения возможности полной механизации и автоматизации производства, что позволяет обеспечить крупносерийный выпуск остродефицитных в настоящее время мембранных аппаратов, в частности плазмофильтров. При этом появляется возможность исключения контакта производственного персонала с отдельными деталями мембранных модулей, что повышает стерильность мембранных аппаратов.
Кроме этого преимуществом предлагаемой конструкции мембранного модуля является возможность изготовления на одном и том же производственном оборудовании мембранных модулей для проведения различных процессов разделения (например, плазмафереза или получения очищенных сред) и/или массообмена (диализа).
СООТВЕТСТВИЕ КРИТЕРИЯМ ОХРАНОСПОСОБНОСТИ
В целом, учитывая новизну и неочевидность изобретений, существенность всех общих и частных признаков изобретений, промышленную применимость, практическую осуществимость изобретения и достижение поставленных изобретением задач и требуемого технического результата, по нашему мнению заявленная группа изобретений удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретений являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретений, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом и достичь требуемых технических результатов.
Кроме этого анализ совокупности существенных признаков изобретений группы и достигаемого при использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь вариантов модулей и аппаратов, что позволяет объединить несколько изобретений в одной заявке.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР N1063417, кл. А61М 1/03, 1983.
2. Авторское свидетельство СССР N1243734, кл. А61М 1/03, 1986.
3. Заявка ФРГ N2252341, кл. В01D 13/00, 1981.
4. Авторское свидетельство СССР N1034754, кл. В01D 63/14, 1983.
5. Патент РФ №2029610, B01D 63/14, А61М 1/16, дата публикации 1995.02.27 (прототип).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| РЕЛЬЕФНАЯ ПОРИСТАЯ МЕМБРАНА (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И МЕМБРАННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗ РЕЛЬЕФНОЙ ПОРИСТОЙ МЕМБРАНЫ (ВАРИАНТЫ) | 2009 |
|
RU2405620C2 |
| МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КРОВИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2046647C1 |
| МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КРОВИ | 1998 |
|
RU2151633C1 |
| МЕМБРАННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2021823C1 |
| МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ КРОВИ | 1991 |
|
RU2046646C1 |
| МНОГОСЕКЦИОННЫЙ МНОГОКАМЕРНЫЙ МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ СРЕД И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 1991 |
|
RU2036704C1 |
| МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ МАССООБМЕНА И/ИЛИ РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ СРЕД | 1991 |
|
RU2029610C1 |
| МЕМБРАННО-СОРБЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2002 |
|
RU2239490C2 |
| ПЛАЗМОФИЛЬТР | 2012 |
|
RU2514545C2 |
| МЕМБРАННЫЙ ФИЛЬТР И СИСТЕМА ДЛЯ ПЛАЗМАФЕРЕЗА (ВАРИАНТЫ) | 1999 |
|
RU2153389C1 |
Изобретение относится к мембранной технике для микро- и ультрафильтрации. В мембранном модуле (ММ) для разделения сред и/или массообмена, содержащем набор пористых мембран 1, рельефных элементов (РЭ) 2 и средств герметизации (СГ), образующих чередующиеся камеры разделяемой среды (PC) и пермеата (П) 9, РЭ выполнены в виде расположенных внутри камер PC и П и прикрепленных к поверхности М нитей с образованием в камерах PC и П продольно и поперечно ориентированных каналов для PC и П, открытых в направлении подвода и отвода PC и П. В мембранном устройстве (МУ) для разделения сред, содержащем корпус (К) 14, коллектор PC 8 с патрубком подвода PC 7 и коллектор П 13 с патрубком отвода П 12 или коллекторы PC с патрубками подвода 17 и отвода 18 PC и коллектор П 13 с патрубком отвода П 12, размещенный в корпусе ММ из набора пористых М с РЭ и СГ, образующих чередующиеся камеры PC и П, РЭ выполнены в виде расположенных внутри камер PC и П и прикрепленных к поверхности М нитей и КГ с образованием в камерах PC и П и продольно и поперечно ориентированных каналов для PC и П, открытых в направлении подвода и отвода PC и П. Технический результат - повышение технологичности изготовления и эффективности функционирования мембранных модулей и мембранных аппаратов, возможность ускоренной замены отработанных мембранных модулей и использования в качестве мембранного материала практически любых мембран, в т.ч. трековых (ядерных). 6 н. и 45 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.
