CN115400460A - 气泡分离装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气泡分离装置和方法，所述气泡分离装置包括容器和与容器连接的进液管路、第一出液管路以及第二出液管路，容器的底部设有进液口和第一出液口，进液口与进液管路连接，第一出液口与第一出液管路连接，容器的顶部设有第二出液口，第二出液口与第二出液管路连接；容器内设有扩张管，扩张管具有入口和出口，入口与进液口连接，出口朝向第二出液口设置，出口的内径大于入口的内径，试剂中的微小气泡在扩张管和自身浮力的作用下自动上浮并汇聚至容器的顶部，第二出液管路将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出、第一出液管路将经扩张管作用后不带微小气泡的试剂排出至反应和/或检测模块用于反应、检测或清洗，确保检测结果的准确性。

Description

气泡分离装置和方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及分析仪的气泡分离装置和气泡分离方法。

背景技术

在体外诊断仪器中，要求试剂有较高的纯净度以保证检测结果的准确性。如此，不仅要求试剂中杂质要少，还要求试剂中的气泡要少。如在细胞分析仪中，试剂中的微小气泡容易附着于仪器内部管路的壁面或者关键检测器部件上，影响样本流路或者光路的稳定；另外，微小气泡的大小与待检测的目标粒子的大小接近，容易造成仪器误识别，影响检测结果的可靠性。

现有分析仪中，大多依靠试剂的运输将气泡带走，但试剂在仪器内部管路或关键检测器部件上的流动状态多为层流，近壁面的流速极低，气泡很难被带走，因此有必要针对性地开发气泡分离装置和方法来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，提供一种能有效分离试剂中微小气泡的气泡分离装置和气泡分离方法。

一方面，本发明提供一种气泡分离装置，包括容器和与所述容器连接的进液管路、第一出液管路以及第二出液管路，所述容器的底部设有进液口和第一出液口，所述进液口与所述进液管路连接，所述第一出液口与所述第一出液管路连接，所述容器的顶部设有第二出液口，所述第二出液口与所述第二出液管路连接；所述容器内设有扩张管，所述扩张管具有入口和出口，所述入口与所述进液口连接，所述出口朝向所述第二出液口设置，所述出口的内径大于所述入口的内径；所述第一出液管路用于输出经所述扩张管作用后不带微小气泡的试剂，所述第二出液管路用于输出经所述扩张管作用后的带有微小气泡的试剂。

进一步地，所述扩张管的出口与所述第二出液口之间的距离小于或等于所述扩张管的出口与所述第一出液口之间的距离。

进一步地，所述进液口位于所述容器的底部中央，所述第一出液口偏离所述容器的底部中央，所述第二出液口位于所述容器的顶部中央并正对所述扩张管的出口。

进一步地，所述容器的顶部形成向上呈渐缩状的汇聚部，所述第二出液口位于所述汇聚部的顶部中央。

进一步地，所述汇聚部为锥面，其母线与其轴线的夹角范围为30～60°；或者，所述汇聚部为球面，其母线为外凸的曲线，母线的切向与其轴线的夹角范围为30～60°。

进一步地，所述扩张管的内径由其入口向出口逐渐增大；或者，所述扩张管的内径由其入口向出口呈梯度地逐段增大。

进一步地，所述进液管路用于连接试剂供应装置，所述第一出液管路用于连接气泡敏感模块，所述第二出液管路分别与第一分支管路和第二分支管路连接，所述第一分支管路用于连接气泡不敏感模块，所述第二分支管路用于连接废液罐。

进一步地，所述第二出液口与所述气泡不敏感模块之间连接有第一两通阀，所述第二出液口与所述废液罐之间连接有第二两通阀；或者，所述第二出液口与所述气泡不敏感模块、废液罐之间连接有三通阀。

进一步地，所述试剂供应装置与所述进液口之间连接有第三两通阀，所述第一出液口与所述气泡敏感模块之间连接有第四两通阀。

另一方面，本发明提供一种基于上述气泡分离装置的气泡分离方法，包括以下步骤：通过进液口向容器中输送试剂，试剂中的微小气泡在扩张管以及自身浮力的作用下自动上浮并汇聚至容器的顶部；通过第二出液口将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出；以及通过第一出液口将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器的底部排出。

