CN113396004A

CN113396004A - 相分离管

Info

Publication number: CN113396004A
Application number: CN202080011506.6A
Authority: CN
Inventors: F·马拉雷特
Original assignee: Fjm Innovation Co ltd
Current assignee: Fjm Innovation Co ltd
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2021-09-14
Also published as: EP3906104B1; EP3906104A1; EP3906104C0; US20220080334A1; WO2020141332A1

Abstract

用于分离多相系统和/或用于分离不混溶液体的相分离管，例如通过使用离心方式。本发明属于从多相系统中提取液体的方法。

Description

相分离管

技术领域

本发明涉及相分离管，具体涉及用于分离多相系统的相分离管。本发明特别涉及用于分离提取不混溶的液体，例如用离心方式来分离提取。本发明属于多相系统中提取液体的方法。

背景技术

液-液萃取(LLE)，也称为溶剂萃取和分配，是一种根据化合物在两种不同的、不混溶的液体中的相对溶解度差异来分离化合物的方法。一种或多种物质从一种液体净转移到另一种液相。富含溶质的溶剂称为“萃取物”。溶质耗尽的进料溶液称为“萃余液”。可以添加化学添加剂以增强分离过程，例如澄清剂、破乳剂、消泡剂、螯合剂和汽提剂。

含有液体的多相系统的分批分离通常使用分液漏斗进行，分液漏斗允许对不同相进行分馏。这是通过从漏斗底部除去分离的重相而不通过重相上方较轻的上部相来实现的。然而，当处理非常粘稠的流体时，使用这种漏斗是行不通的，这些流体通常会残留在漏斗壁中。此外，多相系统可能没有清晰的中间相，可能形成乳液或混合后需要很长时间才能使相分离，因此，对于此类系统，通常需要将混合物离心以强制和/或改善分离。由于分液漏斗不能承受离心力，这通常在离心管中进行。然而，一旦离心步骤完成，离心管就不允许相分离，随后，不重新混合相，就无法将分离的混合物转移到另一个分离的漏斗，而重新混合相，部分材料留在管中，产生了损失。另一个问题是对于处理少量材料，分离的漏斗是行不通的。

因此，需要一种改进的相分离管，能够在没有交叉污染和样品损失的情况下以液相恢复的方式实现液体多相系统的分批分离。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于分离流体的相分离管，该管包括流体的入口和出口，以及用于接收流体的腔，该出口通过与流体连通的第一通路互连。流体可以通过该腔流出管，该管还包括流体控制阀，该流体控制阀包括：

1)第二通路，基本横向于第一通路延伸，第二通路内设置有插塞，该插塞可移动，当插塞移动到阀门关闭位置，则插塞密封住第一通路，当插塞移动到阀门打开位置，则第一通路是连通的，管空腔中的流体可以持续流出；或

2)设置在第一通路内的插塞，该插塞还包括入口、出口和在它们之间延伸的连续通道，该插塞可移动，当插塞移动到阀门关闭位置，则插塞密封住通道，当插塞移动到阀门打开位置，则连续通道和第一通路流体连通，管空腔中的流体可以持续流出。

本发明的管能够有效承受极端离心力而不发生泄漏，因此能够在离心过程之后通过集成在管下部内的流量控制阀来恢复多个液相。相分离管具有多种优点，例如它最大限度地减少了人为错误和样品损失，能够抵抗极端离心力而不会泄漏或管故障，并且易于构造和使用，因此可以低成本生产，以及可用作实验室耗材。

流体可以是液体。优选地，流体包括至少两种不混溶的液体。

使用相分离法分离的化合物可以是金属、有机金属化合物、有机化合物、生物分子或无机化合物，因此要分离的材料可能存在于两种不混溶液体中的其中一种液体中，而其余材料存在于其中另一种液体中。

至少两种不混溶的液体可以是两种不混溶的疏水或非极性液体，例如烃、胺、离子液体或非极性低共熔溶剂。或者，至少两种不混溶的液体可以是非极性液体，例如烃、胺、离子液体或非极性低共熔溶剂，以及极性液体，例如水、醇、亲水性离子液体或极性低共熔溶剂，它们不混溶。

优选地，打开流体控制阀能够使相分离的材料从空腔流出管。

管可具有基本为圆形的横截面，在管内形成空腔。该管还可包括具有半球形形状的底部，其中出口设置在该半球的顶点处。底部可具有锥形部分，出口设置在锥形部分的顶点。优选地，管具有基本为圆形的横截面，在管内形成空腔，并且管的底部包括锥形部分，管的出口沿向内方向逐渐变细。

