СИСТЕМА ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FLUID MEDIUM SYSTEM

Данное изобретение относится к системе для текучей среды, содержащей основной подающий трубопровод и, по меньшей мере, один вторичный трубопровод, ответвляющийся от него и ведущий к потребителям. Как правило, изобретение можно использовать в системах, в которых основной подающий трубопровод не может проходить непосредственно к потребителю по причинам пространства или конструкции или по причинам стоимости, так что один или несколько вторичных трубопроводов ответвляются от основного подающего трубопровода. Текучая среда, которая направляется в систему трубопроводов, может быть газообразной средой, например, стерильным воздухом, или жидкостью. Изобретение особенно пригодно для участков диализа, в которых потребители, т.е. устройства диализа, должны снабжаться незагрязненной водой. Однако изобретение пригодно также для подачи воды в фармацевтической промышленности или лабораторной подачи воды.
Единственный вторичный трубопровод может, соответственно, вести от основного подающего трубопровода к потребителю, так что вторичный трубопровод является ответвляющимся трубопроводом, через который не проходит текучая среда при прекращении подачи или в нерабочих фазах. Однако также можно предусмотреть два вторичных трубопровода, ведущих к потребителю, которые образуют вторичный кольцевой трубопровод, в этом случае текучая среда проходит через вторичный трубопровод к потребителю, а выходящая текучая среда возвращается через вторичный трубопровод в основной подающий трубопровод. Вторичный кольцевой трубопровод может быть промыт намного лучше, чем ответвляющийся трубопровод, который является неудобным в этом отношении.
В DE 102 56 584 А1 раскрыта система подачи сверхчистой воды для устройств диализа, в которой вторичный кольцевой трубопровод расположен своей верхней по потоку концевой секцией в кольцевом трубопроводе, образующем основной подающий трубопровод, и выходит следующей секцией из кольцевого трубопровода и заканчивается снова своей нижней по потоку концевой секцией в кольцевом трубопроводе. Эта система требует относительно больших затрат на изготовление.
Задачей данного изобретения является создание системы для текучей среды указанного вида, которая вызывает небольшое падение давления в основном потоке и имеет небольшую стоимость.
Задача решена, согласно изобретению, как раскрыто в пункте 1 формулы изобретения.
Предпочтительные модификации изобретения характеризуется в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению, основной подающий трубопровод имеет включенный в него, по меньшей мере, один соединительный блок, который содержит основной подающий проточный канал, образующий секцию основного подающего трубопровода, при этом проточный блок введен под углом, предпочтительно под прямым углом относительно основного подающего проточного канала в отверстие соединительного блока, который содержит, по меньшей мере, один вторичный проточный канал, который сообщается посредством текучей среды с основным подающим проточным каналом и с которым предусмотрена возможность соединения вторичного трубопровода снаружи проточного блока, причем проточный блок содержит элемент сопротивления потоку, которое выступает в основной подающий проточный канал и приводит к тому, что текучая среда входит во вторичный проточный канал. Элемент сопротивления потоку выполнено в данном случае интегрально с проточным блоком.
Один или два вторичных проточных канала могут проходить через проточный блок, в зависимости от того, ведет ли к потребителю вторичный ответвляющийся трубопровод или вторичный кольцевой трубопровод.
В одном варианте выполнения вторичный проточный канал/вторичные проточные каналы проходит (проходят) через элемент сопротивления потоку, при этом вторичный проточный канал, который образован по потоку выше в основном подающем трубопроводе и проходит предпочтительно под прямым углом к основному подающему проточному каналу, сообщается посредством потоку с основным подающим проточным каналом через отверстие, ответвляющееся под прямым углом. Это отверстие или входное отверстие для текучей среды предпочтительно расположено приблизительно в центре основного подающего проточного канала.
