CN110945272B - 夹管阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于压缩流体导管的夹管阀组件，所述夹管阀组件包括组件壳体(1)；可替换的压缩器元件(2)；用于保持流体导管的可替换的保持件元件(3)，所述保持件元件面对所述可替换的压缩器元件；所述阀组件被构造成使得所述压缩器元件可在所述组件壳体内朝向所述保持件元件运动，以压缩所述压缩器与所述保持件元件之间的流体导管。

Description

夹管阀
技术领域
本发明涉及一种夹管阀组件。特别地，夹管阀组件用于在生物加工工业中与聚合物单次使用技术一起使用，并且通常用于压缩聚合物管。
背景技术
生物加工涉及使用活细胞或组分来产生产品和化合物。在给定的过程中，活细胞或组分的隔离至关重要，因为污染可能使得产品不适合使用。为了在生物加工工业中降低污染的风险，许多构件为“单次使用”的。在所述工业内，“单次使用”技术主要涉及聚合物构件-比如管和袋。这些构件被用来容纳和运输用于仅仅单个批次产品的细胞培养基。在使用之后，将所述构件从生产用途移除并且将替换构件用于下一个生产批次。
“单次使用的”构件的目的是保护培养基免受替代的生产批次的交叉污染，消除对工艺设备进行灭菌和清洁/消毒的要求，以及防止细菌污染。
在整个生物加工过程中使用管来将培养基从一个过程点运输至另一个过程点，例如在给定的加工工厂中从一台机器运输至另一台机器。通常需要对管进行密封，例如以停止通过管的给定的培养基的流动，以及防止培养基在过程中被从一个点进一步传递至另一个点。该管通常为单次使用的并且由聚合物材料制成。用来密封管的构件通常也为单次使用的并且同样由聚合物材料制成。这样，管和密封装置通常为单次使用的-除了一个生产批次的给定的生物产品之外，不使用所述管和密封构件。
单次使用的聚合物装置不是耐用的装置，并且通常用于与仅仅一个生产批次一起使用。它们未被设计成提供可重复使用的组件。另外，可能提供很少的控制或可能没有提供控制来实现用于传递培养基的所期望的流速。
可获得混合选择，其可以容许多次使用。这些通常依赖于不锈钢阀构造，其可以被重复用于“夹紧”所模制的聚合物管。
这样的混合式不锈钢组件比完全的单次使用的阀和管布置更耐用。一旦使用新的管作为产品接触材料，所述混合式组件就容许在批次之间重复使用。然而，大量的单次使用的管尺寸-由管内径确定-以及市场上可获得的不同的管壁厚度使得不锈钢阀组件对于所有的单次使用的管尺寸而言为不切实际的并且对于设备制造商和最终用户而言为成本低效的。
可以在现有的单次使用的管上重复使用的、确保没有污染生产批次的可能性的夹管阀组件将是对现有技术的改进。
发明内容
本发明的一个实施例包含一种用于压缩流体导管的夹管阀组件，所述夹管阀组件包括：组件壳体；可替换的压缩器元件；用于保持流体导管的可替换的保持件元件，所述保持件元件面对所述可替换的压缩器元件；所述阀组件被构造成使得所述压缩器元件可在所述组件壳体内朝向所述保持件元件运动，以压缩所述压缩器与所述保持件元件之间的流体导管。
这是有利的，因为用户可以根据需要容易地移除和替换所述压缩器和所述保持件元件。所述保持件元件的尺寸可以被设置成适合于与不同尺寸的流体导管一起使用。这意味着可以选择所述保持件以最合适地适合给定的流体导管尺寸，但是如果例如需要不同的导管尺寸，则不需要移除或替换整个阀组件。此外，所述保持件可以为单次使用的元件，而整个阀组件可以适合于多次使用。另外，使用可替换的保持件和压缩器，最终用户可以调整阀内部以适合多个流体导管直径和导管壁厚度-而无需使用全新的阀组件。可替换的压缩器元件和可替换的保持件元件提供的是，所述组件可由最终用户定制。这提供显著的优势，因为所述组件的构件可在安装之后替换，而不会在结构上更改整个夹管阀组件阀或影响产品流。此外，可替换的构件易于安装和替换，并且可以由最终用户、承包商或设备制造商完成。
