CN106323537A - 用于一次性容器的聚合物远程密封系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于将一次性容器连接至压力测量仪器的聚合物远程密封系统。该聚合物远程密封系统包括过程侧接头、仪器侧接头和二者之间的流体连接。过程侧接头被构造为连接至一次性容器并且由能够辐射杀菌的聚合物制成。过程侧接头具有过程侧可偏转隔膜,该过程侧可偏转隔膜被构造为响应于一次性容器中的压力而偏转。仪器侧接头被构造为连接至压力测量仪器并且由辐射杀菌的聚合物制成。仪器侧接头被构造为将流体压力流体地传递至压力测量仪器的隔离膜片。管道将过程侧接头流体地连接至仪器侧接头。

Description

用于一次性容器的聚合物远程密封系统
背景技术
诸如生物反应器的一次性容器用于产生和支持用于众多目的的生物反应。生物反应可能易受温度和/或压力变化的影响。此外,随着生物反应的进行,反应本身可能改变生物反应器内的各种参数,例如压力。因此,监测生物反应的压力或其它变量可能是重要的。
生命科学工业正在从具有大型在位清洗(CIP)的基础设施的由不锈钢制成的大型资金密集型设备转变为使用用作生物反应器的聚合物袋或聚合物容器的较小设备。生物反应器的袋被使用一次然后被丢弃。该一次性生物反应器技术明显地降低了工厂的资金成本。例如,在现存的使用不锈钢CIP基础设施的设备中,运行该设备的高达90%的成本可能是由包括设计为经受蒸气清洗循环的非常高端的仪器的在位清洗的基础设施导致的。通过转向可丢弃的、一次性的生物反应器袋,可以消除CIP部分的成本并且设备可以更柔性且小得多,这又允许更多的靶向药物治疗和其它较小规模应用所需要的较小批量的生产。
随着制药厂从大型不锈钢过程容器转变到更小容量的、预消毒的、可丢弃的塑料带系统,在这些系统中存在测量压力以控制生长的环境和随后的过程的需求。通常,制药厂和生命科学工业一般已经使用预消毒的并且在一次使用之后被丢弃的压力传感器,这又促使生命科学工业使用廉价的传感器。这样的廉价传感器使用相对粗糙的方法用于流体隔离,例如硅凝胶。这些方法可能导致不精确的测量,这对用于支持各种生物反应的生命科学工业一般是不可接受的。
发明内容
提供一种用于将一次性容器连接至压力测量仪器的聚合物远程密封系统。该聚合物远程密封系统包括过程侧接头、仪器侧接头和二者之间的流体连接。过程侧接头被构造为连接至一次性容器并且由能够辐射杀菌的聚合物制成。过程侧接头具有过程侧可偏转隔膜,该过程侧可偏转隔膜被构造为响应于一次性容器的压力而偏转。仪器侧接头被构造为连接至压力测量仪器并且由辐射杀菌的聚合物制成。仪器侧接头被构造为将流体压力流体地传递至压力测量仪器的隔离膜片。管道将过程侧接头流体地连接至仪器侧接头。
附图说明
图1是采用根据本发明的实施例的聚合物远程密封系统的一次性生物反应器的示意图。
图2A是根据本发明的实施例的远程密封系统的过程侧连接的局部剖视图。
图2B是根据本发明的另一实施例的远程密封系统的过程侧连接的局部剖视图。
图2C是根据本发明的另一实施例的远程密封系统的过程侧连接的局部剖视图。
图2D是根据本发明的另一实施例的远程密封系统的过程侧连接的局部剖视图。
图3A是根据本发明的实施例的聚合物远程密封系统的仪器侧连接的示意图。
图3B是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的仪器侧连接的示意图。
图3C是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的仪器侧连接的示意图。
图4是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的过程侧连接的示意的剖视图。
图5是根据本发明的实施例的利用用于一次性生物反应器的聚合物远程密封系统的方法的流程图。
图6是根据本发明的实施例的用于中型散装容器(intermediate bulkcontainer)的聚合物远程密封系统的示意图。
图7是根据本发明的实施例的使用具有中型散装容器的聚合物远程密封系统的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例一般利用远程密封系统以连接诸如生物反应器的一次性容器内的压力至高精度压力测量仪器。因此,测量生物反应容器中的压力的实际传感器设置在高精度压力测量仪器中。远程密封系统由聚合物材料形成,该聚合物材料为预消毒的,并且在一些实施例中物理连接至预消毒的一次性生物反应器。因此,生物反应器以及远程密封系统本身是可丢弃的。这允许使用精密且精确的可重复利用的压力变送器,但仍给终端使用者提供与生物反应容器的预消毒连接。现场仪器侧和过程侧的连接将在下面单独描述。本发明的实施例包括各种仪器侧构造中的任何一个与各种过程侧构造的任何组合。
