CN1215998A - 除去容器中的气体的装置 - Google Patents

Abstract

从容器中除气的装置,容器含有碳酸氢盐和水,用来制备含碳酸氢盐的溶液,特别是渗析溶液。装置包括把水从水源(1,2)供到容器(21)中的供水管(26),和把含碳酸氢盐的溶液从容器中供送出的浓物物管道(29),和一泵(17)。另外,设有抽气管道(41)把泵(17)的负压侧与容器(21)的上部连起来,一阀(40)设在管道(41)中。致动装置控制阀(40),把容器(21)的上部与泵的负压侧经管道(41)连接起来以便除去所述的气体。

Description

除去容器中的气体的装置

本发明涉及对EP-B1-278100中所述的相当于GAMBRO AK100渗析机的改进。

在上述类型的渗析机中，使用含有碳酸氢钠、氯化钠或其它盐的粉末的一个或多个筒。水由通入筒中的水溶解，浓缩物从筒中移出。浓缩物用来制备希望的渗析溶液。

渗析溶液的成分由渗析机通过测定制备的渗析溶液的电导率并对各种浓缩物调节剂量泵而确定。现时，常使用两种不同的浓缩物；浓缩物B，包括仅仅来自上述碳酸氢盐筒的碳酸氢盐；浓缩物A，包括成浓缩物形式的残余成分，例如成37倍的浓缩物。也存在其它混合的浓缩物，如浓缩物B，除碳酸氢盐外还含有氯化钠。或者，浓缩物B可分成分别含有碳酸氢盐及氯化钠的两部分，而浓缩物A包括成更浓缩形式的残余成分。

通过在渗析机中根据要求制备碳酸氢盐浓缩物及适当的，氯化钠浓缩物，可得到在与渗析机相连的渗析器中碳酸氢盐直到它使用一直保持稳定的优点。

如果事先制备一个渗析溶液(现时也很普通)，则存在碳酸氢盐会了解成二氧化碳及碳酸盐的危险。这意味着溶液的pH值上升，和有在混合时制备的渗析溶液中有碳酸钙析出的危险增加。这会影响渗析溶液的最终成分(钙离子浓缩物减少)，以及产生由于碳酸钙的沉积而在管道中产生沉积和成分在渗析机中的沉积。由于上述原因，上述的碳酸氢盐筒有广泛的应用。

如上所述，通过上述的两种浓缩物与水的混合制备出渗析溶液。混合通过电导计调节，而电导计控制剂量泵。但是，电导计对于在溶液中结合有气泡是敏感的。因此一般电导计前面设有气体分离器使得测量值更精确，波动更小。

渗析机还设有监视装置，其与调节装置是分开的并用来在有错误产生的情形下发出警报信号。在上述的GAMBRO AK 100渗析机中，通过监视剂量泵的转数可监视浓缩物的计量。如果转数与期望值差不多，会出一警报信号。

当使用上述含干的碳酸氢盐粉的碳酸氢盐筒时，必须在使用前用水润湿。这在具体的“起动步骤”发生。水导入筒中的上部，同时在筒的下部加上真空。在小于1分钟内水充满整个筒。

当放在碳酸氢盐筒的下游的传感器探测出原始的浓缩物从筒中流出，传感器指示出起动步骤完成。阀切换装置使真空切断。传感器可以是上述的电导计。

在起动步骤中，少量的空气或气体卷入筒的上部。但是，气体量通常不影响筒的作用。在上述EP-B1-278 100中，说明了在渗析处理开始前，也就是在起动步骤中除去气体的多种方法。

但是，有时发生在渗析处理时在筒的上部区的卷入的气体量增加。如果卷入的气体的体积太大，相当量的气体通过筒的出口，到达电导计，则会发出警报。另外，应该明白筒的通常作用会被在筒中出现太多量的气体而受到很大的影响。通常最好水面总是保持在高于筒中盐颗粒水平之上。

上述引起气体体积增加是由于有多方面的原因。一个原因是在筒的上下端与渗析机之间的接头处的泄漏。渗析机通常在筒中保持一个低真空。另外的原因是气泡伴随着进入筒中的水，随后分离在筒中。但是主要的原因是在筒中形成气体，如形成二氧化碳气。

