CN1846794A - 血液净化用除气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种血液净化用除气装置，在箱体上设有进水接头、出水接头、排气接头、透析液接头和废液接头，进水接头与节流嘴的进液口连接，从节流嘴的出液口接出的管路分为两路，一路连接第一齿轮泵后与第一除气罐的进液口相接，另一路连接第二电磁阀后与第二除气罐的排气口相接；第一除气罐的出液口和排气口分别与透析液接头和排气接头管路连接；第二除气罐的进液口与废液接头管路连接，出液口连接第二齿轮泵后与出水接头连接。本发明避免了透析液中的气泡对血液产生空气栓塞，易于透析液流量稳定，保证透析治疗充分、效果良好；同时从透析器管路接头泄漏的气体有效排出设备，使用空透析器时容易排气和预充透析液，保证透析治疗正常进行。

Description

血液净化用除气装置
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体地说，尤其涉及一种用于血液透析和血液滤过设备用的除气装置。
背景技术
血液透析(HD)治疗和血液滤过(HF)治疗是***、急慢性肾衰综末期患者耐以生存的主要治疗方式。两种治疗模式最后都需要通过血液透析器或血液滤过器来达到清除毒素和体内多余水分的目的，血液透析器和血液滤过器在结构上没有本质的差别，都是由大量的空心纤维管组成，这些空心纤维管是一种具有高通透性的半透膜，血液中的中小分子物质和水可以自由通过，而血液中的较大分子(如多数蛋白、血浆成分物质、血细胞等)不能通过。血液透析和血液滤过治疗是通过血泵把血液引入血液透析器(或滤过器)，同时把透析液引入血液透析器的透析液侧，透析液和血液中的中小分子物质通过血液透析器内的半透膜依靠浓度梯度进行物质交换。
透析液中一般含有人体血液或组织液中的主要电解质成分(如Na+、k+、Mg2+、Ca2+、Cl-、CO2等)，且是一种各种离子浓度均与正常人体内浓度接近的等渗溶液。它一般由加热后的反渗水与两种浓缩液(分别含有NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2和NaHCO3等)配制而成。如图1所示为血液透析或滤过设备的原理图，进入设备的反渗水进行加热处理后与浓缩液混合配制成等渗浓度的透析液，合格的透析液会通过容量平衡及超滤装置后进入透析器与血液进行物质交换，产生的废液通过容量平衡及超滤装置后排出设备。由于加热后的反渗水会产生大量气泡，如果不对这些气泡进行除气处理，透析液中的气泡会对血液产生空气栓塞而威胁患者生命，而且透析液中混有气体会导致透析液流量不稳定，或积聚于透析膜一侧使透析效果较差，可能会产生透析治疗不充分、不安全和脱水精度差等后果；而从透析器出来的废液常常因为透析器管路接头泄漏或使用空透析器时也会产生大量气泡，如果不进行排气处理，也会导致人体脱水精度较低或治疗无法继续进行。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种能够实现分别对加热后的反渗水和从透析器出来的废液进行除气处理的血液净化用除气装置。
本发明的技术方案如下：一种血液净化用除气装置，包括箱体，其关键在于：在箱体上分别设有进水接头、出水接头、排气接头、透析液接头和废液接头，其中进水接头通过管路与节流嘴的进液口连接，从节流嘴的出液口接出的管路分为两路，一路连接第一齿轮泵后与第一除气罐的进液口相接，另一路连接第二电磁阀后与第二除气罐的排气口相接；所述第一除气罐的出液口和排气口分别与透析液接头和排气接头管路连接，在第一除气罐内装有控制其排气口打开或关闭的浮子；所述第二除气罐的进液口与废液接头管路连接，出液口通过管路连接第二齿轮泵后与出水接头连接；在第二除气罐内装有第二液位检测开关和浮子，浮子控制第二液位检测开关的导通或断开，该第二液位检测开关通过单片机控制电路中的单片机与第二电磁阀电连接，单片机根据第二液位检测开关的导通或断开信号控制第二电磁阀关闭或打开；所述第一齿轮泵和第二齿轮泵分别与单片机控制电路中的单片机电连接，由单片机控制其转速。
