多通道過濾器組件以及相關設備的製作方法

2023-11-08 13:53:57 2

專利名稱：多通道過濾器組件以及相關設備的製作方法
技術領域：
本實用新型一般地涉及與樣品製備、輸送和/或測試或分析過程相關的介質或流體的過濾。更具體地，本實用新型涉及提供多個過濾元件和相關的流體流動通道的過濾器組件，以及用於用新的過濾元件在線(in-line)更換用過的過濾元件的設備和方法。
背景技術：
各種類型的過濾元件被用於過濾流動通過流體處理系統的流體管線的介質或流體。流體處理系統可以被提供用於涉及ー種或多種液體相樣品製備、轉移和/或分析任務的處理中的任意ー種。一些實例包括高通過量液體樣品化驗、溶解測試和各種類型的色譜、光譜和光譜測量。過濾元件通常被在線安裝在這樣的系統中。為此，每ー個過濾元件可以被単獨地容納在一定類型的過濾單元中，所述過濾単元裝配有適用於耦合到有流體在其中流動的流體管線以及從該流體管線脫離的接頭。美國專利No. 6，490，782描述了過濾單元的ー個實例，其通過引用被全文併入本文。這類過濾單元具有聚合物殼體，該殼體包圍標準的盤狀過濾元件，並且提供Luer型陰陽接頭形式的出口和入口。在任何一個過濾単元中，過濾元件具有有效的使用壽命。就是說，在使用一段時間之後，退化、堵塞以及其他狀況使得過濾元件的有效性降低到使得過濾元件必須被替換的程度。更換過濾元件所引起的停機時間和勞カ業已導致自動化過濾器更換設備(諸如上述的美國專利No. 6，490，782所公開的)的開發。美國專利No. 6，490, 782的已知過濾器更換設備能夠將多個Luer型過濾單元f禹合到多通道流體處理系統的相應數量的各個流體管線上，並且在一個過濾器更換過程中將多個過濾単元用新的過濾單元更換。但是，因為各個過濾單元分別具有複雜的幾何形狀，並且必須由過濾更換設備単獨地操作、移動和耦合到流體管線，所以過濾器更換設備的機構和構件相對複雜，並且過濾器更換設備體積較龐大，並且佔據大量的臺面空間。而且，過濾單元通常以其中各個過濾単元的入口最初與相鄰過濾単元的入口相連接的垂直堆疊的形式設置。這些堆疊被裝載到已知的過濾器更換設備中，所述過濾器更換設備被配置用於將最底部的過濾單元從堆疊脫離並且將其運輸到流體管線已進行在線耦合。過濾單元從入口到出口具有相當的長度。因此，僅僅少量的過濾單元的堆疊就具有相當大的高度，並且當被裝載到已知的過濾器更換設備上吋，佔據相當大的垂直空間。為了增加可用於替換的過濾單元的數量，已知過濾器更換設備提供多個過濾單元堆疊可以被裝載在其上的轉盤。但是，轉盤增大了過濾器更換設備的佔地面積，並且増加其複雜度。鑑於上述問題，需要提供改進的用於容納過濾元件的過濾單元以及在在線過濾系統的情況下用於替換過濾元件的設備和方法。

實用新型內容為了全部或部分解決上述問題和/或本領域技術人員可能已經觀察到的其他問題，本申請提供了各種方法、エ藝、系統、設備、儀器和/或裝置，如以如下闡明的實施方式舉例說明的。根據ー個實施方式，過濾器組件包括殼體和多個過濾元件。所述殼體包括第一外表面；與所述第一外表面平行並沿第一軸線與所述第一外表面間隔開的第二外表面；多個處於所述第一外表面和所述第二外表面之間的內腔；多個流體入口孔；以及多個流體出口孔。每ー個內腔包括沿垂直於所述第一軸線的第二軸線存在的第一內表面、平行於所述第一內表面的第二內表面以及從所述第二內表面沿所述第一軸線延伸的過濾器支撐件。每ー個內腔具有沿所述第一軸線的腔高度和大於所述腔高度的沿所述第二軸線的腔直徑。所述流體入口孔從所述第一外表面延伸到所述第一內表面。所述流體出ロ孔從所述第二內表面延伸到所述第二外表面。所述過濾元件分別布置在各個所述內腔中、與各個過濾器支撐件接觸。每ー個過濾元件具有小於所述腔高度的沿所述第一軸線的過濾器厚度。每ー個過濾元件分別將各個所述內腔間隔成處於所述第一內表面和所述過濾元件之間的腔入口部分和處於所述過濾元件和第二內表面之間的腔出ロ部分。所述殼體建立多個流體流動通道，所述多個流體流動通道分別從所述入口孔、通過所述腔入口部分、通過所述過濾元件、通過 所述腔出ロ部分、到達所述出ロ孔。在所述腔入口部分和所述腔出ロ部分中，每ー個流體通道包括沿第二軸線的橫向流體流動構件。根據另ー實施方式，提供了一種過濾流體的方法。過濾器組件被裝載到過濾設備中。所述過濾器組件包括多個形成在整體殼體中的內腔以及多個分別布置在各個內腔中的過濾元件。裝載過濾器組件使得過濾器組件的多個流體入口孔與過濾設備的多個相應的流體入口耦合件連通，並且使得過濾器組件的多個流體出口孔與過濾設備的多個相應的流體出ロ耦合件連通，從而建立通過過濾器組件的多個單獨的流體流動通道。每ー個流體流動通道分別從所述流體入口耦合件通過流體入口孔、通過內腔包含通過布置在其中的過濾元件、通過所述流體出ロ孔，行進到所述流體出ロ耦合件。流體流過兩個或更多個流體流動通道，其中，該兩個或更多個流體流動通道中的每ー個中的流體經過相應的過濾元件，由此被過濾。