Если в этом варианте выполнения предусмотрен второй вторичный проточный канал, то он расположен при рассмотрении в направлении потока после первого вторичного проточного канала и проходит параллельно ему. Второй вторичный проточный канал снабжен отверстием или выходным отверстием, ответвляющимся под прямым углом, через которое возвратный поток снова вводится в основной подающий проточный канал. В этом варианте выполнения элемент сопротивления потоку является расходомерной диафрагмой, поперечное сечение которой имеет форму полукруга, при этом прямая пограничная зона которого предпочтительно проходит параллельно продольной оси основного подающего проточного канала. Другие способствующие протеканию формы расходомерной диафрагмы также входят в объем изобретения.
В другом варианте выполнения расходомерная диафрагма предусмотрена в качестве элемента сопротивления потоку, поперечное сечение которой имеет профиль крыла, которое расположено своей продольной длиной в продольном направлении основного подающего проточного канала в основном подающем канале. В этом варианте выполнения вторичный проточный канал/вторичные проточные каналы не проходят через расходомерную диафрагму, а заканчиваются на торцевой поверхности проточного блока, которая обращена к основному подающему проточному каналу, при этом один вторичный проточный канал расположен над профилем крыла, а другой вторичный проточный канал расположен своим отверстием под профилем крыла. За счет разницы давления над и под профилем крыла, текучая среда проходит через вторичный кольцевой трубопровод.
Согласно изобретению, два или более проточных блоков, от которых ответвляется соответствующий вторичный ответвляющийся трубопровод или вторичный кольцевой трубопровод, могут использоваться в соединительном блоке, который введен в основной подающий трубопровод. Соответствующий проточный блок предусмотрен для каждого потребителя, и понятно, что несколько соединительных блоков могут быть введены в основной подающий трубопровод.
Передняя секция проточного блока введен в отверстие соединительного блока, в то время как задняя секция проточного блока остается снаружи соединительного блока. Предпочтительно, по меньшей мере, введенная секция имеет круглую форму при рассматривании в поперечном сечении и размещается в отверстии соединительного блока. При этом проточный блок предпочтительно введен в отверстие. Это упрощает сборку и возможную разборку проточного блока, при этом круглая форма отверстия позволяет регулировать угол наклона элемента сопротивления потоку. Передняя стенка вставленной секции является предпочтительно плоской.
Основной подающий трубопровод может содержать отрезки трубы из пластмассы или, например, нержавеющей стали, а также шланговые участки, которые соединены с соединительными блоками. Эти части трубопровода могут быть привинчены, напрессованы или соединены с помощью зажимных соединений с соединительными блоками.
Что касается последнего случая, то особенно предпочтительно, что бы зажимные соединения были прикреплены с возможностью движения к установочной пластине. Каждый соединительный блок может быть снабжен на обоих осевых концах крепежным поднутрением наподобие клина, в то время как блоки сопряжения трубопроводов, подлежащие соединению на обеих сторонах, снабжены креплением, которое имеет ту же форму и имеют поднутрение наподобие клина. Два крепления, которые в поперечном сечении имеют форму клина и снабжены плоскими передними поверхностями и проходят в виде круга вокруг всей окружности, запрессовываются друг с другом с помощью зажимных получаш, которые на внутреннем ободе имеют окружную V-образную канавку, которая плотно принимает и сжимает соединенные крепления соединительного блока и блока сопряжения трубопровода, которые имеют клиновидное поднутрение. Две зажимные получаши соединяются друг с другом с помощью винтов.
Нижняя зажимная получаша снабжена на нижней стороне двумя выступающими болтами или винтами, которые можно вводить в два соответствующих отверстия установочной пластины, при этом отверстия выполнены с, по существу, круглым поперечным сечением большего диаметра и с меньшей шириной в примыкающем продольном сечении. Нижняя зажимная получаша крепится на установочной пластине так, что две винтовые головки на нижней стороне проходят через круглые сечения отверстий, при этом зажимная получаша поворачивается так, что элементы винтов перемещаются в сечения меньшей ширины. Это соединение байонетного типа делает возможным запирание зажимной получаши в положении крепления с возможностью некоторого перемещения относительно установочной пластины. Такая плавающая опора раскрыта заявителем данной заявки в DE 2006 028 764 В3, полное содержание которого включается в данное описание.
