活塞式微型過濾泵的制作方法
【專利摘要】一種針對實(shí)驗(yàn)室使用而設(shè)計(jì)的活塞泵式微型自動抽排過濾機(jī)。在導(dǎo)流管、單向閥及活塞、小型容液筒組成的液體單向轉(zhuǎn)運(yùn)管路中加裝帶過濾膜的過濾器完成過濾，利用單向閥將吸液管路及排液管路分開，由活塞往返運(yùn)動直接提供液體轉(zhuǎn)運(yùn)動力；利用絲桿-螺母傳動，將電動機(jī)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊闹本€運(yùn)動；吸液及排液過程可獨(dú)立控制調(diào)節(jié)；用細(xì)繩將換向開關(guān)與活塞運(yùn)動關(guān)聯(lián)來自動切換電動機(jī)的通電方向而變換其轉(zhuǎn)向，形成活塞自動往返運(yùn)動實(shí)現(xiàn)吸液及排液過程的自動循環(huán)。使用時(shí)只需連接導(dǎo)流管、安裝過濾器，然后通電、調(diào)節(jié)排液速度即可。體積小重量輕，操作簡便，工作效率高，且兼具其他用途，較其他過濾設(shè)備更適用于實(shí)驗(yàn)室過濾。
【專利說明】活塞式微型過濾泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自動過濾裝置，利用電力驅(qū)動活塞自動往返而抽排液體，在此過 程中實(shí)現(xiàn)過濾并能直接分裝收集液。體積小重量輕，使用操作簡便，較現(xiàn)有其他裝置更適用 于實(shí)驗(yàn)室過濾。

【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)療、科研、教學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室工作中經(jīng)常需要對一些液體進(jìn)行過濾以除菌 除雜，而且有時(shí)必須在超凈工作臺內(nèi)進(jìn)行無菌操作使收集液無微生物污染。人工無菌過濾 的慣常方法是在超凈工作臺內(nèi)用注射器抽取需過濾的液體，安裝上帶有濾膜的一次性過濾 器（出廠時(shí)無菌處理過，內(nèi)含具微孔的濾膜)，然后用力向無菌處理過的試劑瓶內(nèi)壓出，再取 下過濾器，抽取需過濾的液體，壓出，如此循環(huán)。隨著過濾的進(jìn)行，由于微生物及其他顆粒物 的沉積在過濾器濾膜上導(dǎo)致阻力越來越大，排壓動作將變得越來越吃力，速度越來越低。人 工過濾過程中需要反復(fù)接觸過濾器及試劑瓶，存在污染液體及碰翻試劑瓶等風(fēng)險(xiǎn)，因此需 要特別小心，而這也降低了工作效率。
[0003] 人工無菌過濾費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率低下又有風(fēng)險(xiǎn)，因此人們考慮了利用及發(fā)明一些省力 省時(shí)的方法或裝置，但現(xiàn)有的這些方法或裝置均具有明顯缺陷或不足。生活用過濾機(jī)往往 具備克服阻力能力弱或較笨重、無法裝配實(shí)驗(yàn)室用過濾膜、清潔難度大等缺點(diǎn)，滿足不了實(shí) 驗(yàn)室過濾的要求。工業(yè)用自動過濾機(jī)功率強(qiáng)大效率高，但體積大且成本高能耗高，而實(shí)驗(yàn)室 專用的過濾膜或過濾器又難與之匹配，因此工作量相對較小但要求過濾高的實(shí)驗(yàn)室過濾一 般也不考慮采用。為實(shí)驗(yàn)室過濾設(shè)計(jì)生產(chǎn)的自動過濾機(jī)按工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為兩 類：桶式壓濾機(jī)和泵式過濾機(jī)。使用桶式正壓過濾機(jī)時(shí)要先安裝上大面積型過濾膜，將欲 過濾的液體裝入過濾機(jī)，然后密封、通電，利用動力系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力將液體通過過濾膜壓出 (人工正壓過濾機(jī)還需要人工充氣產(chǎn)生高壓)。桶式壓濾機(jī)的不足是：由于需要先盛裝待過 濾液體再加高壓，體積較大搬運(yùn)安放不便；過濾桶下的支撐腳高度使盛裝收集液的容器高 度受限，往往需要再分裝；濾膜安放及拆卸、機(jī)器內(nèi)部清潔的過程煩瑣；濾膜及安放濾膜的 部位不能或難以達(dá)到無菌要求，不能保證收集液無菌。