CN101875026A - 应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，所述的差动离心分离系统上设有刚性支架和软管，该软管上设有轴承，所述的刚性支架上设有轴承支撑座，该轴承支撑座为一端设有开口围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的轴承外部轮廓。利用本发明的限位装置将同时进行自身旋转和绕轴旋转的软管上的轴承牢固地固定在刚性支架上，避免出现横向位置晃动和上下位置移动。

Description

应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置

技术领域

本发明涉及血液分离技术，特别是涉及到一种差动离心分离系统上用到的旋转限位装置。

背景技术

采血机构和科研机构通常使用离心法从多细胞成分混合液体中分离出各种单一成分，用于临床治疗、科学研究或制备原料等应用场合。最常见的是将全血通过离心分离系统分离出红细胞、粒细胞、单核细胞、血小板和血浆，或将解冻后的冷冻红细胞洗涤分离出红细胞和洗涤液。

离心分离系统的工作原理是：离心机、输液泵和控制器装置通过输液管路将多细胞成分混合液体引入分离盘软袋之内，同时使分离盘高速旋转，带动在旋转的分离盘软袋内的多细胞成分混合液体中的液体和细胞颗粒高速旋转，这些液体和细胞颗粒成分受到离心力场的作用，于是各种成分作离心沉降运动，并按各自密度或比重或沉降系数的大小分层，当达到离心沉降平衡时，从径向的圆周面至轴心由密度高到低富集排列形成同心圆状的各单一成分层。

在混合液体的连续离心分离系统中，物料和分离产物需要通过密闭的软管在离心状态下连续输入和输出，从分离盘引出的软管由于分离盘的高速转动而发生旋转和缠绕，软管的另一端在离心分离系统外固定，因此，软管一端旋转一端固定其中间需要有一个盘管结构来实现软管解旋解缠。由于这个盘管结构的存在，使得混合液体等物料如全血输入至旋转的分离盘内，并在离心状态下再从旋转的分离盘内抽出分离产物如血液单一成分的液体。

现有技术中涉及到应用于血液离心设备上的盘管结构的主要有专利号为US5360542的美国专利。在该专利中，盘管结构主要包括有底架，可旋转的顶部支架，顶部支架上悬吊分离盘，一根软管自机箱处固定穿过顶部支架侧面的两个轴承后伸入到分离盘底部，其软管的端部为一方形头，伸入到分离盘中心轴处的方形槽内。软管为中空构造，其内套有数根输送软管，即软管和软管一体化。基于上述的结构，动力使顶部支架旋转，带动软管产生扭动力，并将此动力传输至分离盘使之产生同向转动，同时使与软管同一轴向的软管实现解旋。分离盘和顶部支架之间属于固定关系，即在使用过程中分离盘始终位于顶部支架上，需要安装拆卸软管时将分离盘通过销轴向侧面转动。

上述的软管围绕中心轴旋转，同时绕自身旋转。软管在离心力及自身扭力的作用下会发生不规则变形，从而破坏其运动状态，最终会导致软管的断裂。因此需在软管相应的位置设计一旋转限位结构限制软管的位移，同时还要保证绕自身轴向旋转不受影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新型的差动离心分离系统中软管的限位装置。利用本发明的限位装置将同时进行自身旋转和绕轴旋转的软管上的轴承牢固地固定在刚性支架上，避免出现横向位置晃动和上下位置移动。

为了达到上述发明目的，本发明提供如下的技术方案：

一种应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，该差动离心分离系统包括有：一个外转体，该外转体由其底部的驱动轴带动绕其自身轴线转动；一个内转体，所述的内转体和外转体同轴差动连接，且该内转体可从外转体拆卸，该内转体的底部固定有软管的一端并由该软管带动旋转，所述内转体内容纳有软袋；一个软管，该软管内设有输送液体的管路，软管的一端在外转体的顶部轴线上空固定，软管的另一端固定在内转体上，软管内的管路与软袋相连通，软管的中部通过一旋转限位装置与外转体可旋转地固定，并随该外转体绕其公转轴线转动；一个旋转限位装置，该旋转限位装置位于外转体的最大旋转半径处，所述软管穿过该旋转限位装置；所述的旋转限位装置包括设置于软管上的轴承和设置于外转体上的轴承支承座，该轴承支撑座为一端设有开口围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的轴承外部轮廓。

