CN101886723A - 用于密封柔性材料空心软管的密封装置、套件及方法 - Google Patents

用于密封柔性材料空心软管的密封装置、套件及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种密封装置，其由塑性可变形材料制成并用于通过器具对弹性材料的空心软管(2)进行机械密封，所述器具具有至少两个爪，其中的至少一个可以向着和远离另一个移动，并且在相向移动时将密封装置压接在软管(2)上以对其进行不透污染物的密封，其中密封装置(20)包括至少一个密封元件(4，4’；44，44’，64，64’；74，74’84)，所述至少一个密封元件具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口(40，40’)，以使所述至少一个密封元件可以在待密封软管(2)上滑动。本发明还涉及包括密封装置和对软管进行密封的器具的套件以及用于对软管进行机械密封的方法。

Description

用于密封柔性材料空心软管的密封装置、套件及方法
技术领域
本发明涉及由塑性可变形材料制成并用于通过器具对弹性材料的空心软管进行机械密封的密封装置，所述器具具有至少两个爪，其中至少一个爪可以朝向或远离另一个爪移动，并且在彼此相向移动时，将密封装置压接(crimp)在软管上以对其进行不透污染物的密封。本发明还涉及包括密封装置和用于密封空心软管的器具的套件，以及用于对空心软管进行机械密封的方法。
背景技术
例如，在用于向容器中引入和/或从容器中抽取介质的装置中，需要对在输送装置与和处理容器相连的收集槽之间延伸的软管进行无污染密封和切割。其原因在于要求收集槽在装满来自处理容器的介质之后可以被移动，而不会对用于对该介质进行采样或分析的实验室或类似机构产生任何污染危险。在上述应用中，对优质卫生条件和无污染环境/周围环境的要求是严格的。
用于密封软管的方案之前在本领域是已知的，例如施加在软管折叠端的折叠夹子形式的。夹子随后被压接在软管上以对其进行密封，此时软管在夹子下游通过一对剪或某种其他切割工具得到切割。然而，这种方案无法满足在上述应用中所提到的优质卫生条件和无污染密封的要求。例如，夹子不能一直提供所需的密封效果并且在大多情况下软管的至少一小部分留在夹子的下游。甚至在已切割软管两端都会有一小部分软管留在夹子下游。软管这一部分或这些部分包含少量介质，这些介质会泄漏到周围环境区域中，显然会带来污染的危险。
解决上述问题的方案已经例如在EP 1 090 281中提出，该文献由本申请的申请人拥有并披露了一种以无污染方式对已绕软管预组装的套筒进行密封的器具。
然而，与这一方案相关的问题是在存放过程中，预组装的套筒的材料会因应力腐蚀而开裂，结果是不能实现软管的所需无污染密封。因而需要一种克服这一问题的方案。
发明内容
根据本发明的第一方面，通过权利要求1中限定类型的密封装置克服上述问题。所述密封装置由塑性可变形材料制成，并用于通过器具对弹性材料的空心软管进行机械密封，所述器具具有至少两个爪，其中的至少一个爪可以向着和远离另一个移动，并且在相向移动时将密封装置压接在软管上以对软管进行不透污染物的密封，其中密封装置包括至少一个密封元件，所述密封元件具有两个相对的端部以及在所述端部之间延伸使所述至少一个密封元件可以在待密封软管上滑动的开口。
要以无污染方式得到密封的软管经常在其端部具有部件，例如用于收集样本液体的袋或用于使软管与从中提取样本的槽相连的连接件。通常，这些部件的尺寸比软管的直径更大并且出于这些部件的原因，经常不能在之后绕软管安装整个套筒。为了使这种压接在待密封的软管上的密封装置具有符合要求的无污染密封，同样重要的是密封装置(例如套筒)的尺寸与待密封软管相比不能太大。这意味着使具有适当尺寸以对软管进行符合要求的密封的套筒在软管上滑动并使其沿软管移动是困难的，即使软管在其端部不具有任何部件。
凭借其设计，由至少一个密封元件构成的如引言部分所述的密封装置具有纵向开口以使其可以在软管上滑动，即使软管在其端部具有部件，这种密封装置也可以绕软管施加。并且通过从软管侧面也就是在横断软管纵向的方向上将所述至少一个密封元件施加在软管上，在安装过程中无需使密封元件沿软管移动。这样使使用者可以更容易向软管施加密封元件并沿软管将其定位在所需位置。
换句话说，上述至少一个密封元件可以刚好在实施密封之前绕待密封的软管布置。这意味着密封装置不必与产品的制造相结合地施加在软管上，也无需与软管一起存放。因此，降低了密封装置中出现腐蚀断裂的危险。另一优点在于即使在密封装置中出现腐蚀断裂，也无需废弃整个产品，也就是软管及其部件。而是可以向软管施加另外未受损坏的密封装置。
如上所述，本发明的另一优点在于密封装置可以沿软管布置在任何可选择的位置。这一点使其与预组装的套筒布置在软管上的现有技术相比存在区别。从使用者的角度来说，密封和切割软管的人能够选择布置密封的位置是有利的。
所述至少一个密封元件得到适当布置以提供一定的柔性。这一点可以例如通过选择密封元件的适当材料和/或适当材料厚度来实现。此外，不必使整个所述至少一个密封元件具有柔性特性。相反，这一点可以通过使所述至少一个密封元件的一部分区域具有适当材料和/或适当材料厚度来实现。这样在将所述至少一个密封元件绕软管布置时允许其得到拉伸并且一旦绕软管布置时能够确保其初始形状，这意味着可以实现密封元件与软管之间的紧密配合。由于所述至少一个密封元件具有一定的柔性，因此还可以对直径略微变化的软管采样同样的密封元件。
根据示例性实施方式，密封装置被构造成使得当所述密封装置绕待密封的软管布置时，所述密封装置的一部分与所述密封装置的相应部分重叠。
在密封装置包括一个密封元件并且该密封元件具有在其侧面之间延伸的纵向开口的实施方式中，当密封元件绕待密封的软管布置时，是密封元件在开口每侧靠近开口的部分被设置成相互重叠。
