CN106029041B - 带锁环的流体连接器 - Google Patents

Abstract

一种阴型连接器(1)，能够并且用于容纳阳型连接器(2)，具有环形的外部保持边缘(24)，所述阴型连接器包括主体(10)以及构成外壳的横向滑块(4)，所述外壳(4)包括两个侧沟(41、42)，所述阴型连接器包括单独的可变形锁环(3)，所述可变形锁环能够插入外壳中，并且能够把阳型连接器锁定在耦合位置，所述锁环包括两个第一凹形拱部(31)，从轴线看，以及曲度相反的两个第二拱部(32)，也就是从轴线看，所述第二拱部为凸形，第二拱部能够在插入阳型连接器过程中朝外部弯曲，并且能够紧靠在外部环形保持边缘上并防止阳型连接器缩回，因此，在把阳型连接器锁定在阴型连接器中之后，实现最终锁定。

Description

带锁环的流体连接器

技术领域

本发明涉及到生物制药应用领域的流体连接器，尤其是用于流体连接或耦接，所述流体连接或耦接把阴型连接器连接到阳型连接器，以便把一个流体管连接到另一个管或连接到容器。

背景技术

更具体而言，把软管或管子以及接收器或容器用于生物制药领域，以运输和容纳各种生物制药物质，通常采取必要的无菌预防措施。

在生物制药应用领域，流体在低压下运输和储存，在通常低于10巴，且大多低于2巴，更好地在接近大气压力的压力。

采用某些物质时，在连接各种部件(管子和/或容器)之后，可能必须临时保证充足的无菌条件。为此目的，采用耦接后无法拆开的凹凸型连接是很方便的，由此确保不会因为意外解耦而破坏无菌条件。

这类连接需要通过简单、迅速的耦接取得。实际上，优选的方案是通过轴向平移运动完成耦接，而无需通过旋转把阳型连接器插入阴型连接器中。

目的是一旦创建耦接，即为最终耦接，因此不包括用于生物制药领域的可解锁连接器方案。

例如，通过专利EP-A-0566889已知，利用径向插在阳型连接器与阴型连接器之间的中间锁定件，该中间件的形式为一个环。

例如，通过文件US5573279还已知，在阴型连接器内设置柔性塑料拉片，柔性塑料拉片与阴型连接器构成一个整体，所述柔性拉片是弯曲的，以便在后面套住凸端件的珠子，以防缩回。

然而，已知方案有各种缺点，包括有助于把凸端件锁定在阴型连接器中的元件形状复杂，以及这些锁定元件的径向和/或轴向紧凑性差。

因此，需要进行改进，至少部分地克服已知的现有技术中的前述缺点。

发明内容

下面是以权利要求为特征的本发明的说明。

根据第一方面，本发明涉及到一种阴型连接器，用于流体连接，适合容纳具有保持外部环形缘的阳型连接器，所述阴型连接器包括具有轴X孔的主体以及形成滑块(例如，狭槽)的外壳，所述滑块通常在垂直于轴X的横向平面YZ内延伸，所述外壳包括两个平行的侧沟，而且外壳至少朝滑块的方向Z的一端是敞开的，阴型连接器包括与主体不同的另外加上的可变形锁环，适合插入外壳中，并把阳型连接器锁定在耦合位置，

锁环包括从X轴看为凹形的两个完全相反的第一拱部，以及曲度相反的两个完全相反的第二拱部，也就是从轴X看第二拱部为凸形，每个第二拱部都插在两个第一拱部之间，

第二拱部适合在插入阳型连接器的过程中向外弯曲，并且适合紧靠在保持外部环形缘，以防阳型连接器缩回，因此，把阳型连接器锁定在阴型连接器中之后，不可能再通过锁环上的操作或压力解锁连接，而且实现了最终锁定。

通过这些设置，得到了轴向占用空间非常小并且径向非常紧凑的锁环。

此外，锁环的形状特别简单，其结果是成本非常有优势。

需要注意的是，无法拆开连接，而且如有撬锁，例如，通过锁环的有形损坏撬锁，则会留下明显证据。

在一个实施例中，第一拱部分别形成以轴X为中心的圆弧，其第一曲度半径R1为阳型连接器半径的100％至200％，而且，第二拱部每个形成第二曲度半径R2为第一曲度半径R1的70％至130％的圆弧；由此确保按压第一拱部时，第二拱部弯曲，以便朝轴缩紧。