因此桶式壓濾機(jī)在無菌要求嚴(yán)格時(shí) 不甚理想。泵式過濾機(jī)的特點(diǎn)是機(jī)器內(nèi)不安裝大型容器，不需進(jìn)行液體裝載。泵式過濾機(jī) 可分為負(fù)壓泵和正壓泵。在使用負(fù)壓泵過濾時(shí)，依次連接負(fù)壓機(jī)(真空泵、抽吸機(jī)等)、中轉(zhuǎn) 容器、過濾器、導(dǎo)流管、盛裝待過濾液體的容器，利用抽氣在中轉(zhuǎn)容器中所產(chǎn)生的負(fù)壓來抽 吸液體的過程完成過濾。負(fù)壓抽吸只能產(chǎn)生低于大氣壓的壓強(qiáng)差，要產(chǎn)生足夠大的抽吸作 用克服過濾膜阻力及管道阻力需要大功率動力機(jī)，因此過濾用負(fù)壓機(jī)往往體積較大，而整 個(gè)連接所占空間大；要保證連接的氣密性必須用配套專用的中轉(zhuǎn)容器及瓶塞、接口，因此中 轉(zhuǎn)容器內(nèi)的收集液需要再次分裝；有嚴(yán)格無菌要求時(shí)，整個(gè)裝置要搬運(yùn)至超凈工作臺內(nèi)使 用，中轉(zhuǎn)容器瓶塞及接口需要預(yù)先進(jìn)行清潔及高壓滅菌等處理。整個(gè)操作顯得煩瑣而效率 不突出，因此過濾用負(fù)壓機(jī)也不是理想的自動化無菌過濾裝置。正壓泵如蠕動泵或渦扇泵 在液體轉(zhuǎn)運(yùn)中完成過濾時(shí)，如果管道進(jìn)氣會影響機(jī)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點(diǎn)，大型泵也有體積大能耗高而能量利用率低的缺陷，因此這 兩種泵一般不用做過濾機(jī)；利用打氣筒原理的裝置人工進(jìn)行活塞式抽吸-排壓循環(huán)完成過 濾時(shí)，需要與之配套的桌面或超凈工作臺固定裝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進(jìn)之處。
[0004] 基于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室用過濾機(jī)的這些缺陷或不足，出于性價(jià)比考慮人們往往不購置 這些設(shè)施，甚至有在購買了這些裝置后很少使用的現(xiàn)象。特別是在有嚴(yán)格無菌要求的過濾 中，人們很少使用過濾機(jī)而依舊采用人工過濾。因此設(shè)計(jì)制造出外觀更輕巧、操作更簡便、 特別是能滿足無菌要求的自動過濾機(jī)仍然具有實(shí)際意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為徹底取代費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率低下又有風(fēng)險(xiǎn)的人工無菌過濾除雜方式，以及克服現(xiàn)有 過濾機(jī)體積較大、使用不簡便、不適宜無菌過濾的缺陷，設(shè)計(jì)成一種體積小、操作簡便、工作 效率高且能適應(yīng)無菌要求的自動過濾機(jī)。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：結(jié)合泵式過濾機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)而不需加 裝液體的特點(diǎn)和立桶式壓濾機(jī)克服阻力能力強(qiáng)的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)成電動自動往返活塞式抽排過 濾機(jī)。為達(dá)到減小裝置體積及重量的目的，不在裝置內(nèi)設(shè)大型容器，而是在導(dǎo)流管、單向閥、 小型容液筒及活塞組成的液體單向轉(zhuǎn)運(yùn)管路中加裝過濾膜完成過濾，由單向閥將吸液管路 與排液管路分開，由電力驅(qū)動的活塞直接提供液體轉(zhuǎn)運(yùn)及過濾動力。通過齒輪及絲桿-螺 母、導(dǎo)軌，將電動機(jī)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊闹本€運(yùn)動，獲得均勻的推動作用克服過濾過程 中的阻力。