CN104316384A - 一种离心式快速气液混合装置及应用该装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物实验室及医用体外诊断领域，具体涉及一种离心式快速气液混合装置及应用该装置的方法，包括上盖组件和下壳组件；所述上盖中间设有一个排气口；所述下壳内部中间设有一个空腔，所述旋转轴从底部穿入空腔内，所述进气块套设于所述旋转轴上，所述旋转轴末端套设有圆锥形混合杯，所述排气钢管插入至混合杯内并且不与混合杯壁接触，所述下壳底部还设有电机，所述电机与所述旋转轴传动连接。本发明通过将血液杯高速旋转产生离心力的作用使得液体被甩到混合杯内壁四周，从而形成一层薄薄的液体膜，同时在混合杯入口处充入均速流动的混合气体，从而可以使待混合液体能够在最短时间内达到气体平衡。

Description

一种离心式快速气液混合装置及应用该装置的方法

技术领域

本发明涉及生物实验室及医用体外诊断领域，具体涉及一种离心式快速气液混合装置及应用该装置的方法。

背景技术

血气混合结构广泛运用于生物实验室研究及医用体外诊断验证等领域，血气混合的主要用途是向测试血液内通入不同浓度的氧气、二氧化碳等气体，通过血气混合结构使测试血液最终含有该浓度的氧气、二氧化碳等气体，含不同浓度氧气、二氧化碳气体的测试血液代表不同状态的测试目标（如低氧气浓度血液代表测试目标携氧能力差，高二氧化碳浓度血液代表测试目标可能出现二氧化碳中毒等），仪器通过检测不同气体浓度的血液，并与标杆对比，从而确认仪器参数是否准确。血气混合主要形式为：在盛有测试血液的容器内灌入所要混合的气体（主要为氧气、二氧化碳）直到该血液达到气体平衡（即血液内该气体已达到饱和），主要有以下两种充气方式：气管直接插入血液里面充气和气管在血液表面充气。

随着医疗技术的发展，血气实验中为了精确模拟各种人体状况，对测试血液充气方式、血液中气体含量是否平衡、达到平衡所需时间等都有很高的要求。气管直接插入到血液的充气方式缺陷: 充气过程中会在粘稠的血液内产生很多气泡，将引起血液中红细胞破裂而影响测量血液中钾离子的测试；气管在血液表面充气方式缺陷:气体仅与被测血液表面, 故需要很长时间或很难达到整体被测血液的气体平衡，会造成测试血液中血糖数值降低、乳酸数值的升高，严重影响测量结果。

故市场上常用的两种血气混合方式中均不适合精确的血气实验。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种离心式快速气液混合装置。

一种离心式快速气液混合装置，包括上盖组件和下壳组件；所述上盖组件安装于下壳组件上； 

所述上盖组件包括上盖，所述上盖中间设有一个排气口；

所述下壳组件包括下壳，所述下壳内部中间设有一个空腔，所述下壳底部设有一个旋转轴，所述旋转轴从下壳底部穿入空腔内，进气管一端连接所述空腔，所述进气管另一端与外部气源连接；所述旋转轴末端套设有混合杯，所述混合杯用于盛放的待混合液体，并供所述外部气源在所述混合杯中与待混合液体进行混合；所述下壳底部还设有电机，所述电机与所述旋转轴传动连接。

进一步，所述排气口内设置有带孔的密封塞，所述密封塞孔内固定有排气钢管，所述上盖下方还设有第一密封圈，所述第一密封圈与空腔配合，围成一个密闭空腔。

再者，所述空腔底部设有进气块，所述进气块活动套设于所述旋转轴上，所述进气块上圆周均匀排布有多个出气孔。

作为一种改进，所述旋转轴通过上轴承和下轴承与下壳活动连接，所述上轴承与所述进气块之间还设有第二密封圈。

再进一步的，所述电机上设有传动盘，所述旋转轴下端设有转盘，所述传动盘与转盘通过传动带连接。

作为一种改进，所述混合杯为圆锥形，所述排气钢管插入至混合杯内并且不与混合杯壁接触，所述排气钢管插入到圆形混合杯的下半部。

再者，所述上盖组件与下壳组件通过固定轴于一侧铰链连接。

进一步的，所述旋转轴上端部设有轴销或扁位配合或螺纹固定方式固定混合杯。

一种离心式快速气液混合方法，包括：

在离心式快速气液混合装置中的混合杯内加入预定剂量的待混合液体；将混合杯放置下壳的密封空腔内；

由外部气源将预设浓度的混合气体从进气管持续充入密闭空腔，再经排气口排出；

在持续充入气体的同时，驱动混合杯向第一方向旋转；

混合杯旋转预设时间后停止旋转。

进一步，混合杯旋转预设时间后停止旋转之后还包括：

再驱动混合杯按上次旋转方向相反的方向进行旋转；在旋转到预设时间后停止旋转；

同时，统计旋转的次数，在旋转的次数达到预设值时，离心式快速气液混合装置停机。

本发明是一种离心式快速气液混合装置，通过电机带动一个内壁高抛光的圆形混合杯旋转，使得混合杯内被测液体旋转离心力的作用被甩到混合杯内壁四周，从而形成一层薄薄的液体膜，同时在混合杯入口处充入均速流动的混合气体，使得液体膜与混合气体充分接触并快速达到气体平衡。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

