一种可适应不同处理血量的杯式离心装置的制作方法

本发明涉及一种血液离心装置，具体来说是涉及一种可适应不同处理血量的杯式离心装置。

背景技术：

血液是一种粘稠的液体，它由密度较小的血浆与密度较大的血细胞如红细胞、白细胞、血小板等混合而成。将血液放入血液离心装置对其进行高速离心，便可使血浆与血细胞进行分离，进而获取所需的血浆或血细胞。

由全血分离杯与离心机所组成的杯式离心装置一般应用于血浆采集、血液成分分离以及红细胞洗涤设备中。杯式离心装置一般由离心机以及固定容量的全血分离杯组成，使用时将全血分离杯安装在离心机上，离心机带动全血分离杯高速旋转，人体血液在添加抗凝剂后形成的抗凝全血经管路流入全血分离杯，在离心力的作用下，比重较大的血细胞聚集在全血分离杯外侧，比重较小的血浆聚集在内侧，随着血液的持续流入，靠近内侧的血浆通过预先设置的小孔挤出，便可实现血浆与血细胞的分离。

当前的市面上的全血分离杯容积(注：此处的容积为动态容积，即全血分离杯高速旋转时杯内血液的最大容积，下同)一般设置在275ml左右，一般应用在处理血量较大的场景中，如单循环采集血浆量为230ml，单循环处理血量超过473ml(注：不含抗凝剂，一般采集血浆时抗凝剂与全血比例为1:15，)的血浆采集设备中。然而在实际临床应用中，也会偶然碰到一些处理血量较小的运用，如婴幼儿、老年病患者的血浆采集、置换等等；或者一些新场景的应用，如专利号cn204582094u公开的一种“全自动全血采集分离机及配套的一次性使用采集分离装置”，每次从献血者收集的全血体积可能为400ml、300ml、200ml的任一种时，那么当前的杯式离心装置便无能为力了。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述所存在的缺陷，提供一种同一离心机可兼容不同容量的全血分离杯，且制造成本较低的可适应不同处理血量的杯式离心装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可适应不同处理血量的杯式离心装置，其特征在于，包括离心机与安装在离心机上的全血分离杯，所述离心机由提供动力输出的电机、固定在电机上的杯座与套筒组件组成，所述电机包括可旋转的电机轴以及固定在电机轴端部的法兰盘，所述杯座为异形圆筒状回转体，包括用于限位的圆柱面、圆锥面、内孔以及用于配重的圆环形结构，杯座的内孔与电机轴刚性连接，电机可带动杯座高速旋转；

所述套筒组件包括支撑筒与定位块，所述支撑筒与法兰盘刚性连接，所述全血分离杯可以是多种结构相同但容量不同的全血分离杯，所述全血分离杯由动态密封组件和旋转离心组件组成，所述旋转离心组件底部安装在离心机的杯座上，通过设置不同的旋转离心组件的底部斜面高度，可将多种容量规格的全血分离杯安装在离心机上，所述动态密封组件安装在旋转离心组件的上端。

进一步，杯座中圆柱面起稳定作用，圆锥面用以提供摩擦力，杯座内孔与电机轴刚性连接，因此电机可带动杯座高速旋转。

作为优选的技术方案，所述旋转离心组件由内核及杯体组成，所述杯体为两端开口的中空状回转体结构，所述杯体由杯口、第一斜面、第一柱面、第二斜面、第三斜面、第二柱面和杯底组成，所述内核为两端开口的中空阶梯状回转体结构，所述内核由第一圆环面、第二圆环面以及4个沿轴线分布位于第一圆环面与第二圆环面分界处的小孔组成，所述内核的第一圆环面粘接于杯体的杯口处，容量不同的全血分离杯中杯体的第二斜面的高度不同，杯体的第一柱面与杯座的圆柱面间隙配合，杯体的第三斜面与杯座的圆锥面贴合。

作为优选的技术方案，所述动态密封组件由定位头、弹性套、石墨片、陶瓷环、杯盖、上罩、下罩及中心管组成，所述定位头上设有入口及出口，所述下罩的顶部固定在定位头入口处，所述中心管粘接在下罩的底部，所述下罩、中心管与定位头之间形成的通道为血液入口通道，所述上罩的顶部粘接于定位头出口处，所述下罩、上罩之间的缝隙与定位头出口构成成分出口通道，所述弹性套固定于定位头与上罩之间，所述石墨片设在弹性套下方，所述陶瓷环粘接于杯盖上。

进一步，在安装全血分离杯时，先将陶瓷环粘接在杯盖上，然后杯盖固定在杯体上；因此弹性套受压会对石墨片产生一定的压力，石墨片与陶瓷环便构成了动态密封副。

作为优选的技术方案，所述定位头还包括定位卡盘，所述定位卡盘安装在离心机套筒组件的定位块上。

进一步，在使用时，全血分离杯-动态密封组件-定位头的定位卡盘安装在离心机套筒组件的定位块上，全血分离杯的旋转离心组件安装于离心机的杯座上，杯体的第一柱面与杯座的圆柱面间隙配合，杯体的第三斜面与杯座的圆锥面贴合，在离心机电机带动杯座旋转时，由于弹性套受压产生的压力会传递到杯座的圆锥面上，因此杯座的圆锥面与杯体的第三斜面之间会存在一定的摩擦力，当杯座在电机的带动下转动时，此摩擦力便带动旋转离心组件高速旋转。

