CN101427111A - 计量装置 - Google Patents

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CN101427111A CNA2007800136230A CN200780013623A CN101427111A CN 101427111 A CN101427111 A CN 101427111A CN A2007800136230 A CNA2007800136230 A CN A2007800136230A CN 200780013623 A CN200780013623 A CN 200780013623A CN 101427111 A CN101427111 A CN 101427111A
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Abstract

本发明公开了一种从载物空腔中抽取定量物体的计量装置，其设有一个用于密封出口的阀体(5)和一个计量室(9)，计量室沿着流向靠近出口且设有一个单独的抽取口。本发明还公开了一种从载物空腔中抽取定量物体的计量方法。

Description

计量装置
技术领域
本发明涉及一种从载物空腔中抽取一定量物体的计量装置和计量方法，尤其是一种设有计量室的计量装置和计量方法。
背景技术
现有从载物空腔中抽取一定量物体的计量装置和计量方法已为DE19801405所揭示，其可用于从载物管中抽取一定体积的物体。在载物管中，计量装置设有一个开口，开口可以用阀门密封。计量装置还设有一个呈体积喷枪设置的计量室，计量室内设有一个移动柱塞。体积喷枪可在载物空腔内自与开口相对的位置沿着载物空腔运动至开口位置，并在沿着载物空腔移动的过程中填充有预定量的物体。
当体积喷枪进入开口，开口被密封；当开口阀门随后开启，一定量的物体通过移动柱塞自体积喷枪被挤压进入抽取容器。体积喷枪随后退回，只要体积喷枪仍然密封开口，开口阀门阀维持关闭，体积喷枪和移动柱塞随后回撤至起始位置。
但是，现有技术计量装置的缺陷在于：无法对体积喷枪进行消毒处理，抽取装置的消毒受到严格的限制。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种从载物空腔中抽取一定量物体的计量装置和计量方法，其可以进行消毒处理。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种从载物空腔中抽取一定量物体的计量装置，其包括一个密封载物空腔的出口的阀体和一个计量室，其中，计量室沿着流向临近出口且设有一个抽取口，计量室设有一个可相对于阀体同轴运动的排放柱塞。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种从载物空腔中抽取一定量物体的计量方法，其中，一定计量的物体通过计量室抽取，并通过一个可被阀体密封的出口抽出载物空腔，其特征在于包括以下步骤：
通过阀体与可相对阀体同轴运动的排放柱塞的相互作用计量抽取物体；
通过阀体和排放柱塞的运动开启计量室的出口，物体被引入计量室后出口密封；
排放柱塞相对阀体运动进入计量室，阀体保持出口密封，以通过抽取口将物体计量压入抽取容器。
根据本发明的设置，计量室位于出口的下游，出口被阀体密封，计量室设有自己的抽取口，计量室与载物空腔隔离，因此在排放一定计量的物体后计量室可以非常方便地进行消毒。阀体与排放柱塞的同轴设置可以使结构紧凑，且容易进行消毒。
附图说明
下面结合附图，详细说明本发明的各个具体实施方式及其对应的技术效果，其中：
图1所示为本发明计量装置位于第一位置时的剖视示意图。
图2所示为图1所示计量装置在抽取操作开始时的示意图。
图3所示为图1所示计量装置在临近抽取操作结束时的示意图。
图4所示为本发明计量装置另一实施方式填充计量室时的剖视示意图。
图5所示为图4所示计量装置计量室填充后的示意图。
