CS229911B2 - Device for diffusion of substances between twe environments by half leaking membranes - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k difúzi látek mezi dvěma prostředími pomocí polopropustných membrán, uspořádaných ve svazek, oddělený rozpěrnými deskami s otvory spojenými s přívody a vývody příslušných prostředí, přičemž prvé prostředí je vedeno po jedné straně příslušných membrán a druhé prostředí po opačné straně týchž membrán.

•Zařízení podle vynálezu je určeno především k použití pří čištění krve, to znamená jako tzv. umělá ledvina. Odborníkům však je jasné, že zařízení podle vynálezu lze využít rovněž k četným dalším účelům. Lze je například použít k okysličování krve. Prvé z výše uvedených prostředí je krev, zatímco druhé prostředí je kyslík nebo směs obsahující kyslík. Zařízení podle vynálezu lze používat případně k přenášení látek z jednoho plynu do druhého. Název prostředí, používaný v následujícím popisu, znamená jak plyn, tak kapalinu.

Přístroje výše uvedeného typu jsou známé a jsou popsány například ve švédských pat. spisech č. 218 441, 301 029, 325 370, 314 167, 342 144, 355 293, 393 543 a 407 900 a čs. patent, spisu 193 501, které všechny popisují přístroje, sestávající ze svazku rozpěrných desek a membrán, výhodně uspořádaných do dvojic.

Nevýhodou těchto známých zařízení je však jejich značná rozměrnost, nutný, poměrně značný obsah krve . v zařízení, z toho plynoucí velká hmotnost a vysoké materiální a výrobní náklady.

Úkolem vynálezu je návrh zařízení k difúzi látek mezi dvěma prostředími, které by bylo jako celek kompaktnější, alespoň bez újmy dialyzačního výkonu se srovnatelnými zařízeními, se sníženým zbytkem krve v zařízení lehčí a tudíž levnější.

Úkol byl podle vynálezu vyřešen návrhem zařízení k difúzi látek mezi dvěma prostředími pomocí polopropustných membrán .uspořádaných. do svazku oddělených rozpěrnými deskami, obsahujícími otvory spojené s připojovacími nástavci příslušných prostředí, z nichž prvé je vedeno po jedné straně příslušných membrán a druhé po opačné straně týchž membrán, přičemž svazek rozpěrných desek .a membrán mezi nimi je uspořádán mezi horní deskou a dolní deskou zařízení a připojovací nástavec alespoň jednoho prostředí je spojen ze strany s kanálem procházejícím svazkem a tvořenými otvory v rozpěrných deskách, takže připojovací nástavce jsou spojeny s kanálem svazku rozpěrných desek úhlovým kanálem obklopeným horní deskou a dolní deskou zařízení.

Dále podle vynálezu připojovací nástavce vybíhají do' zařízení ze strany .horní desky, případně dolní desky a jsou s nimi v bočním a podélném zákrytu.

Rovněž podle vynálezu úhlový kanál je vytvořen v kolenové tvarovce přiléhající celistvou částí na příslušné mezidesky, umístěné mezi horní deskou a dolní deskou, přičemž jeden konec kolenové tvarovky je spojen .s připojovacím nástavcem a její druhý konec je spojen s kanálem svazku rozpěrných desek vytvořeným otvory v rozpěrných deskách.

Podle dalšího znaku vynálezu mezidesky jsou na stranách přivrácených k rozpěrným deskám opatřeny vzorováním shodným se vzorováním rozpěrných desek a jsou od rozpěrných desek odděleny alespoň jednou membránou.

Podle ještě dalšího znaku vynálezu v úhlovém kanálu je vytvořeno boční vedení spojené s vnitřní stranou mezidesky.

Dalším znakem vynálezu je, že alespoň jedna z upínacích lišt má otvor pro připojovací nástavec.

Ještě dalším znakem vynálezu je, že připojovací nástavce jsou upevněny k horní a dolní desce a/nebo k upínací liště, přičemž mezi připojovacími nástavci a kolenovou tvarovkou je upraveno těsnění pro· kapallnotěsné spojení s úhlovým kanálem a kanálem v rozpěrných deskách.

Konečně podle vynálezu pouze jedna upínací lišta má otvory ze strany pro· dva připojovací nástavce za účelem orientace spojů stejným směrem.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že svazek jako celek, včetně upínacích prvků je tenčí, než je tomu u obvyklých typů dialyzátorů.

Další výhodou je, že jelikož membrány jsou uspořádány do dvojic mezi separátory, lze vést krev, aniž by přišla do styku se separátory mezi membránami v jedno-tlivých dvojicích. Lze si však rovněž představit uspořádání s jednotlivými membránami umístěnými mezi sousedními separátory.

