CN107107053B - 液体样品过滤系统 - Google Patents

Abstract

一种用于液体的过滤系统，包括具有内部容器体(11)的容器(2)，用于允许液体传递到内部容器体(11)中以形成液体样品等分试样的微粒过滤器(10)和提供通向所述内部容器体(11)的通路的第一开口(14)；所述过滤系统还包括构造提供用于接受所述容器(2)的内部空间(28)的无孔外壳(4)，所述内部空间(28)的尺寸设计成提供一定容积，使得未被接受的容器(2)占据的量小于内部容器体(11)。

Description

液体样品过滤系统

技术领域

本发明涉及过滤系统和用于提供液体样品的方法。

背景技术

存在许多需要进行液体样品的组成分析的情况。通常，在进行组成分析之前需要对样品进行过滤，以便去除可能存在于样品中并且可能例如影响分析结果或可能用于将液体样品引入的任何输送系统的干扰颗粒，或从用于进行组成分析的仪器的分析区域中去除液体样品。

通常，过滤器位于这种仪器的入口处，或者正好在分析区域之前位于输送系统的流动路径中，以试图防止干扰颗粒的不利影响。然而，当这种过滤器阻塞时，它们可能难以解除阻塞或替换，并且进入分析区域的液体流动仍然受到不利影响。

为了减轻这个问题，采用外部过滤系统。离心式过滤系统是已知的，但是相对昂贵和缓慢。还已知压力过滤系统，其中液体通过过滤介质(例如滤纸)被加压或抽吸并且被收集在单独的容器中以转移到仪器中用于组成分析。

发明概述

本发明的目的是提供一种用于液体样品的替代的过滤系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于液体的过滤系统，包括具有内部容器体的容器，用于允许液体通过内部容器体以形成液体样品等分试样的微粒过滤器部分，以及第一开口，其提供通向所述内部容器体的通路，其中所述过滤系统还包括构造成提供用于接受所述容器的内部空间的无孔外壳，所述内部空间的尺寸设定为提供一定容积，使得未接受的容器所占据的量小于内部容器体。因此，可以提供过滤的液体样品等分试样，而不需要与分析仪器相关联的单独的过滤元件。

在一些实施方案中，过滤器部分包括形成为提供限定容器的壁的片材。这具有的优点是可用的过滤器面积增加，这将有助于加速过滤过程。为了在使用这种片材时为容器提供一定的刚性，可以提供刚性框架作为容器的一部分，壁连接到该框架。

在一些实施方案中，过滤器系统可以包括锁定机构，该锁定机构具有第一锁定部件和第二锁定部件，所述第一锁定部件用于与容器连接，可能设置成与容器永久连接，所述第二锁定部件用于与外部设备连接(可能设置为永久连接)，所述外部设备例如泵，例如注射器泵；所述第一锁定部件和第二锁定部件可配合以可释放地彼此保持，例如通过推入配合、卡扣配合或螺纹配合接合，第一开口与泵或其它外部设备连通。以这种方式，可以在内部容器体和泵之间简单且可靠地形成气体连接。采用泵有利地提高了过滤的速度。

根据本发明的第二方面，提供了一种通过使用根据本发明的过滤系统来提供液体样品的方法，包括以下步骤：使过滤器部分的一些或全部与待采样液体接触；优选地借助于由连接到容器的泵产生的抽吸，将液体通过接触的过滤器部分转移到内部容器体中，以形成液体样品等分试样；由于该方法采用根据本发明第一方面的过滤系统，因此与该系统相关的优点将因此与根据第二方面的方法相关联。

附图说明

从参考附图的图对本发明的示例性实施方案的以下描述的考虑，这些和其它优点应当变得更加显而易见，其中：

图1示出了根据本发明的过滤系统的第一实施方案；

图2示出了根据本发明的过滤系统的第二实施方案；

图3示出了根据本发明的过滤系统的第三实施方案；以及

图4示出了采用根据本发明的过滤系统以获得过滤样品的方法。

发明详述

根据本发明的过滤系统的示例性第一实施方案在图1中示出，包括容器2、无孔外壳4和锁定机构6。

容器2包括具有刚性支柱部8的框架，围绕该框架固定有多孔性片材 10，例如由聚合物如聚酯、聚乙烯或尼龙制成，或可以由多孔金属、陶瓷或玻璃结构形成，以提供容器主体和端壁12，它们一起帮助限定内部容器体11。容器2还构造有在容器2的与端壁12 相对的端部中的第一开口14，可通过该第一开口14进入该内部容器体11。