优选地，管的入口位于与出口的端部相对的端部，或者管的入口朝向该端部。

优选地，第一通路沿着管的纵轴互连到空腔的底部，使得当阀门保持打开时，基本上所有的流体将从空腔流入第一通路并从管的出口流出，而空腔内几乎没有或完全没有残留液体。

空腔的底部可以是椭圆形或圆锥形。然而，优选地，空腔的底部在形状上是半球形的。优选地，与空腔互连的第一通路位于底座的顶点处。

优选地，管包括透明或半透明材料。优选地，管包括从由以下组中选择的材料：玻璃、水晶、石英、合成蓝宝石、聚合物、含氟聚合物、树脂和塑料。

有利地，这种材料是化学惰性的，具有良好的机械完整性并且能够激活不同液体之间的中间相，使得分离装置能正确运作。

插塞可以是具有良好机械完整性的化学惰性材料，例如金属、合金、聚合物、树脂、陶瓷或塑料。

优选地，管子和/或插塞包括塑料，其可以选自：聚氯乙烯(PVC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、高分子量聚乙烯(HMWPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚丙烯(PP)、聚丙烯均聚物(PPH)、缩醛共聚物、丙烯酸和聚碳酸酯。

优选地，插塞和/或管包括聚合物，其可以是含氟聚合物，其可以选自：聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟烷氧基聚合物(PFA，MFA)，氟化乙丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(ETFE)、聚氯三氟乙烯(ECTFE)、全氟弹性体/全氟弹性体(FFPM/FFKM)、氟碳/氯三氟乙烯偏二氟乙烯(FPM/FKM)、氟弹性体/四氟乙烯-丙烯(FEPM)、全氟聚醚(PFPE)、全氟磺酸(PFSA)和全氟聚氧杂环丁烷。

优选地，插塞和/或管包括PEEK、PTFE或PFA或由PEEK、PTFE或PFA制成。

在一个实施例中，从空腔延伸的第一部分和与第一部分流体连接的第二部分构成第一通路，其中第一和第二部分彼此不同轴，使得该通路是非线性的。优选地，第一和第二部分基本上平行于管的纵向轴线。第一通路还可包括连接部，该连接部流体连接第一部分和第二部分，并且该连接部基本上垂直于第一部分和第二部分。

术语“基本垂直”可以表示接合部可以以约为以下角度连接到第一部分：90°～180°，100°～180°，110°～180°，120°～180°，130°～180°，140°～180°，150°～180°，160°～180°，90°～180°，90°～170°，90°～160°，10°～150°，90°～160°，90°～150°，90°～140°，90°～130°，90°～120°，90°～110°，90°～100°，90°～130°，100°～170°，110°～160°，120°～150°，130°～140°，91°～179°，92°～178°，93°～177°，94°～176°，95°～175°，96°～174°，97°～173°，98°～172°，以及99°～171°。以及接合部可以以约为以下角度连接到第二部分：90°～180°，100°～180°，110°～180°，120°～180°，130°～180°，140°～180°，150°～180°，160°～180°，90°～180°，90°～170°，90°～160°，10°～150°，90°～160°，90°～150°，90°～140°，90°～130°，90°～120°，90°～110°，90°～100°，90°～130°，100°～170°，110°～160°，120°～150°，130°～140°，91°～179°，92°～178°，93°～177°，94°～176°，95°～175°，96°～174°，97°～173°，98°～172°，以及99°～171°。

在另一个实施例中，第一通路是线性的。优选地，通路基本上平行于管的纵向轴线。

第二通路可以10°～170°，20°～160°，30°～150°，40°～140°，50°～130°，60°～120°，70°～110°，80°～100°以及85°～95°之间的角度横穿过第一通路。优选地，第二通路以与第一通路成大约90°的角度横穿第一通路。

在一个实施例中，1)中的流体控制阀的第二通路包括阀座，并且当插塞处于阀门关闭位置时，该插塞密封地接合阀座，而当插塞处于阀门打开位置时，插塞与阀座是间隔开的。

优选地，插塞可通过致动装置移动。致动装置可包括使用者的手或钥匙，其中插塞可绕其轴线旋转，使得在插塞沿一个方向旋转时，插塞逐渐向阀座移动并最终与阀座密封接合，而向相反的方向旋转时，插塞逐渐远离阀座。该实施例如图1，图2，图3，图6A以及图B所示。

插塞朝向和离开密封件的运动可以通过螺纹来调节。优选地，第二通路的内表面包括与设置在插塞的外表面上的螺纹相对应的螺纹。

优选地，插塞不延伸超出管壁。有利地，当对管进行离心时，这可以确保离心力的均匀分布以避免泄漏、管变形或管故障。

流体控制阀还可包括设置在插塞和/或阀座上的垫圈，使得在阀门关闭位置，垫圈可以在插塞和第一通路之间提供额外的密封。优选地，垫圈是O形环。

在以下实施例中，阀座可以包括在接合部内：第一通路包括彼此不同轴的第一和第二部分，以及基本上垂直于第一和第二部分的接合。

在致动装置包括钥匙的实施例中，钥匙可以包括手柄，通过该手柄可以使钥匙绕其轴线旋转，以及可与插塞接合的细长部分，使得当手柄沿一个方向旋转时，插塞也随之旋转，使得插塞逐渐向阀座移动并最终与阀座密封接合，而当手柄沿相反方向旋转时，插塞逐渐远离阀座。在这样的实施例中，插塞可以包括接合装置以使得钥匙能够与插塞接合并旋转插塞。优选地，接合装置是螺杆传动。合适的螺杆传动是本领域技术人员已知的，例如开槽、菲利普、梅花、六角、凹头和内六角螺杆传动。

