专利名称：多通道过滤器组件以及相关设备的制作方法
技术领域：
本实用新型一般地涉及与样品制备、输送和/或测试或分析过程相关的介质或流体的过滤。更具体地，本实用新型涉及提供多个过滤元件和相关的流体流动通道的过滤器组件，以及用于用新的过滤元件在线(in-line)更换用过的过滤元件的设备和方法。
背景技术：
各种类型的过滤元件被用于过滤流动通过流体处理系统的流体管线的介质或流体。流体处理系统可以被提供用于涉及ー种或多种液体相样品制备、转移和/或分析任务的处理中的任意ー种。一些实例包括高通过量液体样品化验、溶解测试和各种类型的色谱、光谱和光谱测量。过滤元件通常被在线安装在这样的系统中。为此，每ー个过滤元件可以被単独地容纳在一定类型的过滤单元中，所述过滤単元装配有适用于耦合到有流体在其中流动的流体管线以及从该流体管线脱离的接头。美国专利No. 6，490，782描述了过滤单元的ー个实例，其通过引用被全文并入本文。这类过滤单元具有聚合物壳体，该壳体包围标准的盘状过滤元件，并且提供Luer型阴阳接头形式的出口和入口。在任何一个过滤単元中，过滤元件具有有效的使用寿命。就是说，在使用一段时间之后，退化、堵塞以及其他状况使得过滤元件的有效性降低到使得过滤元件必须被替换的程度。更换过滤元件所引起的停机时间和劳カ业已导致自动化过滤器更换设备(诸如上述的美国专利No. 6，490，782所公开的)的开发。美国专利No. 6，490, 782的已知过滤器更换设备能够将多个Luer型过滤单元f禹合到多通道流体处理系统的相应数量的各个流体管线上，并且在一个过滤器更换过程中将多个过滤単元用新的过滤单元更换。但是，因为各个过滤单元分别具有复杂的几何形状，并且必须由过滤更换设备単独地操作、移动和耦合到流体管线，所以过滤器更换设备的机构和构件相对复杂，并且过滤器更换设备体积较庞大，并且占据大量的台面空间。而且，过滤单元通常以其中各个过滤単元的入口最初与相邻过滤単元的入口相连接的垂直堆叠的形式设置。这些堆叠被装载到已知的过滤器更换设备中，所述过滤器更换设备被配置用于将最底部的过滤单元从堆叠脱离并且将其运输到流体管线已进行在线耦合。过滤单元从入口到出口具有相当的长度。因此，仅仅少量的过滤单元的堆叠就具有相当大的高度，并且当被装载到已知的过滤器更换设备上吋，占据相当大的垂直空间。为了增加可用于替换的过滤单元的数量，已知过滤器更换设备提供多个过滤单元堆叠可以被装载在其上的转盘。但是，转盘增大了过滤器更换设备的占地面积，并且増加其复杂度。鉴于上述问题，需要提供改进的用于容纳过滤元件的过滤单元以及在在线过滤系统的情况下用于替换过滤元件的设备和方法。
实用新型内容为了全部或部分解决上述问题和/或本领域技术人员可能已经观察到的其他问题，本申请提供了各种方法、エ艺、系统、设备、仪器和/或装置，如以如下阐明的实施方式举例说明的。根据ー个实施方式，过滤器组件包括壳体和多个过滤元件。所述壳体包括第一外表面；与所述第一外表面平行并沿第一轴线与所述第一外表面间隔开的第二外表面；多个处于所述第一外表面和所述第二外表面之间的内腔；多个流体入口孔；以及多个流体出口孔。每ー个内腔包括沿垂直于所述第一轴线的第二轴线存在的第一内表面、平行于所述第一内表面的第二内表面以及从所述第二内表面沿所述第一轴线延伸的过滤器支撑件。每ー个内腔具有沿所述第一轴线的腔高度和大于所述腔高度的沿所述第二轴线的腔直径。所述流体入口孔从所述第一外表面延伸到所述第一内表面。所述流体出ロ孔从所述第二内表面延伸到所述第二外表面。所述过滤元件分别布置在各个所述内腔中、与各个过滤器支撑件接触。每ー个过滤元件具有小于所述腔高度的沿所述第一轴线的过滤器厚度。每ー个过滤元件分别将各个所述内腔间隔成处于所述第一内表面和所述过滤元件之间的腔入口部分和处于所述过滤元件和第二内表面之间的腔出ロ部分。所述壳体建立多个流体流动通道，所述多个流体流动通道分别从所述入口孔、通过所述腔入口部分、通过所述过滤元件、通过 所述腔出ロ部分、到达所述出ロ孔。在所述腔入口部分和所述腔出ロ部分中，每ー个流体通道包括沿第二轴线的横向流体流动构件。根据另ー实施方式，提供了一种过滤流体的方法。过滤器组件被装载到过滤设备中。所述过滤器组件包括多个形成在整体壳体中的内腔以及多个分别布置在各个内腔中的过滤元件。装载过滤器组件使得过滤器组件的多个流体入口孔与过滤设备的多个相应的流体入口耦合件连通，并且使得过滤器组件的多个流体出口孔与过滤设备的多个相应的流体出ロ耦合件连通，从而建立通过过滤器组件的多个单独的流体流动通道。每ー个流体流动通道分别从所述流体入口耦合件通过流体入口孔、通过内腔包含通过布置在其中的过滤元件、通过所述流体出ロ孔，行进到所述流体出ロ耦合件。流体流过两个或更多个流体流动通道，其中，该两个或更多个流体流动通道中的每ー个中的流体经过相应的过滤元件，由此被过滤。根据另ー实施方式，过滤设备包括入口槽、过滤器耦合组件以及驱动板。