Эта плавающая опора приводит к тому, что можно компенсировать напряжения и тепловые расширения, возникающие в основном подающем трубопроводе так, что не возникают утечки. Кроме того, можно предотвращать возникновение при этом сил и их воздействие на вторичные трубопроводы. Это является большим преимуществом, например, при горячей очистке системы трубопроводов, поскольку основной подающий трубопровод может за счет этого расширяться.
Основные подающие трубопроводы могут состоять из различных материалов, которые можно соединять непосредственно с соединительным блоком или с помощью блоков сопряжения. В принципе здесь возможны также шланговые соединения и клеевые соединения.
Использование зажимных соединений на соединительных блоках имеет то преимущество, что их можно просто заменять в случае необходимости.
Согласно другому варианту выполнения изобретения, по меньшей мере, один проточный блок может содержать устройство для предотвращения роста микроорганизмов или образование биопленки. Для этого отверстие может быть выполнено в боковой стенке проточного блока, который в этом варианте выполнения имеет по существу кубическую форму, и проходить ко второму проходному отверстию, в которое можно вставлять источник ультрафиолетового света. Этот ультрафиолетовый источник крепится к пробке, с помощью которой закрывается отверстие. Ультрафиолетовый источник может быть выполнен в виде ультрафиолетового светодиода. Можно вводить также активный противомикробный материал в противодействующую загрязнениям камеру. При использовании ультрафиолетового светодиода камера может быть выполнена также отражательной. Аналогичным образом, можно после дезинфекции кольцевого трубопровода с помощью озона использовать ультрафиолетовый источник для нейтрализации токсичного озона.
Согласно другому варианту выполнения изобретения, проточный блок может быть снабжен чувствительным к потоку устройством, которое обнаруживает поток во вторичном проточном канале, ведущего текучую среду к потребителю. В результате, можно обнаруживать недостаточный поток текучей среды через вторичный трубопровод, что является очень важным в особенности после дезинфекции системы для текучей среды, поскольку, например, в случае закупоривания вторичного шлангового трубопровода или в случае резкого перегиба трубопровода, может быть затруднено удаление остатков дезинфицирующего средства. Электронный расходомер указывает расход или заданное предельное значение потока, соответственно, во вторичном трубопроводе.
Кроме того, другие измерительные и управляющие устройства, такие как датчики, могут быть размещены в проточном блоке для измерения переменных состояния, прохождения и свойств материала.
Аналогичным образом, можно покрывать элемент сопротивления потоку противоинфекционным слоем, например, выполненным из серебра.
Предпочтительной областью применения изобретения является диализ, при этом система для текучей среды пропускает сверхчистую воду (пермеат) из обратного осмоса через кольцевой трубопровод и из него через ответвляющиеся вторичные трубопроводы к устройствам диализа. При этом несколько соединительных блоков введено в кольцевой трубопровод для снабжения устройств диализа пермеатом. Расходомерные диафрагмы элемента сопротивления потоку вызывают лишь очень небольшое падение давления в кольцевом трубопроводе, так что достаточное количество пермеата подается в устройства диализа, которые расположены последними в направлении потока. В результате предпочтительного использования специальных зажимных соединений, кольцевой трубопровод свободен от мертвого пространства, так что почти полностью предотвращается рост микроорганизмов.
Согласно другому варианту выполнения изобретения, кольцевой трубопровод с соединительными блоками отделен с помощью стенки от связанных с ними потребителей, и вторичные трубопроводы проходят через указанную стенку к устройствам диализа. Согласно изобретению, держатели шлангов прикреплены к стенке для приема и удерживания шлангов, образующих вторичные трубопроводы, при этом держатели шлангов предотвращают соприкосновение шлангов с полом. Держатели шлангов снабжены отверстиями, в которые можно зажимать шланги, и концевые секции шлангов на стороне устройств также должны быть подвешены в держатели шлангов после отсоединения от устройства диализа.
