DE3246299A1 - Bestrahlungsvorrichtung fuer fluessigkeiten und verfahren zur verwendung derselben - Google Patents
Bestrahlungsvorrichtung fuer fluessigkeiten und verfahren zur verwendung derselbenInfo
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Description
■- Ί.
' Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die Bestrahlung von Flüssigkeiten. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren und auf eine Vorrichtung für das Bestrahlen von Flüssigkeiten,
insbesondere physiologischen Flüssigkeiten wie z.B. Blut. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine
Mehrzahl von Elementen auf, die zur Übertragung von Strahlenenergie von einer Quelle geeignet sind, die
vorzugsweise außerhalb der Vorrichtung angeordnet ist '" und zur Bestrahlung von darin enthaltenen oder durch
sie hindurchfließenden Flüssigkeiten verwendet werden kann.
Stand der Technik
Für eine Vielzahl von wissenschaftlichen und medizinischen Anwendungen wird Bestrahlung angewandt. Beispielsweise
ist es bekannt, daß bestimmte Polymerisazw
tionsreaktionen z.B. durch Elektronenstrahl-Bestrahlung oder Ultraviolett-Bestrahlung eingeleitet werden
können. Derartige durch Bestrahlung initiierte Polymerisationsreaktionen sind am erfolgreichsten, wenn es
gewünscht wird, verhältnismäßig dünne Filme aus einem nc.
Monomer oder Vorpolymer zu polymerisieren. Indes sind Bemühungen, dickere Filme mittels dieses Verfahrens zu
polymerisieren, vielfach ohne Erfolg. Der Grund hierfür ist, daß die auf die Oberfläche des Films
gerichtete Strahlung von der Mischung des Monomers
oder Vorpolymers und dem neugeformten Polymer an oder in der Nähe der Oberfläche des Films absorbiert wird
und somit für das Einleiten der Polymerisation des Monomers oder Vorpolymers in den mittleren und unteren
Schichten des Films nicht zur Verfügung steht.
Zusätzlich zu den Polymerisationsreaktionen gibt es viele andere chemische Reaktionen, z.B. solche, die
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BAD ORIGINAL
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die Synthese von organischen Verbindungen einschließen, von denen bekannt ist, daß sie durch
Ultraviolett- oder andere Bestrahlung katalysiert
werden müssen.
5
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Gemäß der US-Patentschrift 3 683 183 (Vizzini et al) wurde außerhalb des Körpers Blut und Lymphe bestrahlt,
um eine immune Antikörperreaktion auf Transplantate zu unterdrücken und um gewisse Formen von Leukämie zu
behandeln. In der europäischen Patentanmeldung 107 540, veröffentlicht am 7. Juni 1981 als Patentpublikation
Nr. 30,364, ist ein Verfahren zur Reduktion der Funktion des Lymphozytenkollektivs bei der Blutversorgung
eines Menschen beschrieben. Das beschriebene Verfahren umfaßt zunächst das Abziehen von Blut von
der Person, dann die Bestrahlung des Blutes mit Ultraviolettlicht in der Gegenwart von 1 Nanogramm bis
100 Mikrogramm/ml des gelösten Psoralens, das durch die Bestrahlung aktiviert wird und Photoaddukte mit
DNA bildet. Das Psoralen wird daher an die Nukleinsäure der Lymphozyten gebunden, so daß ihre metabolischen
Prozesse gehemmt werden.
Das bestrahlte Blut wird dann wieder zu der Person
zurückgeführt.
Viele bekannte Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere
solche für medizinische Anwendungen, sind groß, schwerfällig zu bedienen und in der Herstellung teuer.
Das in der oben erwähnten europäischen Patentanmeldung beschriebene Verfahren schließt die Behandlung von
Blut in einer Bestrahlungsstation ein, die aus einer Bestrahlungskammer und einer Strahlenquelle besteht.
Bei einer beschriebenen Ausführungsform setzt sich die Kammer aus einer Rohrschlange zusammen, z.B. Polyvinylchlorid-Rohr,
das üblicherweise für die Verabrei-
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' chung von intravenösen Standardlösungen verwendet wird, das abgeflacht wurde, so daß es den Querschnitt
einer verlängerten Ellipse hat. Es wird festgestellt, daß der stark abgeflachte Querschnitt der Windung eine
gute Bestrahlung des fließenden Blutes durch die auftreffende Strahlenenergie ermöglicht. Es wird als
schwierig und umständlich angesehen, ein bestimmtes Volumen an Flüssigkeit, wie Blut, mit der in der
europäischen Patentanmeldung 107,540 dargestellten Vorrichtung zu behandeln. Zunächst scheint es, daß die
Vorrichtung durch einen hohen Druckabfall während der Verwendung charakterisiert ist. Falls es gewünscht
wird, ein bestimmtes Volumen eines Materials oder Stoffes zu behandeln, und es nötig ist, um eine hohe
Bestrahlungswirkung zu erreichen, eine Bestrahlungskammer von ganz begrenzter Dicke oder Tiefe vorzusehen,
dann besteht eine Tendenz, daß die Einrichtung umfangreich und schwerfällig wird. Der Umfang der
Einrichtung könnte durch Vergrößerung der Dicke oder Tiefe der Bestrahlungskammer verringert werden, durch
die das Blut hindurchfließt, jedoch wird hierdurch die Strahlenwirkung aufgrund von Strahlenlöschung verringert.
Es ist möglich, die begrenzte Dicke oder Tiefe der Strahlenkammer beizubehalten, dadurch die
Strahlenwirkung aufrechtzuerhalten sowie gleichzeitig den Gesamtumfang der Einrichtung zu reduzieren; dieser
Versuch würde jedoch eine unerwünschte Zunahme der Zeit erfordern, die erforderlich ist, um ein bestimmtes
Materialvolumen zu bestrahlen. Dieser erhöhte Zeitfaktor ist vor allem dann unerwünscht, wenn
außerhalb des Körpers zirkulierendes Blut behandelt werden soll.
