DE2317750B2 - Vorrichtung zum trennen von gasen und fluessigkeiten und zum filtern von flssigkeiten und gasen - Google Patents

Vorrichtung zum trennen von gasen und fluessigkeiten und zum filtern von flssigkeiten und gasen

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DE2317750B2 DE19732317750 DE2317750A DE2317750B2 DE 2317750 B2 DE2317750 B2 DE 2317750B2 DE 19732317750 DE19732317750 DE 19732317750 DE 2317750 A DE2317750 A DE 2317750A DE 2317750 B2 DE2317750 B2 DE 2317750B2
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Description

Die Erfindung K-tnfft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.
Vielfach ist es notwendig, in Flüssigkeiten enthaltene Gase von der Flüssigkeit vollständig zu trennen ebenso wie man häufig 1 lussigkeiten aus diese mitführenden Gasen abscheiden muli. In bestimmten Fäüen, beispielsweise bei Verabrcu hung medizinischer Injektionen oder Infusionen muH mit absoluter Sicherheit vermieden werden, daß dem Patienten zusammen mit einer Flüssigkeit Gas zugeführt wird. Zusätzlich muß in diesen Fällen die Flüssigkeit auch gefiltert werden, um zu verhindern, daß Stoffe ab eine·· bestimmten Partikeigrös ße mit der Flüssigkeit zum Patienten gelangen. Die zu diesem Zweck verwendeten feinen Filter lassen, wenn sie mit der Flüssigkeit benetzt sind, kei.i Gas durchtreten, jedoch besteht die Gefahr, daß sich mit der Zeit auf der Oberfläche des Filters Gasbläschen
ίο festsetzen, die schließlich einen weiteren Durchtritt von Flüssigkeit verhindern und somit das Filter blockieren. Wenn die Infusion unter dem Druck einer Förderpumpe vorgenommen wird, kann diese Erscheinung dazu führen, daß das Filter plötzlich doch Gas durchläßt, insbesondere auch dann, wenn am Ende des Infusionsvorganges die Infusionsflüssigkeit aufgebraucht ist und dadurch zwangsläufig Luft in die Zufuhrleitung für die Flüssigkeit gelangt.
Es ist bekannt, daß poröse Materialien mit geringer Porengröße nach Benetzen mit einer Flüssigkeit den Durchtritt von Gasen bei Drücken der strömenden Flüssigkeit verhindern, die unter dem sogenannten Blasenpunkt derselben liegen. Der Blasenpunkt ist als derjenige charakteristische Druck definiert, bei dem eine erste Luftblase erscheint, wenn das unter die Oberfläche einer Flüssigkeit eingetauchte poröse Material unter Luftdruck gesetzt wird (vergl. hierzu beispielsweise US-PS 30 07 334). Man hat derartige mikroporöse Materialien bereits als Filter in eine Infusionseinrichtung eingebaut, das mit der Infusionsflüssigkeit befeuchtet wird. Dadurch konnte zwar ein Luftdurchtritt verhindert werden, jedoen entstanden Schwierigkeiten dadurch, daß sich die abgeschiedene LuIt an der Oberfläche des Filters ablagerte und mit der Zeit den weiteren Durchtritt von Flüssigkeit behinderte und schließlich ganz unmöglich machte. Dabei nimmt auch das Druckgefälle durch das Filter ao, so daß der Blasenpunkt des Filters bei geringerem Druck als erwartet erreicnt wird und die zurückgehaltene Luft bei dem normalen Arbeitsdruck doch durch das Filter hindurchtreten kann.
Ähnliche Schwierigkeiten treten bei chemischen Verfahren auf, bei denen eine Flüssigkeit beim Oberführen in einen anderen Behälter gefiltert werden muß.
