CN1213440C - 在一个腔室的内部与外部之间实现连通的设备 - Google Patents

Abstract

一种用来在一个腔室的内部与外部之间实现连接的系统，其包括穿过腔室壁的一个门开口，可以与壁接合并且有通过它的一个连接通道的一个连接器本体，以及在该连接器本体上的一个可移开的盖。使该本体与门开口接合，使在腔室内的一个内门与盖接合，并且将盖移开。一种优选的结构产生一个单一的可信的密封线。此系统特别适用于无菌的腔室。

Description

在一个腔室的内部与外部之间实现连通的设备

技术领域

本发明涉及一种用于在一个腔室的内部与外部之间实现连通的设备。具体地说，本发明涉及一种用于在一个腔室的内部与外部之间实现材料具体地是一种液体的传输的设备，该腔室是一个隔离腔室例如所谓的“手套箱(glove box)”，该腔室的内部是一种无菌的环境，同时保持在该腔室的内部与周围的外部之间的密封。

背景技术

通常，采用一种气体密闭(air-lock)的设备用于这种类型的传输，它包括一种内门和外门的双重门装置。当希望将两个都有内部的无菌环境的腔室连接在一起时可能会有困难，这时，连接必须穿过周围的环境比如实验室的大气。美国专利US 5853207公开了一种用于此目的的设备。当希望由一个腔室的无菌的内部将一种液体传输到另一个腔室的无菌的内部时特别有困难。已知的设备是复杂而且昂贵的。

对于提供这种类型的便宜的、简单的、可靠的机构有需求，本发明的目的就是提供这样的机构。

发明内容

按照本发明，一种用来将一个腔室的内部与该腔室的外部连接起来的设备包括：

该腔室的一个壁部具有在其中由内部到外部穿过该壁部的一个门开口；

一个连接器本体，其可以由腔室的外部围绕着该门开口与壁部密封地接合；

一个连接通道(a connection port)，其由朝向里面的表面到连接器本体的朝向外面的表面穿过连接器本体，该通道在连接器本体的朝向里面的侧面上有一个内开口，以及在连接器本体的朝向外面的侧面上有一个外开口；

一个盖，其可移开地安装在连接器本体上，并且当安装在连接器本体上时，其与连接器本体实现密封，并与连接器本体一起形成一个封闭体，该封闭体将通道的内开口包住，从而将通道的内开口与盖外面的环境隔离开；

门开口的一个外门，其可以将门开口密封，且是打开的，使得连接器本体可以与壁部接合，连接器本体的朝向里面的侧面面向腔室的内部；

一个内门，其可以将门开口密封，并且在腔室内是可打开的，当连接器本体与壁部接合时，此内门可以与盖可脱开地接合，从而使得可以操作内门，由此将接合的盖由连接器本体移开，从而将通道的内开口暴露于腔室的内部，并且使得当与盖接合时该内门与盖密封，以将盖的在连接器本体与门开口接合之前已经暴露于腔室外面的环境的那些部分包住，并且将这些部分与腔室的内部隔离开。

腔室

腔室最好是一个隔离装置，用于在该隔离装置内部的无菌环境中包容着一种材料，与外面的周围环境隔离开。腔室的边界最好为由刚硬的金属或塑料制成的壁部。在壁部中的门开口最好包括一个由外面到里面完全穿过该壁部的孔。最好以已知的方式设置该腔室，带有用腔室的壁密封的向里面伸展的长手套(long gloves)，以使得操作者可以操作腔室内的材料，并且可以操作本发明的设备。

连接器本体

连接器本体最好有大致的管状形状，其有一个开口端，当连接器本体与壁部接合时，该开口端面向腔室的内部，即，此开口端是一个朝向里面的端部，连接器本体还有一个相对的封闭端，并且，连接器本体邻近开口端的部分包括一个管状的本体套筒。

连接器本体最好有一个密封表面，此表面例如围绕着门开口与壁部的一个对应的密封表面配合。这样的密封表面可以包括一个密封凸缘，此密封凸缘围绕着门开口与壁部的一个对应的配合表面密封地配合。如上面所述的本体套筒适宜地有这样一个外密封凸缘，至少部分地围绕着它。该密封凸缘最好有一个中凸的锥形凸缘表面，其与壁部的一个对应的中凹的锥形配合表面配合，带有一个压缩密封件，例如在密封表面之间的一个软的有弹性的例如弹性材料的(橡胶的)密封垫圈。最好，这样的锥形凸缘表面在离开封闭端的方向上变细。

盖

盖最好有大致的管状形状，其有一个开口端，当盖与连接器本体接合时，该开口端面向与本体套筒的开口端相反的方向，且盖还有一个相对的封闭端，以及盖邻近开口端的部分包括一个管状的盖套筒，它以伸缩的方式与本体套筒接合。在这样的伸缩接合中，盖套筒可以或者在本体套筒的外面或者最好在本体套筒的里面。本体套筒与盖的套筒最好也借助于在它们上面的相应的相互配合的螺纹相互接合。

在这样的本体套筒与盖套筒之间最好有一个压缩密封件，例如一个可压缩的弹性密封垫圈，从而使得通过这个密封件可以将接合的连接器本体和盖的内部与周围环境隔离开。例如，这样的压缩密封件可以包括一个密封垫圈，它有带小角度(例如大约5度)的接触表面，从而使得当连接器本体套筒和盖套筒伸缩到一起时，它们的纵向相对运动可以迫使一个套筒的表面以一种楔进的作用压靠在密封垫圈的表面上，以形成良好的密封。例如，这样的带角度的垫圈可以是围绕着伸缩的套筒的内套筒(例如盖套筒)的一个有锥形外表面的环形垫圈，从而使得当两个套筒伸缩到一起时可以朝向外套筒(例如连接器本体套筒)驱动锥体的窄端。连接器本体套筒的与垫圈接触形成这样密封的那个表面(例如连接器本体套筒的开口端的内表面)也可以适合地有一个对应地带角度的表面例如一个对应的锥形表面，确保实现良好的密封。