在第一通路是线性的另一个实施例中，插塞包括入口、出口和在它们之间延伸的连续通道。插塞可以绕其轴线旋转但纵向不动，使得在插塞旋转时，插塞不沿第二通路移动，并且当处于阀门打开位置时，该通道和第一通路形成从空腔到管子出口的连续通路。该实施例如图4以及图5所示。

优选地，插塞由致动装置旋转。致动装置可以包括用户的手或钥匙。在致动装置包括钥匙的实施例中，钥匙可以包括手柄，通过该手柄可以使钥匙绕其轴线旋转，钥匙还可以包括可与插塞接合的细长部分，使得当手柄沿一个方向旋转时，插塞绕其轴线旋转，并且当插塞在阀门打开位置时，通道和第一通路形成从空腔到管出口的连续通路。

第一通路可以被配置为通过出口接收第二个插塞，使得第二个插塞可以设置在第一通路内，当流体控制阀在关闭位置时，插塞密封住出口，以防止污染物从出口进入该通路。当流体控制阀门打开，使得流体能够从第一通路通过出口流出管时，可以移除第二个插塞。

在2)中的流体控制阀的一个实施例中，阀座设置在第一通路中，当阀座在阀关闭位置时，插塞密封地接合阀座。当阀座在阀门打开位置时，插塞与阀座间隔开。插塞可以绕其轴线旋转，使得当插塞沿一个方向旋转时，插塞逐渐向阀座移动，并最终与阀座封接合，堵住第一通路，而当插塞沿相反方向旋转时，插塞逐渐远离阀座，打开由第一通路和延伸穿过插塞的连续通道形成的连续通道。

流体控制阀还可以包括设置在插塞和/或阀座上的垫圈，使得在阀门关闭位置，垫圈用于在插塞和第一通路之间提供额外的密封。优选地，垫圈是O形环。

插塞可以通过致动装置移动。致动装置可以包括用户的手或钥匙。在致动装置包括钥匙的实施例中，钥匙可以包括手柄，通过该手柄可以使钥匙绕其轴线旋转，以及可与插塞接合的细长部分，使得当手柄沿一个方向旋转时，插塞随之旋转，使得插塞逐渐向阀座移动，并最终与阀座密封接合，而当手柄沿相反方向旋转时，插塞逐渐远离阀座。在这样的实施例中，插塞可以包括接合装置以使得钥匙能够与插塞接合并旋转插塞。优选地，接合装置为螺杆传动。合适的螺杆传动对于本领域技术人员来说是已知的，例如开槽、菲利普、梅花、六角、凹头或内六角螺杆传动。

在2)中的流体控制阀的实施例中，插塞的连续通道可以包括第一和第二部分，其中第一部分从入口延伸并且第二部分延伸到出口。优选地，第一部分和第二部分基本上彼此垂直，使得通道是非线性的。

术语“基本垂直”可表示第一和第二部分彼此成约以下角度：90°～180°，100°～180°，110°～180°，120°～180°，130°～180°，140°～180°，150°～180°，160°～180°，90°～180°，90°～170°，90°～160°，10°～150°，90°～160°，90°～150°，90°～140°，90°～130°，90°～120°，90°～110°，90°～100°，90°～130°，100°～170°，110°～160°，120°～150°，130°～140°，91°～179°，92°～178°，93°～177°，94°～176°，95°～175°，96°～174°，97°～173°，98°～172°，以及99°～171°。

优选地，通道的第二部分与第一通路不同轴，并且通道的第二部分和第一通路都基本平行于管的纵向轴线，使得当插塞逐渐远离在阀门打开位置的阀座时，插塞和第一通路的壁之间形成一个空腔。从管的空腔，到插塞和第一通路的壁之间形成的空腔，再到插塞的通道形成一条连续的通路，使得流体可以从管的空腔流出，并流出插塞的出口。

在2)中的流体控制阀的实施例中，第一通路由彼此不同轴的第一和第二部分构成，使得通路是非线性的。优选地，通路的第二部分包括阀座并且被设置为与插塞接合，使得阀座当处于阀门打开位置时，在插塞和通路的第二部分的壁之间形成空腔。从管的空腔，到插塞和通路的第二部分的壁之间形成的空腔，再到插塞的通道形成一条连续的通路，使得流体可以从管的空腔流出，并流出插塞的出口。该实施例如图7、图8以及图9所示。

插塞朝向和远离密封件的运动可以通过螺纹来调节。第一通路的内表面可以包括与设置在插塞外表面上的螺纹相对应的螺纹。优选地，第一通路由至少两个部分构成，并且螺纹包括在第二通路的内表面上。

2)中的插塞的通道可以设置为通过出口接收第二个插塞，使得第二个插塞可以设置在该通道内，当流体控制阀在关闭位置时，插塞密封住出口，以防止污染物从出口进入该通道。当流体控制阀门打开，使得流体能够经过该通道并通过出口流出管时，可以移除第二个插塞。

