DD263236A1

DD263236A1 - STOFFAUSTAUSCHERGERAET

Info

Publication number: DD263236A1
Application number: DD87305996A
Authority: DD
Inventors: Volkmar Preisler; Juergen Derlitzki; Peter Mallwitz; Horst Hoenicke
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1987-08-13
Filing date: 1987-08-13
Publication date: 1988-12-28
Also published as: DE3812987A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stoffaustauschergeraet, das inbesondere zur Blutdetoxikation im klinischen Betrieb, als Konzentratorsystem in der organischen und anorganischen Chemie sowie auf dem Gebiet der Biotechnologie zur Anwendung kommen kann. Das Stoffaustauschergeraet besteht aus mindestens einem im wesentlichen rohrfoermigen Gehaeuse mit Stirnkappen und/oder zwei Gehaeuse miteinander verbindenden Kupplungselementen, in dem Hohlfaserbuendel oder Adsorberharze eingebracht sind. Die Enden des Gehaeuses sind mit den Stirnkappen und den Kupplungselementen mittels einer Schnappverbindung loesbar verbunden. Diese besteht aus einer auf dem Umfang des Gehaeuses umlaufenden Gleitringwulst sowie einer in der Stirnkappe und zwei in dem Kupplungselement umlaufenden oder unterbrochenen Gleitringwuelste, die jeweils eine aequivalent konisch verlaufende Fuegeflaeche und eine konisch verlaufende Loeseflaeche aufweisen.The invention relates to a Stoffaustauschergeraet, which can be used in particular for Blutdetoxikation in clinical operation, as a concentrator system in organic and inorganic chemistry and in the field of biotechnology. The Stoffaustauschergeraet consists of at least one substantially rohrfoermigen Gehaeuse with end caps and / or two housings interconnecting coupling elements, are introduced in the Hohlfaserbuendel or Adsorberharze. The ends of the Gehaeuses are releasably connected to the end caps and the coupling elements by means of a snap connection. This consists of a circumferential on the circumference of Gehaeuses Gleitringwulst and one in the end cap and two in the coupling element encircling or interrupted Gleitringwuelste, each having an equivalent conically extending Fuegeflaeche and a conically extending Loeseflaeche.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Stoffaustauschergerät, das insbesondere zur Blutdetoxikation im klinischen Betrieb, als Konzentratorsystem in der organischen und anorganischen Chemie sowie auf dem Gebiet der Biotechnologie zur Anwendung kommen kann.The invention relates to a mass transfer device which can be used in particular for blood detoxification in clinical operation, as a concentrator system in organic and inorganic chemistry as well as in the field of biotechnology.

Die Stoffaustauscherfunktion kann durch Hohlfasern oder Adsorberharze mit und ohne Stoffaustauscherflüssigkeit, die in einem rohrförmigen Gehäuse mit zwei mit Anschlußstutzen versehenen Stirnkappen untergebracht sind, bewirkt werden.The mass transfer function can be effected by hollow fibers or adsorber resins with and without mass transfer fluid, which are housed in a tubular housing with two end caps provided with connecting pieces.

Characteristic of the known state of the art

Die bekannten technischen Lösungen von Hohlfaserdialysatoren, Hämofiltern und Plasmaseparatoren, die mit Hohlfaserbündeln, deren Enden in eine Vergußmasse eingebettet sind, ausgestattet sind, weisen an ihren Gehäuseabdeckungen lösbare und unlösbare Kappenelemente auf. Dabei dominieren auf dem Weltmarkt drei Verbindungsarten:The known technical solutions of Hohlfaserdialysatoren, hemofilters and plasma separators, which are equipped with hollow fiber bundles whose ends are embedded in a potting compound, have on their housing covers detachable and insoluble cap elements. There are three types of connection on the world market:

1. Schraubkappen — lösbar1. Screw caps - detachable

2. Schraubkappen mit Kleber fixiert — unlösbar2. Screw caps fixed with adhesive - insoluble

3. Stirnkappen ultraschall-verschweißt — unlösbar3. End caps ultrasonically welded - unsolvable

Die lösbare Schraubkappenverbindung hat den Nachteil, daß sich bei ungünstigen Transport- und Lagerbedingungen die Schraubkappen lockern können und dann beim Anwender nachjustiert werden müssen.The detachable Schraubkappenverbindung has the disadvantage that can loosen the screw caps in unfavorable transport and storage conditions and then need to be readjusted by the user.

