活塞式微型过滤泵制造技术

一种针对实验室使用而设计的活塞泵式微型自动抽排过滤机。在导流管、单向阀及活塞、小型容液筒组成的液体单向转运管路中加装带过滤膜的过滤器完成过滤，利用单向阀将吸液管路及排液管路分开，由活塞往返运动直接提供液体转运动力；利用丝杆-螺母传动，将电动机机轴的转动转变为活塞的直线运动；吸液及排液过程可独立控制调节；用细绳将换向开关与活塞运动关联来自动切换电动机的通电方向而变换其转向，形成活塞自动往返运动实现吸液及排液过程的自动循环。使用时只需连接导流管、安装过滤器，然后通电、调节排液速度即可。体积小重量轻，操作简便，工作效率高，且兼具其他用途，较其他过滤设备更适用于实验室过滤。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种针对实验室使用而设计的活塞泵式微型自动抽排过滤机。在导流管、单向阀及活塞、小型容液筒组成的液体单向转运管路中加装带过滤膜的过滤器完成过滤，利用单向阀将吸液管路及排液管路分开，由活塞往返运动直接提供液体转运动力；利用丝杆-螺母传动，将电动机机轴的转动转变为活塞的直线运动；吸液及排液过程可独立控制调节；用细绳将换向开关与活塞运动关联来自动切换电动机的通电方向而变换其转向，形成活塞自动往返运动实现吸液及排液过程的自动循环。使用时只需连接导流管、安装过滤器，然后通电、调节排液速度即可。体积小重量轻，操作简便，工作效率高，且兼具其他用途，较其他过滤设备更适用于实验室过滤。【专利说明】活塞式微型过滤泵
本专利技术涉及一种自动过滤装置，利用电力驱动活塞自动往返而抽排液体，在此过 程中实现过滤并能直接分装收集液。体积小重量轻，使用操作简便，较现有其他装置更适用 于实验室过滤。
技术介绍
在医疗、科研、教学等领域的实验室工作中经常需要对一些液体进行过滤以除菌 除杂，而且有时必须在超净工作台内进行无菌操作使收集液无微生物污染。人工无菌过滤 的惯常方法是在超净工作台内用注射器抽取需过滤的液体，安装上带有滤膜的一次性过滤 器（出厂时无菌处理过，内含具微孔的滤膜)，然后用力向无菌处理过的试剂瓶内压出，再取 下过滤器，抽取需过滤的液体，压出，如此循环。随着过滤的进行，由于微生物及其他颗粒物 的沉积在过滤器滤膜上导致阻力越来越大，排压动作将变得越来越吃力，速度越来越低。人 工过滤过程中需要反复接触过滤器及试剂瓶，存在污染液体及碰翻试剂瓶等风险，因此需 要特别小心，而这也降低了工作效率。 人工无菌过滤费时费力效率低下又有风险，因此人们考虑了利用及专利技术一些省力 省时的方法或装置，但现有的这些方法或装置均具有明显缺陷或不足。生活用过滤机往往 具备克服阻力能力弱或较笨重、无法装配实验室用过滤膜、清洁难度大等缺点，满足不了实 验室过滤的要求。工业用自动过滤机功率强大效率高，但体积大且成本高能耗高，而实验室 专用的过滤膜或过滤器又难与之匹配，因此工作量相对较小但要求过滤高的实验室过滤一 般也不考虑采用。为实验室过滤设计生产的自动过滤机按工作原理及结构特点可分为两 类：桶式压滤机和泵式过滤机。使用桶式正压过滤机时要先安装上大面积型过滤膜，将欲 过滤的液体装入过滤机，然后密封、通电，利用动力系统产生的压力将液体通过过滤膜压出 (人工正压过滤机还需要人工充气产生高压)。桶式压滤机的不足是：由于需要先盛装待过 滤液体再加高压，体积较大搬运安放不便；过滤桶下的支撑脚高度使盛装收集液的容器高 度受限，往往需要再分装；滤膜安放及拆卸、机器内部清洁的过程烦琐；滤膜及安放滤膜的 部位不能或难以达到无菌要求，不能保证收集液无菌。因此桶式压滤机在无菌要求严格时 不甚理想。泵式过滤机的特点是机器内不安装大型容器，不需进行液体装载。泵式过滤机 可分为负压泵和正压泵。在使用负压泵过滤时，依次连接负压机(真空泵、抽吸机等)、中转 容器、过滤器、导流管、盛装待过滤液体的容器，利用抽气在中转容器中所产生的负压来抽 吸液体的过程完成过滤。负压抽吸只能产生低于大气压的压强差，要产生足够大的抽吸作 用克服过滤膜阻力及管道阻力需要大功率动力机，因此过滤用负压机往往体积较大，而整 个连接所占空间大；要保证连接的气密性必须用配套专用的中转容器及瓶塞、接口，因此中 转容器内的收集液需要再次分装；有严格无菌要求时，整个装置要搬运至超净工作台内使 用，中转容器瓶塞及接口需要预先进行清洁及高压灭菌等处理。