无孔外壳4构造成提供用于通过第二开口30接受容器2的内部空间 28。内部空间28的尺寸设置为提供一定容积，使得未被接受的容器2占据的量小于内部容器体11。在一些实施方案中，内部空间28的尺寸可被设定为基本上等于接受的容器2的外部尺寸。以这种方式，当容器2已经收纳在无孔外壳4中时，液体很少或没有液体能够从内部容器体11流入内部空间28。

本示例性实施方案的锁定机构6包括呈阴型连接器16形式的第一锁定部件和呈阳型连接器18形式的第二锁定部件。阳型连接器18形成有通孔20，通孔20以(例如此处为内螺纹)接头22终止。阳型连接器18还围绕其周边设置有弹性垫圈24。阴型连接器16在这里永久地连接到容器 2的框架并且在一些实施方案中可以与容器2的框架一体形成，可能作为容器2的框架的一部分，并且作为围绕容器2的第一开口14的周边向上突出的凸缘延伸。阴型连接器16的内部尺寸设计为以推配合接合的方式接受阳型连接器18，弹性垫圈24可与阴型连接器16的内表面26可滑动地接合，以增强在接合的阳型连接器18和阴型连接器16之间的气密密封。因此，当阳型连接器18被接受在阴型连接器16中时，在内部容器体11 和容器2的外部之间从第一开口14、通孔20和接头22的所得并置建立流体连通。

根据本发明的过滤系统的示例性第二实施方案在图2中示出，包括容器32、无孔外壳34和锁定机构36。

容器32与图1所示的相同，是圆柱形的并且包括侧壁和端壁33，端壁33由固定到具有刚性支柱部38的框架上的多孔片材形成。容器32具有位于与端壁33相对的端部中的第一开口40，以提供进入由多孔片材限定的内部容器体42的通路。

锁定机构36还包括第一锁定部件44和第二锁定部件46。第一锁定部件44作为围绕第一开口40定位的凸缘永久地附接到容器32，并且设置有面向端壁33的台肩48。第二锁定部件46包括向下延伸的柔性尖齿50的外围阵列，每个柔性尖齿50在其下端设置有面向内的齿52，用于与台肩 48接合。随着第一锁定部件44和第二锁定部件46被推在一起，面向内的齿52接触第一锁定部件44的外表面54，这导致尖齿50向外弯曲。随着齿52被推过该外表面54，齿50将齿52向内偏压以与台肩48接合，从而将第一锁定部件44和第二锁定部件46保持在卡扣配合接合中。第二锁定部件46中的通孔66终止于接头68(在本实施方案中设置有锥形内表面)，并且当第一锁定部件44和第二锁定部件46接合时用于提供到内部容器体 42的气体连接。

无孔外壳34包括提供内部空间58的大致圆柱形的中空主体部分56。在外壳34中设置有第二开口60，容器32可以通过该第二开口被接受到内部空间58中。内部空间58的尺寸使得尚未由接受的容器32占据的容积小于容器32的内部容积42，使得当插入壳体32中时，至少一部分液体样品等分将保留在内部容积42内。外壳34设置有释放机构作为具有上配合表面64的向上延伸的刚性表面62。随着容器32插入到第二锁定部件46 的内部空间58中而引起尖齿50的向外弯曲，配合表面64被倒角以与第二锁定部件46的齿52接合，随着容器32继续插入内部空间58中，随后引起齿52从台肩48脱离。以这种方式，随着容器32插入外壳34中，第一锁定部件44和第二锁定部件46自动解耦。

根据本发明的过滤系统的第三示例性实施方案在图3中示出，包括容器70、样品保持器72以及可选的无孔保持器74。

容器70在此包括具有多孔端壁部分78和敞开的相对端部80的中空的、无孔的主体部分76。主体部分76和端壁部分78协作以限定内部容器体86。本实施方案的容器70还包括可移除的无孔盖82，其中设置有可密封以防止空气进入内部容器体86的通气口84，在一些实施方案中，例如通过夹紧夹；开关阀或以本领域已知的其它方式。盖82形成用于容器70的开口端80的可移除封闭件。在实施方案的变型例中，可以省略通气口84。

样品保持器72设置有端部88，在端部88中设置有开口90，开口90 的尺寸适于与容器70的主体部分76滑动接合，使得在主体部分76和开口的内表面之间形成液体密封。有用地但非必要地，为了增强液体密封，密封圈92(例如弹性垫圈)可围绕开口90定位，以在容器70滑入样品保持器72时密封主体部分76。该样品保持器72可以可选地用作无孔保持器 74，以在使用中保持液体保持容器70。