In der DE-OS 3017633 ist eine verbesserte medizinische Trennvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben dargestellt. Die arterielle und venöse Abdeckung wird unlösbar mittels Ultraschallschweißens auf das zylinderförmige Gehäuse aufgebracht. Die Abdeckung besteht aus einem rotationssymmetrischen Kopfstück und einem Gleitring, der in seiner Hülleninnenwand schweißfunktionsgerechte Nasen aufweist. Der Gleitring wird während des Schweißvorganges unter definiertem Druck der axial nach innen ausgeübt wird, mit dem Gehäuse verbunden. Eine unlösbare Verbindung hat den Nachteil, daß eine nachträgliche Kontrolle der Schnittflächen und Dichtfunktionselemente nur durch teilweise Zerstörung erfolgen kann.In DE-OS 3017633 an improved medical separation device and a method for producing the same is shown. The arterial and venous cover is applied inextricably by ultrasonic welding on the cylindrical housing. The cover consists of a rotationally symmetrical head piece and a sliding ring, which has in its inner wall sleeve sweat function appropriate noses. The sliding ring is connected to the housing during the welding process under defined pressure which is exerted axially inwards. An insoluble compound has the disadvantage that a subsequent control of the cut surfaces and sealing function elements can only be done by partial destruction.

Eine unlösbare Schnappverbindung zwischen Körpern, die an einer Verbindungsstelle koaxial angeordnet sind, ist in der DE-OS 3243823 dargestellt. An der Außenfläche des ersten Körpers ist eine torus- und/oder ringförmige erste Verdickung und an der Innenfläche eines zweiten Körpers eine torus- und/oder ringförmige zweite Verdickung derart angebracht, daß während des Ineinanderschiebens der Körper eine elastische Verformung stattfindet, die ein gegenseitiges Verhaken der Verdickungen bewirkt. Ein elastisch verformbarer torusförmiger Ring ist teilweise in einer nutförmigen Vertiefung in einem Körper versenkt und übt eine Druckkraft auf die zweite Verdickung aus. Die Berührungsflächen der beiden Verdickungen verlaufen radial, so daß ein einfaches Lösen der Schnappverbindung nicht möglich ist.An indissoluble snap connection between bodies, which are arranged coaxially at a connection point, is shown in DE-OS 3243823. On the outer surface of the first body is a torus and / or annular first thickening and on the inner surface of a second body, a torus and / or annular second thickening mounted such that during the telescoping of the body takes place an elastic deformation, which is a mutual entanglement causes the thickening. An elastically deformable donut-shaped ring is partially sunk in a groove-shaped depression in a body and exerts a compressive force on the second thickening. The contact surfaces of the two thickenings extend radially, so that a simple release of the snap connection is not possible.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Verbindung an Stoffaustauschergeräten anzugeben, die eine einfache und schnelle Montage und Demontage eines Gehäuses mit Stirnkappen oder mehrerer Gehäuse miteinander gestattet und kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is to provide a compound to mass transfer devices, which allows a simple and quick assembly and disassembly of a housing with end caps or more housing together and is inexpensive to produce.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine lösbare Verbindung zwischen einem Gehäuse und den Stirnkappen oder zwischen zwei Gehäusen und einem Kupplungselement und endseitigen Stirnkappen zu entwickeln, mit der ein flüssigkeitsdichter Verschluß zwischen den einzelnen Bauteilen erreicht wird.The object of the invention is to develop a detachable connection between a housing and the end caps or between two housings and a coupling element and end caps, with a liquid-tight closure between the individual components is achieved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine die Enden des Gehäuses mit den Stirnkappen und den Kupplungselementen lösbar verbindende Schnappverbindung, die aus einem auf dem Gehäuseumfang umlaufenden Gleitringwulst mit einer konisch verlaufenden Fügefläche und einer konisch verlaufenden Lösefläche, aus einem in der Stirnkappe umlaufenden oder unterbrochenen Gleitringwulst mit äquivalenter Füge- und Lösefläche und/oder aus zwei in dem Kupplungselement umlaufenden und/oder unterbrochenen Gleitringwülsten mit äquivalenten Füge- und Löseflächen besteht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Höhe h der Gleitringwulst 0,5 bis 5 mm beträgt und die Fügefläche einen Winkel au. bvon 5° bis sowie die Lösefläche einen Winkel β von 30° bis 70° einschließt. Die Vergußsysteme und Filtersysteme können eine definierte umlaufende Angußebene aufweisen, in die ein Dichtring eingelegt ist. Bei der Montage wird die Stirn kappe oder das Kupplungselement mit der Fügefläche auf die Fügefläche des Gehäuses aufgesetzt. Unter axialem Druck gleiten die Fügeflächen aufeinander ab bis die Löseflächen in Eingriff gelangen und die Verbindung hergestellt ist. Bis zum „Einschnappen" wird wenigstens eine der Gleitringwülste mechanisch unter Einwirkung von Querkräften belastet. Bei der Demontage gleiten die Löseflächen aufeinander ab. Nach Überwinden der geraden Flächen der Gleitringwülste ist die Verbindung wieder gelöst.According to the invention the object is achieved by a the ends of the housing with the end caps and the coupling elements releasably connecting snap connection, which consists of a circumferential on the circumference Gleitringwulst with a conical joining surface and a conically extending release surface of a circumferential or interrupted in the end cap Gleitringwulst equivalent joining and releasing surface and / or consists of two in the coupling element encircling and / or interrupted Gleitringwülsten with equivalent joining and releasing surfaces. It is advantageous if the height h of the Gleitringwulst 0.5 to 5 mm and the joining surface an angle au. from 5 ° to and the release surface includes an angle β of 30 ° to 70 °. The Vergusssysteme and filter systems may have a defined circumferential gate level, in which a sealing ring is inserted. During assembly, the end cap or the coupling element is placed with the joining surface on the joining surface of the housing. Under axial pressure, the joining surfaces slide on each other until the release surfaces engage and the connection is made. At least one of the sliding ring bulges is subjected to a mechanical load under the action of transverse forces until it is "snapped in." During disassembly, the release surfaces slide off one another, and after the straight surfaces of the sliding ring bulges have been overcome, the connection is released again.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen schematischen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments. In the accompanying schematic drawing show

