Устройство для очистки биофильтров Советский патент 1993 года по МПК A61L2/00 

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для очистки, стерилизации и проверки целостности биофильтров (гемофильтров, плазмофильт- ров. гемодиализаторов) для повторного их использования.

Изобретение позволяет повысить производительность очистки за счет автоматизации процесса, а также обеспечивает возможность контроля целостности биофильтра после очистки.

На фиг, 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - блок управления; на фиг. 3 - блок контроля целостности биофильтра.

Устройство содержит (см. фиг. 1)анолит- ный 1 и католитный 2 электрохимические активаторы. Перед входом воды в активатор 1 установлен первый электромагнитный клапан 3, а перед входом в активатор 2 - второй клапан 4, через которые к активаторам 1, 2 подводится водопроводная вода, прошедшая через регулятор давления 5 поCD

to

ГО VJ Ч

Јь

еле себя. На выходе активатора 1 установ- лено первое регулируемое сопротивление 6, а на выходе активатора 2 параллельно друг другу установлены второе 7 и третье 8 регулируемое сопротивление. К активатору 1 через третий и четвертый клапаны 9 и 10, а к активатору 2 через пятый и шестой клапаны 11 и 12 подключен биофильтр 13. К линии, подключенной к очищаемой полости (в которой находится диализируемая среда) био- фильтра 13 подключена линия подачи сжатого воздуха от источника сжатого воздуха 14 через установленный на этой линии девятый клапан 15. Между очищаемой полостью и клапаном 15 на линии сжатого воздуха установлен датчик давления 16, на выходе из диализной полости биофильтра 13 установлен седьмой клапан 17, а на выходе очищаемой полости установлен восьмой клапан 18. Выходы блока управления 19 соединены с клапанами 3,4, 9,10, 11,12,15. 17, 18, с источником сжатого воздуха 14. с блоком 20 контроля целостности биофильтра и с коммутаторами 21, 22, через которые соответственно анолитный 1 и католитный 2 активаторы подключены к шинам питания 23. Блок управления 19 (см. фиг. 2) содержит генератор 24, выход которого подключен к счетчику 25, выход разрядов счетчика 25 подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 26. Вход обнуления счетчика 25 соединен с выходом триггера 27, один вход которого соединен с кнопкой управления пуск 28, а другой - через элемент ИЛИ 29 соединен с кнопкой управления стоп 30. Другой вход элемента ИЛИ 29 соединен с первым выходом ПЗУ 26. Второй выход 31 ПЗУ 26 соединен с первым входом блока 20, а остальные выходы ПЗУ 26 через усилители мощности 32, 33, 34, 45, 36, 37. 38, 39, 40, 41. 42. 43 подключены к соответствующим выходам блока 19, а именно 44, 45, 46. 47, 48, 49, 50, 51. 52, 53, 54, 55, которые служат для подключения управляющих цепей клапанов 3. 4,9, 10, 11, 12,13, 14, 15,16,17,18, источника 14 и коммутаторов 21,22 соответственно. Блок контроля фильтров (фиг. 3) содержит компараторы 56, 57, первые входы которых объединены и подключены к первому входу 58 блока контроля фильтров 20, а вторые входы - к задатчикам верхнего и нижнего пороговых значений напряжения 59 и 60. Величины верхнего и нижнего пороговых значений соответствуют сигналам датчика давления 16 от верхнего и нижнего значений давления сжатого воздуха, выбранных для процедуры контроля фильтров. Выход компаратора 56 через инвертор 61 соединен с входом формирователя импульсов 62 и с первым входом элемента И 63, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов 64, вход которого соединен со вторым входом 65 блока 20

и с первым входом элемента И 66, второй вход которого соединен с выходом формирователя 62 и с входом обнуления счетчика 67, а выход - с первым входом триггера 68, второй вход которого соединен с выходом

счетчика 67. вход которого соединен с выходом генератора 69. Выход триггера 68 соединен с первым входом элемента И 70. ко второму входу которого подключен через инвертор 71 выход компаратора 57. Выход

5 элементов И 63, 70 подключен к первому и второму входам элемента ИЛИ 72, выход которого соединен с первым входом триггера 73, второй вход которого соединен с кнопкой исходного состояния 74. Выход

0 триггера 73 соединен с входом блока сигнализации 75.

Все клапаны в этом устройстве открываются и закрываются автоматически по программе, зафиксированной в ПЗУ 26 блока

5 управления 19. Регулируемые сопротивления 6, 7, 8 (Re, R. Re) настроены таким образом, что Re Ry Re.

Устройство работает следующим образом.

