CN101627242B - 用于物质处理容器的排放连接件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可选择性地封闭的排放连接件(100、100A、800)，其包括可相对于孔限定的排放法兰(150、150A、250、850)移动的中空柱塞(110、210、810)。该连接件(100、100A、300、400、500、500A、800)包括位于该柱塞(110、210、810)与该法兰(150、150A、250、850)之间的两个周向密封件(133、134、235、236)，并且包括设置在这些密封件(133、134、235、236)之间且通向中空内部(125、225、825)的至少一个通道(126A-126C、226A-226D、826A-826C)。该排放连接件(100、100A、300、400、500、500A、800)可连接至处理袋(491、591、591A、601、701)和/或处理槽(301、501、501A、601、701)，以形成物质处理容器(300、400、500、500A)。

Description

用于物质处理容器的排放连接件
相关申请声明
本申请要求于2005年9月19日提交的且题为“DRAINCONNECTOR FOR SUBSTANCE PROCESSING RECEPTACLE”的美国临时专利申请第60/718,466号的优先权。
技术领域
本发明涉及物质处理容器(substance processing receptacle)以及用于其的排放连接件，所述物质处理容器包括用于在实验室和工业环境中对各种物质进行处理(例如，混合和/或反应)的容器。
背景技术
诸如不同类型的固体、液体和/或气体的组分的混合和/或反应在不同行业中均具有多种应用。例如，在制药业中，使不同类型的药物前体材料和/或治疗剂混合和/或反应。在医学领域中，使诸如体液和/或药物的组分混合和/或反应。在半导体领域中，将湿溶液(wet solutions)与研磨材料相混合以制成浆料。食品业也将混合操作结合到多种应用中，包括将水与干食品混合以实现再水化(rehydration)。
然而，在这些行业以及其他行业中，待混合或反应的组分可能是有危害的、危险的、传染性的和/或要求高等级的纯度。例如，在制药业和/或医学行业中，经受混合或反应操作的组分可能是有毒的。在医学领域中，待处理的流体可能包含活病毒(例如，HIV)或其它病原体，证明对于个体而言需要避免与这样的流体相接触。此外，在半导体行业中，应避免对化学制剂进行处理以降低形成微粒和引入杂质的可能性。鉴于这些原因，希望在由非反应性材料(non-reactive material，非活性材料)制成的密封物质处理组件中实现混合或反应步骤。
在物质处理组件中，鉴于多种原因，使死体积(dead volume)(未混合的组分可避免被搅拌的停滞区)最小化是重要的。使死体积最小化的首要原因是为了促进彻底的或高质量的混合，这对诸如药品配方的某些应用是很关键的。避免死体积的另一原因是为了减少固体沉淀的可能性。位于排放连接件中或靠近于排放连接件的死体积尤其成问题，由于这些死体积可能导致不希望的污染物或处理批次之间的遗留物，或者如果包括固体则沉淀可能引起对系统可靠性产生不利影响的阻塞或其它排放问题。
用于使物质混合和/或反应的传统系统利用由诸如玻璃或不锈钢的材料制成的可再度使用的槽(tank)，以及相关的搅拌装置。在使用前，通常必须对这些槽进行清洗和消毒。可以用高压灭菌器对小体积的槽进行清洗和消毒，而可以采用基于水蒸汽的操作对较大体积的槽进行清洗和消毒。当准备用于半导体应用的成批蚀刻后剩余物去除剂时，必须在各级处理中阻止污染物的引入以降低会导致已完成的半导体器件失效的微粒形成。这些清洗、消毒和处理操作通常是耗时且昂贵的，并且为了它们的性能要求每个操作个体都是高度合格的。
与传统混合系统一起使用的排放连接件是可再度使用的，并且通常包括从槽通向阀门或其它密封装置的排放管(drain tube)。该排放管代表能够抑制完全混合和/或允许固体沉淀的死体积。上述清洗、消毒和处理操作可通过处于适当位置的排放连接件来进行，但无需确保该排放连接件绝对没有污染。可替换地，该排放连接件可拆卸并且可在混合批次之间分别清洗或消毒，但这以消耗大量的精力以及拖延时间为代价。
因此，技术人员继续尝试在混合组件以及与它们相关的排放连接件方面进行改进。希望提供一种用于混合组件的小死体积排放连接件。希望排放连接件适于装配至各种不同类型的混合组件。希望能够确定排放连接件内物质的存在与否或监控排放连接件内物质的特性。还希望排放连接件足够简单且廉价，以使得在单次使用后(如果希望的话)对其进行处理是节省成本的，以避免污染物或遗留物问题。还希望排放连接件可与相关的混合组件一起消毒。
发明内容
在一个实施例中，可选择性地封闭的排放连接件包括中空柱塞(plunger)以及限定适于容纳该柱塞的孔的排放法兰，其中，柱塞和法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动。该柱塞包括：开口端、封闭端、中空心部(hollow core)、两个周向密封件、以及至少一个通道，该至少一个通道设置在两个密封件之间并从外表面延伸到该中空心部中。排放法兰孔由内表面界定，该内表面适于当排放连接件处于封闭状态时与第一和第二周向密封件密封地接合，而当排放连接件处于打开状态时与第二周向密封件密封地接合。