连接器本体和盖可以设置为设备的可以替换的部件，并且可以由廉价的塑料，适合的能够进行消毒的塑料制成，

通道

通道最好包括穿过连接器本体例如如上面所述的大致管状的连接器本体的封闭端的一个刚硬的管，最好在朝向里面的那一侧越过大致管状的本体的开口端伸展，最好与管状本体同轴。

这样的管典型地有外开口端和内开口端，分别在连接器本体的外侧面和朝向里面的那侧是打开的。为了隔离连接器本体的内部，外开口端可以设有一个封闭件，例如一个帽盖或者塞子。

最好，为了使在腔室的内部与外部之间液体的传输变得容易，通道可以在一个开口端或者两个开口端连接到柔性管上，例如在实验室中传输流体通常使用的那种类型的柔性管。一种形式的通道是由它的朝向外面的那侧到它的朝向里面那侧穿过连接器本体的一个刚硬管，它的开口端中的一端或两端可以连接到柔性管上。形式为这样的刚硬管的通道最好与连接器本体一起整体地制作成一个模制件。替代地，通道可以包括穿过连接器本体的一个开口，刚硬管可以与此连接器本体相连接，例如一个刚硬管可以形成有螺纹穿过此开口的一个开口，最好在刚硬管的外面与开口之间形成密封。

外门

外门最好包括一个板部分，此部分可以抵靠壁部的外部的一个密封表面实现密封，在该板部分与壁部之间最好抵靠在一个压缩密封件上，例如一个可压缩的弹性垫圈上。通过例如传统的压紧装置将外门保持压靠在壁部上。最好可以将外门完全由壁部移开，以使得可以有宽的开口，容易接近门开口，并且使连接器本体与该壁部接合。

内门

内门是本发明的一个重要特点，且其实现多种功能，例如以下面的优选方式实现这些功能。

通过内门抵靠壁部的内部的密封表面进行密封实现从内部密封门开口并且在腔室内是可打开的，在内门与壁部之间最好有一个压缩密封件，例如可压缩的弹性垫圈。内门在它的外周边最好有密封凸缘形式的密封表面，该密封表面最好包括一个锥形的凸缘表面，其与壁部的一个对应的配合表面配合，在这些配合的锥形表面之间有一个压缩密封垫圈。

可以通过例如传统的装置比如卡口连接件(即，为了接合和脱开接合需要内门和壁部既有相对的纵向运动又要有相对的转动)实现内门与腔室壁的接合。为了操作这样的连接，内门可以设有一个操作把手，最好，使用上面提到的手套的使用者可以由腔室的里面操作该把手。为了进一步简化使用，可以将腔室的壁做成透明的，或者设有适当位置的窗口，或者腔室的内部可以设有闭路电视，使得操作者可以看见设备在腔室内的部分。最好内门可以完全由壁部移开，使得可以有宽的开口，容易接近门开口，并且容易在腔室内进行操作。

当连接器本体与壁部接合时，有一个或多个接合部分的盖可以与内门实现可脱开的接合，盖利用这些接合部分可以与内门相接合，这些接合部分例如为在盖的关闭端外部的一个钮件或挂钩，或者是在盖的侧面上的外部接合突出部或肋等，使得可以在腔室内接近它们，并且，内门设有接合装置，其与盖的上面提到的接合部分接合。内门与盖的接合装置可以例如包括夹紧装置，例如可以松开地接合的夹爪，它们可以例如夹住盖上的一个接合部分。这样的接合装置使得可以操作内门，从而由连接器本体移开接合的盖，以将通道的内开口暴露给腔室的内部。

内门与盖之间的接合可以是足够牢固的接合，通过接合的内门可以将适当的作用力施加到盖上，以使盖和连接器本体可以脱开接合。例如，接合装置可以足够地牢固，使得可以在纵向上将形式为伸缩的套筒的盖和连接器本体拉开，例如克服在它们之间的压缩密封件的摩擦。例如，如果借助于上面提到的螺纹使盖与连接器本体接合，特别是如果通过一种卡口连接件使内门与壁部接合时，那么，在内门与盖之间的接合装置可以是一种不能旋转的耦合连接，从而使得将内门的脱开卡口连接件接合的旋转使接合的盖与内门一起旋转，并造成盖与连接器本体之间的螺纹连接的螺纹旋开，以及反之亦然。最好，卡口连接件和螺纹可以有相同的节距，使得当盖与内门接合时，使卡口连接件脱开接合从而打开内门的内门的同一转动也使本体套筒和盖套筒的螺纹脱开接合，以及反之亦然。

可以通过包括一个鞘套部分的内门实现内门与盖的密封，将盖的在连接器本体与门开口接合之前已经暴露给容器外面环境的那些部分包住，该鞘套部分抵靠着盖的外侧面实现密封，以将盖的那些部分包住。如果盖为上面描述的管状形状，鞘套部分的形式也可以为大致对应的内部形状的套筒，该套筒配装在盖上。例如，这样的鞘套部分可以为大致的管状形状，它有一个开口端，当内门与壁部接合时，该开口端面向壁部，且鞘套部分还包括一个相对的封闭端，当连接器本体和与它接合的盖的子组件由腔室的外面与门开口接合时，鞘套部分的那个封闭端可以配装在盖上，并且包住盖，鞘套部分的内部形状与盖的外部形状非常一致。

这样的鞘套部分可以围绕着盖(将盖的在连接器本体与门开口接合之前已经暴露给腔室外面环境的那些部分包住，并且将这些部分与腔室的内部隔离开，如上面描述过的那样)在鞘套部分的开口端或者邻近鞘套部分的开口端实现密封，将盖的大部分包在鞘套部分内。鞘套部分的内表面和盖的外表面可以有相应的表面部分，它们相互合作，实现一种非转动的接合，例如相应的表面可以是多边形，或者可以设有相互合作的突出部，例如纵向上的肋。