进一步地，通过第二出液口将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出包括：将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出对连接管路进行清洗；或者，将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出至废液罐。

进一步地，通过第一出液口将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器的底部排出包括：将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器的底部排出至反应和/或检测模块用于反应、检测或清洗。

相较于现有技术，本发明气泡分离装置在容器内部设置扩张管，使得试剂进入容器的路程更长速度更慢，试剂中带有的气泡在自身浮力的作用下自动上浮并汇聚至容器的顶部，如此连接于容器底部的第一出液管路处几乎没有气泡，其输出的试剂得到了很好的气液分离，确保后续检测结果的准确性。

附图说明

图1为本发明气泡分离装置一实施例的结构示意图。

图2为图1所示气泡分离装置的使用状态示意图。

图3为本发明气泡分离装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本发明的一个或多个实施例，以使得本发明所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本发明附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供一种气泡分离装置和基于该装置的气泡分离方法，应用于分析仪中对试剂进行气液分离，尽量减小试剂中气泡的含量以提高后续检测的准确性。

图1所示为本发明气泡分离装置一具体实施例的结构示意图，所示气泡分离装置包括容器10以及与容器10连接的进液管路20、第一出液管路30和第二出液管路40。

请同时参阅图2，容器10整体为桶状结构，其底部设置有进液口12和第一出液口14、顶部设置有第二出液口16。图示实施例中，进液口12设置于容器10的底部中央，第一出液口14偏离容器10的底部中央；第二出液口16设置于容器10的顶部中央，正对进液口12。试剂供应装置22通过进液管路20连接至容器10的进液口12，试剂供应装置22内盛装有检测所需的试剂，如稀释剂等，试剂中微小气泡的含量较高，需要去除以确保后续检测结果的准确性。第一出液管路30与第一出液口14连接，第二出液口16与第二出液管路40连接，排出经过气液分离后的试剂。

容器10内设置有扩张管50，扩张管50竖直设置并向上呈渐扩状。扩张管50的底端形成入口52、顶端形成出口54，其中入口52与容器10底部的进液口12连接、出口54朝向容器10顶部的第二出液口16并与之间隔一定距离。扩张管50的入口52的内径小于出口54的内径，试剂在流经扩张管50的过程中，其流速由于扩张管50流通截面的扩张而不断下降。图示实施例中，扩张管50的内径由其入口52向出口54呈梯度地逐段增大，各段的增幅不同，如朝向出口54增幅逐段减小。在其它实施例中，扩张管50的内径也可以是由其入口52向出口54逐渐增大。

通过扩张管50的设置，一方面使得试剂被送入容器10的位置尽量靠近容器10的顶部，一方面降低试剂进入容器10时的流速，使得试剂中的气泡在自身的浮力的作用下向上游走并汇聚至容器10的顶部，即靠近第二出液口16。如此，经由容器10底部的第一出液管路30输出的试剂中不含气泡或者气泡的含量很低，可以视为纯液体；被分离出的气泡则可以由容器10顶部的第二出液管路40排出，所排出的试剂可以视为气液混合物。试剂经过本发明气泡分离装置进行分离后，带气泡的试剂和不带气泡的试剂分别输送至不同的模块进行不同的操作，即能保证后续检测的准确性，也能避免试剂的浪费。

优选地，第二出液管路40与第一分支管路44和第二分支管路46连接，其中第一分支管路44连接气泡不敏感模块42、第二分支管路46连接废液罐48。第一分支管路44上设置有第一两通阀45来控制第二出液口16与气泡不敏感模块42的通断，第二分支管路46上设置有第二两通阀47来控制第二出液口16与废液罐48的通断。进液管路20上设置有第三两通阀24，用于控制试剂供应装置22与进液口12的通断。第一出液管路30与气泡敏感模块32连接，第一出液管路30上设置有第四两通阀34，用于控制第一出液口14与气泡敏感模块32的通断。较佳地，进液管路20、第一出液管路30和第二出液管路40上均连接有液泵，提供动力驱动试剂流动。