入口槽被构造用于接收板状过滤器组件的堆叠。所述过滤器组件可以是本文所公开的类型的过滤器组件，其中每ー个过滤器组件包含多个单独的流体流动通道和多个相应的过滤元件。过滤器耦合组件包括多个流体入口耦合件和多个流体出ロ耦合件，并且可在非耦合位置和耦合位置之间移动。在所述非耦合位置，所述流体入口耦合件和所述流体出ロ耦合件彼此间隔开并且限定其尺寸适于接收过滤器组件的过滤器耦合区域。在所述耦合位置，所述流体入ロ耦合件和所述流体出口耦合件被配置用干与所述过滤器组件的相应的流体流动通道以流体密封方式连通。驱动板可在过滤器装载位置、过滤器耦合位置和过滤器弹出位置之间移动。在所述过滤器装载位置，所述驱动板被配置用于从所述入口槽接收组件。在所述过滤器耦合位置，所述驱动板被配置用于将所述过滤器组件的所述流体流动通道定位在所述流体入口耦合件和所述流体出ロ耦合件之间的所述流体耦合区域中。在所述过滤器弹出位置，所述驱动板被配置用于将所述过滤器组件从所述驱动板弹出。在考察了附图和下面的详细描述之后，本领域技术人员将清楚本实用新型的装置、设备、系统、方法、特征和优点。所有这些附加的的装置、设备、系统、方法、特征和优点意在被包括在本说明书中，落入本实用新型的范围内，并受所附权利要求保护。
參考附图可以更好地理解本实用新型。附图中的构件不一定是按比例的，而重点在于说明本实用新型的原理。在不同的附图中，类似的參考标号表示相应的部件。图I是从入口侧观察的根据ー个实施方式的多通道过滤器组件的实施例的透视图。图2是从出ロ侧观察的图I中所示的过滤器组件的透视图。图3是沿ー对相应的流体入口和出口孔剖切的图I和2中所示的过滤器组件的一部分的横截面图。图4是沿穿过内腔以示出过滤器支撑件的横断面所取的过滤器组件的一部分的横截面透视图。图5是可以与本文所公开的过滤器组件结合使用的过滤设备的实施例的透视图，其中，所述过滤器设备处于过滤器装载位置。图6是沿图5中所示横轴所取的、图5中所示过滤设备的横截面图。图7是处于过滤器耦合位置的过滤设备的透视图。图8是处于在线耦合位置的过滤器耦合组件的横截面透视图。图9是处于过滤器弹出位置的过滤器耦合组件的透视图。图10是过滤器组件和相关的过滤设备可以在其中运行的操作环境或系统的实施例的示意图。
具体实施方式在本申请的上下文中，术语“流体” 一般是指液相材料。术语“流体”和“液体”可被互換使用。液相材料或液体可以是任何液体，诸如溶液、悬浮液、浆液、多相混合物等等，并且可以包含气体组分(例如气泡)和/或固体组分(例如颗粒或微粒)。在本申请的上下文中，术语“分析物” 一般是指任何感兴趣的样品分子或化合物，就是说，期望对其进行诸如色谱、光谱或光谱测量分析之类的分析的分子或化合物。下面将參考图1-10更详细地描述本文所公开的主题的实施方式的实施例。图I和2是从根据ー个实施方式的多通道过滤器组件(或过滤器)100的实施例的相反两侧观察的透视图。过滤器组件100大致包括可以是整体(即，单件)结构的壳体102。壳体102可以通过任何合适的手段来制造或组装，并且可以由两个或更多个起始件来制造或组装。但是，完全制成或组装好的壳体102就壳体102以及其所有的构件或内容物可以作为一个单元一起移动而言是ー个整体。而且，壳体102可以被设计为是一次性的，因此无需被拆解。在典型的实施方式中，壳体102具有聚合物组成。在一个非限制性实施例中，壳体102可以由环状聚烯烃共聚物组成。壳体102 —般包括第一外表面104、相反的第ニ外表面204以及第一外表面104和第二外表面204之间的侧表面108,所述侧表面108限定壳体102的厚度或高度，其可以对应于过滤器组件100的总厚度或总高度。若干流体入ロ孔112被从第一外表面104形成在壳体102中，并且相应数量的流体出ロ孔212被从第ニ外表面204形成在壳体102中。相应数量的内腔302 (图3)被形成在壳体102内，第一外表面104和第二外表面204之间。每ー个流体入口孔112和相应的流体出口孔212与一个内腔302连通。在本实施例中，过滤器组件100分别包含8个流体入口孔112、8个流体出口孔212和8个内腔302，因此提供8个单独的从入口侧(即，第一外表面104)穿过壳体102到达出口侧(即，第二外表面204)的流体流动通道。在其他实施方式中，过滤器组件100可以提供多于或少于8个的流体流动通道。过滤元件304(图3)被布置在各个内腔302中，用于过滤流动通过各个流体流动通道的流体。第一外表面104和第二外表面204是平面的(即，平坦的)，并且彼此平行。在图2所示的实施例中，第二外表面204包括多个包围各个流体出口孔212和内腔302的分立部分216，其中，相邻的分立部分216由凸肋218连接。这些部分216是共面的，并且共同形成第二外表面204。或者，第二外表面204可以像第一外表面104—祥是不间断的。流体入口孔112和流体出口孔212可以被排列成ニ维阵列或图案，即排列成多于I行和多于I列。如图所示，一行可以与相邻一行偏移。