0 Очистка биофильтра 13 начинается с операции промывки его католитом. По команде блока 19 открываются клапаны 4, 11, 12 и 18, а клапаны 3, 9, 10, 15 и 17 остаются закрытыми. Вода через регулятор давления

5 5 и через клапан 4 поступает в католитный активатор 2 и далее через регулируемое сопротивление 8 и клапан 12 поступает в очищаемую полость биофильтра 13, пройдя которую, через клапан 18 направляется в

0 канализацию, а другой поток через регулируемое сопротивление 7 и клапан 11 заполняет диализную полость биофильтра 13. Одновременно с открытием клапанов 4, 11, 12, 18 блок 19 включает коммутатор 22, и

5 католитный активатор 2 подключается к шинам питания 23, в течение 2...7 минут идет промывка биофильтра 13 католитом. Затем по команде блока 19 открываются клапаны 3,9,17 и закрывается клапан 11, и одновре0 менно включается коммутатор 21 и анолитный активатор 1 подключается к шинам питания 23. При этом вода через регулятор 5 и клапан 3 поступает в анолитный активатор 1 и далее поток анолита через сопротив5 ление 6 и клапан 9 проходит через диализную полость биофильтра 13, и далее через клапан 17 в канализацию, а поток катализатора - через очищаемую полость. Благодаря возникающему при этом электроосмосу между полостями происходит интенсивная отмывка фильтрующих мембран. Состояние электроосмоса поддерживается в течение 5-7 минут. Затем начинается проверка целостности биофильтра 13. Для этого по команде блока 19 отключаются коммутаторы 21, 22, закрываются клапаны 3, 4, 9, 10, 11, 12 и открывается клапан 15 (клапаны 17, 18 остаются открытыми), и включается в работу источник сжатого воздуха 14. В течение одной минуты сжатый воздух через клапан 15 поступает в очищаемую полость биофильтра 13 и покидает ее через клапан 18, вытесняя при этом из нее анолит. По команде блока 19 закрывается клапан 18, а затем через 8 сек. закрывается клапан 15 и отключается источник 14, и, начиная с момента достижения равенства между текущим и заданным верхним значением давления сжатого воздуха, в течение заранее заданного оператором времени в блоке 20 производится сравнение текущего давления с заданным нижним значением и, если за это время текущее значение давления станет ниже заданного нижнего, то по- явитбя сигнал о потере фильтром 13 целостности. В противном случае фильтр 13 годен для повторного применения и блок 19 начинает этап стерилизации. Для этого блок 19 включает коммутатор 21, и анолитный активатор 1 подключается к шинам питания

23.Одновременно блок 19 открывает клапаны 3, 9, 10, 17, 18 (клапаны 4. 11, 12, 15 закрыты) и в течение 5 мин обе полости биофильтра 13 промываются анолитом. По окончании промывки закрываются все клапаны, выключаются коммутаторы 21, 22 и устройство приходит в исходное состояние. Биофильтр 13, выполненный анолитом, снимается с установки. Он готов к повторному использованию.

Блок питания 19 работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 27 своим выходным сигналом удерживает счетчик 25 в нулевом состоянии. После нажатия кнопки управления пуск 28 триггер 27 переключается и счетчик 25 начинает считать импульсы, поступающие на его вход с генератора

24.Входы разрядов счетчика 25 соединены с адресными входами постоянного устройства 26, в которое записано необходимое сочетание состояний выходов ПЗУ 26 для каждого адреса. Сигнал с первого выхода ПЗУ 26 через элемент ИЛИ 29 поступает на вход установки и приводит в исходное состояние триггер 27. Другой вход элемента ИЛИ 29 соединен со второй кнопки управления 30 стоп, при помощи которой в любой момент может быть прекращено выполнение программы. Сигнал второго выхода ПЗУ 26 поступает на вход 31 блока 19 для разрешения контроля целостности фильтров в определенный момент программы. Остальные выходы ПЗУ 26 через усили- 5 тели мощности 32 43 подключены к выходам 44 55 блока управления 19, которые служат для подключения управляющих цепей электромагнитных клапанов 3, 4, 9, 10, 11. 12, 15, 17, 18, коммутаторов 21, 22

10 питания активаторов 1, 2 и источника 14. Блок контроля 290 работает следующим образом (см. также фиг. 3). Сигнал от датчика давления 16 поступает на вход 58 блока 20 и сравнивается компараторами 56, 57 с вер15 хним и нижним заданными значениями, поступающими на компараторы с датчиков давления 59, 60. Перед началом контроля давление вфильтре 13должно быть поднято до величины, превышающей верхнее задан0 ное значение, Контроль целостности фильтра 13 начинается с приходом сигнала с программного устройства блока 19 на вход 65 блока 20. Из переднего фронта этого сигнала формирователь 64 формирует импульс,

5 поступающий на вход элемента И 63. Если перед началом контроля давление не достигло верхнего значения из-за разрыва фильтра 13, выходной сигнал компаратора 56 через инвертор 61 открывает элемент И

0 63 и импульс, сформированный формирователем 64 из переднего Фронта сигнала начала контроля через элемент И 63 и элемент ИЛИ 72 поступает на вход триггера 73, выходной сигнал которого включает устройст5 во сигнализации 75. Если давление превышает верхнее значение, то этот импульс на выход элемента И 63 не проходит, т.к. он закрыт по второму входу сигналом с компаратора 56, проходящим через инвер0 тор 61. Контроль целостности фильтра заключается в сравнении времени спада давления в фильтре 13 от верхнего до нижнего заданных значений с временем счета счетчиком 67 импульсов, задаваемых генератором 69. Для этого в момент равенства