在一个实施例中，外壳和可变形环关于横向平面YZ不对称，可变形环正面为斜切形；因此，斜坡效应有助于在插入阳型连接器时将第二拱部舒展开，而且，可以只朝着两个可能的方向之中的一个方向插入可变形环，意即使前面/后面十分安全。

在一个实施例中，锁环包括朝轴向突出的至少一个销钉，能够与设置在构成外壳的狭槽正面的至少一个切口啮合；这提供了一种简单并可视的解决方案，能够朝正确的方向恰当地手动或自动安装环。

在一个实施例中，可变形环包括用于沿着滑块的方向Z把环保持在外壳中的突出部分，在外壳的凹槽中形成相应的凹处；因此，把环插入之后，将其保持在外壳中基本居中的位置，可留有一些空隙。

在一个实施例中，外壳沿着Z在两端都是敞开的，并且关于XY平面对称；因此，可以从构成滑块的外壳的任何一边插入可变形环。

在一个实施例中，作为前述不对称的替代方案，外壳关于YZ平面对称，以至于能够朝两个可能的方向之中的任何一个方向插入可变形环；因此，更容易进行自动组装。

在一个实施例中，环具有关于平面XZ、XY和YZ的三重对称性；以至于当把可变形环组装在外壳内时，没有出现错误的风险。

在一个实施例中，阴型连接器的主体是由第一种生物相容性塑性材料制成的，可变形环是由第二种塑性材料制成的，所以，阴型连接器和锁环的各自材料可以得到优化；尤其是，可以选择第二种塑性材料，使其具有使刚性与弹性之间的平衡达到最佳的机械性能。此外，分别优化两种材料能够以特别有优势的成本制造这些部件。

在一个实施例中，当可变形环在构成滑块的外壳中处于恰当位置时，不能进入第二拱部，而仍能进入第一拱部；因此，无法操纵第二拱部，而且向内施加在第一拱部的径向压力倾向于增加第二拱部的曲度，因此有加固锁定的倾向，以至于即使无意中或者使其掉落或受到冲击，都不能解锁连接。

在一个实施例中，当可变形环在阴型连接器中处于恰当位置时，第一拱部不从阴型连接器的主体的表面突出，而更好地是与之齐平，以至于可以在第一拱部上朝轴施加压力，但是无法施加远离轴的牵引力；这种设置有助于确保无法解锁连接。

根据第二方面，本发明涉及到一种模制塑料的可变形环，适合用作上文所述的阴型连接器中的锁环，所述可变形环包括从轴X看为凹形的两个完全相反的第一拱部，以及曲度相反的两个截然相反的第二拱部，意即从轴X看第二拱部为凸形，每个第二拱部都插在两个第一拱部之间。

附图说明

现在对附图进行简要描述。

图1是本发明的连接装置的透视图。

图2是沿着图5所示的截面线II-II的，处于耦接位置的，图1中的连接装置的轴向截面图。

图3是锁环的透视图。

图4是连接装置的横截面的透视图。

图5显示了连接装置的横截面。

图6显示了没有锁环的阴型连接器的一幅顶视图。

图7A和图7B显示了具有锁环的凸端件的两个不同剖面图，锁环分别关于YZ平面对称和不对称。

图8A、8B和8C阐释了另一个变体，其具有对阴型连接器中的锁环和外壳的位置十分安全的影响。

下面是通过实例并参考附图对本发明几个实施例进行的详细说明。

具体实施方式

在所示的实例中，通过耦合运动把阴型连接器1连接到阳型连接器2，在耦合运动过程中，把阳型连接器沿着轴向X插入阴型连接器中。

对于这些连接器中的每个而言，在本文件中，“前”一词是指最接近互补的相对的连接器的部分，“后”一词是指离相对的连接器最远的部分。

阴型连接器1在其后部包括管端件17，用于容纳软管(未显示)，在其前部包括接口，该接口用于与阳型连接器2耦接；下文会对所述耦接接口进行描述。

类似地，阳型连接器2在其后部包括管端件27，用于容纳软管，在其前部包括接口，用于与阴型连接器耦接，下文会进一步对其进行论述。

在此应注意，阴型连接器和/或阳型连接器在其后部能够具有用于连接容器的法兰，而不是所示的用于容纳管子的端件，所述容器例如为软袋或硬袋或者过滤器。

管端件17、27中的每一个都关于轴X旋转地对称，而且其分别包括挡住软管的一个或多个外搭扣19、29以及止动法兰18、28，当将软管插入端件上时，软管可与所述止动法兰邻接。正如本身已知的那样，可在软管和端件周围加夹圈。