Aus der US-PS 35 23 408 ist eine Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten bekannt, welche in einem aus zwei Teilen zusammengesetzten Gehäuse, das einen Einlaß für ein Gemisch aus Flüssigkeiten und Gasen aufweist, ein mit Flüssigkeit benetzbares und im flüssigkeitsbenetzten Zustand gasundurchlässiges Filter und diesem gegenüberliegend ein flüssigkeitsabstoßendes gasdurchlässiges Filter enthält, wobei hinter den Filtern jeweils Auslässe für die Flüssigkeit bzw. die Gase vorgesehen sind. Eine derartige Vorrichtung arbeitet nur dann zufriedenstellend, wenn sie sich in einer gewissen Position befindet, weil sichergestellt werden muß, daß die am gasundurchlässigen Filter abgeschiedenen Gasbläschen zum gasdurchlässigen Fiter gelangen, was bei dieser Filtervorrichtung voraussetzt, daß die abgeschiedenen Gasbläschen zum gasdurchlässigen Filter hochsteigen können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten und zum Filtern von Flüssigkeiten und Gasen mit flüssigkeitsdurchlässigen und gasdurchlässigen Filtern für die getrennte Abfuhr von Flüssigkeiten und Gasen zu schaffen, die in jeder beliebigen Lage befriedigend
arbeitet, ohne daß die am flüssigkeitsdurchlässigen Filter abgeschiedenen Gasbläschen dieses Filter blokkieren können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mil einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, daß die einzelnen Filterblätter nebeneinander angeordnet sind, wobei sich vorzugsweise auf zwei Seiten des flüssigkeitsdurchlässigen Füters jeweils ein gasdurchlässiges Filter befindet, ist gewährleistet, daß die am tiüssigkeitsdurchlässigen Filter abgeschiedenen Gasbläschen schnell zu einem gasdurchlässigen Filter gelangen und durch dieses entweichen können, so daß sie nicht vor dem flüssigkeitsdurchlässigen Filter sitzen bleiben und dieses mit der Zeit blockieren. Daher kann die erfindungsgemäße Filtervorrichtung benutzt werden, ohne auf eine besondere Position derselben achten zu müssen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn alle Filterblätter in einer Ebene angetrdnet sind, so daß die zu behandelnde und zu filternde Flüssigkeit nacheinander über die einzelnen Fiiterblätter strömt, da dann dllein durch die S'iömung die an dem flüssigkeitsdurchlässigen Filterblatt abgeschiedenen Gasbläschen zu den gasdurchlässigen Filterblättern mitgenommen werden.
Sowohl die flüssigkeitsdurchlässigen als auch die gasdurchlässigen Filterblätter haben vorzugsweise eine Lochgröße von weniger als 0,3 μ, wenn die Vorrichtung für Bluttransfusions- oder Blutumwälzanordnungen verwendet werden soll. Dann kann man mit der Vorrichtung auch unerwünscht Mikroembolien oder sonstige Mikroorganismen abscheiden, ebenso wie man unerwünschte Lufteinschlüsse zurückhält, ohne das Leitungssystem der Anordnung vor Inbetriebnahme vollständig von Luft befreien zu müssen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aber nicht nur zum Reinigen und Fill ern von Blut und insbesondere menschlichem Blut geeignet, sondern auch für die Durchführung chemischer Verfahren, bei denen es wichtig ist. Flüssigkeiten vollständig von Gaseinschlüssen und/oder Gase vollständig von mitgeführten Flüssigkeitspartikeln zu befreien.
Für medizinische Anwendungsfälle ist es vorzuziehen, die die Flüssigkeit führenden Kammern so klein wie möglich auszuführen und ihnen zweckmäßig ein Gesamtvolumen von weniger als 0,5 cm3 zu geben.
Das Gehäuse der Vorrichtung wird zweckmäßig aus Kunststoffen gefertigt, die diesem eine ausreichende Stabilität verleihen, wobei die Kunststoffe starr oder auch flexibel sein können, je nach Anwendungsfall. Auch ist es möglich, das Gehäuse durchsichtig auszubilden, was häufig nützlich ist, um im Betrieb optisch überwachen zu können, ob die Vorrichtung befriedigend arbeitet.
Die Filterblätter können aus Textilmaterialien wie Baumwolle, Jute. Sisal. Hanf, Flachs, Leinen und Holzfasern aber auch aus Metalldraht und Kunststoff-Faden aller Ausführungen und Kombinationen dieser Materialien hergestellt werden. Dabei haben die Filterblätter eine für den jeweiligen Verwendungszweck geeignete Lochgröße. Sie können auch mit Kunststoff imprägniert sein, um die gewünschten mikroporösen Filterblätter zu schaffen. Hierfür geeignete mikroporöse Filtermaterialien sind in den US-PS 31 58 532. 32 38 056, 3? 46 767 und 33 53 682 offenbart. Auch sind keramische Filter und mikroporöse Membranfilter brauchbar, wie sie in den US-PS \a 21 341.
16 93 890, 17 20 670, 27 83 894, 28 64 777 und 29 44 017 offenbart sind.