已经观察到在更高的环境温度下，上述问题更加加重，这大概是由于碳酸氢盐分解成二氧化碳及碳酸盐。

由于筒的回路是封闭的，除了从出口流出筒外，气体没有其它通路，这样就会致动上述的电导警报。为了处理这种警报的情形，必须移去该碳酸氢盐筒而把一个新的筒插入装置中，因此渗析机必须重新起动，包括一个起动步骤及以后的稳定步骤，这样需要较长的时间。在该时间中，渗析处理必须中断。

已经观察到不管前面的气体情形如何，特别在高的环境温度下，来自电导计的电导率信号波动很大。在极端情形下，如在高温下，这些波动如此大使得超过了警报的极限。

已注意到JP 55115819说明了在容积稀释混合前对水，选择地对浓缩物除气的方法，以避免加热时与空气气泡有关的问题。

本发明的目的是提供一种能解决上述气体充在碳酸氢盐筒中的问题的装置。

本发明的另一个目的是提供一种能指示渗析筒有充满气体要采取措施除去这些气体的时刻的指示装置。

本发明的又一个目的是改进渗析筒的起动。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了在下面权利要求书中限定的从容器中除气的装置。

下面参照附图及本发明的最佳实施例详细说明本发明，附图中：

图1是现有技术的渗析机(与GAMBRO AK 100渗析机相当)的示意图；

图2是带有本发明的除气装置的与图1相应的示意图；

图3是与图1相应的示意图，示出了本发明的除气装置的一个替换的实施例；

图4是与图1相应的示意图，示出了图3实施例的一个改型；

图5是与图3或图4相应的示意图，但装有一个指示器；

图6是与图5相应的示意图，但示出了一个替换的实施例；

图7是与图6相应的示意图，但具有一个替换的阀的安排。

图1中示意地示出了与GAMBRO AK 100相当的渗析机。渗析机包括一水箱1，具有一进水口2，通常接收从水净化设备(RO-单元，反渗透)供来的水。

水箱1有加热线圈3，把水加热到合适的温度，通常为约37℃。出水口4通过颗粒过滤器5与制备渗析液的主管道6连接。

第一分管道7经由插在容器8中的吸嘴9、管道10及剂量泵11供应来自容器8的浓缩物A。在管道中浓缩物A与水混合并供到混合室12，在该处发生均匀化。随后，混合物通过电导计13，测定混合物的电导。电导计13控制剂量泵11使得达到预定的电导率。通常，浓缩物A稀释到约为1∶34的比例。

第二分管道14位于电导计13的下游，该导管供送浓缩的碳酸氢盐或浓缩物B。这样得到的渗析液通过一节流阀15、膨胀室16及增力泵17。该渗析液从泵17供到气泡室18及第二电导计19。电导计19测出相对电导计13的电导率的增加，差值的信号控制计量碳酸氢盐浓缩物的剂量泵20。

节流阀15、增力泵17与膨胀室16一起形成一脱气装置。在节流阀15的后面，压力比较低。约为-600mmHg，在渗析液中的各种气体都释放出，有些是借助于膨胀室16做到。释放的气体成气泡收集起来，并通过增力泵17传送到气泡室18。接收的气泡升到气泡室18的上部，并在接近大气压力下除去。

碳酸氢盐浓缩物使用含碳酸氢盐粉末的筒在上述的渗析机中就地制备出。筒21与装有摆动臂23,24的特殊的筒夹持器22连接，如EP-B1-278100中有详细说明。筒21连接在一回路中，该回路从水箱1经由插在水箱中的吸嘴25、管道26和节流阀27到筒夹持器22的上臂23。上臂23通过一销钉与筒21的上端连接。筒的下端以类似的方式与下臂24连接，并通过颗粒过滤器28、管道29与碳酸氢盐的剂量泵20连通。