最好，门例如鞘套部分与盖的接合也将盖保持在一个与内门固定的最好是不能转动的取向，使得内门可以与壁部接合以及再次接合，而在盖套筒和本体套筒上的前面提到过的相互合作的螺纹中的任何一个螺纹对于与本体接合的盖来说保持正确的对准状态。

借助于一个压缩密封件实现这样的鞘套部分与盖之间的密封，该压缩密封件的位置使得当内门与盖接合时位于鞘套部分与盖之间。可以将这样的压缩密封件设置成围绕着盖套筒的一个环形垫圈，如上面描述过的那样，其位置使得当连接器本体和盖的子组件与壁部接合时，压缩密封件被压缩在盖与内门之间。这样的压缩密封件适合地定位于鞘套部分的开口端邻近盖的位置。

替代地，盖可以由软的塑料制成，从而使得盖与鞘套部分之间在把它们被压缩在一起的部位形成紧密的压缩密封。

上面描述的抓持装置可以位于鞘套部分内，邻近鞘套部分的封闭端，该抓持装置也可以用来将盖与内门紧密地保持在一起，例如使盖在鞘套部分的里面，从而使得盖与内门之间的压缩密封件例如上面所述的压缩密封件保持在压缩状态，从而保持紧密的密封。

本体、盖和内门的特别优选的结构

因此，在一个特别优选的实施例中，

连接器本体和盖都有上面提到的大致的管状形状，它们有相应的开口端，当连接器本体与盖接合时，这些开口端面向相反的方向，本体和盖的相应的接合部分包括相应的管状套筒，它们以一种伸缩的方式接合起来，盖套筒在本体套筒内，且本体套筒和盖套筒也借助于设在它们上的相应的相互合作的螺纹接合，一个压缩密封件在这些套筒之间，

为了接合和脱开接合，在内门与壁部之间有一个卡口连接件，它既需要内门和壁部作相对的纵向运动也需要作相对的转动，

内门包括一个大致圆柱形的鞘套部分，此部分抵靠盖的外侧面实现密封，以将盖的在连接器本体与门开口接合之前已经暴露给容器外面环境的那些部分包住，

在内门与盖之间的接合是一种不能旋转的耦合连接，使得将卡口连接件脱开接合的内门的旋转使接合的盖与内门一起旋转，并造成盖与连接器本体之间的螺纹连接的螺纹旋开，以及反之亦然，卡口连接件和螺纹有相同的节距。

外门和内门适合地为设备的永久部件，并且可以由刚硬的金属部件制成。

作为另一个优选实施例，本发明的设备可以设有一个或多个安全结构，以防止腔室的内部直接开发给外面的大气。例如，可以有一个机构防止如果连接器本体没有与壁部密封地接合时外门和内门都打开。对于本领域的技术人员来说，这样机构的适当结构是明显的。

可信的密封线

希望在腔室外面的环境与腔室内部的环境例如无菌的环境之间建立在工艺上被称为的“可信的密封线”。

为了实现这一目的，最好，密封线在(A)连接器本体与盖之间；(B)盖与接合的内门之间；(C)连接器本体与壁部之间；以及(D)内门与壁部之间；所有这些线重合形成一个可信的密封线。该可信的密封线可以是密封线(B)和密封线(C)之间的分开线，密封线(B)在内门与接合的盖之间，而密封线(C)在连接器本体与壁部之间。

因此，在一个优选结构中，连接器本体可以由腔室的外面在围绕门开口的一个密封件(C)上与壁部密封地接合；

盖当被安装在连接器本体上时在一个密封件(A)上对着连接器本体实现密封，以形成所述封闭体，它包住通道的内开口；

内门在一个密封件(D)上将门开口密封住，并且当与盖接合时内门在一个密封件(B)上与盖实现密封，以将盖的在连接器本体与门开口接合之前已经暴露给腔室外面的环境的那些部分包住，并且将这些部分与腔室的内部隔离开；

并且，当盖与壁部接合，且内门与壁部接合，以及内门与盖接合，并且本体与盖接合时，所有密封件(A)、(B)、(C)和(D)在一个密封线重合，并且，内门和接合的盖的组件可以在这个密封线与本体和壁部的组件分开。

在一个优选实施例中，当连接器本体和盖包括上面描述的伸缩套筒，盖套筒在连接器本体套筒的里面，并且内门包括上面提到的鞘套部分时，最好借助于单一的压缩密封件例如一个密封垫圈获得可信密封线，该压缩密封件用来在连接器本体与盖之间提供一个密封件(A)，并且在盖与内门之间例如在内门的鞘套部分与盖之间提供一个密封件(B)，这些密封件(A)和(B)重合。

靠这样的结构，可信的密封线结果可以是横截着压缩密封件的表面的一条线。这样的结构使得在连接器本体、盖与鞘套部分之间有单一的可信的密封线。例如，这样的压缩密封件的形式可以为围绕盖套筒的一个环形垫圈，在盖与连接器本体之间有一第一密封表面，并且在盖与鞘套部分之间有另一个第二密封表面，可信的密封线在这两个密封表面之间。例如，这两个密封表面可以是底部对底部的锥形表面，可信的密封线围绕着底部相交的线。

在这个优选实施例中，特别可取的是：这条可信的密封线与连接器本体与壁部之间的密封线(C)重合，也与壁部与内门之间的密封线(D)重合。例如，如果连接器本体的密封表面和壁部的对应的密封表面是锥形的凸缘表面，并且在盖与内门的鞘套部分之间的相应的配合密封表面也是锥形的密封表面时，那么相应的锥形表面可以沿着同一个线相交。

