CN103370134B - 过滤装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例涉及用于过滤液体的过滤装置(1)，且公开：具有开口端和封闭端的液体容器(3)；能沿着轴线至少部分地在液体容器内移动的柱塞本体(4)，轴线在开口端和封闭端之间延伸，柱塞包括通过流体过滤路径而与液体容器处于流体连通的滤液室，以及设置在过滤路径中的过滤器(6)，并且该装置进一步包括可滑动密封件(8)，以用于防止或阻止流体流在柱塞移动期间穿过密封件；其中密封件包括第一裙部，第一裙部在第一裙部的一端处从柱塞下垂，第一裙部具有在使用中可滑动地和密封地贴靠管瓶的外表面，并且至少在未压缩状态中在裙部和柱塞本体之间具有大体环形的间隔，该间隔大体平行于轴线而延伸。还公开了与第一裙部交迭的第二裙部。

Description

过滤装置和方法
技术领域
本发明涉及用于过滤液体样本的过滤装置和方法，并且特别地，涉及其中包括过滤材料的柱塞插入到诸如管瓶的液体容器中的过滤装置。
背景技术
在实验室和其它环境中常常采用过滤装置来从液体样本中移除固体，过滤装置包括在空心管状管瓶内滑动的空心柱塞。例如，可过滤诸如血液、粘液或尿液的生物样本(以移除例如污染物或不需要的蛋白质)，滤液后续用来执行医学测试或其它测试。
在这样的装置中，空心柱塞典型地在一端处具有孔口，孔口装配有过滤膜。待过滤的液体样本最初保持在管状管瓶中，管状管瓶在一端处开口，而在另一端处封闭。空心柱塞插入到管状管瓶中，其中，在空心柱塞的外部和管状管瓶的内部之间形成密封性接触。空心柱塞然后下压到管状管瓶中，其中，密封性接触迫使液体样本通过过滤膜，并且进入到空心柱塞的内部中。然后滤液保持在柱塞的内部，直到需要进行后续处理为止。柱塞可装配有帽，以阻止滤液泄漏。当需要滤液时，可使用注射器或其它装置来刺破帽，以便抽取滤液。美国专利US4800020描述了此类过滤装置的示例。
典型地通过使用在组装期间定位到柱塞本体上的刚性O形环或类似的密封件来形成上面提到的密封性接触。这使得过滤装置的组装复杂，特别是考虑到这样的密封件典型地小，而且在自动化组装或人工组装期间难以操纵；另外，在柱塞本体中可能需要定位凹槽或其它结构，从而使柱塞本体的制造复杂。
另外，为了使上面提到的密封性接触有效，在O形环和管状管瓶的内壁之间需要较紧的配合；如果该配合太松，则密封性接触变得无效，从而允许液体样本在柱塞的侧部周围泄漏，而非通过过滤膜。另一方面，如果配合太紧，将柱塞推到管状管瓶中所需的力可变得太大，从而难以操作装置；此外，管状管瓶在过太的力下可破裂。因此，一直要求O形环所形成的外径和管状管瓶的内径有高精度。
因此，典型地已经用塑料材料来制造管状管瓶，因为这种材料较容易制造成具有高精度(例如，通过注射模制)，而且较不容易破裂。但是，塑料材料往往易被液体样本浸析，浸析可导致液体样本在过滤之前被来自塑料材料的杂质污染，在过滤工艺期间也许无法移除所有杂质。因此，使用由较惰性的、不那么容易被液体样本浸析的材料(诸如玻璃)来制作管状管瓶将是合乎需要的。但是，与塑料管瓶相比，玻璃管瓶的内径在不同的管瓶之间典型地具有较大差异，从而使它们不适合用于上面描述的柱塞。另外，传统的玻璃管瓶大体不像塑料管瓶那么结实，特别是当在柱塞被推入管瓶中时经受压缩柱塞密封件或压缩流体所施加的过大的力时。本发明的实施例至少减轻现有技术的一些问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于过滤液体的过滤装置，包括：包括开口端和封闭端的液体容器；能够沿着轴线至少部分地在液体容器内移动的柱塞本体，所述轴线在所述开口端和所述封闭端之间延伸，所述柱塞包括通过流体过滤路径而与液体容器处于流体连通的滤液室，以及设置在过滤路径中的过滤器，并且该装置进一步包括可滑动密封件，以用于防止或阻止流体流在所述柱塞移动期间穿过密封件；其中，所述密封件包括第一裙部，第一裙部在第一裙部的一端处从柱塞下垂，所述第一裙部包括在使用中可滑动地和密封地贴靠管瓶的外表面，并且在至少未压缩状态中在裙部和柱塞本体之间包括大体环形的间隔，间隔大体平行于轴线而延伸。
照这样，可提供一种能够宽泛地容忍不同的液体容器大小但在容器内被压缩时又不对液体容器施加大力的有效密封件。
在实施例中，柱塞本体在所述本体的在使用中最接近所述液体容器的所述封闭端的端部处或该端部附近进一步包括附连到所述本体上或形成所述本体的一部分的帽，所述帽包括从帽下垂的第二裙部。
优选地，所述第二裙部延伸向第一裙部，并且优选地在帽和/或柱塞本体和第二裙部之间提供大体环形的间隔。
在实施例中，第二裙部还具有外部密封表面。
优选地，所述第一和第二裙部交迭。更优选地，在交迭部分处，第二裙部位于第一裙部上面。
在实施例中，第一裙部的外表面或第二裙部的外表面，或两个裙部的外表面形成无突起的基本环形的表面。
优选地，帽附连到柱塞本体的其余部分上，并且在附连时，将过滤器夹持就位。
根据本发明的第二方面，提供一种用于过滤液体的过滤装置，包括：具有开口端和封闭端的液体容器；能够沿着轴线至少部分地在液体容器内移动的柱塞本体，所述轴线在开口端和封闭端之间延伸，所述柱塞包括通过流体过滤路径而与液体容器处于流体连通的过滤流体接收室，以及设置在过滤路径中的过滤器，并且该装置进一步包括可滑动密封件，以用于防止或阻止流体流在所述柱塞移动期间穿过密封件；其中，液体容器在所述开口端处向外成锥形。
可使用吹制和/或研磨工艺来形成液体容器。优选地，液体容器由玻璃材料制成。
根据本发明的第三方面，提供一种用于过滤液体的过滤装置，包括：柱塞本体，其在柱塞本体的第一端处限定第一外部横截面；过滤材料；以及限定第二外部横截面的密封器件，第二横截面具有比所述第一横截面的对应的尺寸更大的尺寸，密封器件和柱塞本体各自由第一材料制成，其中，至少柱塞本体的所述第一端可插入到具有尺寸小于第二外部横截面的所述尺寸但大于第一外部横截面的所述对应的尺寸的内部横截面的液体容器中，液体容器包括用于保持液体的封闭端，其中，密封器件包括柔性部分，柔性部分具有比柱塞本体的壁的厚度更小的厚度，由此，柔性部分比柱塞本体的所述壁更具柔性，柔性部分能够在插入到液体容器中时弯曲，使得所述第二外部横截面改变，以便对应于液体容器的所述内部横截面，由此，过滤装置能够在液体容器中可滑动地移动，使得所述第一端移动向液体容器的封闭端，柔性部分对所述液体容器的内壁施加向外的力，从而在所述移动期间与其形成密封，以便阻止保持在液体容器中的液体在所述移动期间在过滤装置的周缘周围传送，使得所述移动使所述液体传送通过所述过滤材料。