在另一实施例中，流体处理容器包括由聚合材料制成的中空槽和中空袋中的任何一个，以及连接至该槽和该袋中的任何一个的可选择性地封闭的排放连接件，其中该排放连接件包括中空柱塞以及限定适于容纳该柱塞的孔的排放法兰，其中，柱塞和法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动。该柱塞包括：开口端、封闭端、中空心部、两个周向密封件、以及多个通道，这些通道设置在两个密封件之间并从外表面延伸到该中空心部中。排放法兰孔由内表面限定，该内表面适于当排放连接件处于封闭状态时与第一和第二周向密封件密封地接合，而当排放连接件处于打开状态时与第二周向密封件密封地接合。柱塞和法兰中的每一个均由聚合材料制成。
在又一实施例中，用于制造消过毒的(无菌的)混合容器的方法包括多个方法步骤。第一方法步骤包括设置中空混合槽和中空混合袋中的任何一个。第二方法步骤包括设置可选择性地封闭的排放连接件，该排放连接件包括中空柱塞以及限定适于容纳该柱塞的孔的排放法兰，其中该柱塞具有中空心部、两个周向密封件以及至少一个通道，该至少一个通道设置在两个密封件之间并从外表面延伸到该中空心部中，其中排放法兰孔由内表面界定，该内表面适于当排放连接件处于封闭状态时与第一和第二周向密封件密封地接合(其中，柱塞和法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动)，而当排放连接件处于打开状态时与第二周向密封件密封地接合。第三方法步骤包括将该排放连接件连接至混合槽和混合袋中的任何一个以形成混合容器。第四方法步骤包括对该混合容器进行消毒以形成消过毒的混合容器。可选的第五方法步骤包括将该消过毒的混合容器包装在密封的包装内。
在再一实施例中，可选择性地封闭的排放连接件包括中空柱塞以及限定适于容纳该柱塞的孔的排放法兰，其中，柱塞和法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动。该柱塞包括柱塞本体，该柱塞本体具有：封闭端；开口端；壁，该壁具有外表面和界定中空心部的内表面；以及从外表面延伸到中空心部中的至少一个通道。该排放法兰内表面具有第一和第二凸起密封件。当该排放连接件处于封闭状态时，该(至少一个)通道被设置在第一和第二凸起密封件之间，并且每个密封件均与该柱塞的外表面密封地接合。
从随后的公开内容和所附权利要求中，本发明的其他方面、特征和实施例将更显而易见。
附图说明
在附图中，相似的标号旨在示出相似的元件或结构。除非另有指明，否则所有附图均不是按比例绘制的。
图1是根据本发明第一实施例的排放连接件的中空柱塞和排放法兰的分解正视图，其中，柱塞和排放法兰内的内部空间以阴影线表示。
图2A示出了处于封闭状态的图1的排放连接件，其中，柱塞以正视图示出，而排放法兰和周向密封O型环以横截面图示出。
图2B示出了与图2A相同的视图，但其中排放连接件处于打开状态。
图3A是图1和图2A-2B中所示的排放法兰的底视图。
图3B是图3A的排放法兰的顶视图。
图4A是图1和图2A-2B的柱塞的正视图。
图4B是图4A的柱塞的底视图。
图4C是图4A-4B的柱塞的顶视图。
图5A是根据本发明第二实施例的排放连接件的中空柱塞的正视图。
图5B是沿图5A中所示剖面线A-A截取的图5A的柱塞的一部分的横截面图，该柱塞包括下行进止挡件(lower travel stopelement)。
图5C是图5B的行进止挡件的正视图，其中该行进止挡件内的内部空间以阴影线表示。
图6A示出了接近于分离的出口管的图2A-2B的柱塞，其中，柱塞以正视图示出，而出口管和两个周向密封O型环以横截面图示出。
图6B示出了与图6A相同的视图，但其中出口管连接至柱塞。
图7A提供了可拆卸地连接至处理槽以形成根据本发明另一实施例的处理容器的一部分的图2A-2B的排放法兰的横截面图。
图7B提供了永久性地连接至处理袋以形成根据本发明另一实施例的处理容器的一部分且与图2A-2B中所示法兰类似的排放法兰的横截面图。
图7C提供了连接至处理袋以形成根据本发明另一实施例的处理容器的一部分的图2A-2B的排放法兰的横截面图，其中，该袋可拆除地装配在处理槽中。
图7D提供了非永久性地连接至处理袋以形成根据本发明另一实施例的处理容器的一部分且与图2A-2B中所示法兰类似的排放法兰的横截面图，其中，该袋可拆除地装配在处理槽中。
图8是与根据本发明的排放连接件一起使用的处理槽或处理袋的透视图，该槽或袋具有包括混合件和连杆的中空套管，其中，该槽或袋的内部特征以阴影线表示。
图9是具有三个根据本发明的排放连接件并且具有包括混合件和连杆的中空套管的处理槽或处理袋的透视图，其中，各外部结构的内部特征以阴影线表示。
图10A是根据本发明另一实施例的处于封闭状态的排放连接件的中空柱塞和排放法兰的正视图，其中，柱塞和排放法兰内的内部空间以阴影线表示。
图10B示出了与图10A相同的视图，但其中排放连接件处于打开状态。
具体实施方式
如这里所列出的，以下专利/申请的公开内容结合于此作为参考：题为“Sterilizable container with a sterilizable adapter for dockingto a port of an isolation system”的美国专利第6,749,808号；题为“Flexible mixing bag for mixing solids，liquids and gases”的美国专利申请公开第2005/0078552号；以及题为“Flexible mixing bag formixing solids，liquids and gases”的美国专利申请公开第2004/0233779号，这些专利/申请中的每一个均普通转让给本申请的受让人。
通过本发明的实施例克服了与采用传统排放连接件的处理容器有关的各种缺点。例如，可通过靠近于排放容器设置可封闭的排放连接件来减小死体积，由此避免使用通过排放管与该容器分隔开的位于远处的阀门。