图6所示为图4所示计量装置释放一定量物体后的示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明从载物室2中提取一定量物体的计量装置1的示意图，在图示实施方式中，载物室2为载物管。载物室2中载有流体，如液体、含有固体的液体或果料制品等。计量装置1可特别适用于抽取样品，以确定微生物污染，也可以用作其他用途。
计量装置1设有一个载物空腔2a，载物空腔2a可以是一个具有更大尺寸的载物室2的一部分。在图示实施方式中，载物空腔2a被管座3a围绕，管座3a嵌接在一个设有载物室2的管体3上，物体在管体3中沿着流向F流动。被阀座4a包围的出口4沿着垂直于流向F的方向贯穿管座3a的侧壁延伸，阀座4a可以通过阀体5密封。在图示实施方式中，阀座4a朝向载物空腔2a，阀体5位于载物空腔2a中并可在其中运动。阀体5连接在阀轴6上，阀轴6延伸穿过设置于与出口4相对的管座3a侧壁上的密封口7，并可在驱动8的驱动下沿着垂直于流向F的双箭头方向A运动。
在载物空腔2a外，计量室9与出口4连接，计量室9的容积与所需抽取的物体量相当或为其一部分。计量室9最好设置成圆柱状，其内径与出口4的直径对应。计量室9于远离出口4一侧设有一个抽取口10，抽取口10的直径与计量室9的直径、出口4的直径相对应，出口4、计量室9和抽取口10对齐。抽取口10可以通过一个单独设置的密封装置(如滑动阀门)密封，也可以通过一个抽取容器12的密封装置11(随后详细说明)密封。
抽取口10上设有一个抽取容器12的对接装置13，抽取容器12通过对接装置13连接于抽取口10上并形成防液漏连接。对接装置13与待连接的抽取容器12相匹配，且最好设有一个气动夹具。
计量室9中设有一个排放柱塞14，排放柱塞14覆盖计量室9的横截面，且可以在计量室9中沿着双箭头方向B在出口4和抽取口10之间运动。排放柱塞14的外径最好与出口4的内径相同。
排放塞柱14与阀体5形成一个双座阀门，排放柱塞14由在阀体5的阀轴6中贯穿延伸的柱塞杆15驱动。阀轴6呈中空设置，且连接于驱动8上形成气压双向驱动。
柱塞杆15呈中空设置，其远离排放柱塞14一端设有一个进入口16，于远离计量室9一端设有至少一个靠近排放柱塞14的排出口17。柱塞杆15的外径显著小于中空阀轴6的内径，柱塞杆15和阀轴6之间形成一个流动区18，流动区18设有一个设置于阀体5上的进入孔19和一个设置于载物空腔2a远离阀体5一侧的排出口20。排出口20不干涉阀轴6的移动，排出口20最好可以设置于阀轴6上并与阀轴6同轴移动。
当排放柱塞14位于从计量室9完全撤回的位置时，进入孔19立即被排放柱塞14密封。在图示实施方式中，阀体5的阀座5a沿径向向内延伸过出口4的阀座4a，以使得排放柱塞14位于撤回位置时可以置于阀座5a上。
除了出口4，计量室9还设有一个进入开口21；除了抽取口10，计量室9还设有一个排出开口22。进入开口21和排出开口22沿着垂直于排放柱塞14的移动方向B延伸，且可以被密封，进入开口21和排出开口22最好可以设置为阀门。
用于对阀轴6的外侧进行消毒的消毒装置23置于阀轴6的密封口7上，消毒装置23设有一个与载物空腔2a密封隔离的消毒室24，以及与消毒室24相连的一个进气道25和一个出气道26。
计量装置1的适当位置处设有热传感器27a、27b和27c，以确保在消毒过程中可以达到理想的消毒温度，并保证在抽取操作中检测到的物体的消毒程度不致失真。第一热传感器27a监控计量室9的温度，第二热传感器27b监控消毒装置23的温度，第三热传感器27c监控流动区18的温度。根据本发明的其他实施方式，也可以在计量装置1的其他适当位置处设置热传感器。
在未开始进行抽取操作前，计量装置1位于图1所示的闲置位置。阀体5密封出口4，排放柱塞14密封阀轴6的进入孔19，抽取口10开启或被其他装置(未图示)密封或被抽取容器12已对接的密封装置11密封。物体沿着流向F流经载物室2和载物空腔2a，抽取容器12可以已经预消毒并填充有一定量的营养液。
如果需要抽取一定量的物体，首先对接抽取容器12，并对计量室9、抽取容器12的密封装置11、排放柱塞14朝向计量室9的一侧进行消毒。为此，消毒剂通过排出孔20进入计量室9，随后通过进入开口21排出，最好使用蒸汽和/或冷凝物进行消毒。
