CN216826706U - 一种活塞式分离杯 - Google Patents

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

一种活塞式分离杯

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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