通过把臂23,24摆到分路管道30，吸管25以类似吸管9的方式放在浓缩物B的容器中，渗析机也可用于液体形式的浓缩物B。

为了开始把筒21中的粉末弄湿，渗析机设有以管道32和阀31形式的起动装置。管道32连接在筒的下端(最好在过滤器28和泵20之间)和连在节流阀15下游处的起动管道6(在该处具有真空，约-600mmHg)之间。

通过把碳酸氢盐的筒21放在夹持器23,24,22中(如图1所示)及打开阀31，就进行起动。这样，真空加到筒21，把空气从筒的下端抽出直到筒中压力达到-600mmHg。

同时，水从水箱抽出通过管道26、节流阀27进入筒的上端。借助于节流阀27，可保证在水通过臂23流入前在筒中可以已经建立起低压。随后，筒从上面供入水，其流过筒21中的粉末，最后到达臂24中的出口。该状态由电导计19测出，于是阀31关闭。

整个过程中浓缩物泵20一直工作。现在浓缩物泵20接收来自筒21的液体基的浓缩物。这样建立了由水箱1经由管道26、筒21、管道29到泵20的封闭回路。

在上述过程中，一定量的空间已卷入筒的上端，在空间33中。但是，水面高于碳酸氢盐粉末34的水平使得粉末总是温的。在操作中，碳酸氢盐浓缩物通过浓缩物泵20移走。在封闭回路中，有多少水从筒的下端移走就有多少水供到筒的上端。供入的水溶解碳酸氢盐粉末，在筒中形成基本饱和的溶液。当溶液饱和时，溶解自动停止。

由于筒21包含在封闭的回路中，空间33中的气体仍卷在那里，不能移到其它地方。这并不是一个缺点，也不会导致任何损害。

在筒21中有低真空的情形下，在筒21与上臂23之间的连接处的任何泄漏都会导致空间33中的气体容积的增加。

在水箱1经管道26进入筒21中的水中带有的气体也会导致气体容积的增加。

在高的环境温度下，筒中的碳酸氢钠溶液会有一定程度分解为二氧化碳及碳酸钠(苏打)。这些二氧化碳气可收集在空间33中增加受约束的气体量。

如果空间33中气体容积太多并使水面低于粉末34的平面则会有害。在这种情形下，就会有使通过臂24中的出口移出的浓缩的基本饱和的溶液含有一定量气体的危险。也可能发生筒会并干，大量气体经出口24流出。这状态会产生一警报。如果筒变干，通常必须替换，它会中断操作。

按照本发明，建议渗析机设有一阀，特别在气体容积有增加的倾向，并变得太大，也就是达到低于粉末浓缩物的水面的水平时，该阀可使空间33中的气体容积减小。

图2中示出本发明的第一实施例。通常把筒21的上端与水箱1连接起来的三通阀40设在管道26中。但是，在阀40的第二致动位置，阀40使筒21的上端与管道41连接，其与节流阀15后面的真空，也就是管道32相通。

当阀40接通，筒21的上部的空气通过阀40、管道41和管道32抽到泵17，并随后在气泡室18中分离(见图1)。通过把阀40设在尽可能与筒21靠近，在空气抽出前，只有少量水首先流经管道41和32。这样，在筒21中就建立了真空。

当阀40回到其起始位置，筒21的上部的真空将导致水从水箱1经管道26抽进，且部分充填空间33以便平衡真空。

这样，借助于约半个大气压的真空，充着空气的空间33可基本成一半。由于阀40位于与筒的入口接近，降压及随后的与水的平衡的作用会尽可能的大。可以几次重复所述的过程，例如1分钟进行3次。

筒的脱气可在渗析处理中的反复的时间间隔中发生，例如与渗析机中超滤传感器的规则的反复的校准相结合，脱气可以30分钟的间隔发生。由于流经管道32及泵17的大量气体会导致影响在主管道6中的流动超过警报的极限，上述的脱气会导致电导的警报。但是，如果渗析机处在校准模式，可抑制警报。

图2所示的实施例有一个小缺点，就是在管道26和管道41之间阀40的泄漏会中断渗析机的功能。图3示出了本发明的一个实施例可克服此缺点。在该实施例中，三通阀50(其与图2实施例的三通阀40相当)放在管道32中，在起动阀31和到管道29的接头之间。