图1是根据本发明的实施例的与一次性生物反应器一起使用的聚合物远程密封系统的示意图。生物反应系统100包括生物反应器102,该生物反应器102经由流体连接106连接至压力测量仪器104。生物反应器102一般包括外部支撑容器108,该外部支撑容器108具有相对坚固的壁以使得它形成设置在其中的一次性生物反应袋110的壳体。外壳108通常与一次性生物反应袋110的尺寸和功能相匹配。然而,外壳108通常是可重复利用的物品。一次性的生物反应器袋110一般是被构造为支持在样品112中发生的生物反应的聚合物袋。
聚合物远程密封系统114连接一次性生物反应器袋110内的压力至压力测量仪器104。该连接是流体连接以使得作用在隔膜(隔膜设置邻近过程连接116上)上的压力在接头(或连接)106内产生流体运动,以在邻近仪器接头(或连接)118的隔膜处产生关联运动。这样的运动将流体压力从生物反应器袋110传递至位于仪器104内的压力传感器,以使得该压力可以被非常精确地测量。此外,仪器104一般包括特征和/或校准信息,以补偿温度变化和/或其它环境变化。进一步地,仪器104的各种实施例还可以执行对于装置本身和/或生物反应的诊断,以提供额外的信息,而不是简单地报告一次性生物反应器袋110内的压力。更进一步地,仪器104还可以被构造为将压力信息经由(例如根据可寻址远程传感器高速通道协议或FOUNDATIONTM现场总线协议的)过程通信回路或区段传递至一个或多个额外的装置。此外,本文描述的实施例还可以包括将这样的压力信息经由根据IEC62591的无线过程通信协议的天线120无线传输至任何合适的装置。在一个实施例中,仪器104是商业可获得的卫生标准的压力传送器,其可以从明尼苏达州的沙柯皮的爱默生过程管理公司(Emerson ProcessManagement of Shakopee,Minnesota)的市售型号3051HT买到。
图2A是根据本发明的实施例的远程密封系统与一次性生物反应器的过程侧接头(或连接)的示意剖视图。凸缘130包括流体地连接至管道134的凸缘体132。可变形的隔离膜片136连接至凸缘体132以提供流体紧密密封。在一个实施例中,凸缘体132由辐射杀菌的聚合物制成。辐射杀菌的聚合物的一个示例是聚氯乙烯。然而,根据本发明的实施例可以使用任何合适的辐射杀菌的聚合物。在一些实施例中,隔离膜片136也由与凸缘体132相同类型的辐射杀菌的聚合物制成。膜片136可以根据各种技术连接至凸缘体132。例如,可以使用诸如热、超声波或其组合的已知的焊接技术将膜片136在环形焊点137处焊接至凸缘体132。因此,一次性的生物反应器的塑料壁将压靠隔离膜片136,并且生物反应器内的压力将使膜片136变形,由此迫使填充流体通过管道134。该填充流体可以是在应用的压力和温度下基本上不可压缩的任何合适的流体。该填充流体可以是硅油、水或任何合适的流体。如上所述,这将保证类似的膜片在压力测量仪器处的相关运动,然后该偏转被位于仪器104内的高准确度、精确度的压力传感器104测量或以其它方式特征化。
图2B是根据本发明的另一实施例的远程密封系统的过程侧接头(或连接)的示意剖视图。远程密封系统140包括凸缘体142,该凸缘体142例如经由环形焊点145附接至一次性生物反应袋的壁144。因此,图2B中图示的实施例消除了任何密封件,并且提供了用于头部空间和液位测量的简单连接。此外,袋的壁144不仅用于容纳生物反应,还响应于其中的压力而偏转,以使得壁144的偏转导致区域146内的流体的运动,该运动最终导致流体流过管道134。凸缘体142一般由辐射杀菌的聚合物制成。然而,用于凸缘体142的材料的选择也可以调整,以使得其能够容易地焊接或以其它方式附接至通常用于一次性生物反应器的材料上。
图2C是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的过程侧接接头(或连接)的示意剖视图。过程侧接头(或连接)150包括连接至管道134的管道连接器152。管道连接器152一般由辐射杀菌的聚合物制成。连接器152包括一个或多个台阶部154、156,该一个或多个台阶部154、156被构造为保持穿过连接器152的外径的柔性管道。在图2C示出的实施例中,穿过台阶部154、156的柔性管道连接区域158至生物反应器的内部。过程侧接头150包括细微的可收缩波纹结构159,该可收缩波纹结构159例如经由焊点161附接至连接器152。因此,生物反应器的流体压力P作用在表面160上以使波纹162收缩,并且由此减小区域164内的容积。该容积的减小迫使其中的流体流过管道134,该流体运动被仪器104作为压力检测。
