ОХЛАЖДАЮЩИЙ БЛОК ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННИКА Российский патент 2022 года по МПК A61M1/16 A61M1/32 

Изобретение касается охлаждающего блока для теплообменника, предпочтительно для интегрированного в оксигенатор теплообменника для темперирования направляемой в экстракорпоральном контуре кровообращения крови, с запасающей жидкость запасной емкостью; включающей в себя реагент реакционной емкостью, которая в соединении с жидкостью позволяет инициировать эндотермическую реакцию; создающим проход для текучей среды между запасной емкостью и реакционной емкостью функциональным средством; а также проходящей по меньшей мере в отдельных областях внутри реакционной емкости линией для текучей среды, которая имеет подвод и отвод, которые выполнены с возможностью герметичного соединения или герметично соединены по текучей среды с шланговой системой теплообменника, шланговой системой теплообменника, и которая с упомянутой шланговой системой теплообменника образует по меньшей мере часть контура обращения текучей среды.

Известно техническое использование высвобождаемого при экзотермических или эндотермических реакциях тепла или холода посредством теплового взаимодействия. Для случая эндотермических реакций, при которых высвобождается холод, находится множество случаев применения, которые в дальнейшем будут коротко обозначены.

В рамках кардиохирургии или интенсивной медицины (реаниматология), в частности, для лечения острого заболевания сердца и/или легочной недостаточности используются сердечно-легочные машины, с помощью которых перекачивающая функция сердца, а также функция легких могут заменяться в течение ограниченного промежутка времени. При этом кровь через экстракорпоральный контур кровообращения в форме шланговой системы покидает тело, с помощью оксигенатора, который представляет собой часть сердечно-легочной машины, насыщается кислородом и вновь возвращается в тело. При этом, оксигенатор берет на себя функцию легких и не только подает в кровь жизненно необходимый кислород, но и одновременно удаляет из нее диоксид углерода (СО2), возникающий за счет процессов обмена веществ.

Большинство из используемых сегодня оксигенаторов дополнительно имеет теплообменник, с помощью которого протекающая кровь может нагреваться или же, в частности, охлаждаться. Так, операции на сердце, как правило, проводятся при гипотермических условиях, то есть кровь более или менее сильно охлаждается, так как понижение температуры тела уменьшает метаболическую активность клеток и повышает толерантность к ишемии затронутых тканей и органов.

В качестве источников холода служат так называемые гипотермические аппараты, в которых в качестве охлаждающей жидкости создается и используется, как правило, охлажденная вода, чтобы посредством теплообменника охлаждать протекающую через оксигенатор кровь, то есть целенаправленно отводить ее термическую энергию. Традиционные гипотермические аппараты представляют собой крупные и тяжелые, чаще всего установленные на роликах обслуживаемые модули, нагревающий и охлаждающие агрегаты которых питаются током от сети и, таким образом, не пригодны для полевых условий.

Современные гипотермические аппараты вследствие своего компактного строения, а также в значительной степени автономного снабжения электроэнергией и охлаждающей водой позволяют портативное использование независимо от снабжения электрической энергией и водой. Подобного рода гипотермические аппараты предусматривают герметичные подключения для интегрированного в оксигенатор теплообменника, так что они могут использоваться модульно или интегративно в связи с оксигенатором.

Принцип производства холода в случае подобного рода в значительной степени автономно работающих, современных гипотермических аппаратах базируется на эндотермической химической реакции, чаще всего, между нитратом аммония, нитратом аммония кальция или мочевины и воды. Мочевина в качестве химического компонента часто используется в аккумуляторах холода, чтобы генерировать быстрый охлаждающий эффект. Они состоят, как правило, из двух отдельных областей, из которых в одной находиться мочевина, а в другой - вода. Когда разделение снимается, мочевина растворяется в воде. Поскольку энергия решетки мочевины больше, чем энергия гидратации, то процесс растворения отбирает энергию из окружающей среды и охлаждает ее, смотри Robert T. Sataloff: Sataloffs Comprehensive Textbook of Otolaryngology. Jaypee Brothers, 2016, ISBN 978-93-5152745-9, s.412.

US 2014/0371552 А1 раскрывает глюкометр, который может неинвазивно устанавливаться на кожную поверхности пациента и включает в себя охлаждающее устройство, измеряющее температуру устройство, а также детектор инфракрасного излучения. Для целей измерения сахара крови кожная поверхность посредством охлаждающего устройства охлаждается до предварительно заданной температуры и осуществляется измерение излучаемого и поглощаемого кожной поверхностью инфракрасного излучения. Охлаждающее устройство состоит из двух герметично для текучей среды закрытых и непосредственно примыкающих друг к другу камер, из которых одна камера наполнена мочевиной, а другая - водой. С помощью нагруженного пружинным усилием шипа герметично разделяющая обе камеры перегородка может локально перфорироваться, так что вода может изливаться в камеру с мочевиной, вследствие чего инициируется поглощающая тепловую энергию из окружения эндотермическая реакция, которая заданным образом охлаждает подлежащую измерению кожную поверхность.