如果抽取口10被密封，所使用的抽取容器12已经过消毒，可以在开始传输物体时通过对载物室2或载物空腔2a的消毒实现对计量室9和其他与物体接触部件的初步消毒。
最好可以使用EP 263 101所揭示的袋体作为抽取容器12。如图3所示，抽取容器12的密封装置11设有一个可连接对接装置13的填隙片11a，以及一个用于密封填隙片11a的密封塞11b。密封塞11b自抽取容器12内密封填隙片11a，且只能向内压填隙片11a才能开启抽取容器12。抽取容器12没有可以提前消毒的密封，只能在填充前进行消毒，尤其是密封装置11的端面11c区域。根据本发明的计量装置1，填充前对密封装置11和计量室9进行消毒，密封塞11b位于填隙片11a中，端面11c形成计量室9的边界。
消毒在适当的温度下进行，最好可以在约120°下进行。
如果热传感器27a监控到的计量室9的温度低于消毒温度，如约为40°，可以开始进行计量操作。由于计量室9紧靠载物室2或载物空腔2a，冷却可以通过流经的物体来实现。
如图2所示，为了计量操作，由阀体5和排放柱塞14组成的双座阀门离开出口4，物体可以流出载物空腔2a进入计量室9，阀轴6的进入孔19通过排放柱塞14保持关闭。
当计量室9被填充后，封闭进入孔19的由阀体5和排放柱塞14构成的双座阀门整体回复至阀座4a并关闭出口4。同时，阀轴6的外侧运行经过其内流动有消毒剂(最好是蒸汽/冷凝物)的消毒装置23，因此没有阀轴6未经消毒的区域进入载物空腔2a。
当出口4被密封后，流入抽取容器12的物体被释放，位于计量室9中的物体在排放柱塞14的作用下被压入抽取容器12。如果使用袋体密封，密封塞11b在排放柱塞14或其他装置(未图示)的压力作用下被压出填隙片11a，以实现抽取容器12的填充。在排放柱塞14的作用下自计量室9排放物体时，阀体5仍处于密封出口4的位置，流动区18的进入孔19开启。消毒空气、消毒冷凝物或蒸汽等消毒剂经进入口16和排出口17被引入柱塞杆15，填充排放柱塞14和出口4后的间隙，防止物体和/或未消毒空气等被随后吸入。
当物体被完全排放时，排放柱塞14移动至图3所示的排放位置。在图示实施方式所示的排放位置，抽取容器12被密封，密封塞11b被压回至填隙片11a中。如果需要继续将其他计量的物体填充至抽取容器12，抽取容器12仍然对接在对接装置13上。除此之外，也可以将已填充的抽取容器12拿走并重新替换一个新的抽取容器12，或以其他方式密封抽取口10或让抽取口10保持开启。
排放柱塞14随后撤回至与阀座5a接触的起始位置，同时，位于排放柱塞14后的消毒剂经进入孔19被压入流动区18并经排出孔20排出，对柱塞杆15外部的消毒可以通过将消毒剂引入流动区18来实现。当排放柱塞14位于阀座5a上时，可以对计量室9进行一个新的填充操作，或者如果抽取口10关闭，蒸汽、冷凝物或无菌气体等消毒剂可以通过进入开口21进入计量室9，而排出开口22保持关闭。在新的计量操作开始前，计量室9中的消毒剂通过排出开口22排放。
图4至图6所示为本发明抽取一定量物体的计量装置100的第二实施方式，其与第一实施方式描述的计量装置1相似，除了以下的特别说明外，与图1至图3中具有相同或相应标号的元件不再另行说明。
计量装置100设有一个阀体50，阀体50设有一个比进入孔19大的中央进入孔190。阀体50通过位于阀座4a上的阀面50a，以与前述密封方式相同的方式密封贯穿载物空腔2a的侧壁3a延伸至计量室9中的出口4。
进入孔190通过一个排放柱塞140关闭，排放柱塞140的尺寸大于第一实施方式中排放柱塞14的尺寸。排放柱塞140最好可以设置成圆柱状，且可以完全填充位于出口4与抽取口10之间的计量室9。在图示双箭头B方向，排放柱塞140稍大于计量室9，排放柱塞140可以通过抽取口10运动至填隙片11a或进入抽取容器12。沿着垂直于双箭头B的方向，排放柱塞140的宽度最好可以略小于计量室9的宽度，以使得密封无需滑动超出阀座4a的边界。进入孔190的密封最好可以至少受到阀体50的密封环51的限制，密封环51还可以充当刮刀，当排放柱塞140相对于阀体50运动时，密封环51可以清理排放柱塞140的表面。