阳型连接器2包括关于轴X旋转地对称的轴向通道26，由此使得通过流体耦合器运送的流体能够通过。

从其前端部开始，阳型连接器首先包括入口斜面25，然后是用于容纳常规O形环9的环形凹槽21，然后是具有纵肋73的第一个中间部分20，然后是向外朝阳型连接器后面张开的锥形部分23。

仍然按照连接器向后的方向，通过环形缘24延伸锥形部分23，所述环形缘构成肩部，如下文可见，该肩部用于靠在互补表面上，并防止拆卸阳型连接器。

在防拆卸的环形缘24后面，阳型连接器包括具有环72的第二个中间部分22，所述环有四个小加固件74，所述具有加固件的环用作把阳型连接器推向阴型连接器的夹紧装置，也用作插入运动的轴向挡块。

在环72后面，是已经描述了的法兰28和管端件27。

阴型连接器1包括关于轴X旋转地对称的轴向通道15，使得通过流体连接运送的流体能够通过。

从其后端部开始，阴型连接器1包括已经描述了的管端件17，然后是用于容纳阳型连接器的前部的主体10，所述主体具有直径稍大于阳型连接器2的前部的外径的孔，以便允许插入阳型连接器的前部，并且能够在O形环9上施加径向压力，以确保密封功能。

面对锥形部分23，主体10的内部尺寸增加，直到达到锁环3的外壳4，下文将进一步对此进行论述。

把外壳设置在阴型连接器的前部，形成滑块4，所述滑块在垂直于轴X的横向平面YZ延伸。在这种情况下，形成滑块的外壳呈现为横向狭槽。此外，在所阐释的实例中，该狭槽在能够插入锁环的横向Z两边都是敞开的。

在所示的实例中，外壳4包括第一凹槽41和第二凹槽42，所述第一凹槽和第二凹槽面对彼此，并且关于XZ平面对称设置。

最后，阴型连接器的主体10包括前环11，所述前环形成前端，阳型连接器的环72在插入运动结束时靠在该前环上。阴型连接器的主体10还包括在外壳后面的后环12，因此，把外壳4插在前环11与后环12之间。

在此应注意，狭槽4不一定必须在两边敞开。在一个代替方案中(未显示)，一边可至少部分地关闭，由此形成外壳4的底部，而相对边则构成口，通过该口插入锁环3。

上文提到的锁环3用于插入阴型连接器的主体的所述外壳4中。锁环3是作为封闭的可变形形成的，意即在把阳型连接器插入阴型连接器中的运动过程中，可使其径向向外变形。

更具体而言，锁环包括从轴X看为凹形的两个完全相反的第一拱部31，以及曲度相反的两个完全相反的第二拱部32，意即从轴X看第二拱部为凸形，每个第二拱部都插在两个第一拱部之间。换言之，当沿着环在周边移动时，遇到第一拱部，然后是曲度相反的第二拱部，然后是另一个第一拱部，最后曲度相反的另一个第二拱部。应注意的是，每个拱部的横截面保持相对稳定，而且，环的横截面从第一拱形断面到第二拱形断面基本不变，反之亦然。

从轴X看第一拱部31为凹形，意即其曲度朝向环的内部，而从轴X看第二拱部32为凸形，意即其曲度朝向环的外部

有利的是，第一拱部31在此分别形成以轴X为中心的圆弧，第一曲度半径R1(图3)为阳型连接器半径R0的100％至200％，并且，每个第二拱部32形成圆弧，所述圆弧的第二曲度半径R2为第一曲度半径R170％至130％。

第二拱部32适合在阳型连接器的插入过程中向外弯曲，尤其是当锥形部分23压在环上时，更是如此。在阳型连接器完全插入之后，外部环形缘24已超过环，环回到其静止位置，然后紧靠在保持外部环形缘24上，以防止拆掉阳型连接器。

锁环3静止时，两个第二拱部之间的距离D3(图4和图5)稍小于环形缘24后面的阳型连接器的第二中间部分22的直径D4。

需要注意的是，当可变形环在外壳4中处于适当位置时，从外面无法进入第二拱部32，而在一定程度上只有第一拱部31保持能进入；但是，如图5所阐释的，径向向内的压力倾向于增加第二拱部的曲度，并因此有加固锁定的倾向，以便于即使无意中或者使其掉落或者连接器撞击到物体上，都不能解锁连接。