Устройство для темперирования на основе химической реакции, а также его использование в качестве темперирующего узла для теплообменника описано в DE 10 2017 21 671 А1. Это известное устройство использует частично заполненную гранулированной мочевиной емкость, в которой размещена заполненная водой вторая емкость с деформируемой стенкой. Для целей охлаждения вода из второй емкости изливается в первую емкость и реагирует с мочевиной с образованием положительной энтальпии реакции, которая является технически используемой за счет теплового взаимодействия.

В основу изобретения положена задача, состоящая в том, чтобы охлаждающий блок для теплообменника, предпочтительно для интегрированного в оксигенатор теплообменника для темперирования направляемой в экстракорпоральном контуре кровообращения крови, с запасающей жидкость запасной емкостью; с включающей в себя реагент реакционной емкостью, которая в соединении с жидкостью позволяет инициировать эндотермическую реакцию; с создающим проход для текучей среде между запасной емкостью и реакционной емкостью функциональным средством; а также с проходящей по меньшей мере в отдельных областях внутри реакционной емкости линией для текучей среды, которая имеет подвод и отвод, которые выполнены с возможностью герметичного соединения или герметично соединены со шланговой системой теплообменника, и которая со шланговой системой теплообменника образует по меньшей мере часть контура обращения текучей среды, выполнить по возможности компактным, легким и автономно работающим, чтобы обеспечить возможность портативного ручного использования. Охлаждающий блок должен быть реализуем по возможности простыми и экономичными средствами и должен создавать возможность формирования по меньшей мере модульно выполненных частичных компонентов в виде одноразового продукта, соответственно, так называемого предмета одноразового использования. Отдаваемое устройством количество тепла, соответственно, холода должно предоставляться в по возможности короткое время, чтобы таким образом создавать максимально высокую охлаждающую, соответственно, нагревающую мощность.

Решение лежащей в основе изобретения задачи указано в пункте 1 формулы изобретения. Образующие предпочтительным образом соответствующий изобретению охлаждающий блок признаки являются предметом зависимых пунктов, а также могут заимствоваться из дальнейшего описания, в частности, со ссылкой на иллюстрированный пример осуществления.

Соответствующий изобретению охлаждающий блок согласно признакам ограничительной части пункта 1 формулы изобретения отличается тем, что предусмотрена компенсационная емкость с переливом, в которую течет жидкость из запасной емкости по образованному проходу для текучей среды между запасной емкостью и реакционной емкостью. Проход для текучей среды создается посредством функционального средства, которое позволяет локально перфорировать, соответственно, открывать запасную емкость. Перелив представляет собой соединение для текучей среды к реакционной емкости, через которое часть, предпочтительно, основная часть, запасенной жидкости попадает в реакционную емкость для инициирования эндотермической реакции с реагентом, предпочтительно в виде гранулированной мочевины. Линия для текучей среды соединена по текучей среде с компенсационной емкостью, в которую остаточная часть запасенной жидкости попадает из запасной емкости. Под остаточной частью запасенной жидкости следует понимать ту часть жидкости, которая вследствие компоновочной геометрии перелива относительно вместимости компенсационной емкости не вытекает в реакционную емкость. Чтобы предотвратить то, что попавшая через перелив в реакционную емкость жидкость может течь обратно в компенсационную емкость, вдоль соединения для текучей среды перелива расположен предпочтительно обратный, соответственно, предотвращающий обратное течение клапан. Кроме того, вдоль линии для текучей среды, которая проходит по меньшей мере в отдельных областях внутри реакционной емкости, расположен находящийся вне реакционной емкости насос для текучей среды, посредством которого жидкость отсасывается из компенсационной емкости в упомянутую проходящую по меньшей мере в отдельных областях внутри реакционной емкости линию для текучей среды.

Проходящая по меньшей мере в отдельных областях внутри реакционной емкости линия для текучей среды далее герметично проходит через ограничивающую реакционную емкость стенку реакционной емкости наружу и образует участок линии для текучей среды, который далее называется как отвод и выполнен в виде гибкой шланговой линии. Проходящая во внутреннем пространстве линия для текучей среды из соображений по возможности более оптимизированного теплообмена с окружающей средой внутри реакционной емкости изготовлена по меньшей мере на отдельных участках из металла, предпочтительно из алюминия. Чтобы обеспечить максимально возможную по величине поверхности контактную поверхность теплообмена между линией для текучей среды и имеющейся во внутреннем пространстве реакционной емкости жидкости, путь (ход) линии для текучей среды во внутреннем пространстве реакционной емкости выбран максимально длинным. Для этого проходящая во внутреннем пространстве реакционной емкости линия для текучей среды по меньшей мере на отдельных участках выполнена предпочтительно спиральной или в виде спиральных витков.