Rovněž další výhoda spočívá v tom, že horní a dolní desku zařízení lze vyrobit tenčí, jelikož přívod a vývod druhého· prostředí vyžaduje méně prostoru.

Ještě další výhodou zařízení podle vynálezu je, že svazek separátorů a membrán mezi nimi je podlouhlého tvaru se zahrocenými konci. Při takovém provedení přívod a/nebo vývod, připojený ze strany k uvedenému vedení lze vytvořit od spojovacího nástavce, uloženého zcela uvnitř největšího příčného nebo podélného rozměru zařízení. Tento spojovací nástavec nevyžaduje pak žádný zvláštní prostor a je současně dobře chráněn.

Při výhodném provedení předmětu podle vynálezu je umístěna mezi horní deskou a nejbližším separátorem mezideska. Mezideska je opatřena kolenovou spojovací tvarovkou, obsahující úhlový kanál, . jehož jeden konec je napojen na přívod nébo vývod a jehož druhý konec je napojen na vedení procházející svazkem a tvořené otvory v rozpěrných deskách. Tak je vytvořeno zařízení s malým počtem potřebných těsnění.

Podle vynálezu se dociluje další výhody tvarováním mezidesek stejně jako rozporných desek na odpovídající straně. Takové tvarování obou mezidesek poskytuje možnost snížení každé rozpěrné desky, takže celé zařízení je tenčí.

Výhodných a jednoduchých těsnicích podmínek se u zařízení dosáhlo tím, že kolenová tvarovka je opatřena bočním kanálem, kterým je napojena přímo na vnitřní stranu mezidesky.

Svazek separátoru a membrán mezi nimi je výhodně upnut mezi horní desku a dolní desku pomocí upínacích kolejnic, umístěných mezi drážkami horní a dolní desky. Alespoň jedna z těchto upínacích kolejn’e je opatřena účelně otvory pro připojovací nástavec, pro získání spojení k vedení vytvořeném v rozpěrných deskách. Tyto připojovací nástavce tím, že jsou upevněny mechanicky k horní a dolní desce a/nebo k upínacím kolejnicím, jsou kapalinotěsné proti separátorům, p-ro získání spojení s kanálem, vytvořeným v nich uvedenými otvory.

Použije-li se dvou upínacích kolejnic, umístěných na opačných stranách zařízení podlouhlého tvaru, jedna z těchto upínacích kolejnic je účelně opatřena dvěma připojovacími nástavci, zatímco druhá nikoliv. V důsledku toho jsou spoje orientovány v podstatě stejným směrem, což je výhodou při praktickém použití.

V následujícím bude vynález popsán podrobněji na příkladech provedení ve vztahu k připojeným výkresům, na nichž značí:

Obr. 1 půdorysný pohled na zařízení podle vynálezu, obr. 2 bokorysný pohled na zařízení, obr. 3 částečný řez va zvětšeném, měřítku rovinou III — III zařízením z obr. 1, obr. 4 částečný řez ve zvětšeném měřítku rovinou IV — IV zařízením z obr. 1, obr. 5 pohled zdola na mezidesku zařízení podle vynálezu, obr. 6 půdorysný pohled na stejnou mezidesku z obr. 5, obr. 7 částečný řez ve zvětšeném měřítku rovinou VII — VII z obr. 5, obr. 8 částečný řez ve zvětšeném měřítku rovinou VIII — VIII z obr. 5, obr. 9 částečný řez ve zvětšeném měřítku rovinou IX — IX z obr. 5, obr. 10 částečný řez ve zvětšeném měřítku rovinou X — X z obr. 5 a obr. 11 čtvercovou oblast XI vyjmutou z obr. 6, ve zvětšeném měřítku.

Provedení zařízení podle vynálezu uvedené jako příklad, je uvažováno· k použití především v takzvané umělé ledvině, to znamená při dialýze. Je tudíž popsáno v následujícím s odkazem na takový úkon.

Jak nejlépe ' patrno z obr. 3 a 4, znázorněné zařízení obsahuje svazek rozpěrných desek 1, a membrán 2, uspořádaných ve dvojicích mezi nimi. Svazek je uspořádán me6i dolní deskou a a horní deskou 4, Mezi deskami 3, 4 jsou umístěny dolní mezideska 5 a horní mezideska 6.