由于根据本发明的实施例的过滤装置包括密封器件，密封器件具有柔性部分，柔性部分可在插入到液体容器中时弯曲，从而改变其限定的横截面，所以过滤装置可与具有不同的内部尺寸的液体容器一起使用。这使它们特别适合用于由诸如玻璃的材料制成的液体容器，玻璃典型地在不同的容器之间展示差异较大的内部尺寸。另外，由于柱塞本体和密封器件由相同的材料制成，所以可高效地制造过滤装置。
优选地，密封器件与柱塞本体一体地形成。可使用注射模制工艺来形成柱塞本体和柔性的密封器件。这简化了过滤装置的制造，因为密封器件与柱塞本体一体地形成，所以不必组装单独的密封件，诸如O形环，而现有技术装置中就需要。
在一些实施例中，柔性部分包括从柱塞本体向外延伸的一个或多个肋，其中，在所述移动期间，肋可相对于所述本体部分沿纵向偏转，以及朝本体部分向内偏转。备选地或者另外，柔性部分可包括从柱塞本体的第一端向下延伸的裙部，裙部能够向内偏转。优选地，裙部形成凹陷部分的壁，凹陷部分布置成在所述移动期间接收液体，使得接收的液体对所述裙部施加向外的力。这些柔性部分在模制工艺期间易于制造，因为它们沿模制材料流的方向延伸远离柱塞本体的中心。另外，在使用了凹陷的地方，接收在凹陷中的液体对裙部施加另一个向外的压力，从而改进密封件的有效性。
优选地，柱塞本体渐缩，以便朝所述第一端缩小。这防止柱塞本体在液体容器中失准，从而确保密封件有效地接合。
根据本发明的第四方面，提供一种过滤液体的方法，包括：将液体样本插入具有给定的内部横截面的液体容器中；提供过滤装置，过滤装置包括：柱塞本体，其在柱塞本体的第一端处限定第一外部横截面，第一外部横截面比所述给定的内部横截面具有更小的尺寸；过滤材料；以及限定第二外部横截面的密封器件，第二外部横截面比所述给定的内部横截面具有更大的尺寸，密封器件包括柔性部分，柔性部分具有比柱塞本体的壁的厚度更小的厚度；将柱塞本体的至少所述第一端和所述密封器件插入到液体容器中，从而使所述柔性部分弯曲，使得所述第二外部横截面改变，以便对应于液体容器的所述内部横截面；以及可滑动地移动过滤装置，使得第一端移动向液体容器的封闭端，柔性部分对所述液体容器的内壁施加向外的力，从而在所述移动期间与其形成密封，以便阻止保持在液体容器中的液体在所述移动期间在过滤装置的周缘周围传送，使得所述移动使所述液体传送通过所述过滤材料。
根据本发明的第五方面，提供一种用于从容器中抽取液体且过滤抽取的液体的过滤装置，该装置包括：柱塞本体，其在柱塞本体的第一端处具有第一外部横截面；过滤器；以及具有第二外部横截面的密封器件，第二横截面大于所述第一横截面，密封器件和柱塞本体是一体的，并且由第一材料制成，其中，柱塞本体的至少所述第一端能够插入到具有小于所述第二外部横截面且大于所述第一外部横截面的内部横截面的液体容器中，其中，密封器件包括具有比柱塞本体的壁的厚度更小的厚度的柔性部分，由此，柔性部分比柱塞本体的所述壁更具柔性，柔性部分能够在插入到液体容器中时弯曲，使得所述第二外部横截面改变，以便密封到液体容器的内表面上，以阻止液体在密封件和容器之间传送，过滤器布置成使得所述插入使所述液体传送通过所述过滤器。
根据本发明的第六方面，提供一种用于过滤液体的过滤装置，包括：柱塞本体；过滤材料；以及密封器件，其包括从柱塞本体的第一端向下延伸的柔性裙部部分；其中，柱塞本体的至少所述第一端能够插入到液体容器中，液体容器包括用于保持液体的封闭端，柔性裙部部分能够在插入到液体容器中时弯曲，以便对应于液体容器的内部横截面，其中，所述柔性裙部部分形成凹陷部分的壁，凹陷部分布置成在插入到液体容器中时接收液体，使得接收的液体对所述裙部部分施加向外的力，由此，柔性裙部部分对液体容器的内壁施加向外的力，从而在插入到液体容器中时与其形成密封。
在实验室和其它环境中常常采用过滤装置来从液体样本中移除固体，过滤装置包括在空心管状管瓶内滑动的空心柱塞。例如，可过滤诸如血液、粘液或尿液的生物样本(以移除例如污染物或不需要的蛋白质)，滤液后续用来执行医学测试或其它测试。
在这样的装置中，空心柱塞典型地在一端处具有孔口，孔口装配有过滤膜。待过滤的液体样本最初保持在管状管瓶中，管状管瓶在一端处开口，而在另一端处封闭。空心柱塞插入到管状管瓶中，其中，在空心柱塞的外部和管状管瓶的内部之间形成密封性接触。空心柱塞然后下压到管状管瓶中，其中，密封性接触迫使液体样本通过过滤膜，并且进入到空心柱塞的内部中。然后滤液保持在柱塞的内部，直到需要它进行后续处理为止。柱塞可装配有帽，以阻止滤液泄漏。当需要滤液时，可使用注射器或其它装置来刺破帽，以便抽取滤液。美国专利US4800020描述了此类过滤装置的示例。
典型地使用固持环来保持过滤膜就位，固持环装配在孔口的内部，从而保持过滤膜就位。固持环可通过干涉配合或“搭扣”配合来装配在孔口中，以及/或者可超声焊接到孔口上。但是，这样的固持环典型地小，而且难以精确地定位在孔口中，从而使制造困难。另外，特别是当固持环未精确地定位时，它无法可靠地附连到柱塞上，从而使过滤膜变得脱落，以及使柱塞无效。
本发明的另一个目标是至少减轻现有技术的一些问题，并且因而，根据本发明的第七方面，提供一种制造柱塞组件的方法，通过将柱塞组件插入到液体容器中，使用柱塞组件来过滤保持在液体容器中的液体样本，该方法包括：提供柱塞本体，柱塞本体包括第一定位器件、内部室和第一孔口，第一孔口流体地连接到内部室上；提供端部件，端部件包括第二孔口和对应于第一定位器件的第二定位器件；将过滤材料定位在所述第一孔口和所述第二孔口之间；使所述第一定位器件与所述第二定位器件接合，从而将所述过滤材料附连到所述柱塞本体上，使得过滤材料保持在第一孔口和第二孔口之间，由此，在所述第二孔口处接收到的液体可传送通过过滤材料，通过第一孔口而到达所述内部室。
因而，提供一种包括柱塞本体和端部件的两件式柱塞组件。由于通过将相应的定位器件接合在柱塞本体和端部件上而将过滤材料保持就位，所以避免了使用内部固持环，而且改进了组装简易性。另外，使用接合器件确保过滤材料牢固地保持就位，从而降低过滤材料变得移位的风险。
在一些实施例中，第一定位器件包括定位隆起，而第二定位器件包括定位凹陷。