整个操作显得烦琐而效率 不突出，因此过滤用负压机也不是理想的自动化无菌过滤装置。正压泵如蠕动泵或涡扇泵 在液体转运中完成过滤时，如果管道进气会影响机器工作，而小型泵因功率受限具有克服 阻力能力低而效率低下的弱点，大型泵也有体积大能耗高而能量利用率低的缺陷，因此这 两种泵一般不用做过滤机；利用打气筒原理的装置人工进行活塞式抽吸-排压循环完成过 滤时，需要与之配套的桌面或超净工作台固定装置或措施而使用受到一定限制，而由人力 工作的方式也正是其需要改进之处。 基于现有的实验室用过滤机的这些缺陷或不足，出于性价比考虑人们往往不购置 这些设施，甚至有在购买了这些装置后很少使用的现象。特别是在有严格无菌要求的过滤 中，人们很少使用过滤机而依旧采用人工过滤。因此设计制造出外观更轻巧、操作更简便、 特别是能满足无菌要求的自动过滤机仍然具有实际意义。
技术实现思路
为彻底取代费时费力效率低下又有风险的人工无菌过滤除杂方式，以及克服现有 过滤机体积较大、使用不简便、不适宜无菌过滤的缺陷，设计成一种体积小、操作简便、工作 效率高且能适应无菌要求的自动过滤机。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：结合泵式过滤机连续转运而不需加 装液体的特点和立桶式压滤机克服阻力能力强的优势，设计成电动自动往返活塞式抽排过 滤机。为达到减小装置体积及重量的目的，不在装置内设大型容器，而是在导流管、单向阀、 小型容液筒及活塞组成的液体单向转运管路中加装过滤膜完成过滤，由单向阀将吸液管路 与排液管路分开，由电力驱动的活塞直接提供液体转运及过滤动力。通过齿轮及丝杆-螺 母、导轨，将电动机机轴的转动转变为活塞的直线运动，获得均匀的推动作用克服过滤过程 中的阻力。通过细绳连接将换向开关与活塞的运动关联而自动切换直流电动机的通电方向 以变换其转向，使活塞进行自动往返运动，实现吸液及排液过程的自动循环。吸液及排液过 程可独立控制，排液工作电路连接调速器以及整流二极管以调节排液速度而不影响吸液速 度，以利调整液体转运系统内压力的同时提高工作效率。 本专利技术的有益效果是：该装置体积小重量轻，可方便地搬运安放及放入超净工作 台使用；操作控制简便，过滤时只需装上过滤器、连接好导流管，然后通电、调整排液速度 即可；结构简单，清洁维护方便；输出推力强劲，工作效率高。完全满足医疗、科研、教学等 领域实验室进行高效率过滤除菌除杂的要求。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术的结构、运行原理、使用方法进一步说明。 图1是活塞泵式液体单向转运过滤原理图。F为内有过滤膜的过滤器(简称过滤 器，虚线表示带孔的过滤膜)），Vi、Vo分别为吸液、排液管路的单向阀，FC为小型容液筒(简 称容液筒)，P为活塞，箭头表示液体流向。 图2是本专利技术的整体结构图。1、2、3、4、5、6、7均为固定及支撑板(简称固定板)，8 为丝杆，9为轴承，10为主动齿轮,11为从动齿轮,12为螺母,13为连接板，14为直线光轴。 Μ为直流电动机，S为连接细绳，K为换向开关。虚线表示封装界线。 图3是电路示意图。粗线代表接电源正极端，细线代表接电源负极端，Μ为电动机， R为调速电位器，D为整流二极管。虚线以上为排液工作电路（F0C)，虚线以下为吸液工作 电路（FIC)，左上角为由桥式整流器及限流电阻、发光二极管组成的电压监控电路(可选择 连接与否)。 图4是自动换向原理图。P为活塞柄，K为换向开关，S为连接细绳，13为连接板， 水平虚直线表示连接板3的运动轨迹和范围，箭头指向K的拨棒位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞式微型过滤泵，在由导流管、单向阀及小型容液筒、活塞组成的液体单向转运管路中加装过滤膜，由电力驱动活塞进行往返运动完成过滤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘双喜，施静，
申请(专利权)人：刘双喜，施静，
类型：发明
国别省市：湖北;42