当设置时，无孔保持器74再次被构造成具有内部空间94，该内部空间94的尺寸被设定为与当容器70被容纳在其中时所占据的容积相同或仅略大。因此，当容器位于保持器74中时，保持在内部容器体86内的液体将大部分保留在容器70内。

在样品保持器72基本上充满液体的情况下，随着容器70滑入样品保持器72而移位的任何液体被迫通过多孔端壁部分78并进入容器70的内部容积86，以形成液体样品等分试样，液体样品等分试样可以用于组成分析。应当理解，这里术语“基本上充满”将被理解为意味着填充有足够的液体，使得保持未被液体占据的样品保持器72的体积小于将被移位到内容器体86的液体样品等分试样的所需体积。

内部容积86内的空气通过盖子的通气口84排出(或者，在没有通气口84的实施方案中，盖子关闭，直到完成液体样品等分试样的收集)，因为其通过多孔端壁部分78过滤时被进入内部容积86的液体取代。在该实施方案的变型例中，泵，例如注射器泵，例如通过柔性导管可连接到容器 70的开口的相对端80，例如通过通气口84，并且可以被操作以在内部容器体86内产生欠压。由此通过泵的抽吸作用将液体转移到内部容积86中。在液体转移之后泵继续连接到通气口84还为通气口84提供有效的密封。

现在将关于图4描述使用根据本发明的过滤系统(这里例如使用关于图1所描述的该系统)获得液体样品等分试样的示例性方法。

在准备步骤96中，容器2通过锁定机构6可释放地耦合到泵，这里是注射器泵98，其第二锁定部件16可经由接头22连接到注射器泵98的入口100。仅作为说明，在本实施例中，注射器泵98的入口100设置有螺纹部分，螺纹部分与接头22的内螺纹部分互补，使得第二锁定部件16可以螺纹配合到注射器泵98。在其它实施方案中，第二锁定部件16可以设置成永久连接到泵98。第一锁定部件18以推入配合可释放连接的方式与第二锁定部件16接合，使得内部容器体11保持通过可释放的锁定机构6 与注射器泵98的内部气体连通。

在收集步骤104，收集液体样品等分试样106。这里，样品容器2的多孔部分10浸没在液体样品108中，这里示出为保持在烧杯中。操作泵 98以在内部容器体11中产生欠压，例如注射器泵98的活塞在注射器泵 98内移动，以增加注射器缸体113的气体接受容积114。因此，在内部容器体11内建立欠压。液体样品108从烧杯抽入内部容器体11中以形成液体样品等分试样106，其由多孔部分10过滤以从液体样品108中除去颗粒。

在其中样品容器2将从液体样品108移除并转移到无孔保持器4的实施方案中，在该收集步骤104收集的液体样品等分试样106的量足以确保多孔部分10被完全覆盖(在内部容器体11的内侧上)。这防止当容器2 被移除时空气进入内部容器体11。在一些实施方案中，可以在液体样品108 中存在足够可用的颗粒以涂覆多孔部分10(在内部容器体11的外部)，从而防止空气进入内部容器体11。在其它实施方案中，容器(例如结合图3 的过滤系统的实施方案描述的容器70)可以保留在保持器内(例如当使用结合图3的过滤系统的实施方案所描述的样品保持器72时)。

在根据本实施方案的方法的实施例的呈现步骤116中，从液体样品108 去除包含液体样品等分106的容器2，同时防止空气在内部容器体11之前再次进入。这可以通过将注射器泵98保持可释放地耦合到容器2来实现，如图所示或者举例说明的并且未示出的，在该方法的另一个实施方案中，容器可以设置有可密封的封闭件，在获得液体样品等分试样106后封闭可密封的封闭件，然后通过分离第一锁定部件18和第二锁定部件16将注射器泵98与容器断开连接。保持的欠压和液体的表面张力的组合抑制液体样品等分试样106返回通过多孔部分10的孔的流动，因此样品等分试样 106保持收容在容器2中。

在本实施方案中，在该呈现步骤116中，连接到注射器泵98的容器2 被传送到无孔保持器4中，并且只有当容器2被正确地接纳在保持器4的内部空间28中时，第一锁定部件18和第二锁定部件16才被拉开以断开泵98与内部容器体11之间的气体连接。由于内部空间28被设计为具有仅略大于容器2所占据的体积的容积，液体样品等分试样106的一小部分(不超过容器2和内部空间28所占容积的差值)将能够在气体连接断开并且欠压因此被去除时流出容器2。在泵98与容器2断开连接之后保留在内部容器体11内的液体样品等分试样106的部分然后可用于呈现为过滤的液体样品，例如用于组成分析。