在第一方面的另一个实施例中，提供了一种用于分离流体的相分离管，该管包括用于流体流入的入口、用于接收流体的空腔和与空腔流体连通的第一通路，流体可以通过该通路流出管，其中第一通路基本上沿着管的纵轴延伸，并且具有朝向管的底部布置的开口，以及具有出口，出口设置在管的端部，和入口位于同一端部，或朝向入口所在的端部，使得流体能从空腔流出通路。

该实施例如图10或图11中所示。

优选地，第一通路基本上沿着管的纵向轴线延伸，邻近形成空腔的壁。

第一通路还可包括设置在该通路内的插塞，插塞可移动，当插塞移动到阀门关闭位置时，插塞密封住该通路，当插塞移动到阀门打开位置时，该通路是连通的，使得流体可以从空腔流出管。插塞可以设置为朝向第一通路的入口或出口。

管可以包括流体控制阀，该流体控制阀包括基本上横向于第一通路延伸的第二通路，并且插塞可以设置在第二通路内，插塞可移动，当插塞移动到阀门关闭位置时，插塞密封住该通路，当插塞移动到阀门打开位置时，第一通路是连通的，使得流体可以从空腔流出管。

流体控制阀、第二通路和插塞如本文第一方面中所定义。

第二通路可以横穿第一通路，与第一通路成以下角度：10°～170°，20°～160°，30°～150°，40°～140°，50°～130°，60°～120°，70°～110°，80°～100°以及85°～95°。优选地，第二通路横穿第一通路，与第一通路成大约90°的角度。

在一个实施例中，1)中的流体控制阀的第二通路包括阀座，并且当阀座处于阀门关闭位置时，插塞密封地接合阀座，并且当阀座处于阀门打开位置时，插塞与阀座间隔开。

优选地，插塞可通过致动装置移动。致动装置可包括使用者的手或钥匙，其中插塞可绕其轴线旋转，使得当插塞沿一个方向旋转时，插塞逐渐向阀座移动，并最终与阀座密封接合，而当插塞沿相反的方向旋转时，插塞逐渐远离阀座。该实施例如图11所示。

插塞朝向和离开密封件的运动可以通过螺纹来调节。优选地，第二通路的内表面包括与设置在插塞外表面上的螺纹相对应的螺纹。

流体控制阀还可包括设置在插塞和/或阀座上的垫圈，使得在阀门关闭位置，垫圈用于在插塞和第一通路之间提供额外的密封。优选地，垫圈是O形环。

在第一通路包括彼此不同轴的第一和第二部分以及基本上垂直于第一和第二部分的接合部的实施例中，阀座可以包括在接合部内。

在致动装置包括钥匙的实施例中，钥匙可以包括手柄，通过该手柄可以使钥匙绕其轴线旋转，钥匙还包括可与插塞接合的细长部分，使得当手柄沿一个方向旋转时，插塞随之旋转，使得插塞逐渐向阀座移动，并最终与阀座密封接合，而当手柄沿相反方向旋转时，插塞逐渐远离阀座。在这样的实施例中，插塞可以包括接合装置，使得钥匙能够与插塞接合并旋转插塞。优选地，接合装置是螺杆传动。合适的螺杆传动是本领域技术人员已知的，例如开槽、菲利普、梅花、六角、凹头和内六角螺杆传动。

流体从空腔流出管可以通过使用流体提取装置来执行。因此，优选地，第一通路的出口被配置为可连接流体提取装置。

流体提取装置可以是注射器、移液管、巴斯德吸管或滴管。优选地，流体提取装置可以是注射器。提取装置可包括用于接收流体的容器。

流体可以保留在空腔内，直到提取装置与第一通路的出口接合，随后，抽取装置在通道中产生相对于空腔的负压，导致流体从空腔流入第一通路并流出出口，优选地，流体流入一个容器，该容器包括在上文所述的流体提取装置内。

管可具有基本为圆形的横截面，在管内形成空腔。该管还可包括具有半球形形状的基部，其中出口设置在该半球的顶点处。基部可具有圆锥形状，出口设置在圆锥的顶点。优选地，管具有基本为圆形的横截面，在管内形成空腔，并且管的基部包括锥形部分，管的出口沿向内方向逐渐变细。

第一通路可具有构成第一通路的基本为圆形的横截面。第二通路可具有构成第二通路的基本为圆形的横截面。

空腔的底部可以是椭圆形或圆锥形。然而，优选地，空腔的底部在形状上是半球形的。优选地，第一通路的开口朝向底座的顶点定位。

所述管还可以包括可移除的管帽，该管帽能够可释放地连接到管的入口。管帽可包括在其内表面上的螺纹，该螺纹对应于管入口外表面上的螺纹，使得当管帽围绕入口旋转时，管帽可以密封装配，以防止空腔中的液体从入口泄漏。优选地，管帽的外径大于管的入口的外径。