图2D是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的过程侧接头的示意剖视图。接头(或连接)170包括管道连接器172,在一个实施例中,该管道连接器172由辐射杀菌的聚合物制成。连接器172包括至少一个台阶部174,该至少一个台阶部174被构造为在管道134在部分174上滑动时保持管道134。此外,连接器172包括另一台阶部176,该另一台阶部176的尺寸以及被构造为适于接收和保持连接至一次性生物反应器的管道178。连接器172包括可偏转隔离膜片180,该隔离膜片180例如通过热或超声波焊接在位置182处附接至连接器172。此外,管道178内的压力作用在膜片180上,以使膜片180运动,这改变区域184中的容积,由此导致流体流过管道134。
图3A是根据本发明的实施例的聚合物远程密封系统的仪器侧接头(或连接)的示意剖视图。接头(或连接)200包括凸缘202,该凸缘202经由任何合适的方法(例如夹紧、螺栓连接或其组合)附接或以其它方式连接至仪器104。密封件204被夹在凸缘202与仪器104之间,以在其中产生流体密封腔206。腔206在一侧被仪器104的可偏转隔离膜片208界定。因此,膜片208的偏转将导致仪器104内的压力传感器的测量隔膜或结构的相关偏转,以使得压力能够被检测到。可操作地连接至例如生物反应容器的一次性容器的管道134附接至凸缘202。在一个实施例中,凸缘202由辐射杀菌的聚合物制成。在图3A示出的实施例中,远程密封系统在使用之前填充有基本不可压缩流体。因此,例如注射器210的注射器在端口212处被插入凸缘202中。使用管道阀214调节端口212,同时隔膜泵或其它合适的装置可操作地连接至凸缘体阀216。使用流体填充远程密封系统的第一步是从可抛弃的过程接头(或连接)中排出空气。因此,真空泵被启动并且阀216被断开以排出系统中所有的空气。在空气被排出之后,阀216闭合并且管道阀214断开。使用注射器210将预定体积的填充流体推入远程密封系统中。然后,阀214闭合。此时,压力测量仪器可以被归零并且系统准备好被使用。在被使用之后,可抛弃的远程密封系统可以被移除,重新填充的组件可以被排干,并且新的过程接头(或连接)可以被安装用于下次应用。
图3B是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的仪器侧接头(或连接)的示意剖视图。接头(或连接)230包括凸缘232,在一个实施例中,凸缘232由辐射杀菌的聚合物制成。接头230还包括可操作地连接至凸缘体232的可变形的聚合物隔膜234。在一个实施例中,可变形的聚合物隔膜234也由辐射杀菌的聚合物制成。隔膜234可以根据任何合适的技术连接至凸缘体232。在一个示例中,隔膜234焊接至凸缘体232。因此,本发明的实施例可以包括聚合物远程密封系统,该聚合物远程密封系统预填充有填充流体,以使得在使用之前不需要使用者再进行填充。可替代地,本发明的实施例还包括允许其使用者在使用之前使用填充流体填充远程密封系统的结构。在使用中,凸缘体232被推动压靠仪器104至密封件236形成流体密封连接的程度。因此,通过管道134接收的流体压力使得可变形的聚合物隔膜234运动,其导致仪器104的隔膜238进行类似的运动。隔膜238的运动将流体压力传输至位于仪器104内的高精度压力传感器,以精确地测量压力。
图3C是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的仪器侧接头(或连接)的示意剖视图。接头(或连接)250包括塑料主体252,该塑料主体252连接至管道134以使得生物反应流体的压力通过管道134内的填充流体被传输至腔254中。可变形的聚合物隔膜256密封地连接至塑料主体232,以使得区域254中的流体压力产生塑料隔膜256的偏转。如上所述,隔膜256可以以各种方式附接至凸缘252,该各种方式包括超声波或热焊接。如图3C所示,凸缘252被仪器凸缘258推动压靠仪器104。仪器凸缘258包括孔260,该孔260的尺寸适于通过凸缘252。然而,凸缘252包括凸肩261,该凸肩261接收仪器凸缘258的夹紧压力并且压靠密封件262。因此,当仪器凸缘258被推动压靠凸肩261时产生流体紧密密封。使用偏压的一个方式是通过安装螺栓、夹紧件等。当如此连接时,隔膜256的运动使仪器104的隔离膜片产生相关的运动,然后该运动被仪器104检测或以其它方式测量,以提供高质量的压力测量。
到此为止,本发明的实施例大致提供了从生物反应器一直延伸至高精度的过程流体压力测量仪器的直接流体连接。然而,本发明的实施例还可以补充已知的远程密封系统,以减少远程密封系统的可抛弃部分采用的材料的量。
