устройство для облучения жидкости в проточной системе ультрафиолетовым излучением

Формула изобретения

1. Устройство для облучения жидкости в проточной системе ультрафиолетовым излучением, содержащее средство для принудительного забора жидкости с шлангами, емкость, прозрачную для ультрафиолетового излучения, с входным и выходным отверстиями, и источник ультрафиолетового излучения, расположенный снаружи емкости, отличающееся тем, что максимальная площадь поперечного сечения превышает площадь поперечного сечения ее входного и выходного отверстий с возможностью образования зазора между поверхностью емкости и поверхностью протекающей в ней жидкости, емкость содержит дополнительные входное и выходное отверстия, связанные с помощью шлангов с системой подачи газовой среды в зазор между поверхностью емкости и поверхностью протекающей в ней жидкости, а источник ультрафиолетового излучения расположен со стороны указанного зазора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит нагревательный элемент, расположенный снаружи емкости со стороны протекающей жидкости.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство создания в емкости турбулентного движения протекающей в ней жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для облучения биологических жидкостей в проточной системе и может быть использовано в медицине и ветеринарии для проведения переливаний облученной ультрафиолетом крови или переливаний облученных фракций крови.

Известно устройство для обработки крови (авт. св. 1393438), которое содержит кварцевую трубку, установленную под углом к горизонту, входное отверстие которой расположено в приподнятом конце трубки, а выходное отверстие в опущенном ее конце. Внутренняя полость трубки сообщается через специальный патрубок с атмосферой, что обеспечивает доступ воздуха в жидкости. Линейный источник ультрафиолетового излучения расположен параллельно трубке. Однако, данная кювета не может быть использована в системе обработки крови, содержащей средство для принудительного движения крови (например, перистальтический насос), так как при включении такого средства последовательно с кюветой в отводящий шланг постоянно нагнетается не только жидкость, но и воздух.

Известно устройство (авт. св. 1042758), содержащее источник ультрафиолета, перед которым расположена плоская кювета, снабженная оливами и выполненная из оптически прозрачного кварцевого стекла, и систему принудительного забора крови. Это устройство выбрано в качестве прототипа. Однако, гидродинамика течения крови в такой кювете такова, что в центре кюветы скорость движения частей крови максимальна, а в слоях, прилегающих к боковой поверхности минимальна. В связи с тем, что в клинической практике процедура переливания крови назначается, как правило, больным, у которых изменены реологические свойства крови, в частности повышена ее вязкость, движение вдоль стенок камеры прилегающих слоев резко замедляется. На практике, таким образом, большая часть ультрафиолета поглощается медленно движущимся пристеночным слоем крови, так как слой крови толщиной всего 100 мкм поглощает почти все падающее ультрафиолетовое излучение (УФИ). В результате происходит переоблучение малой части облучаемого объема крови, а основная масса крови получает незначительную дозу ультрафиолета.

Другим недостатком прототипа является отсутствие доступа кислорода к крови во время облучения. Известно, что одним из основных эффектов действия УФИ на жидкости, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты (в крови это липиды) является перекисное окисление этих веществ, носящее лавинообразный характер. Разветвление радикальных цепей и, следовательно, интенсивность реакции, зависит от содержания кислорода в среде. В описанной системе отсутствует доступ кислорода воздуха к жидкости во время облучения, а следовательно, медленнее проходят фотохимические реакции под воздействием УФИ.

Таким образом, эффективность облучения крови в таком устройстве невелика.

Техническим эффектом устройства является повышение эффективности обработки жидкостей ультрафиолетовой радиацией.

