CN220552665U - 一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，包括采集部、富集部和处理部，采集部包括风机、第一壳体和过滤膜，富集部包括富集膜和第二壳体，第一壳体与风和第二壳体连接，第二壳体上还设有具有排气口的端盖，过滤膜位于第一壳体内，富集膜位于第二壳体内，处理部包括样本洗脱单元和样本检测单元，样本洗脱单元可与第二壳体的右端可拆卸连接，样本检测单元可与第二壳体的左端可拆卸连接。本方案将微生物气溶胶的采集部、富集部和处理部进行结合，能够在完成微生物气溶胶的采集富集工作后迅速对其进行处理检测，缩短检测周期，降低传播风险。采集部和处理部均能够与富集部之间具有良好的适配性。

Description

一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统

技术领域

本实用新型涉及气溶胶富集技术领域，具体地，涉及一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统。

背景技术

气溶胶是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。其分散相为固体或液体小质点，其大小为0.001-100μm。病原微生物附着在大气或其他环境中存在的气溶胶上，由人吸入呼吸道后引起感染。据统计,每年全球因微生物气溶胶引起的呼吸道感染发生率高达20％，经气溶胶传播的致病微生物至少有百余种，占全部传播途径的首位。许多呼吸道病毒已被证实是通过空气传播，包括麻疹病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、人鼻病毒(HRV)、腺病毒、肠道病毒、严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)等。因此，通过空气中微生物气溶胶的实时监测，能对因气溶胶引起的疫情传播风险做到早发现、早干预、早处置。

目前现有技术中气溶胶微生物的采集和检测大多是分开进行，致使气溶胶采集和检测的周期变长，增大传播风险，并且不同环节方式之间还容易出现适配性问题，影响其检测效率和检测结果。

实用新型内容

本实用新型为解决上述现有技术方案中当气溶胶微生物的采集和检测分开进行时延长其检测周期，增大传播风险，且不同环节之间还容易出现适配性的问题，本实用新型提供了一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统。本方案中将气溶胶采集、富集和处理集成在一个系统内，在完成气溶胶微生物的采集后可立刻对其进行检测处理，富集装置与处理装置具有良好的适配性。

本实用新型采用的技术方案是：一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，包括采集部、富集部和处理部，采集部包括风机、第一壳体和过滤膜，富集部包括富集膜和第二壳体，第一壳体的一端与风机固定连接，另一端与第二壳体可拆卸连接，第二壳体上远离第一壳体的一端还设有与第二壳体可拆卸连接的端盖，端盖上设有排气口，过滤膜位于第一壳体的内腔用以对进入第一壳体的空气进行过滤，富集膜位于第二壳体的内腔用以采集空气中微生物气溶胶，

处理部包括样本洗脱单元和样本检测单元，样本洗脱单元可与第二壳体的右端可拆卸连接，样本检测单元可与第二壳体的左端可拆卸连接，当第二壳体与样本洗脱单元和样本检测单元连接时，样本洗脱单元内的洗脱液穿过富集膜进入样本检测单元用以将富集膜上的微生物气溶胶冲入样本检测单元内并对其进行后续检测。

在进行空气中微生物气溶胶的采集和富集时，第一壳体与第二壳体的左端连接，端盖与第二壳体的右端连接，风机开始工作，将外部空气抽入第一壳体内腔形成气流，气流进入第一壳体内腔时穿过过滤膜，将气流中的大颗粒杂质截留在过滤膜上，气流穿过过滤膜后继续前进，进入第二壳体并穿过第二壳体内的富集膜，气流在穿过富集膜时将其携带的微生物气溶胶截留在富集膜上，气流穿过富集膜后从端盖上的排气口排出，完成微生物气溶胶的采集和富集工作。然后将第一壳体和端盖与第二壳体分离，并将样本洗脱单元安装在第二壳体的右端，样本检测单元安装在第二壳体的左端。将样本洗脱单元中的洗脱液挤出，使洗脱液沿第二壳体进入样本检测单元，洗脱液在穿过富集膜时会带走富集膜上的微生物气溶胶，使微生物气溶胶随洗脱液一起进入样本检测单元中，样本检测单元中的检测试剂对微生物气溶胶进行后续检测。