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Zusammenfassung der Erfindung
\
Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines durch diese hindurchfließenden Flnissigkeitsstromes
vorgesehen, wobei die Vorrichtung kompakt, leicht zu bedienen sowie verhältnismäßig
'" billig herzustellen ist.- Die Vorrichtung kann so
hergestellt werden, daß sie ein begrenztes Volumen aufweist; dies ist vor allem bei Verfahren wichtig,
welche die extrakorporale Blutbestrahlung beinhalten,
bei der es erwünscht ist, das Blutvolumen des
'** Patienten, das sich zu irgendeinem Zeitpunkt außerhalb
des Körpers befindet, möglichst klein zu halten. Gleichzeitig weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
einen großen Oberflächenbereich auf, über den das zu behandelnde Material der gewünschten Strahlenenergie
ausgesetzt wird und dieser große Oberflächenbereich führt zu einer hohen Bestrahlungswirkung. Schließlich
ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung durch geringe Druckabfälle während der Benutzung gekennzeichnet.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem hohlen Gehäuse mit ersten und zweiten Endwänden und
einem Einlaß und einem Auslaß zwischen diesen Endwänden. Innerhalb des Gehäuses ist mindestens ein
Element angeordnet, das zur Übertragung von Strahlen-
energie in das hohle Innere des Gehäuses von einer Quelle geeignet ist, die sich vorzugsweise außerhalb
des Gehäuses befindet. Das die Strahlenenergie übertragende Element hat ein erstes Ende und ein zweites
Ende, wobei das erste Ende dieses Elementes vorzugs-35
weise in einer der Endwände der Vorrichtung befestigt
ist. Das zweite Ende dieses Elements kann in der
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anderen Endwand der Vorrichtung befestigt sein. Eine Endwand kann geformt werden und das Ende oder die
Enden des Elementes zur übertragung der Strahlungsenergie kann/können gleichzeitig darin durch eine
Gießtechnik befestigt werden, die manuell oder mechanisch wie z.B. durch die Schleudergießverfahren derart
durchgeführt werden, wie sie bei der Herstellung yon aus hohlen Fasern bestehenden künstlichen Nieren
üblicherweise verwendet werden. Vorzugsweise besteht '^ die Vorrichtung aus einer Mehrzahl und, wie es noch
mehr bevorzugt wird, einer großen Zahl von die Strahlungsenergie übertragenden Elementen.
Die für die Übertragung von Strahlungsenergie ge- '** eigneten Elemente können in Form von parallelen
Platten, Stangen oder hohlen Fasern vorliegen. Von diesen werden die Fasern für die Verwendung als
Strahlenenergie übertragende Elemente in einer Vorrichtung für die Bestrahlung von physiologischen
Flüssigkeiten wie z.B. Blut am meisten bevorzugt.
Um Strahlenenergie von einer Quelle möglichst wirkungsvoll (d.h. mit einem geringstmoglichen Energieverlust
durch Streuung) mittels des/der Strahlen-
energie übertragenden Elemente/s in das Innere des Gehäuses zu leiten, wo, wie später ersichtlich sein
wird, die Strahlenenergie anschließend auf die zu bestrahlende Flüssigkeit . verteilt wird, . wird es
bevorzugt, daß die äußere Umfangsflache des Endteils
jedes Elementes, das in einer Endwand befestigt werden soll, gegen die Strahlenenergie gerichtet wird, mit
einem Material in Berührung kommt, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des
Elementes selbst ist. Das zuvor erwähnte Brechungs-
Zahlverhältnis kann äußerst schnell und auf übliche Weise durch Formen der Endwand, in der der Endteil des
- 10 -
die Strahlenenergie übertragenden Elementes befestigt wird aus einem Werkstoff erreicht werden, dessen
Brechungszahl gleich oder geringer als die Brechungszahl des Elementes selbst ist. Wenn es gewünscht wird/
c daß eine Endwand eine Brechungszahl hat, die höher als
die Brechungszahl des Elementes selbst ist, kann wahlweise das oben erwähnte Brechungszahlverhältnis
erzielt und die Strahlung höchst wirksam durch Verwendung eines die Strahlenenergie übertragenden
,Q Elementes übertragen werden, dessen Endteil, der in
der Endwand zu befestigen ist, mit einem Material beschichtet wird, dessen Brechungszahl kleiner als die
Brechungszahl des Elementes selbst ist. Um die Strahlungsenergie so wirksam wie möglich zu über-
■,c tragen, ist es wichtig zu gewährleisten, daß die
äußere Umfangsflache des befestigten Endteils des die
Strahlungsenergie übertragenden Elementes mit einem Material in Berührung kommt, das das Material der
Endwand selbst oder ein Überzug auf dem Endteil des
«η Elementes sein kann, dessen Brechungszahl gleich oder
kleiner als die Brechungszahl des Elementes selbst ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine nc Einrichtung zum Bestrahlen von Flüssigkeiten vorgesehen.
Diese Einrichtung umfaßt eine Vorrichtung mit einem hohlen Gehäuse mit einer ersten Endwand, einer
zweiten Endwand, einem Einlaß und einem Auslaß, und mindestens einem Element, das zur Übertragung von
3Q Strahlungsenergie geeignet ist, die sich innerhalb des Gehäuses befindet; sowie Mittel zum Richten der
Strahlungsenergie auf das genannte eine Ende des Elementes.
Die Einrichtung kann ferner ein oder mehrere Mittel für die Kollimation von Strahlungsenergie aus einer
- 11 -
' äußeren Quelle und für das Ausrichten der der KoI-limation
unterworfenen Strahlungsenergie auf die Enden des (der) vorerwähnten Übertragungselemente (s) für
Strahlenenergie umfassen. Dieser Kollimator hat vorzugsweise die Form eines abgestumpften Konus und ist
an der Außenseite mit wärmeleitenden Rippen für die Verteilung der durch die auftreffende Strahlenenergie
erzeugten Hitze versehen. Der Kollimator kann zusätzlich eine Fokussierungslinse (insbesondere aus
'" Quarz) und/oder Lichtfilter umfassen, um Energie mit
einer gewünschten Wellenlänge oder einem gewünschten Wellenlängenband zur Verfügung zu stellen. Die Einrichtung
kann- außerdem ein Gebläse aufweisen, mit dem der Kollimator angeblasen wird, um die Kühlwirkung zu
'** erhöhen. Die Einrichtung kann für die Behandlung von
Flüssigkeiten mit Strahlenenergie entweder chargenweise oder auf kontinuierlicher Basis verwendet
werden.
