CN110482248A - 一种吸附剂灌装装置及灌装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸附剂灌装装置，包括机架、料斗、装料阀门、缓冲漏斗和料位控制单元，所述料斗、装料阀门、缓冲漏斗自上至下依次安装在所述机架上；所述装料阀门的阀芯为圆柱状陶瓷阀芯；阀套为陶瓷阀套；所述陶瓷阀芯的阀孔孔径在36至40毫米之间；陶瓷阀芯与陶瓷阀套的配合间隙在50至100微米之间。本发明吸附剂灌装装置通过采用孔径在36至40毫米的陶瓷阀芯对吸附剂颗粒和水进行截止；在保证灌装量基本一致的情况下，还避免了吸附剂颗粒破损；提高了血液灌流器的安全性。

Description

一种吸附剂灌装装置及灌装方法

技术领域

本发明涉及一种吸附剂灌装装置，尤其是一种用于灌流器的吸附剂灌装装置。

背景技术

进行性的肾脏疾病可使肾单位受损，并使其逐步丧失功能。一旦肾功能不足以维持人体新陈代谢的平衡即会出现肾功能衰竭，重者转为尿毒症而危及生命。这种终末期肾病患者的年发病率在全球范围内为50～150人/百万人口，根据部分省市的调查，我国终末期发病率约为100人/百万人口，为了救治这些濒于死亡危险的患者，早在19世纪中叶就有人提出用透析的方法从肾衰竭患者的血液中清除可扩散物质，进而接触患者中毒症状的可能。经过近百年的努力，1943年荷兰人Kolff首次将再生纤维素透析器应用于临床，开创了用人工装置替代肾脏功能的新时代，实际上，人工肾的基本技术概念是将患者的血液引出体外，通过利用不同技术原理制作的装置（如血液透析器、血液滤过器、血液灌流器等），完成对血液中溶质与水的传递与清除，再将净化后的血液回输人体，达到治疗的目的，即通过人工肾的生物物理机制来完成对血液中应清除的代谢废物、致病因子以及水、电解质的传递和清除，从而达到内环境的平衡。近年来，基于人工肾技术概念的血液灌流等血液净化治疗的范围不断扩大，一些过去认为无法治疗的疾病，如肝昏迷、外源性药物中毒、系统性红斑狼疮、高胆红素血症等，能够应用血液灌流净化技术进行有效的治疗。

血液灌流（Hemoperfusion ,HP）,也称为血液吸附，是指全血流经灌流器时，与固相吸附剂接触，通过吸附作用清除内源性或外源性毒素，如清除尿毒症毒素和体内过量药物等，之后将净化后的血液回输患者体内，以达到治疗的目的。固相吸附剂材料通常为活性炭或大孔树脂，灌流器中的吸附能力主要与吸附剂的容量相关，由于目前灌装技术难以实现灌装量基本一致，产品标准中只能限定产品达到最低容量。如何保持灌流器中吸附剂的灌装量基本一致并避免吸附剂颗粒破损是本领域技术人员关注的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够提高吸附剂容量一致性并避免吸附剂颗粒破损的吸附剂灌装装置；具体技术方案为：

一种吸附剂灌装装置，包括机架、料斗、装料阀门、缓冲漏斗和料位控制单元，所述料斗、装料阀门、缓冲漏斗自上至下依次安装在所述机架上；所述装料阀门的阀芯为圆柱状陶瓷阀芯；阀套为陶瓷阀套；所述陶瓷阀芯的阀孔孔径在36至40毫米之间；陶瓷阀芯与陶瓷阀套的配合间隙在50至100微米之间。

进一步，所述机架上还设置有灌流器传输机构。

进一步，所述灌流器传输机构包括主动链轮和从动链轮，链条上设置有若干个固定板，固定板上固定有固定座，灌流器卡接在所述固定座上。

进一步，所述灌流器传输机构还包括水平设置的灌流器罐体到位检测传感器。

进一步，所述固定座顶端设置有限位凸缘台，与所述灌流器的限位凸缘适配，固定座的前端设置有与灌流器罐体外径适配的开口。

进一步，所述料位控制单元包括智能控制设备、料位传感器；所述料位传感器为光纤传感器。

进一步，所述缓冲漏斗的底端开口口径为10至25毫米。

本发明还公开了上述的吸附剂灌装装置的灌装方法，包括如下步骤：

1）将吸附剂颗粒在水中浸泡2小时以上；充分吸水的吸附剂颗粒密度比水略重；有利于灌装；

2）所述装料阀门处于关闭状态，灌流器传输机构将灌流器传送至缓冲漏斗的底端开口处，与底端开口对正；

3）打开装料阀门，料斗内的吸附剂颗粒和水由料斗经缓冲漏斗进入灌流器，灌流器内液位上升；

4）灌流器内液位触发料位传感器到位信号，料位控制单元关闭装料阀门，灌流器传输机构将所述灌流器移出；灌装过程中，灌流器内的水从底部的端盖口流出；平台将流出的水进行收集。