作为优选的技术方案，所述容量不同的全血分离杯的总体高度相同，各杯体与杯座圆柱面配合的第一柱面的外径也相同、与杯座圆锥面所配合的第三斜面到离心机定位头之间的距离也相同。

作为优选的技术方案，所述全血分离杯的动态容积可以是120ml、180ml或240ml。

进一步，由于三种容量不同的全血分离杯的高度相同，与杯座内壁面所配合的杯体第一壁面的外径也相同、与杯座圆锥面所配合的第三斜面到离心机定位头之间的距离也相同，因此三种全血分离杯均可以安装在同一离心机中；当需要应对不同处理血量场景时，如需离心分离200ml-300ml全血时，只需在离心机上安装容量为120ml的全血分离杯；当需离心分离300ml-400ml全血时，只需安装容量为180ml的全血分离杯；当需离心分离400ml以上全血时候，只需安装容量为240ml的全血分离杯即可。

本发明的有益效果为：解决了现有杯式离心装置只能固定的安装单一容量规格的全血分离杯而无法应对不同处理血量要求的问题，在同一离心机可兼容不同的容量的全血分离杯；且容量不同的全血分离杯绝大多数零件通用，物料种类少，制造成本低。

附图说明

图1为本发明一种可适应不同处理血量的杯式离心装置的结构示意图；

图2为图1中离心机的结构示意图；

图3为容量240ml的全血分离杯结构示意图；

图4为容量180ml的全血分离杯结构示意图；

图5为容量120ml的全血分离杯结构示意图；

图6为图1中全血分离杯的动态密封组件的结构示意图；

图7为采集分离全血时全血分离杯内部状态示意图；

图中：1-离心机、11-电机、11a-电机轴、11b-法兰盘、12-杯座、12a-圆柱面、12b-圆锥面、12c-内孔、12d-圆环形结构、13-套筒组件、13a-支撑筒、13b-定位块、2-容量为240ml的全血分离杯、3-容量为180ml的全血分离杯、4-容量为120ml的全血分离杯、21-动态密封组件、211-定位头、211a-入口、211b-出口、211c-定位卡盘、212-弹性套、213-石墨片、214-陶瓷环、215-杯盖、216-上罩、217-下罩、218-中心管、22-旋转离心组件、221-杯体、221a-杯口、221b-第一斜面、221c-第一柱面、221d-第二斜面、221e-第二柱面、221f-第三斜面、221g-杯底、222-内核、222a-第一圆环面、222b-第二圆环面、222c-小孔。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1、2和6所示，一种可适应不同处理血量的杯式离心装置，包括离心机1与安装在离心机1上的全血分离杯2、3、4，离心机1由提供动力输出的电机11、固定在电机11上的杯座12与套筒组件13组成，电机11包括可旋转的电机轴11a以及固定在电机轴11a端部的法兰盘11b，杯座12为异形圆筒状回转体，包括用于限位的圆柱面12a、圆锥面12b、内孔12c以及用于配重的圆环形结构12d，杯座的内孔12c与电机轴11a刚性连接，电机11可带动杯座12高速旋转；套筒组件13包括支撑筒13a与定位块13b，支撑筒13a与法兰盘11b刚性连接，全血分离杯2、3、4可以是多种结构相同但容量不同的全血分离杯，全血分离杯2、3、4由动态密封组件21和旋转离心组件22组成，旋转离心组件22底部安装在离心机1的杯座12上，通过设置不同的旋转离心组件22的底部斜面高度，可将多种容量规格的全血分离杯2、3、4安装在离心机1上，动态密封组件21安装在旋转离心组件22的上端；

同时，杯座12中圆柱面12a起稳定作用，圆锥面12b用以提供摩擦力，杯座内孔12c与电机轴11a刚性连接，因此电机11可带动杯座12高速旋转。

在本实施例中，旋转离心组件22由内核222及杯体221组成，杯体221为两端开口的中空状回转体结构，杯体221由杯口221a、第一斜面221b、第一柱面221c、第二斜面221d、第三斜面221f、第二柱面221e和杯底221g组成，内核222为两端开口的中空阶梯状回转体结构，内核222由第一圆环面222a、第二圆环面222b以及4个沿轴线分布位于第一圆环面222a与第二圆环面222b分界处的小孔222c组成，内核222的第一圆环面222a粘接于杯体221的杯口221a处，容量不同的全血分离杯2、3、4中杯体221的第二斜面221d的高度不同，杯体221的第一柱面221c与杯座12的圆柱面12a间隙配合，杯体221的第三斜面221f与杯座12的圆锥面12b贴合。

