本發(fā)明涉及過濾系統(tǒng)和用于提供液體樣品的方法。

背景技術(shù)：

存在許多需要進(jìn)行液體樣品的組成分析的情況。通常，在進(jìn)行組成分析之前需要對樣品進(jìn)行過濾，以便去除可能存在于樣品中并且可能例如影響分析結(jié)果或可能用于將液體樣品引入的任何輸送系統(tǒng)的干擾顆粒，或從用于進(jìn)行組成分析的儀器的分析區(qū)域中去除液體樣品。

通常，過濾器位于這種儀器的入口處，或者正好在分析區(qū)域之前位于輸送系統(tǒng)的流動路徑中，以試圖防止干擾顆粒的不利影響。然而，當(dāng)這種過濾器阻塞時，它們可能難以解除阻塞或替換，并且進(jìn)入分析區(qū)域的液體流動仍然受到不利影響。

為了減輕這個問題，采用外部過濾系統(tǒng)。離心式過濾系統(tǒng)是已知的，但是相對昂貴和緩慢。還已知壓力過濾系統(tǒng)，其中液體通過過濾介質(zhì)(例如濾紙)被加壓或抽吸并且被收集在單獨的容器中以轉(zhuǎn)移到儀器中用于組成分析。

發(fā)明概述

本發(fā)明的目的是提供一種用于液體樣品的替代的過濾系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于液體的過濾系統(tǒng)，包括具有內(nèi)部容器體的容器，用于允許液體通過內(nèi)部容器體以形成液體樣品等分試樣的微粒過濾器部分，以及第一開口，其提供通向所述內(nèi)部容器體的通路，其中所述過濾系統(tǒng)還包括構(gòu)造成提供用于接受所述容器的內(nèi)部空間的無孔外殼，所述內(nèi)部空間的尺寸設(shè)定為提供一定容積，使得未接受的容器所占據(jù)的量小于內(nèi)部容器體。因此，可以提供過濾的液體樣品等分試樣，而不需要與分析儀器相關(guān)聯(lián)的單獨的過濾元件。

在一些實施方案中，過濾器部分包括形成為提供限定容器的壁的片材。這具有的優(yōu)點是可用的過濾器面積增加，這將有助于加速過濾過程。為了在使用這種片材時為容器提供一定的剛性，可以提供剛性框架作為容器的一部分，壁連接到該框架。

在一些實施方案中，過濾器系統(tǒng)可以包括鎖定機構(gòu)，該鎖定機構(gòu)具有第一鎖定部件和第二鎖定部件，所述第一鎖定部件用于與容器連接，可能設(shè)置成與容器永久連接，所述第二鎖定部件用于與外部設(shè)備連接(可能設(shè)置為永久連接)，所述外部設(shè)備例如泵，例如注射器泵；所述第一鎖定部件和第二鎖定部件可配合以可釋放地彼此保持，例如通過推入配合、卡扣配合或螺紋配合接合，第一開口與泵或其它外部設(shè)備連通。以這種方式，可以在內(nèi)部容器體和泵之間簡單且可靠地形成氣體連接。采用泵有利地提高了過濾的速度。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種通過使用如前述任一項權(quán)利要求所述的過濾系統(tǒng)來提供液體樣品的方法，包括以下步驟：使過濾器部分的一些或全部與待采樣液體接觸；優(yōu)選地借助于由連接到容器的泵產(chǎn)生的抽吸，將液體通過接觸的過濾器部分轉(zhuǎn)移到內(nèi)部容器體中，以形成液體樣品等分試樣；由于該方法采用根據(jù)本發(fā)明第一方面的過濾系統(tǒng)，因此與該系統(tǒng)相關(guān)的優(yōu)點將因此與根據(jù)第二方面的方法相關(guān)聯(lián)。

附圖說明

從參考附圖的圖對本發(fā)明的示例性實施方案的以下描述的考慮，這些和其它優(yōu)點應(yīng)當(dāng)變得更加顯而易見，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)的第一實施方案；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)的第二實施方案；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)的第三實施方案；以及

圖4示出了采用根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)以獲得過濾樣品的方法。

發(fā)明詳述

根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)的示例性第一實施方案在圖1中示出，包括容器2、無孔外殼4和鎖定機構(gòu)6。

