專利名稱：具有隔振的傾注式離心分離機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離心分離機(jī)。特別是，本發(fā)明涉及具有一次性使用的液體容器的傾注式離心分離機(jī)和具有隔振的離心分離機(jī)。
背景技術(shù)：
在美國(guó)專利5,707,331(Wells)中公開了一種通過(guò)離心作用而分離兩種或者多種血液成分的傾注式離心分離機(jī)。在Wells的該專利中使用一種可拆卸的、一次性使用的處理單元，該處理單元具有兩個(gè)液體腔室。該處理單元容納在離心裝置中，該離心裝置能夠有選擇性的使處理單元保持特定的定向中，由此上層液體可以通過(guò)重力引流或者離心輸送方式從一個(gè)腔室被輸送至另一個(gè)腔室。
Wells的專利中并未描述用于抑制由于轉(zhuǎn)子的不平衡而導(dǎo)致的離心分離機(jī)振動(dòng)的機(jī)構(gòu)，并且因此Wells的離心分離機(jī)易受此類振動(dòng)的影響。當(dāng)置于處理單元中的血液容量大于或者小于其設(shè)計(jì)容量時(shí)，在Wells系統(tǒng)中一般會(huì)引起不平衡。例如，根據(jù)Wells系統(tǒng)的一種典型的離心分離機(jī)可以設(shè)計(jì)為用于處理50ml的血液，然而使用者可能實(shí)際上會(huì)將20ml至60ml的血液置于該處理單元內(nèi)。因此血液量的差異較大，并且由這種不平衡引起的力會(huì)在離心過(guò)程中產(chǎn)生。
雖然隔振機(jī)構(gòu)是公知的，它們被置于離心分離機(jī)中以至對(duì)于不平衡力的吸收在轉(zhuǎn)軸上引起扭矩，而該扭矩也必須被吸收。因此，期望有一種成本低廉且有效的吸收不平衡力的機(jī)構(gòu)。
Wells的專利還描述了使處理單元保持在所期望的定向中的機(jī)構(gòu)。在其所批露的實(shí)施例中，設(shè)計(jì)有一種可移動(dòng)板以與支撐一次性使用的處理單元的支架的一部分相接合。該板在兩個(gè)垂直位置之間通過(guò)電動(dòng)或者磁力所驅(qū)動(dòng)。處于低位位置時(shí)，該板不與支架相接觸，并且一次性使用的處理單元在離心過(guò)程中自由擺動(dòng)。處于第二位置時(shí)，該板與支架相接合以便將一次性使用的處理單元保持在傾斜的定位中，由此一個(gè)腔室中的上層清液流向第二個(gè)腔室內(nèi)。在又一個(gè)位置時(shí)，該板與支架相接合以將一次性使用的處理單元定位在一個(gè)定向中從而上層清液由于離心作用而從一個(gè)腔室被輸送至另一個(gè)腔室。
在Wells的專利中的可移動(dòng)板與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，并且在該板與支架之間不存在沿圓周方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這避免了由于該相對(duì)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的支架或者板的磨損，但是，同時(shí)，需要比較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)以控制旋轉(zhuǎn)板的垂直位置。期望能夠降低該機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。
相應(yīng)地，需要一種基于較低廉的機(jī)構(gòu)并且減小振動(dòng)的離心分離機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，提供一種離心分離機(jī)，其具有用于抵抗由于離心機(jī)轉(zhuǎn)子中的不平衡而引起的力的隔振元件。
該隔振元件相對(duì)于轉(zhuǎn)子如此設(shè)置以便使得該元件的力吸收部件與不平衡轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的力直接對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)樵诓黄胶饬εc其反作用力之間不存在間距，因此同現(xiàn)有技術(shù)中的情況一樣沒(méi)有扭矩產(chǎn)生。這還消除了抵消該扭矩的需要因此簡(jiǎn)化了構(gòu)造。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置在其上安裝有轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的外殼，并且通過(guò)在具有隔振元件的基底支撐該外殼，該隔振元件與轉(zhuǎn)子相對(duì)準(zhǔn)。