Figur 1: eine Verbindung Gehäuse-StirnkappeFigure 1: a connection housing end cap

Figur 2: eine Verbindung von zwei Gehäusen durch ein Kupplungselement und Figur 3: die geometrische Darstellung der Gleitringwulst.Figure 2: a connection of two housings by a coupling element and Figure 3: the geometric representation of the Gleitringwulst.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

In Figur 1 ist die Verbindung am Beispiel eines Hohlfaserdialysators dargestellt. Dieser besteht aus einem Gehäuse 1, in dem ein Hohlfaserbündel 2 und an dessen (1) Enden Stirnkappen 3 angeordnet sind. Das Hohlfaserbündel 2 ist endseitig in ein Vergußsystem 4 eingebettet, das zum Innenkompartiment 5 eine konisch verlaufende Dichtfläche 6 und eine Schnittfläche 7 aufweist. Die Stirnkappe 3 ist mit einem Anschlußstutzen 8, z. B. für Blutdetoxikationssysteme ein Luer-Lock-Anschluß, versehen und in ihrer geometrischen Form der Dichtfläche 6 angepaßt. Auf dem Gehäuseumfang ist eine umlaufende Gleitringwulst 9 angeordnet, die in Richtung Stirnkappe 3 eine konisch verlaufende Fügefläche 10 und in Richtung Gehäusemitte eine konisch verlaufende Lösefläche 11 aufweist. In der Stirnkappe 3 ist eine unterbrochene Gleitringwulst 12 mit konisch verlaufender Fügefläche 10' und konisch verlaufender Lösefläche 11' angeordnet, so daß die Form einer Hakenschnappverbindung erreicht wird. Die Höhe der Gleitringwulst 9 sowohl am Gehäuse 1 als auch in der Stirnkappe 3 beträgt h = 1 mm. Die Fügeflächen 10,10' schließen einen Winkel a und b40° und die Löseflächen 11, 11* einen Winkel ß = 70°zur Grundlinie der Gleitringwulst 9,12 ein (Fig.3).FIG. 1 shows the connection using the example of a hollow fiber dialyzer. This consists of a housing 1, in which a hollow fiber bundle 2 and at its (1) end end caps 3 are arranged. The hollow fiber bundle 2 is embedded in a casting system 4 at the end, which has a conical sealing surface 6 and a sectional area 7 relative to the interior compartment 5. The end cap 3 is connected to a connecting piece 8, z. B. for Blutdetoxikationssysteme a Luer-lock connection, provided and adapted in its geometric shape of the sealing surface 6. On the housing circumference a circumferential Gleitringwulst 9 is arranged, which has a conically extending joining surface 10 in the direction of the end cap 3 and a conically extending release surface 11 in the direction of the housing center. In the end cap 3, an interrupted Gleitringwulst 12 is arranged with a conically extending joining surface 10 'and conically extending release surface 11', so that the shape of a Hakenschnappverbindung is achieved. The height of Gleitringwulst 9 both on the housing 1 and in the end cap 3 is h = 1 mm. The joining surfaces 10,10 'include an angle a and b40 ° and the release surfaces 11, 11 * an angle ß = 70 ° to the baseline of the Gleitringwulst 9,12 (Figure 3).

