CN101970925B - 具有光滑孔的倒钩式夹紧装置 - Google Patents

Abstract

一种倒钩式夹紧装置，其设置用于将液态或气态流体连通到柔性管，柔性管具有由预定内径限定的内孔，以用于提供流体流路。所述倒钩式夹紧装置包括倒钩连接器，该倒钩连接器具有与柔性管相同的内径以及可插入柔性管中的渐缩端部。套筒和夹套锁定在柔性管和倒钩连接器上，以阻止液体物质进入倒钩和柔性管之间。倒钩连接器的渐缩端部终止于一点，使得柔性管内径和倒钩连接器的内径之间没有变换，从而使得位于倒钩式夹紧装置内部和外部之间的管中没有压差。

Description

具有光滑孔的倒钩式夹紧装置

本申请是2004年10月13日递交的中请号为10/963,457的待审的美国专利申请的部分继续申请，本申请要求享有2003年10月17日递交的临时专利申请60/512,231的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于管状体的紧固装置。

背景技术

用柔性管进行流体传输被广泛应用于各种环境中。最终，柔性管连接到气态或液态流体源、流体中转站或柔性管上。在柔性管的端部必须提供牢固且防漏的连接装置。尽管这些要求在所有使用柔性管的环境中都是必须的，但是这些要求在医疗、药物、食品和饮料领域是严格的。在医疗和药物领域，柔性管和相关的连接装置用作诸如用在血液泵、氧浓缩器、睡眠呼吸设备、医疗运输容器、IV袋等中的路厄接头(luer fittings)、快速连接件或卫生设备接头。在某些环境中，特别是在医疗领域，强制性地绝对禁止在柔性管和连接接头之间的连接点处存在任何液体。在连接点处的任何间隙或突然变化都会使诸如生物、血液、药物、食物等流体出现滞留。这种滞留会导致有害细菌的孳生。

发明内容

本发明解决了上述问题。本发明是一种用于将柔性管连接到倒钩接头或倒钩连接器、或者连接到无倒钩的直腔管的改进的倒钩式夹紧装置(barb clamp)。而且特别是用于将柔性管连接到特殊构造的倒钩接头，这种倒钩接头在管内径和倒钩接头内径之间提供极小的变换差或没有变换差。

在本发明的一个方面，倒钩接头渐缩成终端点，使得在管内径和倒钩接头内径之间不存在变换，从而避免了在管的位于改进的倒钩式夹紧装置中的一部分与管的位于所述倒钩式夹紧装置外部的一部分之间形成压差。

在结合附图阅读了用于实施本发明的最佳方式的下面的描述之后，本发明的其它应用对于本领域的技术人员而言也将显而易见。

附图说明

在此，参考附图进行描述，其中在所有的几幅图中，相似的附图标记表示相似的部件，附图中：

图1是现有的倒钩式夹紧装置的剖视图；

图2是现有的倒钩式夹紧装置的替换例的局部剖视图；

图3是现有的倒钩式夹紧装置的夹套的正视图；

图4是现有的倒钩式夹紧装置的套筒的剖视图；

图5是根据本发明的改进的倒钩式夹紧装置的剖视图；

图6是改进的倒钩式夹紧装置的一个替换实施例的剖视图；

图7是改进的套筒和夹套的另一替换实施例的透视图；

图8是图7中所示实施例的透视图，其中一部分被剖开以示出某些特征；

图9是图7中所示的倒钩式夹紧装置的套筒和夹套处于未锁定位置时的剖视图；

图10是图7中所示的套筒和夹套处于锁定位置时的剖视图；

图11是图10中所示的倒钩式夹紧装置被锁定在柔性管上的剖视图。

具体实施方式

图1和图2示出用于连接倒钩接头12和柔性管14的现有的倒钩式夹紧连接器10，此后对现有的倒钩式夹紧连接器10进行描述。倒钩接头12通常由允许倒钩接头12热熔接到聚丙烯或聚乙烯医用袋或药用袋上的非金属材料制成。这种材料和类似材料可以用于生物技术、药物、医疗和食品接头连接装置和集管设备。当需要时，接头也可以由其他塑料和不锈钢制成。如图1和2中所看到的，倒钩接头12可以包括不同的构造，但通常包括至少一个扩张端或倒钩端16，以与柔性管14形成360°的径向压缩连接。如果倒钩式夹紧装置10用于医疗或药物环境中，倒钩接头12优选地由经过FDA(食品和药物管理局)核准的聚丙烯、硅树脂、TPE、TPR等材料制成。倒钩接头12还可以包括凸缘部分17，该凸缘部分17限定用于倒钩式夹紧装置10的止挡部。