隔振元件可以具有各種結(jié)構(gòu)，但是優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是提供一種彈性元件，例如位于連接到基底的隔離器支撐件和與轉(zhuǎn)子相對(duì)準(zhǔn)的外殼的部分之間的墊圈。其它的配置也是可行的，例如通過(guò)提供另一錨固件用于將與轉(zhuǎn)子相對(duì)準(zhǔn)的外殼位置彈性地連接于支撐元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，設(shè)置有可移動(dòng)的傾注環(huán)，其在兩個(gè)位置之間垂直移動(dòng)，在第一位置其不接合處理單元并且處理單元在離心過(guò)程中能夠自由擺動(dòng)，在第二位置該環(huán)與處理單元相接合以便將其保持在一定位置從而使得上層清液從一個(gè)腔室流向第二個(gè)腔室。該傾注環(huán)沿垂直方向是可移動(dòng)的，但是不沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向圓周地移動(dòng)。這簡(jiǎn)化了該可移動(dòng)環(huán)的結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)元件。在該優(yōu)選實(shí)施例中，該環(huán)通過(guò)三個(gè)電螺線管向上移動(dòng)至與處理單元相接合的位置。電螺線管的優(yōu)點(diǎn)在于其易于獲得并且易于控制。然而應(yīng)當(dāng)知道，也可以使用其它的驅(qū)動(dòng)元件并且元件數(shù)量可以較多或較少。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的離心分離機(jī)的外部的透視圖。
圖2是沿圖1中的2-2線所取的圖1的離心分離機(jī)的垂直剖面。
圖3是沿圖1中的3-3線所取的圖1的離心分離機(jī)的垂直剖面。
圖4是優(yōu)選的處理單元的透視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，離心分離機(jī)2包括有基底4(見圖2和圖3)和外殼6。該離心機(jī)可以具有各種形狀中的任何形狀，并且通常設(shè)計(jì)為放置在水平支撐表面例如地面、醫(yī)生辦公室或者外科病房的平桌上或者易于從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置的推車上。外殼6以將在下面描述的方式支撐在基底4上并且構(gòu)造為封閉可移動(dòng)部件，特別是提供空腔用于容納將在下面描述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子和液體處理單元。設(shè)置頂蓋8以與外殼相配合用于在使用離心機(jī)時(shí)覆蓋該空腔以便保護(hù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。頂蓋8優(yōu)選通過(guò)鉸鏈與外殼連接以便能夠提升頂蓋并將空腔暴露出來(lái)。頂蓋也可以包括有安全元件以便防止在系統(tǒng)運(yùn)行期間提升或者移除頂蓋，這將會(huì)暴露運(yùn)轉(zhuǎn)中的離心機(jī)轉(zhuǎn)子。
外殼6包括為馬達(dá)12提供安裝位置的中央部分10。馬達(dá)12包括與中央部分相接合以用于支撐馬達(dá)的凸緣14。馬達(dá)包括其上安裝有轉(zhuǎn)子18的軸16。轉(zhuǎn)子具有一個(gè)或者多個(gè)以可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式安裝在轉(zhuǎn)子外部的支架20。每個(gè)支架構(gòu)造為容納以可拆卸方式容納在支架內(nèi)的一次性使用的處理單元(見圖4)。該一次性使用的處理單元包括兩個(gè)或者多個(gè)腔室，并且優(yōu)選包括兩個(gè)。腔室之一設(shè)計(jì)為接收病人的血液，并且其它腔室設(shè)計(jì)為容納初步的離心分離過(guò)程后的上層清液。以類似于Wells的專利中描述的方式，通過(guò)將處理單元保持在使得上層清液能夠流入第二腔室的定向中，上層清液被輸送至第二腔室。
在離心分離過(guò)程中，支架20和處理單元22受離心力作用而自然擺動(dòng)至如圖2和3所示的定向。在離心分離過(guò)程中，紅血細(xì)胞與上層血漿相分離，但是由于離心力作用液體仍然保持在處理單元的第一腔室中。如在Wells的專利中所解釋的一樣，通過(guò)將處理單元保持在所示定向中、或者大致如此定向，和所示的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速率，上層清液可以從第一腔室輸送至第二腔室。