附图1为本发明一种离心式快速气液混合装置的分解示意图；

附图2为本发明一种离心式快速气液混合装置的主视示意图；

附图3为本发明一种离心式快速气液混合装置的剖视主视示意图；

附图4为本发明一种离心式快速气液混合装置的工作原理图；

附图5为本发明一种离心式快速气液混合装置的混合杯的结构剖视图；

附图6为本发明一种离心式快速气液混合装置的进气块的结构俯视图；

附图7为本发明一种离心式快速气液混合装置的进气块的结构剖视图。

 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1-3所示，一种离心式快速气液混合装置，特别的本申请技术方案适合用于血气混合装置，但本装置不限于仅运用与血气混合；其包括上盖组件和下壳组件；所述上盖组件与下壳组件通过固定轴9于一侧铰链连接；

所述上盖组件包括上盖3，所述上盖3中间设有一个排气口，所述排气口内设置有带孔的密封塞2，密封塞2采用硅胶料，通过过盈配合固定到上盖3排气口，排气钢管1通过过盈配合固定到密封塞2上。

所述下壳组件包括下壳10、旋转轴13，所述下壳10内部中间设有一个空腔，所述旋转轴13从底部穿入空腔内，所述旋转轴13通过上轴承8和下轴承12与下壳10活动连接，上轴承8、下轴承12通过过盈配合压紧到下壳10上；所述空腔底部设有进气块6，所述进气块6套设于所述旋转轴13上，所述进气块6与进气管15一端连接，所述进气管15另一端与外部气源连接，进气管15接通到下壳10接头上，并与外部的混合气瓶连通。所述旋转轴13穿入空腔处即上轴承8与所述进气块6之间还设有第二密封圈7，用于防止气体从空腔下部泄漏；旋转轴13头部设计了轴销1301，起固定血液杯作用。所述混合杯5用于盛放的待混合液体，并供所述外部气源在所述混合杯5中与待混合液体进行混合；所述的混合杯5与旋转轴13的固定结构不限于上述实施例中所描述轴销，可以采用扁位配合，螺纹固定等方式，只要能够实现有效的固定均可。所述上盖3下方还设有第一密封圈4，所述第一密封圈4与下壳10的空腔配合，围成一个密闭空腔。在混合杯5内注入预定剂量的血液进行混合；当上盖组件与下壳组件盖合时，所述排气钢管1插入至混合杯5内下半部并且不与混合杯5壁接触，这样气流从混合杯5口进入，从混合杯5底部由排气钢管1排出，保证了血液与气体的接触时间和接触面积，从而可以在保证血细胞不被破坏的同时又能够在最短时间内达到被测血液的气体平衡。所述下壳10底部还设有电机11，所述电机11上设有传动盘1101，所述旋转轴13下端设有转盘1302，所述传动盘1101与转盘1302通过传动带14连接。

    如图5所示，混合杯5采用不锈钢材料，为圆锥体结构，内表面需研磨抛光处理防止血液残留或刮破血红细胞，上部需焊接杯盖，防止血液甩出。

    如图6-7所示，进气块6上设计圆周均布的排气孔，保证混合气体200均匀的从各排气孔排出，并均匀的从混合杯5盖四周进入混合杯5内。进气块6通过螺丝装配到下壳10上，并起固定第二密封圈7防止其松脱的作用。

    一种应用于上述装置的离心式快速血气混合方法，包括：

在离心式快速气液混合装置中的混合杯5内加入预定剂量的待混合液体；将混合杯5放置下壳10的密封空腔内的旋转轴13末端；将上盖组件和下壳组件盖合；

在上盖组件和下壳组件盖合后，由外部气源将预设浓度的混合气体200从进气管15持续充入，经进气块6充入密闭空腔，气体经混合杯5口漫入混合杯5内，再通过排气管从混合杯5下部将气体导出；

在持续充入气体的同时，驱动混合杯5向一个方向旋转，使得混合杯5内待混合液体旋转离心力的作用被甩到混合杯5内壁四周，从而形成一层液体膜；使得液体膜与气体充分接触并快速达到气液混合；