根据第二方面，提供了一种从不混溶流体样品中提取单一流体相的方法，该方法包括：

1)将包含不混溶流体相的不混溶流体样品引入第一方面中的管中；

2)在管中混合不混溶的流体相；

3)通过离心管分离不混溶的流体相；以及

4)通过打开管的流体控制阀以允许分离的流体相样品流过其中，并在分离的流体相样品已从管中取出后关闭流体控制阀，以此来提取由步骤3)分离的流体相，从而提取单一流体相，或通过将提取装置与出口接合并在第一通路中产生与空腔相比的负压，使得流体从腔流入第一通路，并流出管的出口。

提取装置可以如第一方面中所定义。

步骤1)中的不混溶流体样品可以是不混溶液体样品。优选地，样品包括至少两种不混溶的流体。

步骤2)中的混合可以通过摇动、旋转、涡旋和/或通过超声来进行。

优选地，步骤3)的离心以约为以下数值的离心力来进行：0g～25000g，10g～25000g，100g～25000g，1000g～25000g，10000～25000g，0g～2000g，10g～2000g，100g～2000g，1000g～2000g，10000～2000g，0g～15000g，10g～15000g，100g～15000g，1000g～15000g，10000～15000g，0g～10000g，10g～10000g，100g～10000g，1000g～10000g，0g～5000g，10g～5000g，100g～5000g，1000g～5000g，0g～4000g，10g～4000g，100g～4000g，1000g～4000g，0g～3000g，10g～3000g，100g～3000g，1000g～3000g，0g～2739g，2739g～3500g，3500g～4816g，4816g～5580g，5580g～6500g，6500g～15000g，15000g～20000g，20000g～23500g，23500g～24652g。

步骤3)可以重复至少一次，使得能够提取多个分离的流体相。步骤1)至4)可以重复至少一次以多次提取相同的流体相，以最大化低分配系数的物质的回收率。

根据第三方面，提供了第一方面的管用于分离流体相的用途。

优选地，流体和管如第一方面中所定义。

在此描述的所有特征(包括所有从属权利要求、摘要和附图)和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，可以以任何组合方式与任何上述方面相结合，除了以下组合：一些这样的特征和/或步骤是相互排斥的。

附图说明

图1是相分离管和相关插塞的第一实施例的横截面透视图；

图2是图1所示相分离管和插塞的横截面侧视图；

图3A至C是图1和2所示相分离管的放大横截面侧视图，显示了在操作时处于不同位置的插塞，以及相关液体通过管的流动；

图4是相分离管和相关插塞以及锁定键的第二实施例的放大横截面侧视图；

图5A和5B是图4所示相分离管的放大横截面侧视图，显示了在操作时处于不同位置的插塞，以及相关液体通过管的流动；

图6A和6B是相分离管的第三个实施例的放大横截面侧视图，显示了在操作时处于不同位置的插塞，以及相关液体通过管的流动；

图7是相分离管和相关插塞的第四实施例的横截面透视图；

图8是图7所示相分离管和插塞的横截面透视图；

图9A和9B是图8所示相分离管的放大横截面侧视图；

图10是相分离管的另一个实施例的横截面透视图；以及

图11是相分离管的另一个实施例的横截面透视图。

具体实施方式

能够容纳液体多相系统的相分离管1的各种实施例如附图所示，特别是至少两种溶解在不同的不混溶液体中的化合物，例如一种溶解在水中的化合物和另一种溶解在有机溶剂中的化合物。相分离管1能够在单个相分离管1中混合液相、通过离心分离和随后恢复液相，而没有相的交叉污染或泄漏。相分离管1的各种实施例都非常相似，除了精致的插塞机构21，通过该插塞机构21可以将不同的相从相分离管1中分离和抽出(即移除)。在封闭式配置中，插塞机构21可以防止在极端离心力下的泄漏，在开放式配置中，插塞机构21能够恢复分离的液相而不会交叉污染。

如图1和图2所示，相分离管1的横截面为圆形，形成空腔12，一端具有底部22，另一端开口，为开口端4。相分离管1具有可拆卸的管帽2，管帽2能够可释放地附接到相分离管1的开口端4。管帽2包括在其内表面上的螺纹8，管帽2对应于相分离管1的开口端4的外表面上的螺纹6，使得当管帽2围绕开口端4旋转时，管帽2能密封装配，以防止放置在相分离管1的空腔12中的液体从开口端4泄漏。管帽2的外径通常大于相分离管1的开口端4的外径。