在使用中，所述阀组件的压缩器元件可以在打开位置与封闭位置之间运动，在所述打开位置中，所述压缩器与所述保持件元件之间的流体导管未被压缩，在所述封闭位置中，所述压缩器与所述保持件元件之间的流体导管被压缩。这是有利的，因为所述组件因此提供对位于所述压缩器与所述保持件元件之间的流体导管的压缩以及因此提供封闭。当所述压缩器元件处于所述封闭位置中时，这提供对通过所述导管的培养基的流动的有效终止。随后所述导管可以被解除压缩，并且因此被打开，以容许通过所述导管的培养基的流动重新开始(如果需要)。
所述保持件元件可以包括在底座部分中的螺纹通道。所述保持件元件可以经由插入至所述底座部分的螺纹通道中的螺栓固定至所述组件壳体。这是有利的，因为它提供将所述保持件元件固定至所述底座部分的易于使用的方式。这是有利的，因为它提供的是，可以根据需要容易地且快速地移除和替换所述可替换的保持件元件。
所述阀组件可以进一步包括可固定至所述阀组件壳体的封闭组件。这是有利的，因为它提供操作所述阀组件的方式。
所述封闭组件可以用夹固定至所述阀组件壳体。这是有利的，因为它提供将所述阀组件和所述封闭组件固定在一起的易于使用的方式。所述夹可以被容易地打开以分离所述阀组件和所述封闭组件，例如以替换所述封闭组件，此外，一旦所期望的封闭组件和阀组件处于适当位置中，所述夹就可以被容易地重新闭合。
所述封闭组件可以被构造成被手动地启动。所述封闭组件可以包括细长的元件，其中所述封闭组件被构造成通过向所述细长的元件施加扭转力而使所述压缩器元件从所述打开位置运动至所述封闭位置。
这是有利的，因为它提供对封闭组件的打开和封闭的用户控制方式，并且因此提供对所述阀组件自身的用户控制。
所述封闭组件可以被构造成被气动地启动。所述封闭组件可以包括偏置元件，其中所述封闭组件被构造成通过所述偏置元件的气动启动而使所述压缩器元件从所述打开位置运动至所述封闭位置。
这是有利的，因为它提供所述压缩器元件的所述打开位置与所述封闭位置之间的快速切换。由于所述气动启动可以使所述阀组件失效至打开位置或封闭位置中(被认为最适合给定的过程的那个位置)，因此它进一步提供防止所述阀组件失效的保护措施。
所述阀组件的压缩器可以由不锈钢制成。这是有利的，因为它提供适合于多次使用的非常耐用的组件。所述阀组件的保持件可以由聚苯砜(PPSU)制成。这是有利的，因为可以容易地将PPSU构件制成各种形状以适合许多流体导管的形状和轮廓。
所述流体导管可以为聚合物管。这样的管在生物加工工业中是典型的。因此，将这样的管用作流体导管提供的是，所述阀组件特别地适合于在生物加工工业中使用。
附图说明
图1为本发明的联接至手动地操作的封闭组件的夹管阀组件的示图。
图2a为本发明的联接至手动地操作的封闭组件的夹管阀组件的剖视示图，其中所述压缩器元件处于打开位置中。
图2b为本发明的联接至手动地操作的封闭组件的夹管阀组件的示图，其中所述压缩器元件处于打开位置中。
图3a为本发明的联接至手动地操作的封闭组件的夹管阀组件的剖视示图，其中所述压缩器元件处于封闭位置中。
图3b为本发明的联接至手动地操作的封闭组件的夹管阀组件的示图，其中所述压缩器元件处于封闭位置中。
图4为本发明的联接至气动地操作的封闭组件的夹管阀组件的示图。
图5a为本发明的联接至气动地操作的封闭组件的夹管阀组件的示图，其中所述压缩器元件处于打开位置中。
图5b为本发明的联接至气动地操作的封闭组件的夹管阀组件的剖视示图，其中所述压缩器元件处于打开位置中。
图6a为本发明的联接至气动地操作的封闭组件的夹管阀组件的示图，其中所述压缩器元件处于封闭位置中。
图6b为本发明的联接至气动地操作的封闭组件的夹管阀组件的剖视示图，其中所述压缩器元件处于封闭位置中。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明。
图1至6b示出本发明的用于压缩流体导管的夹管阀组件。夹管阀组件包括组件壳体1；可替换的压缩器2；用于保持流体导管的可替换的保持件3，保持件3面对可替换的压缩器2定位。