此构造允许流体入口孔112、流体出口孔212、内腔302和其相关的过滤元件304能够紧凑地排列在一起，因此使得多通道过滤器组件100的总占地面积最小。 图3是沿ー对相应的流体入口孔112和出ロ孔212剖切的过滤器组件100的一部分的横截面图，由此示出了过滤器组件100所提供的若干単独的流体流动通道中的ー个。为了參考的目的，图3指定了第一轴线或平面306 (或厚度方向)和垂直于第一轴线或平面306的第二轴线或平面308 (或横向方向)。从图3来看，并且沿过滤器组件100的典型但非限制性的定向，第一轴线306是垂直轴线，第二轴线308是水平轴线。内腔302被形成在壳体102中、各个流体入口孔112和流体出ロ孔212之间。在典型的实施方式中，流体入口孔112、内腔302和流体出ロ孔212是沿轴向对齐的。在典型的实施方式中，内腔302是圆柱形的，其高度沿第一轴线306并且直径沿第二轴线308。腔高度可以处于从例如Imm到IOmm的范围内，并且腔直径可以处于从例如5mm到30mm的范围内。在典型的实施方式中，腔高度小于腔直径。内腔302是有界的，并且其高度由第一内表面312和与第一内表面312轴向间隔开并面对第一内表面312的第二内表面314限定。内腔302是进ー步有界的，并且其直径由侧内表面316限定。流体入口孔112从第一外表面104延伸到第一内表面312。流体出ロ孔212从第二内表面314延伸到第二外表面204，并可以与流体入口孔112沿轴向对齐。过滤元件(或过滤膜)304被布置在各个内腔302中。过滤元件304被制成一定的尺寸并被定位，以处于通过过滤器组件100的流体流动通道中，即处于流体入口孔112和流体出口孔212之间，由此使得流动通过内腔302的流体必须通过过滤元件304的厚度，从而被过滤。在典型的实施方式中，过滤元件304是盘状的，具有沿第一轴线306的厚度和沿第ニ轴线308的直径。为了保证流动通过内腔302的所有流体受到过滤元件304的作用，过滤器直径可以基本等于(稍大于、等于或稍小干)腔直径。过滤器厚度可以明显小于腔高度。作为非限制性实施例，过滤器直径可以在从4_到25_的范围内，或以其他方式与腔直径具有基本相同的延伸范围或跨过大部分腔直径，并且过滤器厚度通常为微米数量级，例如
O.05 μ m。通过将腔高度尺寸设计为大于过滤器厚度，内腔302提供了流体沿第一轴线306以及第ニ轴线308流动通过的空间，由此值得作用于流体的过滤元件304的横截面积量最大。为此，过滤元件304可以安置在或安装到位于内腔302中的过滤器支撑件320上。过滤器支撑件320可以具有任何使得过滤元件304将内腔302分隔成处于第一内表面312和过滤元件304 —侧(入口侧)之间的腔入口部分324和处于第二内表面314和过滤元件304相反ー侧(出ロ侧)之间的腔出ロ部分326的构造。过滤器支撑件320可以例如被构造为与流体出ロ孔212共轴的环,或如在所示的实施例中,包括为流体流动通过腔出ロ部分326提供通路的结构特征。因此，对于由过滤器组件100建立的各个流体流动通道，流体沿着沿第一轴线(箭头330)的方向流动通过流体入口孔112并进入腔入口部分324。流动通过腔入口部分324的流体既具有沿第一轴线(箭头330)的流动分量又具有沿第二轴线(箭头332)的流动分量。以此方式，流动通过腔 入口部分324的流体被沿径向向外(相对于第一轴线306)地分配，从而接触过滤元件304的内侧的全部或大部分。流体随后通过过滤元件304的厚度，并且所得的经过滤的流体进入腔出口部分326。像腔入口部分324—祥，流动通过腔出口部分326的流体既具有沿第一轴线306又具有沿第二轴线308的流动分量(没有示出)。这样，通过过滤元件304的所有流体被引向流体出ロ孔212，而不会回流通过过滤元件304，并且通过流体流动通道的连续流动被维持，并且背压的发展被最小化或避免。过滤器支撑件320可以被构造为具有通路，以促进从过滤元件304的所有区域发源的经过滤的流体朝向流体出ロ孔212行进。流体随后沿第一轴线306 (箭头338)流动通过流体出ロ孔212。在其他实施方式中，过滤器组件100可以还包括处于腔入口部分324中的结构特征(没有示出)，该结构特征有助于流体径向向外地在整个过滤元件304上分配，以使得流体接触的过滤材料的量最大。过滤元件304的组成和孔结构将依赖于将被过滤的流体的类型。作为非限制性实施例，过滤元件304可以由聚四氟こ烯(PTFE，例如TEFLON )，玻璃纤维，聚偏氟こ烯(PVDF)等构成。在典型但非限制性的实施方式中，过滤元件304的孔结构在从O. I μ m到100 μ m的范围内，典型的实例为O. 22μπι和O. 45 μ m。图4是沿穿过内腔302中的一个以示出过滤器支撑件320的横断面(垂直于第ー轴线306)所取的过滤器组件100的一部分的从顶部观察的横截面透视图。如在本实施例中所示的，过滤器支撑件320可以包括诸如支撑壁402的结构特征。