因此，在这种特别优选的结构中，设备中的所有的配合密封件在一个可信的密封线交会，有单一的分开线，如上面提到的那样。

也可以使用单一的压缩密封件例如单一的软的弹性垫圈形成连接器本体与壁部之间的密封(C)，以及在内门与壁部之间的密封(D)。这可以通过使用基本上有“U”形截面的一个垫圈实现，使得门开口的周边配装在“U”形的中凹部分中，“U”字的一臂为外门提供一个平的密封表面，而将“U”形的外表面的中凸形状形成两个朝向相反的锥形密封表面，连接器本体和内门的对应形状的锥形凸缘表面可以与这两个密封表面配合。因此，单一的可信的密封线可以围绕着这些朝向相反的锥形密封表面的相应底部交会的那根线。

因此最好，第一密封垫圈设置成有朝向相反的底部对底部的锥形密封表面，分别在壁部与连接器本体之间形成一个密封(C)和在壁部与内门之间形成一个密封(D)，在两个底部对底部的锥形表面会合的部位有第一条线，并且，第二密封垫圈设置成在连接器本体与盖之间也有两个底部对底部的锥形密封表面，分别在本体与盖之间形成一个密封(A)和在内门与盖之间形成一个密封(B)，在两个底部对底部的锥形表面会合的部位有第二条线，并且，当连接器本体与壁部接合并且内门与盖接合时，第一线和第二线重合，并确定一条可信的密封线。

分开的部件

本发明还提供用于如上面所述的设备的连接器本体与盖的组合。

这种组合可以包括：

一个连接器本体，其可以由腔室的外部围绕着腔室的开口与壁部密封地接合；

一个连接通道，其由朝向里面的表面到连接器本体的朝向外面的表面穿过连接器本体，该通道在连接器本体的朝向里面的侧面上有一个内开口，并且在连接器本体的朝向外面的侧面上有一个外开口；

一个盖，其可移开地安装在连接器本体上，并且当安装在连接器本体上时，其与连接器本体实现密封，并与连接器本体一起形成一个封闭体，将通道的内开口包住，从而将通道的内开口与盖外面的环境隔离开。

本发明也提供适用于上面的组合和单独提供的连接器本体和盖。

可以提供这些组合使它们被包在一个密封的无菌的封装体中。

这样的组合和它的单独的连接器本体和盖的优选特点如上所述。

使用方法

本发明的设备提供一种廉价、简单的和一次性的装置，它包括在这里描述的连接器本体和盖的组合，在一个腔室的内部与外部之间传输材料的方法中可以将这种组合与结构适当的腔室结合起来使用，这种腔室例如是一个隔离装置，设有内门和外门，如在这里所描述的那样。该设备对于将一种典型地是无菌的液体传输进一个隔离装置中特别有用，同时不需要引入一个液体容器，这样的容器的外面通常需要消毒，以便保持进入隔离装置的腔室内部无菌。

因此，本发明还提供使用如在这里所述的设备在一个腔室的内部与外部之间传输材料例如一种液体的方法。

典型地，本发明的方法包括：

与有内部和外部的一个腔室有关，腔室的一个壁部在其中有一个由内部到外部穿过壁的门开口，该腔室有关闭门开口的一个外门，并有可以由腔室内部打开的一个内门；

设置一个连接器本体，可以将它围绕着门开口由腔室的外面与壁部密封地接合；

连接器本体有一个连接通道，其由连接器本体的朝向里面的表面到朝向外面的表面穿过连接器本体，该通道在连接器本体的朝里面那侧有一个内开孔，而在连接器本体的朝外面那侧有一个外开孔，并有一个可移开地安装在连接器本体上的盖，且当安装在连接器本体上时，盖密封到连接器本体上并与连接器本体一起形成一个封闭体，该密封体包住通道的内开孔，由此将通道的内开孔与盖外面的环境隔离开；

打开门开口的外门，并且使连接器本体与壁部接合，使面向里面的那侧面向腔室的内部，

当连接器本体与壁部接合时，使内门与盖可脱开地接合，以在内门与盖之间形成一个封闭体，将在连接器本体与门开口接合之前盖的已经暴露给容器外面的环境的那些部分包住，

打开内门，从而将接合的盖由连接器本体上移开，从而将通道的内开口暴露给腔室的内部，

打开内门，

并且，通过通道将材料由腔室的外部传输到腔室的内部，或者相反。

该方法可以包括传输一种液体材料，在这种情况下，可以包括将一个液体传输管连接到通道的一个开口端或两个开口端上，并且适当地把这样的液体传输管连接到一个液体源或者接收装置上的步骤。

该方法可以包括对一个或多个单个部件或部件的组件进行如上面提到的消毒的一个或多个步骤。

该方法可以包括一个接续的步骤，在该步骤中由腔室移开连接器本体，这可以包括：

在连接器本体与壁部接合的条件下，操作内门，使盖可脱开地与内门接合，从而使盖与连接器本体接合，以形成一个封闭体，将通道的内开口包住，从而将通道的内开口与盖外面的环境隔离开，

使内门围绕着门开口与腔室的壁部的内表面密封地接合，

使内门与盖脱开接合，

使连接器本体与壁部脱开接合，

并且，关闭外门。

如果该方法包括通过液体传输管传输液体，那么，此接续的步骤可以包括由通道拆下至少一个液体传输管，特别是连接到通道的内开口上的任何这样的液体传输管。

本发明的设备的主要工业应用可能是与内部无菌的腔室连接起来，使得可以无菌地将材料传输进这些腔室或者由这些腔室传输出来。然而，该设备可以与有其它类型的敏感的内部环境的腔室连接起来使用，例如包括生物上有毒的材料，比如微生物、病毒、放射性材料，等等。