ζυ
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Bestrahlungsvorrichtung
gemäß der Erfindung, wobei einige Teile weggeschnitten und einige Teile im Querschnitt
dargestellt sind;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt einer
Endwand der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit darin eingebetteten Fasern;
Fig. 3 ein Schema, das ein Verfahren zur Behandlung einer Körperflüssigkeit eines
Patienten unter Verwendung der Vorrichtung
und des Verfahrens gemäß der Erfindung
- 12 -
veranschaulicht;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Bestrahlungsvorrichtung
gemäß der Erfindung, bei der einige Teile weggeschnitten und einige Teile im Querschnitt dargestellt sind;
Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt nach Linie 5-5 in Fig. 4;
Fig* 6 eine Teilansicht von Einzelheiten der Konstruktion der Enden des Gehäuses der
Vorrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 7 einen stark vergrößerten Querschnitt eines einzigen Strahlenenergie übertragenden
Elementes, das in einer Endwand der Vorrichtung gemäß Fig. 1 befestigt ist; und
Fig. 8 eine Ansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 7, wobei die äußere Umfangsflache des
einzigen Strahlungsenergie übertragenden Elementes mit einem Material beschichtet
ist, dessen Brechungszahl kleiner als die Brechungszahl des Elementes selbst ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen' und insbesondere
auf Fig. 1 und 2 derselben ist eine Vorrichtung 10 für die Übertragung von Strahlungsenergie von einer
äußeren Quelle derselben zum Inneren der Vorrichtung sowie für die Verteilung der Strahlenenergie innerhalb
der Vorrichtung zu sehen, um eine Bestrahlung von darin enthaltenen oder durch diese hindurchfließenden
Flüssigkeiten zu bewirken. Die Vorrichtung 10 umfaßt
ein hohles Gehäuse 12, das vorzugsweise erweiterte Endteile aufweist und im Querschnitt kreisförmig ist,
- 13 -
' und das Endwände 14 und 16 hat. Ein Bündel 17 von Fasern 18, die zur Übertragung von Strahlungsenergie
in das Innere des Gehäuses von einer äußeren Quelle desselben geeignet sind, ist innerhalb des Gehäuses 12
i angeordnet. Die Fasern 18 können entweder massiv oder hohl sein. Wie aus Fig. 2 am besten ersichtlich ist,
sind die Endteile sämtlicher Fasern 18 an einem Ende des Faserbündels 17 in der Endwand 14 befestigt. In
ähnlicher Weise sind die Endteile sämtlicher Fasern 18 am anderen Ende des Faserbündels 17 in der Endwand 16
befestigt. Die Befestigung der Endteile der Fasern in den entsprechenden Endwänden der Bestrahlungsvorrichtung
kann ohne weiteres durch manuelles oder mechanisiertes Gießen erfolgen, wie es bereits zum
'*> Stand der Technik gehört. Wie Fig. 2 zeigt, wird es
bevorzugt, daß die Enden der Fasern mit der äußeren Endfläche der Endwand, in der sie befestigt sind,
fluchten. Die Vorrichtung 10 enthält auch einen Einlaß 20 für das Einführen der zu bestrahlenden Flüssigkeiten
und einen Auslaß 21 für das Abziehen der bestrahlten Flüssigkeiten. Der Einlaß und der Auslaß
sind in der Umfangswand des Gehäuses zwischen den Endwänden 14 und 16 angeordnet. Vorzugsweise ist der
Einlaß 20 in dem vergrößerten Endteil des Gehäuses 12
^ verhältnismäßig nahe einer der Endwände, 2.B. 14,
vorgesehen. Der Auslaß 21 liegt vorzugsweise in dem vergrößerten Teil des Gehäuses 12 verhältnismäßig nahe
der anderen Endwand, z.B. 16.
Der Werkstoff, aus dem das Gehäuse 12 hergestellt wird, muß strukturell und chemisch gegenüber derjenigen
Strahlenenergie widerstandsfähig sein, mit der er schließlich verwendet werden soll. Beispielsweise
kann das Gehäuse 12 bei einer Verwendung der Vorrich-
tung zur Übertragung und Verteilung von ultravioletter Strahlenenergie, d.h. Energie mit einer Wellenlänge im
- 14 -
324629-S
Bereich von etwa 320 Nanometern bis etwa 4 60 Nanometern
(nachstehend manchmal als "Ultraviolettlicht" oder "U.V."-Licht bezeichnet), z.B. durch Formen aus
irgendeinem einer Anzahl bekannter Polymere herge-
** stellt werden, die physikalisch und chemisch gegenüber
ultraviolettem Licht widerstandsfähig sind. Es gibt viele im Handel erhältliche Polymere und Copolymere,
die gegenüber Ultraviolettlicht widerstandsfähig sind
und zur Herstellung des Gehäuses 12 verwendet werden
v können, wenn dessen Verwendung in Verbindung mit
ultraviolettem Licht beabsichtigt ist. Geeignete Materialien für das Gehäuse 12 umfassen, wenn auch
nicht ausschließlich, Acrylatpolymere wie Polymethyl-
methacrylat; Acrylatcopolymere wie Styrolacrylnitril; ic
Polyolefine wie Polyäthylen und Polypropylen, die in
passender Weise gegen Abbau durch UV-Strahlung stabilisiert worden sind; Polyamide, wie Nylon 6,6;
Poly-(2-methylpenten); Polysulfone; Polyester, PoIyäthersulfone;
Polybutylen, und Acrylnitril-Butadien-
Styrol-Copolymere.
Um für die Verwendung in der Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung geeignet zu sein, müssen die
Fasern 18 die gewünschte Strahlenenergie axial über
ihre Länge hinweg von einer Strahlenquelle zum Innern des Gehäuses 12 übertragen können. Wie oben angegeben,
muß zur Erzielung einer maximalen Wirkung die Brechungszahl der äußeren Umfangsflachen der Endteile
der Fasern gleich oder größer als die Brechungszahl
des Materials sein, das die äußeren Umfangsflachen berührt, wenn die Fasern in der Endwand befestigt
werden. Bei der spezifischen in Rede stehenden Ausführungsform werden Fasern bevorzugt, die aus einem
Werkstoff hergestellt sind, dessen Brechungszahl gleich oder größer als die Brechungszahl der Endwand
ist, in der die Fasern befestigt werden. Wahlweise
- 15 -
können die äußeren ümfangsflachen der Endteile der
Fasern behandelt werden, damit sie die gewünschte Brechungszahl aufweisen.
Andere Faktoren sind gleichwertig, d.h., daß der Außendurchmesser der Fasern so klein wie möglich sein
sollte, um einen größtmöglichen Oberflächenbereich zu schaffen, von dem die Strahlung zur Verteilung der
Strahlenenergie innerhalb der Vorrichtung ausgesandt
'^ werden kann. Nachstehend wird ersichtlich, daß Bestrahlungsvorrichtungen
gemäß der Erfindung mit Fasern hergestellt wurden, deren Außendurchmesser etwa 508
Mikron und etwa 350 Mikron betrugen. Der Außendurchmesser der Fasern kann im allgemeinen über die Länge
'^ der Fasern gleichförmig sein, oder er kann entweder
periodisch oder aperiodisch variieren, d.h., daß der Querschnittsbereich der Fasern über deren Länge sich
verändern kann. Es ist verständlich, daß die Zahl der verwendeten Fasern von der Größe des Inneren des
Gehäuses 12, dem Außendurchmesser der Fasern und der Größe des Faserflächenbereichs abhängig ist, der
innerhalb des Gehäuses für die Emission der Strahlenenergie erforderlich sind. Beispielsweise wurden
Bestrahlungsvorrichtungen gemäß der Erfindung durch
Vergießen von 5000 Fasern mit einem im allgemeinen gleichmäßigen Außendurchmesser von etwa 356 Mikron in
einem kreisförmigen Gehäuse mit einem Zwischenteil vergossen, dessen Durchmesser etwa 3,12 cm beträgt.
