CN102883960A - 具有复合灵活壁的流体容器 - Google Patents

Abstract

本发明是针对具有柔性壁的取样袋。所述取样袋可具有包含形状记忆组件的灵活壁。所述形状记忆组件倾向于使所述取样袋返回到其初始形状。此种取样袋可用于多种取样方法中。

Description

具有复合灵活壁的流体容器

相关申请案

本专利申请案根据35U.S.C.§119而主张2010年2月16日申请的第61/304,904号美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时专利申请案的全文以应用方式并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及流体容器，且更特定来说，涉及包括灵活壁的流体容器。所述灵活壁包括形状记忆组件，所述形状记忆组件倾向于使所述流体容器返回到初始形状。所述取样袋可用于例如工业卫生应用的环境取样。

背景技术

常规流体容器可具有刚性壁或柔性壁。具有刚性壁的容器具有用于容纳流体的所界定永久容积，且具有柔性壁的容器具有可变或可改变容积。常规容器包含(但不限于)瓶、罐或袋。此些容器可用于多种目的，包含获得和保持流体样品以及容纳可用于分析仪器的校准的标准气体混合物。如本文所使用，术语“流体”包含气体和/或液体。存在已经被开发且专门用于特定用途的此些容器的许多配置。

处于压力下的气体混合物有效用于制备工业量的标准流体混合物，且优选具有一种(或一种以上)组分在载体流体中的相当高的浓度。处于高压下的气体混合物通常存储在具有刚性壁的容器中。对于实验室使用，可用额外载体流体将此些气体混合物稀释到特定组分的所要浓度，以便制备标准混合物。用于运输、保存和使用此些标准混合物的常规容器可以是具有包括惰性、低渗透性材料的柔性壁的容器。针对所容纳组分在壁上具有低吸附作用的材料优选增加了混合物的完整性。具有柔性壁的容器(也称作取样袋)被广泛用于流体取样、空气取样和液体取样。例如凯纳(Kynar)和泰德拉(Tedlar)的材料被广泛用于制造此些容器。

为了获得代表性样品或制备准确标准，必须在填充之前适当地制备容器。通常，所述袋用中性气体冲洗并通过强的真空泵经受高真空以从容器去除所有流体。所述袋应被清洗和冲洗以引起任何残留物的解吸附作用，且其容积应减少到实质上零。任何所吸附残留物或残留气体可能污染放在不良制备的袋中的任何所制备流体混合物或流体样品。

具有刚性壁的容器和具有柔性壁的容器均具有其自身的优点和缺点。具有刚性壁的容器的缺点包含其极其高度价格和昂贵的维护费用；其为大体积的，且因此其存储、运输和邮寄成本是昂贵的；当需要递送气体蒸汽或混合物时其必需处于过压下，且在用于流体取样之前完全抽真空。

通过具有刚性壁的容器取样的另一缺陷在于：在从容器去除样品的一部分后，罐中的压力可降低到大气压以下，且可添加额外载体气体(例如稀有气体)以将压力增加回大气压。这个过程稀释了样品或标准，且分析要求补偿额外的载气。

填充具有刚性壁的容器的一种方法是在所述容器内产生真空。通过这个真空来提供使流体到达容器中的驱动力。小的取样真空泵不能在容器内产生充分的真空；因此，需要强的专门真空泵。

具有刚性壁的容器的替代方案是具有柔性壁或袋的容器。对于具有柔性壁的容器，两种填充方法是已知且广泛使用的：(OSHA技术手册-指令号(Directive Number)：08-05(TED 01)，2008年6月34日生效)

第一方法包括将流体或流体样品(例如，工业周围空气)递送到具有外部泵的袋中。图8中描绘这个方法的示意图。取样方法包含袋40、通过电池52供电的泵50、以及将泵50连接到袋40的管道44。典型的个人取样泵适合于这个取样方法。

