專利名稱：差動離心分離系統上的分離盤結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及血液離心分離技術，特別是涉及到ー種血液連續離心分離的分離盤，配合一次性使用分離軟袋使用，更容易體現差動離心分離的優勢，提高血液成分自動化單采的工作效率。
背景技術：
無論是科學研究還是醫學臨床實踐或是エ業生產，以及更多的場合，都需要將血液分離，如從全血分離出單一成分，通常使用離心法從血液中分離出各種單一成分，用于臨床治療、科學研究或制備原料等場合。最常見的是將全血通過離心分離系統分離出紅細胞、粒細胞、單核細胞、血小板和血漿，或將解凍后的冷凍紅細胞洗滌分離出紅細胞和洗滌液。連續離心分離系統的工作原理是上述系統的主要結構包括有離心機、輸液泵和 控制器裝置；通過與輸液泵連接的輸液管路將血液引入離心機上分離鼓內的軟袋中，高速旋轉分離鼓，并帶動該軟袋同步高速旋轉，其內的血液受到離心カ場的不同作用導致血漿和血球等有形成分作離心沉降運動，且按各自密度或比重或沉降系數的大小分層；當達到離心沉降平衡時，從徑向的圓周面至軸心由密度高到低富集排列形成同心圓狀的各單一成分層，然后利用輸液泵再將分離的単一成分層抽取出來。血液単一成分在該系統中實現連續采集是通過密閉的軟管提供旋轉動力并起到連續輸入和抽出的作用，軟管的一端與分離鼓內的分離軟袋連通，隨分離鼓高速轉動，軟管的另一端固定在支架上，因此，軟管一端旋轉一端固定，其中間有ー盤管結構來實現軟管解旋解纏，使得在旋轉狀態下可將全血輸入至旋轉的分離鼓內，并從旋轉的分離鼓內抽出血漿及血球等単一成分。分離鼓，即分離盤，與盤管結構相結合實現了血液連續離心分離。現有技術中涉及到應用于血液連續離心分離設備上的分離盤和盤管結構的主要有美國專利US5360542。在該專利中，分離盤為ー個圓筒形結構，稱為分離鼓，其內有ー個圓筒形的腔隙，軟袋放在圓形腔隙內實現血液的離心分離；盤管結構包括有底架，可旋轉的頂部支架，頂部支架上懸吊分離鼓，一根軟管自機箱處固定穿過頂部支架側面的兩個軸承后伸入到分離鼓底部，其軟管的端部為一方形頭，伸入到分離鼓中心軸處的方形槽內。軟管為中空構造，其內有數根輸送管路，同時實現動カ提供和液體輸送功能。基于上述的結構，動力使頂部支架旋轉，帶動軟管解旋而產生扭動力，并將此動カ傳輸至分離鼓使之產生同向轉動，進而實現血液連續離心分離過程。中國專利申請200710046991. 7中披露了另外ー種結構形式的分離盤。該專利中指出多細胞成分混合液體分離系統上的分離盤，包括耐用的硬底盤和一次性使用的軟袋，硬底盤上是由內芯和底座組成的圓形盤，在內芯和底座之間形成一段繞該硬底盤圓心軸ー周的、且首部和尾部不封閉的連續腔隙，軟袋為設有進、出液管的單腔結構，該軟袋可置入所述的腔隙中。由于所述的連續腔隙內各處的離心力不一致，因此在離心カ持續作用下，混合液體各成分在軟袋內呈分段分布狀態，可以從上述分段內提取相應的單一成分。上述的內芯相當于所述的內分離筒、底座相當于所述的外分離筒。上述的硬底盤也即是分離盤。無論是國外專利還是國內專利，都采用了分離盤加軟袋的方式，軟袋為一次性使用的耗材部件。這兩種形式的分離盤在實際使用過程中由于血液分離的設計思路不同，前者為同心圓設計，后者為非同心圓設計，后者的分離效率較前者有很大的提高。后者雖在硬底盤和分離軟袋的設計較為巧妙，且在實踐中有一定的效果，但仍然有改進設計的余地。
實用新型內容本實用新型的目的在于對現有技術進行改進設計，以求提高血液離心分離的效率。本實用新型的分離盤結構設計更為合理，內分離筒和外分離筒之間配合更為緊密，與一次性使用分離軟袋的配合也更為實用，連續離心分離的總體效率進ー步提高。為了達到上述發明目的，本實用新型提供了如下技術方案一種差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在于，所述的分離盤包括內分離·筒和外分離筒，所述的內分離筒同軸固定于外分離筒的內腔中，所述外分離筒的內腔壁與內分離筒的外側壁之間為分離盤的分離腔隙，該分離盤的外分離筒的內腔壁曲面在垂直于旋轉軸的平面上投影的曲線以極坐標表示如下
R + Ih(θ — )十(bj — )θ, — h-β' + 1\θ θ G \θχ, Θ-；)ηθ) ^<R + h3(o~ θα )—b2 + ιφοε[θ2, a)