1. Мембранный модуль для разделения сред или массообмена, содержащий набор пористых мембран, рельефных элементов и средств герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, отличающийся тем, что рельефные элементы выполнены в виде расположенных внутри камер разделяемой среды и пермеата и прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в направлении подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
2. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что мембраны, нити и контуры герметизации со стороны подвода и отвода разделяемой среды соединены друг с другом с образованием клиновидных кромок, направленных сужениями в стороны подвода и отвода разделяемой среды с возможностью повышения герметичности камер и снижения гидродинамического сопротивления при подводе и отводе разделяемой среды.
3. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что мембраны, нити и контуры герметизации в местах их соприкосновения соединены между собой посредством клея, клея-расплава, термосварки, сварки токами высокой частоты, сварки ультразвуком или посредством вплавления материала нитей и контуров герметизации в поры мембраны с образованием упрочняющего каркаса.
4. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации расположены в камерах разделяемой среды и пермеата преимущественно параллельно друг другу.
5. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхностям мембран нити выполнены преимущественно монолитными с преимущественной толщиной от 10 до 1000 мкм круглого, овального или многоугольного сечения с малой площадью контакта с поверхностью мембраны.
6. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхности мембраны нити расположены на поверхности мембран равномерно или неравномерно удаленно друг от друга.
7. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве мембран содержит трековые мембраны из полимерной пленки с преимущественной толщиной от 5 до 20 мкм с калиброванными порами диаметром от 0,05 до 1,0 мкм с плотностью пор от 1·105 до 3·109 на 1 см2.
8. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве мембран содержит сетчатые микрофильтрапионные мембраны, например, из полисульфона, полиэфирсульфона, полиимидов, полиэфиримидов, полиакрилонитрила или сложных эфиров целлюлозы.
9. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации выполнены из полимерного термопластичного материала, например из полимерного материала, на основе полиэтилентерефталата, полиамида, севилена или литьевого фторопласта.
10. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхности мембраны контуры герметизации выполнены монолитными или композитными, квадратного, прямоугольного или трапециевидного сечения.
11. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что толщина прикрепленных к поверхностям мембран контуров герметизации выполнена соразмерной толщине прикрепленных к мембранам и расположенных в камерах разделяемой среды и пермеата нитей преимущественно от 10 до 1000 мкм.
12. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что мембраны, нити и контуры герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от - 65°С до +150°С, с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5% и с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом, например, из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
13. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что контуры герметизации выполнены в виде полос из нескольких расположенных рядом или вплотную друг к другу нитей или в виде полос из термопластичного материала, из термопластичного материала с расположенными внутри нитями или из клея-расплава.
14. Мембранный модуль по п.1, отличающийся тем, что выполнен квадратного или прямоугольного сечения преимущественно в форме плоского параллелепипеда.
15. Мембранный модуль для разделения сред или массообмена, содержащий набор наружных стенок, пористых мембран, рельефных элементов и средств герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, отличающийся тем, что рельефные элементы выполнены в виде расположенных внутри камер разделяемой среды и пермеата и прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в направлении подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
16. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что мембраны, нити и контуры герметизации со стороны подвода и отвода разделяемой среды соединены друг с другом с образованием клиновидных кромок, направленных сужениями в стороны подвода и отвода разделяемой среды с возможностью повышения герметичности камер и снижения гидродинамического сопротивления при подводе и отводе разделяемой среды.
17. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что наружные стенки, мембраны, нити и контуры герметизации в местах их соприкосновения соединены между собой посредством клея, клея-расплава, термосварки, сварки токами высокой частоты, сварки ультразвуком или посредством вплавления материала нитей и контуров герметизации в поры мембраны с образованием упрочняющего каркаса.
18. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации расположены в камерах разделяемой среды и пермеата преимущественно параллельно друг другу.
19. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхностям мембран нити выполнены преимущественно монолитными с преимущественной толщиной от 10 до 1000 мкм круглого, овального или многоугольного сечения с малой площадью контакта с поверхностью мембраны.
20. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхности мембраны нити расположены в камерах разделяемой среды и пермеата равномерно или неравномерно удаленно друг от друга.
21. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что в качестве мембран содержит трековые мембраны из полимерной пленки с преимущественной толщиной от 5 до 20 мкм с калиброванными порами диаметром от 0,05 до 1,0 мкм с плотностью пор от 1·105 до 3·109 на 1 см2.
22. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что в качестве мембран содержит сетчатые микрофильтрационные мембраны, например, из полисульфона, полиэфирсульфона, полиимидов, полиэфиримидов, полиакрилонитрила или сложных эфиров целлюлозы.
23. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхностям мембран нити и контуры герметизации выполнены из полимерного термопластичного материала, например из полимерного материала, на основе полиэтилентерефталата, полиамида, севилена или литьевого фторопласта.
24. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что прикрепленные к поверхности мембраны контуры герметизации выполнены монолитными или композитными, квадратного, прямоугольного или трапециевидного сечения.
25. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что толщина прикрепленных к поверхностям мембран контуров герметизации выполнена соразмерной толщине прикрепленных к мембранам нитей, преимущественно от 10 до 1000 мкм.
26. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что мембраны, нити и контуры герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от - 65°С до +150°С, с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5% и с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
27. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что контуры герметизации выполнены в виде полос из нескольких расположенных рядом или вплотную друг к другу нитей или в виде полос из термопластичного материала, из термопластичного материала с расположенными внутри нитями или из клея расплава.
28. Мембранный модуль по п.15, отличающийся тем, что выполнен преимущественно квадратного или прямоугольного сечения преимущественно в форме плоского параллелепипеда.
29. Мембранное устройство для разделения сред, содержащее корпус, коллектор разделяемой среды с патрубком подвода разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком отвода пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, отличающееся тем, что рельефные элементы выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в коллекторы разделяемой среды и пермеата со сторон подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
30. Мембранное устройство по п.29, отличающееся тем, что содержит мембранный модуль по любому из пп.1-14.
31. Мембранное устройство по п.29, отличающееся тем, что содержит мембранный модуль по любому из пп.15-28.
32. Мембранное устройство по п.29, отличающееся тем, что содержит средства герметизации мембранного модуля или мембранного элемента в корпусе.
33. Мембранное устройство по п.29, отличающееся тем, что корпус, коллектор разделяемой среды с патрубком разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от - 65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
34. Мембранное устройство для разделения сред, содержащее корпус, коллектор подвода разделяемой среды с патрубком подвода разделяемой среды, коллектор отвода разделяемой среды с патрубком отвода разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком отвода пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующих чередующиеся камеры разделяемой среды и пермеата, отличающееся тем, что рельефные элементы в мембранном модуле выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах разделяемой среды и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для разделяемой среды и пермеата, открытых в коллекторы разделяемой среды и пермеата со сторон подвода и отвода разделяемой среды и пермеата.
35. Мембранное устройство по п.34, отличающееся тем, что содержит мембранный модуль по любому из пп.1-14.
36. Мембранное устройство по п.34, отличающееся тем, что содержит мембранный модуль по любому из пп.15-28.
37. Мембранное устройство по п.34, отличающееся тем, что содержит средства герметизации мембранного модуля или мембранного элемента в корпусе.
