[实用新型]高分子膜式热交换器

说明书

本实用新型属于热交换和传热设备的通用零部件。

热交换器是用于热交换介质不直接接触的传热设备通用零部件，不同温度的介质流在交换管道的两侧流动，可达到热交换平衡的目的，例如对人体心脏进行手术时，要求体外循环的血液变温，即要由热交换器实现上述功能。现有的热交换器由金属交换管，封头接口，外套管组成，交换管是由10多根金属管组成。由于是用金属制造的，难免会有金属粒子溶出，或由于内壁的不光滑，有毛刺，都会对血液介质有破坏作用，形成微血栓，为此要对金属管外壁进行钝化处理。这种制造工艺复杂且生产成本高，目前国内市场多为进口货。

本发明的目的是采用高分子材料膜式纤维管道替代已有的金属热交换管形成一种高分子膜式热交换器。

由于高聚物的导热系数比金属小，本发明在具体造型时，为了增加热交换效率，直接把高分子材料加工成薄膜形状：可以是平膜，卷式膜或者中空纤维等。膜两面流过不同温度的液体，气体或者其它热导介质，进行热量交换，按照要求的热交换量，可以决定热交换器的有效膜面积，从而决定本发明的尺寸大小，制造膜的材料选用商品聚丙烯（PP），经塑料挤出机挤出成圆形中空纤维管。挤出机的挤出温度为摄氏200度，挤出速度为5g／min。所制成的纤维外径（D）在300－1，000um范围，长度按需要控制，一般在5－20cm范围，从图1可见，每只热交换器由3，000－8，000根中空纤维管道组成。（详见图1），两端采用聚胺脂作为封头材料，全部粘接在接口2上，这样中空纤维管道1内的温度介质集中由 道口5流入并流出，所有的纤维管道1都置于一个大的外壳管道3之中，这样另一种温度介质则由管道口4流进，流出。通过控制外壳管道3中的介质温度，达到热交换的目的（详见图2），外壳管道用聚苯乙烯材料制成。

本发明的高分子膜式热交换器用于血液变温时，和血液接触的高分子材料内表面无需特殊处理，不会有金属粒子溶出，血液相溶性良好，耐酸、碱性能较好；用胶水封头时，密封性好，不易产生血液泄漏；重量轻，体积小，制造简单，生产成本低，特别可以十分方便地和人工肺配合，用于体外循环手术，作为变温器，由于血液介质在数千根毛细管中流动，与套管介质进行热交换，变温效果良好。

图1是高分子膜式热交换器截面示意图，其中交换管1为高分子膜制成的中空纤维管。

图2是高分子膜式热交换器的示意图。其中1为热交换纤维管道，2为中空纤维管与总管道封头接口，3为外壳管道，4为外壳管道介质出口，5为中空纤维管道内介质进出口。

高分子膜材料可以选用聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC），聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA），硅橡胶（SR）等一系列高分子材料制作。可以选用聚胺脂，环氧树脂等胶粘剂作为封头材料，选用普通的塑料制作外壳。