一种串联式血液过滤装置 【发明领域】
本发明涉及液体过滤装置，特别涉及一种串联式重力驱动的液体过滤装置，它可用来过滤血液、血液制品并除去在血液或血液制品消毒或处理时所使用的化学剂。
本发明背景
一般来说，重力驱动的血液过滤装置在进行过滤时需要使用者手工操作排气过滤器。在进行过滤时必须在合适时间手工操作排气过滤器，否则该系统无法正确过滤，经过滤的血无法使用。由于使用者手工操作排气过滤器费时费钱，因此希望提供一种液体过滤装置，它无需手工操作排气过滤器或过滤装置即可过滤血液。而且，血液过滤装置在进行过滤后会有血液残留在该过滤装置中。这一称为滞留液的残留血液的数量常常超过允许量。此外，从血液过滤装置驱入血液收集袋中的空气过多。
作为参考材料而成为本申请书一部分、申请日为1994年3月10日、题目为“一种用来清除白细胞和其他血液成分的过滤装置”的U.S.Serial No.08/209,523所公开的过滤装置克服了上述手工操作排气过滤器的问题。但是，希望减少该装置的滞留液和制造成本，同时保持可接受的总过滤时间。还希望提供一种过滤装置，它在过滤周期结束时出口管道无需排气。
血液过滤装置一般没有防止连接其上的管子发生拧绞的部件。因此，希望提供这样一种液体过滤装置，它无需手工操作排气过滤器即能过滤血液、滞留液减少、血液收集袋中的空气减少、制造成本下降、在该装置装入一过滤系统中并进行包装以便运输时管子不容易发生拧绞。
本发明概述
使用按照本发明原理构作的一种过滤装置可克服现有技术的缺点。本发明过滤装置能过滤血液而除去白细胞、其他血液成分和处理血液时所使用的化学剂。该过滤装置包括可在其中收集未经过滤的血液并引导其流向的第一室以及与第一室连通、可收集经过滤的血液并引导其流向的第二室。
按照本发明的一个方面，该串联式血液过滤装置包括其上有一进口孔和一出口孔地一壳体；该壳体中位于该进口孔与该出口孔之间、从而过滤从该进口孔流入该过滤装置中的液体的一过滤件以及该过滤装置中在过滤过程中把空气之类气体排出过滤装置的部件。在进口孔与出口孔之间的过滤件把该壳体隔成第一室和第二室。该过滤装置的大小做成：一过滤件与该进口孔之间的距离防止气体累积在第一室中。同样，该液体过滤装置的大小做成：该至少一个过滤件与出口孔之间的距离在过滤过程中迫使第二室中的气体流入出口孔。
按照本发明的另一方面，该过滤装置中在过滤过程中把气体从出口孔排出过滤装置的该部件包括第二室中一位于该过滤件与该出口孔之间的导流器。该导流器可为一圆盘之类的扁平件，该圆盘上有至少一个径向伸展肋。该过滤装置可包括一个以上的过滤件，每两个过滤件之间装有一密封环。该过滤装置的进口孔与出口孔可同轴。该壳体可包括一进口部和一与该进口部相连的出口部。该进口孔可位于该进口部中，该出口孔可位于该出口部中。该过滤件可密封在该进口部与该出口部或一密封环之间。若该过滤装置中有多个过滤件，这些过滤件可上下相叠，其外周用密封环隔开。
按照本发明的另一方面，位于该过滤装置中、在过滤过程中把气体从出口孔排出过滤装置的该部件可包括第一室中一位于该过滤件与该进口孔之间的导流器。该导流器可为一圆盘之类的扁平件，该圆盘可悬挂在第一室中。
按照本发明的又一方面，上述部件可包括第二室中一位于该过滤件下方的渠道，该渠道可使血液从该过滤件流到该出口孔。该渠道可为一螺旋形渠道。该过滤件可覆盖该渠道而使经该过滤件过滤的血液直接流入该渠道。
上述部件还可包括第二渠道，该第二渠道位于第一室中，使血液从进口孔流到该过滤件。该第二渠道可覆盖该过滤件，从而第二渠道中的血液直接流入该过滤件。该第二渠道可为一从第一室的外周伸展到第一室中央的螺旋形渠道。该第二渠道还可为一变形螺旋形渠道。该过滤装置还可包括在该过滤装置中支撑该过滤件的部件。该部件可为一滤网或一模制件。
该过滤装置还可包括沿径向伸展在进口孔与第二渠道之间的第三渠道。该进口孔可位于该壳体的周边处，第二渠道从该壳体中的第一室的周边伸展到第一室的中央。该进口孔中可插入软管，它可包括一锥形孔。该过滤装置在该壳体上还可有一管子引导件把一软管引入该进口孔，该管子引导件还可包括一直角形支撑件。从该锥形孔的一内径上可伸出至少一突肋。
该过滤装置在壳体中该过滤件下方还可有第二出口孔排出该壳体中的空气。该第二出口孔中可设置一亲水过滤器，从而容许空气流过，但不许血液流过。
该过滤装置还可包括一与该出口孔连通的串联式排气装置。该串联式排气装置包括一亲水过滤器、一进口、第一出口和第二出口。该亲水过滤器可位于该进口与第一出口之间，它容许空气通过，但不许经过滤的血液通过。
附图的简要说明
通过结合附图对优选实施例的详述可最好地理解本发明，附图中：
图1为本发明过滤装置的局部剖视的立体图，其第二室中有一导流器；
图2为图1过滤装置的剖面图，示出其中的血液的流向；
图3A为图1和图2过滤装置中所使用的导流器的俯视立体图；
图3B为图1和图2过滤装置中所使用的导流器的仰视立体图；
图4示出图1和图2所示过滤装置与管子、一供血袋和血液收集袋装成一过滤组件；
图5为本发明过滤装置的局部剖视的立体图，其第一室中有一导流器；
图6为图5过滤装置的剖面图，示出其中的血液的流向；
图7A为图5和图6过滤装置中所使用的导流器的俯视立体图；
图7B为图5和图6过滤装置中所使用的导流器的仰视立体图；
图8为本发明过滤装置的局部剖视的立体图，其中有一用作过滤件支撑件的螺旋形渠道；
图9为图8过滤装置的剖面图；
图10为图8和图9过滤装置的出口部的局部剖视的立体图；
图11为本发明过滤装置另一实施例的局部剖视的立体图，其中有第一和第二变形螺旋形渠道；
图12为图11过滤装置实施例的剖面图；
图13为位于图11和图12所示过滤装置的进口部的内表面上的变形螺旋形渠道的立体图；
图14为位于图11和图12所示过滤装置的出口部的内表面上的变形螺旋形渠道的立体图；