在图1、图2A-2B、图3A-3B以及图4A-4C中示出了根据本发明第一实施例的排放连接件100的组件，其中，在图2A-2B中示出了处于两种操作状态下的排放连接件100。
图1是根据本发明第一实施例的排放连接件的中空柱塞和排放法兰的分解正视图。排放连接件100包括可相对于排放法兰150移动且处于该排放法兰内的中空柱塞110。柱塞100具有：本体115(其形状可以是管状)、第一封闭端111、和第二开口端112，以及壁120，该壁具有外表面121和限定出中空心部125的内表面122，该中空心部通向或朝向开口端112。穿过壁120限定出多个通道126A-126C并且这些通道从外表面121延伸到中空心部125中。壁120的外表面121进一步限定邻近于通道126A-126C的两个周向凹槽131、132。具体地，通道126A-126C被设置在凹槽131、132之间，其中，凹槽131、132被定尺寸为(sized)以便分别保持O型环133、134，以在柱塞110与法兰150的内表面166之间提供密封效用。
继续参照图1，柱塞110的第一封闭端111包括向外展开(flared，漏斗形的)部141，当柱塞110移动(例如，向下)到法兰150的孔165中时该向外展开部用作用于柱塞110的行进止挡件。该向外展开部或行进止挡件141包括外锥形表面142，该外锥形表面被定尺寸并成形为以便与法兰150的相应内锥形表面169相配合。在柱塞110的相对端处，本体115优选地包括旨在与出口管(诸如图6A-6B中所示的管50)相配合的锥形颈部118。
继续参照图1，法兰150包括具有上表面152、下表面153、以及外周缘154的法兰凸缘151。法兰凸缘151从法兰本体155向外延伸，该法兰本体的形状优选地为六边形，如图3A所示。法兰本体155限定由内表面166和锥形上表面部167-169所界定的孔165，如图3B所示。内表面166的下部优选地具有基本上恒定的内部尺寸以使得柱塞110能够在其中自由地滑动，其中，O型环133、134接触内表面166。法兰本体155包括外表面164，其中保持凸缘(retaining lip)170从该外表面突出。法兰本体155进一步包括环绕孔165且形状优选为圆形的下本体表面158。
图2A示出了处于封闭状态下的图1的排放连接件，其中，柱塞以正视图示出，并且其中排放法兰和周向密封O型环以横截面图示出。图2B示出了与图2A相同的视图，但其中排放连接件处于打开状态，即，柱塞110相对于排放法兰150被提起以开启通过通道126A-126C进入到中空心部125中的流体路径。
图3A是图1和图2A-2B中所示排放法兰150的底视图，其示出了所有如上所述的法兰凸缘151、下表面153、法兰本体155、下本体表面158、孔165、内表面166，以及保持凸缘170。
图3B是图1、图2A-2B、和图3A中所示排放法兰150的顶视图，其示出了所有如上所述的法兰凸缘151、上表面152、孔165、内表面166，以及上表面部168。
图4A是图1和图2A-2B中的柱塞的正视图，其示出了所有如上所述的第一封闭端111、第二开口端112、外表面121、本体115、锥形颈部118、向外展开部141、外锥形表面142、O型环凹槽131和132、以及通道126A-126C。
图4B是图4A的柱塞的底视图，其示出了所有如上所述的外表面121、内表面122、中空心部125、锥形颈部118、以及外锥形表面142。图4C是图4A-4B的柱塞的顶视图，其示出了第一封闭端111。
虽然可使用各种材料和构造方法来制造柱塞110和法兰150，但优选的实施例采用聚合材料并模制(例如，注模)。对于制造柱塞110和法兰150而言，包含有低密度和高密度聚乙烯的聚乙烯材料是尤其优选的材料。可以期望使用基本上透光的或透明的材料来形成柱塞110和法兰150，以使得能够观察或检查到排放连接件100的内容物(content，所容之物)。使用这样的材料的好处包括：低制造成本，与在工业和实验室环境中所使用的各种物质的相容性(例如，非反应性)，以及对于某些应用而言要求进行消毒的适应性。低制造成本使得如在此所公开的排放连接件适于单次使用或一次性使用的操作，因此省去了昂贵的清洁/消毒操作并消除了批次之间遗留物存在的可能性。柱塞110和法兰150中的每一个优选地均由单件制成，但可替换地，如果希望的话，其可由多件构成。
可将各种类型的一个或多个传感器结合到法兰和/或柱塞中，以对包含在排放连接件中的物质或在排放连接件内流动的物质的至少一个特性进行监控。温度、pH值、传导率、以及压力是物质的待通过适当的传感器来感应或监控的期望特性的实例。
虽然在此所公开的各种实施例示出了所具有的周边的形状基本上为圆形的柱塞，并且同样地示出了形状基本上为圆形的排放法兰孔，但应该理解到，这样的实施例仅用于举例说明并且本发明并不限于特定的形状。具有圆形或椭圆形的柱塞和法兰是优选的，但可以使用其它形状。
尽管示出了如穿过壁120限定的多个通道126A-126C，但柱塞110可仅需要单个通道。如果希望的话，可穿过壁120限定具有适于预定应用的任何尺寸的多个通道126A-126C。在一个实施例中，通道126A-126C可以被定尺寸成以便提供筛滤或过滤效用。在另一实施例中，这些通道可以被定尺寸成以便能够将空气或其他气体从柱塞110引入到适合的容器中，诸如以向容纳在其中的生物部分(biological moieties)提供氧气或为预期的反应供给气态反应物。在这一点上，如这里应用于术语“排放连接件”的形容词“排放”旨在表示这种装置的调节流量的能力，但并不限于仅沿一个方向调节流动。