阀体50设有一个中空的阀轴60，排放柱塞140可以完全退回至阀轴60内，以使得排放面140a可以至少与阀体50的阀面50a对齐。排放柱塞140最好可以进一步运动至阀轴60内，以使得排放面140a自阀面50a向阀轴60内缩进距离a。
排放柱塞140设有一个中空的柱塞杆150，柱塞杆150设有至少一个进入口16和至少一个排出口17。排出口17靠近排放柱塞140与排放面140a相对的一端，并连接阀轴60与柱塞杆150之间的流动区180。阀轴60设有一个排出孔120，以用于清空流动区180。
与第一实施方式相同，设有中空阀轴60的阀体50与排放柱塞140同轴设置且可移动，在驱动8的驱动下可以同时或单独沿着共同的轴运动。
需要注意的是，如果载物室2设置成管体，载物室2围绕阀体50和阀轴60可设有一个物体的分流道，以使得流经计量装置100的物流F不会减少。
下面结合图4至图6详细说明本发明计量装置100第二实施方式的操作。
如果需要使一定量的物体从载物空腔2a流入计量室9，并自计量室9进入抽取容器12，驱动8使得阀体50及其阀轴60和排放柱塞140及其柱塞杆150自出口4提升，最好同时提升，物体流入并填充位于阀座4a和阀面50a之间的计量室9。随后，阀体50和排放柱塞140最好同时朝着出口4方向移动，以使得阀面50a重新回到阀座4a上。当计量室9被阀体50关闭时，物体被压入计量室9。由于液体不可压缩，通过使排放柱塞140撤回至阀轴60内距阀面50a一定的距离a(最好可以是几毫米)，可以减小或避免对液体的压缩。
如果计量室9被填满且出口4关闭，抽取口10被打开，如第一实施方式所描述，通过移动排放柱塞140物体通过进入孔190被排放。在排放柱塞140的移动过程中，消毒剂，最好是消毒蒸汽，经过进入口16和排出口17进入流动区180，并填充中空阀轴60中排放柱塞140后的区域。
在排放操作的结尾，排放柱塞140进入抽取口10，并最好可以穿过填隙片11a适当进入抽取口10。因此，可以确保填隙片11a上没有残留的物体，密封塞11b或袋体可以紧紧地密封在填隙片11a中。
当预定量的物体被排放后，排放柱塞140向回运动，同时填隙片11a被抽取容器12的密封塞11b密封。在向回运动的过程中，排放柱塞140经过密封环51并刮除排放柱塞140表面残留的物体。阀体50仍位于封闭出口4的位置，直至排放柱塞140及其排放面140a再次进入进入孔190。当排放柱塞14向回运动时，消毒剂同时通过排出孔120被压出流动区180。计量装置100此后一直保持在出口4密封的位置，直到进行其它抽取的物体操作。
计量室9的消毒如本发明第一实施方式所描述，首先，使用冷凝物收集器中的冷凝物进行预冲，以去除计量室9壁上因排放柱塞140宽度较小所导致的物体残留；随后，用蒸汽进行消毒。对位于密封口7中的中空阀轴60外侧进行的消毒如本发明第一实施方式所述，用流动区180中的蒸汽对排放柱塞140的外侧进行消毒，流动区180中的蒸汽也可以同时对密封环51进行消毒并润滑密封环51。当排放柱塞140撤回时，计量室9中可以通入消毒空气或其他消毒剂。
作为本发明上述操作方法的变更，本发明的计量装置1、100也可以用于填充体积量为计量室9容积若干倍的物体，此时，出口4只需保持开启一段时间，直至所需量的物体进入抽取容器12。本发明的计量装置1、100也可以用于填充车辆容器或其它类型的抽取容器，本发明的计量装置1、100还可以用于从各种容器中抽取物体。此外，根据实际需要，本发明中的阀门和/或阀座的设置排列及其驱动方向也可以进行变更。

Claims (18)

1、一种从载物空腔(2a)，尤其是管体，中抽取一定量物体的计量装置(1)，其包括一个密封载物空腔的出口(4)的阀体(5)和一个计量室(9)，其特征在于：计量室沿着流向临近出口且设有一个抽取口(10)，计量室设有一个可相对于阀体同轴运动的排放柱塞(14)。