在密封装置包括至少两个密封元件的实施方式中，密封装置可以被构造成使得一个密封元件靠近该密封元件开口的部分与另一密封元件的相应部分重叠，其中所述相应部分靠近那一密封元件的开口。
通过将密封装置布置成具有重叠，密封装置被设置成以适当紧密的方式施加在软管上并由此能够实现其无污染密封。此外，通过以重叠方式设置密封装置，确保了密封装置覆盖在软管的整个圆周上，这一点有益于实现软管的无污染的密封。
如上所述，由于所述至少一个密封元件具有一定的柔性，因此也可以对直径略微变化的软管采样同样的密封元件。这一特征通过密封元件适于布置成具有彼此相对的一定程度的重合来得到进一步增强。重叠的长度可以略微变化，这样也大大地便于对尺寸略微变化的软管采样同样的密封装置。
根据示例性实施方式，所述密封元件得到适配使得在密封元件绕待密封的软管布置时，密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与邻接所述开口的相应部分重叠。
在该实施方式中，采用包括一个密封元件的密封装置。该密封元件优选具有柔性，可以在密封元件的径向上拉伸密封元件开口。这种柔性可以将密封元件布置在待密封的软管处。一旦密封元件绕软管设置，则靠近开口的部分可以被设置成相互重叠。
根据示例性实施方式，当所述密封元件绕待密封的软管布置时，在所述密封元件的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的361°-390°，并且更优选地当所述密封元件绕待密封的软管布置时跨过与所述密封元件外接的圆的370°-390°。
上述范围被证明对于密封元件靠近密封元件的开口设置的部分提供足够的重叠是有益的。如上所述，通过使密封元件具有一定的柔性可以在将密封元件施加在软管上时在径向上拉伸开口。此后，密封元件可以设置在一定位置，同时具有处于上述范围内的重叠。
根据一种示例性实施方式，密封装置包括至少两个密封元件，它们各自具有两个相对的端部以及在所述端部之间延伸以使密封元件可以在待密封的软管上滑动的开口，密封元件得到适配使得当密封元件绕待密封的软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠。
如上所述，以无污染方式得到密封的软管经常在其端部具有部件，例如用于收集样本液体的袋或用于使软管与从中取样的槽相连的连接件。为了对这种压接在待密封软管上的密封装置实现符合要求的无污染密封，同样重要的是密封装置(例如套筒)的尺寸与待密封软管相比不是太大。
凭借这一设计，即使软管在其端部具有部件，也可以绕软管施加被构造成具有两个密封元件的密封装置，这两个密封元件各自具有纵向开口以使它们可以在软管上滑动并随后被布置成具有重叠。并且通过从软管侧面也就是在横断软管纵向的方向上将密封元件施加在软管上，在安装过程中无需使密封元件沿软管移动。这样使使用者可以更容易向软管施加密封元件并沿软管将它们定位在所需位置。通过随后将密封元件布置成彼此相互重叠，密封装置被设置成以适当紧密的方式施加在软管上并由此能够实现其无污染密封。
换句话说，上述密封元件可以刚好在实施密封之前绕待密封的软管布置。这意味着密封元件不必与产品的制造相结合地施加在软管上，也无需与软管一起存放。因此，降低了密封装置中出现腐蚀断裂的危险。另一优点在于即使在密封装置中出现腐蚀断裂，也无需废弃整个产品，也就是软管及其部件。而是可以向软管施加另外未受损坏的密封元件。
密封元件得到适当布置以提供一定的柔性。这一点可以例如通过选择密封元件的适当材料和/或适当材料厚度来实现。这样在使密封元件绕软管布置时使它们可以略微变形，并且一旦绕软管布置，能够确保其初始形状，这意味着可以实现密封元件与软管之间的紧密配合。由于密封元件具有一定的柔性，因此还可以对直径略微变化的软管采样同样的密封元件。这一特征通过将密封元件适配以布置成具有彼此相对的一定程度的重合来得到进一步增强。在套筒相应侧面的重叠的长度可以略微变化，这样也大大地便于对尺寸略微变化的软管采样同样的密封装置。
根据备选实施方式，每个密封元件包括基本上圆柱形的元件，其具有相对端部以及在所述端部之间延伸以应用于软管的开口。
上述密封元件可以被描述为具有圆柱片段的形状。这意味着它们具有圆柱形状，其中圆柱形表面的一部分被切掉使得圆柱的片段保留，也就是上述开口沿圆柱形表面从圆柱的一个短侧面延伸到圆柱的另一端。圆柱片段形式的两个密封元件共同跨过超过360度，使得当它们绕待密封空心软管布置时，它们被定位成在相邻密封元件之间具有重叠。
根据备选实施方式，在所述密封元件中的至少一个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的180°-350°。因而，在密封元件具有圆柱形状同时虚构部分被切掉以形成所述开口的备选实施方式中，圆柱形表面的其余部分能够跨过180°-350°。这意味着开口的虚构圆弧跨过10°-180°。在另一备选实施方式中，密封元件可以具有部分圆柱之外的其他形状，在这种情况下开口和在开口之间延伸的表面的各自上述尺寸被理解为如同密封元件内接在圆中。
根据备选实施方式，在所述密封元件中的至少一个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的230°-270°。因而，在密封元件具有圆柱形状同时虚构部分被切掉以形成所述开口的备选实施方式中，圆柱形表面的其余部分能够跨过230°-270°。这意味着开口的虚构圆弧跨过90°-130°。在另一备选实施方式中，密封元件可以具有部分圆柱之外的其他形状，在这种情况下开口和在开口之间延伸的表面各自的上述尺寸被理解为如同密封元件内接在圆中。
在上述范围内的开口已经被发现使密封元件具有足够大的开口以使使用者能够以简单方式绕软管布置密封元件，同时开口没有大到不能实现所需重叠。