现在通过实例仅参照附图描述本发明的设备和方法。

附图说明

图1A到1E示出一个连接器的本体、盖以及通道；

图2示出了一个壁部、外门和内门；以及

图3到11示出了该设备的按顺序的操作。

具体实施方式

参见图1A到1E，其示出了一个连接器本体11、盖12和通道13的全部子组件10。

连接器本体11有大致的管状形状，其有一个开口端111，当连接器本体11与一个腔室(在图1A到1E中未示出)的壁部接合时，此开口端面向该腔室的内部，连接器本体11还有一个相对的封闭端112。本体11的部分112为一个本体套筒的形式，并且围绕它有一个外部的密封凸缘114，能够与壁部的围绕一个腔室(在图1A到1E中未示出)的门开口的相应配合表面密封地配合在一起。密封凸缘114有中凸的锥形凸缘表面115，能够与壁部的相应的中凹的锥形配合表面配合。

盖12有大致的管状形状，有一个开口端121，当盖12与连接器本体11接合时，此开口端面向与本体11的开口端111相反的方向，盖12还有一个相对的封闭端122。盖的邻近封闭端122的部分123包括一个管状的盖套筒，而盖的邻近开口端121的盖套筒124也包括一个管状的盖套筒。如在图1C中所示，本体套筒113与盖套筒124以一种伸缩的方式接合，盖套筒124配装在本体套筒113的内部。本体套筒和盖套筒113、124也借助于在其上的相应的相互合作的螺纹116、125接合。螺纹116、125相当地陡，使得只需要很少的相对旋转就可以将套筒113、124脱开。

设置有一个压缩密封件126，它是一个可压缩的弹性密封垫圈，其作为围绕盖套筒124外面的一个环形垫圈，使得当套筒113、124接合时，密封件126在套筒113、124之间被压缩，以提供密封，从而使相互接合的连接器本体11和盖12的内部与周围环境隔离开。密封件126以大约5度的角度成锥形倾斜，使得当通过相对的纵向移动使套筒113，124伸缩地接合起来并且驱动锥形的垫圈126的窄端进入套筒113的开口端111中时，密封件126容易受压缩，而套筒113的开口端111有相应的锥形倾斜表面116，使得容易形成配合密封。

盖12在它的封闭端123的外面设有一个接合部分127，盖通过这个接合部分可以一个抓持钮的形式与一个腔室(在图1A到1E中未示出)的一个内门接合。套筒123在它的外表面上有外部的防旋转的肋128。

连接器本体11和盖12作为设备的可更换部件，它们由廉价的塑料制成，它们可以是消毒的和/或可以设置在密封的消毒包装中。

通道13包括一个刚硬的管131，它穿过本体套筒113的封闭端112，并且越过本体11的开口端111在朝里面的那侧(在图1A到1E中的右手侧)伸展，与本体套筒113同轴。管131作为一个模制件与本体11整体地制成。管131在连接器本体11的朝里面那侧(右侧)有一个内开孔132，而在连接器本体11的朝外面那侧(左侧)有一个外开孔133。在一个开口端或两个开口端132、133可以将管131连接到一个柔性管(在图1A到1E中未示出)上，柔性管的类型为在实验室中通常用来实现流体连接的那种类型。设置有加强肋134，以增强连接器本体的部分131和112的接合部的强度。

如在图1C中所看到的那样，将本体11、盖12和通道13组装在一起。当连接器本体11和盖12如图所示的那样相对彼此旋转时，本体套筒和盖套筒113、124借助螺纹116、125接合在一起。为了牢固，在本体11与盖12之间围绕表面114与密封件126之间的接合部固定上粘接胶带14。如在图1D中所看到的那样，为了额外地牢固，围绕着凸缘114(它有带外螺纹的边缘)固定一个锁定螺母15，将本体11与盖12夹紧在一起，从而保证密封件126的整体性。

因此，在图1C和1D中可以看出，盖12可移开地安装在连接器本体11上，当安装在连接器本体11上时，盖12通过密封件126密封到连接器本体11上，并且盖12与连接器本体11一起形成一个封闭体16，该密封体包住通道131的内开孔132，以将这个内开孔132与盖12外面的环境隔离开。盖的部分17暴露给周围环境，因此不能看作是无菌的。对于管131的开口端133可以设置一个封闭帽盖或塞子(未示出)。

参见图2，示出了一个腔室的结构，该腔室有一个壁部21、一个外门22和一个内门23。

该腔室是一个隔离装置，有内部的无菌环境20(图的右侧)和外面的周围环境(图的左侧)。由刚硬的金属或塑料制成的壁部2 1是腔室的边界，且腔室在壁部21中有一个门开口211，它是一个由外面到里面完全穿过壁部21的孔。该腔室设有向里面伸展的与腔室的壁21密封的长手套(未示出)，使得操作者可以在腔室内操作材料，并且可以操作本发明的设备。壁21或者是透明的，或者有一个窗口，使得操作者可以看出腔室21内的设备的部件。

门开口211的外门22可以将门开口211密封，并且是可打开的。外门22包括一个板部分，该板部分可以对着壁部21的外面的一个密封表面212实现密封。在该板部分22与壁部21之间设置一个压缩密封件213，该密封件是一个可压缩的弹性垫圈。传统的压紧装置214将外门22保持在壁部21上。当释放压紧装置214时，外门22可以完全由壁部21移开，使得可以有宽的开口，容易接近门开口，并且如下面将描述的那样，使连接器本体11与壁部21接合。

内门23可以围绕着门开口211密封地与腔室的壁部21的内表面接合。内门23有一个密封凸缘231，它与壁部21的一个对应的配合表面配合，并且包括一个中凸的锥形凸缘表面232，压缩密封件213在密封凸缘231与壁部21的表面之间。

可以用分别在壁部21和内门23上的一般说来是传统的卡口连接部件216、233将内门23与壁部21接合。卡口连接部件216、233的接合包括以一种传统的卡口连接方式使部件216、233在一起，在纵向上(即使门23向左如在图2中所示的那样朝向壁部21移动)使部件216、233接合，随后使部件216、233旋转(即关于一个左右伸展的旋转轴线转动，如在图2中所示的那样)将它们锁住。内门23可以完全由壁部21移开，使得可以有宽的开口，容易接近门开口211，并且容易在腔室内操作。