图15为图11和图12所示过滤装置的进口部和进口盖的局部剖视的分解立体图；
图16为图11和图12所示过滤装置的进口盖装在进口部上的横截面图；
图17为本发明过滤装置的局部剖视的立体图，包括一用作过滤件支撑件的变形螺旋形渠道和一管子引导件；
图18为图17所示过滤装置的局部剖视的立体图，示出一段管子连接其上；
图19为图17过滤装置的剖面图，示出一段管子弯曲成与该管子引导件的形状相符；
图20为图17-19所示过滤装置的进口部的俯视立体图，示出固定其上的管子引导件；
图21为图20所示过滤装置的进口部的仰视立体图，示出其上的变形螺旋形渠道；
图22示出图17-21的过滤装置与一串联式排气过滤器、管子、供血袋和血液收集袋装成一过滤组件；
图23为图17-21所示过滤装置的进口部上的一直角孔组件的正视立体图；
图24为图23直角孔组件的侧视剖面图；
图25为图17-21过滤装置的局部剖视的立体图，其上装有一与该过滤装置的出口部中的一变形螺旋形渠道直接连通、从而排出其中空气的亲水排气过滤器；
图26为图28过滤装置的剖面图，示出一空气收集袋和管子与该亲水排气过滤器连接，以便把该过滤装置中的空气收集在该空气收集袋中；
图27为图25所示过滤装置的亲水排气过滤器的壳体的立体图；
图28为图17-21过滤装置的剖面图，一串联式亲水排气过滤器与其出口孔连接，从而该过滤装置中的空气经管道排入空气收集袋；
图29为本发明亲水排气过滤器的进口部的局部剖视的立体图；
图30为本发明亲水排气过滤器的出口部的局部剖视的立体图；
图31示出图17-21过滤装置与图26亲水排气过滤器以及一空气收集袋、血液收集袋和供血袋装成一过滤组件；
图32为图28所示亲水过滤件的侧视剖面图；
图33示出图17-21过滤装置与图28亲水排气过滤器以及一空气收集袋、血液收集袋和供血袋装成一过滤组件。
对优选实施例的详述
在本说明书中，术语上游、顶部或上部指液流在经本发明过滤装置中的过滤件过滤之前的位置。相反，术语下游、底部或下部指液流在经本发明过滤装置中的过滤件过滤后的位置。此外，在本说明书中，术语径向或轴向分别指该过滤装置的中心轴线A-A(图2)的径向和轴向。
在本说明书中，本发明过滤装置最好呈圆盘或圆柱形，用来串联在管路中而过滤血液。本发明过滤装置可用来过滤各种液体，但特别适合于过滤血液和/或血液制品，因此结合血液过滤予以说明。
尽管本说明书公开了本发明的各种实施例，但每一实施例都无需手工操作各部件、使用排气过滤器或其他外部装置即可把过滤装置中的空气排到下游。该过滤装置的每一实施例都包括一般由一进口部和一出口部构成的一壳体、一个或多个过滤件以及把过滤装置中的气体从一出口孔排出的部件。
图1和图2所示本发明过滤装置的一实施例包括一下游导流器。该过滤装置包括一进口部1；一出口部2；过滤件3、4、5、6；密封环7、8、9和导流器10。这些过滤件最好用可过滤血液的材料制成，该材料见申请日为1994年3月10日、题目为“一种用来清除白细胞和其他血液成分的过滤装置”的美国专利申请Ser.No.08/209,523。
从图1和图2可见，过滤装置23由在接头32处与出口部2密封的进口部1构成。该接头最好用超声波焊接、热焊接、溶剂焊接、胶接或任何其他可形成防漏密封的方法密封。一过滤件6用压力与出口部2密封而形成一压力密封。过滤件6的外周压缩在出口部2的架33与一密封环9之间。过滤件6顶面上的过滤件5用压力密封与出口部2密封。过滤件5的外周压缩在密封环8与密封环9之间。过滤件5顶面上的过滤件4也用压力密封与出口部2密封。过滤件4的外周压缩在密封环7与密封环8之间。过滤件4顶面上的过滤件3也用压力密封与出口部2密封。过滤件3的外周压缩在密封环7与进口部1外周上沿轴向突起的密封肋24之间。密封环7、8和9最好紧压出口部2的壁45。但是，密封环7、8和9也可用超声波焊接、热焊接、溶剂焊接、胶接或任何其他可形成防漏密封的密封方法粘合到出口部2之上或之中。如这些密封环不紧紧压入出口部2中，则可把密封环9粘合到出口部2上，而密封环8的底面粘合到密封环9的顶面上，密封环7的底面粘合到密封环8的顶面上。尽管图1和图2所示装置包括四个过滤件，但过滤件的数量可多可少。
装置23内部由进口部1和出口部2的内壁形成的空腔21由过滤件3、4、5和6隔成两个室。上游或顶部或第一室30由进口部1的壁35、进口部1的壁36和过滤件3的顶面37构成。下游或下部或第二室29由出口部2的壁38、出口部2的壁39和过滤件6的底面43构成。下部室29由该下部室中的一导流器10隔成两个部分。下部室29的第一部分以过滤件6的底面43和导流器10的顶面42为界。下部室29的第二部分以导流器10的底面41和出口部2的表面39为界。
从图3A和3B可见，该导流器由一薄圆盘构成，其第一面上有径向过滤件支撑肋12、外周上有对齐凸片31、第二面上有支撑销11。过滤件支撑肋12的作用是使液体在导流器的第一面上沿径向流动。但是也可用一连串支撑销或一编织滤网取代支撑肋12。支撑销11用来把导流器10支撑在出口部2的壁39的上方。对齐凸片的作用是使导流器10在下部室29中定位。
在图4中，图1和图2所示过滤装置23与进口管17、出口管18、供血袋25和血液收集袋26连接成一过滤组件。使用者最好购买不带供血袋25的经消毒的图4组件，进口管17的进口端密封而保持该组件无菌。为进行过滤，把装到进口部1中央处的管插座15上的进口管17(图2)用公知的无菌缩进装置粘合到供血袋25上的一挠性接头上。进口管17经进口孔13与上部室30连通。装在比方说一血液收集袋上的出口管18粘合到出口部2中央处的出口管插座16上。出口管18经出口孔14与下部室29连通。过滤装置23悬挂在管路中。血液之类的液体从其进口孔13流入过滤装置23后从其出口孔14流出过滤装置23。在液体注入过滤装置23的过程中，过滤过程开始前过滤装置23中的所有空气在液体开始流出过滤装置23前经出口管18被驱入血液收集袋26。这一过程确保很少空气或没有空气被截留在过滤件3，4，5或6中。因此，过滤件的整个暴露面积可用来过滤液体。
