CN100501219C - 用于容器中液体样品的无菌取样的阀 - Google Patents

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Abstract

用于容器中的液体样品的无菌取样的阀包括具有阀室(2)的阀体(1)。此外阀还设置有阀室(2)中的取样入口(6)、第一阀座(7)、用于通过抵靠第一阀座(7)闭合取样入口(6)的第一阀塞(5a)、阀室(2)的出口(8)、阀室(2)中用于消毒液体的清洁入口(9)、第二阀座(10)和第二阀塞(5b)。出口(8)位于两个阀座(7，10)之间，第二阀座(10)和第二阀塞(5b)以如下方式放置，即，第二阀塞(5b)通过抵靠第二阀座(10)来截断取样入口(6)处阀室(2)的区域(2b)中的消毒液体的流入。

Description

用于容器中液体样品的无菌取样的阀
技术领域
本发明涉及一种用于容器中液体样品的无菌取样的取样阀，该取样阀可置于一容器上面，该取样阀包括具有阀室的阀体、阀室中由第一阀座围绕的取样入口、用于通过抵靠第一阀座而闭合取样入口的第一阀塞、阀室的出口、阀室中用于消毒液体的清洁入口、第二阀座和第二阀塞，所述阀塞(5a，5b)在打开和闭合位置之间可相互独立地移动。
背景技术
除了其它应用之外，这种类型的阀还在食品工业中用于牛奶、汁液和啤酒等的样品取样，其中需要无菌密封阀来用于样品的取样。这种无菌密封也很有利地用在例如制药工业中。
WO 90/12972公开了一种仅仅具有单个阀座的取样阀。阀座绕着轴向布置的取样入口设置，其中取样入口通过阀轴的移位而关闭，以便橡胶或类似的易延展材料的阀轴抵靠阀座。此外，阀包括出口和从上方伸进孔中的清洁入口，其中出口在阀的安装状态下由下方伸进孔中。由此，阀在容器中以如下的方式进行安装，即它的轴大体上水平，所以阀的安装仅仅具有很低程度的自由度。清洁入口通过消毒液体阀与消毒液体源连接。
对于这种已知的阀，液体样品的取样通常涉及如下的步骤：
1.在清洁/消毒和取样之前，阀处于它的关闭状态，其中仅仅出口和清洁入口彼此连通。
2.消毒液体以例如蒸汽的形式通过清洁入口注入。
3.消毒液体清洁轴向孔和出口的表面，其中轴向孔和出口的表面与此前取样的液体样品相接触，若是可以的话，随后消毒液体通过出口离开阀体。
4.取样入口开启，从而取样入口、出口和清洁入口之间自由连通，如果阀被正确地安装，容器中的内容物就会从出口流出，随后可以通过液体样品的形式被吸出。
5.阀再次关闭，随后准备用于接下来的消毒和取样。
在这种取样下，很常见的是一定量容器中的液体会流入清洁入口或者更糟的是通过清洁入口流出。因此需要针对消毒液体源将消毒液体阀布置在距离清洁入口一段安全的距离处，从而不至于污染消毒液体阀座。这又使得难于取样，因为在阀系统中产生了不希望的汽缸余隙，在某些情况下这是极不希望存在的，因为这样会导致相当大的溢出量。
DK 174591对应于引言中所提到的阀公开了一种具有双阀座和阀塞的取样阀。在这个公布文件中，第一阀塞通过第一内部阀轴的移位建立了抵靠在第一阀座上的内部环状密封表面，同时第二阀塞通过第二外部阀轴的移位相对于第一环状密封表面沿径向建立了抵靠在第二阀座上的外部环状密封表面。因此，相对于轴向布置的取样入口沿径向形成两个阀座。因此建立附加的阀座的目的是增强对区域的清洁，在阀的关闭状态下该区域夹(pin)在密封物和阀座之间。这是通过一种与上述的国际申请中所公开的大体上类似的方法来实现的，但是替换成使两个密封隔膜抵靠阀座，随后清洁阀室。根据本公布文件的阀不能解决上述关于容器液体向清洁入口泄漏的问题。
