CN216826706U - 一种活塞式分离杯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种活塞式分离杯。包括固定部和旋转部,静止头(101)、固定座(102)、静密封环(105)、旋转部包括动密封环(201)、杯体(202)、活塞(203);它们通过螺纹连接,其中固定部和旋转部通过动密封环和静止头密封环密封,使用时,待处理的样品经过静止头上的第一轴向口(108)导入,可通过第二轴向口(110)和径向口(109)实现自动排气,待处理样品经过旋转部离心后,产品液经过活塞的驱动经第一轴向口(108)流出,另外,可以通过径向口(109)通入气体,除去管路上残留的产品液。
Description
技术领域
本实用新型属于分离技术领域,特别涉及一种活塞式分离杯。
背景技术
在生物细胞处理领域,经常会用到基于密度梯度原理的分离杯来分离生物液体,如分离单采血中的单个核细胞,浓缩、洗涤培养后的细胞液等等。活塞式分离杯其形如针筒状,包含杯体与可运动的活塞,通过动力分离杯驱动活塞来吸入或者排出液体。因其具有可变处理容积的特点而被广泛使用。
现有技术中,活塞式分离杯的液体出入口一般包含1~2个通道。单通道活塞式分离杯和注射器一样,吸、排液从一个通道,其优点是结构相对简单,装配要求低;其缺点是同一时间仅能“进液”或者“排液”,在某些特定处理场景(如处理较大体积量的生物液体或者液体排气),其流程复杂,耗时长,效率低,而且还存在一定的“死腔体积”。如专利CN106457263 A公开了一种用于生物流体的多处理和分离的系统,其仅具有一个液体入口/出口,需要特定的排气和排出“死腔”液体的步骤,才能保证其回收率。
而有些场景需要用到多通道的分离杯。目前市面上也存在进出口分离的活塞式分离杯,但设计复杂,零部件较多,装配要求高,如专利CN 107635668 B公开了一种用于将生物流体连续处理并分离成组分的分离杯,其具有横向和纵向的双通道的液体入口/出口,但是并没有设置特定的气体出入口通道,需要专门的排气步骤以及特定的排出“死腔”中的液体的步骤。
因此,亟需开发一种结构简单、成本较低、操作简便,无需特定的排气和排出“死腔”液体的步骤的分离杯。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供了一种结构简单、成本较低、结构简单、成本较低、操作简便,无需特定的排气和排出“死腔”液体的步骤的分离杯。
本实用新型采用的技术方案为:
所述固定部包括:
静止头(101)、固定座(102)、静密封环(105);
所述静止头包括:轴向通路(106)、径向通路(107);
所述轴向通路包括第一轴向口(108)、第二轴向口(110);
所述径向通路(107)包括径向口(109);
所述轴向通路(106)延伸到所述旋转部的颈部内,所述轴向通路第二轴向口(110)与所述旋转部的颈部的底端有空隙,所述空隙与径向通路(107)相连;
所述第一轴向口(108)、第二轴向口(110)位于静止头的两端,所述径向口与第一轴向口(108)、第二轴向口(110)呈水平设置;
所述旋转部包括:
动密封环(201)、杯体(202)、活塞(203);
所述旋转部与固定部通过杯体连接(202);
所述静密封环与动密封环构成一对动态密封副。
本实用新型的固定部与旋转部通过杯体(202)连接。
进一步的,所述旋转部还包括底端开口;
所述旋转部设置有杯盖(205),杯盖下方设置有进气孔(206)。
所述杯体最上方包含有中空台阶轴(302),所述台阶轴的内孔孔径大于静止头第一轴向口(108)的外壁直径。
进一步的,所述固定座(102)内部有环形端面,端面有两个环形槽,包括槽一(112)和槽二(113),槽一(112)的深度小于槽二(113),槽一(112)内部包含静止头密封圈(103),所述槽二(113)内部设置受力可产生弹性形变的弹性密封部件(104)与动密封环接触。
所述静止头(101)、固定座(102)均为圆柱形。
所述弹性密封部件(104)为弹簧。
本实用新型的分离杯装配完成之后,橡胶弹簧会被压缩产生一定的形变,产生一定的作用力施加在静密封环与动密封环上。在静止部固定的状态下,旋转部可以绕静止部高速旋转,且两者具有动态密封的效果;工作时,固定部在离心系统中处于静止转态,旋转部在离心系统的驱动下,带动其中的生物液体高速旋转离心分离。