容器2包括具有剛性支柱部8的框架，圍繞該框架固定有多孔性片材10，例如由聚合物如聚酯、聚乙烯或尼龍制成，或可以由多孔金屬、陶瓷或玻璃結(jié)構(gòu)形成，以提供容器主體和端壁12，它們一起幫助限定內(nèi)部容器體11。容器2還構(gòu)造有在容器2的與端壁6相對的端部中的第一開口14，可通過該第一開口14進(jìn)入該內(nèi)部容器體11。

無孔外殼4構(gòu)造成提供用于通過第二開口30接受容器2的內(nèi)部空間28。內(nèi)部空間28的尺寸設(shè)置為提供一定容積，使得未被接受的容器2占據(jù)的量小于內(nèi)部容器體11。在一些實施方案中，內(nèi)部空間28的尺寸可被設(shè)定為基本上等于接受的容器2的外部尺寸。以這種方式，當(dāng)容器2已經(jīng)收納在無孔外殼4中時，液體很少或沒有液體能夠從內(nèi)部容器體11流入內(nèi)部空間28。

本示例性實施方案的鎖定機構(gòu)6包括呈陰型連接器16形式的第一鎖定部件和呈陽型連接器18形式的第二鎖定部件。陽型連接器18形成有通孔20，通孔20以(例如此處為內(nèi)螺紋)接頭22終止。陽型連接器18還圍繞其周邊設(shè)置有彈性墊圈24。陰型連接器16在這里永久地連接到容器2的框架并且在一些實施方案中可以與容器2的框架一體形成，可能作為容器2的框架的一部分，并且作為圍繞容器2的第一開口14的周邊向上突出的凸緣延伸。陰型連接器16的內(nèi)部尺寸設(shè)計為以推配合接合的方式接受陽型連接器18，彈性墊圈24可與陰型連接器16的內(nèi)表面26可滑動地接合，以增強在接合的陽型連接器18和陰型連接器16之間的氣密密封。因此，當(dāng)陽型連接器18被接受在陰型連接器16中時，在內(nèi)部容器體11和容器2的外部之間從第一開口14、通孔20和接頭22的所得并置建立流體連通。

根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)的示例性第二實施方案在圖2中示出，包括容器32、無孔外殼34和鎖定機構(gòu)36。

容器32與圖1所示的相同，是圓柱形的并且包括側(cè)壁和端壁33，端壁33由固定到具有剛性支柱部38的框架上的多孔片材形成。容器32具有位于與端壁33相對的端部中的第一開口40，以提供進(jìn)入由多孔片材限定的內(nèi)部容器體42的通路。

鎖定機構(gòu)36還包括第一鎖定部件44和第二鎖定部件46。第一鎖定部件44作為圍繞第一開口40定位的凸緣永久地附接到容器32，并且設(shè)置有面向端壁33的臺肩48。第二鎖定部件46包括向下延伸的柔性尖齒50的外圍陣列，每個柔性尖齒50在其下端設(shè)置有面向內(nèi)的齒52，用于與臺肩48接合。隨著第一鎖定部件44和第二鎖定部件46被推在一起，面向內(nèi)的齒52接觸第一鎖定部件44的外表面54，這導(dǎo)致尖齒50向外彎曲。隨著齒52被推過該外表面54，齒50將齒52向內(nèi)偏壓以與臺肩48接合，從而將第一鎖定部件44和第二鎖定部件46保持在卡扣配合接合中。第二鎖定部件46中的通孔66終止于接頭68(在本實施方案中設(shè)置有錐形內(nèi)表面)，并且當(dāng)?shù)谝绘i定部件44和第二鎖定部件46接合時用于提供到內(nèi)部容器體42的氣體連接。