本发明与透析机结合使用，采用两条水路分别对加热后的反渗水与从透析器出来的废液进行除气处理。加热后的反渗水经过一个孔径较小的节流嘴后由第一齿轮泵产生较大的负压，使溶于反渗水中的微气泡汇集为体积较大的气泡，最后在第一除气罐中累积并通过该第一除气罐上端的排气口排到大气；从透析器出来的废液中的气泡在第二除气罐中累积，当气泡在第二除气罐中汇集较多时，第二电磁阀打开通过第一齿轮泵提供的负压排出气泡，当气泡较少时第二电磁阀关闭，废液通过第二齿轮泵由出水接头排出。
位于上述第一除气罐内的浮子活套在导向杆上，其上端面具有与第一除气罐的排气口相对应的堵头。当第一除气罐内气泡较多液面较低时，浮子下落到一定位置后该除气罐上端的排气口打开排出气体，直到液面升高使浮子上的堵头堵住排气口而停止排气。
位于上述第二除气罐内的浮子活套在第二液位检测开关正下方的导向杆上，该浮子的上表面装有磁钢，该磁钢正对所述第二液位检测开关，并控制第二检测开关的导通或断开。当第二除气罐内气泡较多液面较低时，浮子下落到一定位置后第二液位检测开关断开则控制电路控制第二电磁阀开启排气，直到液面升高，第二液位检测开关检测到浮子信号后导通，则控制电路控制第二电磁阀关闭停止排气。
在上述进水接头与节流嘴之间的连接管路上依次连接有第一电磁阀和进水排气罐，该进水排气罐的排气口与排气接头相通；在进水排气罐内装有第一液位检测开关和浮子，浮子控制第一液位检测开关的导通或断开，该第一液位检测开关通过控制电路中的单片机与第一电磁阀电连接，单片机根据第一液位检测开关的导通或断开信号控制第一电磁阀关闭或打开。位于进水排气罐内的浮子活套在第一液位检测开关正下方的导向杆上，该浮子的上表面装有磁钢，该磁钢正对所述所述第一液位检测开关，并控制第一液位检测开关的导通或断开。
当进水排气罐内液面较低时，浮子下降到一定程度时给第一液位检测开关断开信号，则控制电路控制第一电磁阀打开，反渗水通过进水接头进入到进水排气罐内，直到液面升高第一液位检测开关检测到浮子信号后导通，则控制电路控制第一电磁阀关闭禁止反渗水进入进水排气罐内。整个过程进水排气罐上端的排气口始终和大气连接，故罐内压力稳定，也使第一齿轮泵进口处的除气负压稳定，从而保证加热后的反渗水除气充分。
在上述箱体的外面设有通讯电源接口，该通讯电源接口与所述单片机控制电路电连接。该通讯电源接口可连接其它血液净化设备的控制电路，便于控制本装置。
本发明的有益效果是：
1、避免了透析液中的气泡对血液产生空气栓塞，易于透析液流量稳定，保证透析治疗充分、效果良好，保证治疗安全和脱水精度高；
2、保证从透析器管路接头泄漏的气体有效排出设备，使用空透析器时容易排气和预充透析液，保证透析治疗正常进行；
3、采用进水排气罐稳定除气负压，保证反渗水除气充分、可靠；
4、采用液位检测开关检测浮子高低位，然后控制电磁阀的开、闭除气，保证除气快速、有效。
附图说明
图1为透析原理图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为电气原理框图
图4为电路原理图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图2所示，本发明由箱体1、第一电磁阀19、进水排气罐5、节流嘴7、第一齿轮泵9、第一除气罐11、第二电磁阀14、第二除气罐17、第二齿轮泵18、单片机控制电路2和通讯电源接口3等组成。在箱体1上分别装有进水接头21、出水接头20、排气接头8、透析液接头12和废液接头13，参照如图1所示公知的透析原理，与透析机结合使用时各接头的连接方式为：加热后的反渗水接入进水接头21，透析液接头12与透析器的透析液进口连接，废液接头13与透析器的透析液出口连接，出水接头20与容量平衡及超滤装置的废液进口连接，排气接头8始终与大气相通。
如图3所示，各电气部分的连接关系为：通信电源接口提供整个装置的工作电源和控制电路与上位机的数据交换接口，当单片机控制电路接收到由通信电源接口传输来的上位机的控制命令时，单片机控制第一齿轮泵和第二齿轮泵旋转。第一液位检测开关和第二液位检测开关将其导通或断开的信息反馈给单片机控制电路，单片机控制电路根据第一液位检测开关的导通或断开控制第一电磁阀关闭或打开，单片机控制电路根据第二液位检测开的导通或断开控制第二电磁阀关闭或打开。