支撑壁402可以彼此间隔开，从而限定用于流体从过滤元件304通过腔出口部分326流到流体出口孔212的通路。支撑壁402或其他结构特征可以被构造成提供任何合适的通路图案，该通路图案有效地接收过滤元件304过滤的流体并将经过滤的流体引向流体出口孔212。如在本实施例中所示的，通路可以包括径向通路406 (相对于第一轴线306径向定向)和/或非径向通路410 (相对于第一轴线306非径向地定向)。径向通路406和/或非径向通路410中的ー些或全部可以与流体出ロ孔212直接连通，而其他径向通路406和/或非径向通路410可以经由其与其他通路的直接连通而与流体出ロ孔212间接连通。在图4中具体示出的实施例中，非径向通路410是与流体出ロ孔212同轴的曲线通路。更具体地，非径向通路410形成与径向通路406直接连通的圆形通路的同心图案，而径向通路406又与流体出ロ孔212直接连通。此图案可以例如通过如下来实现将过滤器支撑件320分隔成形状为扇形的并包含圆形通路的多个支撑区414，每ー个支撑区414由限定出径向通路406的间隙与相邻的支撑区414间隔开。将会理解的是，过滤器支撑件320可以被构造来提供各种其他的通路图案。非径向通路的另ー实施例是多条直的通路，其中，所述多条直的通路从流体出口孔212向外以径向间隔彼此间隔开。这样的直的通路可以是切向的，即，沿着与流体出口孔212同轴的圆相切的直线，或者可以相对于这样的切线成角度。直的通路可以被排列成与图4中所示的曲线通路相似的图案，并且与过滤器支撑件320的支撑区414之间限定的径向通路406连通。非径向通路的另ー实施例是ー个或多个与流体出ロ孔212连通的螺旋通路。过滤器组件100可以一般被描述为板状或平面构造。例如，在图示的实施例中，第一外表面104的长度和宽度都明显大于壳体102的厚度。过滤器组件100的板状或平面构造有利于将若干过滤器组件100以外表面方式叠加方式连续地堆叠在一起，即使得ー个过滤器组件100的第一外表面104与相邻过滤器组件100的第二外表面204相邻接。通过这样的构造，若干过滤器组件100可以作为低外型的堆叠被一起存储和运输。过滤器组件100的堆叠可以被容易地装载到可以与诸如下面描述的过滤设备一起提供或安装到所述过滤设备的存料盒、容器或其他保持装置中。每ー个过滤器组件100也可以占据较小的占地面积。例如，第一外表面104的面积可以在从9000到12000mm2的范围内。姆一个过滤器组件100的较小的占地面积加上低高度外型允许过滤器组件100的ー个堆叠能够提供大量的可用于流体过滤系统的过滤元件304，而不会占据大量的空间。作为实例，每ー个过滤器组件100的厚度或高考(例如，壳体102的高度或厚度)可以在从4mm到20mm的范围内，并且在另ー实例中，在从4mm到6mm的范围内。因此,考虑4mm到6mm的后一清形，例如，十个过滤器组件100 (每ー个包含8个过滤元件304)的堆叠将占据处于从40mm到60mm的范围内总高度，并且占据ー个过滤器组件100的占地面积，但是提供总共8个可用的过滤元件304。为了便于以一致方式堆叠过滤器组件100，每ー个过滤器组件100可以包括使得过滤器组件100非対称的结构特征，诸如在壳体102的边缘上的切ロ，或如图I和2中所示的斜切边缘110。或者，每ー个过滤器组件100可以包括印刷的特征，诸如处于对于所有过滤器组件100而言相同的位置处的点或线。图5是可以与本文所公开的过滤器组件100结合使用的过滤设备500的实施例的透视图。图6是沿图5中所示的第二(横)轴线308所取的过滤设备500的横截面图。过滤设备500可以被构造用于将过滤器组件100的流体通道与任何需要流体的运输和过滤的系统相关的流体管线(管道、导管等)在线耦合。这样的系统的实施例是流体取样系统，在该系统中，流体是溶解介质，该溶解介质必须被准备、过滤并运输到样品目的地(例如，级分收集器或其他类型的样品收集器、色谱仪的样品注射器、用于光学光谱分析的样品池或流动池等)，以准备对于溶解在该溶解介质中的分析物的分析。过滤设备500也可被构造用于用新的过滤器组件100更换用过的过滤器组件100，即使得用过的过滤器组件100脱离流体管线，用于新的过滤器组件100替换用过的过滤器组件100，并将新的过滤器组件100与流体管线耦合。相应地，过滤设备500也可以被称作过滤器耦合设备或过滤器更换设备。过滤设备500可以被构造用于以自动化的方式执行过滤器耦合/脱离和过滤器更换。在图示的实施例中，过滤设备500包括框架502，所述框架502具有任何适用于支撑过滤设备500的各种构件的构造。框架502以包括或支撑基部504。ー对沿第二轴线308伸长的平行支撑块(或驱动板引导508)被安装到基部504上。支撑块508包括彼此相对 的各自的轨道，其中，驱动板512被支撑于该轨道中。驱动板512可在轨道中沿着第二轴线308在前进和后退两个方向上在基部504上方移动。