图4是根据本发明的另一实施例的聚合物远程密封系统的过程侧接头(或连接)的示意剖视图。接头(或连接)400包括密封主体402,在一个实施例中,密封主体402由辐射杀菌的聚合物制成。主体402具有可偏转隔膜404,在一个实施例中,该可偏转隔膜404也由辐射杀菌的聚合物制成。隔膜404经由焊接或其它合适的技术附接至主体402。主体402还包括被构造为接收管道134的管道连接器406。过程连接器408能够经由任何合适的技术可操作地连接至一次性生物反应器。连接器408包括接收密封环412的安装区域410。此外,密封环412具有一对环形突出部414、416,该一对环形突出部414、416分别延伸进分别位于连接器408和主体402中的凹槽418、420中。连接器408和主体402中的每一个都分别具有锥形部422、424,以使得周向夹紧包围部422、424产生将连接器408和主体402偏压至一起的力。以此方式,在连接器408和主体402之间产生流体紧密密封。
在一个实施例中,主体402也包括填充端口426,该填充端口426允许填充流体在使用之前被引入主体402中。因此,一次性的生物反应器可以设置有连接器400,如图4所示,其中没有任何流体出现在该系统中。此外,所述生物反应器/连接器系统可以在使用之前使用辐射被预先杀菌。然后,使用者仅需要将填充流体引入端口426并且将该系统连接至过程流体压力测量仪器,以监测生物反应的压力。此外,本领域技术人员应认识到,因为引入端口426的冷流体位于塑料隔膜404的离生物反应袋的无菌内部的相对侧,所以可以在不破坏无菌环境的情况下将流体引入端口426。
图5是根据本发明的实施例的使用聚合物远程密封系统以监测生物反应压力的方法的流程图。方法500开始于方框502,在方框502中,聚合物远程密封系统连接至生物反应袋。接下来,在方框504中,生物反应袋/远程密封系统被无菌化。在一个实施例中,这样的无菌化采用辐射工艺,例如伽马辐射工艺。接下来,在方框506中,无菌的生物反应器/远程密封系统可操作地连接至压力测量仪器,例如图1中图示的。在其中远程密封系统预填充有填充流体的实施例中,方法500可以直接进行至方框510,在方框510中,生物反应样品被引入生物反应袋中。然而,在填充流体没有被预填充进远程密封系统的实施例中,方框508被执行以提供需要的填充流体。如上所述,可以引入填充流体的一个方式是通过首先(例如通过注射器或其它合适的仪器)排空远程密封系统然后将排空的远程密封系统连接至填充流体源。
在方框512中,采用过程测量仪器来测量生物反应袋中的压力。该压力可以被连续地、周期性地、间歇地或响应某些事件地测量。最后,当生物反应过程完成时,方法500继续至方框514,在方框514中,聚合物远程密封系统被从仪器上解除连接并且被丢弃。
如上所述,本发明的各种实施例采用填充(在线或预填充)有填充流体的聚合物远程密封系统。该聚合物远程密封系统由可以被无菌化的塑料制成。该密封系统允许使用精确且相对昂贵的压力测量仪器。然而,尽管该远程密封系统是可丢弃的,但是可以重新利用该压力测量仪器。聚合物远程密封系统给使用者提供与过程的预杀菌的连接和与压力测量仪器的连接。该聚合物远程密封系统可以从压力测量仪器上移除并且在一次性生物反应器被丢弃时丢弃。
聚合物远程密封系统的两侧(过程侧和仪器侧)可以使用类似的构造。两侧将通常具有聚合物隔膜,该聚合物隔膜具有结合至聚合物密封件上的防气体渗透层。来自过程接头(或连接)的流体压力通过流体填充系统传输至压力测量仪器。过程侧接头(或连接)一般包括塑料主体,该塑料主体具有结合至其上的隔膜,该隔膜与生物反应袋或容器连接。仪器侧接头(或连接)也一般包括聚合物主体,该聚合物主体具有结合至其上的隔膜,该隔膜将压力传输至仪器。该系统可以填充有各种压力传输介质并且使用填充螺杆或塑料焊接的填充接头(或连接)。一旦聚合物远程密封系统已经达到其寿命的终点,那么该系统可以从仪器上解除连接并且与一次性的生物反应器一起被丢弃。然后,新的填充有流体的聚合物远程密封系统可以附接至仪器上并且连接至新的一次性的生物反应袋。
到此为止,本发明的实施例已经大致描述了用于与生物反应器结合使用的聚合物远程密封系统。然而,本发明的实施例可以与任何一次性的容器仪器使用。一次性的容器的另一个示例是中型散装容器或化学包。
图6是根据本发明的实施例的用在中型散装容器(IBC)上的聚合物远程密封系统的示意图。IBC600包含一定量的液体,该液体可以使用阀604从端口602分配。IBC600连接至聚合物远程密封系统606,以使得IBC600中的液体的压力作用在系统606的聚合物的隔离膜片上,以将流体压力流体地传输至测量仪器608。在一个实施例中,聚合物远程密封系统606包括设置为与IBC600的内容物热接触的可选的温度传感器610。温度传感器600可以是具有随温度变化的电特性的任何合适的装置。非限制的示例包括热电偶、电阻温度装置(RTDs)、电热调节器等。温度传感器610经由两个或多个导体电连接至测量仪器608,该两个或多个导体以附图标记612用虚线示意性地图示出。因此,在一些实施例中,测量仪器不仅能够测量压力,还能够测量温度。此外,在一个实施例中,测量仪器608可以设置有IBC608的内容物的液体密度的指示。一旦已知液体密度,测量仪器608能够给予测量的压力和已知的密度提供IBC608中的液位的指示。