如图4所示，各电气部分的具体电路连接关系为：单片机选用P89LPC915，电源采用三端电源，单片机各脚的接法为：
10脚接电源；
14脚悬空；
3脚串电阻R3后接电源；
5脚串第一液位检测开关K1后接地，同时串电阻R2接电源；
6脚悬空；
7脚串第二液位检测开关K2后接地，同时串电阻R1接电源；
4脚接地，并与电源之间串有电容C3；
11脚悬空；
12脚接开关管T1的栅极，T1的漏极串第一电磁阀19接24V电源，T1的源极接地；
2脚接开关管T2的栅极，T2的漏极串第二电磁阀14接24V电源，T2的源极接地；
1脚接开关管T3的栅极，T3的漏极串第一齿轮泵9接24V电源，T3的源极接地；
13脚接开关管T4的栅极，T4的漏极串第二齿轮泵18接24V电源，T4的源极接地；
8、9脚分别与通讯电源接口J1连接。
如图2所示，箱体1内各部件的连接关系为：进水接头21通过管路依次连接第一电磁阀19和进水排气罐5后与节流嘴7的进液口连接，进水排气罐5的排气口与排气接头8相通；从节流嘴7的出液口接出的管路分为两路，一路连接第一齿轮泵9后与第一除气罐11底部的进液口相接，另一路连接第二电磁阀14后与第二除气罐17上端的排气口相接；所述第一除气罐11底部的出液口和上端的排气口分别与透析液接头12和排气接头8管路连接，在第一除气罐11内其排气口的下方设有导向杆，导向杆上活套浮子10，该浮子10的上端面具有与第一除气罐11的排气口相对应的堵头。浮子10随第一除气罐11内液面的高度变化而上升下降，由其堵头控制第一除气罐11的排气口的打开或关闭。所述第二除气罐17底部的进液口与废液接头13管路连接，出液口通过管路连接第二齿轮泵18后与出水接头20连接。在第二除气罐17内装有第二液位检测开关15和浮子16，浮子16活套在第二液位检测开关15正下方的导向杆上，随第二除气罐17内液面的高度变化而上升下降，浮子16的上表面装有磁钢控制所述第二液位检测开关15的导通或断开。该第二液位检测开关15通过单片机控制电路2中的单片机与第二电磁阀14电连接，单片机根据第二液位检测开关15的导通或断开信号控制第二电磁阀14关闭或打开。
从图2、图3中可进一步看出，在进水排气罐5内装有第一液位检测开关4和浮子6，浮子6活套在第一液位检测开关4正下方的导向杆上，随进水排气罐5内液面的高度变化而上升下降，其上表面装有磁钢控制所述第一液位检测开关4的导通或断开。该第一液位检测开关4通过控制电路2中的单片机与第一电磁阀19电连接，单片机根据第一液位检测开关4的导通或断开信号控制第一电磁阀19关闭或打开。在箱体1的外面设有通讯电源接口3，该通讯电源接口3与所述单片机控制电路2电连接。
本发明的工作过程如下：
当加热后的反渗水进入进水接头21后，经过第一电磁阀19，该第一电磁阀19打开后，反渗水进入进水排气罐5。当进水排气罐5中的浮子6随着液面到达一定高度时，浮子6上的磁钢会把第一液位检测开关4导通，该第一液位检测开关4把该信号传递给控制电路2中的单片机，由单片机控制第一电磁阀19关闭，进而阻挡反渗水进入进水排气罐5，直到第一齿轮泵9把进水排气罐5内水拉出后浮子6随着液面下降，液位检测开关4断开，同时控制电路2接到该信号后控制第一电磁阀19打开，然后反渗水进入进水排气罐5内，在液面升高和降低的过程中，进水排气罐5上端的排气口随之排气和进气，保证罐内压力始终恒定为大气压。
当反渗水经过节流嘴7时，由于节流嘴7孔径较小，第一齿轮泵9会产生很大的负压让溶于水中的微气泡汇集成体积较大的气泡，通过第一齿轮泵9后进入第一除气罐11的水、气会分离开来，当罐内气泡汇集过多时液面会下降，浮子10随着下降并让出第一除气罐11上端的排气口排出内部多余气体，直到浮子10随着液面上升堵住上端的排气口而停止排气。最后没有气泡的反渗水会进入透析液接头后进入配液装置与浓缩液混合生成透析液。
