способ комплексной обработки жидкости и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ комплексной обработки жидкости путем пропускания ее через кварцевую кювету и воздействия на поток ультрафиолетовым излучением и магнитным полем, отличающийся тем, что перед обработкой из непрерывного потока жидкости в кварцевой кювете формируют прерывистый поток с помощью газовых промежутков размером, превышающим внутренний диаметр кюветы, на прерывистый поток дополнительно воздействуют излучением оптического и инфракрасного диапазонов, причем обработку лучами ультрафиолетового, инфракрасного, оптического диапазонов и магнитным полем ведут одновременно, непосредственно в зоне расположения кварцевой кюветы.

2. Устройство для комплексной обработки жидкости, содержащее источник ультрафиолетового излучения, проточную кварцевую кювету, источники постоянного и переменного магнитных полей, трубопровод для забора жидкости, трубопровод для подачи газа, перистальтический насос, узел сбора жидкости, содержащий трубопровод с емкостью для сбора жидкости на конце, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным источником излучения оптического и инфракрасного диапазонов, газовым прерывателем жидкостного потока, причем кварцевая кювета вместе с коаксиально расположенными относительно нее источниками излучения ультрафиолетового инфракрасного и оптического диапазонов, источниками постоянного и переменного магнитных полей помещена внутрь корпуса, один конец кварцевой кюветы соединен с газовым прерывателем жидкостного потока, соединенным с трубопроводом для подачи газа и с трубопроводом для забора жидкости, а другой конец кюветы трубопроводом через перистальтический насос подключен к емкости для сбора жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для обработки биологических жидкостей, например крови, кровезаместителей, инфузионных и других лекарственных растворов для повышения лечебного эффекта.

Известен способ ультрафиолетового (УФ) облучения крови путем пропускания ее с определенной скоростью через кварцевую кювету и облучения открытой поверхности крови, не соприкасающейся с кварцевой кюветой [1]

Устройство для осуществления этого способа содержит источник ультрафиолетового излучения и кварцевую трубку, установленные в противоположных фокусах эллиптического отражателя зеркала, непроницаемую для света шторку, инъекционную иглу, сосуд для сбора крови, соединенный с кварцевой трубкой, капельницу, соединенную через тройник с зажимом с насосом, вход которого соединен с инъекционной иглой, а второй вход тройника через второй зажим соединен с вторым входом сосуда для сбора крови. Второй конец кварцевой трубки соединен с входом капельницы, а внутри кварцевой трубки расположен по крайней мере один вертикальный стержень, закрепленный с обоих концов в рассекателях струй [1]

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ физиотерапевтического излучения крови путем пропускания ее через кварцевую кювету и облучения УФ-лучами, причем перед обработкой кровь смешивают с кислородом, перед облучением смесь омагничивают в постоянном магнитном поле, а после облучения обрабатывают переменным магнитным полем [2]

Устройство для осуществления этого способа содержит кварцевую кювету, источник облучения, иглу для забора крови перистальтический насос, смеситель, источники постоянного и переменного магнитного поля (МП), кислородную магистраль, трубопроводы, емкость для сбора крови, устройство воздушного охлаждения [2]

Как аналоги, так и прототипы заявляемых способа и устройства не обеспечивают достаточной эффективности обработки вследствие узкого спектра и малой проникающей способности УФ-излучения, недостаточной равномерности обработки по массе обрабатываемой жидкости.

Для того, чтобы повысить эффективность обработки в способе комплексной обработки жидкости путем пропускания ее через кварцевую кювету и воздействия на поток УФ-излучением и магнитным полем, перед обработкой из непрерывного потока жидкости в кварцевой кювете формируют прерывистый поток с помощью газовых промежутков размером, превышающим внутренний диаметр кюветы, на прерывистый поток дополнительно воздействуют излучением оптического и инфракрасного (ИК) диапазонов, причем обработку лучами УФ-, ИК-, оптического диапазонов и магнитным полем ведут одновременно в зоне расположения кварцевой кюветы.