实施例1：如图1，图2以及图3A-C所示，其中底部22包括逐渐变窄至尖端25的锥形部分15。通路28和通路24从空腔12的基部延伸通向并终止于开口25。通路28和通路24包括两个较短的部分，28、24，它们通过接合部26彼此流体连通。通路的第一部分28和第二部分24都向基本平行于相分离管1的纵向轴线的方向延伸。然而，第一部分28和第二部分24彼此不同轴。第一部分28通过接合部26通向第二部分24，接合部26在基本垂直于第一部分28和第二部分24的方向上延伸。然后，第二部分24通向位于相分离管1的底座21处的开口25中。因此，由部分28，部分24以及接合部26构成的通路是非线性的。另一通路14与接合部26连通，并沿与部分28和部分24基本垂直的方向延伸。通路14的直径大于部分28的直径，也大于部分24的直径，并在相分离管1的锥形部分15的一侧形成开口20，该锥形部分15设置为可接收插塞18。通路14的内表面包括螺纹23，该螺纹对应于设置在插塞18外表面上的螺纹16，例如，插塞18可以被放置到通道14中并旋转，使得插塞18沿着通道14向接合处26移动。插塞18的内端包括与接合处26密封接合的突起19，以防止设置在空腔12中的液体泄漏，如图3B所示。插塞18可以反向旋转，使得突起19从与接合部26的密封接合中移除，从而使液体能够从空腔12中流过部分28，接合处26以及部分24，最后从开口25流出相分离管1，如图3C所示。因此，能够通过相分离管1回收相分离的材料，而不会混合或污染空腔12中的相。一旦所有的单相都已从管中移出，插塞18就可以旋转回来以密封接合处26，从而阻塞部分28，因此能够完全恢复分离的液相。

实施例2：如图4和图5所示。在该实施例中，构成通路的部分28和部分24是同轴的，并且在与相分离管1的细长轴线基本平行的方向上延伸，即沿着相分离管1的长度方向，从开口端4到底部22的方向。部分28和部分24延伸，从而在相分离管1的锥形部分15的一侧上形成开口25。插塞18沿通路38延伸，并且具有与通路38的内螺纹接合的外螺纹16。通道延伸穿过插塞18的长度方向，并且可以通过开口30使用转动钥匙或工具32的细长部分36进入。钥匙32具有手柄34，钥匙32和插塞18可以通过手柄34，以及通过外螺纹16旋转，尽管插塞18不会在任一方向上前进到任何很大程度。提供了横向延伸穿过插塞18的通道30，使得当插塞18处于闭合构型时(参见图5A)，通道30不部分28以及部分24对齐，并且插塞18阻止液体流过其中。因此，如图5A所示，当对相分离管1进行离心时，相分离管1将液体保留在空腔12中并且防止液体泄漏。然而，插塞18可以沿相反方向旋转(尽管插塞18保持在相同位置)，使得通道30与部分28以及部分24对齐，从而形成从空腔12到部分28的连续通路，如图5B所示。液体从空腔12通过部分28以及部分24流出，并通过开口25流出相分离管1。这使得从相分离管1中回收相分离的材料成为可能。一旦所有单相都被移除，插塞18可以旋转回来以密封住从空腔12到部分28以及部分24的连续通路，从而能够完全恢复分离的液相，如图5B所示。

实施例3：如图6A和6B所示，其中通路28和通路24如图4和5所述布置。通路38基本垂直地延伸穿过部分28和部分24，在相分离管1的锥形部分15的一侧形成开口25。通路38设置为可接收插塞18，其中通路38包括在其内壁上的螺纹，该螺纹对应于插塞18外壁上的螺纹16。钥匙32的细长部分36可以与设置在通路38内的插塞18接合，并可以使用其手柄34来旋转钥匙32，使得插塞18沿通路38移动，直到插塞18阻挡并密封从空腔12到部分28、通路38和部分24的连续通路。因此，当对相分离管1进行离心时，相分离管1将液体保留在空腔12中并防止液体泄漏，如图6A所示。插塞18可以反向旋转，使得它沿通路38沿相反方向移动，使得从空腔12通过部分28、通路38和部分24的连续通道暴露出来，从而使液体能够从空腔12流过部分28、通路38和部分24，并从开口25流出相分离管1，如图6B所示。这使得回收相分离的材料成为可能。一旦所有的单相都被移除，插塞18可以旋转回来以密封从空腔12通过部分28、通路38和部分24的连续通道，从而能够完全恢复分离的液相，如图6A和B所示。

实施例4：如图7-9所示，其中构成通路的部分28、通路26、部分24彼此流体连通，使得它们一起在底部22处形成从空腔12到开口25的连续通路。部分28从空腔12向相分离管1的底部22延伸，并且与基本垂直于部分28延伸的较短部分26流体连通，该部分又与部分24流体连通，部分24基本垂直于通路26延伸，使得通路28和通路24在基本平行于相分离管1的细长轴线的方向上延伸，即沿着相分离管1的长度方向，从开口端4到底部22的方向，但它们彼此不共轴，形成了相分离管1底部22上的开口25。插塞18包括彼此流体连通的部分42和44，它们一起形成了在插塞18内部从开口30到开口25的连续通路。部分42从插塞18的锥形部分46基本垂直地延伸并且与部分44流体连通，部分44从部分42延伸，沿着基本平行于相分离管1长轴的方向，即沿着相分离管1的长度方向，从开口端4到底部22的方向。部分24设置为可接收插塞18上的细长部分45，其中部分24包括在其内壁上的螺纹23，该螺纹23对应于设置在插塞18的细长部分45外壁上的螺纹16，使得插塞18可以用手旋转，使得插塞18沿着部分24移动，直到插塞18阻塞并密封从腔体12通过通路28、26和24的连续通路，并且插塞18的锥形边缘46与相分离管1的锥形边缘15同轴且连续，由此，底部22由塞子18的锥形端部形成，底部22上设置有开口25。因此，当对相分离管1进行离心时，相分离管1将液体保留在空腔12中并防止液体泄漏，如图7和图9A所示。插塞18可以反向旋转，使得细长部分45沿通路24的一部分沿相反方向移动，从而在插塞18和部分24的壁之间形成空腔40，该壁位于与开口25相对的端部。由此使得从空腔12通过部分28，部分26，空腔40，部分42以及部分44的连续通路暴露出来，以使液体能够从空腔12流过部分28，部分26，空腔40，流入开口30，再流过部分42和部分44，并通过开口25流出相分离管1，如图9B所示。这使得回收相分离的材料成为可能。一旦所有的单相都被去除，插塞18可以旋转回来以密封从空腔12通过部分28，部分26，空腔40，部分42以及部分44的连续通路，从而能够完全恢复分离的液相。