Wenn die drei Filterblätter in einer Ebene angeordnet sind, kann die Vorrichtung flach und damit besonders s handlich gebaut werden. Falls bei einer derartigen Ausführiingsform der Erfindung das am flüssigkeitsdurchlässigen Filter abgeschiedene Gas in der vor den Filterblättern befindlichen Kammer hochsteigt und dort eine Gastasche bildet, ist das nicht schädlich, weil bei
ίο einer Veränderung der Lage der Vorrichtung diese Gastasche durch ein gasdurchlässiges Filterblatt abgebaut und auf jeden Fall sichergestellt wird, daß das abgeschiedene Gas das flüssigkeitsdurchlässige Filterblatt nicht blockieren kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf das aus zwei Teilen zusammengesetzte Gehäuse dieser Vorrichtung,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Innenseite des einen Gehäuseteiies. nämlich des oberen Teiles, wobei die Filterblätter weggelassen sind,
Fig. 3einen Längsschnitt nach Linie 3-3aus Fig. 1,
F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 aus Fig. 1,
Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 aus F i g. 1 und
Fig. 6einen Querschnitt nach Linie6-6aus Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten und zum Filtern von Flüssigkeiten und Gasen hat ein starres, dünnes, kastenförmiges Gehäuse 1 mit rechteckigem Umriß, das aus zwei Gehäuseteilen 2 und 3 zusammengesetzt ist, die aus Polymethvl-Methacrylat bestehen und die entlang einer Verbindungsnaht 4 zu einem Stück miteinander verbunden sind. Der Gehäuseteil 2 bildet dabei den Hauptteil und der Gehäuseteil 3 den Deckel des Gehäuses. Die Verbindungsnaht 4 ist im Inneren des Gehäuses so verwischt, daß die beiden Gehäuseteile wie ein einziges Stück zusammengehalten sind.
jeder Gehäuseteil ist als Formteil gestaltet, beispielsweise als gegossener oder gepreßter Formteil. An der einen Seite des Gehäuseteiles 2 ist einstückig mit diesem eine Leitung 5 angeformt, die an ihrem einen Ende 6 einen Einlaßkanal 7 enthält und an ihrem anderen Ende mit einem Auslaß 9 versehen ist. Mit dem Einlaß 7 kann eine Einlaßleitung 10 und mit dem Auslaß 9 eine Auslaßleitung 11 verbunden werden. Die Leitung 5 enthält eine Wand 12, welche einen direkten Durchstrom vom Einlaßkanal 7 zum Auslaß 9 verhindert. Der Einlaßkanal 7 endet in einer Öffnung 13, die in eine zwischen den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 liegende Kammer 14 führt, so daß das gesamte durch die Einlaßleitung 10 zuströmende Medium, welches ein Flüssigkeit enthaltendes Gas oder eine Gas enthaltende Flüssigkeit sein kann, in die Kammer 14 gelangt.
Der Gehäuseteil 2 enthält drei Kammern 15, 16 und 17. die an ihrer jeweils offenen Seite mit je einem nach innen zur Kammer 14 ragenden umlaufenden Flansch 18,19 bzw. 20 versehen sind. Auf die Flansche 18 bzw. 20 der Kammern 15 und 17 ist jeweils ein flüssigkeitsabstoßendes Filterblatt 22 bzw. 24 aufgelegt und mit diesem verbunden, während auf dem Flansch 19 der Kammer 16 ein benetzbares Filterblatt 23 aufgelegt und mit diesem verbunden ist. Aus der Kammer 15 führen vier Gaskanäle 25 und aus der Kammer 17 vier Gaskanäle 27 nach außen, die zum Abführen von Gas dienen. Die Kammer 16 enthält öffnungen 29, die in die Leitung 5 und damit zum Auslaß 9 und der Auslaßleitung 11 führen
Xl I \J \J
und zur Flüssigkeitsabfuhr dienen. J
In die Kammer 14 eintretendes Gas kann dieselbe durch jedes der flüssigkeitsabstoßenden Filterblätter 22 und 24 hindurch verlassen, während in die Kammer 14 eintretende Flüssigkeit diese nur durch das benetzbare Filterblatt 23 verlassen kann. Das durch die Filterblättei 22 und 24 in die Kammern 15 und 17 gelangende Gas kann durch die Gaskanäle 25 und 27 entweichen, während die durch das benetzbare Filterblatt 23 hindurchströmende Flüssigkeit durch die Kammer 16 und den Verbindungskanal 29 zum Auslaß 9 und in die Auslaßleitung 11 strömt. Diese Flüssigkeit ist gefiltert und vollständig von Gasen befreit, während das durch die Gaskanäle 25 und 27 entweichende Gas keinerlei Flüssigkeit enthält, was durch die Trenn wirkung der flüssigkeitsabstoßenden und benetzbaren Filterbläiter erreicht wird.