混合杯5旋转预设时间后停止旋转，测试血液100重新汇集了混合杯5底部进行自身的再混合；

在混合杯5停止预设时间后，再驱动混合杯5向相反方向旋转；

所述测试液体重新汇集了混合杯5底部进行自身的再混合之后还包括：

在混合杯5停止预设时间后，再驱动混合杯5按上次旋转方向相反的方向进行旋转；在旋转到预设时间后停止旋转，测试液体重新汇集了混合杯5底部进行自身的再混合；

同时，统计旋转的次数，在旋转的次数达到预设值时，离心式快速气液混合装置停机

如图4所示，根据上述装置具体说明工作过程：

向血液杯5内注入适量测试血液100。

    打开外部的气瓶（主要为不同浓度的氧气瓶、二氧化碳气瓶），将上述两种气体通过三通接头混合在一起形成指定浓度的混合气体200进入进气管15。 

    电机11带动传动盘1101逆时针旋转，通过传动带14、带动转盘1302旋转使旋转轴13逆时针转动；从而带动血液杯5逆时针转动（说明：电机11与旋转轴13通过传动带14连通的优势在于：传动带14起减震缓冲作用，防止电机11自身的跳动、振动等直接传递到旋转轴13上造成血液杯晃动）。被测血液100在血液杯5的离心力作用下均匀附到血液5内壁上，形成一层薄薄血液膜，血液膜以最大表面的状态与混合气体200混合。

混合气体200通过气管15进入到进气块6内，进气块6上圆周均匀排布有排气孔，气体通过进气块6的排气孔将气体均匀释放到下壳10空腔内，由于下壳10空腔整体密封仅有排气钢管1与外界空气连通；因此进气块6的混合气体200从血液杯5的上部开口进入血液杯，使整个血液杯5充满混合气体200；最后混合气体200从排气钢管1下端进入，通过排气钢管1排到外界空气中（说明：混合气体200由气瓶提供，混合气体200本身气压比大气压大，故靠气压差实现混合气体200从气管流通到外界空气的整个过程）。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围的内。

Claims (10)

1.一种离心式快速气液混合装置，包括上盖组件和下壳组件；所述上盖组件安装于下壳组件上；其特征在于，

所述上盖组件包括上盖，所述上盖中间设有一个排气口；

所述下壳组件包括下壳，所述下壳内部中间设有一个空腔，所述下壳底部设有一个旋转轴，所述旋转轴从下壳底部穿入空腔内，进气管一端连接所述空腔，所述进气管另一端与外部气源连接；所述旋转轴末端套设有混合杯，所述混合杯用于盛放的待混合液体，并供所述外部气源在所述混合杯中与待混合液体进行混合；所述下壳底部还设有电机，所述电机与所述旋转轴传动连接。

2.如权利要求1所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，，所述排气口内设置有带孔的密封塞，所述密封塞孔内固定有排气钢管，所述上盖下方还设有第一密封圈，所述第一密封圈与空腔配合，围成一个密闭空腔。

3.如权利要求2所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，所述空腔底部设有进气块，所述进气块活动套设于所述旋转轴上，所述进气块上圆周均匀排布有多个出气孔。

4.如权利要求3所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，所述旋转轴通过上轴承和下轴承与下壳活动连接，所述上轴承与所述进气块之间还设有第二密封圈。

5.如权利要求4所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，所述电机上设有传动盘，所述旋转轴下端设有转盘，所述传动盘与转盘通过传动带连接。

6.如权利要求5所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，所述混合杯为圆锥形，所述排气钢管插入至混合杯内并且不与混合杯壁接触，所述排气钢管插入到圆形混合杯的下半部。

7.如权利要求6所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，所述上盖组件与下壳组件通过固定轴于一侧铰链连接。

8.如权利要求7所述的离心式快速气液混合装置，其特征在于，所述旋转轴上端部设有轴销或扁位配合或螺纹固定方式固定混合杯。

9.一种应用于权利要求1所述装置的离心式快速气液混合方法，其特征在于，包括：

在离心式快速气液混合装置中的混合杯内加入预定剂量的待混合液体；将混合杯放置下壳的密封空腔内；

由外部气源将预设浓度的混合气体从进气管持续充入密闭空腔，再经排气口排出；

在持续充入气体的同时，驱动混合杯向第一方向旋转；

混合杯旋转预设时间后停止旋转。

10.如权利要求9所述的离心式快速气液混合方法，其特征在于，混合杯旋转预设时间后停止旋转之后还包括：

再驱动混合杯按上次旋转方向相反的方向进行旋转；在旋转到预设时间后停止旋转；

同时，统计旋转的次数，在旋转的次数达到预设值时，离心式快速气液混合装置停机。