Указанная цель достигается тем, что устройство для облучения жидкости в проточной системе ультрафиолетовым излучением содержит средство для принудительного забора жидкости со шлангами, емкость, прозрачную для ультрафиолетового излучения с входным и выходным отверстиями, источник излучения, расположенный снаружи емкости, при этом емкость, в которой происходит облучение, выполнена такой формы, что максимальная площадь поперечного сечения ее превышает площадь поперечного сечения ее входного и выходного отверстий с возможностью образования зазора между поверхностью емкости и поверхностью протекающей в ней жидкости, емкость содержит дополнительные входное и выходное отверстия, связанные с помощью шлангов с системой подачи газовой среды в зазор между поверхностью емкости и поверхностью протекающей в ней жидкости, а источник ультрафиолетового излучения расположен со стороны указанного зазора. Устройство дополнительно содержит нагревательный элемент, расположенный снаружи емкости со стороны протекающей жидкости, и средство создания в емкости турбулентного движения протекающей в ней жидкости.

На фиг. 1 3 представлены конструкции устройства.

Устройство содержит средство 1 для принудительного забора жидкости, в качестве которого применен перистальтический насос. Насос 1 с помощью шланга 2 связан с емкостью 3, прозрачной для УФ излучения через входное отверстие 4. Емкость 3 имеет выходное отверстие 5, связанное с отводящим жидкость шлангом 6. Емкость 3 имеет дополнительные входное отверстие 7 и выходное отверстие 8, связанные соответственно со шлангами 9 и 10. Шланги 9 и 10 подсоединены к системе подачи в емкость 3 газовой среды. Система подачи газовой среды представляет собой резервуар 11 со сжатой газовой смесью, сообщающейся через шланг 9, емкость 3 и шланг 10 с атмосферой. Шланг 6 связан с коллектором 12 для сбора жидкости. Устройство содержит источник 13 УФ излучения с отражателем 14, расположенный со стороны зазора между поверхностью емкости 3 и поверхностью протекающей в емкости жидкости. Устройство дополнительно содержит средство 15 для создания турбулентного движения жидкости, выполненное в виде пластины-делителя. Устройство содержит регулируемый термоэлемент 16. На шлангах 2, 6, 9, 10 расположены соответственно зажимы 17, 18, 19, 20.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени зажимы 19, 20 закрыты. Зажимы 17, 18 открываются и включается насос 1. В емкость 3 по шлангу 2 через отверстие 4 поступает некоторое количество жидкости. Прокачиваемая жидкость через отверстие 5 и шланг 6 поступает в коллектор 12. После того, как уровень жидкости в емкости 3 превысит уровень, на котором расположено выходное отверстие, насос 1 временно отключается. Открываются зажимы 19, 20. В емкость 3 начинает по шлангу 9 через отверстие 7 поступать газовая смесь из резервуара 11, в котором смесь находилась под повышенным давлением. При этом происходит вытеснение воздуха, находившегося в зазоре между поверхностью емкости 3 и поверхностью протекающей жидкости, через отверстие 8 и шланг 9 в атмосферу. Движущаяся в емкости 3 жидкость облучается прямым УФ излучением от источника 13 и отраженным излучением от отражателя 14 через слой движущейся в зазоре смеси газов. Можно закрыть зажимы 19, 20, при этом облучение протекающей жидкости будет осуществляться через слой неподвижной газовой среды. И в том, и в другом случае облучение УФ излучением жидкости через газовую среду способствует интенсификации связанных с облучением процессов.

Устройство 15 способствует турбулентности движения жидкости в емкости 3, а значит более равномерному облучению всего объема протекающей жидкости.

В процессе работы устройства включают термоэлемент 16, который поддерживает в устройстве величину температуры протекающей жидкости, соответствующую температуре активации процессов, происходящих под действием УФ излучения.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает более высокую эффективность облучения, так как параметры емкости и расположение источника облучения обеспечивают облучение в равной степени всех частей протекающей жидкости (облучению подвергается не тонкий пристеночный слой, а практически весь объем протекающей жидкости). Облучение осуществляется через слой воздуха или другой смеси газов внутри емкости, что способствует интенсификации процессов, происходящих в обрабатываемой жидкости.

Кроме того, в устройстве отсутствует переоблучение незначительной части обрабатываемого объема жидкости.