在过滤血液时，使用者须首先用一管夹(未示出)夹紧进口管17的待装到供血袋上的一端，然后用公知的无菌缩进装置在进口管17的进口端与供血袋25之间进行无菌连接。实际的无菌连接在进口管17与作为供血袋25的一部分的一小段管子之间进行。图4示出所得过滤组件。供血袋25可悬挂在一合适的装置上，例如其上有一钩子27的杆28上。血液收集袋26可悬挂在该装置上，也可放置在桌面之类的表面上。
从图1，2和4可见，一旦松开管夹(未示出)，血液开始从供血袋25经进口管17、进口孔13流入上部室30。进口管17中的空气在血液前方被驱入上部室30中。血液在上部室30中央流入上部室30。因此血液从中央开始沿径向向外注入上部室30。图1和图2中用箭头示出这一径向血流。由于血液从中央沿径向向外注入上部室30，因此过滤件3、4、5和6从中央沿径向向外浸湿。随着血液从中央沿径向向外注入上部室30，上部室30中的空气经过滤件3、4、5和6的未浸湿部被驱入下部室29中后经出口孔14、出口管18驱入血液收集袋26。上部室30的大小相对于血液的初始流率应做成确保上部室30中的所有空气都流过过滤件3、4、5和6。如上部室30的体积相对于血液初始流率太大，就会有一部分空气被截留在上部室30中。
随着过滤件沿径向向外浸湿，过滤件中的空气被驱入下部室29中，然后经出口孔14、出口管18被驱入血液收集袋26中。由于过滤件从中央沿径向向外浸湿，因此血液首先从过滤件6的中央流出过滤件6，然后沿径向向外不断流出过滤件6。因此，下部室29的第一部分从其中央沿径向向外注满血液。随着下部室29的第一部分沿径向向外注满血液，过滤件3、4、5和6中的所有空气沿径向向外流过下部室29的第一部分。
下部室29的第一部分一旦注满血液，血液就沿径向向里流入下部室29的第二部分，从而把空气驱入出口孔中而在下游排出空气。下部室29的第二部分一旦注满血液，血液就注入出口孔14和出口管18。最后，血液开始注入血液收集袋26。图2中用箭头示出导流器四周的血流。
图5-8示出本发明过滤装置的第二实施例，它的顶部有一导流器。从图5和图6可见，过滤装置123包括在接头132处与出口部102密封的进口部101。该接头最好用超声波焊接、热焊接、溶剂焊接、胶接或任何其他可形成防漏密封的方法密封。一过滤件106用压力与出口部102密封而形成一压力密封。过滤件106的外周压缩在出口部102的架133与一密封环109之间。过滤件106顶面上的过滤件105用压力密封与出口部102密封。过滤件105的外周压缩在密封环108与密封环109之间。过滤件105顶面上的过滤件104也用压力密封与出口部102密封。过滤件104的外周压缩在密封环107与密封环108之间。过滤件104顶面上的过滤件103也用压力密封与出口部102密封。过滤件103的外周压缩在密封环107与进口部101外周上沿轴向突起的密封肋124之间。密封环107、108和109最好紧压出口部102的壁145。但是，密封环107、108、和109也可用超声波焊接、热焊接、溶剂焊接、胶接或任何其他可形成防漏密封的密封方法粘合到出口部102之上或之中。如这些密封环不紧紧压入出口部102中，则可把密封环109粘合到出口部102上，而密封环108的底面粘合到密封环109的顶面上，密封环107的底面粘合到密封环108的顶面上。尽管图5和图6所示装置包括四个过滤件，但可使用任何数量的过滤件。
由进口部101和出口部102的内壁形成的空腔由过滤件103、104、105和106隔成两个室。上部室130由进口部101的壁135、进口部101的壁136和过滤件103的顶面137构成。下部室129由出口部102的侧壁138、出口部102的底壁139和过滤件106的底面143构成。该上部室由导流器110隔成两个部分。
从图7A和7B可见，导流器110为其上有悬挂销111的一薄圆盘。这些悬挂销粘合到进口部101上而使导流器110位于上部室130的中央。从而上部室130分成两部分，即顶部或第一部分和底部或第二部分。上部室130的顶部以进口部101的内表面136和导流器110的顶面142为界。上部室130的底部以导流器110的底面141和过滤件103的顶面137为界。
为进行过滤，把装到比方说一供血袋上的进口管117粘合到进口部101的管插座115上。进口管117经进口孔113与上部室130连通。出口管118粘合到出口部102的出口管插座116上，其另一端装到比方说一血液收集袋上。出口管118经出口孔114与下部室129连通。
过滤装置123的使用方式与前面结合图1和图2所示过滤装置23所述相同，从而以与图4所示同样方式串联在过滤组件中。过滤装置123悬挂在管路中。血液之类的液体从其进口孔113流入过滤装置123后从其出口孔114流出过滤装置123。在血液之类的液体注入过滤装置123的过程中，(过滤开始前)过滤装置123中的所有空气在液体开始流出过滤装置前经出口管118被驱入血液收集袋126。因此很少空气或没有空气被截留在过滤件103、104、105或106中，从而过滤件的暴露面积可用来过滤液体。在过滤血液时，使用者须首先用一管夹(未示出)夹紧进口管117的待装到供血袋上的一端，然后用公知的无菌缩进装置在进口管117的进口端与一供血袋(未示出)之间进行无菌连接。实际的无菌连接在进口管117与作为供血袋的一部分的一小段管子之间进行。供血袋可悬挂在一合适的装置上，例如其上有一钩子的一杆。血液收集袋可悬挂在该装置上，也可放置在桌面之类的表面上。