Вдоль ведущего наружу из реакционной емкости отвода расположен насос для текучей среды и выполнен предпочтительно в виде роликового насоса, с помощью которого посредством воздействующего снаружи на шланговую линию перистальтического давления поток текучей среды выдавливается в линию для текучей среды, так что жидкость, которая находится внутри компенсационной емкости, отсасывается через линию для текучей среды. Альтернативно, насос для текучей среды расположен выше по потоку относительно упомянутого выполненного спиральным или в виде спиральных витков участка линии для текучей среды вдоль проложенного вне реакционной емкости участка линии для текучей среды.

В виде опции, вдоль ведущего из реакционной емкости отвода размещен фильтровальный блок, предпочтительно в виде бактериального фильтра, посредством которого предотвращается загрязнение теплообменника в оксигенаторе микробами, например, легионеллой.

Далее, отвод линии для текучей среды предпочтительно через разъемное герметичное соединение соединен со входом шланговой системы, которая термически связана с интегрированным внутри оксигенатора теплообменником.

Выход для текучей среды термически связанной с теплообменником шланговой системы предпочтительно через разъемное герметичное соединение соединен с подводом линии для текучей среды, который оканчивается в компенсационную емкость. Таким образом, компенсационная емкость, линия для текучей среды, а также шланговая система теплообменника образуют замыкающийся в себя контур для текучей среды, вдоль которого циркулирует жидкость, которая служит теплонесущей жидкостью (теплоноситель) теплообменника. Именно эта служащая теплонесущей жидкостью часть жидкости происходит из запасенной внутри запасной емкости жидкости, которая изливается в компенсационную емкость после соответствующего локального перфорирования, соответственно, открытия запасной емкости с помощью поясняемого далее более подробно функционального средства.

Вследствие лишь ограниченного приемного объема внутри компенсационной емкости, который меньше, чем вместимость запасной емкости, наибольшая часть жидкости течет через перелив вдоль соединения для текучей среды в реакционную емкость, в которой запасен реагент, предпочтительно в виде гранулированной мочевины. Также подходят и альтернативные реагенты, которые с жидкостью, предпочтительно водой, с образованием эндотермической химической реакции отбирают термическую энергию из окружающей среды.

Запасенное внутри запасной емкости количество жидкости рассчитано таким образом, что вытекающая через перелив и соединение для текучей среды в реакционную емкость часть жидкости составляет по меньшей мере 70%, тогда как внутри компенсационной емкости удерживается остаточная часть жидкости, которая, как пояснялось ранее, служит в качестве теплонесущей жидкости для теплообменника, соединенного по текучей среде с выполненным согласно изобретению охлаждающим блоком. Указанное количественная доля (распределение) жидкости, которая от, соответственно, из компенсационной емкости через соединение для текучей среды вытекает в реакционную емкость, является предварительно задаваемой, в частности, посредством высоты трубопровода, на которую соединение для текучей среды выдается в компенсационную емкость.

Чтобы не ограничивать заполнение реакционной емкости, соответственно, процесс вытекания жидкости из компенсационной емкости в реакционную емкость через соединение для текучей среды, вследствие образующегося в противном случае внутри реакционной емкости повышения давления, реакционная емкость в верхней области рядом с компенсационной емкостью предусматривает по меньшей мере одно вентиляционное отверстие в окружающую среду. Вентиляционное отверстие имеет предпочтительно гидрофобную фильтрующую вставку, посредством которой может предотвращаться неконтролируемое вытекание жидкости, обусловленное опрокидыванием или перемещения охлаждающего блока.

Кроме того, внутри реакционной емкости для поддержки и гомогенизации химической, эндотермической реакции между жидкостью и гранулированным реагентом расположена мешалка, которая через механический интерфейс (устройство сопряжения), например, в виде зубчатой передачи, имеет возможность приведения в действие с помощью расположенного вне реакционной емкости приводного мотора. Чтобы гарантировать, что никакие части жидкости из реакционной емкости не могли попадать обратно в компенсационную емкость, тем более, что вследствие этого загрязнялась бы находящаяся внутри компенсационной емкости жидкость, вдоль соединения для текучей среды расположен обратный клапан.