在本实施例中，动态密封组件21由定位头211、弹性套212、石墨片213、陶瓷环214、杯盖215、上罩216、下罩217及中心管218组成，定位头211上设有入口211a及出口211b，下罩217的顶部固定在定位头211入口211a处，中心管218粘接在下罩217的底部，下罩217、中心管218与定位头211之间形成的通道为血液入口通道，上罩216的顶部粘接于定位头211出口211b处，下罩217、上罩216之间的缝隙与定位头出口211b构成成分出口通道，弹性套212固定于定位头211与上罩216之间，石墨片213设在弹性套212下方，陶瓷环214粘接于杯盖215上。

在安装全血分离杯时，先将陶瓷环214粘接在杯盖215上，然后杯盖215固定在杯体221上，因此弹性套212受压会对石墨片213产生一定的压力，石墨片213与陶瓷环214便构成了动态密封副。

在本实施例中，定位头211还包括定位卡盘211c，定位卡盘211c安装在离心机套筒组件13的定位块13b上。

在使用时，全血分离杯-动态密封组件21-定位头的定位卡盘211c安装在离心机套筒组件13的定位块13b上，全血分离杯的旋转离心组件22安装于离心机1的杯座12上，杯体221的第一柱面221c与杯座12的圆柱面12a间隙配合，杯体221的第三斜面221f与杯座12的圆锥面12b贴合，在离心机1电机11带动杯座12旋转时，由于弹性套212受压产生的压力会传递到杯座12的圆锥面12b上，因此杯座12的圆锥面12b与杯体221的第三斜面221f之间会存在一定的摩擦力，当杯座12在电机11的带动下转动时，此摩擦力便带动旋转离心组件22高速旋转。

在本实施例中，容量不同的全血分离杯2、3、4的总体高度相同，各杯体221与杯座12圆柱面12a配合的第一柱面221e的外径也相同、与杯座12圆锥面12b所配合的第三斜面221f到离心机1定位头211之间的距离也相同。

在本实施例中，全血分离杯2、3、4的动态容积可以是120ml、180ml或240ml。

在本实施例中，图3、图4和图5分别是容量规格为240ml、180ml和120ml的全血分离杯的结构示意图，不同容量规格的全血分离杯具有相同的结构，图3中，240ml的全血分离杯的杯体221第二斜面221d到杯底221g的高度为h1，图4中，180ml的全血分离杯的杯体第二斜面221d到杯底221g的高度为h2，图5中，120ml的全血分离杯的杯体第二斜面221d到杯底221g的高度为h3，三种不同容量规格的全血分离杯的区别是h3＜h2＜h1；即三者唯一区别为杯体221的第二斜面221d到杯底221g的高度不同，而其它安装尺寸如分离杯整体高度、分离杯杯体221的外径、动态密封组件21的定位头211以及分离杯杯体第三斜面211f到定位卡盘211c之间的距离均相同，故可安装在同一离心机1中。

当需要应对不同处理血量场景时，如需离心分离200ml-300ml全血时，只需在离心机1上安装容量为120ml的全血分离杯4；当需离心分离300ml-400ml全血时，只需安装容量为180ml的全血分离杯3；当需离心分离400ml以上全血时候，只需安装容量为240ml的全血分离杯2即可。

同时，以采集分离400ml的血液为例(采集分离血液时会添加抗凝剂，比例约为4:1，即抗凝全血的体积为500ml。假定红细胞压积为0.45，那么带有抗凝剂的血浆约为320ml，血细胞约为180ml)。安装全血分离杯时，将全血分离杯定位卡盘211c安装在离心机套筒组件13的定位块13b上，全血分离杯的旋转离心组件22安装于离心机1的杯座12上，杯体221的第一柱面221c与杯座12的圆柱面12a间隙配合，杯体221的第三斜面221f与杯座12的圆锥面12b贴合，在离心机电机11带动杯座12旋转时，由于弹性套212受压产生的压力会传递到杯座12与圆锥面12b上，因此杯座12的圆锥面12b与杯体221的第三斜面221f之间会存在一定的摩擦力。当杯座12在电机11的带动下转动时，动态密封组件21的定位头211、弹性套212、石墨片213、上罩216、下罩217以及中心管218在套筒组件定位块13b的作用下处于静止状态，而旋转离心组件22以及固定在其上的杯盖215与陶瓷环214在杯座12的带动下高速旋转。

图7为全血分离杯工作时内部状态图，其中实心箭头为抗凝全血流向，空心箭头为血浆流向。当混有抗凝剂的抗凝全血从入口经中心管进入杯体221底部，由于杯体221高速旋转，抗凝全血迅速累积至分离腔处，且随着旋转离心组件22高速旋转，在离心力的作用下血浆与血细胞分离，直至充满整个分离腔，此时分离杯中的抗凝全血为240ml左右，其中带有抗凝剂的血浆约为154ml。随着血液的不断流入，内侧的血浆在压力作用下从从内核的小孔222c转移至收集腔，而后通过下罩217与上罩216之间的缝隙流至出口；当完成400ml全血采集分离时候，杯内剩余240ml的液体，其中血细胞约为180ml，抗凝剂与血浆的混合物约为60ml。

同样，当需要采集分离300ml-400ml与200ml-300ml血液时，换上动态容积为180ml与120ml的全血分离杯即可完成采集分离工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。