从图5和图6可见，过滤装置123一旦串联在一过滤组件中，松开进口管117上的管夹(未示出)，血液就开始从一供血袋(未示出)经进口管117、进口孔113流入上部室130。进口管117中的空气在血流前方被驱入上部室130中。血液流入上部室130后血液从中央沿径向向外注入上部室130的第一部分。图5和图6中用箭头示出该径向血流。进口部101的表面136与导流器110的顶面142之间的间隙相对于血液初始流率的大小应做成，随着血液从中央沿径向向外注入第一部分，其中的所有空气都被驱出该间隙。上部室130的第一部分一旦注满血液，血液就经间隙140溢出导流器110，然后开始从上部室130的外周沿径向向里注入上部室130的第二部分。导流器110的底面141与过滤件103的顶面137之间的间隙相对于血液初始流率的大小应做成，随着血液从外周沿径向向里注入该间隙，该间隙中的所有空气都被驱出该间隙。上部室130的第二部分中的血液流率必须大到足以把第二部分中的空气驱过过滤件。若该血液流率不够大，必须提高该流率以及/或者使导流器更靠近过滤件。
由于上部室130的下部从其外周沿径向向里注满血液，因此过滤件103、104、105和106从其外周沿径向向里浸湿。随着过滤件的浸湿，其中的所有空气被驱入下部室129后经出口孔114、出口管118驱入血液收集袋。出口部102上有用来支撑过滤件并使血液沿径向流入下部室129的过滤件支撑肋112。但是，可使用任何使血液沿径向流入下部室129的过滤件支撑装置取代过滤器支撑肋112。由于过滤件103、104、105和106从其外周沿径向向里浸湿，因此下部室129从其外周沿径向向里注满血液。
下部室129由过滤件106的底面143和出口部102的内表面139界定的高度相对于血液初始流率应足够小，以便从过滤件103、104、105和106(随着它们被血液浸湿)驱出的所有空气都被驱出下部室129。下部室129一旦注满血液，出口孔114然后出口管118就注满血液。最后，血液收集袋开始注入血液。
如图8-10所示，本发明过滤装置的第三实施例包括一作为过滤件支撑件的变形螺旋形渠道和导流器。
从图8和图9可见，过滤装置223包括在接头232处与出口部202密封的进口部201。该接头最好用超声波焊接、热焊接、溶剂焊接、胶接或任何其他可形成防漏密封的方法密封。一过滤件206用压力与出口部202密封而形成一压力密封。过滤件206的外周压缩在出口部202的内部的架233与一密封环209之间。过滤件206顶面上的过滤件205用压力密封与出口部202密封。过滤件105的外周压缩在密封环208与密封环209之间。过滤件205顶面上的过滤件204也用压力密封与出口部202密封。过滤件204的外周压缩在密封环250与密封环208之间。过滤件204顶面上的过滤件251也用压力密封与出口部202密封。过滤件251的外周压缩在密封环207与密封环250之间。过滤件251顶面上的过滤件203也用压力密封与出口部202密封。过滤件203的外周压缩在密封环207与进口部201外周上沿轴向突起的密封肋224之间。密封环207、250、208和209紧压出口部202的壁245。但是，密封环207、250、208和209也可用超声波焊接、热焊接、溶剂焊接、胶接或任何其他可形成防漏密封的密封方法粘合到出口部202上或之中。如这些密封环不紧紧压入出口部202中，则可把密封环209粘合到出口部202上，而密封环208的底面粘合到密封环209的顶面上。同样，密封环250的底面可粘合到密封环208的顶面上，密封环207的底面粘合到密封环250的顶面上。
尽管图8和图9所示那样的过滤装置可包括多个过滤件，但这些过滤件不必相同。例如，在某些应用场合，过滤件203、204、205和206可用来除去白细胞，而过滤件251用来除去亚甲蓝(methylene blue)。此外，尽管过滤装置223包括五个过滤件，但可使用任何数量的过滤件。
从图8和图10可见，出口部202内表面上正对过滤件的变形螺旋形渠道由同心圆形渠道261、262、263、264、265和266构成。同心圆形渠道266经连接渠道276与同心圆形渠道265连通。同心圆形渠道265经连接渠道275与同心圆形渠道264连通。同心圆形渠道264经连接渠道274与同心圆形渠道263连通。同心圆形渠道263经连接渠道273与同心圆形渠道262连通。同心圆形渠道262经连接渠道272与同心圆形渠道261连通。同心圆形渠道261经连接渠道271与出口孔214连通。
同心圆形渠道和连接渠道的底面最好都呈圆形(图9)。但是这些渠道的底面也可呈方形、V形或任何其他形状。这些同心圆形渠道用来恰当排出滤液，以便尽可能提高圆形过滤件的过滤面积。
当过滤件206密封地固定在出口部202中时，过滤件206的底面243覆盖同心圆形渠道和连接渠道的开口顶部。因此，由连接渠道互连的同心圆形渠道构成的、被过滤件206的底面243覆盖的连续渠道成为围成变形螺旋形渠道状的一段管子，其一面(即过滤件206的底面243)为多孔表面，从而滤液可流入其中。尽管图8和9过滤装置使用六个同心圆形渠道构成该变形螺旋形渠道，但也可使用不同数量的同心圆形渠道。尽管所示装置使用连续的变形螺旋形渠道，但该渠道可以是任何形状的连续渠道。也可使用多个连续渠道。例如也可使用一对平行的变形螺旋形渠道。
过滤装置223以与图1和图2所示实施例同样的方式以及如图4所示串联和使用在一过滤组件中。进行过滤时，过滤装置223悬挂在管路中。血液从其进口孔213流入过滤装置223后从其出口孔214流出过滤装置223。在待过滤的血液之类液体注入过滤装置223的过程中，过滤过程开始前过滤装置223中的所有空气经出口管218被驱入血液收集袋(未示出)。因此很少空气或没有空气被截留在过滤件203、251、204、205或206中，从而过滤件的整个暴露面积可用来过滤液体。