实施例5：如图10所示，其中通路47沿着相分离管1的长轴方向延伸，即沿着相分离管1的长度方向，从开口端4到底部22的方向。通路47从空腔12接收流体，从朝向相分离管1的底部22设置的开口48到设置在相分离管1的与入口4相同端的出口49，由此使得通路47与空腔12流体连通，使得流体能够从空腔12流出相分离管1。相分离管1将液体保留在空腔12中并在相分离管1离心时防止液体泄漏。流体从空腔12流出相分离管1可以通过使用流体提取装置来执行，例如注射器，流体提取装置在通道47中产生相对于空腔12的负压，从而导致流体从空腔12通过开口48沿着通路47到达出口49，以使得流体能够从空腔12流出相分离管1。

实施例6：如图11所示，其中另一通路14与接合部26连通，并沿与通路47的部分28基本垂直的方向延伸。通路47由部分28和部分50构成。通路14的直径大于通路47的直径，并在相分离管1的锥形部分15的一侧形成开口20，该开口设置为可接收插塞18。通路14的内表面包括对应于设置在插塞18的外表面上的螺纹16的螺纹23，使得插塞18可以被放置到通路14中并旋转，使得插塞18沿着通路14的部分28向接合部26移动。插塞18的内端包括突出19，该突出19与接合部26密封地接合，在相分离管1离心时，可以防止设置在空腔12和通道47中的液体泄漏并流出出口49。插塞18可反向旋转，使得突出19从与接头26的密封接合中移除，并使液体能够从空腔12流出，通过开口48进入通道47，并通过流体提取装置从出口49流出相分离管1。流体提取装置，例如注射器，在通道47中产生相对于空腔12的负压。这使得从相分离管1回收相分离的材料成为可能，而不会混合或污染空腔12中的相。一旦所有的单相都已从相分离管1中移出，插塞18可旋转回来以密封接合部26，从而阻塞部分28，从而能够完全恢复分离的液相。

因此，发明人设计了一种能够承受极端离心力而不会出现管故障或泄漏的相分离管1，通过集成在相分离管1底部的流量调节装置或阀门，该管将能够在离心过程后恢复多个液相。相分离管1具有多种优点，例如，它最大限度地减少了人为错误和样品损失，能够抵抗极端离心力而不会出现管故障或泄漏，并且构造和使用简单，因此可以在低成本地生产，并可用作实验室耗材。

Claims

1.一种相分离管，用于分离流体，其特征在于，包括：

所述流体的入口和出口，以及用于接收所述流体的空腔；

其中，所述出口与所述空腔通过第一通路流体连通，通过该第一通路，所述流体可以流出所述相分离管；

所述相分离管还包括流体控制阀，该流体控制阀包括：

1)基本横向于所述第一通路延伸的第二通路，以及设置在所述第二通路内的插塞；该插塞可移动，当所述插塞移动到阀门关闭位置时，所述插塞密封住所述第一通路，当所述插塞移动到阀门打开位置时，所述第一通路是连通的，所述流体可以从所述空腔中流出，并流出所述相分离管；

2)设置在所述第一通路内的所述插塞，该插塞还包括插塞入口、插塞出口以及在它们之间延伸的连续通道，所述插塞可移动，当所述插塞移动到所述阀门关闭位置时，所述插塞密封住所述第一通路，当所述插塞移动到所述阀门打开位置时，所述连续通道与所述第一通路流体连通，使得所述流体能从所述空腔中流出，并流出所述相分离管。

2.根据权利要求1所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述流体是液体，可选地，所述流体包括至少两种不混溶的液体。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的相分离管，其特征在于，包括：

基本为圆形的横截面形成的空腔，以及底部；

其中，所述底部包括锥形部分，该锥形部分向所述相分离管的出口方向逐渐变细。

4.根据上述任意一项权利要求所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述插塞可通过致动装置移动。

5.根据权利要求4所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述致动装置包括用户的手或钥匙。

6.根据上述任意一项权利要求所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述第一通路是线性的。

7.根据权利要求6所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述插塞包括所述插塞入口，所述插塞出口以及在它们之间延伸的连续通道。