进一步的,所述静止头与固定座上有相互匹配的内外螺纹,它们通过螺纹连接。
进一步的,所述静密封环(105)材质为石墨;
所述动密封环(201)材质为陶瓷;
所述活塞(203)上设置有柔性橡胶,与杯体(202)内侧过盈配合。
现有技术中,活塞式分离杯动密封系统均采用唇形橡胶密封圈,分离杯在工作时,在旋转部的带动下,唇形密封圈相对于静止部分(如外壳)高速旋转,二者之间会产生摩擦,由于橡胶材质耐磨性差,密封圈摩擦时会产生微小颗粒,这些微小颗粒有可能会进入分离杯处理的生物液体中,影响产品质量。
本实用新型由石墨与陶瓷构成动密封副,由于石墨和陶瓷均为耐磨材料,表面硬度高,摩擦系数低,高速旋转时,两者不会产生颗粒,不会“污染”在其中处理的生物液体。
进一步的,所述杯盖与杯体之间设置杯体密封圈(204);
进一步的,所述杯盖与杯体采用卡扣连接。
由上述技术方案可知,本实用新型的有益效果为:
(1)能配合设备实现自动排气、自动清除死腔残留等功能,简化当前的处理流程,能适用于更多的场景。
(2)由石墨与陶瓷构成动密封副,在橡胶弹簧的作用下,两者可以实现动密封,结构简单、可靠。而且由于石墨和陶瓷均为耐磨材料,表面硬度高,摩擦系数低,高速旋转时,两者不会产生颗粒,不会“污染”在其中处理的生物液体。
(3)本实用新型整体零件数量少,且装配相对简单,对装配者的技能要求低,能有效降低成本。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构图
图2是本实用新型静止头的剖视图;
图3是本实用新型静止头的剖视图;
图4是本实用新型的杯体图;
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本实用新型做进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示,本实用新型包括分离杯由固定部与旋转部组成;
其中固定部(如图2和图3所示)包含静止头(101)、静止头密封圈(103)、固定座(102)、橡胶弹簧(104)、静密封环(105);上述零部件的主体均为回转体。静止头与固定座上有相互匹配的内外螺纹,它们通过螺纹连接;静止头端面有两个环形槽,槽一(112)较浅,里面设置一个静止头密封圈,通过挤压该密封圈来实现静止头与固定座的端面密封;槽二(113)较深,内部设置一橡胶弹簧(104),其作用是既能实现密封效果,受力时候又会产生一定的弹性形变,对静密封环提供一定的压力;静密封环材质为石墨,装配完成之后与材质为陶瓷的动密封环(201)接触,在橡胶弹簧的作用下,构成一对动态密封副。如图2所示,静止头上面还设置有通道,第一轴向口(108)、第二轴向口(110)以及径向口(109);其中第一轴向口(108)和第二轴向口(110)所组成的轴向通路 (106)是液体出入口通道,第二轴向口(110)和径向口(109)是气体出入口通道。
旋转部(如图1所示)包含动密封环(201)、杯体(202)、活塞(203)、杯盖(205)、密封圈(204)组成,上述零部件的主体也均为回转体,杯体为薄壳筒体,外形类似注射器外壳;下方为开放端口,(如图4所示)最上方包含有中空台阶轴(302),台阶轴的内孔(301)孔径大于静止头第一轴向口(108)的外壁直径;旋转部(图 1)动密封环(201)为圆环状,其材质为陶瓷,粘接在台阶轴的端面上,与静密封环(105)构成一对动态密封摩擦副;活塞上有柔性橡胶,与杯体内侧过盈配合,以达到密封效果,在外力(如气压)作用下,活塞可以沿着杯体内部上下运动,挤出或者吸入液体;杯盖与杯体采用卡扣连接,两者之间设置一密封圈,以实现密封装配效果;杯盖下方设置有圆柱孔,用于进气。
本实用新型的工作原理:
(1)填充:将待处理的样品通过第一轴向口(108)泵入杯体内(202)的分离室(杯体与活塞形成的空间)进行填充,在填充期间,打开第一轴向口(108) 以及径向口(109)的阀门,将分离室中的的气体通过轴向通路(106)和径向通路(107)排出,再通过动力装置移动活塞(203),直到活塞(203)到达处理室的底部。