优选地，使用超声焊接工艺将端部件附连到柱塞本体上。超声焊缝可形成于第一定位器件的内部的第一位置处，以及第一定位器件的外部的第二位置处。柱塞本体可包括位于所述第一位置处的第一能量引导器和位于第二位置处的第二能量检测器，因此，可将端部件超声焊接在至少两个位置上，从而进一步改进过滤膜附连到柱塞组件上的牢固性。
备选地或者另外，可使用干涉配合和/或粘合剂将端部件附连到柱塞本体上。
优选地，方法包括在所述端部件上形成密封器件，密封器件用于与所述液体容器形成密封。诸如密封件的特征可形成于端部件上，从而使得端部件能够具有不止一个零件。
根据本发明的第八方面，提供一种用于过滤液体的柱塞组件，包括：柱塞本体，其包括第一定位器件、内部室和第一孔口，第一孔口流体地连接到内部室上；端部件，其包括第二孔口和对应于第一定位器件的第二定位器件；以及位于第一孔口和第二孔口之间的过滤材料，其中，第一定位器件与第二定位器件接合，从而将过滤材料附连到柱塞本体上，使得过滤材料保持在第一孔口和第二孔口之间，由此在第二孔口处接收到的液体可传送通过过滤材料，通过第一孔口到达内部室。
优选地，第一定位器件包括定位隆起，而第二定位器件包括定位凹陷。优选地，柱塞本体包括第一模制件，而端部件包括第二模制件，用分开的模制工艺形成第一模制件和第二模制件。
在一些实施例中，端部件包括密封器件，密封器件用于在插入液体容器中时与其形成密封。
优选地，柱塞本体限定第一外部横截面；以及端部件包括限定第二外部横截面的密封器件，第二横截面具有比第一横截面的对应的尺寸更大的尺寸，其中，至少所述端部件可插入到具有尺寸小于第二外部横截面的所述尺寸但大于第一外部横截面的所述对应的尺寸的内部横截面的液体容器中，液体容器包括用于保持液体的封闭端，其中，密封器件包括柔性部分，柔性部分能够在插入到液体容器中时弯曲，使得所述第二横截面改变，以便对应于液体容器的所述内部横截面，由此，过滤装置能够在液体容器中可滑动地移动，使得过滤材料移动向液体容器的封闭端，柔性部分对所述液体容器的内壁施加向外的力，从而在所述移动期间与其形成密封，以便阻止保持在液体容器中的液体在所述移动期间在过滤装置的周缘周围传送，使得所述移动使所述液体传送通过所述液体。
由于密封器件具有可在插入到液体容器中时弯曲从而改变其限定的横截面的柔性部分，所以具有这种密封器件的柱塞组件可用于具有不同的内部尺寸的液体容器。这使得它们特别适合用于由诸如玻璃的材料制成的液体容器，玻璃典型地在不同的容器之间展现较大的内部尺寸差异。
在一些实施例中，柔性部分包括从柱塞本体向外延伸的一个或多个肋，其中，在所述移动期间，肋可相对于所述本体部分沿纵向偏转，并且朝本体部分向内偏转。
备选地或者另外，柔性部分包括从柱塞本体的第一端向下延伸的裙部，裙部能够向内偏转。裙部可形成凹陷部分的壁，凹陷部分布置成在所述移动期间接收液体，使得接收的液体对所述裙部施加向外的力。另外，在使用了凹陷的情况下，接收在凹陷中的液体对裙部施加另一个向外的压力，从而进一步改进密封的有效性。
优选地，所述柱塞本体渐缩，以便朝所述第一孔口缩小。这阻止柱塞本体在液体容器中失准，从而确保密封件有效地接合。
根据本发明的第九方面，提供一种用于过滤液体的过滤设备，包括；根据本发明的第八方面的柱塞组件；以及所述液体容器，液体容器包括用于接收所述柱塞的开口端，液体容器在所述开口端处向外成锥形。
可使用吹制和/或研磨工艺来形成液体容器。优选地，液体容器由玻璃材料制成。
根据本发明的第十方面，允许使用根据第九方面的过滤设备来过滤液体样本。
根据仅以示例的方式提供的本发明的优选实施例的以下描述，本发明的另外的特征和优点将变得显而易见，示例参照了附图。
附图说明
图1显示根据本发明的实施例的过滤设备的分解横截面图；
图2a至2d显示根据本发明的实施例的、在使用中的过滤设备的外部视图；
图3显示用于本发明的实施例中的帽和隔膜密封件的俯视图；
图4a和4b显示包括备选液体密封件的柱塞本体的横截面图；
图5a和5b显示根据本发明的第二实施例的包括液体密封件的柱塞本体的横截面图；
图6a和6b显示包括备选液体密封件的柱塞本体的横截面图；
图7显示用于本发明的一些实施例中的渐缩柱塞本体的横截面图；
图8显示用于本发明的一些实施例中的柱塞本体和液体容器的横截面图；
图9显示用于本发明的一些实施例中的具有渐缩部分的液体容器的横截面图；
图10a显示用于本发明的一些实施例中的包括第一类型的滤液容器的过滤设备的侧面横截面图；
图10b显示包括第一类型的滤液容器过滤设备的俯视横截面图；
图11显示用于本发明的一些实施例中的包括第二类型的滤液容器的过滤设备的侧面横截面图；
图12a显示用于本发明的一些实施例中的包括第三类型的滤液容器的过滤设备的侧面横截面图；
图12b显示用于第三类型的滤液容器的第一类型的导管通道的横截面图；
图12c显示用于第三类型的滤液容器的第一柱塞本体的透视横截面图；
图12d显示用于第三类型的滤液容器的第二类型的导管通道的横截面图；
图12e显示用于第三类型的滤液容器的第二柱塞本体的透视横截面图；
图12f显示用于第一或第二柱塞本体的滤液容器的侧面横截面图；
图12g显示用于第三类型的滤液容器的第三柱塞本体的透视横截面图；
图13a至13c显示用于本发明的一些实施例中的通气孔组件的横截面图；
图14a显示用于本发明的一些实施例中的室密封件的横截面图；
图14b显示用于本发明的一些实施例中的帽密封件的横截面图；
图15显示用于本发明的实施例中的在外部装配的过滤器环的横截面图；
图16a至16c显示使用超声焊接工艺来附连到柱塞本体上的在外部装配的过滤器环的横截面图；
图17显示三个备选过滤器装配环的横截面图；以及
图18显示用于下面描述的实施例中的改良密封件组件。
具体实施方式
图1显示根据本发明的实施例的过滤设备1的分解横截面图。过滤设备1包括呈柱塞组件2的形式的过滤装置，以及呈管瓶3的形式的样本容器，在过滤之前，将液体样本置于样本容器中。
柱塞组件2包括柱塞本体4，柱塞本体4在一端处具有孔口5，过滤膜6位于孔口5，可用固持环7来将过滤膜6保持在孔口5中；固持环可通过例如干涉配合或搭扣配合来固定过滤膜。备选地，可使用超声焊接来将固持环7固定到孔口5上，从而保持过滤膜6就位。
过滤膜6典型地是多孔膜，多孔膜的孔径选择成允许液体样本21传送通过其中，但过滤掉不需要的颗粒；典型的孔径为0.2μm至0.45μm。过滤膜6可由聚苯醚砜(PES)、尼龙或聚丙烯或任何其它适当的材料构造而成。