袋可用于制备标准流体混合物或用于取样。当制备标准流体混合物时，首先用适当测量容积的载体流体来填充所述袋。干净的载体气体通过通常由如图8中展示的泵或注射器添加的一些流体来配料。当用于取样时，环境的样品经由泵和管道递送到袋中。接着将所述袋密封并送到实验室用于分析。

存在通过取样袋使用这个方法的优点和缺点。缺点包含成本、不准确性和使用外部泵来递送和抽取流体混合物的潜在污染。污染或不准确性可能由于气体混合物或样品的一些化学物或组分在管壁、泵的内部部分、过滤器、管道和连接器上的吸附作用和解吸附作用而发生。化学组分在取样袋的壁上的吸附作用引起相同问题。即使在干净的壁的情况下，当样品气体随后被去除并被分析时，所述壁上的有效吸附点可降低某些化学物的浓度。这个吸附可将某些化学化合物的回收率降低多达15％。这个方法的回收率可通过使用昂贵的固定泵和连接管来改进，所述固定泵和连接管特别用于取样痕量组分。

这些方法还可通过使用不同配置的泵和取样袋来改进。在图9中展示的这个配置中，柔性取样袋40气密地密封在具有刚性壁的外容器60内。来自外容器的空气通过泵50经由管道44而抽空。泵可通过电池52来供电。随着外容器60中的压力降低，且袋40扩展且来自周围环境的空气进入袋40中。因此，在袋40外部且在容器60内的真空是用于流体取样的驱动力。在图9中展示的实施例中，取样袋的入口与周围流体直接连接。这个方法未遭受来自图8中展示的配置的主要缺陷中的一者。在图9的配置中获取的样品未接触泵50或管道44，因此不存在由于管道44的壁、连接器、过滤器或取样泵50的部件引起的吸附作用或交叉污染。然而，图8的组态的其它缺陷在于：仍坚持图9的替代配置，例如组件是大体积且沉重的；装备是昂贵的；泵需要电池且频繁的维护；袋的壁上的吸附作用与上文所述的相同。

这些方法的各种实施例描述于美国专利中。举例来说，哈塞尔曼(Hasselman)的第3,866,474号美国专利描述一种将样品和惰性气体吸取到气密密封容器内的样品袋中的系统。迪阿罗(D′Alo)的第3,965,946号美国专利描述在外容器的构造中的改进。克鲁格(Krueger)的第5,437,201号美国专利描述一种重复地清洗外容器内的取样袋的方法。在耶蒙斯(Yemans)的第5,714,696号美国专利中揭示更复杂的装置。所述装置试图克服系统的缺点以获得具有非常低的污染程度的样品。吉伯(Gilbert)的第6,338,282号美国专利描述一种用于收集液体的设备证明了这个方法的通用性。思克瑞布(Srebro)的更近的第6,993,985号美国专利描述使用与仍连接到外部真空源的单个装置组合的设备。不管这个方法提出的清洁性，但所述方法使用需要校准和电池维护的相当重的、大体积且昂贵的装备。

在吉耳(Gill)等人的第4,546,659号美国专利中揭示尝试避免在取样过程中使用泵。这个专利揭示一种用于收集大气空气样品用于随后分析的小的(10ml)包封。所述包封由通过柔性、气体不可渗透材料形成的第一和第二对置面板而形成，所述第一和第二对置面板在外围密封以界定收集腔室。包封含有例如螺旋弹簧或发泡体的可扩展构件。可扩展构件经由保护板和大的隔膜而将力转移到壁。这些包封具有若干缺点。举例来说，与经取样流体接触的可扩展构件增加了被内部元件(即，弹簧)或(尤其)任何发泡体吸附的可能性。此外，可扩展构件防止包封的内含物的完全抽空。这个用于吸附的大表面积仅允许高浓度的化学化合物以可接受回收率和准确性被取样。此外，包封不能被重新使用，这是因为取样容积将需要被清洗若干次以清洁包封，然而，包封的自密封隔膜不允许此程序。