5 давления верхнему значению формирователь 62 формирует импульс из перепада выходного напряжения компаратора 56, который обнуляет счетчик 67 и через элемент И 66, открытый по второму входу сиг0 налом разрешения контроля, проходит на триггер 68. Выходной сигнал этого триггера открывает элемент И 70. Если давление в фильтре 13 станет ниже нижнего заданного значения раньше, чем сигнал с выхода счет5 чика 67 обнулит триггер 68, то выходной сигнал компаратора 57 пройдет через инвертор 71, элемент И 70 и элемент ИЛИ 72 не триггер 73, который своим выходным сигналом включит сигнализатор 75. Возврат

триггера 73 и выключение сигнализатора 75 осуществляется оператором, для чего на выход кнопки 74 подается сигнал установки начального состояния.

Изобретение позволило автоматизировать очистку биофильтров, что исключает ошибки при переключениях и повышает надежность устройства. Автоматический конт- роль целостности биофильтра после отмывки позволяет гарантированно использовать его в последующем (в случае целостности). Заполнение годного для повторного использования биофильтра анолитом в конце проверки целостности гарантирует стерильность его при хранении.

Формула изобретения 1. УстройствЬ для очистки биофильтров, содержащее электрохимический активатор, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный электрохимический активатор, один из активаторов является источ- ником анолита, другой - источником католита, при этом на входе воды в анолит- ный активатор установлен первый клапан и на выходе регулируемое сопротивление, на входе воды в катотолитный активатор установлен второй клапан, а на выходе - второе и третье параллельно установленные регулируемые сопротивления, а также устройство снабжено еще семью клапанами, лятчиком давления, расположенными между девятым клапаном и биофильтром, регулятором давления, установленным перед первым и вторым клапанами, блоками контроля целостности биофильтра и управления и двумя коммутаторами, при этом анолит- ный активатор через третий и четвертый клапаны и католитный - через пятый и шестой клапаны соединены с каждой из полостей биофильтра, седьмой и восьмой клапаны установлены на каждом выходе биофильтра и источник сжатого воздуха соединен через девятый клапан с полостью диализируемой среды биофильтра, причем первый вход блока контроля целостности биофильтра подключен к датчику давления, второй вход - к первому выходу блока управления, второй выход последнего подключен к источнику сжатого воздуха, выходы с третьего по одиннадцатый - к девяти клапанам соответственно, а выходы двенадцатый и тринадцатый - ко входам

управления первого и второго коммутаторов, причем электрические входы активаторов через соответствующие коммутаторы связаны с шиной питания.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что блок управления содержит генератор, выход которого подключен к счетчику, выходы разрядов последнего соединены с адресным входами постоянного запоминающего устройства, а вход обнуления - с выходом триггера, первый вход которого соединен с первой кнопкой управления, а второй вход - с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен со

второй кнопкой управления, а второй вход - с первым выходом постоянного запоминающего устройства, второй выход которого соединен с выходом разрешения контроля фильтров блока управления, а остальные

выходы через усилители мощности - с соответствующими выходами блока управления. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что блок контроля фильтров содержит первый и второй компараторы,

первые входы которых объединены и подключены к первому входу блока контроля фильтров, а вторые входы соответственно к зэдатчикам верхнего и нижнего значения давления, выход первого компаратора через первый инвертор соединен с входом первого формирователя импульсов и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, вход которого ,

соединен с вторым входом блока контроля фильтров и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов и входом обнуления счетчика, в выход - с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с входом счетчика, вход которого соединен с входом генератора, выход первого триггера соединен с первым,, входом третьего элемента И, к второму входу которого подключен через второй инвертор выход второго компаратора, выходы первого и третьего элементов И подключены соответственно к первому и второму вхо- дам элемента ИЛИ, выход которого

соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с кнопкой исходного состояния, а выход - с входом блока сигнализации.

S

Фиг.1

5Т

Использование: в медицинской технике и предназначено для очистки, стерилизации и проверки целостности биофильтров (ге- моплазмофильтров и гемодиализаторов), с целью подготовки их к повторному использованию. Сущность изобретения: устройство для очистки содержит два активатора, один из которых вырабатывает только ано- лит, а другой только католит, систему клапанов, блок управления, осуществляющего программное воздействие на включение-отключение активаторов и клапанов, регулятор давления воды после себя на входе воды в установку, регулируемые сопротивления, установленные в определенных местах жидкостных потоков, и систему контроля целостности биофильтра, состоящую из источника сжатого воздуха, клапана, датчика давления и электронного блока контроля. Блок управления содержит постоянное запоминающее устройство, генератор и ряд логических узлов, обеспечивающих его функционирование, а также усилители мощности, через которые сигналы блока управления поступают на включение-выключение активаторов и клапанов. Блок контроля целостности фильтров содержит электронные узлы, управляющие клапаном воздуха и осуществляющие сравнение времени спада давления с заданным временем. 3 ил. 49 fe

SI

фиг.З