2、根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于：所述阀体(5)设有一个进入孔(19)，进入孔可以被排放柱塞(14)密封。
3、根据权利要求2所述的计量装置，其特征在于：所述载物空腔(2a)的出口(4)、计量室(9)、抽取口(10)以及阀体(5)的进入孔(19)相互对齐。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述抽取口(10)上设有一个用于对接抽取容器(12)的对接装置(13)。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述计量室(9)设有至少一个消毒口(19，21，22)。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述载物空腔(2a)接有一个与出口(4)相对的密封口(7)以驱动阀体(5)，密封口处设有消毒室(24)。
7、根据权利要求1至6中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述阀体(5)连接有一个中空的阀轴(6)。
8、根据权利要求1至7中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(14)与阀体(5)形成一个双座阀门。
9、根据权利要求8所述的计量装置，其特征在于：所述阀体(5)连接有一个中空的阀轴(6)，流动区(18)经过阀轴(6)延伸进入计量室(9)。
10、根据权利要求9所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(14)设有一个柱塞杆(15)，柱塞杆贯穿中空的阀轴(6)延伸。
11、根据权利要求8至10中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(14)设有一个中空的柱塞杆(15)，流动区(18)经过柱塞杆延伸进入计量室(9)。
12、根据权利要求1至7中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述阀体(50)设有一个中空的阀轴(60)，排放柱塞(140)收容于阀轴中且形成滑动密封。
13、根据权利要求12所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(140)呈圆柱状，轴向长度大于直径。
14、根据权利要求12或13所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(140)的轴向长度等于或大于计量室(9)的轴向长度。
15、根据权利要求12至14中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(140)可撤回至阀体(50)的进入孔(19)后并进入中空的阀轴(60)。
16、根据权利要求12至15中任一项所述的计量装置，其特征在于：所述排放柱塞(140)设有一个中空的柱塞杆(150)，流动区(180)经过柱塞杆延伸入中空的阀轴(60)。
17、一种从载物空腔(2a)，尤其是管体，中抽取一定量物体的计量方法，其中，一定计量的物体通过计量室(9)抽取，并通过一个可被阀体(5，50)密封的出口(4)抽出载物空腔，其特征在于包括以下步骤：
通过阀体与可相对阀体同轴运动的排放柱塞(14，140)的相互作用计量抽取物体；
通过阀体和排放柱塞的运动开启计量室的出口，物体被引入计量室后出口密封；
排放柱塞相对阀体运动进入计量室，阀体保持出口密封，以通过抽取口(10)将物体计量压入抽取容器(12)。
18、根据权利要求17所述的计量方法，其特征在于：所述排放柱塞(140)在密封出口(4)之前撤回至阀体(50)的进入孔(19)中。
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