需要一种取样袋，其能够在没有例如压力或真空泵等外部能量源、没有具有刚性壁的外部容器、没有管和管连接器的情况下进行流体递送或流体取样。另外，需要一种取样袋，其产生其自身的驱动力以用于样品收集。还需要一种取样袋，其减少对标准混合物或样品的外部污染。

进一步需要一种用于标准混合物的容器，其不需要添加另外的载体气体以及与使用具有刚性壁的容器有关的任何相关联的浓度计算和容积补偿。

进一步需要取样袋，其允许使用实质上所有的取样容积。进一步需要此种装置，其价格低廉、易于制造、经设计用于多个用途、可供专门设计的取样袋和常规取样袋两者使用、轻型、体积小、手动或自动操作且易于运输、和/或在使用时本质安全。

发明内容

容器的实施例包括柔性、灵活壁。所述柔性、灵活壁倾向于使容器返回到初始配置。所述初始配置可为实质上完全扩展容积配置、实质上空配置或部分全容积配置。所述灵活壁可通过施加在取样袋外部的力或在取样袋内部的力而从初始配置变形。所述力可为按压在容器一侧或两侧上以使包从初始扩展容积配置(部分或实质上完全配置)变形到减小容积配置的手或重物。当移除所述力时，容器由于灵活壁施加到容器的偏置力而倾向于返回到初始配置。在大多数情况下，如果容器的内部容积能够使容器内部与外部之间的压力等化，则所述灵活壁将使容器返回到原始配置。所述灵活壁可包括具有形状记忆组件的一个或一个以上组件，所述形状记忆组件使取样袋偏向于其初始配置。

容器的壁可包括多个层或组件。一层可为覆盖包壁的实质上整个表面区域的完整层或仅覆盖所述包的一部分的部分层。所述层可由制成

在一个实施例中，所述容器包括复合壁。所述复合壁可包括多个层。所述层可包含内部层和形状记忆层。所述内部层可为适于所需应用的任何层，对于取样容器，所述内部层可为柔性的、低排气、具有极低吸附性和/或不渗透性。所述内部层可包括聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)、多氟塑料、PTFE、特氟纶中的至少一者，和其它类似材料。复合壁的其它层可包括用以在所有结构上提供额外性质的材料。举例来说，第二层可具有使化合物进入内部层的较小渗透性，因此增加复合壁的不渗透性。另一层可包括形状记忆组件。所述形状记忆组件可包括选自以下各项的至少一种材料：聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚酯、金属或金属合金以及具有形状记忆的其它材料。在一些实施例中，包括形状记忆组件的层可与复合物的其它层相比可相对较厚。

另一层或内部层可为包括具有极低或零渗透性的材料的层，所述材料例如不锈钢、镍、铝或为柔性且具有足够渗透性的其它金属层。在一些实施例中，尤其是在其中此层为内部层的实施例中，金属层可包括薄表面子层或化学惰性金属氧化物涂层。此金属氧化物层还可以经硅化。所述层对于应用可以处于任何适当次序，以便给予复合壁适当特征。

另一任选层可包含复合壁的外层，其包括具有某些性质的材料，所述性质例如静电消散、到不同材料的良好粘着、低摩擦力和/或抗磨损性。此种外层可包括例如选自包括以下各项的群组的至少一种材料：金属化聚酯、聚氨基甲酸酯、尼龙。

在某些实施例中，所述壁的形状记忆组件界定容器在其初始配置中的主要形状，且软质部分用以共形地密封所述容器。

容器的实施例可具有两个典型初始配置形状中的一者，然而，其它形状是可能的：

-一种包括形状记忆组件的容器，其初始扁平配置导致容器在其初始配置中在各壁之间具有实质上零容积。具有扁平初始配置的容器能够通过增加内部压力而扩展，见图1-A。所述形状记忆组件可处于初始扁平配置或处于弓形初始配置。如果形状记忆组件处于初始弓形配置，则可通过将具有凸起侧边的形状记忆组件彼此邻近地放置来形成具有扁平初始配置的容器，见图1的a-1。然后通过容器的其它层将形状记忆组件的边缘紧固在一起，见图1A的a-2。如果将流体添加到容器的内部容积，则形状记忆组件将变形，如图1-A的a-3中所示。在此种实施例中，所述容器将倾向于由于形状记忆组件返回到初始扁平配置的倾向而放气。