38. Мембранное устройство по п.34, отличающееся тем, что корпус, коллектор разделяемой среды с патрубком разделяемой среды, коллектор пермеата с патрубком пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от - 65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
39. Мембранное устройство для массообмена, содержащее корпус, коллектор подвода среды с обмениваемым компонентом с патрубком подвода среды с обмениваемым компонентом, коллектор отвода среды с обмениваемым компонентом с патрубком отвода среды с обмениваемым компонентом, коллектор подвода пермеата с патрубком отвода пермеата, коллектор отвода пермеата с патрубком отвода пермеата и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующими чередующиеся камеры среды с обмениваемым компонентом и пермеата, отличающееся тем, что рельефные элементы в мембранном модуле выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах среды с обмениваемым компонентом и пермеата продольно и поперечно ориентированных каналов для среды с обмениваемым компонентом и пермеата, открытых в коллекторы среды с обмениваемым компонентом и пермеата со сторон подвода и отвода среды с обмениваемым компонентом и пермеата.
40. Мембранное устройство по п.39, отличающееся тем, что содержит мембранный модуль по любому из пп.1-14.
41. Мембранное устройство по п.39, отличающееся тем, что содержит мембранный элемент по любому из пп.15-28.
42. Мембранное устройство по п.39, отличающееся тем, что содержит средства герметизации мембранного модуля в корпусе.
43. Мембранное устройство по п.39, отличающееся тем, что содержит средства герметизации мембранного элемента в корпусе.
44. Мембранное устройство по п.39, отличающееся тем, что корпус, коллекторы, патрубки и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от -65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
45. Мембранное устройство для разделения крови, содержащее корпус, коллектор подвода крови с патрубком подвода крови, коллектор отвода крови с патрубком отвода крови, коллектор плазмы с патрубком отвода плазмы и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации, образующими чередующиеся камеры крови и плазмы, отличающееся тем, что рельефные элементы в мембранном модуле выполнены в виде прикрепленных к поверхности мембран нитей и контуров герметизации с образованием в камерах крови и плазмы продольно и поперечно ориентированных каналов для крови и плазмы, открытых в коллекторы крови и плазмы со сторон подвода и отвода крови и отвода плазмы.
46. Мембранное устройство для разделения крови по п.45, отличающееся тем, что в мембранном модуле мембраны, нити и средства герметизации со стороны подвода и отвода разделяемой среды соединены друг с другом с образованием клиновидных кромок, направленных сужениями в стороны подвода и отвода разделяемой среды с возможностью повышения герметичности камер и снижения гидродинамического сопротивления при подводе и отводе разделяемой среды.
47. Мембранное устройство для разделения крови по п.45, отличающееся тем, что корпус, коллектор крови с патрубком крови, коллектор плазмы с патрубком плазмы и размещенный в корпусе мембранный модуль из набора пористых мембран с рельефными элементами и средствами герметизации изготовлены из полимерного материала с рабочим диапазоном температур от - 65°С до +150°С, с возможностью стерилизации в автоклавах или радиационным способом и с водопоглощением при 25°С в течение 7 суток не более 0,5%, например из полимерного материала на основе полиэтилентерефталата или полипропилена.
48. Мембранное устройство для разделения крови по п.45, отличающееся тем, что в качестве мембран преимущественно содержит трековые мембраны из полимерной пленки с преимущественной толщиной от 5 до 20 мкм с калиброванными порами диаметром от 0,05 до 1,0 мкм с плотностью пор от 1·105 до 3·109 на 1 см2.
49. Мембранное устройство для разделения крови по п.45, отличающееся тем, что содержит мембранный модуль по любому из пп.1-14 или мембранный модуль по любому из пп.15-28.
50. Мембранное устройство для разделения крови по п.45, отличающееся тем, что содержит средства герметизации мембранного модуля в корпусе.
51. Мембранное устройство для разделения крови по п.45, отличающееся тем, что выполнено преимущественно в форме плоского параллелепипеда.
| МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ МАССООБМЕНА И/ИЛИ РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ СРЕД | 1991 |
|
RU2029610C1 |
| Мембранный аппарат | 1981 |
|
SU1034754A1 |
| МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КРОВИ | 1998 |
|
RU2151633C1 |
| КРЕПЕЖНАЯ ДЕТАЛЬ | 2000 |
|
RU2252341C2 |