如图6所示,在一些实施例中,测量仪器608可以提供与其连接至的一次性容器的内容物有关的本地指示。在该示例中,面614设置有指示器,例如提供与内容物有关的信息的指针616。例如,当已知密度时,指示器616可以提供IBC600中的液位的本地指示。此外,其它变量,例如压力和/或内容物的温度可以显示在面614上。在一些实施例中,测量仪器608还无线地提供一个或多个变量的数字指示给附图标记618指示的其它装置。
图7是使用根据本发明的实施例的具有中型散装容器的聚合物远程密封系统的方法。方法700开始于方框702,在方框702中,聚合物远程密封系统被用来将一次性容器连接至测量仪器,例如仪器608。在其中聚合物远程密封系统包括温度传感器的实施例中,温度传感器电连接至测量仪器,如方框704所指示的。在其中测量仪器可以接收液体密度信息的实施例中,执行可选的方框706。在方框706中,液体密度信息被测量仪器接收。将密度信息提供给测量仪器可以位于本地的测量装置中,如附图标记708所指示的,或者通过与测量仪器的无线通信,如附图标记710所指示的。
在方框712中,测量仪器测量一次性容器的内容物的压力和可选的温度。在方框714中,提供与测量有关的一个或多个输出。该输出(多个输出)可以本地地提供,如附图标记716所指示的,和/或可以无线地提供,如附图标记718所指示的。方框714中提供的该输出(多个输出)可以是测量的压力、基于该压力和已知密度计算的液位、温度或其组合。此外,本地输出716和/或无线输出718可以包括例如当液位低于阈值或温度高于阈值时的报警指示。
本文描述的实施例提供了测量一次性容器中的变量的便捷方式,同时仍确保了使用高质量的测量。一旦一次性容器为空的或被更换,那么聚合物远程密封系统可以与该容器一起被丢弃或保留。由于测量仪器与一次性容器隔离,所以这允许高精度的复杂的无线测量仪器与不同的一次性容器一起使用和重复使用,并且不需要清洁该仪器。当不再需要一次性容器的有源监测时,可以断开聚合物远程密封系统与测量仪器或仪表的连接,并且该聚合物远程密封系统可以与一次性容器一起被丢弃或保留。然后,可以将新的聚合物远程密封系统置于下次的一次性容器中并且连接至相同的测量仪器或仪表。
虽然已经参照优选实施例描述了本发明,但是本领域技术人员应理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和细节上作出改变。

Claims (22)

1.一种用于将一次性容器连接至压力测量仪器的聚合物远程密封系统,该聚合物远程密封系统包括:
被构造为连接至所述一次性容器的过程侧接头,该过程侧接头由能够辐射灭菌的聚合物制成并且具有过程侧可偏转隔膜,该过程侧可偏转隔膜被构造为响应所述一次性容器的压力而偏转;
被构造为连接至所述压力测量仪器的仪器侧接头,所述仪器侧接头由能够辐射灭菌的聚合物制成并且被构造为将流体压力流体地传递至所述压力测量仪器的隔离膜片;和
管道,该管道将所述过程侧接头流体地连接至所述仪器侧接头。
2.如权利要求1所述的聚合物远程密封系统,其中,所述过程侧接头被构造为连接至所述一次性容器。
3.如权利要求2所述的聚合物远程密封系统,其中,所述过程侧接头包括能够连接至所述一次性容器的凸缘体,其中所述凸缘体焊接至所述过程侧可偏转隔膜。
4.如权利要求2所述的聚合物远程密封系统,其中,所述过程侧接头包括凸缘体,该凸缘体连接至所述一次性容器的壁以使得所述一次性容器的壁的一部分形成所述过程侧可偏转隔膜。
5.如权利要求2所述的聚合物远程密封系统,其中,所述过程侧接头包括管道连接器,该管道连接器具有至少一个台阶部,该至少一个台阶部被构造为保持连接至所述一次性容器的管道,并且其中所述过程侧可偏转隔膜由设置在所述管道连接器中的可收缩波纹结构形成。
6.如权利要求2所述的聚合物远程密封系统,其中,所述过程侧接头包括管道连接器,该管道连接器具有被构造为保持连接至所述一次性容器的管道的至少一个台阶部和被构造为保持连接所述过程侧接头与所述仪器侧接头的管道的至少一个台阶部。
7.如权利要求1所述的聚合物远程密封系统,其中,所述仪器侧接头包括能够连接至所述压力测量仪器的凸缘,所述凸缘具有位于其中的多个端口,每一个端口由各自的阀调节。
8.如权利要求7所述的聚合物远程密封系统,还包括设置在所述凸缘与所述压力测量仪器之间的密封件。
9.如权利要求8所述的聚合物远程密封系统,其中,所述聚合物远程密封系统被构造为在将所述凸缘连接至所述压力测量仪器之后被填充流体填充。
10.如权利要求1所述的聚合物远程密封系统,其中,所述仪器侧接头包括凸缘和连接至所述凸缘的仪器侧可偏转隔膜,其中来自所述一次性容器的压力使得所述仪器侧接头的仪器侧可偏转隔膜压靠所述压力测量仪器的隔离膜片。
11.如权利要求10所述的聚合物远程密封系统,其中,所述仪器侧可偏转隔膜焊接至所述凸缘。