驱动板512可以被电动机516 (可逆步进电动机)经由通过任何合适的安装特征518(例如螺栓)连接到驱动板512上的任何合适的联动件(linkage)驱动，以沿着轨道移动(平移)。在本实施例中，联动件包括被电动机516驱动以围绕第二轴线308旋转的丝杠620以及与驱动板512连接并被丝杠620沿第ニ轴线308驱动的滑架622。驱动板512被构造来接纳并运载单个过滤器组件100。为此，驱动板512可以包括具有任何合适构造的过滤器组件支座。在图示的实施例中，过滤器组件支座被设置为形成在驱动板512中的驱动板开ロ 532。驱动板开ロ 532可具有足够大以容纳过滤器组件100的占地面积(平面面积)的面积，并且高度与过滤器组件100的高度相似。过滤设备500可被构造来接纳过滤器组件100的堆叠632。为了使得过滤设备500的占地面积最小，过滤器组件100可以垂直定向被堆叠在一起，并且垂直堆叠632沿图6中的箭头634所示的垂直方向装载或安装到过滤设备500上。为了便于以与驱动板开ロ 532正确对齐的方式接纳过滤器堆叠632，过滤设备500可以包括安装在支撑块508上的进料槽538，所述进料槽538具有足够大的开ロ以容纳过滤器组件100的占地面积。进料槽538可以足够深以支撑过滤器组件的整个堆叠632，或者可以被构造用于接纳或耦合到将过滤器组件100作为堆叠632保持在一起的存料盒(没有示出)。过滤设备500还包括安装到框架502 —端的过滤器耦合组件550。过滤器耦合组件550包括多个流体入口耦合件554和多个流体出ロ耦合件656，所述多个流体入口耦合件554和多个流体出ロ耦合件656被配置用于分别与相应数量的流体入口管线和流体出ロ管线(例如，管子、导管等，其没有被示出)连接。在图6的横截面图中示出了仅仅ー对相应的流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656。流体耦合区域658在轴向上处于流体入ロ耦合件554和流体出ロ耦合件656之间。虽然在本实施例中，流体入口耦合件554位于流体耦合区域658上方并且流体出ロ耦合件656位于流体耦合区域658下方，但是在其他实施方式中，这些各自的位置可以被颠倒。流体耦合区域658大致处干与驱动板512相同的平面中。通过这样的构造，过滤设备500可以致动驱动板512，以将过滤器组件100装载到流体耦合区域658中，并且致动过滤器耦合组件550，以使得流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656分别与过滤器组件100的流体入口孔112和流体出口孔212(图1_3)连通。在本实施方式中，与过滤器组件100的流体连接通过可被描述为压紧动作的手段(例如，通过沿着第一轴线306沿ー个方向(箭头662)朝向过滤器组件100移动流体入口耦合件554并且沿着第一轴线306沿相反方向(箭头664)朝向过滤器组件100移动流体出ロ耦合件656)来实现。流体入口耦合件554和流体出口耦合件656可被电动机568 (例如，可逆步进电动机)经由任何合适的联动件驱动以移动，所述联动件被构造来将电动机568的轴的旋转转换为流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656沿各自轴向方向662，664的线性平移。在本实施例中，流体入口耦合件554被安装在流体入口块672的一部分中或被形成为流体入口块672的一部分，而流体出ロ耦合件656被安装在流体出ロ块674的一部分中或被形成为流体出ロ块674的一部分。流体入口块672和流体出ロ块674与连接到电动机568的联动件的一部分连通(要么直接连通要么通过诸如板576，578的其他结构间接连通)，或者形成所述联动件的一部分。板576，578具有孔洞，其中，流体入ロ管线和流体出ロ管线可以通过所述孔洞分别与流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656连接。在ー个实施方式中，电动机568围绕第一轴线306驱动丝杠(没有示出)，并且板576，578被耦合到丝杠上，使得在耦合期间丝杠沿ー个方向的旋转导致板576，578分别沿相対的方向662，664朝向过滤器组件100移动，而在脱离期间丝杠沿相反方向的旋转导致板576，578分别沿相对的方向662,664远离过滤器组件100移动。过滤器耦合组件550因此可在图6所示的非耦合(或非夹紧，或非连接)位置和耦合(或夹紧，或连接)位置之间移动。在非耦合位置，过滤器耦合组件550准备在流体入ロ耦合件554和流体出ロ耦合件656之间所限定的过滤器耦合区域658中接纳过滤器组件100。在非耦合位置，在流体入口耦合件554和流体入口孔112 (图I和3)之间以及在流体出ロ耦合件656和流体出口孔212(图2和3)之间都不存在流体连接，不管过滤器组件100是否已经被装载到过滤器耦合区域658中。