发明内容
在这个背景下，本发明的目的是提供一种阀，为了避免上述的缺陷，该阀可以防止容器液体流入清洁入口和/或通过清洁入口流出。本发明的另一个目的是提供一种阀，它使取样系统得到简化并且更高效，并且对于将阀定位在容器上而言提供了更大的自由选择。
考虑到这一点，依照本发明的阀的特征在于，出口定位在两个阀座之间，第二阀座和第二阀塞通过如下方式布置，即，第二阀塞通过抵靠第二阀座来截断出口处阀室区域中的消毒液体的流入。
这样，就完全避免了清洁入口、连接到消毒液体源的管道和/或消毒液体阀的污染。这使得可以将消毒液体源刚好置于清洁入口之后，因为这样不存在污染消毒液体阀座的风险。另一方面，消毒液体源沿高度可以自由地放置，到目前为止，消毒液体源通常需要置于消毒液体入口上方从而防止回流至消毒液体管线中。因此使取样变得更加容易，因为避免了系统中所不希望出现的汽缸余隙，并且防止了消毒液体源的管中发生溢出。由于消毒液体的进入是通过阀中的阀座进行的，所以通过断开消毒液体管进一步消除了消毒液体入口被空气污染这一风险。
依照本发明的阀的另一个显著的优点是在这个阀中，消毒液体阀是已经被集成一体，因为可以避免外部的消毒液体阀，这就简化了系统，在经济上也是很有利的。
依照本发明的阀为阀的定位提供了完全自由的选择。例如可以使它置于容器底部，在某些情况下这样可以具有相当多的优点。
根据本发明的实施例，利用轴向孔形成阀室，在轴向孔的一端同轴地放置了取样入口，第一阀塞通过第一阀轴的位移可以沿轴向位移，第一阀轴与孔同轴，第二阀塞是环状的并且围绕第一阀轴，第二阀塞通过抵靠第二阀座界定了阀室中的清洁室。这样，消毒液体在阀室中流动之前流入清洁室。因此阀室中进一步的流动沿轴向的程度更高，并且被导向直接朝向阀座，从而提高了阀的这个区域的重要的清洁工作，而阀的这个区域是难于接近的。因此可以比其它可行的方法更有效地除去余隙中存在的微生物，该余隙是难于接近的，它刚好处于阀塞和阀室的壁之间的阀座外部。因此，减小了从容器中取出的样品存在的取样污染的风险。
根据另一个实施例，设置了第二中空阀轴，所述轴围绕第一阀轴，第一阀塞利用第一阀轴位移到抵靠第一阀座而截断取样入口，第二阀塞利用第二阀轴位移到抵靠清洁入口和出口之间的第二阀座而截断清洁入口。这样，就可以使取样入口和清洁入口的开启和闭合相互独立、快速并且容易，同时取样入口和清洁入口的闭合是安全和紧密的。
根据另一个实施例，阀塞的外部由单个柔性部件构成，从而实现了轴和阀室之间的安全密封。柔性部件可以有利地包括大体上是不易延展的材料形成的波纹，从而延长了部件的寿命，因为这样提高了阀的功能和耐用性。
在一个优选实施例中，出口从阀室中的嘴部远离阀体的一端延伸，所述嘴部在第二阀座的边界上，其中取样入口(6)置于该阀体(1)的一端。出口从阀室中的嘴部延伸远离阀体一端，所述嘴部接近第二阀座，其中取样入口置于该阀体一端。
附图说明
下面利用参照附图的实施例的实例对本发明进行详细的说明，其中
图1是依照本发明的阀的实施例在第一状态下的剖视图，其中取样入口和清洁入口都关闭；
图2是图1中的阀在第二状态下的剖视图，其中取样入口关闭清洁入口开启；
图3是图1的阀在第三状态下的剖视图，其中，取样入口开启，清洁入口关闭，以及
图4是显示依照本发明的阀的优选实施例的剖视图。
具体实施方式