从图8和9可见，血液之类的液体从比方说供血袋(未示出)经进口管217、进口孔213流入上部室230。进口管217中的空气在血液前方被向下驱入上部室230中。血液在上部室230中央流入上部室230。因此，血液从中央沿径向向外注入上部室230。图8和图9中用箭头示出这一径向血流。随着血液从中央沿径向向外注入上部室230，上部室230中的空气经过滤件203、251、204、205和206的未浸湿部被驱入一变形螺旋形渠道后经出口孔214、出口管218驱入血液收集袋(未示出)。
由于上部室230从其中央沿径向向外注满血液，因此过滤件203、251、204、205和206从其中央沿径向向外浸湿。上部室230的高度相对于血液初始流率最好足够小，以确保原先在上部室230中的所有空气被驱过过滤件203、251、204、205和206。但是，若上部室230中血液面上方残留有空气，该装置仍能正确工作。随着过滤件沿径向向外浸湿，过滤件中的空气被驱入该变形螺旋形渠道，然后经出口孔214、出口管218被驱入血液收集袋(未示出)。由于过滤件从中央沿径向向外浸湿，血液首先从中央流出过滤件206进入变形螺旋形渠道，然后沿径向向外不断流出过滤件206。这使得血液在所有空气被驱出过滤件203、251、204、205和206前流出出口孔214。因此，一部分空气起初被截留在变形螺旋形渠道中。但是，由于血液收集袋(未示出)的外部为大气压，当血液开始注满出口孔214和出口管218时，在变形螺旋形渠道的出口孔214一端产生一负压。该负压把所截留的空气吸出变形螺旋形渠道。因此，血液一旦开始注入出口管218，一股夹有一段段空气的血流就会经出口管218流入血液收集袋(未示出)，直到过滤件203、251、204、205和206和变形螺旋形渠道中的所有空气被驱出。所有空气被驱出后，就只有血液从出口管218流入血液收集袋(未示出)。
本发明过滤装置的第四实施例如图11和12所示使用作为一过滤件支撑件和下游导流器的第一变形螺旋形渠道以及作为上游导流器的第二变形螺旋形渠道。该过滤装置还包括一中流滤网。
从图11、15和16可见，一进口盖359粘合在进口部301的外表面上而形成导流渠道358。进口部301的一肋356上有导能件354，该肋支撑进口盖359。裙部357形成进口盖359的外周并用作进口盖359与进口部301的肋356对准的一对准装置和一挡弧件，该挡弧件防止焊弧窜到该装置外部而伤及焊工的手。由导能件354对进口盖359进行超声波焊接，从而进口部301的肋356的顶面与进口盖359的表面355密封。在进口盖359的肋353紧抵进口部301的肋352时焊接即告完成。焊接一旦完成从而进口盖359的肋353紧抵进口部301的肋352，进口盖359的半圆形渠道351与进口部301的半圆形渠道350即组合成径向圆形导流渠道358，把液流从进口孔313沿径向向外导向进口部301的同心圆形渠道389。使用这种连接可获得圆形导流渠道358，从而没有会破坏待过滤血液中的细胞的尖棱。
从图11和13可见，进口部301包括由同心圆形渠道381，382、383、384、385、386、387、388和389构成的上部变形螺旋形渠道。如图13所示，同心圆形渠道389经径向渠道399与同心圆形渠道388连通。同心圆形渠道388经径向渠道398与同心圆形渠道387连通。同心圆形渠道387经径向渠道397与同心圆形渠道386连通。同心圆形渠道386经径向渠道396与同心圆形渠道385连通。同心圆形渠道385经径向渠道395与同心圆形渠道384连通。同心圆形渠道384经径向渠道394与同心圆形渠道383连通。同心圆形渠道383经径向渠道393与同心圆形渠道382连通。同心圆形渠道382经径向渠道392与同心圆形渠道381连通。同心圆形渠道381经径向渠道391与进口部301的中心连通。
从图11和12可见，同心圆形渠道和径向渠道的横截面呈方形。但这些渠道的横截面也可呈圆形、V形或任何形状。使用这一串互连的同心圆形渠道可形成恰当的暗渠，从而利用一圆形过滤件的整个暴露面积。同心圆形渠道与径向渠道一起形成一从同心圆形渠道389的进口388到进口部301的中心的连续渠道。径向导流渠道358经进口388与同心圆形渠道389连通。当过滤件303密封就位时，其顶面337从底下覆盖进口部301的同心圆形渠道和径向渠道的开口底部。因此，由进口部301的径向渠道互连同心圆形渠道而成的、由过滤件301的顶面337从底下覆盖的连续渠道形成一段变形螺旋形渠道状管子，其一个表面(即过滤件303的顶面337)多孔。尽管过滤装置323使用九个同心圆形渠道构成进口部301上的上部变形螺旋形渠道，但可使用任何数量的同心圆形渠道。
从图11和14可见，出口部302上的一变形螺旋形渠道包括同心圆形渠道361、362、363、364和365。同心圆形渠道365经径向渠道375与同心圆形渠道364连通。同心圆形渠道364经径向渠道374与同心圆形渠道363连通。同心圆形渠道363经径向渠道373与同心圆形渠道362连通。同心圆形渠道362经径向渠道372与同心圆形渠道361连通。同心圆形渠道361经径向渠道371与出口孔314连通。
如图12所示，下部变形螺旋形渠道的同心圆形渠道和径向渠道的底部呈方形。但这些渠道的底部也可呈圆形、V形或其他形状。使用这一串互连的同心圆形渠道可形成恰当的暗渠，从而一圆形过滤件的整个暴露面积可用来过滤血液。从图14可见，同心圆形渠道与径向渠道一起形成一从同心圆形渠道365的进口367到出口部302的出口孔314的连续渠道。当过滤件306在进口部301与出口部302之间密封就位时，过滤件306的底面343覆盖出口部302的同心圆形渠道和径向渠道的顶部。因此，由出口部302的径向渠道互连同心圆形渠道而成的、由过滤件306的底面343覆盖的连续渠道形成一段围成变形螺旋形渠道状的管子，其一个表面(即过滤件306的底面343)多孔。图11和12所示过滤装置323使用五个同心圆形渠道构成出口部302的下部变形螺旋形渠道，但可使用任何数量的同心圆形渠道。尽管出口部302使用连续的变形螺旋形渠道，但该渠道可以是任何形状的一连续渠道。也可使用多个连续渠道。例如使用一对平行的变形螺旋形渠道。