Im Betrieb der Vorrichtung tritt das zu trennende und zu filternde Medium durch die Einlaßleitung 10 und den Einlaßkanal 7 in die Kammer 14 ein und kommt mit der in diese weisenden Seite der Filterblätter 22, 23 und 24 in Kontakt. Dabei wird das benetzbare Filterblatt 23 benetzt.
Sobald dessen Poren mit Flüssigkeit gefüllt sind, tritt kein Gas mehr durch dieses Filterblatt hindurch. Hingegen befeuchtet die Flüssigkeit die flüssigkeitsabstoßenden Filterblätter 22 und 24 nicht, so daß durch diese Filterblätter Gas frei hindurchtreten und in die Kammern 15 und 17 gelangen kann, von wo es durch die Kanäle 25 bzw. 27 in die A'mosphäre entweicht. Die durch das benetzbare Filter slatt 23 hindurchtretende Flüssigkeit gelangt in die Ka;nmer 16. von wo sie durch den Kanal 29 zur Auslaßleitung 11 strömt und durch diese die Vorrichtung verläßt.
Der Einlaßkanal 7 und der Auslaß 9 sind so ausgebildet, daß sie zu jeder Leitung einer Anordnung passen, in welcher die Trenn- und Filtervorrichtung verwendet werden soll. Der Auslaß 9 kann beispielsweise zum unmittelbaren Anschließen einer Luer-Nadel oder eines Schlauches, der gegebenenfalls zu einer Luer-Nadel führt, eingerichtet sein, während der Einlaßkanal 7 mit einem für medizinische Anwendungen üblichen Flüssigkeitsvorratsbehälter verbunden werden kann.
Die Vorrichtung kann leicht mittels eines Bandes oder eines Bügels oder anderweitig mit einem der Gliedmaßen eines Patienten verbunden werden, dem ein beliebiges fließfähiges Medikament verabfolgt werden soll.
Diese Vorrichtung ist zum Trennen und Filtern von Gasen und Flüssigkeiten und zum Filtern von Flüssigkeiten und Gasen jeglicher Art für medizinische und chemische Anwendungen brauchbar. Beispielsweise kann diese Vorrichtung dazu benutzt werden, sowohl eine Leitung von Luft freizuhalten oder zu befreien als auch zu verhindern, daß Luft einem Patienten, der eine Injektion oder Infusion erhält, zugeführt wird. Auch wenn die Flüssigkeit unter Druck, beispielsweise dem Druck einer Förderpumpe, zugeführt wird, arbeitet die Vorrichtung einwandfrei, solange der Druck unter dem Blasenpunkt der Flüssigkeit liegt, und zwar auch dann noch, wenn der Vorrat der zugegebenen Flüssigkeil erschöpft ist.
Die Vorrichtung ist auch bei schwerkraftfreier Filtration von Flüssigkeiten und beim Trennen von Gasen und Flüssigkeiten brauchbar, beispielsweise im schwerelosen Weltraum. Sie kann auch dazu dienen. Flüssigkeiten zu filtrieren und von Flüssigkeiten mitgeführte Gase abzuscheiden, beispielsweise bei jeder Art chemischer Verfahren wie beispielsweise beim Abscheiden von Wasserstoff und anderen reaktionsfähigen Gasen aus Flüssigkeiten, bei der Filtration und bei anderen Reaktionen mit Gas als Reaktionsteilnehmer. Da die Vorrichtung keinen Antrieb irgendeiner Art benötigt, ist sie vielseitiger verwendbar als Zentrifugalseparatoren und gewöhnlich für die angegebenen Zwecke deshalb geeignet, weil sie klein und kompakt ausgeführt ist.