本发明吸附剂灌装装置通过采用孔径在36至40毫米的陶瓷阀芯对吸附剂颗粒和水进行截止；在保证灌装量基本一致的情况下，还避免了吸附剂颗粒破损；提高了血液灌流器的安全性。

附图说明

图1为本发明吸附剂灌装装置灌装部分的结构示意图；

图2为灌流器传输机构结构示意图；

图3为灌流器传输机构局部结构示意图；

图4为图3的结构分解示意图；

图5为装料阀门的结构示意图。

图中：1、机架；1-1、平台； 2、链轮；3、链条；3-1、链节；3-2、固定板； 4、灌流器；4-1、端盖接口；4-2、限位凸缘；5、固定座；5-1、限位凸缘台； 6、料斗；7、装料阀门； 7-1、第一端盖；7-2、阀套；7-3、阀芯；7-4、阀体；7-5、套环；7-6、阀轴；7-7第二端盖、；8、缓冲漏斗；9、第一传感器；10、第一传感器架；11、第二传感器；12、第二传感器架。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，实施例中的吸附剂灌装装置，包括机架1（为了简化，机架在图中未完全示出）、料斗6、装料阀门7、缓冲漏斗和料位控制单元。料斗6、装料阀门7、缓冲漏斗8 自上至下依次安装在机架上；装料阀门7为球阀，球阀的阀芯为圆柱状的陶瓷阀芯；阀套为陶瓷阀套；陶瓷阀芯的阀孔孔径在36至40毫米之间；保证灌装时，液位平稳上升，上升速率控制在每秒1至5毫米。阀孔的孔径太大，灌装时，灌流器4内的液位高度难以控制；孔径太小时，容易产生淤塞，导致无法正常灌装。阀芯与阀套的配合间隙在50至100微米之间；由于阀芯与阀套的配合间隙远小于吸附剂颗粒的直径，在阀关闭时，吸附剂颗粒不会被挤入阀芯与阀套之间的间隙，可以防止吸附剂颗粒被挤碎。

如图2所示，为了提高灌装的效率，机架1上还设置有灌流器传输机构，实现灌流器4传输以及灌流器4自动与灌装口对正。

灌流器传输机构包括主动链轮2和从动链轮，链条3上设置有若干个固定板3-2，固定板3-2设置在链节3-1上；固定板3-2上设置有螺钉安装孔，通过螺钉与固定座5固定连接，灌流器4卡接在固定座5上。

如图3所示，固定座5顶端设置有限位凸缘台5-1，与灌流器4的限位凸缘4-2适配，固定座5的前端设置有与灌流器罐体外径适配的开口。操纵者手握灌流器4下端的端盖，将灌流器4的限位凸缘4-2底边高于固定座5顶端，从前端的开口推入，松开灌流器4；使限位凸缘4-2卡在限位凸缘台5-1上；由于限位凸缘台5-1的直径略大于限位凸缘4-2的直径（0至1毫米）；其前端开口略大于灌流器罐体外径（0至1毫米）；限位凸缘4-2的直径大于灌流器罐体外径，灌流器4不会从前端开口脱离固定座5。

如图4所示，在机架1上靠近缓冲漏斗8出口附近通过第二传感器架12水平固定有第二传感器11，当灌流器4与缓冲漏斗8出口对正时，光纤传感器水平射出的激光，经灌流器4壳体表面反射，由传感器的接收端接收，经光纤将光信号导入传感器处理单元，调节信号放大系数，可以改变触发传感器灌流器位置信号翻转的距离；使仅当灌流器4与缓冲漏斗8出口对正时，触发传感器灌流器位置信号翻转。通过控制单元控制主动链轮的驱动电机停止旋转，实现灌流器4与缓冲漏斗8出口自动对正；同时，避免漏装灌流器4时，误开装料阀门7。光纤传感器可以照射灌流器4上端的端盖接口4-1。

料位控制单元包括智能控制设备和料位传感器；料位传感器-第一传感器9通过第一传感器架10固定在机架上，料位传感器选用光纤传感器，向下射出的激光，经灌流器4内液面反射，由传感器的接收端接收，经光纤将光信号导入传感器处理单元，调节信号放大系数，可以改变触发传感器液位信号翻转的距离。料位传感器向下射出的激光应靠近瓶口边缘，避开下落水柱和水柱近边区域，避免水柱影响液面检测。

缓冲漏斗8上端通过法兰或卡箍与装料阀门7下端的出口连接。

缓冲漏斗8的顶端开口略大于球阀的口径；底端开口口径为10至25毫米。缓冲漏斗8的顶端开口距阀芯底端开口200至300毫米。由于缓冲漏斗8的底端开口较小，在装料阀门7关闭后，气压克服重力将部分吸附剂及水封闭在缓冲漏斗8中。当装料阀门7再次打开时，吸附剂和水因重力流出，形成负压，有利于避免吸附剂在料斗出口淤塞。装料阀门7关闭后，料斗出口形成的紊流也有利于避免吸附剂在料斗出口淤塞。停止灌装超过5分钟，则应适当搅拌料斗内的吸附剂，直至吸附剂在水中较为均匀为止，再进行灌装。