通過細(xì)繩連接將換向開關(guān)與活塞的運(yùn)動關(guān)聯(lián)而自動切換直流電動機(jī)的通電方向 以變換其轉(zhuǎn)向，使活塞進(jìn)行自動往返運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)吸液及排液過程的自動循環(huán)。吸液及排液過 程可獨(dú)立控制，排液工作電路連接調(diào)速器以及整流二極管以調(diào)節(jié)排液速度而不影響吸液速 度，以利調(diào)整液體轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)內(nèi)壓力的同時(shí)提高工作效率。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：該裝置體積小重量輕，可方便地搬運(yùn)安放及放入超凈工作 臺使用；操作控制簡便，過濾時(shí)只需裝上過濾器、連接好導(dǎo)流管，然后通電、調(diào)整排液速度 即可；結(jié)構(gòu)簡單，清潔維護(hù)方便；輸出推力強(qiáng)勁，工作效率高。完全滿足醫(yī)療、科研、教學(xué)等 領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行高效率過濾除菌除雜的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、使用方法進(jìn)一步說明。
[0009] 圖1是活塞泵式液體單向轉(zhuǎn)運(yùn)過濾原理圖。F為內(nèi)有過濾膜的過濾器(簡稱過濾 器，虛線表示帶孔的過濾膜)），Vi、Vo分別為吸液、排液管路的單向閥，F(xiàn)C為小型容液筒(簡 稱容液筒)，P為活塞，箭頭表示液體流向。
[0010] 圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。1、2、3、4、5、6、7均為固定及支撐板(簡稱固定板)，8 為絲桿，9為軸承，10為主動齒輪,11為從動齒輪,12為螺母,13為連接板，14為直線光軸。 Μ為直流電動機(jī)，S為連接細(xì)繩，K為換向開關(guān)。虛線表示封裝界線。
[0011] 圖3是電路示意圖。粗線代表接電源正極端，細(xì)線代表接電源負(fù)極端，Μ為電動機(jī)， R為調(diào)速電位器，D為整流二極管。虛線以上為排液工作電路（F0C)，虛線以下為吸液工作 電路（FIC)，左上角為由橋式整流器及限流電阻、發(fā)光二極管組成的電壓監(jiān)控電路(可選擇 連接與否)。
[0012] 圖4是自動換向原理圖。P為活塞柄，K為換向開關(guān)，S為連接細(xì)繩，13為連接板， 水平虛直線表示連接板3的運(yùn)動軌跡和范圍，箭頭指向K的撥棒位置所接通的工作電路。細(xì) 實(shí)線表示連接板位于左右兩個(gè)極限位置時(shí)連接板13、P、K、S的位置及狀態(tài)。
[0013] 圖5是裝置外觀及使用方法示意圖。粗部分線表示裝置封裝后的外觀，其中方框 表示封裝盒體，面板上a、b、c、d依次為：排液調(diào)速旋鈕、電動機(jī)工作電壓指示燈、開關(guān)、直流 電源接口，Z為支撐臺。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 1、在活塞泵式液體單向轉(zhuǎn)運(yùn)過程中完成過濾以減小裝置體積并利于直接分裝。 為減小體積，本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置在工作時(shí)不將欲過濾的液體全部裝載，而是構(gòu)造一個(gè) 循環(huán)進(jìn)行的開路單向轉(zhuǎn)運(yùn)過程：將導(dǎo)流管、過濾器F、單向閥Vi及Vo、小型容液筒如圖1連 接，Vi導(dǎo)通流向指向容液筒內(nèi)，Vo導(dǎo)通流向指向容液筒外。因此兩個(gè)單向閥的使用使液體 的流入(又稱進(jìn)樣、吸液）和排出得以分別在兩個(gè)管路內(nèi)完成。當(dāng)活塞P向上運(yùn)動時(shí)，在FC 內(nèi)高壓的作用下，液體經(jīng)Vo、F及導(dǎo)流管排出FC外，構(gòu)成排液管路，在此過程中完成過濾；當(dāng) 活塞向下運(yùn)動時(shí)，在FC內(nèi)低壓的作用下，液體經(jīng)導(dǎo)流管、Vi流入FC內(nèi)，完成液體引入，構(gòu)成 吸液管路。將Vi及Vo所連導(dǎo)流管分別插入待過濾的液體和分裝容器內(nèi)，只要活塞能循環(huán) 往返運(yùn)動，吸液、排液過程就能反復(fù)交替進(jìn)行，并完成過濾、分裝。