在所示的實(shí)施例中，設(shè)置有傾注環(huán)24以將處理單元保持在所期望的定向中，以便允許上層清液排出。該傾注環(huán)24定位為其在離心循環(huán)過(guò)程的開始和結(jié)束時(shí)處于降低的位置。在該降低的位置，傾注環(huán)并不將處理單元22限制為特定的定向。然而當(dāng)需要時(shí)，傾注環(huán)24可以垂直移動(dòng)以便該環(huán)接合處理單元以將其保持在所期望的定向。在所示的優(yōu)選實(shí)施例中，該傾注環(huán)是圓形的并且與馬達(dá)12同心以環(huán)繞馬達(dá)的一部分。傾注環(huán)優(yōu)選由電操作的螺線管26所支撐(見圖3)，但是也可以以其它電動(dòng)控制的方式所支撐，甚至亦可使用純粹的機(jī)械裝置。也可以使用比較少但是較大的磁性元件。優(yōu)選地，三個(gè)這樣的螺線管繞馬達(dá)均勻地間隔以支撐傾注環(huán)24。當(dāng)通過(guò)來(lái)自電子控制板28的指令操縱螺線管時(shí)，螺線管的中心芯子向上驅(qū)動(dòng)傾注環(huán)至一定位置，在此位置該環(huán)接合處理單元以使其保持在傾注定向中。可以使用其它的結(jié)構(gòu)，例如具有電動(dòng)或者機(jī)械驅(qū)動(dòng)元件的滑動(dòng)或者伸縮結(jié)構(gòu)。
傾注環(huán)優(yōu)選由與處理單元的材料摩擦程度較低的材料制造。當(dāng)與可模壓塑性材料一起使用時(shí)，業(yè)已發(fā)現(xiàn)可選用一種以商標(biāo)Delrin出售的乙?；芰?。該環(huán)優(yōu)選為實(shí)心的但是可以為層狀的或者類似的結(jié)構(gòu)。
這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子獲得足夠的離心速度后，支架和處理單元如圖所示會(huì)在離心力的作用下自然的向外擺動(dòng)。當(dāng)支架和處理單元處于此位置時(shí)，傾注環(huán)24通過(guò)致動(dòng)螺線管26而升高以便隨著轉(zhuǎn)子的減速接合處理單元的上緣。因此傾注環(huán)將處理單元保持在所期望的定向中，從而在處理單元的一個(gè)腔室中的上層液體受重力作用而流入其它腔室內(nèi)。
支架20設(shè)計(jì)為保持處理單元22(見圖4)，以使得該處理單元的上邊緣30或其部分在支架20頂部的上方延伸從而在傾注環(huán)24處于如圖2和3所示的升高位置并且轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速率降低時(shí)接合該傾注環(huán)24。這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速率降低時(shí)，支架20和處理單元開始朝向垂直方位樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但是此樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由于傾注環(huán)24和處理單元的上邊緣30之間的接合而停止。這使得在處理單元的一個(gè)腔室內(nèi)的上層清液流入到其它腔室內(nèi)。
由于當(dāng)處理單元的上緣30接合傾注環(huán)24時(shí)轉(zhuǎn)子仍在旋轉(zhuǎn)，必然會(huì)由于摩擦而產(chǎn)生磨損。盡管如此，由于傾注環(huán)的制造材料比處理單元的材料堅(jiān)硬，因而磨損發(fā)生在上邊緣30的一個(gè)磨損的部分。因?yàn)樵撎幚韱卧且淮涡允褂玫牟⑶覍?duì)于每個(gè)處理只使用一次，因此該磨損是可接受的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，外殼6由隔離器支撐件32支撐在基底4上。該隔離器支撐件32通過(guò)例如螺釘34固定到基底4上，并且從基底4延伸以接合基本上與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)平面38對(duì)準(zhǔn)的外殼的部分36。通過(guò)這種配置，使得用于抵抗由于轉(zhuǎn)子中的不平衡而導(dǎo)致的力而由隔離器支撐件32施加力與由于轉(zhuǎn)子中的不平衡而導(dǎo)致的力相互對(duì)準(zhǔn)，并且由此不會(huì)在轉(zhuǎn)軸或者馬達(dá)上產(chǎn)生扭矩。這就降低了所需要的各個(gè)部件的強(qiáng)度。