柱塞本体4进一步包括液体密封件8、通气口密封件9和室密封件10(在下面更详细地描述这些部件)。
柱塞本体4是空心的，并且在其内部中包括室12。滤液容器13可选地位于室13中，以接收经过滤的液体样本，如下面描述的那样。柱塞组件2进一步包括帽14和隔膜密封件15，隔膜密封件15在一端处密封室12。帽14典型地搭扣到柱塞本体4上的凸脊14a上。可备选地或者另外，帽14压接到柱塞本体4上，以改进帽14的密封属性。
管瓶3是在底端16处封闭且在顶端17处开口的空心容器。在这里，我们使用惯例，其中，帽14被称为位于过滤设备1的“顶部”处，过滤设备1的相对的端部被称为过滤设备1的“底部”。因此，在帽14近处的部件可称为位于过滤设备1的“上部”部分中，在帽14远处的部件则被称为位于过滤设备1的“下部”部分中，诸如此类。这个术语表示过滤设备1在使用和存放时的典型定向；但将理解的是，可用任何其它定向使用或存放过滤设备1。
管瓶3典型地是圆柱形管；但是，也可使用非圆形(例如椭圆或正方形)横截面的样本容器3。柱塞本体4具有布置成对应于管瓶3的内部横截面的外部横截面，使得柱塞本体4可插入管瓶3中，并且可滑动地在管瓶3中移动。管瓶3典型地由惰性材料制成，惰性材料不易被液体样本浸析。例如，管瓶3可由玻璃材料(诸如HPLC玻璃(例如，硼硅酸盐33、51或55))或陶瓷材料制成。
柱塞本体4典型地由塑料材料(诸如MoplenEP300L或另一种医疗级聚丙烯材料)制成，并且可使用注射模制工艺来制造柱塞本体4。滤液容器13可由惰性材料制成，惰性材料不像用于制作柱塞本体12的材料那么容易被液体样本浸析；例如，滤液容器13可由上面关于管瓶所描述的任一种惰性材料制成。
典型地，过滤设备1充分地小，使得能够容易地进行手动操纵和操作。例如，孔口5可具有大约6-7mm或更小的直径；柱塞本体4的壁可具有大约9-10mm或更小的外径；管瓶3的内径可为大约7.5-8.5mm或更小；柱塞本体的长度可为大约30-35mm或更小。这些尺寸仅是示例性的；可根据任何期望尺寸来布置根据本发明的实施例的过滤设备1。
图2a至2d显示根据本发明的实施例的过滤设备1在过滤工艺的各种使用阶段的外部视图。图2a显示过滤设备1准备好使用。使用吸管20将液体样本21a插入到管瓶3中，例如，最初保持柱塞组件2与管瓶3分开。
接下来，柱塞组件2插入到管瓶3的开口端17中，如图2b中显示的那样，并且下压柱塞组件2，使其在管瓶3内滑动，使得孔口5移动向管瓶3的封闭端16，如图2c中显示的那样。随着柱塞组件2在管瓶3内移动，液体密封件8与管瓶3的内壁接合，从而阻止液体样本在柱塞组件2的边缘周围泄漏。因此，液体样本21a被迫通过位于柱塞组件2的孔口5处的过滤膜6，并且进入到柱塞组件2的内部的室12中，在那里，液体样本21a收集在滤液容器13中，或者，如果未使用滤液容器，则液体样本21a仅保持在室12中。通气孔22位于柱塞本体4的侧壁中，从而允许空气在液体样本21通过孔口5进入室12时，从柱塞组件2的内部中的室12泄漏。
图2d显示处于完全下压状态的过滤设备1，在完全下压状态中，柱塞组件2最大限度地插入到管瓶3中，并且基本所有的液体样本21a都已经传送通过过滤膜6，而且作为滤液21b存储在内部室12中。在这个构造中，通气口密封件9已经与管瓶3的内壁接合，从而产生不透气的密封，而且室密封件10已经接合在管瓶3的颈部周围，从而产生另一个不透气的密封；这些不透气的密封阻止空气从过滤设备1泄漏，这又阻止液体样本21蒸发。
可手动地执行上面参照图2a至2d所描述的过滤器液体样本21的过程。备选地，该过程的一部分或全部可为自动化的。
过滤设备1可保持呈图2d中显示的构造，直到需要进一步处理滤液21b为止。可使用例如注射器刺破隔膜密封件15来获得滤液21b。如图3中显示的那样，图3显示帽14的俯视图，帽14可具有开口23，注射器可通过开口23来接近隔膜密封件15。
在本发明的实施例中，提供具有柔性部分的液体密封件8，柔性部分可弯曲，以在横截面上有所改变，从而适应不同的管瓶3内径，同时保持足以对管瓶的内壁施加向外的力的刚性，从而在过滤器组件2和管瓶之间保持有效密封。柔性部分由与柱塞本体4相同的材料制成，使得能够高效地制造它们。柔性部分具有比柱塞本体4的壁的厚度更小的厚度，使得柔性部分可弯曲，同时柱塞本体4保持有刚性。现在参照图4a至6b来描述这种柔性密封器件的示例。
图4a显示第一液体密封件，其具有呈位于柱塞本体4的周边周围的一个或多个柔性肋8a的形式的柔性部分。柔性肋8a布置成柔性的，使得在柱塞本体4插入到管瓶3中的期间，柔性肋8a向上且朝柱塞本体4向内偏转，如图4b中显示的那样，但也有足够的刚性，使得当柔性肋8a如图4b中显示的那样偏转时，它们对管瓶3的内壁施加向外的力，从而与其保持密封。可通过调节柔性肋8a的长度(l1)或厚度(t1)来调节肋8a的刚性。厚度(t1)布置成小于柱塞本体4的壁的厚度(tw)(壁厚tw典型地是基本均匀的)，使得柱塞本体4在柔性胁条8a偏转时保持刚性。虽然图4a和4b显示液体密封件包括两个柔性肋8a，但在本发明的一些实施例中，使用仅一个柔性肋8a；在本发明的其它实施例中，可使用三个或更多个柔性肋8a。
图5a显示第二液体密封件，其具有呈位于柱塞本体4的前缘上的凹陷24的周缘周围的柔性裙部8b的形式的柔性部分。当柱塞组件4插入到管瓶3中时，裙部8b可向内弯曲，以匹配管瓶3的内径，如图5b中显示的那样；在裙部8b弯曲时，它对管瓶3的内壁施加向外的力，从而形成密封。可通过调节柔性肋8a的长度(l2)或厚度(t2)来调节裙部8b的刚性。厚度(t2)典型地布置成小于柱塞本体4的壁的厚度(tw)(壁厚tw典型地是基本均匀的)，使得柱塞本体4在裙部8b向内偏转时保持刚性。
与上面参照图4a和4b所描述的柔性肋8a相比，柔性裙部8b在密封件8b和壁管瓶3的壁之间提供更大的接触面积，这提供更有效的密封性接触。
另外，随着柱塞本体4被推到管瓶3中，液体接收在凹陷24中，从而对柔性裙部8b提供向外压力，进一步改进与管瓶3的内壁接触的柔性裙部8b形成的密封的有效性。在本发明的这个实施例中，液体密封件的强度因而随着对柱塞组件4施加的向下压力的增大而增大。