两个密封元件无需具有相同尺寸的开口，因为可通过使密封元件中的一个比另一密封元件跨过软管圆周的更大部分可以实现所需重叠。
根据备选实施方式，在所述密封元件的每一个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的181°-350°。因而，在密封元件具有圆柱形状同时虚构部分被切掉以形成所述开口的备选实施方式中，圆柱形表面的其余部分能够跨过181°-350°。这意味着开口的虚构圆弧跨过10°-179°。在另一备选实施方式中，密封元件可以具有部分圆柱之外的其他形状，在这种情况下开口和在开口之间延伸的表面的各自上述尺寸被理解为如同密封元件内接在圆中。
根据备选实施方式，在所述密封元件中的每个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的230°-270°。
因而，在密封元件具有圆柱形状同时虚构部分被切掉以形成所述开口的备选实施方式中，圆柱形表面的其余部分能够跨过230°-270°。这意味着开口的虚构圆弧跨过90°-130°。在另一备选实施方式中，密封元件可以具有部分圆柱之外的其他形状，在这种情况下开口和在开口之间延伸的表面各自的上述尺寸被理解为如同密封元件内接在圆中。
在上述范围内的开口已经被发现使密封元件具有足够大的开口以使使用者能够以简单方式绕软管布置密封元件，同时开口没有大到不能实现所需重叠。如果密封元件具有相同尺寸的开口，则密封元件的总表面适当跨过超过360°，使得当密封元件绕软管布置时可以在密封元件之间实现重叠。
根据备选实施方式，所述密封元件中的至少一个具有定位装置，其用于在所述密封元件绕待密封软管布置时将密封元件定位在彼此相对的所需位置。
通过使所述密封元件中的至少一个具有定位装置，使用者可以更容易将至少两个密封元件布置在彼此相对的所需位置，降低了所述至少两个密封元件未定位成具有所需重叠的危险。定位装置可以通过多种备选方式得到设计并提供向使用者指示定位装置被定位成具有彼此相对的所需重叠的所需效果。此外，定位装置可以被设计成使得它们有助于将所述至少两个密封元件锁定在所需的相对位置，以便在它们已经布置在所需位置之后防止它们移动。
根据备选实施方式，所述密封元件中的至少一个具有弯曲部分，该弯曲部分从密封元件的表面向外延伸并被构造成使得当所述第一和第二密封元件绕待密封软管定位成具有所需重叠时，绕所述第二密封元件的开口的边缘接靠所述弯曲部分。
以这种方式设计的定位装置将向使用者指示密封元件位于所需的相对位置，同时有助于将密封元件保持或固定在这些位置。
根据备选实施方式，所述密封元件中的至少一个具有弯曲部分，该弯曲部分在向内方向上从密封元件的表面延伸并被构造成使得当所述第一和第二密封元件绕待密封软管定位成具有所需重叠时，绕所述第二密封元件的开口的边缘接靠所述弯曲部分。
根据备选实施方式，所述密封元件中的至少一个在密封元件的表面上具有槽，这些槽被布置成使得密封元件的表面的一部分具有翼片形式，所述翼片弯曲以从密封元件的表面向内延伸并且被构造成使得当所述第一和第二密封元件绕待密封软管定位成具有所需重叠时，绕所述第二密封元件的开口的边缘接靠所述弯曲部分。
根据备选实施方式，所述密封元件中的每个具有定位装置。定位装置适于配合以定位和保持密封元件，使得在它们已经绕软管形成所需重叠之后，它们保持在该位置。
根据备选实施方式，密封装置得到适配使得密封元件之间的所述重叠在密封元件绕待密封软管布置时具有超过所述密封元件的材料厚度的长度。
这种设计使密封装置在使用过程中确保在构成密封装置的密封元件之间具有所需重叠，当使密封装置压接时有助于对软管实现符合要求的无污染密封。重叠长度意味着其从密封元件中的一个的开口的边缘开始的长度，也就是在横断密封元件的纵向延伸部的方向上的长度。
根据备选实施方式，所述密封元件得到适配使得当绕所述空心软管布置时，它们以这样的方式彼此相对定位，即，第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与相邻密封元件的相应部分重叠，在所述开口的相应侧的重叠具有超过所述密封元件的材料厚度的长度。
密封元件得到适当布置，使得在密封元件中的每个的开口的相应侧上实现密封元件之间的重叠。然而，重叠无需在密封元件的开口的每一侧相同。
当密封装置具有根据某些特定示例性实施方式的定位装置时，定位装置可以被布置成使得密封元件以这样的方式彼此相对定位，即，在所述开口的相应侧的重叠具有超过所述密封元件的材料厚度的长度。而且，定位装置可以被布置成使得密封元件中的每个的开口的两侧的重叠基本上相同。
根据本发明的第二方面，还提供一种用于对弹性材料的空心软管进行机械密封的套件，该套件包括根据上述任意一个示意性实施方式所述的密封装置以及具有至少两个爪的器具，所述爪中的至少一个可以向着和远离另一个移动，并且在相向移动时将密封装置压接在软管上以对其进行不透污染物的密封，其中所述器具的爪的至少一个具有向另一爪突出的至少一个杆，所述杆在爪相向移动时在密封装置和软管上形成压痕(indentation)以加强其密封以及套筒在软管上的固定，并且爪中的至少一个具有向另一爪突出的切割装置，所述切割装置在爪相向移动时在密封装置和软管上形成切割标记以使软管以密封方式得到切割。
上述组件或套件使使用者可以通过这样的方式实施对软管的无污染密封，即，消除了在存放过程中预组装套筒受到损坏的问题。
根据所述器具的示例性实施方式，所述器具具有两个直杆，它们相互成一定距离地基本上平行布置并基本上横断套筒的纵向而延伸以在套筒和软管上形成相应数量的基本上横向的压痕。横向压痕可以加强其密封以及密封元件在软管上的固定。
根据所述器具的示例性实施方式，器具的切割边缘基本上横断套筒的纵向而延伸并在套筒和软管上形成基本上横向的切割指示。