Для целей максимально простого и лишенного ошибок обращения с выполненным согласно изобретению охлаждающим блоком запасная емкость выполнена предпочтительно в виде пакета с жидкостью. Пакет с жидкостью также из соображений механической защиты находится внутри первого кожуха, который расположен вертикально над окружающим по меньшей мере упомянутую компенсационную емкость вторым кожухом. Вертикально под окружающим упомянутую компенсационную емкость вторым кожухом расположен третий, охватывающий реакционную емкость кожух. В виде опции, второй и третий кожух может выполняться за одно целое. Между первым и вторым кожухом дополнительно расположена распорка (дистанцирующий элемент), которая поддерживает предварительно заданное вертикальное расстояние между заключенной в первом кожухе запасной емкостью и предпочтительно жестко расположенным на или внутри компенсационной емкости функциональным средством.

Функциональное средство выполнено в виде острокромочного объекта и предпочтительно расположено вертикально под запасной емкостью.

Обеспечивающая вертикальное дистанцирование между запасной емкостью и компенсационной емкостью распорка, которая предотвращает непосредственный контакт между запасной емкостью и острокромочным функциональным средством, установлена между первым и вторым кожухом предпочтительно таким образом, что эта распора является отделяемой сбоку из штабельного объединения, например, посредством ручного вытягивания. После удаления распорки запасная емкость вследствие действия силы тяжести и своего веса падает, следуя вертикально вниз, и входит в контакт с острокромочным функциональным средством, вследствие чего запасная емкость механическим локально перфорируется, соответственно, открывается, так что запасенная в запасной емкости жидкость полностью изливается в компенсационную емкость. Одновременно с вертикальным опусканием, соответственно, падением запасной емкости и связанным с этим заполнением компенсационной и реакционной емкости приводятся в действие насос для текучей среды, а также приводной мотор для активации мешалки внутри реакционной емкости.

Окружающий запасную емкость первый кожух, а также расположенный вертикально под ним второй кожух выполнены в отношении своих вертикально непосредственно обращенных друг к другу сторон таким образом, что после удаления распорки оба кожуха механически определенно, например, по типу окружного соединения паз-гребень, скользят друг в друга с образованием жесткого механического стыкового соединения.

Соответствующий изобретению охлаждающий блок служит для быстрого и эффективного представления большой охлаждающей мощности в пределах кратчайшего времени, который за исключением ввода в эксплуатацию насоса для текучей среды, а также приводного мотора не нуждается ни в каком требуемом сверх этого электроснабжении. Вследствие только ограниченной потребности в энергии требуемая электрическая энергия может предоставляться в распоряжение в рамках (одной) батареи.

Одно предпочтительное осуществление соответствующего изобретению охлаждающего блока предусматривает модульное строение таким образом, что электрические компоненты, как насос для текучей среды и приводной мотор вместе с требуемым для этого управляющим блоком и источником электроэнергии, размещены в модульно выполненном, едином корпусе. Охватывающий запасную емкость первый кожух, распорка, охватывающий распорку второй кожух, а также охватывающий реакционную емкость третий кожух выполнены каждый в виде вертикально штабелируемых друг над другом модульных блоков и могут после использования утилизироваться в форме одноразовых изделий. Предпочтительным образом предлагается, по меньшей мере упомянутую запасную емкость и реакционную емкость изготавливать из легких упаковочных материалов на основе полимеров, например, из плотно спрессованного полистирола, который может подаваться на утилизацию/повторную переработку материалов. Чтобы гарантировать, что реакционная емкость является непроницаемой для жидкости, входящая в контакт с жидкостью внутренняя стенка реакционной емкости снабжена непроницаемым для жидкости покрытием. Кроме того, требуется материал покрытия выбирать так, чтобы он был химически инертным относительно образующейся смеси «жидкость-реагент» и образующихся из нее химических продуктов.

Кроме того, из соображений возобновляемого использования и щадящей утилизации является предпочтительным внутри реакционной емкости предусмотреть вяжущее средство, которое в реакции с жидкостью и/или образующейся смесью жидкость-реагент инициирует процесс гелеобразования (желирования), так что после использования охлаждающего блока реакционная емкость вследствие желированной (образовавшей гель) массы внутри емкости может утилизироваться в качестве бытовых отходов и таким образом не обусловливает никакой затратной утилизации. Предпочтительным образом, химическая реакция с вяжущим средством должна осуществляться с задержкой по времени относительно эндотермической реакции между жидкостью и реагентом, так что обеспечивается полноценная реакция между жидкостью и реагентом. Для этого предлагается, вяжущее средство капсулировать жидкостнорастворимым (растворимым в жидкости) материалом и заправлять во внутреннее пространство реакционной емкости или за счет размещенного на реакционной емкости подающего механизма с задержкой по времени выдавать во внутреннее пространство реакционной емкости. В случае использования воды в качестве жидкости является подходящим использования ксантана в качестве вяжущего средства.