根據另ー實施方式，過濾設備包括入口槽、過濾器耦合組件以及驅動板。入口槽被構造用於接收板狀過濾器組件的堆疊。所述過濾器組件可以是本文所公開的類型的過濾器組件，其中每ー個過濾器組件包含多個單獨的流體流動通道和多個相應的過濾元件。過濾器耦合組件包括多個流體入口耦合件和多個流體出ロ耦合件，並且可在非耦合位置和耦合位置之間移動。在所述非耦合位置，所述流體入口耦合件和所述流體出ロ耦合件彼此間隔開並且限定其尺寸適於接收過濾器組件的過濾器耦合區域。在所述耦合位置，所述流體入ロ耦合件和所述流體出口耦合件被配置用幹與所述過濾器組件的相應的流體流動通道以流體密封方式連通。驅動板可在過濾器裝載位置、過濾器耦合位置和過濾器彈出位置之間移動。在所述過濾器裝載位置，所述驅動板被配置用於從所述入口槽接收組件。在所述過濾器耦合位置，所述驅動板被配置用於將所述過濾器組件的所述流體流動通道定位在所述流體入口耦合件和所述流體出ロ耦合件之間的所述流體耦合區域中。在所述過濾器彈出位置，所述驅動板被配置用於將所述過濾器組件從所述驅動板彈出。在考察了附圖和下面的詳細描述之後，本領域技術人員將清楚本實用新型的裝置、設備、系統、方法、特徵和優點。所有這些附加的的裝置、設備、系統、方法、特徵和優點意在被包括在本說明書中，落入本實用新型的範圍內，並受所附權利要求保護。
參考附圖可以更好地理解本實用新型。附圖中的構件不一定是按比例的，而重點在於說明本實用新型的原理。在不同的附圖中，類似的參考標號表示相應的部件。圖I是從入口側觀察的根據ー個實施方式的多通道過濾器組件的實施例的透視圖。圖2是從出ロ側觀察的圖I中所示的過濾器組件的透視圖。圖3是沿ー對相應的流體入口和出口孔剖切的圖I和2中所示的過濾器組件的一部分的橫截面圖。圖4是沿穿過內腔以示出過濾器支撐件的橫斷面所取的過濾器組件的一部分的橫截面透視圖。圖5是可以與本文所公開的過濾器組件結合使用的過濾設備的實施例的透視圖，其中，所述過濾器設備處於過濾器裝載位置。圖6是沿圖5中所示橫軸所取的、圖5中所示過濾設備的橫截面圖。圖7是處於過濾器耦合位置的過濾設備的透視圖。圖8是處於在線耦合位置的過濾器耦合組件的橫截面透視圖。圖9是處於過濾器彈出位置的過濾器耦合組件的透視圖。圖10是過濾器組件和相關的過濾設備可以在其中運行的操作環境或系統的實施例的示意圖。
具體實施方式在本申請的上下文中，術語「流體」 一般是指液相材料。術語「流體」和「液體」可被互換使用。液相材料或液體可以是任何液體，諸如溶液、懸浮液、漿液、多相混合物等等，並且可以包含氣體組分(例如氣泡)和/或固體組分(例如顆粒或微粒)。在本申請的上下文中，術語「分析物」 一般是指任何感興趣的樣品分子或化合物，就是說，期望對其進行諸如色譜、光譜或光譜測量分析之類的分析的分子或化合物。下面將參考圖1-10更詳細地描述本文所公開的主題的實施方式的實施例。圖I和2是從根據ー個實施方式的多通道過濾器組件(或過濾器)100的實施例的相反兩側觀察的透視圖。過濾器組件100大致包括可以是整體(即，單件)結構的殼體102。殼體102可以通過任何合適的手段來製造或組裝，並且可以由兩個或更多個起始件來製造或組裝。但是，完全製成或組裝好的殼體102就殼體102以及其所有的構件或內容物可以作為一個單元一起移動而言是ー個整體。而且，殼體102可以被設計為是一次性的，因此無需被拆解。在典型的實施方式中，殼體102具有聚合物組成。在一個非限制性實施例中，殼體102可以由環狀聚烯烴共聚物組成。殼體102 —般包括第一外表面104、相反的第ニ外表面204以及第一外表面104和第二外表面204之間的側表面108,所述側表面108限定殼體102的厚度或高度，其可以對應於過濾器組件100的總厚度或總高度。若干流體入ロ孔112被從第一外表面104形成在殼體102中，並且相應數量的流體出ロ孔212被從第ニ外表面204形成在殼體102中。相應數量的內腔302 (圖3)被形成在殼體102內，第一外表面104和第二外表面204之間。每ー個流體入口孔112和相應的流體出口孔212與一個內腔302連通。在本實施例中，過濾器組件100分別包含8個流體入口孔112、8個流體出口孔212和8個內腔302，因此提供8個單獨的從入口側(即，第一外表面104)穿過殼體102到達出口側(即，第二外表面204)的流體流動通道。在其他實施方式中，過濾器組件100可以提供多於或少於8個的流體流動通道。過濾元件304(圖3)被布置在各個內腔302中，用於過濾流動通過各個流體流動通道的流體。第一外表面104和第二外表面204是平面的(即，平坦的)，並且彼此平行。在圖2所示的實施例中，第二外表面204包括多個包圍各個流體出口孔212和內腔302的分立部分216，其中，相鄰的分立部分216由凸肋218連接。這些部分216是共面的，並且共同形成第二外表面204。或者，第二外表面204可以像第一外表面104—祥是不間斷的。