根据所述器具的示例性实施方式，器具的切割边缘被形成为基本上直的切割边缘，其比所述杆或多个杆突出到更大程度。
根据所述器具的示例性实施方式，器具的切割边缘与器具的另一爪上的相对凹槽配合。
根据所述器具的示例性实施方式，切割边缘基本上位于两个相邻杆的中间。
根据所述器具的示例性实施方式，切割边缘位于所述杆或多个杆的一侧。
根据所述器具的示例性实施方式，爪中的至少一个具有用于将套筒和软管固定在爪之间的固定件。
根据所述器具的示例性实施方式，所述杆或多个杆和切割边缘布置在爪中的一个上而固定件布置在另一爪上，所述杆或多个杆、切割边缘以及固定件被安装在相关爪上或与其一体形成为一件。
根据所述器具的示例性实施方式，具有所述杆或多个杆以及切割边缘的爪具有固定安装在器具上的模具的形式，而具有固定件的爪具有冲头的形式，其以可移动方式安装在器具上并由驱动装置致动。
根据所述器具的示例性实施方式，所述设备具有一对钳的形式，其通过手动操作并具有一个固定腿和一个可移动的腿。
根据所述器具的示例性实施方式，可移动的腿经由构成驱动装置的齿轮传动机构(优选为偏心机构或类似机构)使构成冲头的爪致动。
根据所述器具的示例性实施方式，所述器具可以具有定位装置，这样有助于将密封装置布置在器具上的所需位置。这一点是有利的，因为可以使使用者更容易在密封元件的所需位置形成压痕和/或切割。
根据示例性实施方式，密封装置的长度可适配成便于所需的密封，也就是密封装置具有这样的长度，即，使用者很容易以器具的杆和切割边缘与密封装置形成接触的方式将密封装置定位在器具上。
根据本发明的第三方面，一种用于通过器具对空心软管进行机械密封的方法，所述器具具有至少两个爪，所述爪中的至少一个可以向着和远离彼此移动。所述方法包括以下步骤：
提供由塑性可变形的材料制成的密封装置，该密封装置包括至少一个密封元件，其具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口；
将密封装置以这样的方式布置在待密封的软管上，即，密封装置的一部分与密封装置的相应部分重叠；
通过所述器具将密封装置压接在软管上以进行不透污染物的密封。
如上所述，以无污染方式得到密封的软管经常在其端部具有部件，例如用于收集样本液体的袋或用于使软管与从中提取样本的槽相连的连接件。通常，这些部件的尺寸比软管的直径更大，并且出于这些部件的原因，经常不能在之后绕软管安装整个套筒。为了用这种压接在待密封软管上的密封装置具有符合要求的无污染密封，同样重要的是密封装置(例如套筒)的尺寸与待密封软管相比不能太大。这意味着使具有适当尺寸以对软管进行符合要求的密封的套筒在软管上滑动并使其沿软管移动是困难的，即使软管在其端部不具有任何部件。
尽管如此，即使软管在其端部具有部件，也可以向软管施加包括至少一个密封元件的密封装置，所述密封元件包括纵向开口，并随后以重叠方式布置密封装置。并且通过从软管侧面也就是在横断软管纵向的方向上将密封装置施加在软管上，在安装过程中无需使密封装置沿软管移动。这样使使用者可以更容易向软管施加密封装置并沿软管将其定位在所需位置。通过随后将密封元件布置成具有重叠，密封装置被设置成以适当紧密的方式施加在软管上并由此能够实现其无污染密封。因此，可以以快速连续方式实施上述方法的步骤，也就是密封装置不必在被压接在软管上之前的很长时间就布置在软管上或者可以与软管存放在一起。因此，降低了密封装置中出现腐蚀断裂的危险。另一优点在于即使在密封装置中出现腐蚀断裂，也无需废弃整个产品，也就是软管及其部件。而是可以向软管施加另外未受损坏的密封装置。
在密封装置包括一个密封元件并且该密封元件具有在其侧面之间延伸的纵向开口的实施方式中，当密封元件绕待密封软管布置时，是密封元件在开口每侧靠近开口的部分被设置成相互重叠。
根据示例性实施方式，所述用于对空心软管进行机械密封的方法还包括：
提供包括两个密封元件的密封装置，每个密封元件具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口；
将相应密封元件布置在待密封的软管上；
绕软管定位密封元件，使得第一密封元件邻接所述开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠。
在密封装置包括至少两个密封元件的实施方式中，密封元件可以绕软管以这样的方式布置，即，密封元件中的一个的靠近该密封元件开口的部分与另一密封元件的相应部分也就是靠近那一密封元件的开口的部分重叠。
根据示例性实施方式，所述密封元件的定位包括将密封元件定位成使得所述密封元件中的一个的边缘与相邻密封元件的边缘的重叠具有超过所述密封元件的材料厚度的长度。
根据密封装置包括一个密封元件的示例性实施方式，所述密封元件的定位包括将所述密封元件定位成使得重叠跨过外接所述软管的虚构圆的1°-30°，更优选跨过外接所述软管的虚构圆的10°-30°。
已经发现将所述密封元件或多个密封元件定位成具有上述的重叠是有利的，因此这样提供了对软管符合要求的无污染密封。
根据示例性实施方式，根据上文所述的用于对空心软管进行机械密封的方法包括使用如上所述的密封装置。
该方法还可以包括提供用于对空心软管进行密封的器具，该器具包括两个爪，所述爪中的至少一个可以向着和远离另一个移动，并且爪中的至少一个具有沿直线延伸的杆并且杆具有向另一爪突出的端部。此外，器具的爪中的一个可以具有基本上直切割边缘形式的切割装置，所述切割边缘比所述至少一个杆突出更大的程度。所述方法还包括将其上布置有密封装置的软管布置在两个爪之间。当如上所述的器具被用于所述方法时，在密封装置和软管上形成压痕，其迫使密封装置接靠在软管上以对其进行密封，同时在密封装置和软管上设置断裂指示。
根据示例性实施方式，所述用于对空心软管进行机械密封的方法包括以上针对本发明第二方面所述的器具以及以上针对本发明第一方面所述的密封装置的使用。