图1至3所示的依照本发明的阀的实施例包括阀体1，其中，阀室以轴向孔2的形式形成。在孔2中，沿轴向布置了中空的外部阀轴3，在该轴中同轴地布置了内部阀轴4。阀轴4、3可以彼此独立地沿阀的轴向方向独立位移。第一阀塞5a和第二阀塞5b在阀轴4、3末端以单个橡皮套区域5的形式形成。然而，阀塞5a、5b也可以使用任何适当类型的易延展材料或适当的不易延展的材料例如PTFE(聚四氟乙烯)制成。在后种情形下，塞子例如可以包括波纹，在入口6、9闭合时，波纹可以像手风琴一样拉伸而不会拉伸材料本身。
在阀体1中，与阀同轴地设置了取样入口6，所述入口将孔2与容器(未显示)连接起来。围绕取样入口布置了第一环状阀座7。通过内部阀轴4的移位，形式为橡皮套区域5的第一阀体5a通过截断取样入口6的方式压靠在第一阀座7上。在取样入口6的开启状态下，取样入口6与孔2连通，孔2又与出口8连通，出口8在阀体中相对于阀轴沿轴向设置。在阀体中还形成了清洁入口9，所述入口与未显示的消毒液体源连接。清洁入口伸进清洁室2a，清洁室2a构成孔2的外部部分。清洁室2a通过第二阀座10由孔2的其余部分来定界。清洁室2a在本发明的说明中描述为孔2的一部分。然而，两个孔/室也可以看作单独的孔/室。
清洁入口9相对于出口8沿轴向方向远离取样入口6放置，以便出口8可以置于两个阀座7、10之间。通过外部阀轴3和内部阀轴4的相互独立的轴向运动，取样入口6和清洁入口9可以相互独立地开启和闭合。还可以通过除所描述的利用阀轴3、4之外的其它方式来打开和闭合阀塞5a、5b。例如可以通过在阀座10上施加消毒液体的压力来开启第二阀座10。
图4更详细地显示了本发明的优选实施例。这个实施例总体上包括与图1-3中更概略地显示的实施例相同的部件，因此类似的参考数字分别用于图1-3和图4中的相应部分。
在图4的实施例中，出口8设计成如下方式，即如图4所示，通过阀的垂直定位，出口8由孔2中的嘴部8a向下延伸。嘴部8a接近第二阀座10。因此，阀室或孔2的区域2b通过出口8进行自排泻，并且可以将阀置于容器底部将它作为排泻阀。然而，当像这样来使用时，阀优选倾斜例如5°，以确保液体不残留在直接位于第二阀座10上方的水平环状区域上。
由于特定的结构，依照本发明的阀可以置于容器上，并且在选择上比迄今的布置具有更大的自由。
优选依照本发明的阀从容器中的液体样品中取样通过如下步骤来执行。
1.在取样之前，阀处于图1所示的状态，其中取样入口和清洁入口9都关闭。
2.通过提升外部阀轴3仅仅使消毒液体入口9开启，参见图2。因此，第二阀塞5b脱离与第二阀座10的接合而抬起，这样，在清洁室2a和孔2的其余部分之间形成连接。
3.形式例如为蒸汽的消毒液体填充清洁室2a，随后液体继续进入剩余的孔2，直接朝向第一阀座7。
4.通过降低外部阀轴3使消毒液体入口关闭，以便阀再次处于图1中所示的状态。
5.通过提升内部阀轴4仅仅使取样入口6开启，参见图3。因此，第一阀体5a脱离与第一阀座7的接合而抬起，以便容器液体流入孔2并且从出口8流出，从该出口8可以取出液体样品。
6.取样入口关闭，以便阀再次处于图1所示的状态，随后阀为接下来的清洁和取样做好准备。
通过丢弃步骤5中取样的液体样品并且直接重复步骤1-6可以获得更精确的取样结果，现在就可以保持第二次在步骤5中取出的液体样品。因此，夹在第一阀塞5a和第一阀座7之间的区域在取出最终的样品之前被冲洗。在这个区域中可能存在从先前样品中取出的旧的容器液体，并且通过这个方法可以去除这些残留，以便液体的旧残留不会污染最近一次取出的样品。