流體入口孔112和流體出口孔212可以被排列成ニ維陣列或圖案，即排列成多於I行和多於I列。如圖所示，一行可以與相鄰一行偏移。此構造允許流體入口孔112、流體出口孔212、內腔302和其相關的過濾元件304能夠緊湊地排列在一起，因此使得多通道過濾器組件100的總佔地面積最小。 圖3是沿ー對相應的流體入口孔112和出ロ孔212剖切的過濾器組件100的一部分的橫截面圖，由此示出了過濾器組件100所提供的若干単獨的流體流動通道中的ー個。為了參考的目的，圖3指定了第一軸線或平面306 (或厚度方向)和垂直於第一軸線或平面306的第二軸線或平面308 (或橫向方向)。從圖3來看，並且沿過濾器組件100的典型但非限制性的定向，第一軸線306是垂直軸線，第二軸線308是水平軸線。內腔302被形成在殼體102中、各個流體入口孔112和流體出ロ孔212之間。在典型的實施方式中，流體入口孔112、內腔302和流體出ロ孔212是沿軸向對齊的。在典型的實施方式中，內腔302是圓柱形的，其高度沿第一軸線306並且直徑沿第二軸線308。腔高度可以處於從例如Imm到IOmm的範圍內，並且腔直徑可以處於從例如5mm到30mm的範圍內。在典型的實施方式中，腔高度小於腔直徑。內腔302是有界的，並且其高度由第一內表面312和與第一內表面312軸向間隔開並面對第一內表面312的第二內表面314限定。內腔302是進ー步有界的，並且其直徑由側內表面316限定。流體入口孔112從第一外表面104延伸到第一內表面312。流體出ロ孔212從第二內表面314延伸到第二外表面204，並可以與流體入口孔112沿軸向對齊。過濾元件(或過濾膜)304被布置在各個內腔302中。過濾元件304被製成一定的尺寸並被定位，以處於通過過濾器組件100的流體流動通道中，即處於流體入口孔112和流體出口孔212之間，由此使得流動通過內腔302的流體必須通過過濾元件304的厚度，從而被過濾。在典型的實施方式中，過濾元件304是盤狀的，具有沿第一軸線306的厚度和沿第ニ軸線308的直徑。為了保證流動通過內腔302的所有流體受到過濾元件304的作用，過濾器直徑可以基本等於(稍大於、等於或稍小幹)腔直徑。過濾器厚度可以明顯小於腔高度。作為非限制性實施例，過濾器直徑可以在從4_到25_的範圍內，或以其他方式與腔直徑具有基本相同的延伸範圍或跨過大部分腔直徑，並且過濾器厚度通常為微米數量級，例如
O.05 μ m。通過將腔高度尺寸設計為大於過濾器厚度，內腔302提供了流體沿第一軸線306以及第ニ軸線308流動通過的空間，由此值得作用於流體的過濾元件304的橫截面積量最大。為此，過濾元件304可以安置在或安裝到位於內腔302中的過濾器支撐件320上。過濾器支撐件320可以具有任何使得過濾元件304將內腔302分隔成處於第一內表面312和過濾元件304 —側(入口側)之間的腔入口部分324和處於第二內表面314和過濾元件304相反ー側(出ロ側)之間的腔出ロ部分326的構造。過濾器支撐件320可以例如被構造為與流體出ロ孔212共軸的環,或如在所示的實施例中,包括為流體流動通過腔出ロ部分326提供通路的結構特徵。因此，對於由過濾器組件100建立的各個流體流動通道，流體沿著沿第一軸線(箭頭330)的方向流動通過流體入口孔112並進入腔入口部分324。流動通過腔入口部分324的流體既具有沿第一軸線(箭頭330)的流動分量又具有沿第二軸線(箭頭332)的流動分量。以此方式，流動通過腔 入口部分324的流體被沿徑向向外(相對於第一軸線306)地分配，從而接觸過濾元件304的內側的全部或大部分。流體隨後通過過濾元件304的厚度，並且所得的經過濾的流體進入腔出口部分326。像腔入口部分324—祥，流動通過腔出口部分326的流體既具有沿第一軸線306又具有沿第二軸線308的流動分量(沒有示出)。這樣，通過過濾元件304的所有流體被引向流體出ロ孔212，而不會回流通過過濾元件304，並且通過流體流動通道的連續流動被維持，並且背壓的發展被最小化或避免。過濾器支撐件320可以被構造為具有通路，以促進從過濾元件304的所有區域發源的經過濾的流體朝向流體出ロ孔212行進。流體隨後沿第一軸線306 (箭頭338)流動通過流體出ロ孔212。在其他實施方式中，過濾器組件100可以還包括處於腔入口部分324中的結構特徵(沒有示出)，該結構特徵有助於流體徑向向外地在整個過濾元件304上分配，以使得流體接觸的過濾材料的量最大。過濾元件304的組成和孔結構將依賴於將被過濾的流體的類型。作為非限制性實施例，過濾元件304可以由聚四氟こ烯(PTFE，例如TEFLON )，玻璃纖維，聚偏氟こ烯(PVDF)等構成。在典型但非限制性的實施方式中，過濾元件304的孔結構在從O. I μ m到100 μ m的範圍內，典型的實例為O. 22μπι和O. 45 μ m。圖4是沿穿過內腔302中的一個以示出過濾器支撐件320的橫斷面(垂直於第ー軸線306)所取的過濾器組件100的一部分的從頂部觀察的橫截面透視圖。