脱气阀50就这样经管道51与阀31连接和经管道52与管道29连接。阀50的通常位置是把管道51与管道52连接起来。在其致动位置，阀50把管道51与脱气管道53连接起来，管道53连接在管道26中，在节流阀27和筒21的进口之间。

借助于这种连接，可保证在正常操作中基本没有压力经过阀50。阀31把系统与管道32中的真空隔开。

通过把脱气阀50转到其致动位置可进行脱气，随后打开阀31。这样，通过阀50、管道51、阀31和管道32，在管道53中达到了真空。在管道26中在与管道53的连接处达到负压。这样，空气从筒21的上部抽出。同时，水从水箱1经管道26、节流阀27到管道53。但是，由于有节流阀27，在筒21的上部仍有真空。随后，阀31关闭。水从水箱1经管道26、节流阀27到筒21的上部与该处的真空平衡。随后如果要求的话，可打开阀31进行第二脱气循环。

下面是操作图3的脱气装置的替换的方式。首先，阀50转到其致动位置，随后打开阀31，在筒21的上部建立真空。随后，阀50转到其通常位置，使真空转到管道29中，该管道29与筒21的下部连接。这样，水从水箱1流经管道26、节流阀27，进到筒21的上部。随后把阀50切回到致动位置，从筒21的上部抽出另外的气体经过管道53。该过程重复一或数次。最后，把阀50转回到其通常位置和关闭阀31恢复通常的操作。该方法的优点是筒21中的粉末被搅动，粘在粉末上的气泡会松开并升到筒21的上部。同时可避免筒的粉末中形成槽道。

也可以用上述两方法的结合，其中在阀50的各切换动作之间关闭阀13，使得在通过管道29把真空加到筒的下部之前可通过管道26使筒21中的压力平衡。

图4示出了图3的一个替换的实施例。由于节流阀27通常设在与筒21的进口很近，很难把管道53接在节流阀27的后面。

在图4所示的实施例中，管道63从阀60连到管道26，而节流阀移去了。常开的阀64连接在管道26中，连接在水箱1和与管道63的连接之间。阀60经管道61与阀31连接和经管道62与管道29连接。

在连接阀60时，阀64关闭，因而防止水从水箱1经管道26抽到管道63。否则，操作就与图3实施例的操作是同样的。在图4实施例中，节流阀27的工作被阀60的工作代替。

如上面已提到的，当要求对碳酸氢盐筒21除气时的合适的情形下，可致动脱气阀40、50、60。当正常的渗析处理中断进行校准步骤时，这种脱气可以20分钟的间隔规则地进行。也可以对渗析机提供手动开始脱气的可能性。如果护士或使用者发现水面已低于筒21中的粉末34的水平或者当卷入气体的体积太多时可以如此进行。

也可以很容易地给夹持器22设置指示装置，如果水面低于指示装置的水平，则指示装置就显示出。这种指示器可以是如图4所示的测力传感器65。图4中附带地示出一个电子装置66或微处理器，其控制阀的作用，如图4中虚线所示。装置66可适于控制或指示何时要求脱气，例如以一个规则的时间间隔或按照指示装置来的信号或根据使用者的命令。

图5示出另一种指示装置。图5的实施例设有与图4实施例同样的阀及管道。另外，把筒21的出口与剂量泵20连接起来的管道29设有成气体分离室71形式的脱气指示器70。

气体分离室71设有一进口72，其通过管道73与筒21的出口连接，室的出口74与管道29连接，并进一步与泵20连接。气体分离室71可设在管道29上任何地方，在筒21的出口与剂量泵20之间。

因此碳酸氢盐的浓缩物从筒21中流到具有比较大的横截面积的室71中。由于在室71中有低的流动粘度，在浓缩物中的任意的气泡可分离出，并升到室71的上部。如果，例如在高的环境温度下，碳酸氢盐的浓缩物含有大量的小气泡，在气体分离室中限定的气体体积将增加。当室71中的气体体积或水的水平达到指示器75时，会发出一信号指示需要脱气。