在本发明的优化设计中，所述轴承支撑座的内部轮廓为U形结构，该U形结构中的半圆形的直径略小于轴承外圈的直径，轴承支撑座的内部轮廓为容纳所述轴承的卡槽。

在本发明的优化设计中，所述的轴承支承座的内部轮廓为C形结构，该C型结构的直径略小于轴承外圈的直径，轴承支撑座的内部轮廓为容纳所述轴承的卡槽。

在本发明的优化设计中，所述卡槽的一侧设有固定轴承的台阶，该台阶的内径小于轴承外圈的外径以限制轴承外圈的活动。

作为另一种相同思路的设计，所述的旋转限位装置包括设置于软管上的内滑体和设置于外转体上的支承座，该支撑座为一端设有开口围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的内滑体外部轮廓。更进一步，所述的内滑体为一个设置于软管上的圆环形凸起，所述的围护结构的内部轮廓边缘略小于圆环形凸起的外径。再进一步优化设计，所述的圆环形凸起由润滑材料制成，在所述的围护结构内壁上设有一侧润滑材料。

与现有技术相比，上述技术方案具有如下技术优点：

1.本发明的旋转限位装置将差动离心分离系统上的软管进行位置限定，防止其因高速旋转而出现变形和位置移动，从而导致分离盘失去平衡，影响血液分离的效果。

2.本发明的旋转限位装置将软管置于可控制范围，使其轴向和径向处于基本恒定位置，则整个分离系统的平衡性能大大加强，可以精确地控制分离盘的起停和转速大小。

附图说明

图1是差动离心分离系统的整体结构示意图。

图2是差动离心分离系统中软管的转动示意图。

图3是本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置结构示意图。

图4是本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置做进一步的详细说明，但不能以此来限制本发明的保护范围。

我们先分析差动离心分离系统的工作流程以及其中的软管的作用。

请看图1，图1是差动离心分离系统的整体结构示意图。由图可以看出，在血液等混合液体的差动离心分离系统中，是通过血液先在离心分离盘2中分层聚集以后再提取出相应的单一成份，这样必须要实现离心分离盘的高速旋转。根据血液离心分离的原理设计出了差动离心分离系统，该系统包括有：一个外转体，该外转体由其底部的驱动轴带动绕其自身轴线转动；一个内转体，所述的内转体和外转体同轴差动连接，且该内转体可从外转体拆卸，该内转体的底部固定有软管的一端并由该软管带动旋转，所述内转体内容纳有软袋；一个软管，该软管内设有输送液体的管路，软管的一端在外转体的顶部轴线上空固定，软管的另一端固定在内转体上，软管内的管路与软袋相连通，软管的中部通过一旋转限位装置与外转体可旋转地固定，并随该外转体绕其公转轴线转动；一个旋转限位装置，该旋转限位装置位于外转体的最大旋转半径处，所述软管穿过该旋转限位装置。

在具体设计中将刚性支架1作为外转体，离心分离盘2作为了内转体。动力装置带动刚性支架1进行ω的速度转动，同时离心分离盘2达到2ω的转速转动。其中，对于离心分离盘2转动的动力传输，是通过软管3来实现的。

在差动离心分离系统中，软管主要承担两大作用：其一是作为运输管道，向离心分离盘中输送全血或混合液体，并从离心分离盘中抽出分离后的血液成份。其二是作为带动分离盘旋转的动力输入轴。软管的工作状态具体如图2所示，图2是差动离心分离系统中软管的转动示意图。由图2可知，将软管3的两端分别放置于同一个中心轴上，软管的中端弯离出中心轴，并绕中心轴进行转动，这个类似于地球绕太阳的公转。在软管公转的时候，其上端是固定的，不会发生转动。软管的下端同轴固定在离心分离盘的底部，并且可以带动离心分离盘一起转动。这样，公转就可以带动软管进行自转，自转的速度传递至软管的下端，形成了公转速度两倍的自转速度。由于离心作用，软管的中部会产生径向向外的拉力，同时软管本身需要扭动从而带动离心分离盘转动。这样就需要在软管的中部设置轴承4或类似装置，还需要利用一个旋转限位装置对软管的轴承进行限位，否则会损坏软管。

本发明就是针对软管的限位需求开发了旋转限位装置。其结构如图3和图4所示，图3是本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置结构示意图，图4是本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置的剖视图。由图可知，本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，所述的差动离心分离系统上设有刚性支架1和软管3，该软管3上设有轴承4。为了实现软管的旋转限位，在刚性支架1上设有轴承支撑座5。该轴承支撑座5为一端设有开口的围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的轴承外部轮廓。一端开口后的围护结构可以使其具有一定的弹性，而内部轮廓略小于轴承外部轮廓则可以通过弹性变形更为牢固地固定轴承。