Dolní deska 3 .a horní deska 4 pevně svírají svazek, uložený mezi nimi, pomocí upínacích lišt 7. Dialyzační tekutina se přivádí stejnými připojovacími nástavci 8, upevněnými v otvorech v jedné z upínacích lišt 7. Stejným způsobem jsou umístěny na horních a dolních deskách 3, 4 v podstatě stejné připojovací nástavce 9 pro přívody —a odvádění krve. Jestliže , připojovací nástavce 9 na obr. 1 značí přívod krve, pak na opačném konci dolní desky 3 (neznázorněno) se nalézá příslušný připojovací nástavec 9 pro odvádění krve.

Přístroj jako celek má podlouhlý tvar se zahrocenými konci. Výhody takového provedení jsou uvedeny podrobněji v čs. paten. spisech č. 191 318 a 210 614. Detailů přístrojů podle uvedených vynálezů lze použít rovněž ve spojení s přístrojem podle předloženého vynálezu.

Připojovací nástavec 8 pro dialyzační tekutinu je znázorněn ve větším měřítku na obr. 3, připojený na kolenovou tvarovku 10 na dolní mezidesce 5. Tato kolenová tvarovka 10 obsahuje úhlový kanál 11, jedním koncem napojeným na kanál 12 tvořený otvory 13, v rozpěrných deskách 1, který prochází napříč jejich svazkem a membránami 2. Dialyzační tekutina proudí z otvoru 13 vedením 14 na jedné straně 1 průchozími otvory 15 v rozpěrných deskách 1 a — průchozím kanálem 16 na opačné straně rozpěrných desek 1. Průchozími otvory 17 se dialyzační tekutina rozděluje vedením 18 na pracovní plochu příslušné rozpěrné desky 1.

Mezi kolenovou tvarovkou ID a připojovacím nástavcem 8, který je jinak upevněn mechanicky v dolní desce 3 je upraveno těsnění 8a.

V popsaném příkladu provedení byly horní strana dolní mezidesky 5 a dolní strana 'horní mezidesky 6 ' opatřeny vzorováním. odpovídající v podstatě vzorování rozpěrných desek 1. Pro vedení dialyzační tekutiny na horní nebo . vnitřní stranu dolní mezidesky 5 je upraveno boční vedení 19, spojující přímo úhlový kanál 11 s vedením 27 uvnitř dolní mezidesky 5.

Kanál 12 procházející svazkem je uzavřen na konci proti kolenové tvarovce 10 zátkou 21.

Připojovací nástavec 9 pro přivádění nebo odvádění krve je znázorněn ve větším měřítku na obr. 4. Krev se rozděluje vedením 22 tvořeným otvory 23 v rozpěrných deskách 1 a tlačítky krve 24 znázorněnými schematicky. Ta jsou uspořádána ve dvojicích mezi membránami 2, a mohou mít tvar například popsaný ve švédském patent, spisu 355 293. Vedení 22 je uzavřeno na dolním konci zátkou 25. Krev je potom — vedena, jak patrno— z obr. 6, mezi membránami 2 vedením 20 a potom je rozdělována na

228911 pracovní plochu soustavou vedení 26 mající tvar V.

Na obr. 5 až 11 je podrobněji znázorněna dolní mezideska 5. Protože horní mezideska 6 přibližně jí odpovídá, není 'zapotřebí mezidesku 6 znázorňovat nebo popisovat podrobněji. Rozpěrné desky 1 mohou být tvarovány v podstatě souhlasně s horní stranou vyobrazené dolní mezidesky 5, přibližně souhlasně s obr. 6 a 11. Není rovněž zapotřebí podrobného popisu.

Kolenová tvarovka 18 s úhlovým kanálem 11 a bočním vedením 19 je znázorněna na obr. 7 a 8. Jak patrno' úhlový kanál 11 je zčásti rozdělen ve dva kanály vnitřní přepážkou 26, Boční vedení 19 končí v soustavě vedení 27, znázorněného rovněž na obr. 3 a 6, obklopujícího jeden konec úhlového kanálu 11. Ze soustavy vedení 27 vchází dialyzační tekutina do' soustavy vedení 23 tvaru V a tudy do vedení 18 na pracovní povrch dolní mezidesky 5 na její horní straně. Stejným způsobem vchází dialyzační tekutina do příslušných vedení 18 v rozporných deskách 1, tvarovaných shodně.

Na obr. 5 je znázorněna dolní mezideska 5, v pohledu zdola. Na levé straně vyobrazení je patrna kolenová tvarovka 10 a připojovací nástavec 9 pro krev. Ten odpovíβ dá připojovacímu nástavci 3 na obr. 4 v pohledu shora.

Na pravé straně obr. '5 jsou patrny závěry 10‘, 9‘ kanálu 12 nebo otvorů 23. V závěru 10‘ kanálu 12 jsou otvory 29, 39, 31 patrné rovněž na obr. 3. Závěr 9‘ má oválnou dutinu 32 znázorněnou rovněž na obr. 4 uvnitř zátky 25.