Diese Vorrichtung enthält etwa 0,85 m2 Faserfläche im
Inneren des Gehäuses, von der Strahlungsenergie emittiert werden kann, wenn die effektive Länge der
Fasern innerhalb des Gehäuses etwa 15,24 cm beträgt. Die Menge der in die Vorrichtung und von den Fasern in
das Innere derselben emittierten Strahlenenergie nimmt
zu, wenn die Zahl der Fasern anwächst und andere Faktoren konstant sind. Vorrichtungen, die verhältnis-
- 16 -
mäßig wenig Fasern enthalten, z.B. fünfundzwanzig oder •mehr oder . weniger, würden .z.B. in einem Forschungslaboratorium
verwendbar sein. Andere Vorrichtungen können in Abhängigkeit von dem beabsichtigten
-Endzweck, dem Durchmesser der Fasern, der Größe des Gehäuses usw., zwischen verschiedenen hundert Fasern
bis zu vielen tausend Fasern enthalten. Vorrichtrungen dieser letzten Bauart können zum Sterilisieren von
Flüssigkeiten, zum Durchführen von photoinduzierten '" chemischen Reaktionen öder strukturellen Neu- oder
Umordnungen oder für die Bestrahlung von Körperflüssigkeiten,
wie z.B. Blut oder Lymphe, außerhalb des Körpers benutzt werden..
** Die Fasern sind- vorzugsweise massiv ausgebildet, sie
können jedoch auch hohl sein, wenn dies gewünscht wird. Hohle Fasern können einen sich über ihre Länge
kontinuierlich erstreckenden Hohlraum oder hohle Teilabschnitte aufweisen, die diskontinuierlich über
ihre Länge angeordnet sind.
Es wird eine Strahlenenergie übertragende Zelle
hergestellt, in der die Elemente zum Übertragen der Strahlenenergie in einem Bündel von annähernd zweihundertfünfzig
(250) massiven Eihzelfasern zusammengefaßt sind, die aus Poly-(2-methylpenten) extrudiert
sind. Die Endteile der Fasern an jedem Ende des
Faserbündels werden in einer ersten und zweiten Endwand befestigt, um die Zelle zu bilden. Die
Poly-(2-methylpenten)-Fasern, die verwendet werden, haben eine Länge von etwa 20,32 cm und eine Brechungszahl von 1,47. Ihr Außendurchmesser ist annähernd 500
Mikron. Die Zelle wird mit den Endwänden durch manuelles Vergießen der Enden der Fasern an jedem Ende
- 17 -
4*.
des Faserbündels mit einer Silikongußmasse mit einer Brechungszahl von 1,43 versehen, d.h., daß die
Brechungszahl der Vergußmasse kleiner als die Brechungszahl der Fasern ist. Nach geeigneter Aushärtung
^ der Gußmasse werden die Enden der vergossenen Teile abgeschnitten, so daß die Enden der darion befestigten
Fasern mit den Endwänden der Zelle fluchten. Die Endwände der fertigen Zelle haben einen Durchmesser
sowie eine Dicke von jeweils 1 cm. Die fertige, Strahlenenergie übertragende Zelle wird sorgfältig
zwischen zwei Quellen ultravioletter Strahlenenergie angeordnet, deren vorherrschende Wellenlänge etwa 366
Nanometer beträgt. Die verwendeten Energiequellen bestehen aus Ultraviolettlampen des Modells B-IOOA
BLak-Ray*, die bei der Ultraviolet Products, Inc. kommerziell erhältlich sind. Die UV-Strahlenergie
dieser Lampen wird im allgemeinen senkrecht auf die Endwände der Zelle gerichtet. Wenn die UV-Energiequellen
aktiviert werden und eine wäßrige Lösung von
Uranil-Natrium von 0,01 Gew.% sehr nahe an, jedoch
nicht in Berührung mit den äußeren Oberflächen der Fasern in der Zelle placiert werden, wird keine
Fluoreszenz der Uranil-Natriumlösung beobachtet.
Daraus läßt sich schließen, daß keine UV-Energie von 25
den äußeren Umfangsflächen der Fasern der Zelle emittiert werden. Wenn die wäßrige Lösung des Uranil-Natriums
mit den äußeren Oberflächen der Fasern in der Zelle in Berührung gebracht wird, wird eine brilliante
grüne Fluoreszenz der Uranil-Natriumlösung beobachtet. Daraus läßt sich schließen, daß die UV-Strahlungsenergie,
die auf die Endwände der Zelle, gerichtet ist, von den Fasern der Zelle übertragen wird und von den
äußeren.·Umfangsflächen der Fasern emittiert wird, wenn
diese Fasern mit der Uranil-Natriumlösung in Verbindung kommen. Wenn die Energie aus einer einzigen
Quelle für UV-Strahlungsenergie auf eine der Endwände
- 18 -
3246293
' der Zelle (jedoch nicht auf die andere) gerichtet wird und die verdünnte Uranil-Natriumlösüng auf die äußere
Endfläche der anderen Endwand der Zelle aufgebracht wird, wird wiederum eine brilliante grüne Fluoreszenz
beobachtet. Daraus läßt sich schließen, daß die auf eine Endwand der Zelle gerichtete ultraviolette
Strahlenenergie von den Fasern in einer zu ihrer Längsachse parallelen Richtung übertragen und an der
äußeren Endfläche der anderen Endwand der Zelle
'" emittiert wird.
Wie oben angemerkt wurde, wird keine ultraviolette Strahlenergie festgestellt, die von den äußeren
Umfangsflachen der Fasern emittiert wird, wenn die
'*> verdünnte Uranil-Natriumlösung sehr nahe an jedoch
nicht in Berührung mit den äußeren Oberflächen der Fasern gebracht wird. Obwohl eine Bindung an irgendeine
besondere Theorie des Vorgangs nicht gewünscht wird, ist anzunehmen, daß der Grund, für die Feststel-
^ lung der Emission der ultravioletten Strahlenenergie
von den äußeren Umfangsflachen der Fasern, wenn diese
tatsächlich mit der Uranil-Natriumlösung in Verbindung kommen, darin liegt, d^ß die Beaufschlagung dieser
Lösung auf die äußeren Oberflächen der Fasern, offensichtlich aufgrund der Unterschiede in den
optischen Eigenschaften zwischen den Faseroberflächen .und der Uranil-Natriumlösung, Wege oder "Leckstellen"
schafft, an denen die Strahlung aus den Fasern radial
emittiert werden kann.
.
.
Die Anordnung der die Strahlenenergie übertragenden Fasern nach ihrer Befestigung in der Endwand 14 der
Zelle, die in diesem Beispiel I beschrieben ist, ist im Querschnitt in Fig. 7 dargestellt. Es ist festzu-
stellen, daß die äußere Umfangsflache 15 des Endteils
der Fasern 18 unmittelbar mit der das Material
- 19 -
enthaltenden Endwand 14 in Berührung steht. Die Brechungszahl (1,43) der verwendeten Silicon-Vergußmasse
zur Bildung der Endwand (und daher der Brechungszahl der Endwand selbst) ist. kleiner als die
Brechungszahl (1,47) der Faser. Die Anordnung der Fasern in der Endwand 16 der Zelle ist identisch.