本方案将微生物气溶胶的采集部、富集部和处理部进行结合，能够在完成微生物气溶胶的采集富集工作后迅速对其进行处理检测，缩短整个周期的时间，减少其传播风险。采集部和处理部均能够与富集部进行可拆卸连接，具有良好的适配性，能够顺利完成采集富集与检测工作。检测时，洗脱液的流向与气流流向相反，能够更顺利的将富集膜上的微生物气溶胶带走。

优选的，还包括过滤膜架，过滤膜位于过滤膜架上并与过滤膜架可拆卸连接，第一壳体上设有膜架孔，过滤膜架与膜架孔滑动连接，过滤膜架穿过膜架孔用以使过滤膜位于第一壳体的内腔。过滤膜架上还设有把手。通过过滤膜架和膜架孔将过滤膜设置成与第一壳体可拆卸连接的结构，可在气流中杂质堵塞过滤膜后及时更换过滤膜，避免因过滤膜堵塞导致气流无法顺利进入富集部内，影响微生物气溶胶的富集工作。过滤膜架上还设有把手，使用者可通过手持把手将过滤膜架从膜架孔内抽出，更便于使用者更换过滤膜架上的过滤膜。

优选的，过滤膜包括一膜、二膜和三膜，一膜、二膜和三膜上的孔径依次减小，一膜、二膜和三膜在第一壳体内腔依次设置且三膜更靠近第一壳体上与第二壳体连接的一端。一膜上设有第一透气孔，二膜上设有第二透气孔，三膜上设有第三透气孔，第一透气孔位于一膜上远离其中心的一侧，第一透气孔的轴线和第二透气孔的轴线以第一壳体内腔的轴线为对称轴对称分别，第三透气孔的轴线与第一透气孔的轴线平行。过滤膜设置成三个孔径依次递减的膜，能够进一步加强过滤膜的过滤效果，并且可根据实际需要可增减膜的数量。在膜上设置透气孔能够在风机风速过大时使一部分气流从透气孔穿过，避免气流冲击力过大损坏过滤膜，第一透气孔的轴线和第二透气孔的轴线以第一壳体内腔的轴线为对称轴对称分布，第三透气孔的轴线与第一透气孔的轴线平行，使得穿过一次透气孔的气流无法再次顺利穿过第二个透气孔，避免穿过透气孔的气流携带杂质进入第二壳体使杂质富集在富集膜上。

优选的，还包括风机外罩，风机外罩为喇叭形，风机外罩上口径小的一端与第一壳体固定连接，风机位于风机外罩内腔，风机通过风机外罩与第一壳体固定连接。喇叭形的风机外罩能够增加风机工作时的进风量，加快空气中微生物气溶胶的采集速度。

优选的，风机外罩的轴线与第一壳体的轴线垂直，第一壳体上与风机外罩连接的一端设有圆弧形倒角。将风机外罩的轴线设置成与第一壳体的轴线垂直，使得风机产生的气流在进入第一壳体之前需进行一个转弯，该转弯能够降低气流的流速，使得进入第一壳体内的气流更加平缓，避免气流流速过大冲击过滤膜。设置倒角可以对需要转弯的气流起到导向作用。

优选的，第二壳体包括前壳与后壳，前壳与后壳可拆卸连接，当前壳与后壳连接后，二者在其内腔连接处形成定位槽，富集膜位于定位槽内，其中前壳可与第一壳体或样本检测单元可拆卸连接，后壳可与端盖或样本洗脱单元可拆卸连接。通过前壳和后壳的设置，不仅能将富集膜固定在第二壳体内腔，还能够在完成富集工作或富集膜发生破损时将富集膜从第二壳体内取出更换。