Держатели шлангов предотвращают ситуацию, в которой шланги лежат на полу и могут загрязняться вследствие мер, возможно принимаемых для чистки пола.
Может быть также предусмотрено наматывающее или тянущее устройство для намотки лишней длины шланга.
Кроме того, на указанные держатели можно подвешивать линии электроснабжения.
Другие подробности изобретения следует из приведенного ниже описания некоторых предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - соединительный блок кольцевого трубопровода с соединениями РЕХ, в различных проекциях;
фиг.2 - двойной соединительный блок кольцевого трубопровода с зажимными соединениями, в различных проекциях;
фиг.3 - призменный соединительный блок кольцевого трубопровода с зажимными соединениями и дезинфицирующей камерой и сенсорной камерой;
фиг.4 - узел системы для текучей среды с разделительной стенкой, например, участка диализа.
На фиг.1 показан первый вариант выполнения соединительного блока 1, который снабжен РЕХ-соединениями 2 на обеих сторонах. В противоположность показанному в качестве иллюстрации на фиг.1, соединения РЕХ могут быть также введены в боковые отверстия соединительного блока и уплотнены с помощью кольцевых уплотнений. Соединительный блок 1 включает канал 3 кольцевого трубопровода, который продолжен РЕХ-соединениями 2. На РЕХ-соединениях 2 могут быть установлены, например, отрезки шлангов.
Проточный блок 4 вставлен в соединительный блок 1 в направлении, перпендикулярном продольной оси проточного канала 3. Проточный блок 4 включает цилиндрическую секцию 5, которая вставлена в соответствующее отверстие соединительного блока 1, и кольцевое уплотнение 7, которое вставлено в канавку 6, предотвращает выход текучей среды из отверстия. Цилиндрическая секция 5 заканчивается в иллюстрации на фиг.1 внизу плоской передней стенкой 8, к которой прикреплена расходомерная диафрагма 9, проходящая поперек через проточный канал 3 по существу вплоть до противоположной стенки канала. Расходомерная диафрагма 9 имеет полукруглую форму поперечного сечения, как показано на фиг.1 внизу слева прерывистой линией.
Противоположный конец цилиндрической секции 5 имеет расположенный на нем фланец 10 со сквозными отверстиями 11 для крепежных винтов, которые ввинчиваются в кольцо 12, расположенное между верхней стороной соединительного блока 1 и нижней стороной фланца 10, для надежного крепления проточного блока 4 на соединительном блоке 1. При подходящей конструкции и выборе материала, проточный блок 4 можно также закреплять на соединительном блоке без кольца 12.
Два вторичных проточных канала 13 и 14 проходят через расходомерную диафрагму 9 и проточный блок 4, при этом проточные каналы выступают соединительными участками 15 из кольцевого фланца 10, при этом соединительные участки используются для крепления вторичных трубопроводов (не изображены), обычно в виде шлангов. На другом конце вторичные проточные каналы 13 и 14 проходят в изогнутые входные и выходные отверстия 16 и 17. Когда текучая среда, в случае кольцевого трубопровода для участка диализа пермеат, проходит в направлении стрелки А через проточный канал, пермеат входит за счет сопротивления потоку через отверстие 16 во вторичный проточный канал 13, при этом излишний пермеат возвращается через вторичный проточный канал 14 и выходное отверстие 17 в проточный канал 3.
Крепежные винты проточного блока 4 обозначены в иллюстрации на фиг.1 снизу слева позицией 18.