Охлаждающий блок в принципе может соединяться по текучей среде и использоваться с теплообменником для любых использований. Являются допустимыми теплообменники в форме охлаждающих поверхностей или охлаждающий матов, как и в форме охлаждающих сосудов или охлаждающих бочек, чтобы назвать только некоторые из указанных использований. Охлаждающий блок пригоден в качестве источника холода для теплообменников, которые интегрированы в стационарные или портативные охлаждающие агрегаты.

В дальнейшем изобретение без каких-либо ограничений общей идеи изобретения будет примерно описываться с помощью примера осуществления и со ссылкой на чертежи. Показано:

Фиг.1 схематичное представление выполненного согласно изобретению охлаждающего блока для темперирования интегрированного в оксигенатор теплообменника в стадии перед активированием охлаждающей функции,

Фиг.2 схематичное представление охлаждающего блока после активирования охлаждающей функции,

Фиг.3 альтернативное выполнение соответствующего изобретению охлаждающего блока.

Фиг.1 иллюстрирует в схематичном представлении выполненный в соответствии с изобретением охлаждающий блок К для предоставления охлажденной теплонесущей жидкости для эксплуатации теплообменника W, который предпочтительным образом представляет собой часть оксигенатора О.

Охлаждающий блок К имеет по существу четыре модуля М1-М4, из которых по меньшей мере модули М1-М3 выполнены с возможностью сборки вертикально друг на друге по блочному принципу. Модуль М1 имеет запасную емкость 1 для жидкости, предпочтительно, в виде воды. Предпочтительным образом запасная емкость 1 состоит из заполненного водой пластикового пакета или пластиковой канистры, который/которая для целей защиты и механической стыковки с находящимся ниже него/нее модулем М2 по меньшей мере частично окружен первым кожухом 2.

Вертикально под первым модулем М1 расположен второй модуль М2, который включает в себя компенсационную емкость 3, в которой жестко (неподвижно) расположено функциональное средство 4 в виде сходящегося вертикально вверх в виде острой кромки объекта, например, в виде иглы, шипа и т.п. Компенсационная емкость 3 окружена вторым кожухом 5. Во внутреннее пространство компенсационной емкости 3 выдается вертикально снизу перелив 6 с соединением 7 для текучей среды, которое вертикально сверху входит (оканчивается) в реакционную емкость 8 третьего модуля М3, которая окружена третьим кожухом 9. Соединение 7 для текучей среды выполнено в виде открытого с обеих сторон трубопровода и имеет обратный клапан 10, который предотвращает ввод жидкости со стороны реакционной емкости 8 в компенсационную емкость 3. В реакционной емкости 8 запасен реагент 11 в гранулированной форме, который предпочтительным образом состоит из гранулированной мочевины.

Далее, в донной области компенсационной емкости 3 оканчивается линия 12 для текучей среды, которая проходит далее внутри реакционной емкости 11, предпочтительно с образованием проводящих спиральных витков 13, чтобы реализовать максимально большую поверхность указанной линии для текучей среды внутри реакционной емкости 8. Линия 12 для текучей среды герметично ведет через третий кожух 9 наружу и служит в дальнейшем в качестве отвода 14 охлаждающего блока К. Проходящая во внутреннем пространстве реакционной емкости 9 линия 12 для текучей среды и, в частности, находящиеся там проводящие спиральные витки 13 выполнены из очень хорошо проводящего тепло материала, предпочтительно, из металла, тогда как линия для текучей среды вдоль отвода 14 состоит из упругого и термически плохо проводящего материала, например, из полимера.

Вдоль отвода 14 использован фильтровальный блок 15, предпочтительно, в виде бактериального фильтра. Ниже по потоку относительно фильтровального блока 15 вдоль отвода 14 расположен насос 16 для текучей среды, предпочтительно, в виде роликового насоса. Ниже по потоку насоса 16 для текучей среды имеется разъемное герметичное соединение 17 для герметичного соединения с принадлежащей теплообменнику W шланговой системой 18.

В такой же манере шланговая система 18 разъемным герметичным соединением 17’ соединена с линией для текучей среды, служащей в качестве подвода 19 в компенсационную емкость 3 охлаждающего блока К.

Дополнительно, третий модуль М3 имеет перемешивающий инструмент 20, который соединен с приводным мотором 22 через разъемный блок 21 передачи. Приводной мотор 22, насос 16 для текучей среды, а также электронный управляющий блок 23 в комбинации с источником 24 электроэнергии, который служит для эксплуатации приводного мотора 22 и насоса 15 для текучей среды, образуют четвертый модуль М4, который окружен не представленным далее четвертым кожухом.