旋轉(zhuǎn)平面38可定義為包含有用于支架20的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接點(diǎn)的平面。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然旋轉(zhuǎn)平面可能難以精確定位，但是該概念指的是存在一個(gè)所述力可被認(rèn)為通過(guò)其發(fā)生作用的有效的旋轉(zhuǎn)平面。而且，對(duì)于不同的血液量或者不同的血液濃度特性(血細(xì)胞比容)該平面的位置會(huì)發(fā)生變化。優(yōu)選地，考慮到各種不同的參數(shù)，該平面最易于發(fā)生的位置與隔離器的有效抵抗點(diǎn)相對(duì)準(zhǔn)。盡管如此，當(dāng)有效旋轉(zhuǎn)平面與抵抗點(diǎn)之間的垂直距離較小時(shí)，仍會(huì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的直徑是18英寸，并且有效旋轉(zhuǎn)平面和隔離器之間的最大垂直距離是5毫米，且更優(yōu)選為2毫米。
在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)支撐件32均為由例如薄金屬或者塑料制成的中空直立件，并且在其上表面包括隔離墊圈40。圓柱套筒42由該墊圈固定。螺栓等穿過(guò)外殼的部分36以將外殼緊固在墊圈的內(nèi)部并且該螺栓被容納在套筒42內(nèi)。還設(shè)置有減振墊圈以用于抵抗由轉(zhuǎn)子施加在外殼上的力。隔離器可通過(guò)商業(yè)途徑獲得，并且其提供商之一為賓夕法尼亞州伊利的Lord公司。優(yōu)選由彈性材料制成的支撐腿44用于將基底支撐在水平面上。
隔離器支撐件32的高度使得外殼和墊圈之間的連接基本上與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)平面38相對(duì)準(zhǔn)。因此，墊圈中的摩擦力可抵抗由轉(zhuǎn)子中的不平衡產(chǎn)生的力，并且這些力的對(duì)準(zhǔn)可避免在馬達(dá)上產(chǎn)生扭矩從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的修改對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種離心分離機(jī)，包括基底、安裝馬達(dá)的外殼、以可旋轉(zhuǎn)方式安裝在所述馬達(dá)上的轉(zhuǎn)子，以及在所述基底和所述外殼之間延伸的支撐件，其中所述支撐件在一定位置接合所述外殼，該位置與因所述轉(zhuǎn)子的不平衡而引起的由所述轉(zhuǎn)子所施加的力相對(duì)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的離心分離機(jī)，其中所述支撐件包括與所述外殼相接合的彈性元件。
3.一種離心分離機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、以可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式與所述轉(zhuǎn)子連接并適于容納處理單元的支架、相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子可移動(dòng)的的傾注環(huán)，其用于使得所述支架和處理單元保持在期望的定向中，其中所述傾注環(huán)接合所述處理單元的一個(gè)部分以便將所述處理單元保持在期望的定向中。
4.一種一次性使用的處理單元，具有至少兩個(gè)用于容納待處理液體的腔室、為每個(gè)所述腔室提供無(wú)菌接觸的頂蓋、以及適于接合固定環(huán)從而將所述一次性使用的處理單元保持在期望的定向中的可磨損部分。
全文摘要
一種離心分離機(jī)(2)，具有用于容納一次性使用的處理單元(22)的轉(zhuǎn)子(18)。該離心分離機(jī)構(gòu)造成以便馬達(dá)(12)與外殼(6)相連接，并且該外殼支撐在基底(4)上。該基底與外殼之間連接有隔振器(32)，且隔振器定位成以使其有效作用線與轉(zhuǎn)子的有效旋轉(zhuǎn)平面相對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明另一特征，通過(guò)垂直移動(dòng)但不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的傾注環(huán)(24)，處理單元被固定在傾注位置。在傾注過(guò)程中傾注環(huán)與處理單元的頂部相接合并且其磨損是最小的。
文檔編號(hào)B04B9/12GK1674997SQ03818606
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者詹姆斯·R·埃爾斯沃斯, 保羅·麥戈文 申請(qǐng)人:豐收技術(shù)股份有限公司