無孔外殼34包括提供內(nèi)部空間58的大致圓柱形的中空主體部分56。在外殼34中設(shè)置有第二開口60，容器32可以通過該第二開口被接受到內(nèi)部空間58中。內(nèi)部空間58的尺寸使得尚未由接受的容器32占據(jù)的容積小于容器32的內(nèi)部容積42，使得當(dāng)插入殼體32中時，至少一部分液體樣品等分將保留在內(nèi)部容積42內(nèi)。外殼34設(shè)置有釋放機構(gòu)作為具有上配合表面64的向上延伸的剛性表面62。隨著容器32插入到第二鎖定部件46的內(nèi)部空間58中而引起尖齒50的向外彎曲，配合表面64被倒角以與第二鎖定部件46的齒52接合，隨著容器32繼續(xù)插入內(nèi)部空間58中，隨后引起齒52從臺肩48脫離。以這種方式，隨著容器32插入外殼34中，第一鎖定部件44和第二鎖定部件46自動解耦。

根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)的第三示例性實施方案在圖2中示出，包括容器70、樣品保持器72以及可選的無孔保持器74。

容器70在此包括具有多孔端壁部分78和敞開的相對端部80的中空的、無孔的主體部分76。主體部分76和端壁部分78協(xié)作以限定內(nèi)部容器體86。本實施方案的容器70還包括可移除的無孔蓋82，其中設(shè)置有可密封以防止空氣進(jìn)入內(nèi)部容器體86的通氣口84，在一些實施方案中，例如通過夾緊夾；開關(guān)閥或以本領(lǐng)域已知的其它方式。蓋82形成用于容器70的開口端80的可移除封閉件。在實施方案的變型例中，可以省略通氣口84。

樣品保持器72設(shè)置有端部88，在端部88中設(shè)置有開口90，開口90的尺寸適于與容器70的主體部分76滑動接合，使得在主體部分76和開口的內(nèi)表面之間形成液體密封。有用地但非必要地，為了增強液體密封，密封圈92(例如彈性墊圈)可圍繞開口90定位，以在容器70滑入樣品保持器72時密封主體部分76。該樣品保持器72可以可選地用作無孔保持器74，以在使用中保持液體保持容器70。

當(dāng)設(shè)置時，無孔保持器74再次被構(gòu)造成具有內(nèi)部空間94，該內(nèi)部空間94的尺寸被設(shè)定為與當(dāng)容器70被容納在其中時所占據(jù)的容積相同或僅略大。因此，當(dāng)容器位于保持器74中時，保持在內(nèi)部容器體86內(nèi)的液體將大部分保留在容器70內(nèi)。

在樣品保持器72基本上充滿液體的情況下，隨著容器70滑入樣品保持器72而移位的任何液體被迫通過多孔端壁部分78并進(jìn)入容器70的內(nèi)部容積86，以形成液體樣品等分試樣，液體樣品等分試樣可以用于組成分析。應(yīng)當(dāng)理解，這里術(shù)語“基本上充滿”將被理解為意味著填充有足夠的液體，使得保持未被液體占據(jù)的樣品保持器72的體積小于將被移位到內(nèi)容器體86的液體樣品等分試樣的所需體積。

內(nèi)部容積86內(nèi)的空氣通過蓋子的通氣口84排出(或者，在沒有通氣口84的實施方案中，蓋子關(guān)閉，直到完成液體樣品等分試樣的收集)，因為其通過多孔端壁部分78過濾時被進(jìn)入內(nèi)部容積86的液體取代。在該實施方案的變型例中，泵，例如注射器泵，例如通過柔性導(dǎo)管可連接到容器70的開口的相對端80，例如通過通氣口84，并且可以被操作以在內(nèi)部容器體86內(nèi)產(chǎn)生欠壓。由此通過泵的抽吸作用將液體轉(zhuǎn)移到內(nèi)部容積86中。在液體轉(zhuǎn)移之后泵繼續(xù)連接到通氣口84還為通氣口84提供有效的密封。

現(xiàn)在將關(guān)于圖4描述使用根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)(這里例如使用關(guān)于圖1所描述的該系統(tǒng))獲得液體樣品等分試樣的示例性方法。

在準(zhǔn)備步驟96中，容器2通過鎖定機構(gòu)6可釋放地耦合到泵，這里是注射器泵98，其第二鎖定部件16可經(jīng)由接頭22連接到注射器泵98的入口100。僅作為說明，在本實施例中，注射器泵98的入口100設(shè)置有螺紋部分102，螺紋部分102與接頭22的內(nèi)螺紋部分互補，使得第二鎖定部件16可以螺紋配合到注射器泵98。在其它實施方案中，第二鎖定部件16可以設(shè)置成永久連接到泵98。第一鎖定部件18以推入配合可釋放連接的方式與第二鎖定部件16接合，使得內(nèi)部容器體11保持通過可釋放的鎖定機構(gòu)6與注射器泵98的內(nèi)部氣體連通。