Первый и второй модуль М1, М2 вертикально дистанцированы друг от друга посредством распорки 25, так что функциональное средство 4 в виде остро сходящегося вертикально вверх объекта не касается содержащейся внутри первого модуля М1 запасной емкости 1. Распорка 25 установлена с возможностью скольжения между первым и вторым модулем М1, М2 и предпочтительно с помощью не представленного фиксирующего механизма удерживается от неконтролируемого бокового выскальзывания.

Для активирования охлаждающего блока К распорку 25 следует удалить вбок из вертикального модульного объединения М1, М2, например, посредством бокового ручного вытягивания, см. изображение стрелки Р.

Фиг.2 иллюстрирует состояние, после бокового удаления распорки 25 из модульного штабельного объединения. Следствием отсутствующей распорки 25 является то, что запасная емкость 1 падает вместе с кожухом 2 вертикально вниз, вследствие чего остро сходящееся вверх функциональное средство 4 локально перфорирует запасную емкость 1. Чтобы обеспечить, что процесс падения и стыкования первого модуля М1 на и во второй модуль М2 происходит в определенном манере, первый и второй кожухи 2, 5 на своих соответственно вертикально обращенных друг к другу сторонах имеют боковые окружные стыковочные контуры F.

Вследствие механически инициируемого перфорирования запасной емкости 1 все жидкостное содержание запасной емкости 1 течет в компенсационную емкость 3. Примерно 80% запасенного в запасной емкости 1 количества жидкости через перелив 6 и соединение 7 для текучей среды течет в реакционную емкость 8 и инициирует с реагентом 11 эндотермическую химическую реакцию, вследствие чего внутри реакционной емкости 8 осуществляется охлаждение. Остаточная часть 26 жидкости остается внутри компенсационной емкости 3 и служит в качестве теплонесущей жидкости для эксплуатации теплообменника W. Одновременно с удалением распорки 25 и вследствие этого приводимого силой тяжести перфорирования запасной емкости 1 посредством электронного управляющего блока 23 активируются как насос 16 для текучей среды, так и приводной мотор 22, который через блок 21 передачи приводит в действие перемешивающий инструмент 20. Работающий в качестве всасывающего насоса насос 16 для текучей среды всасывает находящуюся в качестве остаточной части 26 внутри компенсационной емкости 3 жидкость через линию 12 для текучей среды, которая охлаждается вследствие охлаждения внутри реакционной емкости 8. Чтобы оптимизировать теплопередачу (теплообмен) от жидкости, направляемой внутри линии 12 текучей среды, на охлаждающуюся в ходе эндотермической реакции смесь «жидкость-реагент», требуется обеспечить максимально большую теплообменную контактную поверхность между линий 12 для текучей среды и имеющейся во внутреннем пространстве реакционной емкости 8 смеси «жидкость-реагент». Для этого путь линии 12 для текучей среды во внутреннем пространстве реакционной емкости 8 по меньшей мере на отдельных участках выполнен спиральным или в виде спиральных витков.

Охлажденная жидкость перекачивается по отводу 14 через фильтровальный блок 15 в теплообменник W. Вытекающая после выхода из теплообменника W теплонесущая жидкость попадает через подвод 19 обратно в компенсирующую емкость 3, из которой жидкость вновь по линии 12 для текучей среды для целей своего охлаждения всасывается в область реакционной емкости 8.

Предпочтительным образом первый, второй и третий модули М1, М2, М3 выполнены в виде одноразовых изделий, в то время как охватывающий электрические компоненты четвертый модуль М4 может повторно использоваться сколько угодно раз. Фильтровальный блок 15 предпочтительным образом является интегральным компонентов третьего модуля М3 и, таким образом, также представляет собой часть одноразового изделия. Из соображений веса и затрат модули М1, М2 и М3 изготовлены из легкого упаковочного материала на основе полимеров, который, кроме того, может подвергаться утилизации/повторной переработке материалов. Кроме того, компенсационная емкость 3 и реакционная емкость 8, то есть модуль 2 и 3, со стороны внутренней стенки снабжены непроницаемым для жидкости покрытием.

На фиг.3 проиллюстрирован один другой предпочтительный вариант осуществления для выполнения охлаждающего блока в состоянии непосредственно вертикально посаженных модулей М1, М2 и М3, сравнимо с представлением на фиг.2. Все те компоненты, которые идентичны с уже поясненными компонентами, снабжены уже введенными ссылочными позициями.