通过反复试验，使吸附剂颗粒和水的混合物流量范围控制在80mL/s~100mL/s之间时，灌装量的误差更小，平均误差基本小于5mL。可以通过节流阀调整流量；当然，也可以通过安装合适的节流器或流量控制阀来限制流量。

也可以在料斗中安装搅拌器，保持吸附剂在水中均匀分布。

如图5所示，装料阀门7包括阀体7-4，阀体7-4内设置有水平的阀腔；阀体上方为进料管接口，下方为出料管接口。阀腔内自左向右依次安装有阀套7-2、套环7-5和阀轴7-6；第一端盖7-1和第二端盖7-2分别从左右两端将阀腔封闭。阀腔的左右两端设置有环形台阶，环形台阶还设置有密封圈；阀套7-2的外缘、套环7-5分别挤压密封圈实现阀腔的密封。圆柱状的阀芯7-3穿设在阀套7-2内；阀芯7-3的末端可以设置限位凸台；阀芯7-3的阀孔和阀套7-2的阀套孔对应设置。阀芯7-3右侧端面设置有槽，与阀轴7-6左端的凸缘间隙配合；旋转阀轴7-6带动阀芯7-3旋转。阀套7-2、套环7-5和阀芯7-3均为陶瓷材料制成。阀轴7-6、阀体7-4、第一端盖7-1和第二端盖7-2由不锈钢材料制成。

本发明还公开了上述的吸附剂灌装装置的灌装方法，包括如下步骤：灌装时，灌流器4仅组装灌流器罐体、下方的过滤网和端盖；

1）将吸附剂颗粒在水中浸泡2小时以上；充分吸水的吸附剂颗粒密度比水略重；有利于灌装；

2）装料阀门7处于关闭状态，灌流器传输机构将灌流器4传送至缓冲漏斗8的底端开口处，与底端开口对正；

3）打开装料阀门7，料斗6内的吸附剂颗粒和水由料斗经缓冲漏斗8进入灌流器4，灌流器内液位上升；

4）灌流器内液位触发料位传感器到位信号，料位控制单元关闭装料阀门7，灌流器传输机构将所述灌流器移出；灌装过程中，灌流器4内的水从底部的端盖口流出；平台1-1将流出的水进行收集。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (8)

1.一种吸附剂灌装装置，包括机架、料斗、装料阀门、缓冲漏斗和料位控制单元，所述料斗、装料阀门、缓冲漏斗自上至下依次安装在所述机架上；其特征在于，所述装料阀门的阀芯为圆柱状陶瓷阀芯；阀套为陶瓷阀套；所述陶瓷阀芯的阀孔孔径在36至40毫米之间；陶瓷阀芯与陶瓷阀套的配合间隙在50至100微米之间。

2.如权利要求1所述的吸附剂灌装装置，其特征在于，所述机架上还设置有灌流器传输机构。

3.如权利要求2所述的吸附剂灌装装置，其特征在于，所述灌流器传输机构包括主动链轮和从动链轮，链条上设置有若干个固定板，固定板上固定有固定座，灌流器卡接在所述固定座上。

4.如权利要求3所述的吸附剂灌装装置，其特征在于，所述灌流器传输机构还包括水平设置的灌流器罐体到位检测传感器。

5.如权利要求3所述的吸附剂灌装装置，其特征在于，所述固定座顶端设置有限位凸缘台，与所述灌流器的限位凸缘适配，固定座的前端设置有与灌流器罐体外径适配的开口。

6.如权利要求1所述的吸附剂灌装装置，其特征在于，所述料位控制单元包括智能控制设备、料位传感器；所述料位传感器为光纤传感器。

7.如权利要求1所述的吸附剂灌装装置，其特征在于，所述缓冲漏斗的底端开口口径为10至25毫米。

8.如权利要求1至7任一项所述的吸附剂灌装装置的灌装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将吸附剂颗粒在水中浸泡2小时以上；充分吸水的吸附剂颗粒密度比水略重；有利于灌装；

2）所述装料阀门处于关闭状态，灌流器传输机构将灌流器传送至缓冲漏斗的底端开口处，与底端开口对正；

3）打开装料阀门，料斗内的吸附剂颗粒和水由料斗经缓冲漏斗进入灌流器，灌流器内液位上升；

4）灌流器内液位触发料位传感器到位信号，料位控制单元关闭装料阀门，灌流器传输机构将所述灌流器移出；灌装过程中，灌流器内的水从底部的端盖口流出；平台将流出的水进行收集。