倒钩式夹紧装置10包括夹套(collet)18和套筒20。夹套18和套筒20如图1-6中所示，并且类似于2002年3月18日递交的、序列号为10/100,519的美国专利申请(现在是2004年9月28日颁布的美国专利6,796,586)中所述的夹套和套筒。

夹套18是具有通孔19的基本为环形的部件，通孔19用于在其中接纳管14的端部。套筒20也是具有通孔21的环形部件，通孔21用于接纳管14的端部并且具有也在其中接纳夹套18的直径。

参看图3，夹套18具有外表面22，外表面22设有用于在管14的周围径向收缩的弹性装置。夹套18具有形成非连续环形圈的第一端23。环形槽26沿着外表面22并邻近第一端23设置。夹套形成有八个弹性柄舌(tangs)28，这些柄舌朝第二端24延伸并超出环形槽26。柄舌28在夹套18的第二端24处沿径向向外张开或稍微扩张。柄舌28大约在每个柄舌28的中间区段27处开始张开。柄舌28由从第二端24延伸并终止于环形槽26的狭窄通槽25形成。图3和5中示出槽25具有圆化的终端25a，然而，终端25a可以具有尖端(未示出)。

在每个狭窄通槽25的终端25a上方伸出一个倾斜的小突出部30。小突出部30为夹套提供附加的强度，并且还提供用于套筒20的止挡装置，如此后所要描述的那样。在各个小突出部30之间具有一个延伸进环形槽26中的凹进的平面部分30a。八个柄舌28形成允许柄舌在管状部件14的周围收缩的弹性密封。每隔一个柄舌28具有一个从第一端23延伸到相应柄舌28的中间区段27的通槽29。通槽29也可以具有如图3和5中所示的圆化的终端29a或尖形终端(未示出)。通槽29为夹套18的第一端23提供弹性而不丧失耐久性。夹套18的内表面31基本上是光滑的，除了出于后面还要叙述的原因而被同样地定位在每个柄舌28上位于中间区段27处的支承部(shelf)32。

参看图4，套筒20具有光滑的环形外表面34。套筒20所具有的第一端或底端36形成便于组装到夹套18的弧形基部。内表面40在套筒20的第二端或顶端38形成稍朝外的渐缩部。除了从内表面延伸出的环形突起42，内表面40在筒20的整个长度上是基本光滑的。环形突起42的尺寸和在套筒20上的位置制成为在倒钩式夹紧装置10接合时用于布置在夹套18的环形槽26内，从而形成锁定。因此，环形突起42定位成靠近套筒20的第二端或顶端38。

首先，将套筒20放置在管14的端部上，使得套筒20的第二端或顶端38与管的端部最大程度地间隔开，然后，将夹套18放置在管14上，使得夹套18的第一端23最接近套筒20。然后，将倒钩接头12的扩张端16放置在管14中。倒钩接头12的扩张端16的尺寸制成为被紧密地接纳于管14的内部内。然后，使夹套18滑过其中具有倒钩接头12的扩张端16的管14。位于夹套18内表面31上的支承部32是保持装置，其在柔性管14的周围形成360°的径向压缩并位于倒钩接头12的扩张端16之下，从而使倒钩接头12不能容易地从管14中移出。然后，使套筒20滑过夹套18，从而套筒20的第一端或底端36首先遇上夹套18的第一端23。随着套筒20在夹套18上移动，夹套18上的柄舌28被径向向内地推入管14和倒钩接头12，使得夹套18的环形支承部32被向内压入管14和倒钩接头12中，以在它们之间提供紧密的密封，由此将环形支承部32锁定在倒钩16之下。套筒20继续在夹套18上移动，直到套筒20的内表面40上的环形突起42安放于夹套18的环形槽26内。夹套18外表面34上的小突出部30提供止挡和锁定，以防止环形突起42从环形槽26中移出。当夹套18和套筒20相互锁定时，倒钩式夹紧装置10发出“咔嗒”声。此后，只有借助于工具才能将倒钩式夹紧装置10拆解，从而防止了倒钩式夹紧装置断开连接和泄漏。