夹管阀组件被构造成使得压缩器2可在组件壳体1内朝向保持件3运动，以压缩流体导管，所述流体导管可以在压缩器2与保持件3之间放置于壳体1中的开口4中。
压缩器2可在打开位置(在图2a和2b，5a和5b中看到)与封闭位置(在图3a和3b，6a和6b中看到)之间运动，在所述打开位置中，在压缩器2与保持件3之间放置于开口4中的流体导管(未示出)未被压缩，在所述封闭位置中，在压缩器2与保持件3之间放置于开口4中的流体导管通过压缩器2朝向保持件3运动的作用而被压缩。当例如管的流体导管由可变形的材料(例如橡胶管材或其它聚合物管材)制成时，压缩导管具有“夹紧”的作用，因此封闭流体导管。可以通过使压缩器2运动返回至打开位置而对导管进行解除压缩。
在壳体内，可以选择可替换的保持件3以最佳地匹配要用于给定的正在进行的生物过程的管的轮廓。保持件3包括在底座部分6中的螺纹通道5。保持件3使用螺栓7固定至壳体，螺栓7具有将保持件固定于壳体内的适当位置中的作用。可以根据所需的管按照需要使用不同的保持件，而无需改变壳体1或封闭组件8、15。
封闭组件8、15可以通过配合的套圈端固定至壳体1，并且封闭组件8、15以及壳体1使用三重夹9夹持在一起。
可替换的压缩器2被构造成匹配要用于所述生物过程的管的轮廓。压缩器2通过配合的螺纹固定至封闭组件的杆11、17结构。在压缩器2中设置螺纹通道，杆11、17的螺纹端可以固定至所述螺纹通道中。杆11、17和压缩器2都可以设置有合适的涂层以防止卡住。这提供的是，在整个组件中不需要使用可能与操作者接触的润滑剂。
夹管阀组件的压缩器2和壳体1可以由不锈钢制成，以为阀提供足够的强度和耐用性。夹管阀组件的保持件3可以由聚苯砜(PPSU)组成。
夹管阀组件可以设置有手动封闭组件8(图1、2a、2b和3a、3b)或气动封闭组件15(图4、5a、5b和6a、6b)。
手动封闭组件8包括细长的元件或杆11，并且封闭组件被构造成通过用户经由盖或阀帽10向杆11施加扭矩或扭转力而使压缩器2从打开位置运动至封闭位置，反之亦然。在本发明的实施例中，设置附接至杆的手动PV压缩器保持件。这提供从杆移除扭转运动的功能，并且提供的是，线性运动使压缩器2从打开位置运动至封闭位置，反之亦然。
手动封闭组件8包括涂覆阀帽10和致动器壳体。阀帽10可以由不锈钢制成。阀帽10带有螺纹以匹配适当的涂覆杆11。杆11可以由不锈钢制成。阀帽和杆的尺寸和构造被设置成产生所需的线性力和行程，以压缩和密封使用中的流体导管。封闭组件8被构造成产生力以确保泄漏完整性以满足ANSI FCI 70/2Class VI规范。杆11的行程被构造成当封闭组件8通过扭转而被启动至打开位置时确保使用中的流体导管返回至未压缩状态(亦即，完全地打开)。利用聚合物PPS(40％GF)来确保用于在打开位置与封闭位置之间扭转的手动手轮的轻型组件。
气动封闭组件15包括呈固定至杆17的弹簧元件13的形式的偏置元件，并且封闭组件被构造成通过偏置元件的气动启动使压缩器2从打开位置运动至封闭位置。
气动封闭组件15利用适当的涂覆压缩器头16。压缩器头16可以由不锈钢制成。压缩器头16带有螺纹以匹配杆17。杆17可以由不锈钢制成。阀帽和杆的尺寸和构造被设置成产生所需的线性力和行程，以在使用中压缩和密封流体导管。封闭组件15被构造成产生力以确保泄漏完整性以满足ANSI FCI 70/2Class VI规范。
弹簧元件13向杆17提供偏置力。同样，杆17的行程被构造成当封闭组件15被启动至打开位置时确保使用中的流体导管返回至未压缩状态(亦即，完全地打开)。可以利用薄壁致动器壳体14来确保轻型组件。可以选择用于弹簧元件13的合适的偏置力，以为阀组件提供默认位置—亦即故障-打开、故障-封闭或故障-冻结。在图6a、6b中，示出故障-封闭类型。气密活塞18容许对封闭组件15的气动控制，以实现所需的“夹紧”功能。