-具有充气初始配置的包括两个弓形形状记忆组件的容器的另一实施例展示于图1-B中。在此实施例中，所述弓形形状记忆组件放置成凹入侧边面向彼此，见图1-B的b-1。施加到容器内部的力可使所述容器放气，如图1-B的b-2中所示。所述容器将具有扩展且将流体汲取到容器内部容积中的趋势，见图1-B的b-3。

在各壁具有初始扁平配置的容器的实施例中，各壁倾向于在变形后回复到扁平配置，对内部容积内的流体的所施加的加压力能够将流体从内部容积排出到零容积。此种实施例可用以为外部设备提供在容积内的所需要的流体流动或流体样品-图1-A，a-1、a-2、a-3。

可迫使初始配置具有实质上完全扩展容积配置或部分全扩展配置的容器的实施例达到具有实质上零内部容积的扁平形状。具有形状记忆组件的灵活壁然后将在周围环境与内部空间之间施加压力差，由此提供一定驱动力以使流体填充容器的永久扩展容积-图1-B，b-1、b-2、b-3。

本发明的实施例提供取样袋，其准许在没有任何额外装置的情况下进行取样且准许设计允许自取样的取样袋。如本文中所使用，自取样意指一旦开始就将继续，而无需来自进行取样的人员的进一步辅助的取样。

在结合图式检视以下具体描述、本发明的示范性实施例之后，所属领域的技术人员将了解包括灵活壁的取样袋的实施例的其它方面和特征。尽管可相对于某些实施例和图式来论述各个特征，但所有实施例可包含本文所论述的特征中的一者或一者以上。尽管本文可将一个或一个以上特定实施例论述为具有某些有利特征，但此些特征中的每一者还可整合到本文所论述的本发明的各种其它实施例中(除了这种整合与其其它特征不兼容的情况)。以类似方式，尽管示范性实施例在下文可论述为系统或方法实施例，但应理解，此种示范性实施例可实施于各种系统和方法中。另外，在相同发明者名下的2011年2月16日申请的标题为“用于流体取样的装置(DEVICE FOR FLUID SAMPLING)”的美国专利申请案的全文特此以引用的方式并入。

附图说明

图1复合灵活壁以及其在组装前后记住的通用形状和由所述灵活壁施加的力的示意图

图1-A位置a-1、a-2、a-3；组装之前的位置a-1壁；组装之后的壁的a-2位置和被推出之后的壁的a-3位置

图1-B位置b-1、b-2、b-3；组装之前的壁的位置b-1、组装之后的壁的位置b-2；通过灵活壁扩展到永久容积b-3

图2具有复合壁的容器

图2-A具有复合壁的容器-展示保持在扁平位置中的永久趋势，从而在腔室中产生过压

图2-B具有复合壁的容器-展示保持在界定内部空间位置的充气状态的永久趋势，从而在腔室中产生欠压

图2C描绘包括两个直线侧边和两个弯曲侧边的形状记忆组件

图2D描绘包括图2C的形状记忆组件的取样袋，所述取样袋展示为处于扁平状态

图2E描绘处于扩展或填充状态的图2D中所示的取样袋的透视图，形状记忆组件的设计导致“枕头”形取样袋，其在侧壁上具有绷紧且较少的褶皱

图3包含具有形状记忆的材料的多层灵活壁的横截面-接缝的横截面：3a-侧壁；3b-可枢转地连接的灵活壁；3c-具有作为柔性铰链的较薄部分的灵活壁；3d-边缘在异形套筒中旋转的灵活壁；3e-各边缘由环状物连接的灵活壁