附图说明
下文出于示例的目的并参照附图更详细地描述本发明，图中：
图1a-1d示意性表示根据本发明的密封装置以及其绕待密封软管布置的方式；
图2a-2b分别以透视图和顶视图表示具有布置在压接器具上的密封装置的软管；
图3a-3b分别以透视图和顶视图表示具有在最终密封阶段布置在器具中的密封装置的软管；
图4是得到密封的软管部分剖视并处于密封后的状态的侧视图；
图5a-5b表示构成密封装置的两个密封元件的备选实施方式，密封元件具有定位装置；
图6a-6c表示构成密封装置的两个密封元件的备选实施方式，密封元件具有根据备选实施方式的定位装置；
图7a-7b表示构成密封装置的两个密封元件的备选实施方式，密封元件具有根据另一备选实施方式的定位装置；以及
图8a-8c表示构成密封装置的一个密封元件的备选实施方式。
具体实施方式
图1a表示本发明的示例性实施方式，其为由两个密封元件4，4’组成的密封装置20形式的，所述密封元件在该实施方式中为两个圆柱形套筒形式的。密封装置20例如被用于以无污染方式对在例如处理容器、输送装置和与其相连的收集槽之间延伸的软管进行机械密封，使得收集槽在装满来自处理容器的介质之后可以被移动，而不会对用于对介质进行采样或分析的实验室或类似机构产生任何污染的危险。当然，密封装置还可以被用于对优质卫生条件和/或无污染环境和/或作业环境的要求或多或少严格的多个其他应用中。
套筒4，4’各自具有在每个套筒的短侧面之间延伸的开口40，40’。在图1a中可以看到，套筒4，4’被构造成使得它们的接合圆柱形表面覆盖跨过超过360°的部分，也就是它们是由已经开裂的单个圆柱构成，而是两个独立的原始圆柱，它们各自具有被切掉的部分以形成开口。
套筒4，4’无需具有相同的形状，这意味着可以构想出例如套筒4的圆柱形表面应该比套筒4’的圆柱形表面具有更大的宽度(extent)(如在套筒的圆周方向上所见)。然而重要的是它们在圆周方向上共同具有的范围使得当绕待密封的软管布置时，它们共同延展超过360°以相互重叠。
参照图1b-1d，下文描述用于对适当质量的弹性材料(例如橡胶或塑料)的空心软管进行密封时的密封装置20。
图1b表示套筒4已经绕软管的一部分圆周布置的软管2。该软管可以是例如在处理槽(未示出)与收集槽(未示出)之间延伸的软管。图1c表示第二套筒4’施加在软管上的方式。套筒4’施加在与施加套筒4的侧面相对的一侧。套筒4，4’随后移动到图1d所示的位置，也就是彼此相对，由此包围软管。在图1d中可以看到，套筒4，4’重叠。这种重叠设置在套筒的开口40，40’的两侧，在图1c中可以最清楚地看到。这意味着与套筒4’的开口40’邻接的部分54与套筒4的部分55重叠，并且套筒4’位于与部分54相对的部分54’与套筒4的部分55’重叠。在套筒4，4’已经如上所述被施加在软管2上之后，它们可以压接在软管上以对其进行密封。在图4中示出了压接后软管和套筒4，4’的一个实例。
套筒4，4’之间的重叠可以改变。然而为了实现对空心软管2的满意的密封，它们相互重叠的长度应该不小于套筒的材料厚度。这意味着部分54与部分55重叠的距离至少应该等于套筒4，4’的材料厚度，这一点同样适用于部分54’与部分55’重叠的距离。套筒不应该以这样的方式相互重叠，即沿套筒的某一位置存在一层，在该层上套筒重叠大于一次。
在示出两个套筒44，44’的图5a和5b中示出了密封装置20的套筒的备选实施方式。套筒44，44’以与套筒4，4’基本上相同的方式得到设计，但具有定位装置45，45’，这样使使用者更容易以所需重叠绕软管2定位套筒。在该实施方式中，定位装置的形式是从相应套筒44，44’的圆柱形表面略微向外延伸的两个部分46，46’。通过切割相应套筒的圆柱形表面并在之后使所述部分46，46’弯曲使得它们以与圆柱形表面成一定角度地向外延伸来形成部分46，46’。在图5b所示应用中，这种做法使另一相对套筒的边缘部分47，47’可以接靠在所述弯曲部分上。当边缘部分47，47’接靠在弯曲边缘46，46’上时，套筒不再能够进一步相向移动，这样起到了向使用者指示套筒绕软管2(图5b中未示出)准确定位，也就是以相应套筒的边缘部分54，54’，55，55’之间具有所需重叠的方式使套筒得到定位。
在示出两个套筒64，64’的图6a-6c中示出了密封装置20的套筒的另一备选实施方式。套筒64，64’以与套筒4，4’，44，44’基本上相同的方式得到设计，但具有备选实施方式的定位装置，这样使使用者更容易以所需重叠绕软管2定位套筒。在该实施方式中，定位装置的形式是如同翼片一样从套筒64中的一个的圆柱形表面略微向内延伸的部分66。通过在所述套筒的圆柱形表面上切割槽67并随后使部分66弯曲使得其以与圆柱形表面成一定角度地向内延伸来形成部分66。在图6b的透视图以及图6c的横截面图所示应用中，这种做法使另一相对套筒64’的边缘68的一部分可以接靠在所述弯曲部分上。当边缘部分68接靠在弯曲边缘66上时，两个套筒不再能够进一步相向移动，这样起到了向使用者指示套筒绕软管2(图6b和6c中未示出)被准确定位，也就是以相应套筒的边缘部分54，54’，55，55’之间具有所需重叠的方式使套筒得到定位的作用。另外，部分66与边缘部分68之间的配合有助于在它们已经绕待密封软管定位之后将套筒固定在所需的相对位置上。在所示实施方式中，仅套筒64具有定位装置66，但可以设置成套筒64，64’都具有定位装置66，使得在准确定位时两个套筒的边缘部分接靠在另一套筒的一部分上。