图6a显示第三液体密封件，它也具有呈第二柔性裙部8c的形式的柔性部分。在这个实施例中，随着柱塞组件2被推入到管瓶3中，第二柔性裙部8c向内扭曲(即，偏转)，以符合管瓶3的内径，如图6b中显示的那样；随着突起偏转，突起对管瓶3的内壁施加向外的力，从而产生密封。可通过调节第二柔性裙部8c的长度(l3)或厚度(t3)来调节第二柔性裙部8c的刚性。厚度(t3)典型地布置成小于柱塞本体4的壁的厚度(tw)(壁厚tw典型地是基本均匀的)，使得柱塞本体4在第二柔性裙部8c向内偏转时保持刚性。
与上面参照图4a和4b所描述的柔性肋8a相比，第二柔性裙部8c在密封件8b和管瓶3的壁之间提供更大的接触面积，这提供更有效的密封性接触。
另外，在使用第二柔性裙部8c的实施例中，不需要凹陷，从而简化柱塞本体4的结构，以及使得比上面参照图5a和5b所描述的实施例制造起来更容易。
在上面参照图4a至6b所描述的各个示例中，液体密封件8与柱塞本体4一体地形成(例如在注射模制工艺期间)。另外，上面描述的各个柔性部分从柱塞本体向外延伸(在柔性肋8a的情况下)，或者从柱塞本体向下延伸(在柔性裙部8b、8c的情况下)；因此，当注射模制时，对应于柔性部分8a、8b、8c的模制部分沿注射塑料流的方向延伸远离柱塞本体4，从而使得容易使用注射模制来与柱塞本体4一体地制造柔性部分8a、8b、8c，以及减少对后续处理的任何需要，诸如切割模制部件。
虽然柱塞本体4可具有基本平行的壁，但在一些实施例中，柱塞本体4的壁可渐缩，以便朝孔口5缩小，如图7中显示的那样。这有利于接合液体密封件8和通气口密封件9，这是因为以下原因。随着柱塞本体4插入到管瓶3中，柱塞本体4可沿横向偏移远离管瓶3的轴线，或者相对于管瓶轴线成角度地倾斜。这可导致液体密封件8和/或通气口密封件9在一侧上紧密地与管瓶3配合，但在相对的一侧上松散地配合；这可导致无效的密封性接触。使柱塞本体4渐缩会减小柱塞本体4和柱塞本体4的顶部处的管瓶之间的间隙，从而减小上面描述的横向偏移和/或倾斜的范围，从而降低密封性接触不良的风险。
如图8中显示的那样，柱塞本体4的外壁在柱塞本体4的底部处限定横截面直径D1，横截面直径D1小于管瓶3的内径Di，而密封件8所限定的横截面直径D2在未弯曲状态下大于管瓶3的内径Di。这确保柱塞本体4可插入到管瓶3中，并且承坐在管瓶3中，而且确保液体密封件8在插入到管瓶3中时弯曲，从而与管瓶3形成密封。因为使用根据本发明的实施例的液体密封件8的柱塞组件2因而可适应不同的管瓶3内径，所以对由在不同的管瓶之间展现较高的内径差异的材料(诸如玻璃)制成的管瓶3使用柱塞组件2是可行的。
在一些实施例中，柱塞本体4的壁沿着柱塞本体4的整个长度不具有小于管瓶的内径Di的横截面直径；例如，在柱塞本体4渐缩的情况下，如上面参照图7所描述的那样，在柱塞本体4的顶端处的柱塞本体4壁可限定大于管瓶3的内径的横截面直径，使得当柱塞本体4完全下压时，柱塞组件2的顶端仍然在管瓶3的外部。典型地在柱塞组件2完全下压时仍然在管瓶3的外部的凸脊14a也可限定大于管瓶3的内径的横截面直径。虽然以上论述参照了“直径”，并且从而假设柱塞本体4和管瓶3是圆柱形的，但本领域技术人员将理解，当柱塞本体4和管瓶3具有非圆形横截面(例如在正方形横截面等的情况下，边长)时，在加以必要的变更的情况下，类似的考量也适用于其它横截面尺寸。
如上面提到的那样，管瓶3可由玻璃制成；可使用玻璃吹制和/或研磨工艺来制造管瓶3。
管瓶3可包括成渐缩部分25，使得管瓶3的壁在开口端17处向外成锥形，如图9中显示的那样。这确保密封件8在开口端17的缘边26下面的点处与管瓶3接合。与密封件8在缘边26处接合的情况相比，这将密封件8所施加的力分配在管瓶3的更大的有效面积上。因而渐缩部分46保护管瓶3不破裂。
滤液容器
如上面描述的那样，在本发明的一些实施例中，滤液容器13位于柱塞本体4的内部室12中，传送通过过滤膜8的经过滤的液体收集在滤液容器13中。由于滤液21b保持在滤液容器13中，所以滤液容器13阻止滤液21b与柱塞本体4接触，从而阻止污染物从柱塞本体4浸析到滤液21b。滤液容器13由与柱塞本体4不同的材料制成；由于滤液容器因此可由惰性材料(即，不易被浸析的材料)制成，所以与其中经过滤的液体样本保持与塑料柱塞的内部接触的现有技术装置相比，滤液21b可存放更长的时期，而不被污染。
我们现在转为描述用于本发明的一些实施例中的示例性滤液容器13。图10a显示使用第一示例性滤液容器13a的过滤设备1的横截面侧视图，第一示例性滤液容器13a包括呈沿着滤液容器13a的轴线延伸的轴向毛细通道27的形式的导管。具有轴向毛细通道27的滤液容器在本文中被称为“轴向毛细容器”13a。轴向毛细通道27在面向柱塞本体4的孔口5的第一端28a处开口，使得轴向毛细通道27能够接收来自孔口5的液体样本21。轴向毛细通道27沿着轴线在轴向毛细容器13的内部中从第一端28a延伸到第二端28b，第二端28b也是开口的，并且位于轴向毛细容器13a的内部中。因而轴向毛细通道27将孔口5流体地连接到轴向毛细容器13a的内部上。
使用例如干涉配合，使轴向毛细容器13a在柱塞本体4的内部室12中紧密地保持就位，轴向毛细容器13a的外壁与柱塞本体4的内壁形成密封。因此，阻止在过滤膜6移动向样本容器3的封闭端16时传送通过过滤膜6的滤液21b在轴向毛细容器13a的侧部周围传送，并且迫使该滤液21b通过轴向毛细通道27的第一端28a，并且沿着轴向毛细通道27的长度，如图10a中的箭头显示的那样。当液体21b到达轴向毛细通道27的第二端28b时，液体21b离开轴向毛细通道27，并且在重力的影响下落到轴向毛细容器13a的内部中，在那里，液体21b收集在轴向毛细通道27的周缘周围的环形区域29中，如图10b中显示的那样，图10b是使用轴向毛细容器13a的过滤设备1的沿着图10a的截面A-A得到的横截面俯视图。因而滤液21b保持完全与柱塞本体4隔开，从而阻止在存放有样本时，污染物浸析到滤液21b中。
图11显示用于本发明的实施例中的包括第二示例性滤液容器13b的过滤设备1的横截面侧视图。第二示例性滤液容器13b包括在两个端部30a、30b处开口的空心管。在两个端部处开口的滤液容器在本文中被称为“空心管容器”13b。