图2A-2B中示出了排放连接件100的两种操作状态，其中，图2A示出了处于封闭状态下的排放连接件100，而图2B示出了处于打开状态下的排放连接件100。当排放连接件100处于封闭状态时，第一封闭端的上表面111优选地与排放法兰150的上表面152基本上齐平。这使得排放连接件100与设置在处理容器(排放连接件100可附于其上)内的混合件或其它搅拌装置之间的任何干扰最小化。当排放连接件100处于封闭状态下时，柱塞110的外锥形表面142与该法兰的相应内锥形表面169相配合，并且第一(上)O型环133和第二(下)O型环134均与排放法兰150的内表面166密封地接合。这样的密封接合阻止任何固体、液体或气体穿过排放连接件100。柱塞110的向上移动消除了第一(上)O型环133与内表面166之间的密封接合，由此露出通道126A-126C并且使得排放连接件100处于打开状态。因此，位于其上连接有排放连接件100的处理容器内的物质可穿过通道126A-126C流入到中空心部125中并且从该容器(未示出)排出。通过在柱塞110的上部与法兰150之间提供紧密配合以及通过将上和下O型环133、134均设置得靠近于通道126A-126C，使得该排放连接件中的死体积最小化。
图5A-5C中示出了根据本发明第二实施例的可替换中空柱塞210。柱塞210具有：本体215、第一封闭端211、第二开口端212、以及壁220，该壁220具有外表面221和限定中空心部225的内表面222，该中空心部通向或朝向开口端212。穿过壁220限定出多个通道226A-226D并且这些通道延伸到中空心部225中。作为凹槽和O型环的替换，该柱塞210包括突出的密封环235、236，其中，一个环235被设置在通道226A-226D上方，而另一环236被设置在通道226A-226D下方。除了包括作为第一行进止挡件的具有表面142的向外展开部141之外，柱塞210进一步包括第二行进止挡件245，该第二行进止挡件限定柱塞210相对于相关排放法兰的向外或向上的移动。第二行进止挡件245的上表面246旨在与前述附图中所示的排放法兰150的下本体表面158相接触。行进止挡件245可整体形成于柱塞210，或如图5C中所示，该行进止挡件可形成为具有用于与柱塞210的外表面221相配合的内部空腔(cavity)248的单独元件。
图6A-6B示出了柱塞110与出口管50的连接。可通过将锥形颈部118插入到管50中而将具有外壁51和限定孔(bore)53的内壁52的出口管安装至柱塞110。可使用各种类型的出口管，其中硅树脂管是一种优选的类型。出口管50与柱塞110之间的密封可进一步通过粘合剂来确保，或更优选地，可通过外部的夹子或带子(未示出)来确保。出口管50用于将物质从柱塞110的中空心部125中导出(或，可替换地，导入柱塞的中空心部)。如果希望的话，出口管50还可用来致动排放连接件100。当出口管50连接至柱塞110的颈部118时，出口管50的向上移动将排放连接件100推入如图2B中所示的打开位置，而出口管50的向下移动将排放连接件拉到如图2A中所示的封闭位置。可替换地，可使用诸如杠杆、杆、螺线管的传统致动元件或其它致动件以使得排放连接件100在打开位置与封闭位置之间循环。
在其他实施例中，各种类型的流体处理容器包括如在此被设置为与处理槽和/或处理袋相接合的排放连接件。图7A示出了包括处理槽301(仅示出了槽301的下部)的第一流体容器300的一部分。槽301具有内表面302、外表面303，并且限定用于容纳排放法兰150的孔305。(尽管为了清楚起见而在图7A中未示出，但应该理解到，在此所公开的中空柱塞110或210可被设置为与排放法兰150相接合以形成排放连接件100)。槽301进一步限定用于承接法兰凸缘152的浅凹槽306，以及用于保持O型环309以促进法兰150与槽301之间的密封的更窄但更深的凹槽308。法兰150与槽301之间的压紧(compressive)接触借助于与从法兰体155突出的保持凸缘170接合的保持件380来保持。具体地，保持件380的下表面382与保持凸缘170接合，而保持件380的上表面383与槽301的下表面303接合，由此在法兰150上施加将法兰凸缘152压靠在O型环309上的向下的力。如果希望的话，移除保持件382以使法兰150与槽301分离。使用这样的保持件382使得排放连接件100能够与各种不同类型的处理槽一起使用并且易于安装到其中。
在另一实施例中，排放连接件可连接至由基本上为非刚性的材料制成的处理袋以形成处理容器。图7B示出了具有排放连接件的容器400，该排放连接件包括永久性地接合至非刚性处理袋491的排放法兰250。具有内表面492和外表面491并限定用于容纳该排放连接件的孔495的袋491优选地由诸如高密度或低密度聚乙烯的聚合物膜制成。排放法兰250基本上类似于在此之前所公开的排放法兰150，但其中省去了任何保持凸缘。排放法兰250包括具有上表面252和下表面253的法兰凸缘251，以及限定由内表面266和锥形表面部267-269界定的孔265的法兰本体255。下本体表面258提供法兰250的下边界并环绕孔265。法兰250可通过任何适当的方式连接至袋491，诸如超声波焊接、溶剂焊接、热结合、以及粘合剂结合。袋491的内表面492与法兰凸缘251的下表面253之间的界面形成接合部499。将排放连接件/排放法兰250连接至处理袋491以形成处理容器的一个优点在于，该容器可作为组合组件来消毒，且由此可在消毒后一起封装在密封包装中。这确保了在运输期间保持消过毒的状态并且当该容器准备好用于第一次使用时使污染的可能性最小化。该容器尤其适于一次性操作。如果希望的话，该袋可在结构上通过适当的钩状件或其它紧固件(未示出)支撑在刚性槽或基本上敞开的框架内。