有利的是，当可变形环3在外壳中处于适当位置时，第一拱部31不从阴型连接器主体的表面突出，因此无法用手指将其握住，以试图解锁连接。会注意到的是，在所阐释的图1和图4的实例中，第一拱部31与后环12和前环11的表面都齐平。在轴向上也没有游隙，这允许插入物体，以试图把第一径向部分舒展开，从而打破锁定的连接。因此，不能进入第二拱部32以及无法拉动第一拱部31的结果是使用者无法进行解锁连接的操作。只有实质性损坏锁环3或阴型连接器的主体10才能导致这种结果，但这样便会在零件上留下明显的证据。

会注意到，这种解决方案在径向上非常紧致：锁环的总外径不超过直径D4的125％，意即不超过阳型连接器的前部的半径R0的250％。通过这种解决方案，在轴向上的占用空间也很小，因为可变形环3沿着X的厚度比连接的轴向通道的有效直径小数倍。

会注意到可变形环3的有利的对称设置，所述对称实际上是关于XZ平面和XY平面对称。

类似地，应注意的是，凹槽41和42可部分地敞开；它们不一定完全关闭：如果它们阻止进入第二拱部32就足够了。

插入阳型连接器之前，可以通过各种方式在外壳内把锁环3保持在备用状态。在所阐释的实例中，通过基本设置在第一拱部和第二拱部之间的连接处的突出部分34把锁环保持在外壳中，四个突出部分34亦可称为钩子、搭扣或棘爪的。所述突出部分34一般在Y向上向外延伸。表面凹处43、44设置在凹槽41、42中，当所述环到达其基本以轴X为中心的位置时，这些凹处用于容纳锁环的突出部分。

有利的是，环的弹性属性不仅用于把阳型连接器耦接在阴型连接器中，也可用于在这之前沿着方向Z把锁环3插入狭槽4中。更具体而言，突出部分34末端之间沿着Y的距离稍大于凹槽41、42的底部之间的距离D5。因此，在插入过程中，把突出部分34轻微地向内压缩，以便当突出部分34面对所述凹处43、44时，沿着凹槽41、42中的每一个滑动，并回到静止位置。不一定需要精确定位环：可留有一些空隙，只要环大致以轴X为中心即可。

可以通过模制第一种塑性材料得到阴型连接器1和阳型连接器2，尤其是与有关的各种生物制药物质相容的塑性材料，例如，聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚偏二氯乙烯、聚乙烯亚胺。更好地，选择聚乙烯或聚丙烯。

可变形锁环3也可以用同一种材料制成，例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲醛；可选地，在某些情况下有利的是，可变形环3可以用与连接器材料不同的第二种塑性材料制成，典型的是聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚碳酸酯，具有针对性更强的机械性能和弹性性能，因为，锁环从不接触在待连接的管子中运送的物质。可以使第二种材料的刚度与弹性之间的平衡达到最佳。还可以把材料因为自然老化或者由于光照或其它辐射或者其它物理化学暴露导致的变化的属性考虑在内。

如图7A所阐释的，在阳型连接器2具有坡度较小的入口斜坡25、23的情况下，可以采用横截面关于YZ平面对称的第二拱部32。在这种情况下，形成的锁环可具有三重对称性，即关于平面XZ、YZ和XY的三重对称性，以至于当把可变形环组装在外壳4内时，没有出现错误的风险。此外，这种三重对称性可有助于把环自动插入阴型连接器中，因为可以通过相当简单的振动碗把锁环相继投入机器人操纵装置中。

如图7B所阐释的，为了插入时有助于可变形环偏转，例如，在入口斜坡25、23更为明显的情况下，在环的前面设置斜面51a，这样降低了插入力F，并且有助于展开锁环的拱部32。然而，在环横截面的对面(背面37)，保持直线轮廓，以便阳型连接器的外缘24平卧在环的背面37。因此，耦接之后拉动阳型连接器，不会有展开第二拱部32的倾向。

应注意的是，这种“平卧”也适用于图7A中的前述情况。

会注意到的是，凸端件与内径11b之间留有一些空隙E，由此确保包括肩部24的凸端件超过阴型连接器1的狭槽的前环11。

在图8A、图8B、图8C中所阐释的一个可选特性中，可以提供一个十分安全的功能，以确保当把解锁环组装在外壳4中时的合理定位。尤其是，在第二拱部32中采用横截面不对称(图7B)的环时，必须确保把倾斜部分36放在阳型连接器的插入侧。