空心管容器13b在柱塞本体4的内部室12中保持就位，从而与柱塞本体4的内壁形成密封，如上面关于轴向通道容器13a所描述的那样。因此，随着过滤膜6移动向样本容器的封闭端16，传送通过过滤膜6的液体21移动通过空心管容器13b的位于空心管容器13b的底部处的、面向孔口5的开口端30a，如图11中的箭头所显示的那样。因此滤液21b保持与柱塞本体4的内壁隔离，从而阻止柱塞本体4的污染物浸析出。另外，由于空心管容器13b是开口的且在顶端30b(顶端30b与底端30a相对，并且面向帽14)处没有障碍，所以可使用例如上面描述的注射器从空心管容器13b中容易地移除滤液21b。这在自动化(例如机器人)处理的情况下可为特别有用的，可通过使用例如轴向毛细通道27来阻止在空心管容器13b中插入注射器。
图12a显示用于本发明的实施例中的包括第三示例性滤液容器13c的过滤设备的横截面侧视图。第三示例性滤液容器包括管，管具有位于滤液容器13c的底部处的、面向孔口5的封闭端32a，以及位于滤液容器13c的顶部处的、面向帽14的开口端32b。在一端处开口且在另一端处封闭的滤液容器(诸如图12a中显示的那个)在本文中被称为“封闭管容器”13c。
由于封闭管容器13c在面向孔口5的端部32处封闭，随着端部32移动向管瓶3的封闭端16，传送通过孔口5的液体样本被推到封闭管容器13c的周缘周围，如图12a中的箭头所显示的那样。当液体样本21到达封闭管容器13c的开口端33的颈部时，液体样本21在重力的影响下落到封闭管容器13c的内部中；可通过使用偏转环34来促进这一点，如在下面更详细地说明的那样。
由于封闭管容器13c在面向孔口5的端部32处封闭，所以滤液21b保持与柱塞本体4完全隔开；因此封闭管容器13c提供与上面描述的轴向毛细容器13a相同的优点。另外，由于封闭管容器13c在面向帽14的端部33处开口且没有阻碍，所以按照上面描述的空心管容器13b，可从封闭管容器13c中容易地移除滤液21b。
为了有利于滤液21b在封闭管容器13c周围传送，在室12的壁中形成呈周缘通道35a的形式的一个或多个导管，如图12b和图12c中显示的那样，图12b显示根据本发明的实施例的柱塞组件的顶部横截面图，而图12c显示柱塞组件的透视横截面图。可在柱塞本体4的模制期间形成周缘通道35a，或者可在例如模制之后，将它们切割成柱塞本体4。
封闭管容器13c可通过干涉配合在室13中保持就位。因而，滤液21b被迫通过周缘通道35a，并且被推到封闭管容器13c周围；当滤液21b传送超过封闭管容器13c的开口端32b时，滤液21b在重力的影响下落到封闭管容器13c中，如图12c中显示的那样。
如上面提到的那样，偏转环34可用来有利于将滤液21b引导到封闭管容器13c中。图12c中显示的示例性偏转环34a包括空心环，空心环具有在本文中被称为“支腿”36a的突起，支腿36a布置成在轮廓上对应于周缘通道35a。偏转环34a可通过干涉配合而装配到柱塞本体4的室12中，其中，各个支腿36a装配到周缘通道35a中；备选地或者另外，偏转环34a可超声焊接到柱塞本体4上。
各个支腿36a包括呈斜孔37a的形式的开口，通过该开口，沿着周缘通道35a流动的滤液21b被偏转。孔37a向下将滤液21b引导到封闭管容器13c中。这使滤液21b与可能同时行进通过周缘通道35a的任何空气隔开，而且特别地，阻止滤液21b与行进朝向和通过通气孔22的空气一起移动。
图12d和12e分别显示周缘通道35b和偏转环34b的备选布置的俯视横截面图和透视横截面图，其中，周缘通道35b和偏转环开口37b比图12b和12c的对应的特征具有更大的相应的横截面积。这使得液体样本21能够以较高的流率通过周缘通道35b和开口37b，从而改进使用简易性，以及提高过滤速度。偏转环34b也可使用干涉配合和/或超声焊接来装配到柱塞本体12的室12中。
除了使液体样本的流偏转之外，偏转环34b还可用作限制封闭管容器13c在室12中的移动的止动部分。在未使用干涉配合(或其它手段)来使封闭管容器13c保持就位的情况下，或者如果干涉配合无效(例如，由于封闭管容器13c的直径差异)，在液体样本21移动通过过滤膜6时所产生的压力可迫使封闭管容器13c向上移动向帽14。如果封闭管容器13c移动到室12的顶部，可阻止滤液21b在封闭管容器13c的周缘周围流动。因此，偏转环34可布置成使得封闭管容器13c的贴靠着偏转环13的开口端33限制任何向上移动，从而确保封闭管容器13c的开口端33保持在偏转环13中的开口37下面，以及确保不阻止滤液21b在封闭管容器的周缘周围流动以及流到封闭管容器中。
虽然显示了导管35a形成于柱塞本体4的侧壁中，但将显而易见的是，它们可形成为柱塞本体4的壁中的通道，通道在开口37a或37b附近具有出口。
图12b和12e中显示的柱塞室12具有圆锥形基部，从而使它们适合用于具有圆锥形封闭端38的封闭管容器13b，如图12f中显示的那样。这个形状可特别适合注射器针40从封闭管容器21中移除滤液21b，因为在圆锥形封闭端38处的缩小的直径使注射器40针和滤液21b集中到小孔口。使用具有圆锥形封闭端38的封闭管容器13c的另一个优点在于，圆锥形形状有利于滤液21b传送到封闭管容器13c的周缘周围。备选地，圆端形状也有利于滤液传送到封闭管容器13c的周缘周围。
但是，在一些情况下，使用平底封闭管容器13c是有利的，因为这最大程度地增大封闭管容器13c的内部容积，这又最大程度地增加可存储在单个封闭管容器13c中的滤液21b的量。图12g显示柱塞室12具有平坦基部，从而使其适合用于平底管容器13c。在这个设计中，封闭管容器13c位于在室12的基部处呈支柱41的形式的突起上。支柱41确保在封闭管容器13c的封闭端32处保持有间隙，滤液21b可通过该间隙而沿着周缘通道35b传送。
如上面描述的那样，通气孔22提供出口，在柱塞组件2下压到管瓶3中时，空气可通过该出口从室12泄漏到柱塞组件2的外部；换句话说，通气孔22允许释放在柱塞组件2下压期间在室的内部积聚的空气压力。合乎需要的是将通气孔22布置成使得空气可泄漏通过它，但使得液体样本21不可泄漏通过它。在其中使用了偏转环34的本发明的实施例中，可通过仅仅将通气孔22定位在偏转环34的位置上方来实现这一点，如图12c、12e和12g中显示的那样。
在其中使用从底部填充的滤液容器13(诸如上面描述的轴向毛细容器13a或空心管容器13b)的本发明的实施例中，可通过类似地将通气孔定位在滤液容器13的上端上方来阻止滤液21b传送通过通气孔22，如图13a中显示的那样，其中，箭头显示空气在从室12泄漏时的行进方向。