优选的，样本洗脱单元包括注射器，注射器内腔设有样本洗脱液，注射器的出液端与第二壳体的右端可拆卸连接。注射器的出液端设有若干个出液口，若干个出液口阵列排布。样本洗脱单元包括注射器，注射器结构简单，冲洗方便。注射器上设置多个出液口，可以从多个位置对富集膜进行冲洗，使得洗脱液在对富集膜进行冲洗时能够将富集膜上更多的微生物气溶胶冲洗下来。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：微生物气溶胶的采集部、富集部和处理部进行结合，能够在完成微生物气溶胶的采集富集工作后迅速对其进行处理检测，缩短整个周期的时间，减少其传播风险。采集部和处理部均能够与富集部进行可拆卸连接，具有良好的适配性，能够顺利完成采集富集与检测工作。

附图说明

图1是本实用新型一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统中采集部和富集部连接时的结构示意图；

图2是本实用新型一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统中采集部和富集部连接时的剖视图；

图3是本实用新型一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统中富集部与处理部连接时的结构示意图；

图4是本实用新型一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统中处理部和富集部连接时的剖视图；

图5是本实用新型一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统的图2中的A部放大图；

图6是本实用新型一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统中第一壳体的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部品会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部品；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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实用新型和简化描述，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。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1-图3所示为一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统的实施例1，一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，包括采集部、富集部和处理部，采集部包括风机4、第一壳体1和过滤膜5，富集部包括富集膜6和第二壳体2，第一壳体1的一端与风机4固定连接，另一端与第二壳体2可拆卸连接，第二壳体2上远离第一壳体1的一端还设有与第二壳体2可拆卸连接的端盖3，端盖3上设有排气口301，过滤膜5位于第一壳体1的内腔用以对进入第一壳体1的空气进行过滤，富集膜6位于第二壳体2的内腔用以采集空气中微生物气溶胶，处理部包括样本洗脱单元8和样本检测单元9，样本洗脱单元8可与第二壳体2的右端可拆卸连接，样本检测单元9可与第二壳体2的左端可拆卸连接，当第二壳体2与样本洗脱单元8和样本检测单元9连接时，样本洗脱单元8内的洗脱液穿过富集膜6进入样本检测单元9用以将富集膜6上的微生物气溶胶冲入样本检测单元9内并对其进行后续检测。

本实施例的工作原理或工作过程：在进行空气中微生物气溶胶的采集和富集时，第一壳体1与第二壳体2的左端连接，端盖3与第二壳体2的右端连接，风机4开始工作，将外部空气抽入第一壳体1内腔形成气流，气流进入第一壳体1内腔时穿过过滤膜5，将气流中的大颗粒杂质截留在过滤膜5上，气流穿过过滤膜5后继续前进，进入第二壳体2并穿过第二壳体2内的富集膜6，气流在穿过富集膜6时将其携带的微生物气溶胶截留在富集膜6上，气流穿过富集膜6后从端盖3上的排气口301排出，完成微生物气溶胶的采集和富集工作。然后将第一壳体1和端盖3与第二壳体2分离，并将样本洗脱单元8安装在第二壳体2的右端，样本检测单元9安装在第二壳体2的左端。将样本洗脱单元8中的洗脱液挤出，使洗脱液沿第二壳体2进入样本检测单元9，洗脱液在穿过富集膜6时会带走富集膜6上的微生物气溶胶，使微生物气溶胶随洗脱液一起进入样本检测单元9中，样本检测单元9中的检测试剂对微生物气溶胶进行检测。

本实施例的有益效果：本方案将微生物气溶胶的采集部、富集部和处理部进行结合，能够在完成微生物气溶胶的采集富集工作后迅速对其进行处理检测，缩短整个周期的时间，减少其传播风险。采集部和处理部均能够与富集部进行可拆卸连接，具有良好的适配性，能够顺利完成采集富集与检测工作。检测时，洗脱液的流向与气流流向相反，能够更顺利的将富集膜6上的微生物气溶胶带走。

实施例2

一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统的实施例2，如图1-图6所示，在实施例1的基础上，对采集部的结构进一步限定。