В отличие от представления на фиг.2 линия 12 для текучей среды непосредственно ниже по потоку относительно своего подключения по текучей среде к компенсационной емкости 3 ведет наружу, т.е. за пределы реакционной емкости 8, где насос 16 для текучей среды установлен вдоль линии 12 для текучей среды и всасывает жидкость из компенсационной емкости 3 в линию 12 для текучей среды. Ниже по потоку от расположенного вне реакционной емкости 8 насоса 16 для текучей среды линия 12 для текучей среды ведет опять обратно в реакционную емкость 8, внутри которой линия 12 для текучей среды выполнена спиральной, чтобы образовать по возможности большую теплообменную контактную поверхность и чтобы обеспечить эффективное охлаждение проходящей внутри линии 12 для текучей среды жидкости.

Вдоль ведущего за пределы реакционной емкости 8 отвода 14 расположен фильтровальный блок 15, который в качестве бактериального фильтра, например, в виде фильтра от легионеллы, обеспечивает стерильность охлажденной жидкости, чтобы таким образом не загрязнять теплообменник W внутри оксигенатора.

Кроме того, реакционная емкость 8 в верхней области предусматривает вентиляционный блок 27 с гидрофобным фильтром, который обеспечивает полное и быстрое заполнение реакционной емкости 8 и предотвращает неконтролируемое вытекание жидкости наружу.

По окончании процесса охлаждения запасенное в реакционной емкости 8 вяжущее средство 28, предпочтительно ксантан, обеспечивает желирование смеси жидкость-реагент, так что возможна простая утилизация модулей 1, 2 и 3, например, в рамках бытовых отходов. Для этого вяжущее средство 28 закапсулировано жидкостнорастворимым материалом, который полностью растворяется после определенного времени пребывания внутри жидкости и высвобождает вяжущее средство внутри реакционной емкости.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 запасная емкость

2 первый кожух

3 компенсационная емкость

4 функциональное средство

5 второй кожух

6 перелив

7 соединение для текучей среды

8 реакционная емкость

9 третий кожух

10 обратный клапан

11 реагент

12 линия для текучей среды

13 проводящий виток (спираль)

14 отвод

15 фильтровальный блок

16 насос для текучей среды

17,17’ разъемное герметичное соединение

18 шланговая система

19 подвод

20 перемешивающий инструмент

21 блок передачи

22 приводной мотор

23 электрический управляющий блок

24 источник электроэнергии, батарея

25 распорка

26 остаточная часть жидкости

27 вентиляционный блок

28 вяжущее средство

W теплообменник

O оксигенатор

M1,M2,M3,M4 модули

P направление стрелки

K охлаждающий блок

F стыковочный контур

Изобретение относится к медицинской технике. Охлаждающий блок для теплообменника, предпочтительно для интегрированного в оксигенатор теплообменника для темперирования направляемой в экстракорпоральном контуре кровообращения крови, содержит запасающую жидкость запасную емкость, включающую реагент реакционную емкость, которая в соединении с жидкостью позволяет инициировать эндотермическую реакцию; создающее проход для текучей среды между запасной емкостью и реакционной емкостью функциональное средство, а также проходящую внутри реакционной емкости линию для текучей среды, которая имеет подвод и отвод, которые выполнены с возможностью герметичного соединения или герметично соединены со шланговой системой теплообменника, и которая со шланговой системой теплообменника образует часть контура обращения текучей среды. Компенсационная емкость имеет перелив, в нее течет жидкость из запасной емкости по образованному проходу для текучей среды между запасной емкостью и реакционной емкостью. Перелив представляет собой соединение для текучей среды к реакционной емкости, через которое часть запасенной жидкости попадает в реакционную емкость для инициирования эндотермической реакции с реагентом. Линия для текучей среды соединена по текучей среде с компенсационной емкостью, в которую остаточная часть упомянутой запасенной жидкости попадает из запасной емкости. В линии для текучей среды расположен насос для текучей среды, посредством которого жидкость из компенсационной емкости попадает в проходящую внутри реакционной емкости линию для текучей среды. Технический результат состоит в повышении охлаждающей и нагревающей мощности. 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Охлаждающий блок для теплообменника, предпочтительно для интегрированного в оксигенатор (О) теплообменника (W) для темперирования направляемой в экстракорпоральном контуре кровообращения крови, с

- запасающей жидкость запасной емкостью (1);

- включающей в себя реагент (11) реакционной емкостью (8), которая в соединении с жидкостью позволяет инициировать эндотермическую реакцию;

- создающим проход для текучей среды между запасной емкостью (1) и реакционной емкостью (8) функциональным средством; а также

- проходящей по меньшей мере частично внутри реакционной емкости (8) линией (12) для текучей среды, которая имеет подвод и отвод (14, 19), которые выполнены с возможностью герметичного соединения или герметично соединены со шланговой системой (18) теплообменника (W), и которая со шланговой системой (18) теплообменника (W) образует по меньшей мере часть контура обращения текучей среды,