12.如权利要求10所述的聚合物远程密封系统,其中,所述聚合物远程密封系统预填充有流体地连接所述过程侧接头与所述仪器侧接头的填充流体。
13.如权利要求12所述的聚合物远程密封系统,其中,所述凸缘包括凸肩,该凸肩被构造为接收夹紧力以将所述凸缘夹靠在所述压力测量仪器上。
14.如权利要求13所述的聚合物远程密封系统,还包括设置在所述凸肩与所述压力测量仪器之间的密封件。
15.一种将生物反应器的压力流体地连接至压力测量仪器的方法,所述方法包括如下步骤:
提供具有过程侧连接件和仪器侧连接件的聚合物远程密封系统;
将所述过程侧连接件连接至所述生物反应器;
对所述生物反应器和至少所述过程侧连接进行灭菌;
将所述仪器侧连接件连接至所述压力测量仪器;
将样品引入所述生物反应器中;以及
使用所述压力测量仪器测量所述生物反应器内的压力。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括如下步骤:在将所述仪器侧连接件连接至所述压力测量仪器之后,填充所述聚合物远程密封系统。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括如下步骤:从所述压力测量仪器上分离所述聚合物远程密封系统,并且一起抛弃所述生物反应器和所述聚合物远程密封系统。
18.一种液体测量系统,包括:
聚合物远程密封系统,包括:
被构造为连接至一次性容器的过程侧接头,该过程侧接头由聚合物制成并且具有过程侧可偏转隔膜,该过程侧可偏转隔膜被构造为响应所述一次性容器的压力而偏转;
仪器侧接头,该仪器侧接头利用填充有隔离流体的管道流体地连接至所述过程侧接头,所述仪器侧接头被构造为连接至测量仪器,所述仪器侧接头由聚合物制成并且被构造为将流体压力流体地传递至测量仪器;和
测量仪器,该测量仪器连接至所述聚合物远程密封系统,该测量仪器具有隔离膜片,该隔离膜片流体地连接至所述聚合物远程密封系统的仪器侧接头,并且被构造为基于由所述仪器侧接头传输的压力提供输出。
19.如权利要求18所述的液体测量系统,其中,所述聚合物远程密封系统包括连接至所述测量仪器的温度传感器。
20.如权利要求18所述的液体测量系统,其中,所述测量仪器包括本地显示器。
21.如权利要求20所述的液体测量系统,其中,所述测量仪器提供无线输出。
22.如权利要求18所述的液体测量系统,其中,所述测量仪器基于测量的压力和已知的液体密度提供所述一次性容器内液位的指示。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111630361A (zh) * 2017-09-14 2020-09-04 罗斯蒙特公司 用于一次性流体测量的紧凑型传感器连接器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2533109B (en) * 2014-12-09 2018-11-28 Gurulogic Microsystems Oy Encoder, decoder and method for data
US9562819B2 (en) * 2015-06-30 2017-02-07 Rosemount Inc Polymeric remote seal system for single-use containers
US10836990B2 (en) * 2016-12-23 2020-11-17 Cyberoptics Corporation Sensor interface for single-use containers
US10584309B2 (en) * 2017-02-06 2020-03-10 Rosemount Inc. Pressure transducer for single-use containers
US11371899B2 (en) 2018-05-17 2022-06-28 Rosemount Inc. Measuring element with an extended permeation resistant layer
US10970614B2 (en) 2018-06-21 2021-04-06 Rosemount Inc. Single-use pressure transducer disposable interface
US11371902B2 (en) 2019-12-27 2022-06-28 Rosemount Inc. Process venting feature for use in sensor applications with a process fluid barrier
IT202000008704A1 (it) * 2020-04-23 2020-07-23 Gruppo Bisaro G&B S R L Dispositivo per la rilevazione della densità e/o pressione di un liquido contenuto in un serbatoio di fermentazione.