在示出两个套筒74，74’的图7a和7b中示出了密封装置20的套筒的另一备选实施方式。套筒74，74’以与套筒4，4’，44，44’，64，64’基本上相同的方式得到设计，但具有备选实施方式的定位装置，这样使使用者可以更容易以所需重叠绕软管2定位套筒。在图7a所示的实施方式中，定位装置的形式是第一套筒的部分76和第二套筒的部分76’。这两个部分的形状被设计成使得部分76可以插入部分76’中，由此与其重叠。两个部分76，76’由不打算与待密封软管接触的相应套筒材料通过以所需方式弯曲而制成。因而，部分76，76’布置在相应套筒74，74’的边缘部分处，所述边缘部分位于套筒纵向开口附近以及套筒圆柱形表面径向外侧。
在使用过程中，套筒中的一个绕待密封软管适当布置并且另一套筒随后沿软管移动，直至套筒彼此相对定位，同时部分76，76’相互接合，如图7a的下部视图所示。凭借部分76，76’的设计，两个套筒的定位装置以相互重叠的方式布置，并且两个套筒的部分54，55在两个定位装置76，76’彼此形成接合时也处于同样状态。部分76，76’的这种设计使得可以仅通过使套筒沿软管的轴线延伸部移动分开而使它们相互分离并且这样还有助于在套筒已经绕待密封软管定位之后将套筒固定在所需相对位置上。
如图7b所示，根据另一备选实施方式，每个套筒具有两个定位装置76，76’。套筒的两个定位装置布置在套筒的圆柱形表面的边缘部分处，也就是在套筒的纵向开口的相应侧。这些套筒和定位装置与图7a所示具有相同的总体设计。
在图8a-8c中披露了密封装置20的另一备选实施方式。在该实施方式中，密封装置20包括具有圆柱形套筒形式的一个密封元件84。套筒84具有在套筒的短侧面之间延伸的开口40。在图8a中可以看到，套筒84被构造成使得其圆柱形表面覆盖跨过超过360°，例如361°-390°的部分。因此，靠近开口40设置的部分94，95在套筒处于未受影响的状态下时相互重叠。
以适当的材料制成套筒84，所述材料使与开口40相邻的部分94，95弯曲成相互远离，如图8b所示。这样使套筒84可以绕待密封软管2定位。一旦套筒已经绕软管定位，则套筒84可以回到其未受偏压的状态，在该状态下部分94，95相互重叠。
套筒，4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84的尺寸取决于待密封的软管2的尺寸。然而，由于套筒具有一定的固有柔性，因此它们无需与软管尺寸精确匹配。相反可以构想到，套筒的常规半径应该小于软管的常规半径，只要在使用过程中可以拉伸套筒以使其能够应用在软管上。
套筒的材料厚度取决于当前的应用，也就是材料厚度适合于软管的刚度和套筒的强度以确保套筒能够承受来自其所布置的软管的压力，以进行密封而不会变形，这种变形会导致套筒张开。材料厚度适当地处于0.25mm-1mm的范围。套筒的长度适合于软管与套筒之间的摩擦系数以在套筒压接在软管上时防止其脱落。所述长度优选是软管2的直径的两倍或多倍，所述直径对于某些应用来说处于3mm-40mm的范围。
套筒适当地由适当塑性可变形的材料(例如塑料或金属)制成，该材料具有合适的塑性属性。所述金属可以是例如黄铜、钛、铜、铝或者它们的合金。
在图2a-3b中示出了对根据本发明一方面的空心软管的密封装置进行密封也就是压接的器具。器具1本身的形式可以是一对手动操作的钳5，其具有一个固定的和一个移动的腿6和7以及至少两个爪8和9，所述爪中的至少一个可以与其他爪相向和相背移动。当通过手动将腿6，7按压在一起并采取将在下文描述的驱动装置10使爪8，9相向移动时，套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84压接在软管2上，由此对其进行紧固密封。
更具体地，在图2b中最清楚地看到，爪8或9中的至少一个(在本申请中是爪8)具有向另一爪9或8(在本申请中是爪9)突出的至少一个杆11。在爪8，9的上述相向移动过程中，所述杆11在套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2上形成标记压痕12。在优选实施方式中，大体上有两个这样的杆11，它们基本上相互成一定距离地平行布置并基本上横断套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84的纵向延伸。这些杆优选是直的并且在套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2上形成两个基本上横向的压痕12以加强其密封以及套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84在软管2上的固定。当然，如果需要并且如果合适，可以有多于两个的这样的杆11或不同地布置/形成在所述爪8上的杆。
而且，爪8或9中的至少一个(同样在本申请中是爪8)具有向另一爪9或8突出的切割装置13。当爪8，9以所述方式相向移动时，切割装置13在套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2上形成切割标记14以使套筒和软管以密封方式得到切割。
在所示的实施方式中，切割装置13优选被形成为基本上直的切割边缘15。切割边缘基本上横断套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84的纵向延伸并由此在套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2上形成基本上横向的切割标记14。切割边缘15比杆11具有更大程度的突出并与相对爪(在本申请中是爪9)上相对直的凹部16适当配合。凹部16的深度、宽度和形式可以变化，并且凹部与切割边缘15的形式以及软管2和套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84的材料质量适配。在某些应用中，如果需要或要求可以省去凹部16。
优选地，如果杆的数量是两个，切割边缘15基本上位于杆11的中间。如果存在更多的杆11，则切割边缘15适当布置在两个相邻杆优选是最靠近中间定位的两个杆的中间。当然，在某些应用中，还可以将切割边缘15布置在所述杆或多个杆11的外侧或一侧。