在耦合位置，流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656已经分别与流体入口孔112和流体出口孔212流体密封配合(fluid-tightregistryノ。在本实施方式中，过滤设备500 (特别是驱动板512)可在过滤器装载位置、过滤器耦合位置和过滤器弹出位置之间移动。图5和6示出了过滤器装载位置。在过滤器装载位置，驱动板开ロ 532与加料槽538对齐。因此，当过滤器堆叠632被装载在加料槽538中吋，最底部的过滤器组件100能够落入到驱动板开ロ 532中。图7是处于过滤器耦合位置的过滤设备500的透视图。在从过滤器装载位置移动到过滤器耦合位置的过程中，驱动板512沿着第二轴线308沿朝向过滤器耦合组件550的方向(箭头708)平移，同时运载驱动板开ロ 532中的过滤器组件100。驱动板512被平移，直到组件到达过滤器耦合位置，在该过滤器耦合位置，过滤器组件100的流体入口孔112和流体出ロ孔212分别与过滤设备500的流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656沿轴向对齐。此时，过滤器耦合组件550被致动，以从非耦合位置移动到耦合位置。在过滤设备500处于过滤器耦合位置(图7)时，加料槽538中的过滤器堆叠632可以安放在驱动板512上。当驱动板512移动回到过滤器装载位置(图5和6)时，过滤器堆叠632的最底部的过滤器组件100可以落入现在与加料槽538对齐的驱动板开ロ 532中。最底部的过滤器组件100到驱动板开ロ 532中的移动可以通过重力来实现，或者可以通过由过滤设备500提供的弹簧偏置或其他机械装置来辅助。或者，过滤设备500的加料槽538或其他构件，或支撑过滤器堆叠632的存料盒(没有示出)可以被构造成在驱动板512移动时或处于过滤器耦合位置时将过滤器堆叠的最底部的过滤器组件100保持在驱动板512上方，然后当驱动板512处于过滤器装载位置时释放最底部的过滤器组件100。图8是处于耦合位置的过滤器耦合组件550的横截面透视图。流体入口块672和流体出ロ块674已经被移动到通过适于实现流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656分别与流体入口孔112和流体出口孔212之间的流体密封连接的任何方式，分别与过滤器组件100的第一外表面104和第二外表面204 (图1-3)接触，或者与第一外表面104和第二外表面204的包围流体入口孔112和流体出ロ孔212的至少一部分接触。在图示的实施例中，流体入口块672和流体出ロ块674分别包括与流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656分别同轴的可变形密封环854,856,所述可变形密封环854,856与第一外表面104和第ニ外表面204接触，以确保流体密封连接。第一外表面104和第二外表面204可以或可以不包含构造用于接纳密封环854，856的一部分的环形凹槽。如图8所示，每ー个流体入口、耦合件554或流体出ロ耦合件656可以包括形成在流体入口块672或流体出ロ块674中的孔862、嵌入流体入口块672或流体出口块674中的流体接头或连接器864，或这两者的组合 ο当处于过滤器耦合位置吋，过滤器组件100可操作用于使流体流动通过过滤器组件100的各个流体流动通道，从而使得各个流体流动通道中的流体被过滤器组件100的相应过滤元件304(图3)过滤。根据被实施的具体过程，流体可以流过任意一个或多个选定 的流体流动通道，并且可以或者同时流过两个或更多个流体流动通道，或者顺序地流过两个或更多个流体流动通道。在多次使用(过滤周期)之后，可能期望或需要新的过滤元件304来有效地过滤流体。如上面提到的，过滤设备500被构造成以自动方式用新的过滤器组件100更换出用过的过滤器组件100。图9是处于过滤器弹出位置的过滤设备500的透视图。为了用新的过滤器组件100替换用过的过滤器组件100，过滤器耦合组件550被致动，以使得流体入口耦合件554和流体出ロ耦合件656分别与流体入口孔112和流体出ロ孔212脱离，在本实施例中，这通过使得流体入口块672和流体出口块674 (图6和8)分别从用过的过滤器组件100的第一外表面104和第二外表面204离地移动。然后，将过滤设备500从过滤器耦合位置移动到过滤器弹出位置。更具体地，驱动板512沿着第二轴线308沿远离过滤器耦合组件550和进料槽538的方向(箭头908)平移，从而将用过的过滤器组件100 (仍然被承载在驱动板开ロ 532中)移出过滤器耦合区域658。驱动板512沿该方向908平移，直到用过的过滤器组件100被从驱动板开ロ 532弹出。