图4与取样管和流量限制器串联连接的容器

图5与比色管串联连接的容器

图6与碰撞器串联连接的容器

图7悬挂在用于在呼吸区中进行个人取样的带子上的容器-翻领上的取样装置

图8用泵和取样袋进行直接取样的示意图

图9用泵和取样袋进行间接取样的示意图

图10用大的手驱动注射器型泵和内部的取样袋进行间接取样的示意图

图11硬壁容器-用于真空取样的罐：a-0.4L；b-15.00L

图12具有内部移动件的取样小袋。

具体实施方式

取样袋的实施例展示于图1A和1B中。所述取样袋的所述实施例包括灵活壁。所述灵活壁在不同实施例中可安装成不同配置，以提供不同力。所述灵活壁包括用于向取样袋的壁赋予原动力的构件。在一实施例中，所述灵活壁可包括至少一个形状记忆组件。所述形状记忆组件可为提供向着初始配置的偏置力的组件，例如面板或板片弹簧。在某些实施例中，形状记忆组件并入到容器的壁中。在一些实施例中，所述形状记忆组件可并入到容器壁中，使得形状记忆组件将不会与容器内的流体接触。在其它实施例中，形状记忆组件可并入到容器中，使得形状记忆组件不阻止对容器进行放气，使得容器具有实质上零内部容积。如本文所使用，“实质上零内部容积”意指内部容积可被压缩到小于容器的实质上完全扩展容积的总容积的5％。

原动力或形状记忆组件可使壁远离彼此或朝向彼此偏置，这取决于并入到容器中的形状记忆组件的所需初始配置或“原初”配置。形状记忆组件可为可因力而变形且在移除力时将实质上返回到其原始形状的任何组件。形状记忆组件可用以在形状记忆组件实质上返回到其原始形状且容器返回到初始配置时增加或减小袋的容积。

取样袋的实施例展示于图1A中。形状记忆组件15具有原始弯曲形状，且布置成凸起侧边邻近于彼此。尽管未展示，但形状记忆组件可具有任何形状，包含长方形、正方形、三角形、圆形，椭圆形或其它形状。另外，形状记忆组件可为碗形，使得可加力使碗的中心为扁平的，且在移除力时，形状记忆组件实质上返回到其原始碗形。举例来说，图2中所示的取样袋8的实施例包括两个大体为长方形的形状记忆组件15。在图2的实施例中，形状记忆组件占据取样袋8的壁的一相当部分。或者，形状记忆组件可包括孔隙、条板或肋状物。

返回到图1A，形状记忆组件10可并入到具有柔性壁的容器的壁中，使得形状记忆组件抵靠彼此压成扁平，如图1A-a2中所示。所述容器的配置将保持形状记忆组件抵靠彼此压成扁平。如果向图1-A所示的容器填充流体，则具有形状记忆的灵活复合壁将以与其相反的方式来扭曲

容器或取样袋的另一实施例展示于图1-B中。在此实施例中，灵活壁中的两个形状记忆组件配置成其凸起侧边邻近于彼此。在此种实施例中，灵活壁施加灵活力，所述灵活力倾向于打开容器，因此在容器或取样袋内产生适度欠压。此适度欠压产生驱动力以使流体在无需外部能量源的情况下填充容器或取样袋，且完成取样。通过由灵活壁表达的力而移动的流体的方向用箭头展示。图1中所描绘的实施例证明了可设计为具有具其独特性质的灵活壁的容器和取样袋的多功能性和多样性，从而代替更复杂的系统用于使流体移动。形状记忆组件的形状和形状记忆组件归因于灵活壁的设计的移动约束产生了具有一贯的完全填充容积的取样袋或容器。