如在本實施例中所示的，過濾器支撐件320可以包括諸如支撐壁402的結構特徵。支撐壁402可以彼此間隔開，從而限定用於流體從過濾元件304通過腔出口部分326流到流體出口孔212的通路。支撐壁402或其他結構特徵可以被構造成提供任何合適的通路圖案，該通路圖案有效地接收過濾元件304過濾的流體並將經過濾的流體引向流體出口孔212。如在本實施例中所示的，通路可以包括徑向通路406 (相對於第一軸線306徑向定向)和/或非徑向通路410 (相對於第一軸線306非徑向地定向)。徑向通路406和/或非徑向通路410中的ー些或全部可以與流體出ロ孔212直接連通，而其他徑向通路406和/或非徑向通路410可以經由其與其他通路的直接連通而與流體出ロ孔212間接連通。在圖4中具體示出的實施例中，非徑向通路410是與流體出ロ孔212同軸的曲線通路。更具體地，非徑向通路410形成與徑向通路406直接連通的圓形通路的同心圖案，而徑向通路406又與流體出ロ孔212直接連通。此圖案可以例如通過如下來實現將過濾器支撐件320分隔成形狀為扇形的並包含圓形通路的多個支撐區414，每ー個支撐區414由限定出徑向通路406的間隙與相鄰的支撐區414間隔開。將會理解的是，過濾器支撐件320可以被構造來提供各種其他的通路圖案。非徑向通路的另ー實施例是多條直的通路，其中，所述多條直的通路從流體出口孔212向外以徑向間隔彼此間隔開。這樣的直的通路可以是切向的，即，沿著與流體出口孔212同軸的圓相切的直線，或者可以相對於這樣的切線成角度。直的通路可以被排列成與圖4中所示的曲線通路相似的圖案，並且與過濾器支撐件320的支撐區414之間限定的徑向通路406連通。非徑向通路的另ー實施例是ー個或多個與流體出ロ孔212連通的螺旋通路。過濾器組件100可以一般被描述為板狀或平面構造。例如，在圖示的實施例中，第一外表面104的長度和寬度都明顯大於殼體102的厚度。過濾器組件100的板狀或平面構造有利於將若干過濾器組件100以外表面方式疊加方式連續地堆疊在一起，即使得ー個過濾器組件100的第一外表面104與相鄰過濾器組件100的第二外表面204相鄰接。通過這樣的構造，若干過濾器組件100可以作為低外型的堆疊被一起存儲和運輸。過濾器組件100的堆疊可以被容易地裝載到可以與諸如下面描述的過濾設備一起提供或安裝到所述過濾設備的存料盒、容器或其他保持裝置中。每ー個過濾器組件100也可以佔據較小的佔地面積。例如，第一外表面104的面積可以在從9000到12000mm2的範圍內。姆一個過濾器組件100的較小的佔地面積加上低高度外型允許過濾器組件100的ー個堆疊能夠提供大量的可用於流體過濾系統的過濾元件304，而不會佔據大量的空間。作為實例，每ー個過濾器組件100的厚度或高考(例如，殼體102的高度或厚度)可以在從4mm到20mm的範圍內，並且在另ー實例中，在從4mm到6mm的範圍內。因此,考慮4mm到6mm的後一清形，例如，十個過濾器組件100 (每ー個包含8個過濾元件304)的堆疊將佔據處於從40mm到60mm的範圍內總高度，並且佔據ー個過濾器組件100的佔地面積，但是提供總共8個可用的過濾元件304。為了便於以一致方式堆疊過濾器組件100，每ー個過濾器組件100可以包括使得過濾器組件100非対稱的結構特徵，諸如在殼體102的邊緣上的切ロ，或如圖I和2中所示的斜切邊緣110。或者，每ー個過濾器組件100可以包括印刷的特徵，諸如處於對於所有過濾器組件100而言相同的位置處的點或線。圖5是可以與本文所公開的過濾器組件100結合使用的過濾設備500的實施例的透視圖。圖6是沿圖5中所示的第二(橫)軸線308所取的過濾設備500的橫截面圖。過濾設備500可以被構造用於將過濾器組件100的流體通道與任何需要流體的運輸和過濾的系統相關的流體管線(管道、導管等)在線耦合。這樣的系統的實施例是流體取樣系統，在該系統中，流體是溶解介質，該溶解介質必須被準備、過濾並運輸到樣品目的地(例如，級分收集器或其他類型的樣品收集器、色譜儀的樣品注射器、用於光學光譜分析的樣品池或流動池等)，以準備對於溶解在該溶解介質中的分析物的分析。過濾設備500也可被構造用於用新的過濾器組件100更換用過的過濾器組件100，即使得用過的過濾器組件100脫離流體管線，用於新的過濾器組件100替換用過的過濾器組件100，並將新的過濾器組件100與流體管線耦合。相應地，過濾設備500也可以被稱作過濾器耦合設備或過濾器更換設備。過濾設備500可以被構造用於以自動化的方式執行過濾器耦合/脫離和過濾器更換。在圖示的實施例中，過濾設備500包括框架502，所述框架502具有任何適用於支撐過濾設備500的各種構件的構造。框架502以包括或支撐基部504。ー對沿第二軸線308伸長的平行支撐塊(或驅動板引導508)被安裝到基部504上。支撐塊508包括彼此相對 的各自的軌道，其中，驅動板512被支撐於該軌道中。