图7C中示出了根据本发明另一实施例的处理容器，该处理容器包括处理槽、处理袋、以及排放连接件。容器500包括处理袋591，该处理袋具有接合至其的排放法兰150，其中，袋591由槽501所支撑，在袋591裂开的情况下，该槽还提供二次容纳效用。在一个实施例中，袋591诸如通过超声波焊接永久性地接合至排放法兰150。在另一实施例中，袋591被挤压在排放法兰150与槽501之间，而并非永久性地接合至该排放法兰，以使排放法兰150能够与不同的一次性袋591一起再度使用。在槽501和袋591的每一个中均限定出孔505、595以容纳法兰150。袋591具有外表面593和内表面592，该内表面连接至法兰凸缘151的下表面153以形成接合部599。袋591的下表面593设置在槽501的内表面502上，其中，槽501进一步限定容纳O型环509的凹槽508以促进槽501与袋591之间的密封。通过与从法兰本体155突出的保持凸缘170接合的保持件580来保持将袋591压靠在槽501上。这样的压紧可与O型环509结合在一起使用以保持排放法兰150与袋591之间的密封接合。具体地，保持件580的下表面582与保持凸缘170接合，而保持件580的上表面583与槽501的下表面503接合，由此在法兰150上施加将法兰凸缘152和袋591的下表面593压靠在O型环509上的向下力。以这种方式，具有相关排放连接件/排放法兰150的一次性处理袋591可与刚性混合槽501一起使用，从而在批次之间无需再度使用该混合槽或对该混合槽进行再消毒。
图7D中示出了根据本发明另一实施例的处理容器，该处理容器包括处理槽、处理袋、以及排放连接件。容器500A十分类似于图7C中所示的容器500，其中增加了位于排放法兰150A与袋591A之间的第二O型环519A，并且其中该容器具有略厚一些的排放法兰150A以容纳这样的O型环519A，以及略薄一些的袋591A。在本实施例中，袋591A没有永久性地连接至排放法兰150A。袋591A由提供二次容纳效用的槽501A支撑。在槽501A和袋591A的每一个中均限定出孔505A、595A以容纳排放法兰151A。袋591A具有外表面593A和内表面592A，该内表面连接至法兰凸缘151A的下表面153A以形成接合部599A。排放法兰150A的下表面153A进一步限定用于接收O型环519A的凹槽508A，该O型环适于提供排放法兰591A与袋591A之间的密封。袋591A的下表面593A被设置为靠在槽501A的内表面502A上，其中槽501A进一步限定容纳另一O型环509的凹槽508A以促进槽501A与袋591A之间的密封。通过与从法兰本体155A突出的保持凸缘170A相接合的保持件580来保持将袋591A压靠在槽501A上。这样的压紧可与O型环509A、519A结合在一起使用以保持槽501A与袋591A之间以及袋591A与排放法兰150A之间的密封接合。具体地，保持件580A的下表面582A与保持凸缘170A接合，而保持件580A的上表面583A与槽501A的下表面503A接合，由此在法兰150A上施加将O型环509A、519A均压靠在袋591A的相应表面591A、593A上的向下力。以这种方式，具有相关排放连接件/排放法兰150的一次性处理袋591A可与刚性混合槽501A一起使用，从而在批次之间无需再度使用该混合槽或对该混合槽进行再消毒。如果希望的话，可对排放法兰591A进行再消毒并与另一混合袋/混合槽组件一起再度使用。
作为使用具有通过周向密封与排放法兰的内表面相配合的柱塞的排放连接件的替换，该排放连接件的内表面可包括凸起密封件。在这样的实施例中，可选择性地封闭的排放连接件包括可移动的中空柱塞，该中空柱塞具有柱塞本体，该柱塞本体具有：第一封闭端；第二开口端；以及壁，该壁具有外表面和界定中空心部的内表面。柱塞本体限定从外表面延伸到中空心部中的至少一个通道。排放法兰限定由内表面界定并适于容纳柱塞的孔，其中该内表面具有第一和第二凸起密封件。当排放连接件处于封闭状态时，该至少一个通道被设置在第一和第二凸起密封件之间，并且该第一和第二凸起密封件中的每一个均与柱塞的外表面密封地接合。
图8中示出了用于与如在此所描述的排放连接件一起使用的槽或袋(在下文中称作槽601，但应该理解的是，槽601可指槽或袋)。槽601包括连接至槽601(例如，其顶部604)并伸入到槽601中的空腔限定(cavity-defining)密封套管620。空腔623包含有混合叶板625和支撑杆624。套管620的作用是作为混合件624、625与槽601的内部之间的隔离屏障。如果希望的话，套管620可由聚合物膜制成，该套管具有下接缝(lower seam)621，在混合件624、625被插入到套管620中之后设置该下接缝，从而使得混合件624、625中的任何一个可由套管620永久性地保持。套管620可包括加强的孔限定的结合引导件628，以使支撑杆625能够插入到套管620中和/或使外部混合机构(未示出)能够结合至支撑杆625，而无需刺穿或损坏套管620。在操作中，包含在套管625内的混合叶板625和杆624优选地被引导为在槽601内沿圆形、椭圆形、或其它适当的路径来对容纳在槽中的物质进行搅拌或混合。
上接缝622优选地将套管620连接至槽601的上壁604，其中套管620优选地永久性地连接至槽601。槽601和套管620优选地均由适于经济的单次使用(即，一次性)操作的聚合材料制成。在一个实施例中，槽601和套管620中的每一个均由聚合物膜制成；在特别优选的实施例中，槽601和套管620中的每一个均由基本上透光的或透明的膜制成。如果希望的话，可设置基本上敞开的外框(未示出)以通过相关的钩状件或连接件(未示出)来支撑槽601。该槽的上壁进一步限定用作用于将物质引入到槽601中的入口的孔631、632。每个孔或口631、632优选地均具有相关的供给管线633、634，密封件635、636，以及结合件637、638。槽601的下壁606限定适于容纳可通过任何适当的装置(方式，means)连接至槽601的排放连接件法兰(诸如在此所描述的法兰150、250中的任何一个)的孔605。槽601与法兰150、250的组合可称为处理容器600，它类似于图7A-7D中所示的容器300、400、500、500A。