US11506556B2 (en) 2020-09-30 2022-11-22 Rosenmount Inc. Single-use plastic pressure sensor

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1177398A (zh) * 1995-02-28 1998-03-25 罗斯蒙德公司 带遥控密封膜片及其校正电路的压力变送器
CN1670420A (zh) * 2004-03-18 2005-09-21 罗斯蒙德公司 具有热绝缘部分的毛细管焊接延伸部分
US7258017B1 (en) * 2006-04-10 2007-08-21 Rosemount Inc. Industrial process pressure transmitter with field repairable remote seals
CN201037797Y (zh) * 2007-05-25 2008-03-19 童纪国 一种波纹管式隔膜压力表
CN101495846A (zh) * 2006-03-23 2009-07-29 罗斯蒙德公司 冗余机械和电子遥控密封系统
CN101606049A (zh) * 2006-05-26 2009-12-16 罗斯蒙德公司 远程密封安装改良
CN101663570A (zh) * 2007-03-16 2010-03-03 罗斯蒙德公司 用于压力变送器的纳米粒子改良填充流体
CN101981425A (zh) * 2008-04-03 2011-02-23 罗斯蒙德公司 具有增强的介电填充流体的工业压力传感器
CN202362919U (zh) * 2011-10-11 2012-08-01 罗斯蒙德公司 过程变量变送器系统
CN202956245U (zh) * 2012-05-30 2013-05-29 罗斯蒙德公司 远程过程密封组件和过程压力测量系统
CN103454038A (zh) * 2013-08-20 2013-12-18 重庆布莱迪仪器仪表有限公司 隔膜压力表低膨胀系数传压油
CN205620076U (zh) * 2015-06-30 2016-10-05 罗斯蒙特公司 用于一次性容器的聚合物远程密封系统和液体测量系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109535A (en) * 1974-11-25 1978-08-29 Ametek, Inc. Diaphragm seal for pressure sensing instrument
US20050163667A1 (en) 2004-01-26 2005-07-28 Krause Richard J. Single-use biobags with sendors: DO, pH, CO2 and temperature
US7415886B2 (en) 2005-12-20 2008-08-26 Rosemount Inc. Pressure sensor with deflectable diaphragm
DE102006001623B4 (de) 2006-01-11 2009-05-07 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Behälter und Verfahren zum Mischen von Medien
EP1818672B1 (de) * 2006-02-14 2012-08-29 Mettler-Toledo AG Messvorrichtung und Verfahren für den Betrieb der Messvorrichtung
DE102006022307A1 (de) 2006-05-11 2007-11-15 Respironics Novametrix, LLC, Wallingford Einwegbioreaktor mit Sensoranordnung
US10227555B2 (en) * 2006-08-02 2019-03-12 Finesse Solutions, Inc. Composite sensor assemblies for single use bioreactors
US9267100B2 (en) 2006-08-02 2016-02-23 Finesse Solutions, Inc. Composite sensor assemblies for single use bioreactors