本发明提供在手动与气动封闭模式之间进行改变的可能性。为此，例如可以通过释放三重夹9来移除手动封闭组件8，并且可以通过重新密封相一三重夹9来附接气动封闭组件15，以将封闭组件15固定至夹管阀组件。
为了在管尺寸之间进行改变，可以移除和替换可替换的保持件3和压缩器2。每个压缩器2和保持件3可以被构造成确保相同的封闭组件8和阀体将提供所需的行程以将流体导管撞击至所需的深度，以及提供力来密封导管以抵抗内部流体压力-而不损坏导管结构。在本发明的实施例中，压缩器元件2可以设置于封闭组件中，以使得封闭组件的移除和替换进一步导致压缩器元件2的移除和替换。
现有的金属夹管阀结构可以被用于仅仅一个过程管线(亦即管或导管)尺寸，从而需要用于每个单次使用的管线尺寸的单独的阀组件。本发明提供的是，保持件3和压缩器2的替换是在指定的尺寸范围内的管线尺寸之间进行改变的唯一的要求。
当在本文中参考本发明使用时，词语“包括”和词语“具有/包含”用来指定所陈述的特征、整数、步骤或构件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、构件或其组的存在或添加。
应当理解的是，本发明的为了清楚起见在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中被以组合提供。相反，本发明的为了简洁起见在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以被单独地或以任何合适的子组合提供。

Claims (11)

1.一种用于生物过程的夹管阀组件，所述夹管阀组件用于压缩流体导管，并包括：
组件壳体(1)；
可替换的压缩器元件(2)，该可替换的压缩器元件(2)包括用于固定到封闭组件的杆的螺纹端的螺纹通道；
容纳在所述组件壳体中的一个可替换的保持件元件(3)，其尺寸适于保持流体导管，所述保持件元件面对所述可替换的压缩器元件；
所述夹管阀组件被构造成使得在使用中，所述压缩器元件能在所述组件壳体内通过所述封闭组件朝向所述保持件元件运动，从而压缩所述压缩器元件与所述保持件元件之间的流体导管，以便抵抗内部流体压力而密封不同尺寸的流体导管中的任何一个，
其特征在于
所述保持件元件还包括在底座部分中的螺纹通道(5)，用于通过插入到该底座部分中的螺纹通道中的螺栓(7)将所述保持件元件固定在所述组件壳体内。
2.根据权利要求1所述的夹管阀组件，其特征在于，在使用中，所述压缩器元件能在打开位置与封闭位置之间运动，在所述打开位置中，所述压缩器元件与所述保持件元件之间的流体导管未被压缩，在所述封闭位置中，所述压缩器元件与所述保持件元件之间的流体导管被压缩。
3.根据权利要求2所述的夹管阀组件，所述封闭组件(8，15)能固定至组件壳体。
4.根据权利要求3所述的夹管阀组件，其特征在于，所述封闭组件用夹(9)固定至所述组件壳体。
5.根据权利要求3或4所述的夹管阀组件，其特征在于，所述封闭组件被构造成被手动地启动。
6.根据权利要求3或4所述的夹管阀组件，其特征在于，所述封闭组件被构造成被气动地启动。
7.根据权利要求5所述的夹管阀组件，其特征在于，所述封闭组件包括细长的元件，并且所述封闭组件被构造成通过向所述细长的元件施加扭转力而使所述压缩器元件从所述打开位置运动至所述封闭位置。
8.根据权利要求6所述的夹管阀组件，其特征在于，所述封闭组件包括偏置元件，并且所述封闭组件被构造成通过气动启动所述偏置元件而使所述压缩器元件从所述打开位置运动至所述封闭位置。
9.根据权利要求1或2所述的夹管阀组件，其特征在于，所述压缩器元件由不锈钢制成。
10.根据权利要求1或2所述的夹管阀组件，其特征在于，所述保持件元件由聚苯砜制成。
11.根据权利要求1或2所述的夹管阀组件，其特征在于，所述流体导管为聚合物管。
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