图9中示出了结合有三个排放连接件100A、100B、100C(优选地，与如在此所提供的排放连接件100相同或基本相似)的另一槽或袋(在下文中称作槽701，但应该理解的是，槽701可指槽或袋)。槽701具有上表面704、下表面706、外壁703以及内壁702。槽701进一步包括限定连接至槽701的顶部704的密封套管720并伸入到槽701中的空腔。该套管包括混合叶板725和支撑杆724。套管720的作用是作为混合件724、725与槽701的内部之间的隔离屏障。包含在套管725内的叶板725和支撑杆724优选地被引导为在槽601内沿圆形、椭圆形、或其它适当路径来对容纳在槽中的物质进行搅拌或混合。优选地，设置结合引导件728以使得能够在不损坏套管720的情况下将支撑杆724插入到套管720中。优选地，从上方设置并结合一个或多个外部混合机构或混合件(未示出)，以使混合杆724和叶板725在槽701内运动。
槽701限定每个均具有相关的排放连接件100A-100C的三个孔或口705A-705C。每个排放连接件100A-100C均具有法兰150A-150C和柱塞(图9中标注了每个柱塞的密封端111A-111C)、相关的入口/出口管50A-50C、以及与入口/出口管50A-50C相关的结合部149A-149C。槽701、套管720和其中的混合件724、725，以及排放连接件100A-100C的组合可称为处理容器700。在容器700的操作中，通过例如上排放连接件100B、100C将物质供应至槽701，可将这些排放连接件在如所希望的长或短时间段内打开和/或如果希望的话可使它们间歇地运行。然后，在槽701内对物质进行处理。在任何处理步骤之后，可打开排放连接件，例如下排放连接件100A，以使处理后的物质能够从槽701中排出。
图10A-10B中示出了根据另一实施例的排放连接件800。该排放连接件800通过将柱塞810沿远离相关的槽或袋(未示出)的方向拉回到法兰850中来致动，而不是通过沿相关的槽或袋的方向从法兰外部挤压柱塞来致动。图10A示出了处于封闭状态下的连接件800，而图10B示出了处于打开状态下的连接件800。中空柱塞810具有：本体815；第一封闭端811；第二开口端812；以及壁820，该壁具有外表面821和限定中空心部825的内表面822，该中空心部通向或朝向开口端812。穿过壁820限定出多个通道826A-826C并且这些通道从外表面821延伸到中空心部825中。壁820的外表面821进一步限定邻近于通道826A-826C的周向凹槽831，其中凹槽831优选地被定尺寸且成形为以便保持O型环或等效密封件。(为了简化，已从图10A-10B中省去了可装配到限定于柱塞810中的凹槽831内并可装配到限定于法兰850中的凹槽881内的密封件，但应该理解的是，优选地设置有密封件)。在柱塞810的相对端处，柱塞本体815优选地包括旨在与出口管相配合的锥形颈部818。
法兰850包括具有上表面852、下表面853、以及外周缘854的法兰凸缘851。法兰凸缘851从法兰本体855向外延伸。法兰本体855限定具有由内密封表面866界定的第一部分以及由内凹槽表面866A界定的第二扩大部分的孔865。由内密封表面866界定的第一部分优选地具有基本上恒定的内部尺寸，以使柱塞810能够在其中自由地滑动，其中O型环(未示出)保持在接触内表面866的周向凹槽831中。法兰本体855包括外表面864，该外表面具有从其中突出的保持凸缘870。法兰体855进一步包括环绕孔865的形状优选为圆形的下本体表面858。
当排放连接件800处于封闭状态(图10A中所示)下时，装配到周向凹槽831中的密封件(未示出)与内密封表面866之间的密封接合防止任何物质从槽(未示出)进入到中空心部825中。当排放连接件800处于打开状态(如图10B所示)下时，使得物质(例如，槽的内容物)能够流入到凹槽865中并穿过通道826A-826C进入到中空心825中，以从排放连接件800中排出。通过装配或以其他方式设置在沿该法兰的下内表面部866B限定的凹槽881中的密封件(未示出)之间的密封接合来防止法兰850与柱塞810之间的泄漏。因此，排放连接件800包括位于柱塞810与法兰850之间的两个周向密封件，其中通向中空心部825的通道826A-826C被设置在密封件之间。
可将包括所有如在此所描述的连接至处理槽和/或处理袋的排放连接件的处理容器用于各种所希望的用途。在一个实施例中，这样的处理容器可用于使工业化学品混合和/或反应。在第一方法步骤中，将至少一种材料添加至如在此所描述的处理容器。在第二方法步骤中，在该容器中对该至少一种材料进行处理。在第三方法步骤中，通过如在此所描述的排放连接件将该至少一种处理过的材料从该容器中排出。在可选的方法步骤中，在该排放步骤之前，可通过该排放连接件向该容器供应一种或多种材料。这样的步骤可包括供应诸如氧气或空气的气体以有助于通气或促进设置在该容器中的材料的化学反应。
在另一实施例中，如在此所描述的处理容器可用于参与药物研制、配方或制造。在第一方法步骤中，将选自药物前体材料、治疗剂、粘合材料、散装材料、着色剂、增香剂、稳定剂、防腐剂以及试剂中的至少一种材料添加至处理容器。在第二方法步骤中，在该容器中对该至少一种材料进行处理(例如，混合和/或反应)。在第三方法步骤中，通过如在此所描述的排放连接件将该至少一种处理过的材料从该容器中排出。在可选的方法步骤中，在该排放步骤之前，可通过该排放连接件向该容器供应一种或多种材料(例如，包括气体)。