在本实施例中，驱动板512被移动，直到驱动板开ロ 532与位于过滤器耦合区域658外的过滤器贮藏器(没有示出)开放连通，由此允许用过的过滤器组件100落入过滤器贮藏器中。随后，驱动板512可被缩回到过滤器装载位置(图5和6)，以从过滤器堆叠632接收新的过滤器组件100，然后移动到过滤器耦合位置(图7)，由此新的过滤器组件100准备就绪以被在线耦合(图8)，进行操作。图10是过滤器组件100和相关的过滤设备500可以在其中运行的操作环境或系统的实施例的示意图。操作环境可以例如是多通道流体取样系统1000。流体取样系统1000一般可以包括用于提供或制备样品的流体样品源1004、用于接收经过滤的样品的样品收集设备1008以及流体移动装置1012，所述流体移动装置1012用于将流体经过多流体通道从流体样品源1004通过在过滤设备500中运行的过滤器组件100各自的过滤元件304 (图5)移动到样品收集设备1008。图10示出了作为示例的4个流体通道-如上所述，对于不同通道的数量并没有限制。在本实施例中，流体取样系统1000是溶解介质取样系统，其中，流体样品源1004是溶解测试设备，样品收集设备1008是配置用于接收准备用于分析的样品的任何装置或样品目的地(例如，级分收集器或其他类型的样品收集器、色谱仪的样品注射器、用于光谱分析的样品池或流动池等)，并且流体移动装置1012是适用干与包含过滤设备500的溶解介质取样系统一起工作的任何多通道泵(例如，注射泵、蠕动泵等)。如本领域技术人员所理解的，溶解测试设备通常被构造用于在溶解测试容器中容纳的溶解介质中溶剂各种剂型(例如，片剂、胶囊、经皮药膏、脉管支架、接触镜、可植入医疗装置或假体等等)。溶解测试设备因此准备各种体积的容纳在其容器1016中的流体，可以从该流体抽取样品试样，用于过滤、收集和分析。待过滤的流体(或液体样品基质)因此通常包含溶解介质(例如，溶剤、PH缓冲液等等)、来自剂型的溶解在溶解介质中的分析物(例如，治疗活性剂或感兴趣的其他化学剤)以及溶解介质中运载的颗粒(例如，赋形剂、填料和/或其他来自于剂型的非分析组分)。过滤器组件100的过滤元件304可以被配置来阻挡颗粒的通过，因为它们一般没有分析价值并且可能损害由接收流体样品的分析仪器所执行的分析。在本实施例中，流体移动装置1012被在线布置在流体样品源1004和过滤设备500 (及其活性过滤器组件100)之间。多个流体入口管线(例如，通常用于溶解测试或液相色谱的管类)被设置用于将流体通过多个流体通道从流体样品源1004转移到过滤设备500。在本实施例中，流体入口管线包括从各个溶解测试容器1016行进到相应的泵単元1024 (例如，注射泵)的流体管线1022，以及从泵单元1024行进到过滤设备500的相应流体入口耦合件554的流体管线1026。相似数量的流体出ロ管线1028从过滤设备500的流体出ロ耦合件656行进到样品收集设备1008的相应的贮藏器1030，所述样品收集设备1008 可以例如是样品容器；通向一个或多个阀的入口端ロ ；隔膜穿刺针；插管；进样环路等；通向分析装置的样品注射端ロ ；分析装置的样品池等等。如本领域技术人员所理解的，过滤设备500可以包括控制器(没有示出)或与流体取样系统1000在其他地方设置的控制器连通。通常，控制器是基于电子处理器的控制器，其可以是电子硬件、固件、软件、专用集成电路(ASIC)、计算机等，或被包括于电子硬件、固件、软件、专用集成电路(ASIC)、计算机等，或者与电子硬件、固件、软件、专用集成电路(ASIC)、计算机等合作。作为实例，控制器可以控制电动机516，568或过滤设备500的其他驱动装置或自动装置。控制器可以同步驱动板512和过滤器耦合组件550的各自操作。为此，控制器可以与配置用于感测过滤设备500的可移动构件中ー些或全部的各种位置的装置连通。这样的装置可以包括例如安装在过滤设备500上的不同位置处的限位开关、光学传感器、磁性传感器等。控制器可以同步过滤设备500和过滤设备500与其合作的系统的其他构件(诸如流体移动装置1012、溶解测试设备1004的ー个或多个构件、样品收集设备1008的ー个或多个构件、色谱、光谱或其他分析仪器的一个或多个构件等)的各自操作。与构件、装置和系统的控制相关的控制器和其他构件不是本文公开的主题的核心，和/或可由本领域技术人员容易地配置和应用，因此在此没有被详细描述。一般来说，术语诸如“连通”和“与......连通”(例如，第一构件与第二构件“连
通”)在此被用于表示两个或更多个构件或要素之间的结构、功能、机械、电学、信号、光学、磁性、电磁、离子或流体方面的关系。因此，一个构件被描述为与第二构件连通这样的事实不应认为排除了在第一构件和第二构架之间可以存在和/或可操作地联系或装配有其他的构件的可能性。应该理解的是，可以对本实用新型的各种方面或细节进行改变，而不会偏离本实用新型的范围。此外，前面的描述仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制，本实用新型由权利要求限定。