图2-A展示具有类似于图1-B中所示形状记忆组件的形状记忆组件的取样袋的实施例的透视图。具有灵活壁的实施例处于扁平位置，由此力可作用于灵活壁上。取样袋的灵活壁10包括形状记忆组件。在图2-A的实施例中，形状记忆组件装配于灵活壁的复合材料内部，且并不与扁平壁的整个区域重叠。在所述图式中，此部件的两个侧边由点线限制，且其它两个侧边具有与复合壁的其它部件的共同接缝12。在某些实施例中，形状记忆组件将被夹于多层灵活壁的其它层之间。

进一步在图3上，更详细地阐述包含或不包含形状记忆组件的接缝的类型。图2所示实施例的灵活壁10的形状记忆组件15以横截面展示。在此实施例中，形状记忆组件15为实质上长方形或具有类似形状。内部含有部件15的壁10的两个相对侧边被铰接，或通过接缝12而处于可移动地密封连接中。部分地包含于壁10中的记忆部件15的末端用虚线展示于图2A上。因此，当打开装置的入口/出口20时，流体可通过形状记忆组件的移动而进入并填充装置内部的负压空间。在此种实施例中，装置实质上采取圆柱形状，如图2-B所示。不含形状记忆组件15的侧壁11形成实质圆柱形取样容积的其它两个侧边。壁10的灵活力帮助张紧那些侧壁，由此在每次装置充满流体时界定实质上相同的可再现的容积。

具有图2-B的灵活壁的容器的实施例展示为处于打开状态，其中形状记忆组件处于“放松”或原始形状。在取样方法的一个实施例中，所述取样方法包括对灵活壁施加力。当将力施加到灵活壁时，样品袋被压平，且样品袋内部的容积减小。在施加足够力时，样品袋中的容积可减小到几乎为零，且样品袋中的流体实质上被清空。在释放力时，所述灵活壁将返回到其原始形状。重复地施加和移除到灵活壁的力允许将样品袋实质上完全压平，且然后扩展，由此清洗掉来自先前流体内容物的任何污染。

重复地清洗所述内容物准许达到内侧壁上所取样的流体混合物与样品袋内壁上所吸附的任何化学化合物的移除的动态平衡。此种平衡无法用任何常规取样系统或用于常规取样袋的方法来获得。常规取样袋仅可通过任何已知抓取取样方法填充一次。

图2的装置的实施例展示为具有通用入口/出口20，但所属领域的技术人员可理解，可使用入口/出口20的任何代替品。容器或取样袋的实施例的入口/出口可具有任何所需设计。容器或取样袋的实施例可具有多个入口/出口。入口/出口可为如图所示可在例如特定需要时使用的专用阀22或24。

当需要对例如空气等流体进行直接抓取取样时，例如图1A、1B、2A和2B中所示实施例的容器或取样袋的实施例极其简单且可靠。能用所取样流体冲洗装置若干次的能力与现有方法和装置相比具有众多优势。来自用于任何已知装置中的低吸附材料的原始壁具有少量能够吸附的活性部位，但所述部位在目标物质(污染物)相当低(例如，处于百万分之几份(PPM)或十亿分之几份(PPB)范围中)时是很重要的。即使在假定没有穿过壁的扩散的新填充的取样袋中，对于样品袋的第一次填充，回收率也可由于吸附在壁上而为85-90％。回收率界定为如由分析所指示的化合物量相比于取样环境中化合物的实际量的百分比。因此，当使用根据本发明的设计且完成用取样流体的若干次冲洗时，对于给定浓度，甚至低浓度，此将导致接近于100％的高回收率。在图2E中，描绘形状记忆组件的实施例。表达灵活力的部件15(图2-C)具有类似于“枕头”形状的形状，其具有两个平行的相对侧边。袋40完全充气时的此形状有助于使软性侧壁11良好地拉近而无褶皱，因此界定高度可再现的容积。当袋旨在充当对适度负压的驱动力时，需要具有可再现容积的袋。此形状可为有利的，且并入到图4、5、6和7所示的实施例中。