Eine modifizierte Anordnung der Strahlenenergie übertragenden
Fasern in einer Endwand ist im Querschnitt '^ in Fig. 8 dargestellt. Es ist zu bemerken, daß die
äußere ümfangsflache 15 des Endteils der Fasern 18 mit
einer dünnen Materialschicht 19 überzogen ist, z.B. mit Polyvinylidenfluorid, dessen Brechungszahl gleich
oder kleiner als die Brechungszahl der Faser ist. So steht die äußere Ümfangsflache der Endteile der Fasern
18, die in der Endwand befestigt sind, mit einem Werkstoff in Berührung, dessen Brechungszahl gleich
oder kleiner als die Brechungszahl der Faser ist. In
einem solchen Fall ist die Brechungszahl des Werk-
Stoffs, aus dem die Endwand 14 besteht, nicht länger kritisch; sie kann größer, gleich wie oder kleiner als
die Brechungszahl der Fasern selbst sein.
Es wird eine Strahlenenergie übertragende Zelle, die mit der im oben beschriebenen Beispiel I identisch
ist, konstruiert, mit Ausnahme der Tatsache, daß eine
Polyurethan-Gußmasse mit einer Brechungszahl von 1,59 anstelle der Silicon-Vergußmasse verwendet wird, die
in der Zelle gemäß Beispiel I benutzt wurde. Die fertiggestellte, Strahlenenergie übertragende Zelle
wird sorgfältig montiert, so daß die Energie von einer UV-Strahlenenergiequelle auf eine ihrer Endwände
gerichtet werden kann. Wenn die UV-Strahlenenergie-
- 20 -
324629g
quelle aktiviert wird und ein UV-Meßgerät als Meßwertgeber benutzt wird, kann keine von der gegenüberliegenden
Endwand der Zelle emittierte Strahlenenergie festgestellt werden, noch kann irgendwelche ultraviolette
Strahlenenergie festgestellt werden, die von . den äußeren ümfangsflachen der Fasern in dem Faserbündel
emittiert werden. Selbst wenn die Strahlenenergie auf beide Endwände der Zelle gerichtet wird,
kann keine Strahlenenergie festgestellt werden, die von den ' äußeren Ümfangsflachen der Fasern emittiert
wird. Die Ergebnisse dieses Beispiels II und die im Beispiel I beobachteten Ergebnisse zeigen, daß, wo die
Brechungszahl des die äußeren Ümfangsflachen der die
Strahlungsenergie übertragenden Elemente in der Endwand berührenden Materials größer als die Brechungszahl der Fasern selbst ist; die Strahlungsenergie
weder längs der die Strahlungsenergie übertragenden Elemente zu der gegenüberliegenden Endwand der Zelle
noch von den äußeren ümfangsflachen der Elemente
zwischen den Endwänden emittiert wird.
Eine Bestrahlungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung wird aus einem im allgemeinen kreisförmigen. Gehäuse
hergestellt, das aus einem im Handel erhältlichen Styrol/Acryl-Copolymerharz geformt wird. Das Gehäuse
ist etwa 20,32 cm lang. Der Durchmesser des mittleren Teils des Gehäuses beträgt etwa 3,12 cm, während die
vergrößerten Teile der Enden desselben einen Durchmesser von etwa 3,81 cm aufweisen. Annähernd 300 hohle
Fasern aus Polymethylmetacrylat werden in das Gehäuse eingesetzt, wobei ihre Enden an jedem Ende des
Gehäuses vorstehen. Diese hohlen Fasern werden manuell in dem Gehäuse unter Verwendung einer Silicon-Vergußmasse
manuell vergossen, die als MDX 4-4210 mit einer
- 21 -
. .» t · t ♦
•ft* ·
. ·: ·":.·::··": 3246290
Zl.
Brechungszahl von 1,43 bei der Dow Corning Company erhältlich ist. Die UV-T-Hohlfasern haben einen
kontinuierlichen Hohlraum, der sich über ihre Länge erstreckt, einen Außendurchmesser von annähernd 250
^ Mikron und eine Wanddicke von annähernd 25 bis 35 Mikron. Die Brechungszahl der Fasern beträgt 1,45, Die
wirksame Länge der Fasern innerhalb des Gehäuses nach Beendigung des Gießvorgangs beträgt etwa 15,24 cm.
Nach Beendigung der Gieß- und Aushärtungsvorgänge ' werden die vergossenen Teile an beiden Enden der
Bestrahlungsvorrichtung abgeschnitten, so daß die Enden der Fasern an beiden Enden des Faserbündels mit
den äußeren ■ Endflächen der entsprechenden Endwände fluchten, die durch den Gießvorgang gebildet sind.
Unter Bezugnahme auf die rechte Seite in Fig. 3 wird die fertige Vorrichtung zwischen zwei Quellen 30, 32
für ultraviolette Strahlenenergie, die die gleichen wie die in Beispiel I benutzten sind, angeordnet,
deren vorherrschende Wellenlänge etwa 366 Nanometer
ist. Die UV-Strahlungsenergie wird im allgemeinen senkrecht zu den Endwänden der Bestrahlungsvorrichtung
gerichtet. Konusförmige Kollimatoren 40, die aus Aluminium bestehen und mit Rippen 42, die ebenfalls
aus Aluminium hergestellt sind, zur Verteilung der 25
Hitze versehen sind, werden, wie dargestellt, · zwischen den Quellen 30, 32 für ultraviolette Strahlenenergie
und den Wänden der Vorrichtung angeordnet. Eine geschlossene Schleife für die Umwälzung einer 10 Gew.%
betragenden wäßrigen Lösung des Monomers 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure
(AMPS) wird vorbereitet. Die AMPS-Lösung zirkuliert mit Hilfe einer Pumpe von einem geschlossenen Behälter zu dem Einlaß der
Bestrahlungsvorrichtung und durch die Vorrichtung
selbst, wo sie über die äußeren Oberflächen der Fasern 35
in dem Faserbündel hinwegfließt. Die zirkulierende
Lösung wird von der Bestrahlungsvorrichtung durch den
■- 22 -
I NAOHQSFVEiCHT
53.
Auslaß derselben abgezogen und zu ihrem geschlossenen Behälter zurückgeleitet. Der gesamte Versuch wird
unter Stickstoff bei Umgebungsdruck und -temperatur
durchgeführt.