图5和6中所示的改进的倒钩式夹紧装置具有许多与图1-4中所述的倒钩式夹紧装置相同的特征。然而，改进的倒钩式夹紧装置110还包括工程设计的倒钩接头112，该倒钩接头112设计成将倒钩式夹紧装置110中的孔或流体通路100a的横截面积保持成与倒钩式夹紧装置10外部的管14中的孔或流体通路100的横截面积相同。倒钩式夹紧装置110外部的流体通路100由管14的内孔限定。改进的倒钩式夹紧装置110内的流体通路100a由倒钩接头112、212的内孔限定。如可以在图1和2中看到的，管14的流体通路100的横截面积在倒钩式夹紧装置10内如图1中的100a处减小。现有技术中的倒钩接头12的自由端50具有钝头端52，该钝头端52具有一定的厚度，随着管14进入倒钩式夹紧装置10，该厚度致使流体通路100的横截面积变换并变化为流体通路100a。设计倒钩式连接件时遇到的一个问题是：倒钩接头12中通常需要具有较小横截面积的孔，以将倒钩接头12插入管14中。然而，改进的夹紧装置10所提供的倒钩接头112、212具有与管14基本相同的孔径，但是还可以容易地插入到管14中。

在如图5和6中所示的改进的倒钩式夹紧装置110中，倒钩接头112、212具有与管14的孔100的横截面积相同的工程孔尺寸。当改进的倒钩接头112、212安装进管14中时，在管14的内径和倒钩接头112的内径之间没有变换。因此，从倒钩式夹紧装置110外部到内部的管上或流体中不存在压差。在整个系统中使流体保持恒定的压力或恒定的流速在某些医疗应用中可能是强制要求的。为了实现这点，倒钩接头112、212的自由端150逐渐地渐缩成尖点152。倒钩接头112自由端150上的尖点152也使倒钩接头112能够容易地插入管14中。这种构造的结果是，液体物质绝不会进入到倒钩接头112或212和管14之间。

图6示出一种替换构造的倒钩式夹紧装置110，无论管14是否位于倒钩式夹紧装置内，这种倒钩式夹紧装置110均使管14的通路的内径保持相同。在图6中示出倒钩接头212可以包括附连于凸缘17的缓冲止挡部230，该缓冲止挡部230作为用于管14的单独止挡部，而凸缘17限定用于夹套18、218和套筒20的另一个止挡部。夹套218还可以被修改成具有渐缩端240，以与套筒的渐缩端40配合。此外，夹套218的环形支承部232可以构造成进一步延伸到管14中以便更牢固的夹紧。

如果倒钩式夹紧装置10用于医疗或药物环境中，夹套18和套筒20应当由经FDA核准的材料制成。这些材料应当是弹性的。夹套18优选由乙酰、硅或聚丙烯制成。套筒20优选由聚碳酸酯、硅或聚丙烯制成。由诸如聚丙烯之类的材料制成的改进的倒钩式夹紧装置的各部件都可在高压灭菌器中消毒，以便医疗应用。抗菌添加剂也可以添加到用于制造倒钩连接器、夹套和套筒中至少之一的塑料材料中。

图7-11示出根据本发明的一种替换构造的倒钩式夹紧装置310。本实施例中的倒钩式夹紧装置310由与前面实施例中所公开的材料相同的材料制成。首先参看图11，倒钩式夹紧装置310组装到管314上，以便以固定的连接保持管314。倒钩连接器或倒钩接头312具有管状构造。倒钩连接器312具有光滑的内孔313，该内孔313整体具有恒定的直径，从而在其中限定流体通路。倒钩连接器312的内孔313的恒定直径与柔性管314的预定内径315相等。倒钩连接器312的第一端322布置在柔性管314的一端中。第一端322具有倾斜外表面323，该倾斜外表面323从内表面313开始并沿径向向外延伸离开内表面313，并在第一端322的终端处形成一个尖点。因此，倒钩连接器312的第一端322不具有垂直于倒钩连接器312的流体通路的边缘，并且在安装好时，在位于倒钩式夹紧装置310内部或外部的管314中的流体通路中不存在压差。倾斜表面323沿着第一端322的整个径向外周延伸。倾斜表面323终止于沿着外表面形成的倒钩点324。倒钩接头312还可以包括与第一端322间隔开的凸缘部分326，该凸缘部分326作为倒钩连接器312插入管314中的止挡部。倒钩接头312的尖的第一端322的构造无论管314中的流体通路位于倒钩连接器312的内部还是外部均为管314提供了恒定直径的流体通路。