内门23包括一个鞘套部分234，此部分为大致的管状形状，有一个开口端235，当内门23与壁部21接合时，该开口端面向壁部21，内门还有一个相对的封闭端236。如下面将看到的那样，当连接器本体11和与它接合的盖12一起与门开口211接合时，鞘套部分234可以配装在盖12上，并且包住盖12。

借助于可以脱开地接合的夹爪237可以将鞘套部分234与盖12接合，这些夹爪的位置邻近鞘套部分234的封闭端236，并且这些夹爪可以抓持盖12的接合部分127。可以借助于可以在腔室内操作的操作把手238操纵夹爪237。操作把手238借助于啮合的齿轮装置239操作夹爪237。操作把手238也使将旋转作用力由腔室的内部施加到内门23上变得容易，从而可以操纵卡口连接件216、233。鞘套部分234在它的内表面上也有内部的防止旋转的肋128。下面将描述把手238和夹爪237的详细操作。

将会看到，一个压缩密封件213在外门22与壁部21之间，在内门23与壁部21之间，以及(如下面将看到的那样)在连接器本体11与壁部21之间形成密封。这是靠基本上有“U”形截面的垫圈213实现的，如在图2中所看到的那样，使得门开口211的周边配装到“U”字形的中凹部分中，“U”字形的一臂提供有一个用于外门22的平的密封表面，而将“U”字形的外部的弯曲部分的中凸形状做成两个朝向相反的底部对底部的锥形密封表面213A和213B，这些密封表面在边缘线213C相会，并且与连接器本体11和内门23的锥形的凸缘表面115、232配装在一起。密封件213的表面的锥体角度大约为40度。

现在将描述本发明的设备的上述部件的使用方法。

采用本发明的设备在腔室的内部与外部之间传输液体的方法的第一阶段包括在连接器本体11和盖12的组件内部对封闭体16的内部进行消毒，接着对通道13进行消毒，同时将盖12和本体11如在图1C-1E中所示的那样组装起来，这可以通过传统的手段例如用高压锅蒸或者辐射等实现。可以替代地以预先消毒的方式提供本体11和盖12的组件。

图3到11按顺序示出了在使用方法中包括的典型步骤。

如在图3中所示，通过卡口连接部件216、233实现内门23与腔室的壁部21的密封，在凸缘表面231、232与压缩密封件213之间形成密封。通过把手238实现所示出的旋转，操作卡口连接件。保持外门22仍然是关闭的。如在图2和3中所示出的那样，可以将把手238准直成与卡口连接件216、233的旋转轴线垂直，使得可以方便地施加操作作用力。一个弹簧2310帮助将把手238保持为这种准直状态。可以使得使用者可以清楚地看到这种准直状态，并且可以使用这种准直状态作为设备的状态的标记。通常将保持腔室的内部20是无菌的。

图4和5示出了连接器本体11和盖12组件与内门23的接合。

参见图4，通过压紧装置214的脱开接合并且完全移开板22已经打开外门的开口211。已经将一个带有夹子42的可变形的PTFE液体传输管41安装到管131的开口端133上。在连接到管131上之前已经以传统的方式将管41的内部消毒，从而在管41与管131之间建立无菌的连通管线。可以在一个分开的无菌的手套箱(未示出)中实现管133与41的连接。

已经由本体11与盖12的组件上除去了螺母15和胶带14，并且将组件11、12放置到打开的门开口211上。将夹爪237打开。

参见图5，组件11、12已经与门开口211接合起来。已经使锥形的凸缘表面115抵靠垫圈213的配合表面实现密封。使用压紧装置214牢固地将组件11、12夹紧在壁部21上，从而使组件11、12抵靠壁部21实现密封。

将盖12紧密地包在鞘套部分234内，接合部分127邻近夹爪237，并且处在夹爪237的咬合中。鞘套部分234抵靠盖12的外侧面实现密封，以包住盖12的部分17，在连接器本体11与门开口211接合之前部分17已经暴露给容器外面的环境。盖的这些部分是在图1C、1D和1E中所示的组件中密封件126的右面的那些部分。因为盖12有上面描述的管状形状，所以鞘套部分234的形式为一个套筒，它的内部形状和尺寸一般与盖12的外部形状相对应，使得盖12为一个在鞘套部分234内的形状紧密一致的配装件，并且可以在鞘套部分234内在纵向上(即沿着如图所示的左右方向)平滑地移动。

压缩密封件126实现鞘套部分234与盖12之间的密封，该压缩密封件的位置使得当内门23与盖12接合时在鞘套部分234与盖12之间，并且使得当连接器本体11和盖12的子组件与壁部21接合时，压缩密封件126在盖12与内门23之间被压缩。凸缘232有第二锥形配合表面2313，并且这个表面2313抵靠表面126A配合，以在鞘套部分234与盖12之间实现密封。鞘套部分234在鞘套部分234的开口端235围绕着盖12密封，盖12的大部分被包封在鞘套部分234内。这样，当与盖12接合时，内门23的鞘套部分234与盖12一起形成一个封闭体51，它包围着在连接器本体11与门开口211接合之前盖12的已经暴露给容器外面环境的那些部分。

可以看出，单一的密封垫圈213分别在壁部21与连接器本体11的凸缘115之间和壁部21与内门23的凸缘232之间有朝向相反的底部对底部的锥形密封表面213A、213B，在两个底部对底部的锥形表面会合的部位有第一条线213C。密封垫圈126在连接器本体11与盖12之间也有两个底部对底部的锥形密封表面126A、126B，在这两个底部对底部的锥形表面会合的部位有第二条线126C。当连接器本体11与壁部21接合并且内门23与盖12接合时，第一线和第二线213C和126C重合，并且在腔室外面的环境与腔室里面的环境20例如无菌的环境之间限定一条可信的密封线。