如果筒21变干使得空间33体积大大增加，这会有气体与浓缩物一起抽出的危险，伴随浓缩物的气体会迅速充入室71中使得水平指示器75被致动。

室71最好有如此大的体积(也就是Ca.50ml)使得容纳在指示器75下面的浓缩物的量可足够例如用于几分钟的处理。如果筒已变干，渗析处理可继续几分钟期待脱气的合适时机。

当水平指示器75表示需要脱气，阀60,31,64按照图4的实施例所述的那样起动。另外，室71设有一管道76，它把室的充气的上部与阀60与阀31之间的管道61连接起来。通过致动阀60而开始脱气周期并且阀31打开时，室71的上部的空气如此被管道76、管道61及阀31抽到管道32。当室71的水平面升高到使得水充入管道76和达到节流阀77，通过管道76的流量将很小。在脱气周期结束时，室71因而将充满液体，借助于室71可开始一个新的监视周期。

在正常操作中，碳酸氢盐浓缩物从筒21经管道73及室71流到管道29及浓缩物泵20，已经显示出在连接室70后，在电导计19中的电导测量只有很小的波动。在室温20°下，波动的减小是相当显著的，在30℃左右的室温下也是清楚的，在气温更高的国家会增加。

当室71连接时，上述波动及降低的一个解释如下。在溶解粉末和在饱和浓缩物通过出口供到管道29中前存在在筒21中的时期中，在高的环境温度下，筒21中形成二氧化碳气体。当浓缩物送出时，有不粘附到邻近的盐颗粒上的最小的气泡伴随着浓缩物。在送出的浓缩物中的气泡量是随机变化的。在较高的温度下，混合物更多，结果，混合的气泡的变化也大。泵20是一个剂量泵，它每转或几分之一转泵出预定量的浓缩物。但是由于浓缩物由气泡稀释，根据混合的气体量，不同量的碳酸氢钠将通过泵。因此，混合的气体量有效地分离在气泡室18中。电导计19因此接受变化的浓度，其中变化取决于在通过泵20时混合的气泡量。气泡混入的越多，碳酸氢盐的浓度越低。

在剂量泵20前加入气泡分离器或气体分离室71，可确保泵20总是泵出没有被气泡稀释的饱和的浓缩物。因此，把碳酸氢盐供入主管管6中将很稳定且没有波动，这样，电导计19发出很稳定的信号。

图6是本发明的另一实施例，其是图5实施例的一个变型。在该情形下切换阀60被简单阀80代替，管道62省去了。

在该实施例中，打开阀31，关闭阀80并使阀64处在其常开状态，发生筒21的起动。以这种方式，经过管道73、室71、管道76、节流阀77、管道81、阀31和管道32，在筒21中建立真空。水从水箱1经过阀64、管道26和节流阀27流到筒21的上部。水如此导入筒21的上部并经下部及管道73抽出和充入室71。同时，泵20运转，使液体流过出口74到管道29及泵20。同时，室71的上部的空气经由管道76和81抽出。当整个室充满浓缩物，管道76到节流阀77都充满浓缩物。当液体达到节流阀77，在节流阀上的压降迅速下降，其被安排成与管道76连接的压力传感器84探测出。压力传感器84指示起动已达到，阀31关闭。随后筒21再从水箱1经由管道26和节流阀27再充入水，直到在筒21中达到近似的大气压力(通常在筒21中为低真空)。

当水平指示器75指示需要脱气时，通过在关闭阀64的同时打开阀80及31可做到这一点。否则，作用与图5所说明的一样。

图6中示出分离室已设有一面向上的锥形进口85。浓缩物以连续减小的速度向上流过进口85。进口85上端的表面与出口的上端外面的环表面一样大，使得浓缩物绕着边缘流并且继续向下而不增加流速。在向下传送到出口74时流速进一步减小。这种流动方式有利于分离在流动液体中的气泡。

图7示出了一个替代的实施例，其中阀80直接与管道32连接，而不是通过阀31。一个抽气管道86把管道32与阀80连接起来，并连到管道63。这样，阀80和31可相互完全无关地进行控制。