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

In Fig.2 ist die Kopplung zweier Gehäuse 1 mittels eines Kupplungselementes 13 wiederum am Beispiel von Hohlfaserdialysatoren dargestellt. Die Gehäuse 1 weisen, wie im 1.Ausführungsbeispiel bereits beschrieben, eine umlaufende Gleitringwulst 9 mit Fügefläche 10 und Lösefläche 11 auf, In den Gehäusen 1 sind Hohlfaserbündel 2 angeordnet, die endseitig in ein Vergußsystem 4 eingebettet sind. Die Vergußsysteme 4 sind mit einer definierten umlaufenden Angußebene 14 versehen, in die ein Dichtring 15 eingelegt ist. Die Schnittflächen 7 begrenzen das Innenkompartiment 5. Durch die Anordnung des Dichtringes 15 auf der definierten Angußebene 14 kann jeweils eine konstante axiale Fügekraft trotz Schnittflächentoleranzen ausgeübt werden. Das Kupplungselement 13 besteht aus einem die beiden Gehäuseenden übergreifenden Ring, in dem beidseitig je eine umlaufende Gleitringwulst 16 angeordnet ist. Diese Gleitringwulst 16 ist ebenfalls mit einer nach außen weisenden konischen Fügefläche 10" und einer zur Mitte hin weisenden konischen Lösefläche 11" versehen. Wie in Figur 3 dargestellt, beträgt die Höhe h der Gleitringwulst 0,5 mm. Die Fügefläche 10,10" schließt zur Grundlinie der Gleitringwulst 9,16 einen Winkel au. bvon 20° und die Lösefläche 11,11" einen Winkel β von 25° ein.In Figure 2, the coupling of two housings 1 by means of a coupling element 13 is again shown by the example of Hohlfaserdialysatoren. As already described in the first exemplary embodiment, the housings 1 have a circumferential Gleitringwulst 9 with joining surface 10 and release surface 11, in the housings 1 hollow fiber bundles 2 are arranged, which are embedded in a casting system 4 end. The Vergusssysteme 4 are provided with a defined circumferential Angußebene 14, in which a sealing ring 15 is inserted. The cut surfaces 7 delimit the inner compartment 5. By arranging the sealing ring 15 on the defined gate plane 14, in each case a constant axial joining force can be exerted despite cut surface tolerances. The coupling element 13 consists of a two housing ends cross-ring, in each case a circumferential Gleitringwulst 16 is arranged on both sides. This Gleitringwulst 16 is also provided with an outwardly facing conical joining surface 10 "and a pointing toward the center conical release surface 11". As shown in Figure 3, the height h of the Gleitringwulst is 0.5 mm. The joining surface 10, 10 "encloses to the baseline of Gleitringwulst 9,16 an angle au. Bvon 20 ° and the release surface 11,11" an angle β of 25 °.