отличающийся тем, что предусмотрена компенсационная емкость (3) с переливом (6), в которую течет жидкость из запасной емкости (1) по образованному проходу для текучей среды между запасной емкостью (1) и реакционной емкостью (8), причем перелив (6) представляет собой соединение (7) для текучей среды к реакционной емкости (8), через которое часть запасенной жидкости попадает в реакционную емкость (8) для инициирования эндотермической реакции с реагентом (11), причем линия (12) для текучей среды соединена по текучей среде с компенсационной емкостью (3), в которую остаточная часть (26) упомянутой запасенной жидкости попадает из запасной емкости (1), и причем в линии (12) для текучей среды расположен насос (16) для текучей среды, посредством которого жидкость из компенсационной емкости (3) попадает в проходящую по меньшей мере частично внутри реакционной емкости (8) линию (12) для текучей среды.

2. Охлаждающий блок по п.1, отличающийся тем, что вдоль соединения (7) для текучей среды перелива (6) расположен обратный клапан (10), который предотвращает обратное течение жидкости из реакционной емкости (8) в компенсационную емкость (3).

3. Охлаждающий блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что насос (16) для текучей среды выполнен в виде всасывающего блока, который расположен в линии (12) для текучей среды вне компенсационной и реакционной емкости (3, 8).

4. Охлаждающий блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что насос (16) для текучей среды выполнен в виде роликового насоса.

5. Охлаждающий блок по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что линия (12) для текучей среды ниже по потоку относительно проходящей внутри реакционной емкости (8) области предусматривает отвод (14), причем в проходящем вне реакционной емкости отводе (14) расположен фильтровальный блок (15).

6. Охлаждающий блок по п.5, отличающийся тем, что фильтровальный блок (15) является бактериальным фильтром, в частности, фильтром от легионеллы.

7. Охлаждающий блок по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что подвод (19) линии (12) для текучей среды оканчивается в компенсационную емкость (3), причем контур для текучей среды состоит из компенсационной емкости (3), линии (12) для текучей среды, а также шланговой системы теплообменника (W), по которому циркулирует остаточная часть (26) жидкости в качестве теплонесущей жидкости теплообменника (W).

8. Охлаждающий блок по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что запасная емкость (1) расположена вертикально над компенсационной емкостью (3), причем функциональное средство (4) выполнено в виде острокромочного объекта, который расположен вертикально под запасной емкостью (1), причем между запасной емкостью (1) и компенсационной емкостью (3) расположена распорка (25), которая удерживает запасную емкость (1) на вертикальном расстоянии над функциональным средством (4), и причем после удаления распорки (25) запасная емкость (1) вследствие действия силы тяжести входит в контакт с функциональным средством (4), которое вследствие этого механически локально пробивает запасную емкость (1), так что запасенная в запасной емкости (1) жидкость полностью изливается в компенсационную емкость (3).

9. Охлаждающий блок по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что функциональное средство (4) расположено жестко на компенсационной емкости (3).

10. Охлаждающий блок по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что внутри реакционной емкости (8) расположена мешалка (20), которая через механический интерфейс имеет возможность приведения в действие с помощью расположенного вне реакционной емкости (8) приводного мотора (22).

11. Охлаждающий блок по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что по меньшей мере запасная емкость (1), функциональное средство (4) и реакционная емкость (8) выполнены в виде одноразовых изделий.

12. Охлаждающий блок по одному из пп.5, 10 или 11, отличающийся тем, что фильтровальный блок (15) и мешалка (20) являются частями одноразового изделия, а приводной мотор (22) и насос (16) для текучей среды соединены с источником (24) электроэнергии, а также с электрическим управлением (23) и выполнены в виде модульного блока для механической адаптации к упомянутому одноразовому изделию.

13. Охлаждающий блок по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что теплообменник (W) интегрирован в стационарный или портативный охлаждающий агрегат.

14. Охлаждающий блок по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что внутри реакционной емкости (8) запасено вяжущее средство, которое при контакте с входящей в реакционную емкость (8) жидкостью обеспечивает возможность ее желирования.

15. Охлаждающий блок по одному из пп.1-14, отличающийся тем, что по меньшей мере запасная емкость (1) и реакционная емкость (8) выполнены из упаковочного материала на основе полимера.

16. Охлаждающий блок по п.15, отличающийся тем, что по меньшей мере входящая в контакт с жидкостью внутренняя стенка реакционной емкости снабжена непроницаемым для жидкости покрытием.

17. Охлаждающий блок по одному из пп.1-16, отличающийся тем, что реакционная емкость (8) предусматривает вентиляционный блок.