驅動板512可在軌道中沿著第二軸線308在前進和後退兩個方向上在基部504上方移動。驅動板512可以被電動機516 (可逆步進電動機)經由通過任何合適的安裝特徵518(例如螺栓)連接到驅動板512上的任何合適的聯動件(linkage)驅動，以沿著軌道移動(平移)。在本實施例中，聯動件包括被電動機516驅動以圍繞第二軸線308旋轉的絲槓620以及與驅動板512連接並被絲槓620沿第ニ軸線308驅動的滑架622。驅動板512被構造來接納並運載單個過濾器組件100。為此，驅動板512可以包括具有任何合適構造的過濾器組件支座。在圖示的實施例中，過濾器組件支座被設置為形成在驅動板512中的驅動板開ロ 532。驅動板開ロ 532可具有足夠大以容納過濾器組件100的佔地面積(平面面積)的面積，並且高度與過濾器組件100的高度相似。過濾設備500可被構造來接納過濾器組件100的堆疊632。為了使得過濾設備500的佔地面積最小，過濾器組件100可以垂直定向被堆疊在一起，並且垂直堆疊632沿圖6中的箭頭634所示的垂直方向裝載或安裝到過濾設備500上。為了便於以與驅動板開ロ 532正確對齊的方式接納過濾器堆疊632，過濾設備500可以包括安裝在支撐塊508上的進料槽538，所述進料槽538具有足夠大的開ロ以容納過濾器組件100的佔地面積。進料槽538可以足夠深以支撐過濾器組件的整個堆疊632，或者可以被構造用於接納或耦合到將過濾器組件100作為堆疊632保持在一起的存料盒(沒有示出)。過濾設備500還包括安裝到框架502 —端的過濾器耦合組件550。過濾器耦合組件550包括多個流體入口耦合件554和多個流體出ロ耦合件656，所述多個流體入口耦合件554和多個流體出ロ耦合件656被配置用於分別與相應數量的流體入口管線和流體出ロ管線(例如，管子、導管等，其沒有被示出)連接。在圖6的橫截面圖中示出了僅僅ー對相應的流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656。流體耦合區域658在軸向上處於流體入ロ耦合件554和流體出ロ耦合件656之間。雖然在本實施例中，流體入口耦合件554位於流體耦合區域658上方並且流體出ロ耦合件656位於流體耦合區域658下方，但是在其他實施方式中，這些各自的位置可以被顛倒。流體耦合區域658大致處幹與驅動板512相同的平面中。通過這樣的構造，過濾設備500可以致動驅動板512，以將過濾器組件100裝載到流體耦合區域658中，並且致動過濾器耦合組件550，以使得流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656分別與過濾器組件100的流體入口孔112和流體出口孔212(圖1_3)連通。在本實施方式中，與過濾器組件100的流體連接通過可被描述為壓緊動作的手段(例如，通過沿著第一軸線306沿ー個方向(箭頭662)朝向過濾器組件100移動流體入口耦合件554並且沿著第一軸線306沿相反方向(箭頭664)朝向過濾器組件100移動流體出ロ耦合件656)來實現。流體入口耦合件554和流體出口耦合件656可被電動機568 (例如，可逆步進電動機)經由任何合適的聯動件驅動以移動，所述聯動件被構造來將電動機568的軸的旋轉轉換為流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656沿各自軸向方向662，664的線性平移。在本實施例中，流體入口耦合件554被安裝在流體入口塊672的一部分中或被形成為流體入口塊672的一部分，而流體出ロ耦合件656被安裝在流體出ロ塊674的一部分中或被形成為流體出ロ塊674的一部分。流體入口塊672和流體出ロ塊674與連接到電動機568的聯動件的一部分連通(要麼直接連通要麼通過諸如板576，578的其他結構間接連通)，或者形成所述聯動件的一部分。板576，578具有孔洞，其中，流體入ロ管線和流體出ロ管線可以通過所述孔洞分別與流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656連接。在ー個實施方式中，電動機568圍繞第一軸線306驅動絲槓(沒有示出)，並且板576，578被耦合到絲槓上，使得在耦合期間絲槓沿ー個方向的旋轉導致板576，578分別沿相対的方向662，664朝向過濾器組件100移動，而在脫離期間絲槓沿相反方向的旋轉導致板576，578分別沿相對的方向662,664遠離過濾器組件100移動。過濾器耦合組件550因此可在圖6所示的非耦合(或非夾緊，或非連接)位置和耦合(或夾緊，或連接)位置之間移動。在非耦合位置，過濾器耦合組件550準備在流體入ロ耦合件554和流體出ロ耦合件656之間所限定的過濾器耦合區域658中接納過濾器組件100。