(2)离心:待其分离室被流体充满,通过外接阀门关闭本实用新型的第一轴向口(108)和径向口(109),之后通过一定的动力装置旋转本实用新型的旋转部,完成离心过程,此时细胞与废液分离;此时较重的细胞位于分离杯外侧,废液位于中心。
(3)回收管路中的细胞液(如果样品袋中的液体小于分离杯容积,那么就不需要此步骤;如果需要两个循环以上时,就要此步骤):离心过后的样品已经分层,但是管路中仍然充满未经分离的细胞液,因此在排出废液之前,需要将管路中的液体回收到样品袋中,此时打开第一轴向口(108)和径向口(109)的阀门,向径向口(109)中通入气体,利用气体将管路中的未分离的吹出,使未分离的细胞液回归到样品袋中。
(4)排出废液:关闭径向口(109)的外接阀门,打开第一轴向口(108) 的外接阀门,推动活塞,当管路中的样品液都回收到样品袋中之后,分离杯中的活塞持续运动,挤出废液,将废液排出。
(5)收集产品液:当废液完全被排出后,将剩余的细胞液混匀,之后,在通过活塞将分离杯中的产品挤出到产品袋中。
(6)排空管路残留:当活塞位置到顶之后,打开径向口3的外接阀门,向径向通路中通入气体,通过气体的作用,将管路中的残留细胞液排出。
本实用新型通过特殊的结构设计,使分离杯拥有第二通道,在处理样品时,在进液过程中,管路中的空气可以沿着第一轴向口(108)、径向口(109)排出,不需要专门的排气流程;需要清空任意管路时,可以用动力装置(如蠕动泵)直接从径向口(109)吸入空气,把任意管路排空;在收集产品液时,径向口(109) 可以进入空气,沿着轴向通路(106)把原有“死腔”中的液体排出,简化当前的处理流程,能适用于更多的场景。并且有结构简单,整体零件数量少,且装配相对简单,对装配者的技能要求低,能有效降低成本。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种活塞式分离杯,其特征在于,包括:旋转部固定部和旋转部;
所述固定部包括:
静止头(101)、固定座(102)、静密封环(105);
所述静止头包括:轴向通路(106)、径向通路(107);
所述轴向通路包括第一轴向口(108)、第二轴向口(110);
所述径向通路(107)包括径向口(109);
所述轴向通路(106)延伸到所述旋转部的颈部内,所述轴向通路第二轴向口(110)与所述旋转部的颈部的底端有空隙,所述空隙与径向通路(107)相连;
所述第一轴向口(108)、第二轴向口(110)位于静止头的两端,所述径向口与第一轴向口(108)、第二轴向口(110)呈水平设置;
所述旋转部包括:
动密封环(201)、杯体(202)、活塞(203);
所述旋转部与固定部通过杯体连接(202);
所述静密封环与动密封环构成一对动态密封副。
2.根据权利要求1所述的分离杯,其特征在于,所述旋转部还包括底端开口;
所述旋转部设置有杯盖(205),杯盖下方设置有进气孔(206)。
3.根据权利要求2所述的分离杯,其特征在于,所述杯体最上方包含有中空台阶轴(302),所述台阶轴的内孔孔径大于静止头第一轴向口(108)的外壁直径。
4.根据权利要求2所述的分离杯,其特征在于,固定座(102)内部有环形端面,端面有两个环形槽,包括槽一(112)和槽二(113),槽一(112)的深度小于槽二(113),槽一(112)内部包含静止头密封圈(103),所述槽二(113)内部设置受力可产生弹性形变的弹性密封部件(104)与动密封环接触。
5.根据权利要求4所述的分离杯,其特征在于,所述静止头(101)、固定座(102)均为圆柱形。
6.根据权利要求5所述的分离杯,其特征在于,所述弹性密封部件(104)为弹簧。
7.根据权利要求6所述的分离杯,其特征在于,所述弹簧材料为橡胶。
8.如权利要求6所述的分离杯,其特征在于,所述静止头(101)与固定座(102)上有相互匹配的内外螺纹,所述静止头(101)与固定座(102)通过螺纹连接。
9.如权利要求6所述的分离杯,其特征在于,所述静密封环(105)材质为石墨;
所述动密封环(201)材质为陶瓷;
所述活塞(203)上设置有柔性橡胶,与杯体(202)内侧过盈配合。
10.如权利要求4所述的分离杯,其特征在于,所述杯盖与杯体之间包含密封圈(204)。
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