R + ih (.. ^ ~ )^ [^3 其中，極坐標的極點O為旋轉軸與所述平面的交點，極坐標的極軸L為極點到曲線起始端方向的射線，極坐標角度的正方向為順時針方向，r為曲線上任意一點的極徑，R為曲線最遠端的極徑，Q1*曲線起始端的極角，其值為本極坐標系的O度，θ2為曲線與血漿分離因素臨界半徑^交點的極角，血漿分離因素臨界半徑^為轉速確定下単位時間內血漿分離所需最小離心半徑，03為ー個極角，其值為Θ 2的I. 5 3. 5倍，94為曲線最遠端的極角；在所述的分離腔隙內，[θ1； θ2)是血漿區，[Θ 2，Θ 3)是混沌區，[Θ 3, Θ J是血球區，h為血漿區的曲線系數，b2為混沌區的曲線系數，b3為血球區的曲線系數；所述內分離筒的外側壁底端設有ー沿徑向外延伸的凸起部，該凸起部邊緣的曲面形式與所述外分離筒內腔壁曲面形式相同，以使分離腔隙底端厚度均勻，當內分離筒同軸固定于外分離筒時，該內分離筒外側壁底端凸起部與外分離筒內腔壁底端相楔合，形成半封閉狀態的分離腔隙。在本實用新型差動離心分離系統上的分離盤結構中，所述的內分離筒的外側壁與外分離筒的內腔壁具有相同的曲面形式。在本實用新型差動離心分離系統上的分離盤結構中，所述的內分離筒的外側壁與外分離筒的內腔壁具有不同的曲面形式。在本實用新型差動離心分離系統上的分離盤結構中，所述的內分離筒的外側壁曲面在垂直于旋轉軸的平面上投影的曲線或者為螺旋線、或者為圓弧線、或者是橢圓弧線，或者為分段曲線。在本實用新型差動離心分離系統上的分離盤結構中，所述的分段曲線是連續的多段曲線，多段曲線中的曲線形式或者為螺旋線、或者為圓弧線、或者是橢圓弧線。在本實用新型差動離心分離系統上的分離盤結構中，所述的內分離筒的外側壁曲面起始和結尾兩端及底端凸起部設有多個用于與一次性使用的分離軟袋上固定孔配合的固定柱。基于上述技術方案，本實用新型的分離盤結構在實踐應用中具有如下技術效果I.本實用新型屬于是對中國專利201020293871. 4和200710046991. 7中離心分離盤的進ー步改進設計。在本實用新型的設計中，對分離盤中內分離筒和外分離筒的曲面形式以及其之間構成的分離腔隙進行優化，根據具體的實驗數據逐漸修正以達到實用。本實用新型的關鍵是根據血液連續離心分離過程中分層情況，將分離腔隙的曲面設計成連續多段式，并對每段的曲度優化，以求達到血液各種成分分段分區的最佳分布狀態，實現高效連續采集。根據實驗數據，該連續式多段曲面體較現有技術中的分離腔隙結構的分離效率顯著提高，從而反映出本實用新型的優點。2.本實用新型的分離盤設計了半封閉式的分離腔隙，使一次性使用分離軟袋與之 更易貼合，安裝使用中更加便宜安全，本實用新型主要是在內分離盤上設計了徑向向外漸變的凸起部，該凸起部在運行中把持住位于分離腔隙內的分離軟袋，使其不發生位移，提高使用中的安全系數。3.為了防止分離軟袋在分離盤高速運轉時可能發生位置相對滑動而影響安全，本實用新型特意在內分離筒上設計了固定柱，與分離軟袋上的固定孔相對應，二者配合即可解決分離軟袋位置滑動的問題，提高了分離盤的運行安全性。
圖I是血液差動離心系統的結構示意圖。圖2是本實用新型的分離盤結構示意圖。圖3是本實用新型的分離盤結構中內分離筒的外側壁與外分離筒的內腔壁曲面形式相同時分離腔隙的結構示意圖。圖4是本實用新型的分離盤結構中內分離筒的外側壁與外分離筒的內腔壁曲面形式不同時分離腔隙的結構示意圖。圖5是本實用新型的分離盤結構中內分離筒的結構示意圖。圖6是本實用新型的分離盤結構中外分離筒的結構示意圖。圖7是本實用新型的分離盤結構中內外分離筒裝配后立體結構示意圖。圖8是本實用新型的分離盤結構在應用中的血液分段分區狀況示意圖。圖9是本實用新型的內分離筒外側壁凸起部的軸向剖面示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例來對本實用新型用于血液連續離心分離的分離盤結構做進一步的詳細闡述，以求更為明晰地理解本實用新型的結構形式和具體工作流程，但不能以此來限制本實用新型的保護范圍。在本實用新型應用到血液連續離心分離的差動離心系統中，目的是從全血中分離出血漿和血球等有形成分。血液差動離心系統的主要結構包括剛性支架A、分離盤B、軟管C和快卸裝置D，如圖I所示。