在非耦合位置，在流體入口耦合件554和流體入口孔112 (圖I和3)之間以及在流體出ロ耦合件656和流體出口孔212(圖2和3)之間都不存在流體連接，不管過濾器組件100是否已經被裝載到過濾器耦合區域658中。在耦合位置，流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656已經分別與流體入口孔112和流體出口孔212流體密封配合(fluid-tightregistryノ。在本實施方式中，過濾設備500 (特別是驅動板512)可在過濾器裝載位置、過濾器耦合位置和過濾器彈出位置之間移動。圖5和6示出了過濾器裝載位置。在過濾器裝載位置，驅動板開ロ 532與加料槽538對齊。因此，當過濾器堆疊632被裝載在加料槽538中吋，最底部的過濾器組件100能夠落入到驅動板開ロ 532中。圖7是處於過濾器耦合位置的過濾設備500的透視圖。在從過濾器裝載位置移動到過濾器耦合位置的過程中，驅動板512沿著第二軸線308沿朝向過濾器耦合組件550的方向(箭頭708)平移，同時運載驅動板開ロ 532中的過濾器組件100。驅動板512被平移，直到組件到達過濾器耦合位置，在該過濾器耦合位置，過濾器組件100的流體入口孔112和流體出ロ孔212分別與過濾設備500的流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656沿軸向對齊。此時，過濾器耦合組件550被致動，以從非耦合位置移動到耦合位置。在過濾設備500處於過濾器耦合位置(圖7)時，加料槽538中的過濾器堆疊632可以安放在驅動板512上。當驅動板512移動回到過濾器裝載位置(圖5和6)時，過濾器堆疊632的最底部的過濾器組件100可以落入現在與加料槽538對齊的驅動板開ロ 532中。最底部的過濾器組件100到驅動板開ロ 532中的移動可以通過重力來實現，或者可以通過由過濾設備500提供的彈簧偏置或其他機械裝置來輔助。或者，過濾設備500的加料槽538或其他構件，或支撐過濾器堆疊632的存料盒(沒有示出)可以被構造成在驅動板512移動時或處於過濾器耦合位置時將過濾器堆疊的最底部的過濾器組件100保持在驅動板512上方，然後當驅動板512處於過濾器裝載位置時釋放最底部的過濾器組件100。圖8是處於耦合位置的過濾器耦合組件550的橫截面透視圖。流體入口塊672和流體出ロ塊674已經被移動到通過適於實現流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656分別與流體入口孔112和流體出口孔212之間的流體密封連接的任何方式，分別與過濾器組件100的第一外表面104和第二外表面204 (圖1-3)接觸，或者與第一外表面104和第二外表面204的包圍流體入口孔112和流體出ロ孔212的至少一部分接觸。在圖示的實施例中，流體入口塊672和流體出ロ塊674分別包括與流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656分別同軸的可變形密封環854,856,所述可變形密封環854,856與第一外表面104和第ニ外表面204接觸，以確保流體密封連接。第一外表面104和第二外表面204可以或可以不包含構造用於接納密封環854，856的一部分的環形凹槽。如圖8所示，每ー個流體入口、耦合件554或流體出ロ耦合件656可以包括形成在流體入口塊672或流體出ロ塊674中的孔862、嵌入流體入口塊672或流體出口塊674中的流體接頭或連接器864，或這兩者的組合 ο當處於過濾器耦合位置吋，過濾器組件100可操作用於使流體流動通過過濾器組件100的各個流體流動通道，從而使得各個流體流動通道中的流體被過濾器組件100的相應過濾元件304(圖3)過濾。根據被實施的具體過程，流體可以流過任意一個或多個選定 的流體流動通道，並且可以或者同時流過兩個或更多個流體流動通道，或者順序地流過兩個或更多個流體流動通道。在多次使用(過濾周期)之後，可能期望或需要新的過濾元件304來有效地過濾流體。如上面提到的，過濾設備500被構造成以自動方式用新的過濾器組件100更換出用過的過濾器組件100。圖9是處於過濾器彈出位置的過濾設備500的透視圖。為了用新的過濾器組件100替換用過的過濾器組件100，過濾器耦合組件550被致動，以使得流體入口耦合件554和流體出ロ耦合件656分別與流體入口孔112和流體出ロ孔212脫離，在本實施例中，這通過使得流體入口塊672和流體出口塊674 (圖6和8)分別從用過的過濾器組件100的第一外表面104和第二外表面204離地移動。然後，將過濾設備500從過濾器耦合位置移動到過濾器彈出位置。更具體地，驅動板512沿著第二軸線308沿遠離過濾器耦合組件550和進料槽538的方向(箭頭908)平移，從而將用過的過濾器組件100 (仍然被承載在驅動板開ロ 532中)移出過濾器耦合區域658。驅動板512沿該方向908平移，直到用過的過濾器組件100被從驅動板開ロ 532彈出。