在收集步驟104，收集液體樣品等分試樣106。這里，樣品容器2的多孔部分10浸沒在液體樣品108中，這里示出為保持在燒杯110中。操作泵98以在內(nèi)部容器體11中產(chǎn)生欠壓，例如注射器泵98的活塞12在注射器泵98內(nèi)移動，以增加注射器缸體113的氣體接受容積114。因此，在內(nèi)部容器體11內(nèi)建立欠壓。液體樣品108從燒杯110抽入內(nèi)部容器體11中以形成液體樣品等分試樣106，其由多孔部分10過濾以從液體樣品108中除去顆粒。

在其中樣品容器2將從液體樣品108移除并轉(zhuǎn)移到無孔保持器4的實施方案中，在該收集步驟204收集的液體樣品等分試樣106的量足以確保多孔部分10被完全覆蓋(在內(nèi)部容器體11的內(nèi)側(cè)上)。這防止當(dāng)容器2被移除時空氣進(jìn)入內(nèi)部容器體11。在一些實施方案中，可以在液體樣品108中存在足夠可用的顆粒以涂覆多孔部分10(在內(nèi)部容器體11的外部)，從而防止空氣進(jìn)入內(nèi)部容器體11。在其它實施方案中，容器(例如結(jié)合圖3的過濾系統(tǒng)的實施方案描述的容器70)可以保留在保持器內(nèi)(例如當(dāng)使用結(jié)合圖3的過濾系統(tǒng)的實施方案所描述的樣品保持器72時)。

在根據(jù)本實施方案的方法的實施例的呈現(xiàn)步驟116中，從液體樣品108去除包含液體樣品等分106的容器2，同時防止空氣在內(nèi)部容器體11之前再次進(jìn)入。這可以通過將注射器泵98保持可釋放地耦合到容器2來實現(xiàn)，如圖所示或者舉例說明的并且未示出的，在該方法的另一個實施方案中，容器可以設(shè)置有可密封的封閉件，在獲得液體樣品等分試樣106后封閉可密封的封閉件，然后通過分離第一鎖定部件18和第二鎖定部件16將注射器泵98與容器斷開連接。保持的欠壓和液體的表面張力的組合抑制液體樣品等分試樣106返回通過多孔部分10的孔的流動，因此樣品等分試樣106保持收容在容器2中。

在本實施方案中，在該呈現(xiàn)步驟116中，連接到注射器泵98的容器2被傳送到無孔保持器4中，并且只有當(dāng)容器2被正確地接納在保持器4的內(nèi)部空間28中時，第一鎖定部件18和第二鎖定部件16才被拉開以斷開泵98與內(nèi)部容器體11之間的氣體連接。由于內(nèi)部空間28被設(shè)計為具有僅略大于容器2所占據(jù)的體積的容積，液體樣品等分試樣106的一小部分(不超過容器2和內(nèi)部空間28所占容積的差值)將能夠在氣體連接斷開并且欠壓因此被去除時流出容器2。在泵98與容器2斷開連接之后保留在內(nèi)部容器體11內(nèi)的液體樣品等分試樣106的部分然后可用于呈現(xiàn)為過濾的液體樣品，例如用于組成分析。

應(yīng)當(dāng)理解，多孔部分10；78的孔徑應(yīng)根據(jù)待過濾到內(nèi)部容器體11；42；86中的液體中的期望的顆粒尺寸來選擇，并且考慮到表面張力用于幫助保持液體樣品等分試樣106來選擇。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)用于葡萄酒時約12微米(μm)的孔尺寸是合適的，并且當(dāng)用于其他液體時孔尺寸通?？梢栽?μm和50μm之間，優(yōu)選在6μm和25μm之間。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種用于液體(108)的過濾系統(tǒng)，包括：具有內(nèi)部容器體(11；42；86)的容器(2；32；70)；顆粒過濾部分(10；78)，用于允許液體傳遞到內(nèi)部容器體(11；42；86)中以形成液體樣品等分試樣(106)，以及提供通向所述內(nèi)部容器體(11；42；86)的通路的第一開口(14；40；80)；所述過濾系統(tǒng)還包括在一端封閉以用于提供接受所述容器(2；32；70)的內(nèi)部空間(28；58；94)的無孔外殼(4；34；74)，所述內(nèi)部空間(28；58；94)的尺寸設(shè)計成提供一定容積，使得未被所接受的容器(2；32；70)占據(jù)的量小于所述內(nèi)部容器體(11；42；86)。