从图11和12可见，用来支撑过滤件303的装置包括插入过滤件304与过滤件303之间的凹座368中的中流滤网360。中流滤网360可由既能支撑过滤件303又能供液体在其中径向流动的任何装置构成。可用来制作中流滤网360的材料举例说有编织或非编织的滤网材料柱、块等等。中流滤网360也可为一模制件。与上述过滤装置23，123一样，过滤件304、305、306由密封环307、308、309以及出口部302密封地固定。
过滤装置323的使用与结合图1和2所示过滤装置23的实施例所述相同，并与图4所示相同地串联在过滤组件中。从图11和12可见，血液之类的液体从一供血袋(为示出)经进口管317、进口孔313流入导流渠道358。导流渠道358把血流沿径向向外导向进口388。血液从进口388流入进口部301的变形螺旋形渠道。血流然后在进口部301的变形螺旋形渠道中从同心圆形渠道389流到进口部301的中心。随着血流从最外部同心圆形渠道389流到进口部301的中心，过滤件303从其外周沿径向向里到其中心浸湿。因此，血液开始从过滤件303的外周从过滤件303中流入中流滤网360，然后沿径向向里不断从过滤件303流入中流滤网360。沿径向向里注入中流滤网360的血液把随着过滤件303的浸湿而被驱出过滤件303的空气以及中流滤网360中的空气经过滤件304、305、306、出口部302的变形螺旋形渠道、出口管318驱入血液收集袋。
由于中流滤网360从其外周沿径向向里注满血液，因此过滤件304、305和306从其外周沿径向向里浸湿。因此出口部302的变形螺旋形渠道从其最外部同心圆形渠道365沿径向向里到出口孔314注满血液。由于进口部301的变形螺旋形渠道的定位相对于出口部302的变形螺旋形渠道的定位的缘故，随着血液注入出口部302的变形螺旋形渠道，一部分空气起初会截留在出口部302的变形螺旋形渠道中。由于在血液开始注入出口孔314和出口管318时血液收集袋(未示出)的外部为大气压，因此在出口部302的变形螺旋形渠道的出口孔一端会生成一负压。该负压所生成的吸力会把所截留的所有空气都吸出出口部302的下部变形螺旋形渠道。
从图11和12可见，过滤件303的直径大于过滤件304、305和306的直径。此外，中流滤网360的直径等于过滤件303的可使用直径。过滤装置323一旦被血液浸湿(即所有空气被驱出过滤装置323)，从过滤件303的超出过滤件304、305和306的暴露面积的区域流出过滤件303的血液沿径向向里经中流滤网360流到过滤件304、305和306的暴露面积。从而即使过滤件303的表面积大于过滤件304、305和306的表面积，所有过滤件303、304、305和306的所有表面积都可用来过滤血液。
中流滤网360用来充分利用其暴露表面比下游过滤件大的一个或多个过滤件的表面积过滤血液。尽管过滤装置323使用四个过滤件，但可使用任何数量的过滤件。此外，当使用过滤装置323去除血液中的白细胞时，第一过滤件303通常有效地除去白细胞。因此其后的下游过滤件的表面积可减小。此外，由于过滤件304、305和306的表面积减小，残留在过滤装置323中的血液量减小。从而血液收集袋所回收的经过滤的血液量增加。
图17、18和19示出本发明过滤装置的第五实施例。该装置与图11和12所示过滤装置实施例相同。但是图17、18和19的装置423使用不同的进口部401。过滤装置423的所有其他部件与过滤装置323相同。因此过滤装置423与过滤装置323同样地过滤并排出空气之类的气体。过滤装置423的进口部401有一管子引导件430和一直角孔组件410，它们用来防止管子在管子与直角孔组件410的交界处发生拧绞，这在下文交代。
包括本说明书所述装置在内的大多数血液过滤装置设计成无菌的一次性血液过滤装置。重要的是这些装置须包装成该装置的进口管和出口管都不会发生拧绞。但管子在粘合到该过滤装置上的交界处时常常发生拧绞。
进口部401包括直角孔组件410和管子引导件430。从图19和20可见，进口管417可粘合到直角孔组件410上。在包装后以便运输时，进口管417可如图18所示放直。但是，也可把一更长的管子卷起并使用一串联式排气过滤器。作为参考材料而成为本说明书一部分、申请日为1994年3月10日、题目为“一种用来清除白细胞和其他血液成分的过滤装置”的美国专利申请Serial No.08/209,523公开了一种串联式排气过滤器。管子引导件430防止进口管417在与直角孔组件410的交界处发生弯曲从而拧绞。
从图18和21可见，进口部401的变形螺旋形渠道包括同心圆形渠道481、482、483、484、485、486、487、488和489。同心圆形渠道489经径向渠道499与同心圆形渠道488连通。使用该串互连的同心圆形渠道可形成恰当的暗渠，从而利用一圆形过滤件的整个可使用表面积。同心圆形渠道与径向渠道一起形成一从同心圆形渠道489的进口480到进口部401的中心的连续渠道。当过滤件303密封就位时，第一过滤件303的顶面337覆盖进口部401的同心圆形渠道和径向渠道的开口底部。因此，由进口部401的径向渠道互连同心圆形渠道而成的、由过滤件303的顶面337覆盖的连续渠道形成一段围成变形螺旋形渠道状的管子，其一个表面(即过滤件303的顶面337)多孔。所示过滤装置使用九个同心圆形渠道构成进口部401的变形螺旋形渠道。从图21可见，进口部401的变形螺旋形渠道与图13所示过滤装置实施例的进口部301的变形螺旋形渠道相同。