具体的，还包括过滤膜架7，过滤膜5位于过滤膜架7上并与过滤膜架7螺纹连接，第一壳体1上设有膜架孔101，过滤膜架7与膜架孔101滑动连接，过滤膜架7穿过膜架孔101用以使过滤膜5位于第一壳体1的内腔。过滤膜架7上还设有把手701。

具体的，过滤膜5包括一膜501、二膜502和三膜503，一膜501、二膜502和三膜503上的孔径依次减小，一膜501、二膜502和三膜503在第一壳体1内腔依次设置且三膜503更靠近第一壳体1上与第二壳体2连接的一端。一膜501上设有第一透气孔511，二膜502上设有第二透气孔521，三膜503上设有第三透气孔531，第一透气孔511位于一膜501上远离其中心的一侧，第一透气孔511的轴线和第二透气孔521的轴线以第一壳体1内腔的轴线为对称轴对称分别，第三透气孔531的轴线与第一透气孔511的轴线平行。

具体的，还包括风机外罩10，风机外罩10为喇叭形，风机外罩10上口径小的一端与第一壳体1固定连接，风机4位于风机外罩10内腔，风机4通过风机外罩10与第一壳体1固定连接。风机外罩10的轴线与第一壳体1的轴线垂直，第一壳体1上与风机外罩10连接的一端内腔还设有圆弧形倒角。

本实施例的有益效果：通过过滤膜架7和膜架孔101将过滤膜5设置成与第一壳体1螺纹连接的结构，可在气流中杂质堵塞过滤膜5后及时更换过滤膜5，避免因过滤膜5堵塞导致气流无法顺利进入富集部内，影响微生物气溶胶的富集工作。过滤膜架7上还设有把手701，使用者可通过手持把手701将过滤膜架7从膜架孔101内抽出，更便于使用者更换过滤膜架7上的过滤膜5。过滤膜5设置成三个孔径依次递减的膜，能够进一步加强过滤膜5的过滤效果。在膜上设置透气孔能够在风机4风速过大时使一部分气流从透气孔穿过，避免气流冲击力过大损坏过滤膜5，第一透气孔511的轴线和第二透气孔521的轴线以第一壳体1内腔的轴线为对称轴对称分别，第三透气孔531的轴线与第一透气孔511的轴线平行，使得穿过一次透气孔的气流无法再次顺利穿过第二个透气孔，避免穿过透气孔的气流携带杂质进入第二壳体2使杂质富集在富集膜6上。喇叭形的风机外罩10能够增加风机4工作时的进风量，加快空气中微生物气溶胶的采集速度。将风机外罩10的轴线设置成与第一壳体1的轴线垂直，使得风机4产生的气流在进入第一壳体1之前需进行一个转弯，该转弯能够降低气流的流速，使得进入第一壳体1内的气流更加平缓，避免气流流速过大冲击过滤膜5。设置倒角可以对需要转弯的气流起到导向作用。

实施例3

一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统的实施例3，如图1-图4所示，在实施例1或实施例2的基础上，对其他结构进一步限定。

具体的，第二壳体2包括前壳201与后壳202，前壳201与后壳202螺纹连接，当前壳201与后壳202连接后，二者在其内腔连接处形成定位槽203，富集膜6位于定位槽203内，其中前壳201可与第一壳体1或样本检测单元9螺纹连接，后壳202可与端盖3或样本洗脱单元8螺纹连接。

