專利名稱：高分子膜式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱交換和傳熱設(shè)備的通用零部件。
熱交換器是用于熱交換介質(zhì)不直接接觸的傳熱設(shè)備通用零部件，不同溫度的介質(zhì)流在交換管道的兩側(cè)流動(dòng)，可達(dá)到熱交換平衡的目的，例如對(duì)人體心臟進(jìn)行手術(shù)時(shí)，要求體外循環(huán)的血液變溫，即要由熱交換器實(shí)現(xiàn)上述功能。現(xiàn)有的熱交換器由金屬交換管，封頭接口，外套管組成，交換管是由10多根金屬管組成。由于是用金屬制造的，難免會(huì)有金屬粒子溶出，或由于內(nèi)壁的不光滑，有毛刺，都會(huì)對(duì)血液介質(zhì)有破壞作用，形成微血栓，為此要對(duì)金屬管外壁進(jìn)行鈍化處理。這種制造工藝復(fù)雜且生產(chǎn)成本高，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)多為進(jìn)口貨。
本發(fā)明的目的是采用高分子材料膜式纖維管道替代已有的金屬熱交換管形成一種高分子膜式熱交換器。
由于高聚物的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬小，本發(fā)明在具體造型時(shí)，為了增加熱交換效率，直接把高分子材料加工成薄膜形狀可以是平膜，卷式膜或者中空纖維等。膜兩面流過不同溫度的液體，氣體或者其它熱導(dǎo)介質(zhì)，進(jìn)行熱量交換，按照要求的熱交換量，可以決定熱交換器的有效膜面積，從而決定本發(fā)明的尺寸大小，制造膜的材料選用商品聚丙烯(PP)，經(jīng)塑料擠出機(jī)擠出成圓形中空纖維管。擠出機(jī)的擠出溫度為攝氏200度，擠出速度為5g／min。所制成的纖維外徑(D)在300－1，000um范圍，長(zhǎng)度按需要控制，一般在5－20cm范圍，從


圖1可見，每只熱交換器由3，000－8，000根中空纖維管道組成。(詳見
圖1)，兩端采用聚胺脂作為封頭材料，全部粘接在接口2上，這樣中空纖維管道1內(nèi)的溫度介質(zhì)集中由道口5流入并流出，所有的纖維管道1都置于一個(gè)大的外殼管道3之中，這樣另一種溫度介質(zhì)則由管道口4流進(jìn)，流出。通過控制外殼管道3中的介質(zhì)溫度，達(dá)到熱交換的目的(詳見圖2)，外殼管道用聚苯乙烯材料制成。
本發(fā)明的高分子膜式熱交換器用于血液變溫時(shí)，和血液接觸的高分子材料內(nèi)表面無需特殊處理，不會(huì)有金屬粒子溶出，血液相溶性良好，耐酸、堿性能較好；用膠水封頭時(shí)，密封性好，不易產(chǎn)生血液泄漏；重量輕，體積小，制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，特別可以十分方便地和人工肺配合，用于體外循環(huán)手術(shù)，作為變溫器，由于血液介質(zhì)在數(shù)千根毛細(xì)管中流動(dòng)，與套管介質(zhì)進(jìn)行熱交換，變溫效果良好。
圖1是高分子膜式熱交換器截面示意圖，其中交換管1為高分子膜制成的中空纖維管。
圖2是高分子膜式熱交換器的示意圖。其中1為熱交換纖維管道，2為中空纖維管與總管道封頭接口，3為外殼管道，4為外殼管道介質(zhì)出口，5為中空纖維管道內(nèi)介質(zhì)進(jìn)出口。
高分子膜材料可以選用聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)，聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)，硅橡膠(SR)等一系列高分子材料制作。可以選用聚胺脂，環(huán)氧樹脂等膠粘劑作為封頭材料，選用普通的塑料制作外殼。
權(quán)利要求1.一種高分子膜式熱交換器，由熱交換纖維管道1，封頭接口2，外殼管道3組成，其特征在于熱交換管道1是由一組高分子中空纖維管道構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子膜式熱交換器，其特征在于熱交換管1可以是由聚乙烯，聚丙烯，聚甲基丙烯酸甲脂，聚氯乙烯或硅橡膠等高分子材料注擠而成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子膜式熱交換器，其特征在于熱交換管1由3，000－8，000根中空纖維管道膜組成的。
專利摘要高分子膜式熱交換器是一種用于不同溫度的介質(zhì)在交換膜兩側(cè)流動(dòng)，達(dá)到傳熱平衡的通用零部件，它由數(shù)千根熱交換纖維管，封頭接口，外殼管道構(gòu)成。本實(shí)用新型選用高分子膜式熱交換管替代金屬交換管，不僅熱交換效果好，變換器與血液等介質(zhì)相容性良好，而且價(jià)格便宜，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，耐酸，耐堿，重量輕，體積小，特別適用于制造人工肺變溫器等醫(yī)療器械。
文檔編號(hào)F28F1/00GK2174676SQ9322625
公開日1994年8月17日 申請(qǐng)日期1993年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月9日
發(fā)明者王洪冰, 楊於根 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)