为此目的，把两个销钉6、6A设置在第一拱部31的中心区域，并在轴X的方向上延伸(与该区域成为一体)。形状与所述销钉6、6A互补的两个切口16、16a形成在狭槽的中面XZ(在狭槽的前壁上)中，一个在顶部，一个在底部。因此，无法按照与朝向反面的倾斜部分相反的方向插入可变形环，因为销钉6会紧靠在后环12上没有切口之处。

在此应注意的是，如果外壳只允许从敞开侧插入环3，例如，从上方插入，那么只需要一个切口16。

注意，在所阐释的实例中，阳型连接器可在阴型连接器内围绕X旋转；把阳型连接器插入阴型连接器没有具体定向。

然而，不排除设置防转装置，例如，所述防转装置设置在阳型连接器的环72的小加固件74与阴型连接器的前环11之间。

有利的是，根据本发明，锁环的特殊形状，特别是通过其第二拱部，在锁定强度上显现一定优势；在意外冲击的情况下，或者在企图进行欺骗性的连接操作的情况下，第二拱部倾向于向内移动，并因此加强锁定效果，而不削弱锁定效果。结果，只有物理损坏锁环(损坏后便可以看得出)才会导致打开连接。

Claims (11)

1.阴型连接器(1)，用于流体连接，适合容纳具有保持外部环形缘(24)的阳型连接器(2)，所述阴型连接器包括具有轴X的孔的主体(10)以及形成滑块的外壳，所述滑块在垂直于轴X的横向平面YZ内延伸，所述外壳包括两个平行的侧沟(41、42)，而且所述外壳至少在滑块的方向Z的一端上是敞开的，

所述阴型连接器包括与主体不同并且可变形的锁环(3)，所述锁环适合插入所述外壳中，并把所述阳型连接器锁定在耦合位置，其中，所述阳型连接器被所述锁环包围，并且所述锁环径向向外变形，

所述锁环包括从轴X看为凹形的两个完全相反的第一拱部(31)，以及曲度相反的两个完全相反的第二拱部(32)，意即从轴X看第二拱部为凸形，所述第二拱部中的每一个都插在两个第一拱部之间，

所述第二拱部适合在插入所述阳型连接器的过程中向外弯曲，并且适合紧靠在所述保持外部环形缘，以防所述阳型连接器缩回，因此，当所述锁环是在插入外壳中的状态并在把所述阳型连接器锁定在所述阴型连接器中之后，由于通过保持向外弯曲的所述第二拱部在所述外壳内侧完成了紧靠，实现了最终锁定。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一拱部(31)中的每一个分别形成以轴X为中心的圆弧，其第一曲度半径(R1)为所述阳型连接器的前部外半径(R0)的100％至200％，而且，所述第二拱部(32)中的每一个分别形成第二曲度半径(R2)为所述第一曲度半径(R1)的70％至130％的圆弧。

3.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述外壳和所述锁环(3)关于横向平面YZ不对称，锁环的正面为斜切形(36)。

4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述锁环包括在轴向上突出的至少一个销钉(6，6A)，能够与设置在构成所述外壳的狭槽正面的至少一个切口(16)啮合。

5.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述锁环包括用于沿着所述滑块的方向Z把所述锁环保持在所述外壳中的突出部分(34)，在外壳凹槽中形成相应的凹处(43、44)。

6.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述外壳沿着Z在两端都是敞开的，并且关于XY平面对称，能够从构成所述滑块的所述外壳的任何一边插入锁环。

7.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于，所述外壳关于所述YZ平面对称，以至于可以在两个可能的方向之中任何一个方向上插入锁环。

8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于，所述锁环具有关于平面XZ、XY和YZ的三重对称性。

9.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述阴型连接器(1)的所述主体是由第一种生物相容性塑性材料制成的，所述锁环(3)是由第二种塑性材料制成的。

10.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，当所述锁环在构成滑块的外壳中处于恰当位置时：

所述第二拱部(32)在所述外壳内，从而不能接触所述第二拱部(32)，

只有所述第一拱部(31)是可接触的。

11.根据权利要求1-9中任何一项所述求的连接器，其特征在于，当所述锁环在所述阴型连接器中处于恰当位置时，所述第一拱部(31)不从所述阴型连接器的所述主体(10)的表面突出。