本发明在使用时，首先打开第三两通阀34使试剂供应装置22向容器10输送试剂，试剂在通过扩张管26进入容器10的过程中，微小气泡在扩张管26的作用以及自身浮力的作用下自动上浮。之后，打开第四两通阀34由容器10的底部向气泡敏感模块32，如反应和/或检测模块输送几乎不含气泡的试剂，用于反应、检测以及核心部件的清洗。在检测进行前后，均可打开第一两通阀45并关闭第二两通阀47，通过第一分支管路44输出气泡含量比较大的试剂冲洗连接管路；如果无需清洗管路，可以关闭第一两通阀45并打开第二两通阀47，通过第二分支管路46将气泡含量比较大的试剂输送至废液罐48暂存。

需要说明的是，气泡敏感模块32是指试剂中气泡含量大会影响该模块对试剂的处理结果，如分析仪的反应和检测模块、关键检测器部件的清洗模块等。气泡不敏感模块42是指试剂中气泡含量多少基本不会影响该模块对试剂的处理结果，如分析仪中连接管路的清洗模块等。气泡不敏感模块42也可以与废液罐48通过管路连接，将清洗连接管路后的试剂排出至废液罐48暂存。应当理解地，也可以在第二出液管路40与第一、第二分支管路44、46之间设置三通阀，第二出液口16通过三通阀选择性地连通气泡不敏感模块42或废液罐48，在控制上更为简单。

较佳地，容器10的顶部形成汇聚部18，汇聚部18为向上的渐缩结构，对流出扩张管50的试剂形成导引与聚集的作用。图1所示实施例中，汇聚部18为锥面，其母线为直线。汇聚部18的母线与其轴线的夹角为α，较佳地夹角α为30～60°，更优地为30～45°，对试剂中的气泡形成向上的引导作用使其向第二出液口16汇聚。图3所示为本发明的第二实施例中，其与第一实施例的不同之处即在于容器10a的汇聚部18a，第二实施例中汇聚部18a为球面，其母线为外凸的曲线，外凸的母线的切向与其轴线的夹角为β，优选地夹角β为30～60°，更优地为30～45°。

通过汇聚部18、18a的设置，经由扩张管50输送至容器10、10a内的试剂中的气泡附着于汇聚部18、18a的内壁面并向第二出液口16汇聚，尽量减少容器10、10a底部，特别是与第一出液口14位置处气泡的含量，使得第一出液口14排出的试剂为几乎不含气泡的纯液体。较佳地，扩张管50顶部的出口54靠近容器10的汇聚部18，图示中出口54与汇聚部18的底部之间的距离为H1、与容器10底部的第一出液口14之间的距离为H2，H2>H1。较佳地，扩张管50的出口54与容器10顶部的第二出液口16之间的距离H3不大于其与容器10底部的第一出液口14之间的距离H2。

本发明还提供一种基于上述气泡分离装置的气泡分离方法，其主要包括以下步骤：

1)将带有微小气泡的试剂由进液口12向容器10中输送，试剂经由扩张管50的导流和降速作用，其带有的微小气泡在自身浮力作用下自动上浮并汇聚至容器10的顶部；

2)将汇聚有微小气泡的试剂从容器10顶部的第二出液口16排出，如排出至气泡不敏感模块42以冲洗连接管路或者排出至废液罐48暂存；

3)将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器10底部的第一出液口14排出至气泡敏感模块32，完成后续检测流程等。

本发明在容器10的底部设置进液口12、进液口12连接扩张管50导引试剂向容器10的顶部流动，使得试剂进入容器10的路程尽可能长并且试剂最后的出口54靠近容器10的顶部，试剂中带有的微小气泡能够在自身浮力的作用下自动上浮；容器10顶部形成渐缩的汇聚部18，上浮的气泡附着于汇聚部18的内壁面并在汇聚部18的导引、聚拢作用下集中至第二出液口16，最终气泡能够通过第二出液管路40输出；如此，容器10底部的第一出液口14处几乎没有气泡，其输出的试剂得到了很好的气液分离，在后续的检测过程中不受气泡的影响，确保后续检测结果的准确性。在其它实施例中，第一出液口14也可以设置于容器10的侧壁且尽可能靠近容器10的底面。