在本實施例中，驅動板512被移動，直到驅動板開ロ 532與位於過濾器耦合區域658外的過濾器貯藏器(沒有示出)開放連通，由此允許用過的過濾器組件100落入過濾器貯藏器中。隨後，驅動板512可被縮回到過濾器裝載位置(圖5和6)，以從過濾器堆疊632接收新的過濾器組件100，然後移動到過濾器耦合位置(圖7)，由此新的過濾器組件100準備就緒以被在線耦合(圖8)，進行操作。圖10是過濾器組件100和相關的過濾設備500可以在其中運行的操作環境或系統的實施例的示意圖。操作環境可以例如是多通道流體取樣系統1000。流體取樣系統1000一般可以包括用於提供或製備樣品的流體樣品源1004、用於接收經過濾的樣品的樣品收集設備1008以及流體移動裝置1012，所述流體移動裝置1012用於將流體經過多流體通道從流體樣品源1004通過在過濾設備500中運行的過濾器組件100各自的過濾元件304 (圖5)移動到樣品收集設備1008。圖10示出了作為示例的4個流體通道-如上所述，對於不同通道的數量並沒有限制。在本實施例中，流體取樣系統1000是溶解介質取樣系統，其中，流體樣品源1004是溶解測試設備，樣品收集設備1008是配置用於接收準備用於分析的樣品的任何裝置或樣品目的地(例如，級分收集器或其他類型的樣品收集器、色譜儀的樣品注射器、用於光譜分析的樣品池或流動池等)，並且流體移動裝置1012是適用幹與包含過濾設備500的溶解介質取樣系統一起工作的任何多通道泵(例如，注射泵、蠕動泵等)。如本領域技術人員所理解的，溶解測試設備通常被構造用於在溶解測試容器中容納的溶解介質中溶劑各種劑型(例如，片劑、膠囊、經皮藥膏、脈管支架、接觸鏡、可植入醫療裝置或假體等等)。溶解測試設備因此準備各種體積的容納在其容器1016中的流體，可以從該流體抽取樣品試樣，用於過濾、收集和分析。待過濾的流體(或液體樣品基質)因此通常包含溶解介質(例如，溶剤、PH緩衝液等等)、來自劑型的溶解在溶解介質中的分析物(例如，治療活性劑或感興趣的其他化學剤)以及溶解介質中運載的顆粒(例如，賦形劑、填料和/或其他來自於劑型的非分析組分)。過濾器組件100的過濾元件304可以被配置來阻擋顆粒的通過，因為它們一般沒有分析價值並且可能損害由接收流體樣品的分析儀器所執行的分析。在本實施例中，流體移動裝置1012被在線布置在流體樣品源1004和過濾設備500 (及其活性過濾器組件100)之間。多個流體入口管線(例如，通常用於溶解測試或液相色譜的管類)被設置用於將流體通過多個流體通道從流體樣品源1004轉移到過濾設備500。在本實施例中，流體入口管線包括從各個溶解測試容器1016行進到相應的泵単元1024 (例如，注射泵)的流體管線1022，以及從泵單元1024行進到過濾設備500的相應流體入口耦合件554的流體管線1026。相似數量的流體出ロ管線1028從過濾設備500的流體出ロ耦合件656行進到樣品收集設備1008的相應的貯藏器1030，所述樣品收集設備1008 可以例如是樣品容器；通向一個或多個閥的入口端ロ ；隔膜穿刺針；插管；進樣環路等；通向分析裝置的樣品注射端ロ ；分析裝置的樣品池等等。如本領域技術人員所理解的，過濾設備500可以包括控制器(沒有示出)或與流體取樣系統1000在其他地方設置的控制器連通。通常，控制器是基於電子處理器的控制器，其可以是電子硬體、固件、軟體、專用集成電路(ASIC)、計算機等，或被包括於電子硬體、固件、軟體、專用集成電路(ASIC)、計算機等，或者與電子硬體、固件、軟體、專用集成電路(ASIC)、計算機等合作。作為實例，控制器可以控制電動機516，568或過濾設備500的其他驅動裝置或自動裝置。控制器可以同步驅動板512和過濾器耦合組件550的各自操作。為此，控制器可以與配置用於感測過濾設備500的可移動構件中ー些或全部的各種位置的裝置連通。這樣的裝置可以包括例如安裝在過濾設備500上的不同位置處的限位開關、光學傳感器、磁性傳感器等。控制器可以同步過濾設備500和過濾設備500與其合作的系統的其他構件(諸如流體移動裝置1012、溶解測試設備1004的ー個或多個構件、樣品收集設備1008的ー個或多個構件、色譜、光譜或其他分析儀器的一個或多個構件等)的各自操作。與構件、裝置和系統的控制相關的控制器和其他構件不是本文公開的主題的核心，和/或可由本領域技術人員容易地配置和應用，因此在此沒有被詳細描述。一般來說，術語諸如「連通」和「與......連通」(例如，第一構件與第二構件「連
通」)在此被用於表示兩個或更多個構件或要素之間的結構、功能、機械、電學、信號、光學、磁性、電磁、離子或流體方面的關係。因此，一個構件被描述為與第二構件連通這樣的事實不應認為排除了在第一構件和第二構架之間可以存在和/或可操作地聯繫或裝配有其他的構件的可能性。應該理解的是，可以對本實用新型的各種方面或細節進行改變，而不會偏離本實用新型的範圍。此外，前面的描述僅僅是為了說明的目的，而不是為了限制，本實用新型由權利要求限定。
