Массообменное устройство Советский патент 1986 года по МПК A61M1/16 

t- iaoopCTCiJiie к мелнци гскои технике и может быть использовано в системах искусственного кровообращения и аппаратах «нскусственная ночка для окси- гснации и диализа крови.

Цель изобретения - увеличение интенсивности массообмена без увеличения ило- ниьаи массообменной новерхности.

На фиг. 1 изображено массообменное уст|)ойство Б сборе, общий вид; на фиг. 2 - усгройство в разъе.ме; на фиг. 3 - две с.мсжные пластины с каналами для потоков, образованными нроточками в выступах; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - две смежные пластины с каналами, образованными ребра.ми на стороне нластины, противоположной стороне с выступами; на фиг. 6 - сечение Б-Б на фи1 5.

Массообменное устройство содержит набор нолупроницаемых нластин 1 с одинаковыми и равномерно распределенными по поверхности параллельными выступами 2 на одной стороне нластины, коллекторные системы для крови и обменной среды, включающие штуцера 3 и 4 для ввода и вывода крови соответственно, штуцера 5 и 6 для ввода и вывода обменной среды соответственно, соосные отверстия 7 в пластинах, назы 8 клиновидной формы в пластинах, приспособления для герметизации в виде крышек 9, зажимающих набор полупроницаемых нласгин 1, стяжек 10 и периферийных участков 11 герметизации на пластинах 1. Пластины в наборе расположены так, что направления потоков на двух смежных пластинах пернендикулярны (фиг. 2)

Пластины 1 в наборе расположены с контактом выступов 2 со смежной пластиной. Выстуны 2 имеют в ноперечном сечении треугольную форму и размещены перпендикулярно направлению потока на пластине по всей ее щирине. Между смежными нлас- тинами образованы каналы 12 для потоков глубиной h, в 5-10 раз меньшей высоты П выступов 2. При более чем в 10 раз заметно снижается интенсивность массообмена за счет ухудшения условий перемешивания потоков, а при менее чем в 5 раз недопустимо возрастает гидравлическое сопротивление устройства.

Каналы 12 для потоков могут быть образованы проточками 13 в выступах 2 (фиг. 3 и 4). Проточки 13 выполнены так, что в поперечном сечении форма каждого выступа 2 изменяется от треугольной в месте контакта со смежной пластиной до трапециевидной (фиг. 4). Проточки 13 в соседних выступах расположены одна напротив другой (фиг. 3).

Каналы 12 для потоков могут быть также образованы ребрами 14 на стороне каждой пластины, противоположной стороне с выступами 2 (фиг. 5 и 6). Ребра 14 каждой пластины параллельны друг другу и выступам 2 противоположной стороны пласти

5

0

д 5

0

5

0

5

0

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

Массообменное устройство работает сле- лующим образом.

Кровь через штуцер 3 подается в соосные отверстия 7 и клиновидные пазы 8, распределяется по каналам 12, образованным проточками 13 в выступах 2 или ребрами 14 на сторонах пластин, противоположных сторонам с выступами 2, кровь проходит по каналам 12 по криволинейным траекториям (фиг. 4 и 6), подвергаясь перемешиванию, собирается в клиновидных пазах на противоположных сторонах пластин и выводится через соосные отверстия и штуцер 4.

Об.менная среда вводится через штуцер 5, проходит по аналогичным коллекторным системам и каналам 12 пластин, смежных с пластинами для крови, и выводится через Н1туцер 6. При движении потоков по пластинам происходит переход через пластину ко.мпонентов из крови в обменную среду или наоборот.

Массообменное устройство выполнено с полупроницаемыми пластинами из пористого фторопласта толцдиной 0,5 мм. Каналы для нотоков на пластинах образованы проточками в выступах при следующих соотношениях размеров: ,03 .мм; ,25 MJVI; ,4 .мм. Общая площадь .массообмена в устройстве составляет 0,5 м.

Испытания предлагаемого устройства проводили при подключении его в систему экстракорпорального кровообращения по вено-венозному типу для оксигенации крови подопытного животного.

Испытания показали, что при расходе крови 1,5 л/мин и расходе кислорода 3,0 л/мин устройство обеспечиваемо необходимый газовый состав крови. Парциальное давление кислорода на выходе устройства - в пределах 13-14,5 кПа. Гемолиз крови не превышал 3-5 мг% за 6 ч перфузии.

Сравнительные испытания известного устройства проведены в идентичных условиях и показали, что уровень массообмена, обеспечиваемый предлагаемым устройством, достигается с помощью известного устройства только при расходе крови 0,7 л/мин. Для обеспечения адекватного массообмена при расходе 1,5 л/мин требовалось увеличить площадь обменной поверхности известного устройства не менее чем в два раза. Травма крови, характеризовавшаяся по степени гемолиза, составляла 20-30 мг% за 6 ч работы.

Таким образом, предлагае.мое устройство позволяет интенсифицировать массообмен без увеличения площади масообменной поверхности.

I Обменная 1 среда

Кро5ь

11

Li2,5

Н

(put.

n

Kpoh

фи&.6

Составитель О. Кабанов

Редактор Е. КопчаТехред И. ВересКорректор С. Черни

Заказ 1507/5Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

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

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