Die Vorrichtung ist aber auch beim Abtrennen von in Gasen mitgeführten Flüssigkeiten geeignet, vorausgesetzt, daß das benetzbare Filterblatt vollständig mit der abzuscheidenden Flüssigkeit befeuchtet ist, bevor der gewünschte Arbeitsgang beginnt, um zu gewährleisten, daß kein Gas durch das benetzbare Filterblatt hindurchtreten kann. Wenn jedoch die Anwesenheit von Gas in der Abfuhrleitung für die abzuscheidende Flüssigkeit unproblematisch ist, kann von dieser Hilfsmaßnahme abgesehen werden. In solchen Fällen gewährleisten die flüssigkeitsabstoßenden Filterblätter das Abscheiden der Flüssigkeit vom Gas, so daß man flüssigkeitsfreies Gas erhält. Eine solche Vorrichtung ist bei Luftreinigern und bei chemischen Anlagen von Nutzen, bei denen das Mitführen von Flüssigkeiten in Gasen verhindert werden muß. um ein Verschmutzen der Atmosphäre und eine Schädigung der Umwelt zu verhindern. Für diese Anuendungsfäüe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besser geeignet als elektrostatisch arbeitende Niederschlagfilter, da die erfindungsgemäße Vorrichtung keine von außen zuzuführende Antriebsenergie benötigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten und zum Filtern von Flüssigkeiten und Gasen, mit einem aus mindestens zwei aneinander befestigten Teilen zusammengesetzten Gehäuse, einem Einlaß für Flüssigkeiten und Gase, einem mit Flüssigkeit benetzbaren und im flüssigkeitsbenetzten Zustand gasundurchlässigen Filter und einem dahinter befindlichen Flüssigkeitsauslaß und mit einem flüssigkeitsabstoßenden gasdurchlässigen Filter mit einem dahinter angeordneten Gasauslaß, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gehäuseteil (2) drei nebeneinander angeordnete, von Wänden (18; 19; 20) begrenzte Kammern (15; 16; 17) enthält, die alle einer durchgehenden, mit dem Einlaß (7) verbundenen Kammer (14) des zweiten Gehäuseteiles (3) gegenüberliegen und getrennt voneinander jeweils über ein Filterblatt (22; 23; 24) mit dieser in Verbindung stehen, wobei die in Strömungsrichtung nacheinander angeordneten Filterblätter abwechselnd flüssigkeitsabstoßend oder benetzbar sind, und daß die drei Kammern jeweils mit Gasauslässen (25; 27) oder einem Flüssigkeitsauslaß(9) versehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Filterblätter (22; 23; 24) in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Filterblätter (22; 23; 24) eine mikroporöse Filtermembran ist.
, 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Filterblätter (22; 23; 24) eine poröse Unterlage aufweist, die mit einer mikroporösen faserigen Schicht überzogen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Filterblätter (22; 23; 24) eine poröse Unterlage aufweist, die mit einer mikroporösen Schicht imprägniert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Filterblätter (22; 23; 24) von einem gelochten Trägerblatt getragen wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen der vier Kammern (14; 15; 16; 17) weniger als 1 cm' beträgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile (2; 3) aus starrem Werkstoff bestehen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis δ. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus durchsichtigem oder durchscheinendem Werkstoff besteht.
DE19732317750 1972-05-01 1973-04-09 Vorrichtung zum Trennen von Gasen und Flüssigkeiten und zum Filtern von Flüssigkeiten und Gasen Expired DE2317750C3 (de)

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US24891172 1972-05-01
US26282472 1972-06-14
US00262824A US3803810A (en) 1972-05-01 1972-06-14 Liquid-gas separator and filter

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2317750A1 DE2317750A1 (de) 1973-11-15
DE2317750B2 true DE2317750B2 (de) 1977-01-20
DE2317750C3 DE2317750C3 (de) 1977-09-01

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0007547A1 (de) * 1978-07-21 1980-02-06 Pall Corporation Filtereinheit für eine Vorrichtung zur intravenösen Verabreichung von Flüssigkeiten

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Publication number Publication date
NL160495B (nl) 1979-06-15
NL160495C (nl) 1979-11-15
CH565578A5 (de) 1975-08-29
IL42135A0 (en) 1973-06-29
JPS4921765A (de) 1974-02-26
FR2183113B1 (de) 1978-06-30
BE798974A (fr) 1973-11-05
IT979928B (it) 1974-09-30
NL7305971A (de) 1973-11-05
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GB1401382A (en) 1975-07-16
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IL42135A (en) 1976-01-30
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FR2183113A1 (de) 1973-12-14
US3803810A (en) 1974-04-16

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