[0015] 較小型蠕動泵及小型渦扇泵，本發(fā)明采用小型活塞泵的主要優(yōu)勢是：克服阻力能 力強(qiáng)，即使在慢速推動下也可產(chǎn)生很大推力，在液流管路中存在氣體時(shí)依然可以完成進(jìn)樣 和過濾。
[0016] 2、用絲桿-螺母傳動通過活塞將電動機(jī)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槲杭芭乓哼^程。 如圖2(內(nèi)部結(jié)構(gòu)的正視效果，為圖樣簡潔連接固定用螺釘均未繪出），固定板1、2、3、4、 5、6、7之間用螺釘連接固定，構(gòu)成整個(gè)裝置的機(jī)架。容液筒FC用螺釘固定在固定板2及3 上。電動機(jī)Μ用螺釘固定在固定板4及固定板6上，絲桿8通過軸承9固定在固定板6上 (軸承內(nèi)外均用過盈配合)只能轉(zhuǎn)動而不能進(jìn)行軸向(水平)移動。齒輪10和11分別與Μ機(jī) 軸和絲桿8過盈配合，10和11嚙合，因此Μ的軸轉(zhuǎn)動時(shí)絲桿8也會轉(zhuǎn)動。螺母12套在絲 桿8上，活塞Ρ與螺母12均用螺釘固定在連接板13上。兩根直線光軸14構(gòu)成螺母12-連 接板13-活塞Ρ組件的運(yùn)動導(dǎo)軌：光軸14穿過連接板13上的孔（間隙配合），兩端插入固 定板3及固定板6內(nèi)（3及6上相應(yīng)位置開不貫通的孔），與絲桿8平行且對稱分布在其兩 偵h因此當(dāng)電動機(jī)Μ通過齒輪10和11帶動絲桿8轉(zhuǎn)動時(shí)，螺母12-連接板13-活塞Ρ組件 不能轉(zhuǎn)動而只能沿光軸14滑動，形成直線運(yùn)動。當(dāng)Μ機(jī)軸反復(fù)變換旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，活塞Ρ將 進(jìn)行往返運(yùn)動，完成吸液、排液的循環(huán)。
[0017] 本發(fā)明采用絲桿-螺母傳動法將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，其優(yōu)勢是：只要電動機(jī)轉(zhuǎn) 動平穩(wěn)則活塞的運(yùn)動速度及能產(chǎn)生的力量就能均勻，且由于直流電動機(jī)轉(zhuǎn)向可方便調(diào)控 (變換通電方向即可)，因此可以方便地實(shí)現(xiàn)對活塞的往返行程的獨(dú)立自由控制(詳細(xì)實(shí)施 方法見【具體實(shí)施方式】3和4)。用普通偏心輪、活塞-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)或其他正弦機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 活塞往返運(yùn)動均不具備絲桿-螺母法的上述兩個(gè)優(yōu)勢。用心形線凸輪加活塞導(dǎo)軌的方法雖 然也可以實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動速度及推力的平穩(wěn)，但獨(dú)立自由地控制活塞的往返行程的方法復(fù)雜 一些；同時(shí)這種方法還需要較大的輪盤轉(zhuǎn)動范圍而不利于小型化設(shè)計(jì)。用活塞柄上加齒條 用電動機(jī)機(jī)軸上齒輪驅(qū)動的方法的主要不足是：低齒短齒距的齒輪及齒條不耐磨損，而用 高齒長齒距的齒輪齒條則活塞運(yùn)動速度及推力不夠均勻。
[0018] 讓電動機(jī)和溶液筒FC及活塞軸線平行并位于固定板6的同側(cè)，有利于減小整個(gè)裝 置的長度。
[0019] 3、獨(dú)立控制吸液和排液過程以便控制管路壓力及提高工作效率。