上述切割标记14优选被设计成使得套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2在通过器具1进行密封时不会得到直接切割或破裂，而是在此之后的最佳时刻。之后套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2通过手动或机械来回弯曲沿切割标记14分离，直至套筒通过疲劳断裂而被分开。在图4中示出了得到压接但还没有被切割的具有套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84的软管2的实例。
自然地，无法阻止套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2与实际密封直接相关地沿切割标记14得到分离。
为了在密封时将套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84和软管2固定在器具1上的爪8和9之间的所需位置，爪8或9中的至少一个(在本申请中是爪9)具有固定件17。该固定件侧向、水平和竖直地固定和支承软管2和套筒4并以可选择的方式形成。
出于实践和其他原因，在所披露和描述的实施方式中，杆11和切割边缘15布置在爪8或9中的一个(在本申请中是爪8)上并且固定件17布置在另一相对的爪9或8(在本申请中是爪9)上。杆11、切割边缘15和固定件17可以借助于未示出的适当连接装置安装在相关爪上。备选地，这些部件中的一个/一些或全部可以与相关爪制成一体。在所示的实例中，杆11和切割边缘15与相关爪制成一体，而固定件17安装在相关爪上。
在优选实施方式中，具有杆11和切割边缘15的爪8适当地具有模具的形式，其借助于连接装置(未示出)固定地安装在器具1上。以相对应的方式，具有固定件17的爪9具有冲头的形式。该冲头以可滑动方式(未示出)安装在器具1上并可通过上述提及的驱动装置10致动。驱动装置10适当地包括总体由附图标记18表示的齿轮传动机构，其可以是偏心机构或类似机构并适于与该对钳5的可移动腿7适当地相连以及通过该可移动腿致动。
当然，本发明并不局限于上述和附图所示的实施方式，并且在根据附加权利要求确定的保护范围内可以有多种不同方式的改变。
套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’；84不必具有基本上圆柱形套筒的形式，而是还可以想到其他形状。例如可以采用椭圆形、正方形、八角形等形状的套筒。
适于确保套筒之间所需重叠的定位装置无需具有上述形式，而是可以通过备选方式进行设置。例如，可以想到具有其他形式的翼片或凸耳，第二套筒的边缘部分除了接靠上述的翼片外还接靠在这些翼片或凸耳上。还可以想到具有其他设计的定位装置，其基于与图7a和7b所示相同的思想。
通过改变密封装置的直径和材料厚度以及对密封装置进行压接的器具的设计，本发明的构思可以用于多种直径和材料厚度的软管。这一点是有利的，因为不同软管被用于需要无污染密封的不同应用中。
器具1例如无需是手动操作的一对钳，而是备选地可以是独立的工具或根据需要和要求包含在机床中并以电动、气动、液动等方式得到驱动。具有相关部件(杆11、切割边缘15和固定件17)的爪8，9可以通过可更换方式连接在器具1上并与软管2和套筒4，4’；44，44’；64，64’；74，74’的尺寸匹配和/或可以手动互换。
在另一实施方式中，切割边缘枢转固定在所述工具和/或爪上。工具或爪可以具有槽，切割边缘在槽中移动以与爪成直线对齐或延伸超过它以实现上述切割功能。
密封元件的重叠长度可以在相对较大范围内改变。决定所需重叠的重要因素例如是密封装置对于使用者必须易于安装并且它们必须提供足够大的重叠以确保实现无污染密封。例如可以使重叠在与密封装置外接的虚构圆的几度之间变化，并且达到待密封软管的材料厚度的两倍之间变化。在某些类型的应用中，软管的材料厚度通常在0.5mm-5mm的范围内。

Claims (20)

1.一种密封元件，包括通过器具对弹性材料的空心软管进行机械密封的塑性可变形材料，所述器具具有至少两个爪，所述至少两个爪中的至少一个可以向着和远离另一个移动，并且在相向移动时将密封元件压接在软管上以对软管进行不透污染物的密封，其中所述密封元件是至少一个密封元件，所述至少一个密封元件具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少一个密封元件滑动到待密封软管上。
2.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件被构造成使得当所述密封元件绕待密封软管布置时，所述密封元件的一部分与所述密封元件的相应部分重叠。
3.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，密封元件得到适配使得当密封元件绕待密封软管布置时，密封元件的与所述密封元件的开口邻接的部分与邻接所述开口的相应部分重叠。
4.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，当所述密封元件绕待密封软管布置时，在所述密封元件的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的361°-390°。
5.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，当所述密封元件绕待密封软管布置时，在所述密封元件的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述密封元件外接的圆的370°-390°。