从图19可见，进口管417的出口端粘合到作为进口部401的一部分的直角孔组件410上。
从图19可见，使用时，与图1和2所示过滤装置23相同，过滤装置423悬挂在进口管上而与图4所示同样地串联在过滤组件中。进口管417沿管子引导件430的半径435形成一光滑的不拧绞弯头。从而，即使进口管417粘合到与过滤装置423的中心线相偏离并与过滤装置423的中心轴线成直角的直角孔组件410上，过滤装置423也能铅直地悬挂在进口管417上。进口管417经直角孔组件410的孔411与直角孔组件410的孔480连通。因此，血液从进口管417经孔411、然后经孔480流入最外部同心圆形渠道489。血液一旦流入进口部401的同心圆形渠道489，过滤装置423就与图13所示过滤装置323同样地为血液所注入、浸湿和过滤血液。
图19所示装置的方向放置成进口管417的垂直部分的中心线与其中心轴线在一直线上。为了使过滤装置423铅直地悬挂，进口管417的中心线最好不与过滤装置423的中心轴线成一直线。但是，管子417的中心线的确切位置决定于比方说下列因素：过滤装置423的重量、进口管417的刚度、出口部402上是否使用直角形管插座和管子引导件、出口管418的重量，以及其他因素。组合使用直角孔组件410和管子引导件430可平放进口管417，从而在运输中可不拧绞地卷起进口管417。此外，组合使用直角孔组件410和管子引导件430可把过滤装置423铅直地悬挂在进口管417上。
图22示出过滤装置423装配到一完整的血液过滤系统中。该血液过滤系统还包括进口管417、串联式排气过滤器500、供血袋425、出口管418和血液收集袋426。通常，该系统起初经过消毒，然后最终用户用公知的方法把供血袋425无菌地装到进口管417上。如使用串联式排气过滤器500，进口管417中在串联式排气过滤器500下方的血液以及进口部401的变形螺旋形渠道中的血液在过滤过程结束时排入血液收集袋426中。这有助于减少该系统的血液滞留量。
从图19、23和24可见，管插座416包括锥形孔413和锥形孔412。锥形孔412的壁上有突肋414。所示管插座416包括四个突肋414。但是突肋的数量可多可少。可用可固化UV粘胶420(图19)把进口管417粘合到管插座416上。但是也可使用其他粘胶。为了粘合管子417，把管子417插入管插座416中。锥形孔412的最小直径也比管子417的直径足够大，以便把管子417插入锥形孔412中。四个突肋414深深伸入锥形孔412中，以便在注入粘胶前紧紧卡住管子417从而固定管子417。锥形孔412的锥度还应足够大，以便于管插座的模制。此外，锥形孔413的锥度应做成在锥形孔413的内表面与进口管417的外表面之间形成一足够大的间隙，以便可固化UV粘胶注入该间隙中。可固化UV粘胶的粘性应较高，以确保未固化的UV粘胶420无法流过进口管417的外表面与锥形孔412的内表面之间的间隙后流入孔411中。如直角孔组件410与管子引导件430之间的间隙419过小而无法从间隙419把可固化UV粘胶420注入进口管417周围的间隙中，则可在直角孔组件410的顶部中靠近锥形孔413的最大直径处模制一小孔。然后可把可固化UV粘胶420从该小孔注入进口管417周围的间隙中。
图25示出本发明过滤装置的又一实施例。该过滤装置523与图17所示过滤装置423相同，但还包括一排气孔562和粘合在出口部502上的一亲水排气装置561中的亲水过滤器560。出口部502与图17过滤装置的出口部302相同，只是出口部502包括排气孔562。
从图27可见，亲水排气装置561包括过滤器支撑肋567、出口孔568、过滤器密封面569、侧壁571、管插座563和下游室570。过滤器密封面569在排气装置561中形成一凸缘。过滤器支撑肋567从过滤器密封面569沿径向向里伸展到该过滤器壳体的中央而形成出口孔568。亲水过滤器560(图25)插入在由侧壁571和密封面569构成的凹座中并与密封面569密封。该密封可为热密封、超声波密封或胶密封。出口部502也可包括一组过滤器支撑肋和过滤器密封面。出口部502上的过滤器支撑肋和过滤器密封面可与排气装置561上的过滤器支撑肋和过滤器密封面互成镜像。亲水过滤器560可用压缩密封密封在亲水排气装置的过滤器密封面569与出口部502的密封面之间。亲水排气装置561可防漏地粘合在出口部502上。该粘合可为超声波粘合、热粘合、粘胶粘合、溶剂粘合或任何其他防漏粘合。
过滤装置523的使用与结合图1和2所示过滤装置23所述相同而同样地串联在过滤组件中。但是，通向一空气回收袋的另一管子装在排气装置561上。图26示出图25所示过滤装置25，包括进口管517、出口管518和空气袋565。在过滤组件中过滤血液时，用一管夹(未示出)(在进口管517的进口端处)夹紧进口管517。出口管518也用一管夹(未示出)在出口部502的管插座563处夹紧。然后用一公知的无菌缩进装置在进口管517的进口端与供血袋(未示出)之间进行无菌连接。实际的无菌连接在进口管517与作为供血袋的一部分的一小段管子之间进行。供血袋(未示出)可悬挂在一合适的装置上，例如其上有钩子的杆(未示出)。空气袋565也可悬挂在该杆上或悬挂在过滤装置523上或放置在桌面之类表面上。同样，血液收集袋(未示出)可悬挂或放置在桌面之类表面上。