[0020] 通電方向相反時(shí)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向也會相反，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)控制電路圖3 : 由于與電源的正負(fù)極接法相反，通過使用雙刀四擲換向開關(guān)K，電動機(jī)Μ可從同一電源獲得 不同方向的通電，且每次只有一個(gè)回路導(dǎo)通；切換換向開關(guān)Κ的通電位置即能實(shí)現(xiàn)電動機(jī) 轉(zhuǎn)向的切換，反復(fù)切換Κ的通電位置即可完成吸液和排液過程的循環(huán)。由于吸液管路沒有 過濾膜產(chǎn)生的阻力，而高的吸液速度總是有利于提高過濾效率，因此讓吸液過程處最高速 度即可而不需調(diào)速，在吸液工作電路（FIC)中可不加調(diào)速元件。隨著過濾進(jìn)行，過濾器內(nèi)過 濾膜上沉積的顆粒成分越來越多，過濾阻力將越來越大，排液工作電路（F0C)中需加入調(diào)速 器R以按需要調(diào)整排液速度(原因：當(dāng)過濾阻力大時(shí)液體溢出速度低，排液過程的活塞推動 速度過高則容易導(dǎo)致容液筒FC、單向閥Vo及Vi、過濾器F內(nèi)壓力過高而損傷這些部件并導(dǎo) 致連接松動脫落，同時(shí)FC內(nèi)壓力過高帶來的過大傳動阻力對電動機(jī)工作狀態(tài)及使用壽命 也不利)。當(dāng)FIC通電而F0C與電源斷開時(shí)，由于整流二極管D的存在，Μ左端一R - D - Μ 右端間雖然有電壓降但不能產(chǎn)生電流，相當(dāng)于開路，因此FIC不受調(diào)速器R的影響，調(diào)節(jié)調(diào) 速器R的位置不會影響吸液速度。F0C接通電源時(shí)，由于D可正向?qū)?，Μ的運(yùn)轉(zhuǎn)和調(diào)速仍 然可實(shí)現(xiàn)。
[0021] 可以選擇在電動機(jī)的兩個(gè)連線端連接由橋式整流器及限流電阻、發(fā)光二極管組成 的電壓監(jiān)控電路(也可選用微型電壓指示器代替限流電阻+發(fā)光二極管)，以便監(jiān)測電路工 作狀態(tài)以及儀器運(yùn)轉(zhuǎn)異常時(shí)判斷故障原因。
[0022] 4、通過細(xì)繩將活塞的運(yùn)動與換向開關(guān)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)吸液和排液自動循環(huán)。
[0023] 固定板3與6之間的距離、容液筒FC內(nèi)長度、螺母12-連接板13組合件的厚度共 同作用限制了活塞Ρ的活動范圍，因此螺母12-連接板13-活塞Ρ組合件存在兩個(gè)位置極 限，當(dāng)它們運(yùn)動到極限位置時(shí)必須換向。換向開關(guān)的安裝方法如下：如圖4,設(shè)連接板13的 運(yùn)動左極限位置為PL、右極限位置為PR，將換向開關(guān)Κ撥棒一側(cè)朝向活塞、整個(gè)開關(guān)固定在 固定板1 (或固定板5)上(可用強(qiáng)力膠或螺釘固定)，固定時(shí)要求Κ的堅(jiān)直中心線過PR與PL 的中點(diǎn)。連接細(xì)繩S (要求軟質(zhì)、無收縮性、抗拉能力較強(qiáng)，如尼龍線或增強(qiáng)棉線）的連接方 法如下：轉(zhuǎn)動齒輪使連接板13到達(dá)位置PL，將換向開關(guān)Κ的撥棒撥向左，將S拉緊兩端固 定在連接板及Κ的撥棒上(連接板上鉆孔并安裝固定金屬條以利S的固定）。根據(jù)PR和PL 關(guān)于Κ對稱分布的特點(diǎn)，連接板處于位置PR時(shí)細(xì)繩S也將處于緊拉狀態(tài)而Κ的撥棒撥被拉 向右(變?yōu)闋顟B(tài)KR);當(dāng)連接板處于PR和PL之間時(shí)細(xì)繩S會處于松弛狀態(tài)，而Κ維持剛切 換過來的狀態(tài)。