倒钩式夹紧装置310包括夹套318和套筒320。夹套318和套筒320如图7-11中所示。在所示的实施例中，夹套318和套筒320通过将在后面描述的易断裂突舌(frangible tabs)328连接在一起。夹套318是具有通孔319的管状部件，所述通孔319用于在其中接纳管314的端部。夹套318的外表面330具有错落式构造(bi-levelconfiguration)，其中邻近第一端332的外表面330a的直径小于邻近第二端334的外表面330b的直径。第一和第二外表面330a、330b由定位在夹套318的中部处的突出部336分隔和限定。

夹套318的内表面319具有除第一端332外基本光滑的径向表面，环形凸棱(annular ridge)338位于第一端332处。环形凸棱338由导入型环形表面340限定，该环形表面340向内倾斜以减小凸棱338的直径。倾斜的引导边缘340便于连接器312的倒钩端322和管314的进入和组装。夹套318的第二端334具有垂直于流体通路的径向表面。多个易断裂突舌328连接到第二端的径向表面334并从第二端的径向表面334伸出。易断裂突舌328的相对端连接到套筒320的内表面，这将在后面描述。

细长通槽342在夹套318的第一端332处开始并且通向夹套318的第一端332。多个通槽342沿着夹套318的圆周等距地隔开。通槽342具有细长的侧边缘343a和343b，细长的侧边缘343a和343b彼此隔开从而在侧边缘343a和343b之间形成间隙。通槽342从第一端332延伸进夹套318的主体中大约三分之二的轴向长度。仅通过举例来说，通槽342定位成与易断裂突舌328直接对准。

夹套318的第二端334也包括多个通槽344。通槽344构造成与通槽342相同。通槽344也包括间隔开的侧边缘345a和345b。通槽344从夹套318的第二端334开始延伸并通向夹套318的第二端344，并且延伸进夹套318的主体中三分之二的轴向长度。通槽344等间距地隔开并位于相邻的通槽342之间。因此，存在夹套318的中央部分中，通槽342和344的组都延伸进夹套318的中央部分。通槽342和344允许在倒钩式夹紧装置310处于锁定位置时在管314周围形成弹性密封。

套筒320具有光滑的外表面350。套筒的内表面351具有形成于套筒的第一端354处的径向唇缘352。内表面351具有邻近唇缘352的径向扩张区段358。扩张区段358具有变大的径向直径，以便在倒钩式夹紧装置处于锁定位置时容纳夹套318外部的第二区段330b。扩张区段358终止于突出部360，突出部360由直径减小部分362限定。沿着轴向，紧接直径减小部分362的是倾斜部分364，该倾斜部分364向外倾斜直到扩张端部366。扩张端部366邻近套筒320的第二端356。易断裂突舌328的相对端部定位并连接到套筒的内部扩张端部366的壁上。当倒钩式夹紧装置处于未锁定位置时，易断裂突舌328与夹套318和套筒320的连接在套筒320的第二端356和夹套318的第二端334之间形成间隙329，从而易断裂突舌328是夹套和套筒之间唯一的连接装置。易断裂突舌328相对于夹套318和套筒320的位置允许用预定的施加力就能使易断裂突舌328从夹套318上断开。

安装时，通过首先将套筒320的端部放置在管314上，使附连的夹套318和套筒320在管314的端部上滑动。借助倒钩尖端322的导引将倒钩接头或倒钩连接器312插入管314的端部中。一旦将倒钩连接器312紧密地安装到管314的端部中，就将夹套318滑回管314的那个端部，从而包围管314的端部和倒钩连接器312。可以使用锁定工具折断易断裂突舌328，从而将套筒320从夹套318上拆卸下来，并使套筒320滑过夹套318。尽管突舌328与夹套318断开，但是突舌328的位于套筒内表面366上的部分仍然完好无损并连接到套筒320。

随着套筒320在夹套318上移动，夹套318的第二端334断开附连到套筒320的内表面362上的易断裂突舌部分328。随着套筒320继续在夹套318上轴向移动，夹套的第二端334沿着倾斜部分364行进，并将通槽344挤在一起从而消除了侧边缘345a和345b之间的间隙，从而在管314的周围提供了弹性密封。套筒320继续在夹套318上移动，直到夹套318的第二端334被锁定并抵接子套筒中的径向唇缘352下方。径向唇缘352阻止了套筒320相对于夹套318进一步轴向移动。在如图10和11所示的锁定位置，夹套318的第二外表面330b邻近套筒320中的扩张区段358。