5
5
Die Quellen für ultraviolette Energie werden aktiviert, und die wäßrige AMPS-Lösung von 10 Gew.% läßt
man kontinuierlich durch das System zirkulieren. Proben der zirkulierenden Lösung werden aus dem System
nach den ersten fünfzehn Minuten, dann in dreißig-Minuten-Intervallen
bis zum Erreichen von neunzig Minuten, abgezogen. Eine visuell beobachtbare Zunahme
der Viskosität der zirkulierenden Lösung wird am Ende von dreißig Minuten bemerkt. Der Versuch wird nach
neunzig Minuten beendet. Die Anzahl der mittleren Molekulargewichte wird an den abgezogenen Proben unter
Verwendung von Hochdruckflüssigkeitschromotographie mit einem integrierenden Computer für die Berechnung
des Molekulargewxchts bestimmt. Folgende Ergebnisse
werden erhalten:
Probe | abgelaufene Zeit in Minuten |
mittlere Molekular gewichtszahl |
1. | 0 | (Monomer) |
2. | 15 | 26,400 |
3. | 30 | 25,800 |
4. | 60 | 381,000 |
•
IT) |
90 | 381,000 |
Durch Infrarotanalyse wurde festgestellt, daß es sich
bei dem massiven Material, das durch Verdampfung der bestrahlten AMPS-Lösung wiedergewonnen wurde, um
Poly-(2-acrylamido-2-methyl)-propansulfonsäure
handelt.
handelt.
- 23 -
SAD ORIGiNAL
Die vorstehenden Daten des Molekulargewichts und des Ergebnisses der Infrarotanalyse ebenso wie die visuell
^ beobachtbare Zunahme der Viskosität der umlaufenden AMPS-Lösung zeigen, daß das Monomere AMPS polymerisiert
wurde. Da es bekannt ist, daß AMPS unter dem Einfluß von ultravioletter Strahlenenergie photo-polymerisiert
werden kann, ist daraus zu schließen, daß
'0 die ultraviolette Strahlenenergie, die auf die Endwände
der Vorrichtung durch die außen angeordneten Quellen 30, 32 gerichtet wird, durch die hohlen Fasern
in das Innere der Bestrahlungsvorrichtung übertragen wird, wo sie anschließend aus den Oberflächen der
'^ Fasern emittiert wird, um die Bestrahlung der zirkulierenden
Lösung zu bewirken.
Es ist anzumerken, daß jede der in diesem Beispiel III verwendeten Fasern ein erstes Ende, einen ersten
Endteil in der Nähe des ersten Endes, ein zweites Ende, einen zweiten Endteil in der Nähe des zweiten
Endes, und einen dazwischenliegenden oder mittleren Teil zwischen dem ersten Endteil und dem zweiten
Endteil aufweist. Bei der fertigen Bestrahlungs-
vorrichtung fluchten die entsprechenden ersten Enden
der Fasern mit der äußeren Oberfläche einer der Endwände, während die entsprechenden zweiten Enden der
Fasern mit der äußeren Oberfläche der anderen Endwand fluchten. Die ersten Endteile der Fasern sind in einer
der Endwände befestigt, während die zweiten Endteile der Fasern in der anderen Endwand befestigt sind. Die
entsprechenden, dazwischenliegenden Teile der Fasern sind im Inneren des Gehäuses angeordnet, wo sie sich
zwischen den Innenflächen der beiden Endwände er-
4. V
strecken.
- 24 -
BAD ORIGINAL
3246298
Es wird unter Verwendung der identischen Einrichtung und des in Beispiel III beschriebenen Verfahrens ein
** Versuch durchgeführt, jedoch keine ultraviolette Strahlenenergie verwendet. Periodisch abgenommene
Proben werden einer Analyse mittels Hochdruckflüssigkeitschromatographie
unterworfen. Nach neunzig Minuten
wird kein Nachweis einer Polymerisation beobachtet.
10
10
Das in Beispiel III beschriebene Experiment wird wiederholt. Es läßt sich wiederum eine Viskositätszunahme visuell nach einem Umlauf der AMPS-Lösung von
dreißig Minuten feststellen. Der Versuch wurde nach dreißig Minuten beendet, als eine Viskoselösung mit
einer Viskosität von 30 000 cp, die mit einem Brookfield-Viskosimeter bestimmt wurde, erhalten
wurde. Die mittlere Molekulargewichtszahl des aus der Lösung wiedergewonnenen Polymers wurde mit 421.000
bestimmt.
Beispiel VI
25
25
Es wird eine andere Bestrahlungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung unter Verwendung des in Beispiel III
beschriebenen Gehäuses 12 hergestellt. 5.000 massive, aus Einzelfasern bestehende Acrylfasern werden aus
Cyro 7N Clear-Kunstharz, das von der Cyro Industries,
Inc. im Handel erhältlich ist, extrudiert und in dem Gehäuse plaziert. Diese Fasern haben einen Außendurchmesser
von etwa 356 Mikron und eine Brechungszahl von 1,47. Die Fasern werden manuell in dem Gehäuse unter
Verwendung der in Beispiel III beschriebenen Silikon-Vergußmasse vergossen. Es ist verständlich, daß die
Fasern unter Verwendung bekannter mechanisierter Verfahren vergossen werden können, z.B. solcher, wie
sie im allgemeinen in der US-PS 3 442 002 (Geary et al) oder US-PS 4 289 623 (Lee) beschrieben sind. Nach
^ dem Aushärten der Gußmasse werden die vergossenen Teile an jedem Ende der Vorrichtung abgeschnitten, so
daß die entsprechenden, darin eingebetteten Faserenden mit den äußeren Endflächen der vergossenen Endwandung
fluchten. Die fertiggestellte Bestrahlungsvorrichtung
'^ wird zwischen Quellen 30, 32 für ultraviolette
Strahlungsenergie und Kollimatoren 40 angeordnet, wie sie auf der rechten Seite von Fig. 3 der Zeichnungen
dargestellt sind. Eine geschlossene Schleife für den Umlauf von Flüssigkeiten durch die Vorrichtung wird in
' der bereits in Beispiel III beschriebenen Weise aufgebaut.
Eine wäßrige Lösung aus Uranil-Natrium (0,01 Gewichtsprozent), zirkuliert durch die Vorrichtung und die
beiden Strahlungsenergiequellen (es handelte sich um dieselben, die oben beschieben sind) werden aktiviert.
Die vorherrschende Wellenlänge der von diesen Quellen emittierten ultravioletten Energie beträgt 366 Nanometer,
Eine brilliante grüne Fluoreszenz wird in der
Uranil-Natriumlösung beobachtet, die in der Bestrahlungsvorrichtung
umläuft. Daraus ist zu schließen, daß die von den äußeren Strahlungsenergiequellen abgegebene Strahlungsenergie über die
Fasern in das Innere der Vorrichtung übertragen wird,
wo sie anschließend von den äußeren Oberflächen der Fasern emittiert wird, um die in der Vorrichtung
umlaufende Uranil-Natriumlösung zu bestrahlen.