试剂通过本发明进行气泡分离，第一出液管路30输出的几乎不含气泡的试剂还可以用于清洗关键检测器部件，确保关键检测器部件的清洁并确保没有气泡残留，进一步确保检测结果的准确定；第二出液管路40输出的含有大量气泡的试剂可以用于清洗器部件之间的连接管路，连接管路中试剂流动的速度相对较快，可以带走试剂中的气泡，避免气泡在连接管路中残留而影响后续检测的准确性。如此，根据不同的应用需求输送不同的试剂，做到物尽其用，在提升检测准确性的同时提高试剂的利用率，降低检测成本。总之，本发明试剂气泡分离装置结构简单且气液分离效果好，基于该装置的气泡分离方法简单易行，后续检测结果准确度高。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种气泡分离装置，包括容器和与所述容器连接的进液管路、第一出液管路以及第二出液管路，其特征在于，所述容器的底部设有进液口和第一出液口，所述进液口与所述进液管路连接，所述第一出液口与所述第一出液管路连接，所述容器的顶部设有第二出液口，所述第二出液口与所述第二出液管路连接；所述容器内设有扩张管，所述扩张管具有入口和出口，所述入口与所述进液口连接，所述出口朝向所述第二出液口设置，所述出口的内径大于所述入口的内径；所述第一出液管路用于输出经所述扩张管作用后不带微小气泡的试剂，所述第二出液管路用于输出经所述扩张管作用后的带有微小气泡的试剂。

2.如权利要求1所述的气泡分离装置，其特征在于，所述扩张管的出口与所述第二出液口之间的距离小于或等于所述扩张管的出口与所述第一出液口之间的距离。

3.如权利要求1所述的气泡分离装置，其特征在于，所述进液口位于所述容器的底部中央，所述第一出液口偏离所述容器的底部中央，所述第二出液口位于所述容器的顶部中央并正对所述扩张管的出口。

4.如权利要求1所述的气泡分离装置，其特征在于，所述容器的顶部形成向上呈渐缩状的汇聚部，所述第二出液口位于所述汇聚部的顶部中央。

5.如权利要求4所述的气泡分离装置，其特征在于，所述汇聚部为锥面，其母线与其轴线的夹角范围为30～60°；或者，所述汇聚部为球面，其母线为外凸的曲线，母线的切向与其轴线的夹角范围为30～60°。

6.如权利要求1所述的气泡分离装置，其特征在于，所述扩张管的内径由其入口向出口逐渐增大；或者，所述扩张管的内径由其入口向出口呈梯度地逐段增大。

7.如权利要求1所述的气泡分离装置，其特征在于，所述进液管路用于连接试剂供应装置，所述第一出液管路用于连接气泡敏感模块，所述第二出液管路分别与第一分支管路和第二分支管路连接，所述第一分支管路用于连接气泡不敏感模块，所述第二分支管路用于连接废液罐。

8.如权利要求7所述的气泡分离装置，其特征在于，所述第二出液口与所述气泡不敏感模块之间连接有第一两通阀，所述第二出液口与所述废液罐之间连接有第二两通阀；或者，所述第二出液口与所述气泡不敏感模块、废液罐之间连接有三通阀。

9.如权利要求7任一项所述的气泡分离装置，其特征在于，所述试剂供应装置与所述进液口之间连接有第三两通阀，所述第一出液口与所述气泡敏感模块之间连接有第四两通阀。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的气泡分离装置的气泡分离方法，包括以下步骤：

通过进液口向容器中输送试剂，试剂中的微小气泡在扩张管以及自身浮力的作用下自动上浮并汇聚至容器的顶部；

通过第二出液口将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出；以及

通过第一出液口将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器的底部排出。

11.如权利要求10所述的气泡分离方法，其特征在于，通过第二出液口将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出包括：将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出对连接管路进行清洗；或者，将汇聚有微小气泡的试剂从容器的顶部排出至废液罐。

12.如权利要求10所述的气泡分离方法，其特征在于，通过第一出液口将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器的底部排出包括：将经分离之后不带微小气泡的试剂从容器的底部排出至反应和/或检测模块用于反应、检测或清洗。

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