Для осуществления этого способа устройство, содержащее источник УФ-излучения, проточную кварцевую кювету, источники постоянного и переменного магнитных полей, трубопровод для забора жидкости, трубопровод для подачи газа, перистальтический насос, узел сбора жидкости, содержащий трубопровод с емкостью для сбора жидкости на конце, снабжено дополнительным источником излучения оптического и ИК-диапазонов, газовым прерывателем жидкостного потока, причем кварцевая кювета вместе с коаксиально расположенными относительно нее источниками излучения УФ-, ИК-, оптического диапазонов, источниками постоянного и переменного магнитных полей помещена внутрь корпуса, один конец кварцевой кюветы соединен с газовым прерывателем жидкостного потока, подключенным к трубопроводам для забора и подачи газа, а другой конец трубопроводом, через перистальтический насос, подключен к емкости для сбора жидкости.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для комплексной обработки жидкости; на фиг. 2 схема, поясняющая способ обработки прерывистого потока жидкости в кварцевой трубке.

Устройство содержит корпус 1, в котором коаксиально кварцевой трубке (кювете) 2 расположены источник 3 УФ-излучения, источник 4 излучения оптического и ИК-диапазонов, источник 5 постоянного МП, источник 6 переменного МП. Один конец кварцевой трубки 2 соединен с газовым прерывателем 7 жидкостного потока, одним входом подключенным к трубопроводу 8 для забора жидкости, другим к трубопроводу 9 подачи газа. Газовый прерыватель 7 может быть выполнен, например, в виде капиллярного тройника либо в виде сообщающихся каналов с регулировочными элементами 10 и 11, предназначенными для дозирования подачи жидкости и газа и формирования прерывистого потока объемов жидкости 12, чередующихся с объемами газа 13 в кварцевой кювете. Другой конец кварцевой трубки 2 трубопроводом 14 через перистальтический насос 15 соединен с емкостью для сбора жидкости 16.

Способ осуществляют следующим образом.

Из непрерывистого потока обрабатываемой жидкости, с помощью насоса 15 забираемой из трубопровода 8, с помощью газа, подаваемого через трубопровод 9 в прерыватель 7, формируют прерывистый поток и пропускают его через кварцевую трубку 2, размещенную в корпусе 1. На прерывистый поток жидкости в кварцевой трубке воздействуют одновременно УФ-излучением источника 3, оптическим и ИК излучением источника 4, постоянным магнитным полем источника 5 и переменным магнитным полем источника 6.

В качестве газа может быть использован воздух, кислород либо любая газовая смесь, содержащая кислород. Регулирующими элементами 10 и 11 формируют прерывистый поток таким, чтобы объемы обрабатываемой жидкости 12 чередовались с объемами газа 13 (см. фиг. 2), размер газовых промежутков должен превышать внутренний диаметр кварцевой трубки для того, чтобы обеспечить динамическую независимость жидкостных объемов друг от друга.

Обработанный прерывистый поток жидкости по трубопроводу 14 через насос 15 поступает в емкость 16 для сбора жидкости.

При обработке прерывистого потока жидкости в кварцевой трубке по торцам каждого автономного объема жидкости действуют дополнительные поперечные силы поверхностного натяжения, которые, взаимодействуя с продольными движущими силами и силами сцепления жидкости с поверхностью кюветы, создают сложные упорядоченные естественные потоки во всех направлениях. Таким образом происходит естественная турбулизация и интенсивное перемешивание жидкости в каждом автономном объеме. А так как известно, что при турбулентном вихревом характере движения жидкости, параметр, характеризующий интенсивность перемешивания жидкости число Рейнольдса в зависимости от плотности и вязкости жидкости на 1 2 порядка выше, чем для ламинарного упорядоченного сплошного потока, то и интенсивность перемешивания жидкости в каждом объеме и в целом увеличивается на 1 2 порядка, адекватно увеличивая равномерность распределения поглощаемого излучения по массе облучаемой жидкости. Кроме того, при обработке прерывистого потока площадь поверхности жидкости, подвергаемой облучению увеличивается в 2 3 раза, что дополнительно повышает равномерность и эффективность облучения, а изменением соотношения движущихся объемов жидкости и воздушных промежутков изменяют общий объем подвергаемой обработке жидкости в каждую единицу времени, что позволяет изменять общую дозу облучения для всего объема обрабатываемой жидкости.