Nachdem die Vorrichtung und die für die Zirkulation
der Flüssigkeit vorgesehene Schleife vollständig durchspült sind, werden die Quellen für UV-Strahlungs-
- 26 -
. 3246268
ei-
energie erneut aktiviert und eine wäßrige Lösung von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) von 10
Gewichtsprozent durch die Bestrahlungsvorrichtung in Umlauf gebracht. Es wird visuell beobachtet, daß die
Viskosität der umlaufenden Lösung mit der Zeit zunimmt, wobei von dieser Beobachtung darauf geschlossen
wird, daß die AMPS unter dem Einfluß der UV-Energie polymerisiert wird, die von den äußeren
Oberflächen der Fasern emittiert wird, die mit der AMPS-Lösung im Inneren der Vorrichtung in Berührung
stehen. Es wird eine Probe der zirkulierenden Lösung nach 60 Minuten entnommen; die Zahl des mittleren
Molekulargewichts des gebildeten Polymers wurde mit 408.000 bestimmt.
Es wird jetzt Bezug genommen auf die Fig. 4 bis 6 der Zeichnung, die eine zweite Ausführungsform einer
Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigen. Die Vorrichtung 50 besteht aus einem sich längs
erstreckenden, im allgemeinen zylindrischen Gehäuse 54 mit einem mittleren Teil 53 reduzierten Durchmessers
und vergrößerten Endteilen 51, 52. Die Vorrichtung umfaßt ferner ein Bündel 17 von Einzelfasern 18, deren
Längsachse parallel zur Längsachse der Vorrichtung selbst verläuft. Die Fasern sind in den Endwänden der
Vorrichtung in der oben in Verbindung mit der Vorrichtung 10 beschriebenen Weise vergossen. Die
Vorrichtung 50 umfaßt ferner einen Einlaß 2 0 und einen Auslaß 21, wobei der Einlaß 20 im vergrößerten Endteil
51 innerhalb der Endwand 14 sowie der Auslaß 21 im vergrößerten Endteil 52 innerhalb der anderen Endwand
der Vorrichtung angeordnet sind.
Um eine einheitlichere Verteilung der in die Vorrichtung eintretenden und diese verlassenden Flüssigkeiten
zu ermöglichen und eine Kannelierung der Flüssigkeits-
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• 324623$
ströme durch die Vorrichtung verhindern zu helfen, sind an jedem' Ende der Vorrichtung Leitwände 55
vorgesehen. Diese Leitwände liegen in der Nähe des Einlasses 20 und des Auslasses 21; sie sind konzentrisch
zu den vergrößerten Endteilen 51 und 52 der Vorrichtung angeordnet und haben einen kleineren
Durchmesser als diese. Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen sie aus Verlängerungen reduzierten
Durchmessers des dazwischen liegenden Wandteils 53 des Gehäuses. Wie aus Fig. 5 am besten zu
ersehen ist, ergibt sich daher ein kleiner freier Ringraum 58 zwischen der Innenfläche 56 des vergrößerten
Teils 51 und der äußeren Oberfläche 57 der Leitwand 55. Die Leitwand 55 umfaßt mehrere genutete
Teile 60, die bei der bevorzugten Ausführungsform
V-förmig gestaltet sind und in einer Anzahl von vier Stück vorgesehen sind. Der unmittelbar dem Einlaß und
Auslaß gegenüberliegende Teil der Leitwand braucht keine Nut aufzuweisen, da bei einer solchen Anordnung
der eigentliche Zweck der Leitwand entgegengewirkt würde, der darin besteht, eine einheitlichere Verteilung
der Flüssigkeit zu erzielen und eine unerwünschte Kannelierung derselben verhindern zu helfen, während
sie durch die Vorrichtung strömt. Es ist verständlich, daß die beschriebene Leitwand an beiden Enden der Vorrichtung
identisch ausgebildet und angeordnet ist.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Endteil der Leitwand 55 sich über den Bereich unter dem Einlaß 20
hinaus eine kurze Strecke in die vergossene Endwand 14 hinein erstreckt. Während die optimale Nutzbarmachung
der durch eine gegebene Anzahl von genuteten Teilen (16) geschaffenen Zuströmbereiche erhalten wird, wenn
die Endkante 61 der Leitwand 55 an der Innenfläche 62 der vergossenen Endwand 14 flüssigkeitsdicht anliegt,
ist dies aus praktischen Gründen schwierig zu verwirk-
- 28 -
32462®
lichen. Um die durch die genuteten Teile 60 geschaffenen Zuströmungsbereiche dann maximal nutzbar zu
machen, sollte der Abstand, über den sich das Ende der Leitwand in die vergossene Endwand erstreckt, auf
einem solchen Minimum gehalten werden, das eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet. Es ist klar,
daß, wenn der Abstand, über den sich die Leitwand in die vergossene Endwand erstreckt, zu groß ist, die
genuteten Teile teilweise verstopft werden, so daß in '" diesem Fall die Wirksamkeit der Flüssigkeitsverteilung
verringert wird, oder es können die genuteten Teile vollständig verstopft werden, in welchem Fall die in
den Einlaß eintretende Flüssigkeit überhaupt nicht
mehr innerhalb des Gehäuses verteilt werden kann.