权利要求1.ー种过滤器组件，其特征在于包括 壳体，所述壳体包括 第一外表面； 第二外表面，所述第二外表面与所述第一外表面平行，并且沿第一轴线与所述第一外表面间隔开； 处于所述第一外表面和所述第二外表面之间的多个内腔，每个内腔包括沿垂直于所述第一轴线的第二轴线而存在的第一内表面、平行于所述第一内表面的第二内表面以及从所述第二内表面沿所述第一轴线延伸的过滤器支撑件，并且每个内腔沿所述第一轴线具有腔高度并沿所述第二轴线具有大于所述腔高度的腔直径； 分别从所述第一外表面延伸到所述第一内表面的多个流体入口孔；以及分别从所述第二内表面延伸到所述第二外表面的多个流体出ロ孔；以及多个过滤元件，所述多个过滤元件分别布置在相应的所述内腔中并与相应的过滤器支撑件接触，每个过滤元件沿所述第一轴线具有小于所述腔高度的过滤器厚度，其中， 每个过滤元件分别将相应的所述内腔间隔成处于所述第一内表面与所述过滤元件之间的腔入口部分和处于所述过滤元件与第二内表面之间的腔出ロ部分； 所述壳体建立多个流体流动通道，所述多个流体流动通道分别从所述入口孔通过所述腔入口部分、通过所述过滤元件、通过所述腔出ロ部分而到达所述出ロ孔； 在所述腔入口部分和所述腔出口部分中，每个流体通道包括沿所述第二轴线的横向流体流动构件。
2.根据权利要求I所述的过滤器组件，其特征在于每个过滤器支撑件包括多个支撑壁，所述多个支撑壁按照在所述腔出口部分中限定出多个通路的模式彼此间隔开，所述通路在垂直于所述第一轴线的横向平面中行迸。
3.根据权利要求2所述的过滤器组件，其特征在于对于每个过滤器支撑件，所述多个通路包括多个相对于所述第一轴线处于径向方向的径向通路和多个非径向通路，并且每个径向通路与所述流体出口孔以及至少一部分所述非径向通路连通。
4.根据权利要求3所述的过滤器组件，其特征在于每个过滤器支撑件包括多个形成为扇形的支撑区，每ー个支撑区与相邻的支撑区间隔开，以在这两个支撑区之间限定ー个所述径向通路，这些支撑区包括相应支撑壁构成的组，所述非径向通路被限定在各对相邻支撑壁之间。
5.根据权利要求I所述的过滤器组件，其特征在于所述壳体沿轴线方向具有从所述第一外表面到所述第二外表面的壳体厚度，并且所述壳体厚度在从4mm到20mm的范围内。
6.根据权利要求I所述的过滤器组件，其特征在于所述流体入口孔在所述第一外表面上排列成ニ维阵列，并且所述流体出ロ孔在所述第二外表面上排列成ニ维阵列。
7.—种过滤设备，其特征在于包括 入口槽，其被构造来接收板状过滤器组件的堆叠，每个过滤器组件包括多个单独的流体流动通道和多个相应的过滤元件； 过滤器耦合组件，其包括多个流体入口耦合件和多个流体出口耦合件，并能够在非耦合位置和耦合位置之间移动，其中，在所述非耦合位置，所述流体入口耦合件和所述流体出ロ耦合件彼此间隔开并限定出尺寸适于接收过滤器组件的过滤器耦合区域，在所述耦合位置，所述流体入口耦合件和所述流体出口耦合件被配置成与所述过滤器组件的相应的流体流动通道以流体密封方式连通；以及 驱动板，其可在过滤器装载位置、过滤器耦合位置和过滤器弹出位置之间移动，其中，在所述过滤器装载位置，所述驱动板被配置成从所述入口槽接收过滤器组件，在所述过滤器耦合位置，所述驱动板被配置成将所述过滤器组件的所述流体流动通道定位在所述流体入口耦合件与所述流体出口耦合件之间的过滤器耦合区域中，在所述过滤器弹出位置，所述驱动板被配置成将所述过滤器组件从所述驱动板弹出。
8.根据权利要求7所述的过滤设备，其特征在于所述驱动板包括被配置来接收和承载过滤器组件的过滤器组件支座，其中，在所述过滤器装载位置，所述过滤器组件支座与所述入口槽对齐，在所述过滤器耦合位置，所述过滤器组件支座处于所述过滤器耦合区域中， 在所述过滤器弹出位置，所述驱动板处于所述过滤器耦合区域的外部。
9.根据权利要求8所述的过滤设备，其特征在于所述过滤器组件支座是驱动板开ロ。
专利摘要本实用新型涉及多通道过滤器组件以及相关设备。过滤器组件包括壳体和过滤元件。壳体包括处于第一外表面和第二平行外表面之间的内腔、流体入口孔和流体出口孔。每个内腔包括将内腔间隔成腔入口部分和腔出口部分的过滤元件。壳体建立多个流体流动通道，其分别从入口孔通过腔入口部分、通过过滤元件、通过腔出口部分到达出口孔。在腔入口部分和腔出口部分中，每个流体通道包括横向流体流动构件。过滤器组件可被装载到过滤设备中，从而建立通过过滤器组件的多个单独的流体通道。流体可以流过两个或更多个流体流动通道，其中各流体流动通道中的流体经过过滤元件并由此被过滤。
文档编号B01D35/02GK202387288SQ201120478148
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月22日 优先权日2010年12月22日
发明者杰里米·菲特韦德特 申请人:安捷伦科技有限公司