Существенное значение имеет и тот факт, что под воздействием УФ-лучей кислород, присутствующий в просвечиваемых насквозь газовых промежутках, частично превращается в озон, и в поверхностном слое жидкости, соприкасающемся с озонированным газом, происходит насыщение жидкости и газом, и озоном, что также повышает эффективность обработки.

Решению этой задачи также способствует процесс одновременного воздействия на обрабатываемую жидкость лучистым потоком и УФ-, ИК- и оптического диапазонов.

Известно, что каждое облучаемое вещество имеет совершенно определенный спектр поглощения лучей, состоящий из множества отдельных линий; при этом каждой линии соответствует своя, строго определенная для данного вещества колебательная или вращательная частота собственного движения молекул. Спектр поглощения сложных соединений, каковым является, например, кровь, почти точно соответствует сумме спектров поглощения веществ, входящих в это соединение, и состоит из множества спектральных линий, интенсивность которых зависит от концентрации того или другого вещества в соединении. Учитывая то, что структура, состав и концентрация отдельных компонентов в облучаемых жидкостях, в частности в крови, очень разнообразны, спектральные линии поглощения излучений занимают широкую область длин волн УФ-, оптического и ИК-диапазонов. Естественно, что для более эффективного воздействия облучением на все, зачастую неизвестные и непостоянные компоненты жидкости, область спектральных линий излучения облучателя и их интенсивность должны быть максимально приближены к интенсивности и спектру поглощения облучаемых жидкостей.

В заявляемом способе эта задача решается путем расширения общего спектра излучения за счет введения излучения оптического и инфракрасного диапазонов с областью 600 нМ 50 мкМ и формирования суммарного распределенного лучистого потока широкого диапазона за счет одновременного излучения всех излучателей в общей зоне.

За счет введения искусственных магнитных полей (МП) непосредственно в зону облучения лучистый поток, имеющий характер пространственно хаотических электромагнитных волн с разнообразными характеристиками, взаимодействует с упорядоченными искусственными МП, что разнообразит спектральные характеристики излучения, способствует появлению определенной направленности волн спектра излучения. В облучаемой одновременно с омагничиванием жидкости изменяются, разнообразятся и упорядочиваются процессы рассеивания, преломления и отражения спектральных линий излучения между частицами, клетками и др. элементами жидкости, а в каждом элементарном объеме жидкости, пересекающем силовые линии источников МП, индуцируется переменная ЭДС, т.е. увеличивается проникающая способность излучений в магнитном поле, ускоряются физико-, фото- и биохимические процессы и изменения, что в конечном счете также повышает эффективность обработки жидкости.

Для реализации заявляемого способа комплексной обработки жидкости и обеспечения работоспособности устройства внутренний диаметр кварцевой кюветы может быть выбран равным 3 4 мм при ее длине, определяемой зоной облучения, в пределах 100 300 мм.

В качестве источников излучения оптического и ИК-диапазонов могут быть использованы неоновые лампы тлеющего разряда, например, ТН-0,2-2, светодиоды АЛ307 и др. обеспечивающие одновременное излучение оптического и ИК-диапазонов.

В качестве источника УФ излучения могут быть использованы ртутные лампы типа ДРБ-8, ДРЛ-250 и др.

В качестве постоянного 5 и переменного 6 источников магнитных полей могут быть использованы постоянные магниты и/или электромагниты, расположенные вдоль кюветы 2 на расстоянии, обеспечивающем напряженность в зоне потока жидкости не более 50 мТл, что является границей оптимального диапазона для эффективного лечебного действия непосредственно магнитных полей на живые клетки биологических жидкостей.

Корпус 1 может быть выполнен из материала, отражающего излучение, особенно УФ-диапазона, например из алюминия с полированной или матовой поверхностью. Отражательные свойства корпуса обеспечивают всестороннее облучение жидкости.

Предлагаемый способ комплексной обработки жидкости и устройство для его осуществления позволяют за счет повышения абсорбции квантов излучений, разнообразия воздействующих факторов и, в конечном счете, за счет повышения эффективности обработки биологических жидкостей: крови, кровезаменителей, лекарственных и других растворов, применяемых в медицине и в ветеринарии, повысить их лечебный эффект, активизировать собственные защитные силы организма, стимулировать иммунную систему усилить другие терапевтические эффекты.