因此連接板13向左運(yùn)動(排液）到位置PL時(shí)，換向開關(guān)撥棒被S的拉力拉 向左(變?yōu)闋顟B(tài)KL)，F(xiàn)IC通電而F0C斷電，螺母12-連接板13-活塞Ρ組合體將變?yōu)橄蛴疫\(yùn) 動，完成由排液向吸液的轉(zhuǎn)換；換向后由于S迅速變松弛，Κ將維持狀態(tài)KL，吸液過程繼續(xù)； 當(dāng)連接板繼續(xù)向右運(yùn)動到位置PR時(shí)，S緊張，Κ的撥棒被拉向右（變?yōu)闋顟B(tài)KR)，F(xiàn)IC斷電 而F0C通電，連接板帶動活塞變?yōu)橄蜃筮\(yùn)動，吸液又轉(zhuǎn)為排液。如此反復(fù)直到斷電。因此通 過細(xì)繩將換向開關(guān)的切換與活塞運(yùn)動關(guān)聯(lián)即能實(shí)現(xiàn)吸液和排液的自動切換，達(dá)到整個(gè)過濾 過程的自動化。
[0024] 用該種方式實(shí)行活塞自動往返運(yùn)動的優(yōu)勢是：簡單易行，不需要安裝驅(qū)動電路板 以及單片機(jī)編程等，因此在減小生產(chǎn)制造成本的同時(shí)利于產(chǎn)品的小型化，且裝置的裝配維 護(hù)保養(yǎng)也更簡單。
[0025] 5、裝置外觀及使用方法 如圖5,裝置的機(jī)架、動力及傳動機(jī)構(gòu)、電路連線均可被方盒狀外殼封裝（固定板1、5、7 均可用螺釘與封裝殼體連接固定)，容液筒FC部分以便安裝過濾器、導(dǎo)流管等（FC使用有機(jī) 玻璃等透明材料，以便觀察活塞運(yùn)動狀態(tài)從而調(diào)節(jié)排液速度)。容液筒FC與單向閥的連接 用三通閥或其他可旋轉(zhuǎn)連接件以使單向閥能變換朝向。封裝外殼上主要器件為排液調(diào)速 旋鈕、電動機(jī)工作電壓指示燈、開關(guān)、直流電源接口。由于超凈工作臺工作時(shí)柜門開口不宜 大，限制了手在柜內(nèi)操作時(shí)能夠向上伸的高度，因此將FC的軸及活塞運(yùn)動方向設(shè)計(jì)在水平 面內(nèi)（臥式）以降低安裝過濾器F及導(dǎo)流管位置的高度（也可根據(jù)使用環(huán)境和需要采用立式 放置，即將粗線部分順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度放置；也可用滅菌過的軟管連接過濾器與分裝瓶)。由 于過濾前不需要將待過濾的液體盛裝在機(jī)器之內(nèi)，整個(gè)裝置體積小，重量輕，利于搬運(yùn)和安 放。
[0026] 使用時(shí)只需將過濾器F、導(dǎo)流管如圖5連接安裝，與Vi連接的導(dǎo)流管伸入待過濾的 液體、過濾器F的出液口對準(zhǔn)分裝容器，然后通電、調(diào)節(jié)好排液速度即可。由于收集液能直 接排入分裝容器，不需中轉(zhuǎn)且不受分裝容器形狀及大小高低的限制(可根據(jù)容器的高度選 擇適宜的物體作支撐臺）。如欲對液流管路內(nèi)進(jìn)行消毒或清洗，則不安裝過濾器、吸入的液 體換為消毒液或蒸餾水然后通電運(yùn)行即可，無需拆卸任何主體部件。如果將本裝置放入超 凈工作臺，則按無菌操作的要求預(yù)先進(jìn)行表面噴灑滅菌劑紫外線照射等表面滅菌處理、過 濾的時(shí)候使用一次性無菌過濾器，即能實(shí)現(xiàn)無菌過濾操作(連接裝配導(dǎo)流管及過濾器時(shí)用 火燒滅菌過的鑷子完成)。作為一種活塞式自動抽吸機(jī)，本發(fā)明液可以用來進(jìn)行液體轉(zhuǎn)移、 抽排，與一般負(fù)壓抽吸機(jī)相比具備使用中無需使用中轉(zhuǎn)容器的優(yōu)點(diǎn)，而與通常使用的小型 蠕動泵及渦扇泵相比具備克服阻力能力強(qiáng)、不受管道內(nèi)氣體影響的優(yōu)點(diǎn)；裝上噴霧頭也可 作為自動噴霧器。因此發(fā)明體積小重量輕、使用簡便，完全滿足實(shí)驗(yàn)室過濾的要求，且可開 發(fā)其他用途。