權利要求1.ー種過濾器組件，其特徵在於包括 殼體，所述殼體包括 第一外表面； 第二外表面，所述第二外表面與所述第一外表面平行，並且沿第一軸線與所述第一外表面間隔開； 處於所述第一外表面和所述第二外表面之間的多個內腔，每個內腔包括沿垂直於所述第一軸線的第二軸線而存在的第一內表面、平行於所述第一內表面的第二內表面以及從所述第二內表面沿所述第一軸線延伸的過濾器支撐件，並且每個內腔沿所述第一軸線具有腔高度並沿所述第二軸線具有大於所述腔高度的腔直徑； 分別從所述第一外表面延伸到所述第一內表面的多個流體入口孔；以及分別從所述第二內表面延伸到所述第二外表面的多個流體出ロ孔；以及多個過濾元件，所述多個過濾元件分別布置在相應的所述內腔中並與相應的過濾器支撐件接觸，每個過濾元件沿所述第一軸線具有小於所述腔高度的過濾器厚度，其中， 每個過濾元件分別將相應的所述內腔間隔成處於所述第一內表面與所述過濾元件之間的腔入口部分和處於所述過濾元件與第二內表面之間的腔出ロ部分； 所述殼體建立多個流體流動通道，所述多個流體流動通道分別從所述入口孔通過所述腔入口部分、通過所述過濾元件、通過所述腔出ロ部分而到達所述出ロ孔； 在所述腔入口部分和所述腔出口部分中，每個流體通道包括沿所述第二軸線的橫向流體流動構件。
2.根據權利要求I所述的過濾器組件，其特徵在於每個過濾器支撐件包括多個支撐壁，所述多個支撐壁按照在所述腔出口部分中限定出多個通路的模式彼此間隔開，所述通路在垂直於所述第一軸線的橫向平面中行迸。
3.根據權利要求2所述的過濾器組件，其特徵在於對於每個過濾器支撐件，所述多個通路包括多個相對於所述第一軸線處於徑向方向的徑向通路和多個非徑向通路，並且每個徑向通路與所述流體出口孔以及至少一部分所述非徑向通路連通。
4.根據權利要求3所述的過濾器組件，其特徵在於每個過濾器支撐件包括多個形成為扇形的支撐區，每ー個支撐區與相鄰的支撐區間隔開，以在這兩個支撐區之間限定ー個所述徑向通路，這些支撐區包括相應支撐壁構成的組，所述非徑向通路被限定在各對相鄰支撐壁之間。
5.根據權利要求I所述的過濾器組件，其特徵在於所述殼體沿軸線方向具有從所述第一外表面到所述第二外表面的殼體厚度，並且所述殼體厚度在從4mm到20mm的範圍內。
6.根據權利要求I所述的過濾器組件，其特徵在於所述流體入口孔在所述第一外表面上排列成ニ維陣列，並且所述流體出ロ孔在所述第二外表面上排列成ニ維陣列。
7.—種過濾設備，其特徵在於包括 入口槽，其被構造來接收板狀過濾器組件的堆疊，每個過濾器組件包括多個單獨的流體流動通道和多個相應的過濾元件； 過濾器耦合組件，其包括多個流體入口耦合件和多個流體出口耦合件，並能夠在非耦合位置和耦合位置之間移動，其中，在所述非耦合位置，所述流體入口耦合件和所述流體出ロ耦合件彼此間隔開並限定出尺寸適於接收過濾器組件的過濾器耦合區域，在所述耦合位置，所述流體入口耦合件和所述流體出口耦合件被配置成與所述過濾器組件的相應的流體流動通道以流體密封方式連通；以及 驅動板，其可在過濾器裝載位置、過濾器耦合位置和過濾器彈出位置之間移動，其中，在所述過濾器裝載位置，所述驅動板被配置成從所述入口槽接收過濾器組件，在所述過濾器耦合位置，所述驅動板被配置成將所述過濾器組件的所述流體流動通道定位在所述流體入口耦合件與所述流體出口耦合件之間的過濾器耦合區域中，在所述過濾器彈出位置，所述驅動板被配置成將所述過濾器組件從所述驅動板彈出。
8.根據權利要求7所述的過濾設備，其特徵在於所述驅動板包括被配置來接收和承載過濾器組件的過濾器組件支座，其中，在所述過濾器裝載位置，所述過濾器組件支座與所述入口槽對齊，在所述過濾器耦合位置，所述過濾器組件支座處於所述過濾器耦合區域中， 在所述過濾器彈出位置，所述驅動板處於所述過濾器耦合區域的外部。
9.根據權利要求8所述的過濾設備，其特徵在於所述過濾器組件支座是驅動板開ロ。
專利摘要本實用新型涉及多通道過濾器組件以及相關設備。過濾器組件包括殼體和過濾元件。殼體包括處於第一外表面和第二平行外表面之間的內腔、流體入口孔和流體出口孔。每個內腔包括將內腔間隔成腔入口部分和腔出口部分的過濾元件。殼體建立多個流體流動通道，其分別從入口孔通過腔入口部分、通過過濾元件、通過腔出口部分到達出口孔。在腔入口部分和腔出口部分中，每個流體通道包括橫向流體流動構件。過濾器組件可被裝載到過濾設備中，從而建立通過過濾器組件的多個單獨的流體通道。流體可以流過兩個或更多個流體流動通道，其中各流體流動通道中的流體經過過濾元件並由此被過濾。
文檔編號B01D35/02GK202387288SQ201120478148
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月22日 優先權日2010年12月22日
發明者傑裡米·菲特韋德特 申請人:安捷倫科技有限公司