剛性支架A底端設有帶動其繞自身軸線旋轉的動力裝置，由動カ裝置提供剛性支架A自轉的動力。分離盤B由同旋轉軸心的內分離筒和外分離筒組成。所述的內外分離筒之間為ー個曲面體分離腔隙，該分離腔隙的形狀由外分離筒內腔壁和內分離筒外側壁的曲面形式所決定，是差動離心系統的核心所在，它決定了血液連續離心分離的效率和質量。分離盤B通過ー個快卸裝置D可旋轉固定在剛性支架A上。在該分離腔隙內可容納一次性使用的分離軟袋，該分離軟袋的形狀與分離腔隙的形狀相適應，并便于放置；分離軟袋在前部、中部和后部分別設置有三根輸液管路，并與軟管C相連接。軟管C 一端連接于內分離筒的軸線部位，穿過位于剛性支架A上的旋轉限位裝置后，其上端固定于剛性支架的頂部的離心分離盤的軸線延長線上，軟管C在這端是固定的，使其無法繞軟管自身軸線旋轉，另一端是同軸固定在分離盤上。在連續離心分離系統工作時，這種差動結構使軟管在限位下公轉，同時通過旋轉機構使軟管解旋，而解旋就是軟管與分離盤相連接的一端產生自轉，由于解旋是在公轉基礎上，這樣會以2倍公轉的轉速帶動分離盤同速轉動，以達到血液連續離心力分離的目的。上述結構已在先前專利申請201020293871.4中已經提及，其大致結構如圖I所示，此處不再詳述。本實用新型的主要內容就是對上述分離盤的結構進ー步改進設計，使得其在實際應用中更加高效合理，分離效率和分離質量大幅度提高。在本實用新型用于血液連續離心分離的分離盤結構中，如圖2所示，所述的分離盤結構包括內分離筒和外分離筒，所述的內分離筒同軸固定于外分離筒的內腔中，所述外分離筒的內腔壁與內分離筒的外側壁之間為分離盤結構的分離腔隙，其內可容納一次性使用的分離軟袋。內分離筒、外分離筒以及兩者組合式的情況如圖5、圖6、圖7所示。所述分離盤的外分離筒內腔壁的曲面在垂直于旋轉軸的平面上投影的曲線以極坐標表示如下
權利要求1.一種差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在于，所述的分離盤包括內分離筒和外分離筒，所述的內分離筒同軸固定于外分離筒的內腔中，所述外分離筒的內腔壁與內分離筒的外側壁之間為分離盤的分離腔隙，該分離盤的外分離筒的內腔壁曲面在垂直于旋轉軸的平面上投影的曲線以極坐標表示如下
2.根據權利要求I所述的差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在于，所述的內分離筒的外側壁與外分離筒的內腔壁具有相同的曲面形式。
3.根據權利要求I所述的差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在于，所述的內分離筒的外側壁與外分離筒的內腔壁具有不同的曲面形式。
4.根據權利要求3所述的差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在于，所述的內分離筒的外側壁曲面在垂直于旋轉軸的平面上投影的曲線或者為螺旋線、或者為圓弧線、或者是橢圓弧線，或者為分段曲線。
5.根據權利要求4所述的差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在干，所述的分段曲線是連續的多段曲線，多段曲線中的曲線形式或者為螺旋線、或者為圓弧線、或者是橢圓弧線。
6.根據權利要求I所述的差動離心分離系統上的分離盤結構，其特征在于，所述的內分離筒的外側壁曲面起始和結尾兩端及底端凸起部設有多個用于與一次性使用的分離軟袋上固定孔配合的固定柱。
專利摘要本實用新型涉及到一種差動離心分離系統上的分離盤結構，該分離盤包括內分離筒和外分離筒，內分離筒同軸固定于外分離筒的內腔中，外分離筒的內腔壁為曲面形式，內分離筒的外側壁為與外分離筒的內腔壁曲面形式相同或不同，外分離筒的內腔壁與內分離筒的外側壁之間為分離盤的分離腔隙，該分離腔隙為一曲面體結構，其內可容納一次性使用的分離軟袋。本實用新型簡化了血液連續離心分離的分離盤結構，使安裝分離軟袋更為簡便，使用更為安全。
文檔編號B04B7/08GK202606296SQ20122000532
公開日2012年12月19日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者經建中, 唐海波, 劉繼純, 陸永建 申請人:金衛醫療科技(上海)有限公司