如已提及，所述装置展示为具有简单入口/出口20，其可由适当阀22或24和/或连接器或连接线44代替，如图4到7所示。用具有预设流动性质或能够进行流量调节和调整的适当阀22或24(未在此处及后文在构造上加以论述)代替入口/出口端口20可提供重要的特征，例如长期取样-15、30、60分钟或8小时，以及通过直接装配到阀或其盖中的隔膜取出样品的能力。可设想此种阀具有打开/关闭功能性和/或构件以调节流体流量。此种阀可整合到所述阀，或可互换以实现不同的流动速率。

灵活壁10的各部分的不同实施例展示于图3中。根据本发明的灵活壁的在图3-a中的灵活壁的横截面包括扁平形状记忆组件15以及在包含部件15的相对壁10的两个相对侧边之间的侧边接缝12。其它侧边可具有相同类型的接缝或可涉及形状记忆组件15之间的直接连接。图3b和3c中展示的灵活壁的各部分的实施例具有在形状记忆组件之间的直接连接。此种直接连接可包括图3-c所示相同柔性材料的较薄部分，可提供材料的边缘与图3-b所示形状记忆的枢转连接、另一连接构件，或连接构件的组合。在这些实施例中，形状记忆组件15夹于复合灵活壁10的其它部件之间。然而，形状记忆组件还可为复合灵活壁的内层或外层，或灵活壁可整个由形状记忆组件组成。

容器或样品袋的实施例可用于在延长的时间周期内取样。例如但不限于图1-B和图2所示实施例的容器的实施例可结合其它取样装置提供适度欠压源。一些取样装置对于延长的时间周期需要尤其小的压力差。这样，在此处和后文给出多种长期取样装置作为实例。图4、图5和图6所描绘的实施例包括具有灵活壁的取样袋。具有灵活壁的取样袋在处于没有实质力施加到灵活壁的打开或放松状态时包括特定容积。在此打开或放松位置，具有灵活壁的取样袋可包括不处于其原始位置的形状记忆组件。所述灵活壁防止形状记忆组件完全返回到其原始形状。然而，在此位置的取样袋包括张紧的侧壁11，且因此保持打开的袋的容积限于可再现的特定容积。形状记忆组件和取样袋壁的形状可经修改以一起起作用以产生可被压平以减小容积且可充气到可再现容积的取样袋。图2-E所示取样袋的实施例包括长方形壁与形状记忆组件的组合，其能够充气到具有绷紧的侧壁11的结构，因此提供取样容积的更好的可再现性。在图4中的实施例中，含有吸附剂的取样管32，例如具有木炭或硅胶的取样管，耦合到取样袋的入口24上。在此实施例，流量限制器27在取样管27之后安装在管道44中。流量限制器可用于仅允许特定流动速率的流体穿过其中。流量限制器的类型可调整适当取样速率。流量限制器可为例如涉及以下各项的群组中的一者：微粒流阻器(填充有玻璃或陶瓷粉末)、过滤器或每单位面积具有已知流动速率的膜，或以便利方式装配在管27中或直接装配在阀22或24中的有限或临界孔口。从一升直到若干升的取样容积可使用此方案容易地实现。使用流量限制器27可服务于一个以上工作班次、一周或甚至一个月的中等(几分钟到几小时)到长期取样的需要。巨大优势为不仅不使用泵流量计和其它设备，而且在取样过程中不涉及人力。这样，这些实施例中的一些实施例可视为自取样装置。一个人可同时在若干不同位置执行长期取样。另一巨大优势为设备可易于被设计成本质安全型，且甚至可用于使用其它设备会有问题的苛刻环境中。取样装置的实施例可为自取样装置。自取样装置可放置在某一位置，且允许其在一段时间内“自充气”。可随后收集取样袋并将其送去进行分析。