В показанном на фиг.2 варианте выполнения два проточных блока 20 вставлены сторона к стороне в соединительный блок 19. Проточные блоки 20 снабжены на своих плоских передних поверхностях 8 расходомерной диафрагмой 21, поперечное сечение которой имеет профиль крыла, как показано на фиг.2 в середине справа прерывистой линией. В этом варианте выполнения вторичные проточные каналы 22 и 23 заканчиваются в передней стенке 8 проточного блока 20, т.е. по обе стороны имеющей форму крыла расходомерной диафрагмы 21, так что различные давления превалируют в проходящей текучей среде у входного и выходного отверстий вторичных проточных каналов 22 и 23, через которые текучая среда входит в один канал, и избыточная текучая среда выходит снова из другого канала.
Соединительный блок 19 снабжен приформованными зажимными получашами 24 на обеих сторонах, при этом указанное зажимное соединение подробно показано на фиг.3.
На фиг.3 показан имеющий форму призмы соединительный блок 25, отверстие 26 которого предназначено для вставления цилиндрической секции 5 проточного блока, который опирается также имеющим форму призмы элементом 27 на верхнюю сторону проточного блока 25. Проточный блок снабжен расходомерной диафрагмой 9, которая, так же как в показанном на фиг.1 варианте выполнения, выступает в проточный канал. Два вторичных проточных канала, которые выходят соединительными участками 15 на верхней стороне элемента 27, проходят через имеющее форму призмы элемент 27.
В имеющем форму призмы элементе 27 два отверстия ведут к вторичным проточным каналам, и ультрафиолетовый источник 29, снабженный пробкой, вставлен в отверстие 28, в то время как регулятор 31 потока, снабженный пробкой, вставлен в другое отверстие 30. Ультрафиолетовый источник необходимо каждый раз вводить в поток, ведущий к потребителю, так что после выбора обтекаемых элементов можно попеременно использовать отверстия 28 и 30.
Крепление 24, которое имеет поднутрение наподобие клина, прикреплено к соединительному блоку 25 на обеих сторонах, при этом крепления 24 предназначены для соединения с переходным блоком 42 трубопровода, содержащим идентичное крепление 24. Крепления 24, которые имеют форму клина при рассматривании в поперечном сечении, неподвижно соединяются друг с другом с помощью зажимных получаш 33 и 34, при этом получаши снабжены на своем внутреннем ободе окружной V-образной канавкой 46, которая принимает и сжимает соединенные крепления соединительного блока и переходного блока трубопровода, которые имеют поднутрения наподобие клина. Кольцевое уплотнение 35 в передних поверхностях креплений 24, которые имеют поднутрение в виде клина, обеспечивает герметичное соединение. Зажимные получаши 33 и 34 стягиваются вместе с помощью винтов 36.
Две головные части винтов 37 выступают из нижней стороны нижней зажимной получаши 33, при этом винты предназначены для введения в слегка дугообразно изогнутые удлиненные отверстия 38, которые имеют каждое расширенное входное отверстие и примыкающую меньшую секцию, из которой винты 37 не могут выходить. Конфигурация выбрана так, что указанная установка зажимных получаш 33 и 34 является «плавающей» на установочной пластине 39, т.е. зажимные получаши является в некоторой степени подвижными на установочной пластине 39, так что они могут, например, следовать продольным расширениям, вызванным нагреванием системы трубопроводов во время процесса горячей очистки.
На фиг.4 показано расположение соединительного блока 25 на консоли 40 разделительной стенки 41 участка диализа. Разделительная стенка 41 экранирует систему трубопроводов, расположенную за стенкой, при этом вторичные трубопроводы 42, 43 проходят через отверстия в стенке 41. К стенке 41 прикреплена рама 44 с фиксирующим кабели и шланги устройством 45, в котором удерживаются вторичные кольцевые трубопроводы 42 и 43. После отсоединения этих шлангов они могут быть подвешены на устройстве фиксации кабелей и шлангов так, что они не соприкасаются с полом.
Следует отметить, что изобретение не ограничивается указанными и показанными вариантами выполнения. Все раскрытые в описании и на чертежах признаки можно комбинировать по отдельности с другими признаками.