在图7的实施例中在正常的起动中，阀64首先关闭而阀31打开。这样，确保在水通过阀64的孔供入前，在筒21中达到真空。这样改进了在起动时筒的充水。

上面结合本发明的最佳实施例说明了本发明，其适于用于GAMBRO AK 100型渗析机。当然，本发明也适于其它类型的渗析机，例如在碳酸氢盐筒21中有过压的情形。

本发明已结合使用内给水泵用来去除气体进行了说明。实际上，如果要求的话，可用一个分离泵。

气体分离室有两个作用：一是用于当筒要求除气时用作指示装置，二是起到对从筒中得到的浓缩物除气的作用，使得剂量泵中可得到更精确的计量，而在电导计中可消除噪音。后一特点也可不用把室作为指示器来分开地实现，例如可定时，如每半小时除气。在下面所附权利要求书的本发明精神范围内，本专业技术人员可作出其它的改型也应包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1．一种从容器中除气的装置，该容器中含有碳酸氢盐粉和水，用来制备含碳酸氢盐的溶液，特别是渗析溶液，其中所述的装置包括一把水从水源(1,2)供到所述的容器(21)中的供水管(26)，和一个把含碳酸氢盐的溶液从所述的容器中供送出的浓缩物管道(29)，其特征在于包括：

一泵(17)；

一抽气管道(41)，它把所述的泵(17)的负压侧与所述的容器(21)连接起来；

一阀(40)，设在所述的抽气管道(41)中；

一致动所述的阀(40)的装置，把所述的容器(21)与所述的泵(17)的负压侧连接起来以便除去所述的气体；和

一个指示装置(65,66,70)，设成可控制或指示所述的容器要求除去所述的气体。

2．按照权利要求1的装置，其特征在于所述的供水管(26)设有一个三通阀(40)，其通常把所述的容器的上部与所述的供水管(26)连通着，当致动时，其把所述的容器的上部与所述的抽气管道(41)连接起来。

3．按照权利要求2的装置，其特征在于所述的三通阀(40)设在所述的容器的上部附近。

4．按照权利要求1的装置，其特征在于包括第一抽气管道(53)，把所述的容器的上部与所述的阀(50)的第一接头连接起来；第二抽气管道(52)，把所述的浓缩物管道(29)与所述的阀(50)的第二接头连接起来；第三抽气管道(51)，把所述的阀(50)的第三接头与通到所述的泵的负压侧的一根管道(32)连接起来，其中所述的阀(51)设成通常把所述的第三抽气管道(51)与所述的第二抽气管道(52)连接起来，当致动时，所述的阀(51)把所述的第三抽气管道(51)与所述的第一抽气管道连接起来以便除去所述的气体。

5．按照权利要求4的装置，其特征在于所述的供水管(26)设有一个节流阀(27)，设在所述的水源(1,2)与所述的第一抽气管道(53)与所述的供水管(26)的接头之间。

6．按照权利要求4的装置，其特征在于所述的供水管(26)设有一阀(64)，设在所述的水源(1,2)和所述的第一抽气管道(53)与所述的供水管(26)的接头之间，所述的阀(64)是常开的，而在所述的除气过程中是关闭的。

7．按照上述权利要求中任一项的装置，其特征在于在所述的浓缩物管道(29)中设有一气体分离器(70)，它包括一个指示器(75)，它能指示出当在气体分离器中的气体水平低于预定的水平的时候。

8．按照权利要求7的装置，其特征在于所述的气体分离器(70)包括一室(71)，它有一进口(72)，通过一管道(73)与所述的室(71)的下部连接，及一个出口(74)，与所述的浓缩物管道(29)连接，其中所述的室的横截面积大于所述的进口(72)的横截面积，使得通过所述的室的流速变低，发生气体分离，分离的气体收集在所述的室的上部。

9．按照权利要求7或8的装置，其特征在于所述的气体分离器(70)设在所述的浓缩物管道(29)中，设在所述的容器的下部和一个浓缩物计量泵(20)之间。

10．按照上述权利要求中任一项的装置，其特征在于所述的装置适于制造渗析液体。

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