Nebenden beiden dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Stirn kappe 3 mit einer um laufenden Gleitringwulst 12 versehen und das Kupplungselement 13 als Hakenschnappverbindung ausgebildet sein. Der Materialeinsatz für die Gehäuse 1, Stirnkappen 3 und Kupplungselemente 13 wird in der Regel vom Verwendungszweck bei „immt werden. Für die Verwendung als Blutdetoxikationssysteme ist ein thermoplastischer Kunststoff einzusetzen. In jedem Fall ist jedoch zu beachten, daß mindestens die Stirnkappen 3 und die Kupplungselemente 13 aus einem elastischen Material bestehen. Um bei der Handhabung ein Verdrehen der Bauelemente Gehäuse, Stirnkappe und Kupplungselement im montierten Zustand auszuschließen, ist eine funktionsgerechte Nase (nicht gezeichnet), die auch eine Automatisierungshilfe darstellen kann, auf der Lösefläche des Gehäuses vorzusehen.In addition to both illustrated embodiments, the forehead cap 3 may be provided with a current Gleitringwulst 12 and the coupling element 13 may be formed as Hakenschnappverbindung. The material used for the housing 1, end caps 3 and coupling elements 13 will be in the rule of the intended use in "immt. For use as blood detoxification systems, a thermoplastic material must be used. In any case, however, it should be noted that at least the end caps 3 and the coupling elements 13 are made of an elastic material. In order to rule out a twisting of the components housing, end cap and coupling element in the assembled state when handling, a functionally appropriate nose (not shown), which may also represent an automation aid to provide on the release surface of the housing.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß eine weitgehend entspannte formschlüssige und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Gehäuse 1, Stirnkappe 3 und/oder Kupplungselement 13 geschaffen ist. Die Verbindung zeichnet sich durch einfache und kostengünstige Herstellung sowie Montage-ZDemontagehandhabung, die automatisierbar ist, aus. Die einfache und schnelle Kopplung mehrerer Moduleinheiten sowie das Aufbringen der endseitigen Stirnkappen erlaubt in der Praxis eine breite Variation des Stoffaustauschergerätes, wie z. B.The advantages of the inventive solution are that a largely relaxed form-fitting and liquid-tight connection between the housing 1, end cap 3 and / or coupling element 13 is provided. The connection is characterized by simple and inexpensive production and assembly-ZDemontagehandbewung that can be automated. The simple and quick coupling of several module units and the application of the end caps allowed in practice a wide variation of Stoffaustauschergerätes such. B.

-3- 263 Z36-3- 263 Z36

— Module mit gleichem Hohlfasertyp und damit kombinierbarer Oberflächengröße,- Modules with the same hollow fiber type and thus combinable surface size,

— Module mit verschiedenen Hohlfasertypen — Kaskadenfiltration,- modules with different hollow fiber types - cascade filtration,

— Module mit gleichen Adsorberharzen und damit kombinierbarer effektiver Oberfläche,- Modules with the same adsorber resins and thus combinable effective surface,

— Module mit verschiedenen Adsorberharzen — Kaskadenadsorption,- Modules with different adsorbent resins - Cascade adsorption,

— Kombination von Modulen mit Hohlfasern und Modulen mit Adsorberharzen,Combination of modules with hollow fibers and modules with adsorber resins,

— Fraktionierungseinheiten für Biotechnologie, organische und anorganische Chemie.- Fractionation units for biotechnology, organic and inorganic chemistry.

Ein weiterer Vorteil, der insbesondere während des Produktions- und Prüfprozesses von Hohlfaserdialysatoren zum Tragen kommt, besteht darin, daß ein sch neiler und unkomplizierter Austausch nicht verwendbarer Teile erfolgen kann und die übrigen Baugruppen im Gegensatz zu einer stoffschlüssigen Verbindung wiederverwendbar sind.Another advantage that comes especially during the production and testing process of Hohlfaserdialysatoren to fruition, is that a sch neiler and uncomplicated replacement of unusable parts can be done and the other modules are reusable in contrast to a cohesive connection.

Claims

1. Stoffaustauschergerät, consisting of at least one substantially tubular housing which is provided with a hollow fiber bundle, whose ends are embedded in a casting system, and / or filled with adsorbent resins and limited by filter systems, provided with connecting pieces end caps and / or from a or a plurality of coupling elements connecting two housing, characterized by a snap-in connection releasably connecting the ends of the tubular housing (1) to the end caps (3) and the coupling elements (13), comprising a sliding ring bead (9) encircling the circumference of the housing with a conically extending joining surface (10) and a conically extending release surface (11), from a in the end cap (3) encircling or interrupted Gleitringwulst (12) with equivalent joining surface (10 ') and release surface (11') and / or two in the coupling element (13 ) circumferential and / or interrupted Gleitringwülsten (16) with equivalent Fügefl (10 ") and release surfaces (11").

2. Stoffaustauschergerät according to claim 1, characterized in that the height h of the Gleitringwulst (9,12,16) is 0.5 mm to 5 mm and the joining surface (10,10 ', 10 ") an angle a ub of 5 ° to 40 ° and the release surface (11,11 ', 11 ") includes an angle β of 30 ° to 70 ° to the baseline of the Gleitringwulst (9,12,16).

3. Stoffaustauschergerät according to claim 1, characterized in that the casting system (4) and the filter system has a defined circumferential gate plane (14) into which a sealing ring (15) is inserted.