Oválná dutina 32 je rovněž znázorněna na obr. 10, na němž jsou rovněž zobrazeny otvory 29, 38, 31.

Těsnicí okraje 33 jsou upraveny pro utěsnění ve dvojicích uspořádaných membrán 2, za účelem zabránění smíchání krve a dialyzační tekutiny. Současně těsní přístroj vůči vnějšímu okolí.

Další podrobnosti znázorněné na výkresech jsou odborníkům samozřejmé, neboť vzhledem k vynálezu mají menší důležitost ' a nevyžadují tudíž podrobnějšího popisu.

Vynález není omezen výlučně na výše popsané provedení, avšak lze jej obměňovat v mezích definice předmětu vynálezu. Znázorněná zařízení lze kombinovat například s jedním nebo více detaily z výše uvedených čs. patentových spisů 191 318 a číslo 210 614, které ve spojení s předloženým vynálezem ' tvoří článek vývojového řetězu těchto přístrojů.

Claims (8)

1. PŘEDMĚT

   1. Zařízení k difúzi látek mezi dvěma prostředími pomocí polopropustných membrán, uspořádaných ve svazku a oddělených rozpěrnými deskami obsahujícími otvory spojené s připojovacími nástavci příslušných prostředí, z nichž prvé je vedeno po jedné straně příslušných membrán a druhé po opačné straně týchž membrán, přičemž svazek rozpěrných desek a membrán mezi nimi je uspořádán mezi horní deskou a dolní deskou zařízení a připojovací nástavec alespoň jednoho' prostředí je spojen ze strany s kanálem procházejícím svazkem a tvořeným . otvory v rozpěrných deskách, vyznačené tím, že připojovací nástavce (8) jsou spojeny s kanálem (12) svazku rozpěrných desek (1) úhlovým kanálem (11) obklopeným horní deskou (4) a dolní deskou (3) zařízení.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, jehož svazek rozpěrných desek mezilehlých membrán je podlouhlý se zahrocenými konci, vyznačené tím, že připojovací nástavce (8) vybíhají do zařízení ze strany horní desky (4), případně dolní desky (3) a jsou s nimi v bočním a podélném zákrytu.
3. 3. Zařízení podle bodu 1 s mezideskami uspořádanými mezi horní deskou a nejbliž-

   YNÁLEZU ší rozpěrnou. deskou a/nebo mezi dolní deskou a nejbližší rozpěrnou deskou, jehož membrány jsou uspořádány ve dvojicích mezi rozpěrnými deskami, vyznačené tím, že úhlový kanál (11) je vytvořen v kolenové tvarovce (10) přiléhající celistvou částí na příslušné mezidesky (5, 6) umístěné mezi horní deskou (4) a dolní deskou (5), přičemž jeden konec kolenové tvarovky (10) je spojen s připojovacím nástavcem (8) a její druhý konec je spojen s kanálem (12) svazku rozpěrných desek (1) vytvořeným otvory (13) v rozpěrných deskách (1).
4. 4. Zařízení podle bodu 3 vyznačené tím, že mezidesky (5, 6) jsou na stranách přivrácených k rozpěrným deskám (1) opatřeny vzorováním shodným se vzorováním rozpěrných desek (1) ' a jsou od rozpěrných desek (1) odděleny alespoň ' jednou membránou (2).
5. 5. Zařízení podle bodů 3 a 4 vyznačené tím, že v úhlovém kanálu (11) je vytvořeno' boční vedení (19) spojené s vnitřní stranou mezidesky (5, 6).
6. 6. Zařízení podle kteréhokoliv z bodů 1 až 5, jehož svazek rozpěrných desek a membrán mezi nimi je sevřen mezi horní deskou a dolní deskou upínacími lištami, uspo-

   9 19 řádanými mezi, drážkami horní a dolní desky, vyznačené tím, že alespoň jedna z upínacích lišt (7) má otvor pro připojovací nástavec (8).
7. 7. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím, že připojovací nástavce (8) jsou upevněny к horní a dolní desce (4, 3) a/nebo к upínací liště (7), přičemž mezi připojovacími nástavci (8) a kolenovou tvarovkou [10] je upraveno těsnění (8a) pro kapalinotěsné spojení s úhlovým kanálem (11) a kanálem (12) v rozpěrných deskách (1).
8. 8. Zařízení podle bodu 6 nebo 7, se dvěma upínacími lištami, vyznačené tím, že pouze jedna upínací lišta (7) má otvory ze strany pro dva připojovací nástavce (8) za účelem orientace spojů stejným směrem.