8.根据权利要求7所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述插塞可绕其轴线旋转，但纵向不动，使得在所述插塞旋转时，所述插塞不沿所述第二通路移动，并且所述插塞旋转使得当所述插塞在所述阀门打开位置时，所述连续通道和所述第一通路形成从所述空腔到所述相分离管出口的连续通路。

9.根据权利要求1-5中的任一项所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述第一通路由从所述空腔延伸出的第一部分和与所述第一部分流体连接的第二部分构成，其中所述第一部分与所述第二部分彼此不同轴，使得所述第一通路是非线性的。

10.根据权利要求9所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述第一通路包括连接部，该连接部流体连接所述第一部分和所述第二部分，所述连接部基本垂直于所述第一部分和所述第二部分。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的相分离管，其特征在于：

其中，1)中的所述流体控制阀的所述第二通路包括阀座，并且当所述插塞处于所述阀门关闭位置时，所述插塞密封地接合所述阀座，当所述插塞处于所述阀门打开位置时，所述插塞与所述阀座间隔开。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的相分离管，其特征在于：

其中，2)中的所述流体控制阀的所述第一通路包括阀座，并且当所述插塞处于所述阀门关闭位置时，所述插塞密封地接合所述阀座，当所述插塞处于阀门打开位置时，所述插塞与所述阀座间隔开。

13.根据权利要求12所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述插塞可绕其轴线旋转，使得在所述插塞沿一个方向旋转时，所述插塞逐渐向所述阀座移动，并最终与所述阀座密封接合，封闭所述第一通路，并且在所述插塞沿相反方向旋转时，所述插塞逐渐远离所述阀座，打开由所述第一通路和延伸穿过所述插塞的连续通道所构成的连续通道。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的相分离管，其特征在于：

其中，2)中的所述插塞的连续通道包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分从所述入口延伸出，所述第二部分延伸到所述出口，

可选地，所述第一部分和所述第二部分基本彼此垂直，使得所述连续通道是非线性的。

15.根据权利要求14所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述连续通道的第二部分与所述第一通路不同轴，并且所述连续通道的第二部分和所述第一通路都基本平行于所述相分离管的纵轴，使得当所述插塞逐渐远离在所述阀门打开位置的所述阀座时，所述插塞和所述第一通路的壁之间形成空腔，由所述相分离管的所述空腔，所述插塞和所述第一通路的壁之间形成的空腔，以及所述插塞的通道形成一条连续通路，使得所述流体可以从所述相分离管的所述空腔流出，并流出所述插塞的所述插塞出口。

16.根据权利要求14所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述第一通路由彼此不同轴的第一部分和第二部分构成，使得所述第一通路是非线性的。

17.根据权利要求16所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述第一通路的所述第二部分包括阀座，并设置为与所述插塞接合，使得当所述插塞处于所述阀打开位置时，在所述插塞和所述第一通路的所述第二部分的壁之间形成空腔，由所述相分离管的所述空腔，所述插塞和所述第一通路的壁之间形成的空腔，以及所述插塞的通道形成一条连续通路，使得所述流体可以从所述相分离管的所述空腔流出，并流出所述插塞的所述插塞出口。

18.根据上述权利要求中任一项所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述流体控制阀还包括设置在所述插塞和/或所述阀座上的垫圈，使得当处于所述阀门关闭位置时，所述垫圈用于在所述插塞和所述第一通路之间提供额外的密封。

19.根据上述权利要求中任一项所述的相分离管，其特征在于：

其中，所述相分离管还包括能够可释放地附接到所述相分离管的所述入口的可移除的管帽，任选地，其中所述管帽包括在其内表面上的螺纹，所述螺纹对应于在所述相分离管的入口的外表面上的螺纹，使得当所述管帽围绕入口旋转时，所述管帽密封装配，以防止设置在所述相分离管的所述空腔中的所述液体从所述入口漏出。

20.一种用于分离流体的相分离管，其特征在于，包括：

用于流体的入口，用于接收流体的空腔和与所述空腔流体连通的通路，所述流体可通过所述通路流出所述相分离管，其中所述通路基本沿着所述相分离管的纵轴延伸，并具有朝向所述相分离管的底部设置的开口，以及设置在所述相分离管的与入口相同的端部处或朝向所述端部的出口，设置为允许所述流体从所述空腔中流出，并流出所述通路。

21.一种从不混溶流体样品中提取单一流体相的方法，其特征在于，包括：

1)将包含不混溶流体相的不混溶流体样品引入根据权利要求1-20中任一项的所述相分离管；

2)在所述相分离管中混合所述不混溶的流体相；

3)通过离心所述相分离管分离所述不混溶的流体相；以及

4)通过打开所述相分离管的所述流体控制阀以允许分离的所述流体相样品流过其中，并在分离的所述流体相样品已从所述相分离管中取出后关闭所述流体控制阀，以此来提取由步骤3)分离的所述流体相，从而提取单一流体相，或通过将提取装置与所述出口接合并在所述第一通路中产生与所述空腔相比的负压，使得所述流体从所述空腔流入所述第一通路，并流出所述相分离管的所述出口。

22.根据权利要求1-20中任意一项所述的相分离管用于分离流体相的应用。