鞘套部分234的内表面和盖12的外表面有相应的表面部分128和2311，它们的形式为相互合作的表面肋，实现一种非旋转接合的相互配合，使得当鞘套部分234旋转时，肋128、2311相互压靠，使得盖12也转动。

如在图4中所看到的那样，在盖12进入之前，已经操作把手238，将它移动到所示出的位置，在这一位置，夹爪237是打开的，即，离开垂直对准的状态，并且进入大致与套筒的轴线平行对准的状态。把手238以2312为枢轴作枢轴转动。这样提供了进一步的安全措施：对于在这个位置的把手238非常不容易在无意中使它旋转，并且将内门打开。张力弹簧2313使把手238稳定在图5和6中分别示出的任何一个位置。也使得设备的操作者可以清楚地看到把手238的位置。

参见图6和7，用如在图5中所示的已经接合起来的设备，操作者使把手238返回到与套筒113的轴线垂直的位置，将夹爪237围绕着接合部分127关闭起来。没有详细地示出夹爪237的机构，但是，夹爪237可以在把它们连接到把手238上的驱动轴上浮动，并且有弹簧加载。这使得夹爪237可以通过弹簧的加载对接合部分127施加压力，从而使夹爪237可以容纳多种形状的接合部分127，也使得把手238可以在图5和6中分别所示的两个极端位置之间运动90度，而不管接合部分127的形状如何。当使把手238运动到在图6中所示的位置时，夹爪237也拉接合部分127，从而拉密封件126，紧密地压在鞘套部分234的凸缘表面2313上，从而在盖12与鞘套部分234之间形成严密的密封。

如在图7中所示，操作把手238使内门23相对于壁部2 1旋转，并且使卡口连接件216、233脱开接合。卡口连接件216、233的节距与螺纹116、125的螺距相同，从而使卡口连接件216、233脱开接合所需要的内门23的旋转程度足以使得螺纹116、125脱开接合，并且，结果将本体11与盖12脱开接合。同时，夹爪237的弹簧加载借助于接合装置127将一个很大的拉力施加到盖12上，以将密封件126紧密地压在凸缘表面232上。这也使得与内门23的鞘套部分234接合的盖12保持在一个固定的，特定的不能旋转的取向，使得当内门23重新与壁部21接合时，如下面所示出的那样，螺纹116、125保持正确的对准状态，使盖套筒124与本体套筒113接合。

将会看到，本体11和壁部21的组件与盖12和内门23的组件在重合线213C-126C分开。第一线和第二线213C和126C的接合部处横截着密封件126的表面的那条可信的密封线确定在盖(包括密封件126)的在封闭体16内已经与外部环境隔离开并因此是无菌的那些部分与盖的已经暴露给周围环境并且已经借助于鞘套部分234与腔室内的无菌环境隔离开的那些部分17之间的那条线。因此，在连接本体11和盖12的组件的过程中保持在腔室内的无菌状态。

参见图8，现在通过使卡口连接件216、233脱开接合将带有接合的盖12的内门23与壁部21脱开接合，并且由壁部21完全移开，携带着被部分地包在其中的盖12。可以看出，盖12和内门23的组件已经与本体11和壁部21的组件在线213C与126C之间的可信的密封线上分开。已将一个带有夹子82的液体传输管81安装到管131的内端132上。由于两个管41和81安装到管131上，可以将液体由腔室的外部传输到它的内部，或者相反。可以单独地对管81进行消毒，并且例如借助于气体密闭的第二进入口(未示出)把它传送到腔室的内部20。

与最后描述的步骤相联系可以采用一种安全结构，其是一个机构(未示出)，如果连接器本体11没有密封地与壁部21接合，该机构可以防止外门和内门22、23同时打开。

参见图9和10，示出内门23借助于卡口连接件216、233与门开口211的壁部21的重新接合。在图9中，通过与上面描述的步骤相反的步骤已经将内门23与壁部21重新接合起来。首先在纵向上将卡口连接件216、233重新接合。把手238处于与螺纹的旋转轴线垂直的取向，以使内门23的旋转变得容易，从而使卡口连接件216、233接合，并且使螺纹125相对于螺纹116转动，从而使二者接合。操作把手238使内门23相对于壁部21转动，以将卡口连接件216、233重新接合。如上面所提到的那样，夹爪237和非旋转的接合部分128、2311确保当把盖套筒124重新插入本体套筒113中时，盖12处在一个用于螺纹116、125接合的适当的取向。因为卡口连接件216、233的节距与螺纹116、125的螺距相同，在接合卡口连接件216、233的同时，螺纹116、125完全实现接合。因为这样一来盖套筒124的方向为本体套筒113内的纵向方向，密封件126的取向为向后与表面116实现配合密封，并且线126C和213C重合，以重新形成可信的密封线。

在图10中通过移动已经将把手238操作进入它的非垂直的对准状态，打开夹爪237，从而松开盖12的接合部分127。

参见图11，已经将压紧装置214打开，从而可以将本体11和盖12的组件由门开口211移开。为了安全，可以重新装上保持螺母15，现在可以重新装上外门22(未示出)。可以看出：连接器本体11和壁部21的组件与盖12和内门23的组件在形成可信密封线的线126C，213C处分开。这根可信密封线是连接器本体11与盖12之间的密封线126C，是盖12与接合的内门23之间的密封线213C，是连接器本体11与壁部21之间的密封线126C，并且是内门23与壁部21之间的密封线213C，所有这些线互相重合，形成一个可信密封线。

Claims (20)