US8640560B2 (en) * 2008-03-26 2014-02-04 Emd Millipore Corporation System and method for interfacing sensors to a sterile flow stream
EP2321052B1 (en) * 2008-08-08 2019-09-25 Broadley-James Corporation Device for exposing a sensor to a cell culture population in a bioreactor vessel
WO2013064715A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 Nokia Corporation Location privacy in communication networks
US20130145818A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Mettler-Toledo Ag Sensor unit utilizing a clamping mechanism
US9274018B2 (en) * 2012-09-28 2016-03-01 Rosemount Inc. Remote seal process pressure measuring system
DE102013202090A1 (de) * 2013-02-08 2014-08-14 Wika Alexander Wiegand Se & Co. Kg Druckmessgerät
DE102014104851B4 (de) * 2014-04-04 2017-03-30 Heraeus Noblelight Gmbh Vorrichtung zur Entkeimung mittels ultravioletter Strahlung
US9772246B2 (en) * 2014-09-30 2017-09-26 Rosemount Inc. Fill fluid thermal management

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1177398A (zh) * 1995-02-28 1998-03-25 罗斯蒙德公司 带遥控密封膜片及其校正电路的压力变送器
CN1670420A (zh) * 2004-03-18 2005-09-21 罗斯蒙德公司 具有热绝缘部分的毛细管焊接延伸部分
CN101495846A (zh) * 2006-03-23 2009-07-29 罗斯蒙德公司 冗余机械和电子遥控密封系统
US7258017B1 (en) * 2006-04-10 2007-08-21 Rosemount Inc. Industrial process pressure transmitter with field repairable remote seals
CN101606049A (zh) * 2006-05-26 2009-12-16 罗斯蒙德公司 远程密封安装改良
CN101663570A (zh) * 2007-03-16 2010-03-03 罗斯蒙德公司 用于压力变送器的纳米粒子改良填充流体
CN201037797Y (zh) * 2007-05-25 2008-03-19 童纪国 一种波纹管式隔膜压力表
CN101981425A (zh) * 2008-04-03 2011-02-23 罗斯蒙德公司 具有增强的介电填充流体的工业压力传感器
CN202362919U (zh) * 2011-10-11 2012-08-01 罗斯蒙德公司 过程变量变送器系统
CN202956245U (zh) * 2012-05-30 2013-05-29 罗斯蒙德公司 远程过程密封组件和过程压力测量系统
CN103454038A (zh) * 2013-08-20 2013-12-18 重庆布莱迪仪器仪表有限公司 隔膜压力表低膨胀系数传压油
CN205620076U (zh) * 2015-06-30 2016-10-05 罗斯蒙特公司 用于一次性容器的聚合物远程密封系统和液体测量系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111630361A (zh) * 2017-09-14 2020-09-04 罗斯蒙特公司 用于一次性流体测量的紧凑型传感器连接器
CN111630361B (zh) * 2017-09-14 2022-07-12 罗斯蒙特公司 用于一次性流体测量的紧凑型传感器连接器

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