[0027] 6、實(shí)施例 零部件及材料：按照上述設(shè)計(jì)思路試制成功的原理機(jī)，所用動力源Μ為12V40W直流電 動機(jī)(帶減速機(jī)構(gòu)，最大轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分)，配套電源為DC12V5A，主動齒輪10為1. 5Μ28 齒，從動齒輪11為1. 5Μ14齒，以直徑8mm雙頭梯形螺紋(螺距2mm)絲桿8并配以相應(yīng)黃 銅螺母12作為轉(zhuǎn)動-直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換件，軸承9外徑22mm內(nèi)徑8mm，做導(dǎo)軌用的直線光軸 14直徑6mm，活塞柄與連接板13之間用螺釘固定；控制電路所用換向開關(guān)K為MTS-202型 (AC6A125V)，調(diào)速器R為C1228型12伏直流調(diào)速器，整流二極管D為IN5408型（3A)，電動 機(jī)工作電壓指示裝置為用橋式整流器及12伏直流電壓指示燈連接而成，連接板13與換向 開關(guān)S撥棒之間的連接細(xì)線S為尼龍釣魚線(用4根并列的直徑1mm棉線也可)，撥棒末端 用硬質(zhì)塑料圈套上并用502膠粘住固定以防止連線脫落。導(dǎo)流管為內(nèi)徑4mm白色乳膠管， Vi、Vo分別為接口 4mm、3mm的扁形浮球式單向閥，容液筒FC及活塞P用20ml塑料注射器 代替，連接單向閥與注射器針筒時(shí)用三通閥。連接板、機(jī)架、封裝外殼均用鋁合金板材經(jīng)切 肖|J、鉆孔加工而成，各零部件的連接固定主要使用M4螺釘(螺母12與連接板3用M3螺釘連 接固定)。
[0028] 裝置外觀：按照上述設(shè)計(jì)思路試制成的原理機(jī)，外觀形狀特征與圖5 -致，全重 2. 5kg，主體部分的封裝外殼尺寸為為155mmX lOlmmX 136mm方盒(外殼板厚3mm)，外漏的 注射器針筒及連接三通總長1 40mm。單手可托舉及握持，可輕易放入超凈工作臺。
[0029] 實(shí)施效果：本發(fā)明原理機(jī)的最大活塞推動速度為15mm/S。使用實(shí)驗(yàn)用一次性過濾 除菌器，每小時(shí)可過濾液體5000ml。調(diào)節(jié)排液速度調(diào)節(jié)旋鈕，排液過程可處于不同速度，而 吸液速度始終處最大狀態(tài)。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中裝置無明顯水平移動或堅(jiān)直跳動現(xiàn)象，不需固定裝 置或措施。
【權(quán)利要求】
1. 一種活塞式微型過濾泵，在由導(dǎo)流管、單向閥及小型容液筒、活塞組成的液體單向轉(zhuǎn) 運(yùn)管路中加裝過濾膜，由電力驅(qū)動活塞進(jìn)行往返運(yùn)動完成過濾。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型活塞式過濾泵，其特征是：在由導(dǎo)流管、單向閥及小型容 液筒、活塞組成的液體單向轉(zhuǎn)運(yùn)管路中加裝過濾膜，利用兩個(gè)單向閥控制液體流向形成吸 液管路與排液管路，在由活塞往返運(yùn)動形成的吸液、排液循環(huán)中完成進(jìn)樣、過濾過程并直接 分裝收集液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型活塞式過濾泵，其特征是：通過齒輪及絲桿-螺母及連 接板、固定板等零部件將電動機(jī)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊闹本€運(yùn)動，得到平穩(wěn)的推動速度 及推力以克服過濾過程中的阻力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型活塞式過濾泵，其特征是：利用換向開關(guān)、整流二極管的 作用將吸液、排液工作電路分離，調(diào)節(jié)排液速度而不影響吸液速度，利于在調(diào)整裝置內(nèi)壓力 及阻力的同時(shí)維持工作效率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型微型活塞式過濾泵，其特征是：用細(xì)繩將換向開關(guān)與活 塞運(yùn)動關(guān)聯(lián)，自動切換直流電動機(jī)通電方向以實(shí)現(xiàn)活塞自動往返運(yùn)動，完成吸液、排液過程 的自動循環(huán)。
【文檔編號】B01D29/01GK104117233SQ201310149894
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】劉雙喜, 施靜 申請人:劉雙喜, 施靜