夹套318上的突出部336卡合并保持在套筒320的内部突出部360上。套筒320的直径减小部分362使夹套318的第一区段330a收缩并且消除了通槽342的侧边缘343a和343b之间的间隙。直径减小部分362定位成用于影响每个间隙342和344的收缩。保持与套筒320相连的突舌部分328夹紧夹套318的邻近第一端332的外表面330a。当套筒320锁定在夹套318、倒钩连接器312和管314上时，形成对管314的360°的径向压紧连接。

虽然本发明已经结合目前视为最实用和最优选的实施例进行了描述，但是应当理解的是，本发明不限于所公开的实施例，相反地，本发明意欲覆盖包含于所附权利要求的精神和范围之内的各种修改和等效布置，所附权利要求的范围将被给予最宽泛的解释以囊括法律允许的所有这些修改和等效结构。

Claims (10)

1.一种用于柔性管的倒钩式夹紧装置，所述柔性管具有在其中限定通路的预定内径和外表面，所述夹紧装置包括：

倒钩连接器，其具有管状构造，该管状构造具有用于布置在所述柔性管的一端内的第一端，所述倒钩连接器具有光滑的内孔，所述内孔具有在其中限定流体通路的恒定直径，所述内孔的恒定直径与柔性管的预定内径相等；

圆筒状夹套，其具有能滑过倒钩连接器的第一端的通孔，所述夹套具有第一端、第二端、内表面和外表面，所述夹套的内表面在通孔的第一端具有周向凸棱，所述夹套的外表面具有错落式构造，其中邻近第一端的外表面的直径小于邻近第二端的外表面的直径，从而在其间限定突出部；以及

圆筒状套筒，其具有能滑动地接纳所述夹套的中心通孔，所述套筒具有第一端和第二端，所述套筒的第二端通过易断裂突舌连接到所述夹套的第二端，所述套筒的中心通孔由内表面限定，所述内表面具有第一圆周部分、第二圆周部分、第三圆周部分和第四圆周部分，所述第一圆周部分具有扩大的直径并且邻近套筒的第二端布置，易断裂突舌中的每个突舌的一端连接到第一圆周部分，所述第二圆周部分邻近第一圆周部分布置并倾斜到由第三圆周部分限定的直径减小部分，所述第三圆周部分终止于套筒中部的突出部处；

其中，倒钩连接器的第一端的外表面沿径向倾斜，从而限定到达倒钩端的斜面，该斜面终止于第一端，从而在倒钩连接器的第一端处形成尖点。

2.如权利要求1所述的倒钩式夹紧装置，其中夹套的第一端和第二端具有形成于其中的通槽，所述通槽由其间具有间隙的侧边缘限定，其中第二端的通槽相对于第一端的通槽偏移。

3.如权利要求2所述的倒钩式夹紧装置，其中通槽从与之相应的端部延伸并通向与之相应的端部，并且延伸进夹套的轴向长度中大约三分之二。

4.如权利要求3所述的倒钩式夹紧装置，其中易断裂突舌定位成与夹套第一端的通槽轴向对准。

5.如权利要求4所述的倒钩式夹紧装置，其中形成于套筒内表面上的突出部在倒钩式夹紧装置处于锁定位置时接纳夹套外表面上的突出部。

6.如权利要求1所述的倒钩式夹紧装置，其中第四圆周部分开始于突出部并延伸到套筒第一端的径向唇缘。

7.如权利要求1所述的倒钩式夹紧装置，其中套筒上的易断裂突舌在倒钩式夹紧装置处于锁定位置时夹紧夹套的外表面。

8.如权利要求6所述的倒钩式夹紧装置，其中径向唇缘限定夹套相对于套筒轴向移动的止挡部。

9.如权利要求1所述的倒钩式夹紧装置，其中夹套在第二端具有垂直定位的平表面，易断裂突舌的一端连接到所述平表面上，易断裂突舌的另一端连接到第一圆周部分。

10.如权利要求9所述的倒钩式夹紧装置，其中易断裂突舌的连接到第一圆周部分的端部在倒钩式夹紧装置处于锁定位置时夹紧夹套的外部。

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