所有所展示的取样设计中的巨大优势为其多功能性。取样可设定到预定容积、预定取样时间，或在必要时使用不同流量限制器设定到预定气流。不需要流量计和泵。

本发明的容器的基本设计的用途并不仅限于本文所阐释的取样，且可用于当需要适度负压差作为流体流动的驱动力时的许多情况，包含工业或医疗用途。

根据本发明的两种基本类型的空气取样容器的实施例都可具有许多独特特征，且因此与常规取样袋相比具有优势，例如，一些实施例具有以下列举的特征中的一些或全部：

-没有任何类型的泵来排出流体或将流体填充到容器中

-没有电池充电和维修

-没有泵校准

-操作极其简单

-低廉的取样过程

-取样时的较高回收率-在一些应用中，回收率可接近于100％

-到管线或内部泵的壁上的潜在减少的吸附

-潜在减少的无交叉污染

-与使用灌和瓶的较小部分相比，所有直接取样的容积都可用

-容器轻且不依赖于能量

-容器本质安全且提供本质安全取样

-随时可供取样

-当空着且入口关闭时，可以相对小容积适配许多容器，可携性对于野外取样极其重要。

-对于取样需要的极其多功能性，如下：

-容器可用作主取样容积以存储所取样的空气、气体或气体混合物；

-容器可结合在固定取样容积下的吸附取样管而用作主驱动力源(从10ml到5,000甚至10,000ml的取样容积都可实现)；

-容器可结合比色管而用作驱动力源，假定系统容器/管一起在校准在固定取样容积下。任何有限时间的15分钟STEL取样或30分钟。可实现最高浓度或480分钟(所有班次长度)TWA或TLV取样，其中预定容积为100、200、500到＞10000ml/样品；

-根据本发明的容器可结合用于预定取样容积的气溶胶或液体碰撞器的过滤器盒来加以校准。

所描述方法和具有灵活壁的取样袋的实施例不限于本文所揭示的特定实施例、方法步骤和材料，因为此种调配物、工艺步骤和材料可在一定程度上变化。而且，本文所使用的术语仅用于描述示范性实施例的目的，且所述术语不希望是限制性的，因为本发明的各种实施例的范围将仅受所附权利要求书和其等效物的限制。

因此，尽管参考示范性实施例描述了本发明的实施例，但所属领域的技术人员将理解，可在所附权利要求书所界定的本发明的范围内实现变体和修改。因此，本发明的各种实施例的范围不应限于以上论述的实施例，而应仅由所附权利要求书和所有等效物界定。

Claims (12)

1.一种流体容器，其包括：

灵活壁，其包括记忆形状部件。

2.根据权利要求1所述的流体容器，其中所述记忆形状部件包括能够通过施加力而从初始形状变形且在移除所述力之后实质上返回到其原始形状的材料。

3.根据权利要求1所述的流体容器，其中所述记忆形状部件包括金属或塑料材料。

4.根据权利要求2所述的流体容器，其中记忆形状部件的所述初始形状包括U形、V形、圆形、弓形，或抛物线形横截面。

5.根据权利要求4所述的流体容器，其中所述形状记忆组件具有长方形、正方形、三角形、圆形、具有两个平行侧壁的“枕头”形状、椭圆形或其它形状。

6.根据权利要求1所述的流体容器，其中所述灵活壁具有复合构造。

7.根据权利要求6所述的流体容器，其中所述灵活壁包括至少三个层。

8.根据权利要求7所述的流体容器，其中所述灵活壁包括：内层，所述层包括所述记忆形状部件；以及外层。

9.根据权利要求1所述的流体容器，其中所述记忆形状部件能够在充气配置中偏置所述取样袋。

10.根据权利要求9所述的流体容器，其中所述流体容器为流体取样袋。

11.根据权利要求1所述的流体容器，其中所述记忆形状部件能够在放气配置中偏置所述取样袋。

12.根据权利要求11所述的流体容器，其中所述流体容器为流体递送袋。

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