具体的，样本洗脱单元8包括注射器，注射器内腔设有样本洗脱液，注射器的出液端与第二壳体2的右端螺纹连接。注射器的出液端设有若干个出液口，若干个出液口阵列排布。

本实施例的有益效果：通过前壳201和后壳202的设置，不仅能将富集膜6固定在第二壳体2内腔，还能够在完成富集工作或富集膜6发生破损时将富集膜6从第二壳体2内取出更换。样本洗脱单元8包括注射器，注射器结构简单，冲洗方便。注射器上设置多个出液口，可以从多个位置对富集膜6进行冲洗，使得洗脱液在对富集膜6进行冲洗时能够将富集膜6上更多的微生物气溶胶冲洗下来。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，包括采集部、富集部和处理部，所述采集部包括风机(4)、第一壳体(1)和过滤膜(5)，所述富集部包括富集膜(6)和第二壳体(2)，所述第二壳体(2)的两端分别为左端和右端，所述第一壳体(1)的一端与所述风机(4)固定连接，另一端与所述第二壳体(2)的左端可拆卸连接，所述第二壳体(2)的右端还设有与其可拆卸连接的端盖(3)，所述端盖(3)上设有排气口(301)，所述过滤膜(5)位于所述第一壳体(1)的内腔用以对进入第一壳体(1)的空气进行过滤，所述富集膜(6)位于所述第二壳体(2)的内腔用以采集空气中微生物气溶胶，

所述处理部包括样本洗脱单元(8)和样本检测单元(9)，所述样本洗脱单元(8)可与所述第二壳体(2)的右端可拆卸连接，所述样本检测单元(9)可与所述第二壳体(2)的左端可拆卸连接，当所述第二壳体(2)与所述样本洗脱单元(8)和样本检测单元(9)连接时，所述样本洗脱单元(8)内的洗脱液穿过所述富集膜(6)进入所述样本检测单元(9)用以将所述富集膜(6)上的微生物气溶胶冲入所述样本检测单元(9)内并对其进行后续检测。

2.根据权利要求1所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，还包括过滤膜架(7)，所述过滤膜(5)位于所述过滤膜架(7)上并与所述过滤膜架(7)可拆卸连接，所述第一壳体(1)上设有膜架孔(101)，所述过滤膜架(7)与所述膜架孔(101)滑动连接，所述过滤膜架(7)穿过所述膜架孔(101)用以使所述过滤膜(5)位于所述第一壳体(1)的内腔。

3.根据权利要求2所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述过滤膜架(7)上还设有把手(701)。

4.根据权利要求1所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述过滤膜(5)包括一膜(501)、二膜(502)和三膜(503)，所述一膜(501)、所述二膜(502)和所述三膜(503)上的孔径依次减小，所述一膜(501)、所述二膜(502)和所述三膜(503)在所述第一壳体(1)内腔依次设置且所述三膜(503)更靠近所述第一壳体(1)上与所述第二壳体(2)连接的一端。

5.根据权利要求4所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述一膜(501)上设有第一透气孔(511)，所述二膜(502)上设有第二透气孔(521)，所述三膜(503)上设有第三透气孔(531)，所述第一透气孔(511)位于所述一膜(501)上远离其中心的一侧，所述第一透气孔(511)的轴线和所述第二透气孔(521)的轴线以所述第一壳体(1)内腔的轴线为对称轴对称分布，所述第三透气孔(531)的轴线与所述第一透气孔(511)的轴线平行。

6.根据权利要求1所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，还包括风机外罩(10)，所述风机外罩(10)为喇叭形，所述风机外罩(10)上口径小的一端与所述第一壳体(1)固定连接，所述风机(4)位于所述风机外罩(10)内腔，所述风机(4)通过所述风机外罩(10)与所述第一壳体(1)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述风机外罩(10)的轴线与所述第一壳体(1)的轴线垂直，所述第一壳体(1)上与所述风机外罩(10)连接的一端设有圆弧形倒角。

8.根据权利要求1所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述第二壳体(2)包括前壳(201)与后壳(202)，所述前壳(201)与所述后壳(202)可拆卸连接，当所述前壳(201)与所述后壳(202)连接后，二者在其内腔连接处形成定位槽(203)，所述富集膜(6)位于所述定位槽(203)内，其中所述前壳(201)可与所述第一壳体(1)或所述样本检测单元(9)可拆卸连接，所述后壳(202)可与所述端盖(3)或所述样本洗脱单元(8)可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述样本洗脱单元(8)包括注射器，所述注射器内腔设有样本洗脱液，所述注射器的出液端与所述第二壳体(2)的右端可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的一种空气中微生物气溶胶采集、富集与处理系统，其特征在于，所述注射器的出液端设有若干个出液口，若干个所述出液口阵列排布。