当废液从透析器出来后通过废液接头14进入第二除气罐17，当透析器处有气泡进入该第二除气罐17内时，浮子16会随着液面下降，当液位检测开关15检测到浮子16下降时会把信号传递给控制电路2中的单片机，由单片机控制第二电磁阀14打开，依靠第一齿轮泵9前的负压迅速把第二除气罐17的液面拉高，当浮子16随着液面上升到一定位置时其上表面的磁钢控制第二液位检测开关15导通，控制电路根据此信号会让第二电磁阀14关闭而停止排气，没有气泡的废液会被第二齿轮泵18排出设备。
如图3、图4所示，各部件的控制原理为：当进水排气罐5中的浮子6上浮时，第一液位检测开关4接受浮子信号后会导通，通过单片机P89LPC915输入口引脚5传输到单片机的CPU中并发出信号通过P89LPC915的输出端口引脚12控制第一电磁阀19关闭；相反，当进水排气罐5中的浮子下降时，第一液位检测开关4接受浮子信号后会断开，单片机P89LPC915接受到信号后会控制第一电磁阀19打开。同样，单片机P89LPC915通过输入端口引脚7接收到第二液位检测开关15的导通和断开信号，由输出端口引脚2控制第二电磁阀14的关闭和打开。图3、图4中通信电源接口3提供整个装置的工作电源和控制电路与上位机的数据交换接口。当单片机P89LPC915的引脚8和引脚9接收到由通信电源接口传输来的上位机的控制命令时，单片机控制第一齿轮泵和第二齿轮泵旋转。

Claims (6)

1、一种血液净化用除气装置，包括箱体(1)，其特征在于：
A、在箱体(1)上分别设有进水接头(21)、出水接头(20)、排气接头(8)、透析液接头(12)和废液接头(13)，其中进水接头(21)通过管路与节流嘴(7)的进液口连接，从节流嘴(7)的出液口接出的管路分为两路，一路连接第一齿轮泵(9)后与第一除气罐(11)的进液口相接，另一路连接第二电磁阀(14)后与第二除气罐(17)的排气口相接；所述第一除气罐(11)的出液口和排气口分别与透析液接头(12)和排气接头(8)管路连接，在第一除气罐(11)内装有控制其排气口打开或关闭的浮子(10)；所述第二除气罐(17)的进液口与废液接头(13)管路连接，出液口通过管路连接第二齿轮泵(18)后与出水接头(20)连接；
B、在第二除气罐(17)内装有第二液位检测开关(15)和浮子(16)，浮子(16)控制第二液位检测开关(15)的导通或断开，该第二液位检测开关(15)通过单片机控制电路(2)中的单片机与第二电磁阀(14)电连接，单片机根据第二液位检测开关(15)的导通或断开信号控制第二电磁阀(14)关闭或打开；
C、所述第一齿轮泵(9)和第二齿轮泵(18)分别与单片机控制电路(2)中的单片机电连接，由单片机控制其转速。
2、根据权利要求1所述的血液净化用除气装置，其特征在于：位于第一除气罐(11)内的浮子(10)活套在导向杆上，其上端面具有与第一除气罐(11)的排气口相对应的堵头。
3、根据权利要求1所述的血液净化用除气装置，其特征在于：位于第二除气罐(17)内的浮子(16)活套在第二液位检测开关(15)正下方的导向杆上，该浮子(16)的上表面装有磁钢，该磁钢正对所述第二液位检测开关(15)，并控制第二检测开关(15)的导通或断开。
4、根据权利要求1所述的血液净化用除气装置，其特征在于：在进水接头(21)与节流嘴(7)之间的连接管路上依次连接有第一电磁阀(19)和进水排气罐(5)，该进水排气罐(5)的排气口与排气接头(8)相通；在进水排气罐(5)内装有第一液位检测开关(4)和浮子(6)，浮子(6)控制第一液位检测开关(4)的导通或断开，该第一液位检测开关(4)通过控制电路(2)中的单片机与第一电磁阀(19)电连接，单片机根据第一液位检测开关(4)的导通或断开信号控制第一电磁阀(19)关闭或打开。
5、根据权利要求4所述的血液净化用除气装置，其特征在于：位于进水排气罐(5)内的浮子(6)活套在第一液位检测开关(4)正下方的导向杆上，该浮子(6)的上表面装有磁钢，该磁钢正对所述所述第一液位检测开关(4)，并控制第一液位检测开关(4)的导通或断开。
6、根据权利要求1所述的血液净化用除气装置，其特征在于：在箱体(1)的外面设有通讯电源接口(3)，该通讯电源接口(3)与所述单片机控制电路(2)电连接。
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