6.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠。
7.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且每个密封元件包括基本上圆柱形的元件，其具有相对端部以及在所述端部之间延伸的开口以应用于软管。
8.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且在所述至少两个密封元件中的至少一个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述至少两个密封元件外接的圆的180°-350°。
9.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两价目密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且在所述至少两个密封元件中的至少一个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述至少两个密封元件外接的圆的230°-270°。
10.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且在所述至少两个密封元件中每个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述至少两个密封元件外接的圆的180°-350°。
11.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且在所述至少两个密封元件中每个的所述开口的第一侧与第二侧之间延伸的表面跨过与所述至少两个密封元件外接的圆的230°-270°。
12.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且所述至少两个密封元件中的至少一个具有定位装置，其用于在所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时使所述至少两个密封元件彼此相对定位在所需位置。
13.如权利要求11所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且所述至少两个密封元件中的至少一个具有弯曲部分，该弯曲部分从该密封元件的表面向外延伸并且被构造成使得当所述第一和第二密封元件以所需重叠绕待密封软管定位时，绕所述第二密封元件的所述开口的边缘接靠所述弯曲部分。
14.如权利要求11所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且所述至少两个密封元件得到适配使得当绕待密封软管布置时，所述至少两个密封元件之间的所述重叠具有超过所述至少两个密封元件的材料厚度的长度。
15.如权利要求1所述的密封元件，其特征在于，所述密封元件包括至少两个密封元件，所述至少两个密封元件中每个都具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口以使所述至少两个密封元件能滑动到待密封软管上，所述至少两个密封元件得到适配使得当所述至少两个密封元件绕待密封软管布置时第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠，并且所述至少两个密封元件得到适配使得当绕所述空心软管布置时，它们以这样的方式彼此相对定位，即，第一密封元件的邻接所述密封元件的开口的部分与相邻密封元件的相应部分重叠，在所述开口的相应侧上的重叠具有超过所述至少两个密封元件的材料厚度的长度。
16.一种用于对弹性材料的空心软管进行机械密封的套件，该套件包括根据权利要求1所述的密封元件以及具有至少两个爪的器具，所述爪中的至少一个可以向着和远离另一个移动，并且在相向移动时将密封元件压接在软管上以对软管进行不透污染物的密封，其中所述器具的爪的至少一个具有向另一爪突出的至少一个杆，所述杆在爪相向移动时在密封元件和软管上形成压痕以加强其密封以及套筒在软管上的固定，并且爪中的至少一个具有向另一爪突出的切割装置，所述切割装置在爪相向移动时在密封元件和软管上形成切割标记以使软管以密封方式得到切割。
17.一种用于通过器具对空心软管进行机械密封的方法，所述器具具有至少两个爪，所述爪中的至少一个可以彼此相向地和远离地移动，所述方法包括以下步骤：
提供由塑性可变形材料制成的密封元件，该密封元件包括至少一个密封元件，其具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口；
将密封元件以这样的方式布置在待密封软管上，即，密封元件的一部分与密封元件的相应部分重叠；
通过所述器具将密封元件压接在软管上以进行不透污染物的密封。
18.如权利要求14所述的用于对空心软管进行机械密封的方法，其特征在于，还包括：
提供包括两个密封元件的密封元件，每个密封元件具有两个相对端部和在所述端部之间延伸的开口；
将相应密封元件布置在待密封软管上；
绕软管定位所述两个密封元件，使得第一密封元件的邻接所述开口的部分与第二密封元件的相应部分重叠。
19.如权利要求15所述的用于对空心软管进行机械密封的方法，其特征在于，所述两个密封元件的所述定位包括将所述两个密封元件定位成使得所述密封元件中的一个的边缘与相邻密封元件的边缘重叠的长度超过所述两个密封元件的材料厚度。
20.如权利要求17所述的用于对空心软管进行机械密封的方法，其特征在于，所述密封元件是如权利要求1所述的密封元件。
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