在另一实施例中，如在此所描述的处理容器可用于处理生物材料。在第一方法步骤中，将各种生物材料中的至少一种添加至处理容器。如果希望用于特定应用，则还可添加非生物材料。在第二方法步骤中，在该容器中对该至少一种生物材料进行处理(例如，混合、反应、和/或发酵)。在第三方法步骤中，通过如在此所描述的排放连接件将该至少一种处理过的材料从该容器中排出。在可选的方法步骤中，在该排放步骤之前，可通过该排放连接件向该容器供应一种或多种材料(例如，包括气体)。
在另一实施例中，如在此所描述的处理容器可用于处理半导体前体和/或处理材料。例如，可将湿溶液与研磨材料结合以使浆料实现化学机械抛光或平面化(CMP)。在第一方法步骤中，将至少一种半导体前体和/或处理材料添加至处理容器。在第二方法步骤中，在该容器中对该至少一种半导体前体和/或处理材料进行处理。在第三方法步骤中，通过如在此所描述的排放连接件将该至少一种处理过的材料从该容器中排出。在可选的方法步骤中，在该排放步骤之前，可通过该排放连接件向该容器供应一种或多种材料(例如，包括气体)。
尽管在此已参照本发明的具体方面、特征以及示例性实施例对本发明进行了描述，但应该理解的是，本发明的效用并不因而限于此，而是延伸至并包括如本发明所属领域普通技术人员基于在此所公开的内容将想到的各种其它改变、更改以及可替换的实施例。因此，如在此所要求保护的本发明旨在被宽泛地解释和理解成包括在本发明的精神和范围内的所有这样的变型、改进以及可替换的实施例。

Claims (27)

1.一种物质处理容器，包括可选择性地封闭的排放连接件和材料处理袋，所述排放连接件包括：
柱塞，所述柱塞包括柱塞本体，所述柱塞本体具有：第一封闭端；第二开口端；壁，所述壁具有外表面并且具有界定中空心部的内表面；以及沿所述外表面设置的第一周向密封件和第二周向密封件，所述柱塞本体进一步限定至少一个通道，所述至少一个通道从所述外表面延伸到所述中空心部中并且被设置在所述第一周向密封件与所述第二周向密封件之间；以及
排放法兰，所述排放法兰限定适于容纳所述柱塞的孔，所述孔由内表面界定，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述内表面适于与所述第一周向密封件和所述第二周向密封件密封地接合，而当所述排放连接件处于打开状态时，所述内表面适于与所述第二周向密封件密封地接合；
其中，所述柱塞和所述法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动；并且
其中所述排放法兰具有径向延伸的法兰凸缘，所述法兰凸缘的下表面与所述袋的内表面之间的界面形成接合部或密封，并且所述柱塞的第一封闭端的上表面被设置为，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述第一封闭端的上表面与所述径向延伸的法兰凸缘的上表面基本齐平。
2.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述排放法兰的内表面的下部具有基本上恒定的内部尺寸，以使得所述柱塞在其中自由地滑动。
3.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述可移动的柱塞的一部分被布置为，当所述排放连接件处于打开状态时，该部分相对于所述排放法兰被提起。
4.根据权利要求3所述的物质处理容器，其中，所述第一周向密封件沿所述柱塞的上部设置，并且所述第一周向密封件被布置为，当所述排放连接件处于打开状态时，所述第一周向密封件不与所述排放法兰的内表面密封地接合。
5.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述柱塞本体的至少一部分的周界基本上为圆形形状。
6.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述柱塞进一步包括至少一个行进止挡件。
7.根据权利要求6所述的物质处理容器，其中，所述至少一个行进止挡件包括沿所述柱塞的所述第一封闭端设置的向外展开部。
8.根据权利要求6所述的物质处理容器，其中，所述至少一个行进止挡件包括沿所述柱塞本体的所述外表面设置的凸起片或凸起环。
9.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述第一周向密封件和所述第二周向密封件中的每一个均具有限定在柱塞本体壁的所述外表面中的相关周向凹槽，并且所述第一周向密封件和所述第二周向密封件中的每一个均包括适于装配到与其相关的周向凹槽中的O型环。
10.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述第一周向密封件和所述第二周向密封件中的每一个均包括装配至所述柱塞或与所述柱塞一体形成的凸起密封环。
11.根据权利要求1所述的物质处理容器，进一步包括沿所述开口端接合至所述柱塞的中空出口管。
12.根据权利要求11所述的物质处理容器，其中，通过所述出口管的运动将所述排放连接件从打开状态致动至封闭状态或从封闭状态致动至打开状态。
13.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述至少一个通道包括多个通道。
14.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述袋由聚合物膜材料制成。
15.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述袋由基本上透光的材料制造。
16.根据权利要求14所述的物质处理容器，其中，所述袋在结构上被支撑在一刚性槽内。