2.如權(quán)利要求1所述的過濾系統(tǒng)，還包括具有可連接到所述容器(2；32)的第一鎖定部件(16；44)和第二鎖定部件(18；46)的可釋放鎖定機構(gòu)(6；36)；所述第一鎖定部件(16；44)和所述第二鎖定部件(18；46)彼此可釋放地接合。

3.如權(quán)利要求2所述的過濾系統(tǒng)，其中所述第二鎖定部件(18；46)能夠連接到泵(98)，并且其中所述第一鎖定部件(16；44)和所述第二鎖定部件(18；46)可釋放地彼此接合以保持所述第一開口(14；40)與所述泵(98)氣體連通。

4.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的過濾系統(tǒng)，其中所述第一鎖定部件(44)和所述第二鎖定部件(46)中的一個包括彈性尖齒(50)的外圍陣列，每個設(shè)置有向內(nèi)突出的齒(52)，并且所述第二鎖定部件(46)和所述第一鎖定部件(44)中的另一個包括配合構(gòu)件(48)，并且其中所述彈性尖齒(50)是柔性的以實現(xiàn)齒(52)與配合構(gòu)件(48)的卡扣接合。

5.如權(quán)利要求4所述的過濾系統(tǒng)，其中所述第二鎖定部件(46)包括柔性尖齒(50)的彈性陣列，并且所述無孔外殼(34)設(shè)置有釋放機構(gòu)(62，64)，當(dāng)所述容器(32)被接納在所述無孔外殼(34)的內(nèi)部空間(58)中時，所述釋放機構(gòu)與所述彈性尖齒(50)可操作以使所述第一鎖定部件(44)與所述第二鎖定部件(46)分離。

6.如權(quán)利要求5所述的過濾系統(tǒng)，其中所述釋放機構(gòu)(62，64)包括位于所述第二開口(60)周圍并且具有與每個彈性尖齒(50)的所述向內(nèi)突出的齒(52)可接合的表面(64)的向上延伸的凸緣(62)，以引起相關(guān)尖齒(50)的彎曲以將向內(nèi)突出的齒(52)從第一鎖定部件(44)的配合構(gòu)件(48)脫離。

7.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的過濾系統(tǒng)，其中所述第一鎖定部件(16)和所述第二鎖定部件(18)包括構(gòu)造成用于推配合接合的互補的陽型連接器和陰型連接器。

8.如權(quán)利要求1所述的過濾系統(tǒng)，其中所述過濾器部分包括形成為提供界定所述容器(2；32)的壁的多孔片材(10)，并且其中所述容器(2；32)包括剛性框架(38)，所述片材(10)附接到所述剛性框架。

9.如權(quán)利要求8所述的過濾系統(tǒng)，其中所述多孔片材(10)具有尺寸在6μm和50μm之間的孔。

10.采用如任一前述權(quán)利要求所述的過濾系統(tǒng)來提供液體樣品的方法，包括以下步驟：收集(104)，通過使所述容器的過濾器部分的一部分或全部與待采樣液體接觸，將待采樣液體通過接觸的過濾器部分轉(zhuǎn)移到內(nèi)部容器體中以提供液體樣品等分試樣；以及呈現(xiàn)(116)，通過移除容器以防與待采樣液體接觸，同時防止空氣進(jìn)入內(nèi)部容器體，將容器插入無孔外殼中。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括通過將所述內(nèi)部容器體初始可釋放地連接到泵來制備(96)的步驟；在收集(104)期間操作泵以在內(nèi)部容器體中建立欠壓以增強液體的轉(zhuǎn)移；并且在所述呈現(xiàn)(116)期間在保持所述欠壓的同時完成移除容器以防與待采樣液體接觸。