但是，通气孔22必须提供从室12离开的点，该点位于通气口密封件9的位置下面，以便使通气口密封件9有效；因此，将通气孔22定位在滤液容器13的上端上方表示滤液容器13的大小受到通气口密封件9的位置的限制，即，滤液容器13不能占据室12中的在通气口密封件9的位置上方的空间。
图13b显示布置成解决这个问题的本发明的实施例；在图13b中，室12的壁渐缩，使得在滤液容器13的上部部分和室12的壁之间在通气孔22的区域中有间隙。这允许空气泄漏通过滤液容器13的顶端，泄漏通过滤液容器13和室12壁之间的间隙，以及泄漏通过通气孔22。这使得滤液容器13能够延伸超过通气孔22的位置，从而使得滤液容器13能够占据室12内的基本所有空间。在图13b中显示的布置中，由于室12壁渐缩，在滤液容器13和室12壁之间形成间隙；但是，在一些情况下，间隙可因为滤液容器13的外壁渐缩而形成。
在图13c中显示的本发明的另一个实施例中，空气通道42在室12的壁的内部延伸，并且在通气口密封件9上方的位置处将室12的内部联结到通气孔22上，通气孔22位于通气口密封件9的下面，使得空气可从室12移动到装置的外部，如箭头所显示的那样。这还使得滤液容器13能够延伸超过通气孔22的位置，使得滤液容器13能够占据室12内的基本所有空间。
如上面提到的那样，在柱塞组件2完全下压之后，通气口密封件9和室密封件10单独地或共同地起作用来密封过滤设备1，以便阻止滤液21b蒸发。密封到管瓶3的内表面上的通气口密封件9在截面上可为薄的，并且从而在柱塞组件2被推到管瓶3中时能够弯曲；通气口密封件9可包括柔性肋，如上面关于图4a和4b所描述的那样。这个柔性使得通气口密封件9能够配合在管瓶3的开口端17中，以及符合管瓶3的内壁，从而避免管瓶3的颈部经受过大的力，过大的力可使管瓶3破裂，特别是在管瓶3由玻璃或其它刚性材料制成的情况下。
图14a显示用于本发明的实施例中的示例性室密封件10。室密封件10是柔性的，并且在柱塞组件2完全下压时密封到管瓶3的颈部周围。在柱塞组件2和管瓶3之间有较大的接触表面积，这可使得能够有比通气口密封件9的情况更有效的密封。
图14b显示用于密封通气孔22的另一个备选器件，其呈帽密封件43的形式。帽密封件43包括从帽14延伸的柔性裙部区域44。这对样本容器13的顶部提供楔形配合，并且在柱塞组件2完全下压到管瓶3中时，在这个区域中产生密封。使用形成为帽14的一部分的帽密封件43避免了需要将密封件模制到柱塞本体4中。另外，由于在帽上形成密封件，所以与在柱塞本体4的模制期间形成的密封件相比，不那么容易受模制件差异以及模制件飞边和分模线的影响。
虽然在图14a和14b中分别显示了室密封件10和帽密封件43与通气口密封件9结合起来使用，但在一些实施例中，不使用通气口密封件9。另外，在一些实施例中，可使用通气口密封件9，而不使用室密封件10或帽密封件43。
在外部装配的过滤器环
如上面描述的那样，可借助于固持环7将过滤膜6固定在孔口5中，可通过例如搭扣配合、干涉配合或超声焊接来装配固持环7。但是，固持环7在大小上典型地小，因为它必须装配到孔口5的内部，从而使得其在柱塞组件2的组装期间难以操纵。另外，在内部装配固持环7是不可靠的，会使过滤膜6变得脱落，使柱塞组件2无效。
图15显示端部件，其对固持环7提供备选方案，固持环7呈在外部装配的过滤器环50的形式(为了简洁，在本文中只被称为“外部环”50)，外部环50在外部装配到柱塞本体4上；外部环50典型地是由与柱塞本体相同或相似的材料形成的模制构件。外部环50具有呈定位凹陷51的形式的第一定位器件，定位凹陷51与在柱塞本体4上呈定位隆起52的形式的对应的第二定位器件接合，从而保持过滤膜6就位。外部环50包括孔口55，当定位凹陷51装配在定位隆起4a上时，孔口55与柱塞本体孔口5对准，使得在使用中，液体样本21a可通过外部环孔口7b、过滤膜6和柱塞本体膜片5而传送到柱塞本体4的室12中。
外部环50可通过定位凹陷51和隆起52之间的干涉配合在隆起52上保持就位。备选地或者另外，外部环50可借助于粘合剂和/或超声焊接来永久地附连到柱塞本体4上。现在参照图16a至16c来描述将外部环50超声焊接到柱塞本体4上的示例性方法。
如图16a中显示的那样，切割过滤膜6，并且将其置于柱塞本体4上。然后将外部环50定位在柱塞本体4上，如图16b中显示的那样。将呈环形突起53的形式的能量引导器定位在隆起52的任一侧上；将外部环50定位在柱塞本体4上，使得外部环50承坐在环形突起53上。最后，如图16c中显示的那样，使用超声焊接角(horn)54来对环形突起53施加超声振动，导致它们熔化，从而使过滤膜6永久地夹在外部环50和柱塞本体4之间。
由于外部环50大于传统的在内部装配的固持环7，所以在柱塞组件2的组装期间较容易操纵。另外，定位凹陷51与柱塞本体4上的隆起52共同使外部环50比传统的在内部装配的固持环7更容易定位得多。另外，在将外部环50超声焊接到柱塞本体4上的情况下，由于超声焊缝可形成柱塞本体4的内部和外部两者上，所以过滤膜6比在内部装配的固持环7的情况更牢固地保持就位。
在上面参照图16a至16c所描述的实施例中，定位隆起52位于柱塞本体4上，而定位凹陷51则位于外部环50上。但是，在一些实施例中，柱塞本体4具有定位凹陷，而外部环具有定位隆起。备选地或者另外，可使用其它定位器件；例如第一定位器件和第二定位器件中的一个可包括成组的一个或多个孔，而另一个则包括成组的一个或多个对应的桩。
使用外部环50的另一个优点在于，诸如液体密封件8的特征可形成为外部环50的一部分。当柱塞本体4和液体密封件8一体地形成为单个模制件的一部分时，分模线典型地沿着柱塞本体4的长度延伸，并且因此延伸穿过液体密封件4；这可导致在液体密封件8上形成突起或其它不均匀的部分，从而降低其有效性。但是，当液体密封件8形成为外部环50的一部分时(并且因此与柱塞本体4分开)，在外部环50的周边周围形成分模线；因此，分模线可布置成使其不穿过液体密封件8的任何部分，从而改进液体密封件8的可靠性。
另外，由于具有延伸远离柱塞组件2且从柱塞组件2向上延伸的轮廓的液体密封件8难以形成为单个模制柱塞本体的一部分，因为塑料模制件中的对应的部分沿远离塑料流的方向延伸。但是，在液体密封件8形成为外部环50的一部分的情况下不会出现这个问题。因而，诸如图17中显示的那些的液体密封件8d、8e、8f可容易地形成为外部环50的一部分。当使用直径在不同的管瓶(诸如毛玻璃管瓶和/或磨光玻璃管瓶)之间一致的管瓶时，诸如图17中显示的那些的液体密封件8可为有利的。备选地，在上面参照图9a至图11b中的任一幅所描述的液体密封件8可形成为外部环50的一部分。