应当理解，多孔部分10；78的孔径应根据待过滤到内部容器体11；42； 86中的液体中的期望的颗粒尺寸来选择，并且考虑到表面张力用于帮助保持液体样品等分试样106来选择。例如，已经发现当用于葡萄酒时约12 微米(μm)的孔尺寸是合适的，并且当用于其他液体时孔尺寸通常可以在 6μm和50μm之间，优选在6μm和25μm之间。

Claims (8)

1.一种用于液体(108)的过滤系统，包括：具有内部容器体(11；42；86)的容器(2；32；70)；颗粒过滤部分(10；78)，用于允许液体传递到内部容器体(11；42；86)中以形成液体样品等分试样(106)，以及提供通向所述内部容器体(11；42；86)的通路的第一开口(14；40；80)；所述过滤系统还包括在一端封闭以用于提供接受所述容器(2；32；70)的内部空间(28；58；94)的无孔外壳(4；34；74)，所述内部空间(28；58；94)的尺寸设计成提供一定容积，使得未被所接受的容器(2；32；70)占据的量小于所述内部容器体(11；42；86)；

所述过滤系统还包括具有可连接到所述容器(2；32)的第一锁定部件(16；44)和第二锁定部件(18；46)的可释放锁定机构(6；36)；所述第一锁定部件(16；44)和所述第二锁定部件(18；46)彼此可释放地接合；

其中所述第一锁定部件(44)和所述第二锁定部件(46)中的一个包括弹性尖齿(50)的外围阵列，每个设置有向内突出的齿(52)，并且所述第二锁定部件(46)和所述第一锁定部件(44)中的另一个包括配合构件(48)，并且其中所述弹性尖齿(50)是柔性的以实现齿(52)与配合构件(48)的卡扣接合；

其中所述第二锁定部件(46)包括柔性尖齿(50)的弹性阵列，并且所述无孔外壳(34)设置有释放机构(62，64)，当所述容器(32)被接纳在所述无孔外壳(34)的内部空间(58)中时，所述释放机构与所述弹性尖齿(50)可操作以使所述第一锁定部件(44)与所述第二锁定部件(46)分离。

2.如权利要求1所述的过滤系统，其中所述第二锁定部件(18；46)能够连接到泵(98)，并且其中所述第一锁定部件(16；44)和所述第二锁定部件(18；46)可释放地彼此接合以保持所述第一开口(14；40)与所述泵(98)气体连通。

3.如权利要求1所述的过滤系统，其中在所述无孔外壳(34)中设置有第二开口(60)，所述释放机构(62，64)包括位于所述第二开口(60)周围并且具有与每个弹性尖齿(50)的所述向内突出的齿(52)可接合的表面(64)的向上延伸的凸缘(62)，以引起相关尖齿(50)的弯曲以将向内突出的齿(52)从第一锁定部件(44)的配合构件(48)脱离。

4.如权利要求1或权利要求2所述的过滤系统，其中所述第一锁定部件(16)和所述第二锁定部件(18)包括构造成用于推配合接合的互补的阳型连接器和阴型连接器。

5.如权利要求1所述的过滤系统，其中所述过滤器部分包括形成为提供界定所述容器(2；32)的壁的多孔片材(10)，并且其中所述容器(2；32)包括刚性框架(38)，所述片材(10)附接到所述刚性框架。

6.如权利要求5所述的过滤系统，其中所述多孔片材(10)具有尺寸在6μm和50μm之间的孔。

7.采用如任一前述权利要求所述的过滤系统来提供液体样品的方法，包括以下步骤：收集(104)，通过使所述容器的过滤器部分的一部分或全部与待采样液体接触，将待采样液体通过接触的过滤器部分转移到内部容器体中以提供液体样品等分试样；以及呈现(116)，通过移除容器以防与待采样液体接触，同时防止空气进入内部容器体，将容器插入无孔外壳中。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括通过将所述内部容器体初始可释放地连接到泵来制备(96)的步骤；在收集(104)期间操作泵以在内部容器体中建立欠压以增强液体的转移；并且在所述呈现(116)期间在保持所述欠压的同时完成移除容器以防与待采样液体接触。