在具体的轴承支撑座设计当中，所述轴承支撑座的轮廓为U形结构或为C形结构，该U形结构或C型结构中包含圆形的部分的直径略小于轴承外圈的直径，轴承支撑座的内部轮廓为容纳所述轴承的卡槽。若是圆形的轴承外部轮廓则设计出一端有开口的圆形卡槽。在将轴承放置于所述的卡槽内时，实现了软管的径向固定。但是，在软管转动的时候，还有可能出现轴向的位置移动，为了克服这个问题，在卡槽的一侧设有固定轴承的台阶，这样轴承在卡槽内就可以实现径向和轴向的双重固定。

由于软管是由轴承支撑的，所以可保证软管绕自身旋转不受影响又可限制其变形。轴承支撑座在定位时有一定的斜角，旋转时轴承受到沿轴向一个向上的力，在轴承支撑座设计时只要防止轴承沿轴向位移既可。

安装时将轴承放在轴承支撑座下方，软管从轴承支撑座开口处卡入，再将轴承卡入轴承支撑座如图3所示。拆卸时将轴承从轴承支撑座中压出及可将软管拆出。

作为另一种能够实现相同功能的结构设计，所述的旋转限位装置包括设置于软管上的内滑体和设置于外转体上的支承座，该支撑座为一端设有开口围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的内滑体外部轮廓。所述的内滑体为一个设置于软管上的圆环形凸起，所述的围护结构的内部轮廓边缘略小于圆环形凸起的外径，所述的圆环形凸起由润滑材料制成，在所述的围护结构内壁上设有一侧润滑材料。通过润滑材料之间的较小摩擦力，实现内滑体与支撑座之间在相对旋转时顺利自然。

毫无疑问，本发明应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置还有其他结构形式变化，并不局限于上述实施例中提到的结构和操作方式。总而言之，本发明的保护范围还包括其他对于本领域技术人员来说显而易见的变化和替代。

Claims (7)

1.一种应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，该差动离心分离系统包括有：一个外转体，该外转体由其底部的驱动轴带动绕其自身轴线转动；一个内转体，所述的内转体和外转体同轴差动连接，且该内转体可从外转体拆卸，该内转体的底部固定有软管的一端并由该软管带动旋转，所述内转体内容纳有软袋；一个软管，该软管内设有输送液体的管路，软管的一端在外转体的顶部轴线上空固定，软管的另一端固定在内转体上，软管内的管路与软袋相连通，软管的中部通过一旋转限位装置与外转体可旋转地固定，并随该外转体绕其公转轴线转动；一个旋转限位装置，该旋转限位装置位于外转体的最大旋转半径处，所述软管穿过该旋转限位装置；所述的旋转限位装置包括设置于软管上的轴承和设置于外转体上的轴承支承座，该轴承支撑座为一端设有开口围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的轴承外部轮廓。

2.根据权利要求1所述的应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，所述轴承支撑座的内部轮廓为U形结构，该U形结构中的半圆形的直径略小于轴承外圈的直径，轴承支撑座的内部轮廓为容纳所述轴承的卡槽。

3.根据权利要求1所述的应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，所述的轴承支承座的内部轮廓为C形结构，该C型结构的直径略小于轴承外圈的直径，轴承支撑座的内部轮廓为容纳所述轴承的卡槽。

4.根据权利要求2或3所述的应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，所述卡槽的一侧设有固定轴承的台阶，该台阶的内径小于轴承外圈的外径以限制轴承外圈的活动。

5.一种应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，该差动离心分离系统包括有：一个外转体，该外转体由其底部的驱动轴带动绕其自身轴线转动；一个内转体，所述的内转体和外转体同轴差动连接，且该内转体可从外转体拆卸，该内转体的底部固定有软管的一端并由该软管带动旋转，所述内转体内容纳有软袋；一个软管，该软管内设有输送液体的管路，软管的一端在外转体的顶部轴线上空固定，软管的另一端固定在内转体上，软管内的管路与软袋相连通，软管的中部通过一旋转限位装置与外转体可旋转地固定，并随该外转体绕其公转轴线转动；一个旋转限位装置，该旋转限位装置位于外转体的最大旋转半径处，所述软管穿过该旋转限位装置；所述的旋转限位装置包括设置于软管上的内滑体和设置于外转体上的支承座，该支撑座为一端设有开口围护结构，该围护结构的内部轮廓略小于所述的内滑体外部轮廓。

6.根据权利要求5所述的应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，所述的内滑体为一个设置于软管上的圆环形凸起，所述的围护结构的内部轮廓边缘略小于圆环形凸起的外径。

7.根据权利要求6所述的应用于差动离心分离系统上的旋转限位装置，其特征在于，所述的圆环形凸起由润滑材料制成，在所述的围护结构内壁上设有一侧润滑材料。

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