在图18中，大体在截面中显示备选密封件组件80，显示了组件的仅一半，另一半是关于中心轴线Ax的镜像。在这个图中，呈玻璃管瓶3的形式的液体容器、柱塞4、过滤膜6和封闭管滤液室13c大体如上面描述的那样布置。显示了柱塞4接近其意图的行程的底部，并且在玻璃管瓶3的封闭端16附近。以类似于图12a中显示的方式，柱塞4的行进使管瓶中的任何液体都沿箭头L的方向向上流动，通过过滤器6，流到容器13c的周围，并且流到室13c的口部(未显示)上面。将注意的是，在这个布置中，管瓶中的大部分液体将被推向上，因为柱塞所占据的空间基本匹配管瓶的在其封闭端16处的内部容积。被液体填充的、使液体不被收集到滤液室13c中的空间被称为死区。
柱塞液体密封件80的布置会影响死区。在这个布置中，柱塞4包括本体48，以及延伸向封闭端16的第一裙部82。在这个布置中，裙部82是与柱塞本体48一体地形成的模制塑料。在裙部82和本体48之间存在环形间隔84。这个间隔提供能够弹性变形的裙部，裙部将固有地压靠在管瓶3的侧壁上，并且提供密封，因为它被制造成略微大于管瓶3的内径。
另外，柱塞本体还包括柱塞帽90，将柱塞帽90超声焊接到环形焊接区域49处。当帽被所述焊接固定就位时，帽90夹持过滤器6就位。帽90包括另一个(第二)裙部92，裙部92在接近柱塞的底部的区域处从帽下垂，并且向上延伸向第一裙部。在裙部92和柱塞本体48之间也存在环形间隔94，柱塞本体包括帽90。环形间隔94允许有另一个弹性密封。
裙部82和92在交迭区域100处交迭。裙部82和92具有外部密封表面，外部密封表面没有突起或凹陷，所以它们共同提供大体恒定的环形表面，大体恒定的环形表面对管瓶3的侧壁施加散布在一定区域上的密封力，而非对管瓶施加点接触或线接触，并且从而减小管瓶3上的应力。
以上实施例要理解为本发明的说明性示例。设想到本发明的另外的实施例。例如，虽然在上面描述了液体密封件8、80与柱塞本体4一体地形成，但在一些情况下，它们可单独地形成，以及后续附连到柱塞本体4或柱塞组件2的其它部分上。另外或者备选地，液体密封件可由与柱塞本体4不同的材料(例如不同的塑料材料)制成。采用所谓的“包模(overmould)”也是可行的，由此第二塑料材料包模到由第一塑料材料形成的模制件上，以便提供具有与第一材料不同的材料特性的包模部分。
要理解的是，关于任何一个实施例所描述的任何特征可单独使用，或者与描述的其它特征结合起来使用，而且也可与任何其它实施例的一个或多个特征结合起来使用，或者与任何其它实施例的任何组合结合起来使用。此外，也可采用在上面未描述的等效方案和修改，而不偏离本发明的范围，在所附权利要求中限定本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于过滤液体的过滤装置，包括：
包括开口端和封闭端的液体容器；
柱塞本体，其能够沿着轴线至少部分地在所述液体容器内移动，所述轴线在所述开口端和所述封闭端之间延伸，所述柱塞包括通过流体过滤路径而与所述液体容器处于流体连通的滤液室，以及设置在所述过滤路径中的过滤器，并且该装置进一步包括可滑动密封件，以用于防止或阻止流体流在所述柱塞移动期间穿过所述密封件；其中
所述密封件包括第一裙部，所述第一裙部在所述第一裙部的一端处从所述柱塞下垂，所述第一裙部包括在使用中可滑动地和密封地贴靠管瓶的外表面，而且至少在未压缩状态中在所述裙部和所述柱塞本体之间包括环形的间隔，所述间隔平行于所述轴线而延伸。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述柱塞本体在所述本体的在使用中最接近所述液体容器的所述封闭端的端部处或该端部附近进一步包括附连到所述本体上或形成所述本体的一部分的帽，所述帽包括从所述帽下垂的第二裙部。
3.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述第二裙部延伸向所述第一裙部，并且在所述帽和/或柱塞本体和所述第二裙部之间提供另一个环形的间隔。
4.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述第二裙部具有在使用中可滑动地和密封地贴靠所述管瓶的外表面。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述第一裙部的外表面或所述第二裙部的外表面或两个裙部的外表面形成无突起的环形的表面。
6.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述第一和/或第二裙部能够弹性变形，以装配在所述液体容器内。
7.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述第一和第二裙部交迭，并且在交迭部分处，所述第二裙部位于所述第一裙部上面。
8.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述帽附连到所述柱塞本体的其余部分上，并且在附连好时，将所述过滤器夹持就位。
9.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述第一和/或第二裙部与所述柱塞本体一体地形成。
10.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，使用塑料注射模制工艺来形成所述柱塞本体和所述裙部。
11.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述柱塞本体包括在第一端处的孔口，而所述过滤器位于所述孔口处。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的过滤装置，其特征在于，所述液体容器在所述开口端处向外成锥形。
13.根据权利要求12所述的过滤装置，其特征在于，所述液体容器由玻璃材料制成。
14.根据权利要求13所述的过滤装置，其特征在于，使用吹制工艺来形成所述液体容器。
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