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Es kann vorkommen, daß das zum Vergießen des Faserbündels und zum Bilden der Endwände der Vorrichtung 10
oder Vorrichtung 50 verwendete Material nicht in dem notwendigen Ausmaß an den Innenflächen der vergrößer-
ten Endteile der Vorrichtung anhaftet. Falls dxes vorkommt, ist es möglich, daß die durch den Einlaß 20
eintretende oder aus dem Auslaß 21 austretende Flüssigkeit in den Bereichen der unvollkommenen
Haftung austreten kann. Eine derartige Leckage kann or
bis zu dem Ausmaß, wie sie auftreten kann, durch die Befestigung von Kappen 70 an den Enden der Vorrichtung
verhindert werden. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, hat die Kappe 70 ein Ende 71 und einen
Mantel 72. Die Kappe kann aus einem Kunststoff-
material, vorzugsweise demselben Kunststoff wie dem für das Gehäuse 12 verwendeten, geformt werden, das
sofort, z.B. durch die Verwendung von Ultraschallschweißen, einen Klebstoff oder dergl. mit dem Gehäuse
und den Endwänden der Vorrichtung versiegelt werden
kann. Die Dicke der Kappe kann in geeigneter Weise etwa 5 mm betragen. Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Kappe
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2 462S3
70 über die Enden der Vorrichtung 50 gestülpt ist. Die Innenfläche des Mantels 72 der Kappe 70 (der in
geeigneter Weise etwa 13 mm betragen kann), wird mit der äußeren Oberfläche des vergrößerten Endteils 51 in
Berührung gebracht, während die Innenfläche des Kappenendes 71 mit der äußeren Endfläche der Endwand
14 in den Bereichen derselben in Kontakt gebracht wird, die innen in der Nähe der sich über den Umfang
erstreckenden Endkante des vergrößerten Endteils 51 des Gehäuses liegen. Die Abdichtung der Kappe 70 an
den zugehörigen Flächen kann z.B. mittels Ultraschallschweissen, durch Wärmebehandlung oder durch die
Verwendung eines geeigneten Klebstoffs bewirkt werden. Wenn die Kappe, wie beschrieben, abgedichtet ist, wird
jedwede Leckage aufgrund einer zu schwachen Haftung zwischen der vergossenen Endwand 14 und dem vergrößerten
Endteil 51 der Vorrichtung eliminiert. Vorzugsweise sollte die Kappe für die bei der Vorrichtung
verwendete Strahlenenergie durchlässig sein. Wenn jedoch das für die Kappe ausgewählte Material die im
Zusammenhang mit der Vorrichtung verwendete Strahlenenergie absorbiert, kann ein innerer Teil 74 der Kappe
70 vor dem Abdichtungsvorgang ausgeschnitten werden. Dies ermöglicht es, die Strahlenenergie an der Endwand
der Vorrichtung durch den ausgeschnittenen Teil zu richten, ohne daß . die Strahlenenergie durch das die
Kappe bildende Material absorbiert wird. Der verbleibende Umfangsbereich des Endteils 71 der Kappe 70
steht für die Abdichtung gegenüber der vergossenen Endwand zur Verfügung, wie weiter oben .beschrieben
wurde.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung könne auch mehrere Ansätze an ihrer äußeren Oberfläche aufweisen. Der
Zweck dieser Ansätze besteht darin, Mittel vorzusehen, durch die das Gehäuse 12 während eines mechanischen
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Gießvorganges oder anschließend während der tatsächlichen
Verwendung der Vorrichtung selbst festgehalten werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und
6 sind vier Ansätze 75 an jedem Ende des Gehäuses 12 vorgesehen. Die Ansätze, deren Zahl unterschiedlich
sein kann, weisen eine im allgemeinen halbkreisförmige Form auf und sind an den vergrößerten Endteilen
außerhalb (d.h. in Richtung der Enden des Gehäuses 50) des Einlasses 20 und des Auslasses 21 angeordnet.
Claims (1)
- . HANS W. GKOENINGPATENTANWALTJ/ECP 10-243EXTRACORPOREAL MEDICAL SPECIALTIES, INC.
Royal and Ross RoadsKing of Prussia
Pennsylvania 19406, USABestrahlungsvorrichtung für Flüssigkeiten
und Verfahren zur Verwendung derselbenPatentansprücheVorrichtung zum Bestrahlen einer darin enthaltenen oder durch diese hindurchströmenden Flüssigkeit, gekennzeichnet durch ein hohles Gehäuse (12) mit einer ersten Endwand (14) und einer zweiten Endwand (16), einem Einlaß (20) im Gehäuse (12) zwischen der ersten Endwand (14) und der zweiten Endwand (16) zum Einführen der Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses (12), einem Auslaß (21) im Gehäuse (12) zwischen der ersten Endwand (14) und der zweiten Endwand (16) zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Inneren des Gehäuses (12), mindestens einem Element zur Übertragung von Strahlenenergie, das innerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist, wobei das Strahlenenergie 'übertragende ElementSIEBEHTSTH. 4 · 8000 ΜΐΝΟΠΕΝ 8β · POB 800 340 · KABEL·: KHEINPATENT · TEL. (089) 471079 · TELEX B 220BAD ORIGINAL324629S• ι · ■>>!■*τ.,einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil aufweist, daß der erste Endteil des Elementes in der ersten Endwand (14) befestigt ist, daß die äußere Umfangsflache des Endteils des Elementes, welches in der Endwand (14) befestigt ist, mit einem Material in Berührung steht, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des Elementes ist.'0 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Strahlenenergie übetragende Elemente.3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenenergie übertra-•^ genden Elemente in Form von Fasern (18) vorliegen.4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlenenergie übertragenden Elemente in Form von masonsiven Fasern (18) vorliegen.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endteil des Elementes in der zweiten Endwand (16) befestigtist.6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsflache des zweiten Endteils des Elementes, das inder zweiten Endwand (16) befestigt ist, mit einem Material in.Berührung steht, dessen Brechungszahl gleich oder kleiner als die Brechungszahl des Elementes ist.7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element mitBAD ORIGINAL32462-93einem ersten Ende versehen ist, in dessen Nähe sich ein erster Endteil befindet, und daß sich ein zweites Ende des Elementes in der Nähe eines zweiten Endteils befindet und daß Mittel vorgesehen sind, mittels welcher Strahlungsenergie auf mindestens eines der ersten und zweiten Enden des Elementes gerichtet werden kann.8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie übertragenden Elemente aus der Gruppe bestehend aus Fasern, Stangen und rechtwinkligen Platten ausgewählt sind.** 9. Verfahren zum Bestrahlen einer Flüssigkeit unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:a) Zurverfügungstellung einer Vorrichtung, bestehend aus einem hohlen Gehäuse mit einer ersten Endwand, einer zweiten Endwand, einem Einlaß zum Einführen der Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses, einem Auslaß zum Abziehen der Flüssig-keit aus dem Inneren des Gehäuses und mindestens einem Element in dem Gehäuse, daß zur Übertragung von Strahlenenergie geeignet ist, wobei das Element mit einem ersten Ende und einem zweitenEnde versehen ist,
30b) Ausrichten der Strahlenenergie auf mindestens eines der ersten und und zweiten Enden des Elementes,c) Einführen der Flüssigkeit in das Innere desGehäuses, undBAD ORIGINAL324629Sd) Abziehen der. Flüssigkeit aus dem Inneren des Gehäuses.10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bestrahlende Flüssigkeit durch die Vorrichtung in Umlauf gebracht wird.11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung mit mehreren zur Übertragung von Strahlungsenergie geeigneten Elementen verwendet wird.12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ' dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenenergie ultraviolette Strahlenenergie ist.13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,dadurch gekennzeichnet, daß als Elemente zurÜbertragung der Strahlenenergie Fasern verwendet werden.14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch die Verwendung von Fasern,die jeweils ein erstes Ende, einen ersten Endteil in der Nähe des ersten Endes, ein zweites Ende, einen zweiten Endteil in der Nähe des zweiten Endes und einen dazwischen liegenden Teil zwischen den ersten und zweiten Endteilen aufweisen, wobeimindestens die dazwischen liegenden Teile der Fasern im Inneren des Gehäuses angeordnet sind,b) durch Ausrichten von Strahlungsenergie auf mindestens das entsprechende erste Ende der35' „Fasern.ORIGINAL32462915. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie auf das entsprechende zweite Ende der Faserngerichtet wird.
516. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden ersten Endteile der Fasern in einer der ersten undzweiten Endwände befestigt werden. 1017. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden zweiten Endteile der Fasern in der anderen derersten und zweiten Endwände befestigt werden. 15■ BAD' ORIGINAL
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