本发明并不限于在此描述的实施例。例如在专利的权利要求的范围内，可以对应于从上述的WO 90/12972中已知的内容，通过清洁室2a和直接进入孔2的入口建立消毒液体的入口。

Claims (7)

1、一种用于从容器中的液体样品无菌取样的取样阀，该取样阀可置于一容器上面，该取样阀包括具有阀室(2)的阀体(1)、阀室(2)中由第一阀座(7)围绕的取样入口(6)、用于通过抵靠第一阀座(7)闭合取样入口(6)的第一阀塞(5a)、阀室(2)的出口(8)、阀室(2)中用于消毒液体的清洁入口(9)、第二阀座(10)和第二阀塞(5b)，该第一和第二阀塞(5a，5b)在打开和闭合位置之间可相互独立地移动，其特征在于，出口(8)位于两个阀座(7，10)之间，第二阀座(10)和第二阀塞(5b)以如下方式定位，即第二阀塞(5b)通过抵靠第二阀座(10)来截断出口(8)处阀室(2)的区域(2b)中的消毒液体的流入。
2、如权利要求1所述的阀，其中阀室(2)通过轴向孔形成，在轴向孔的一端同轴地放置取样入口(6)，第一阀塞(5a)通过第一阀轴(4)的位移可沿轴向移动，第一阀轴(4)与轴向孔同轴，第二阀塞(5b)是环状的并且围绕第一阀轴(4)，其特征在于，第二阀塞(5b)通过抵靠第二阀座(10)界定阀室(2)中的清洁室(2a)。
3、如权利要求2所述的阀，其中，设置了第二中空阀轴(3)，所述第二中空阀轴同轴地围绕第一阀轴(4)，第一阀塞(5a)通过第一阀轴(4)位移到抵靠第一阀座(7)而截断取样入口，其特征在于，第二阀塞(5b)通过第二阀轴(3)位移到抵靠第二阀座(10)而截断清洁入口(9)和出口(8)之间的连接。
4、如权利要求3所述的阀，其特征在于，第一和第二阀塞(5a，5b)的外部通过单个柔性部件(5)形成。
5、如权利要求4所述的阀，其特征在于，柔性部件(5)包括大体上由不易延展的材料形成的波纹。
6、如权利要求1至5之一所述的阀，其特征在于，出口(8)从阀室(2)中的嘴部(8a)远离阀体(1)的一端延伸，所述嘴部(8a)接近第二阀座(10)，其中取样入口(6)置于该阀体(1)的所述一端。
7、一种可置于容器上的用于对容器中的液体样品无菌取样的取样阀的应用，所述取样阀包括具有阀室(2)的阀体(1)、阀室(2)中由第一阀座(7)围绕的取样入口(6)、用于通过抵靠第一阀座(7)闭合取样入口(6)的第一阀塞(5a)、阀室(2)的出口(8)、阀室(2)中用于消毒液体的清洁入口(9)、第二阀座(10)和第二阀塞(5b)，第一和第二阀塞(5a，5b)在打开和闭合位置之间可相互独立地移动，其中，所述出口(8)位于两个阀座(7，10)之间，第二阀座(10)和第二阀塞(5b)以如下方式定位，即，第二阀塞(5b)通过抵靠第二阀座(10)来截断出口(8)处的阀室(2)中的区域(2b)中的消毒液体的流入，从而取样入口与用于从所述容器中取样的容器连接，清洁入口与消毒液体源连接，在初始位置，取样入口(6)和清洁入口(9)被关闭，第一和第二阀塞(5a，5b)分别与第一和第二阀座(7，10)抵靠，下列步骤被执行：
仅仅第二阀塞(5b)被提升脱离与第二阀座(10)的抵靠，从而允许消毒液体流入阀室(2)中；
第二阀塞(5b)位于第二阀座(10)内；
仅仅第一阀塞(5a)被提升脱离与第一阀座(7)的抵靠，从而允许液体样品从容器流入阀室(2)中并通过出口(8)流出；和
第一阀塞(5a)位于第一阀座(7)内。
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