从图25和26可见，进口管517上的管夹(未示出)一旦松开，血液开始从供血袋经进口管517、孔480流入最外部同心圆形渠道489。与结合图17所示过滤装置423所述相同，过滤件303，304，305和306浸湿。从进口管517和气袋装置523内部驱出的空气经孔562、然后经亲水过滤器561、气袋管564被驱入空气袋565。由于气袋装置523与气袋管564和气袋565一起构成一密封系统，因此亲水过滤器560不必为一无菌级过滤器。当血液开始流出过滤件306时，血液开始注入出口部502中的下部变形螺旋形渠道。当下部变形螺旋形渠道中的血液流到孔562处时，亲水过滤器560浸湿，从而血液立刻堵塞亲水过滤器560。因此血液无法流入气袋管564和气袋565(图26)。从而亲水过滤器560用作一阀，该阀在被血液浸湿之前供空气流过。由于出口管518被一管夹(未示出)夹紧，因此血液此时停止流动。然后可松开出口管518上的管夹，血液恢复流动，残留在气袋装置523中的空气与出口管518中的空气一起被驱入血液收集袋中。然后血液从气袋装置523经出口管518流入血液收集袋。需要时，可通过透明的亲水排气装置561观察亲水过滤器，以便知道它在松开出口管518上的管夹之前是否已浸湿。用户也可(根据经验或制造商的说明书)等待最短一段时间。
从上述说明可知，过滤装置523具有图17所示过滤装置423的所有优点，同时可减少血液收集袋中的空气量。一旦如图31所示装配好该过滤系统，只要松开进口管517上的管夹(未示出)，就开始过滤过程。在气袋装置523和亲水过滤器560浸湿后的任何时间，用户只须松开出口管518上的管夹即可完成该过滤过程。过滤过程一旦完成，用户可密封(充满血液的)出口管518，然后安全地剪下并扔掉其上连接有进口管517、供血袋、气袋管564和空气袋565的气袋过滤装置523。
图28示出图25所示过滤装置的另一实施例，它包括串联在管子636与出口管618之间的一亲水排气装置600。从图28和29可见，亲水排气装置600的进口部601包括进口管插座633和出口管插座634。进口管插座633经一孔632与出口管插座634连通。进口室630经另一孔631与孔632连通。因此进口室630与管子636和出口管618连通，而管子636经孔632与出口管618连通(图28)。进口部601上还有沿轴向突起的过滤器密封肋637。
从图30和32可见，亲水排气装置600的出口部602包括过滤器支撑肋667、出口孔668、过滤器密封面669、侧壁671、管插座663和下游室670。亲水过滤器635(图32)插入在由侧壁671和密封面669构成的凹座中。亲水过滤器635用压缩密封密封在亲水排气装置600中，即亲水过滤器635的外周压缩在出口部602的过滤器密封面669与进口部601的过滤器密封肋637之间。但是也可用热密封、超声波密封、粘胶密封、溶剂密封或任何其他密封把亲水过滤器635密封在出口部602上。
图33示出图17的过滤装置423和图32的亲水排气装置600与进口管417、出口管618、供血袋425、管子636、血液收集袋626、气袋管664和空气袋665装配成一过滤组件。
在过滤血液时，首先用一管夹(未示出)(在进口管417的进口端处)夹紧进口管417。出口管618也用一管夹(未示出)在亲水排气装置600的管插座634处夹紧。然后用一公知的无菌缩进装置在进口管417的进口端与供血袋425之间进行无菌连接。实际的无菌连接在进口管417与作为供血袋425的一部分的一小段管子之间进行。供血袋425可悬挂在一合适的装置上，例如其上有钩子427的杆428。空气袋665也可悬挂在该杆428上或放置在桌面之类表面上。血液收集袋626可悬挂在该装置上或放置在桌面之类表面上。
从图28和33可见，进口管417上的管夹(未示出)一旦松开，血液开始从供血袋425经进口管417、孔480流入最外部同心圆形渠道489。与在图17所示过滤装置423中相同，过滤件303、304、305和306浸湿。从进口管417和过滤装置423内部驱出的空气从过滤装置423经管子636、孔631、亲水过滤器635、气袋管664被驱入空气袋665。由于中流过滤装置423与管子636、亲水排气装置600、气袋管664、空气袋665、出口管618和血液收集袋626一起构成一密封系统，因此亲水过滤器不必为一无菌级过滤器。过滤装置423一旦被血液浸湿，血液开始从出口孔316流入管子636。由于出口管618用一管夹(未示出)夹紧，因此血液从管子636经孔632、孔631流入亲水排气装置600的上游室630。上游室630中的血液浸湿亲水过滤器635。一旦浸湿，空气不再能流过亲水过滤器635。亲水过滤器635的孔径应足够小，以便血液立刻堵塞亲水过滤器635。因此血液无法流入气袋管664和空气袋665，从而亲水过滤器635用作一阀，该阀在被血液浸湿之前供空气流过。一旦被血液浸湿，亲水过滤器便用作禁止空气和血液流过的阀。由于出口管618被一管夹(未示出)夹紧，因此血液此时停止流动。然后用户可松开出口管618上的管夹。此时，血液恢复流动，出口管618中的空气被驱入血液收集袋626中。然后血液从过滤装置423经管子636、孔632、出口管618流入血液收集袋626。用户可(通过一透明壳体)观察亲水过滤器635，以便知道它在松开出口管618上的管夹之前是否已浸湿，用户也可(根据经验或制造商的说明书)等待最短一段时间。
从上述说明可知，与亲水排气装置600组合的过滤装置423具有中流过滤装置423的所有优点，同时可减少血液收集袋626中的空气量。一旦如图33所示装配好该过滤系统，只要松开进口管417上的管夹(为示出)，用户即可开始过滤过程。在过滤装置423和亲水排气装置600浸湿后的任何时间，用户只须松开松开出口管618上的管夹即可完成该过滤过程。过滤过程一旦完成，用户可密封(充满血液的)出口管618，然后把其上连接有进口管417、供血袋425、管子636、亲水排气装置600、气袋管664和空气袋665的中流过滤装置423安全地剪下后扔掉。然后可储藏其上连接有出口管618的血液收集袋626。
尽管以上结合所示实施例说明了本发明，但本领域普通技术人员显然可看出，可在权利要求限定的本发明范围内对这些实施例作出种种修正。