17.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述排放法兰与所述袋之间的密封接合是非永久性的并且适于允许所述排放法兰的移除。
18.根据权利要求17所述的物质处理容器，进一步包括设置在所述排放法兰与所述袋之间的至少一个O型环。
19.根据权利要求1所述的物质处理容器，其中，所述柱塞和所述排放法兰中的每一个均由基本上透光的材料制成。
20.根据权利要求1所述的物质处理容器，进一步包括位于所述排放法兰和/或所述柱塞中的传感器，其中，所述排放法兰和/或所述柱塞中的传感器适于对容纳在所述排放连接件中或在所述排放连接件中流动的物质的至少一种特性进行监控。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的物质处理容器，进一步包括设置在所述袋内的可移动的混合件。
22.根据权利要求14所述的物质处理容器，其中，所述袋和所述排放连接件是消过毒的。
23.根据权利要求14所述的物质处理容器，其中，所述袋包括连接至袋且延伸到所述袋内的并适于容纳可移动的混合件的空腔限定密封套管，并且所述可移动的混合件布置成在所述袋内沿适当的路径被引导以对容纳在袋中的物质进行搅拌或混合。
24.一种用于制造消过毒的流体处理容器的方法，所述方法包括以下步骤：
将可选择性地封闭的排放连接件接合至一中空流体处理袋，所述排放连接件包括：
中空柱塞，所述中空柱塞包括柱塞本体，所述柱塞本体具有：第一封闭端；第二开口端；壁，所述壁具有外表面并且具有界定中空心部的内表面；沿所述外表面设置的第一周向密封件和第二周向密封件；以及行进止挡件，所述柱塞本体进一步限定至少一个通道，所述至少一个通道从所述外表面延伸到所述中空心部中并且被设置在所述第一周向密封件与所述第二周向密封件之间；以及
排放法兰，所述排放法兰限定适于容纳所述柱塞的孔，所述孔由内表面界定，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述内表面适于与所述第一周向密封件和所述第二周向密封件密封地接合，而当所述排放连接件处于打开状态时，所述内表面适于与所述第二周向密封件密封地接合；
其中，所述柱塞和所述法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动；并且
其中，所述排放法兰具有径向延伸的法兰凸缘，所述法兰凸缘的下表面与所述袋的内表面之间的界面形成接合部或密封，并且所述柱塞的第一封闭端的上表面被设置为，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述第一封闭端的上表面与所述径向延伸的法兰凸缘的上表面基本齐平；以及
对所述流体处理容器进行消毒以形成所述消过毒的流体处理容器。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括将消过毒的处理容器包装在密封包装内的步骤。
26.一种物质处理容器，包括可选择性地封闭的排放连接件和材料处理袋，所述排放连接件包括：
柱塞，所述柱塞包括柱塞本体，所述柱塞本体具有：第一封闭端；第二开口端；壁，所述壁具有外表面并且具有界定中空心部的内表面；以及沿所述外表面设置的第一周向密封件，所述柱塞本体进一步限定至少一个通道，所述至少一个通道从所述外表面延伸到所述中空心部中并且被设置为邻近于所述第一周向密封件；以及
排放法兰，所述排放法兰限定适于容纳所述柱塞的孔，所述孔由内表面界定，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述内表面适于与所述第一周向密封件密封地接合，所述排放法兰进一步包括第二密封件，当所述排放连接件处于打开状态时以及当所述排放连接件处于封闭状态时，所述第二密封件适于与所述柱塞的外表面的一部分密封地接合；
其中，所述柱塞和所述法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动；并且
其中，所述排放法兰具有径向延伸的法兰凸缘，所述法兰凸缘的下表面与所述袋的内表面之间的界面形成接合部或密封，并且所述柱塞的第一封闭端的上表面被设置为，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述第一封闭端的上表面与所述径向延伸的法兰凸缘的上表面基本齐平。
27.一种物质处理容器，包括可选择性地封闭的排放连接件和材料处理袋，所述排放连接件包括：
中空柱塞，所述中空柱塞包括柱塞本体，所述柱塞本体具有：第一封闭端；第二开口端；壁，所述壁具有外表面并且具有界定中空心部的内表面，所述柱塞本体进一步限定至少一个通道，所述至少一个通道从所述外表面延伸到所述中空心部中；以及
排放法兰，所述排放法兰限定由内表面界定并且适于容纳所述柱塞的孔，所述内表面具有第一凸起密封件和第二凸起密封件，其中，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述至少一个通道被设置在所述第一凸起密封件与所述第二凸起密封件之间，并且所述第一凸起密封件和所述第二凸起密封件中的每一个均与所述柱塞的外表面密封地接合；
其中，所述柱塞和所述法兰中的任何一个均适于相对于另一个移动；并且
其中，所述排放法兰具有径向延伸的法兰凸缘，所述法兰凸缘的下表面与所述袋的内表面之间的界面形成接合部或密封，并且所述柱塞的第一封闭端的上表面被设置为，当所述排放连接件处于封闭状态时，所述第一封闭端的上表面与所述径向延伸的法兰凸缘的上表面基本齐平。
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