1.一种用来将一个腔室的内部(20)与该腔室的外部连接起来的设备，其包括：

该腔室的一个壁部(21)，它有在其中由内部到外部穿过该壁部(21)的一个门开口(211)；

一个连接器本体(11)，它可以由腔室的外部围绕着门开口(211)与壁部(21)密封地接合；

一个连接通道(13)，它由连接器本体(11)的面向里面的表面到面向外面的表面穿过连接器本体(11)，该通道在连接器本体(11)的面向里面的侧面上有一个内开口(132)，并且在连接器本体(11)的面向外面的侧面上有一个外开口(133)；

一个盖(12)，它可移开地安装在连接器本体(11)上，并且当安装在连接器本体(11)上时，它密封到连接器本体(11)上，且它与连接器本体(11)一起形成一个封闭体(16)，该密封体将通道(13)的内开口(132)包住，从而将通道(13)的内开口(132)与盖(12)外面的环境隔离开；

门开口(211)的一个外门(22)，它可以将门开口(211)密封，且是可打开的，使得连接器本体(11)可以与壁部(21)接合，连接器本体(11)的面向里面的侧面面向腔室的内部(20)；

一个内门(23)，它可以将门开口(211)密封，并且在腔室内是可打开的，当连接器本体(11)与壁部(21)接合时，此内门与盖(12)可脱开地接合，使得可以操作内门(23)，从而将接合的盖(12)由连接器本体(11)移开，从而将通道的内开口暴露给腔室的内部(20)，并且使得当与盖(12)接合时，内门(23)与盖(12)密封，以将盖(12)的在连接器本体(11)与门开口(211)接合之前已经暴露给腔室外面的环境的那些部分包住，并且将这些部分与腔室的内部(20)隔离开。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，连接器本体(11)有大致的管状形状，其有一个开口端(111)，当连接器本体(11)与壁部(21)接合时，该开口端面向腔室的内部(20)，且连接器本体(11)还有一个相对的封闭端(112)，而连接器本体(11)邻近开口端的部分(113)包括一个管状的本体套筒。

3.按照权利要求2所述的设备，其特征在于，连接器本体(11)有一个密封表面，此密封表面围绕门开口(211)与壁部(21)的一个对应的密封表面(213)配合，并且密封表面包括一个密封凸缘(114)，此密封凸缘围绕门开口(211)与壁部(21)的一个对应的配合表面(212)密封地配合，且所述密封凸缘(114)有一个中凸的锥形凸缘表面(115)，其与壁部(21)的一个对应的中凹的锥形配合表面(213A)配合。

4.按照权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，盖(12)有大致的管状形状，其有一个开口端(121)，当盖(12)与连接器本体(11)接合时，该开口端面向与本体套筒(113)的开口端(111)相反的方向，且盖(12)还有一个相对的封闭端(122)，以及盖(12)邻近开口端(121)的部分(124)包括一个管状的盖(12)的套筒，它以伸缩的方式与本体套筒(113)接合。

5.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，连接器本体(11)的套筒与盖(12)的套筒借助于在它们上面的相应的相互合作的螺纹(116、125)相互接合。

6.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，通道(13)包括一个穿过连接器本体(11)的刚硬的管(131)。

7.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，内门(23)抵靠壁部(21)的内部的一个密封表面(213)密封。

8.按照权利要求7所述的设备，其特征在于，内门(23)在它的外周边有密封凸缘(231)形式的密封表面，该密封表面包括一个锥形的凸缘表面(232)，其与壁部(21)的一个对应的配合表面(213B)配合。

9.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，盖(12)有一个或多个接合部分(127)，盖(12)通过这些接合部分可以与内门(23)可脱开地接合，且内门(23)设有接合装置(237)，其与盖(12)的接合部分(127)接合。

10.按照权利要求9所述的设备，其特征在于，盖(12)和连接器本体(11)为伸缩的套筒(113、124)的形式，可以在纵向上将它们拉开，借助于螺纹(116、125)使盖(12)与连接器本体(11)接合，且在内门(23)与盖(12)之间的接合装置(127、237)是一种不能旋转的耦合连接件，从而将内门(23)与壁部(21)之间的连接脱开的内门(23)的转动使接合的盖(12)与内门(23)一起旋转，并造成盖(12)与连接器本体(11)之间的螺纹连接的螺纹旋开，以及反之亦然。

11.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，内门(23)包括一个鞘套部分，其抵靠盖(12)的外侧面密封，以将盖(12)包住。

12.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，盖(12)为管状形状，鞘套部分的形式为有大致对应的内部形状的套筒，该套筒配装在盖(12)上。

13.按照权利要求12所述的设备，其特征在于，大致为管状形状的鞘套部分有一个开口端(235)，当内门(23)与壁部(21)接合时，该开口端面向壁部(21)，且鞘套部分还有一个相对的封闭端(236)，当连接器本体(11)加上接合的盖(12)的子组件由腔室的外面与门开口(211)接合时，鞘套部分可以配装在盖(12)上，并且封住盖(12)，鞘套部分的内部形状与盖(12)的外部形状非常一致。

14.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，鞘套部分的内表面和盖(12)的外表面有相应的表面部分(128)，它们相互合作，以实现一种不能转动的接合。

15.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，在腔室外面的环境与腔室里面的环境(20)之间的可信的密封线(213C，126C)由连接器本体(11)与盖(12)之间的密封线，盖(12)与接合的内门(23)之间的密封线，连接器本体(11)与壁部(21)之间的密封线，以及内门(23)与壁部(21)之间的密封线确定，所有这些线(213C、126C)重合形成这样一个可信的密封线。

16.按照权利要求15所述的设备，其特征在于，可信的密封线(213C、126C)是内门(23)与接合的盖(12)之间的密封线与连接器本体(11)与壁部(21)之间的密封线之间的分开线。

17.按照权利要求15或16所述的设备，其特征在于：

连接器本体(11)可以由腔室的外面在围绕门开口(211)的一个密封件上与壁部(21)密封地接合；

盖(12)当被安装在连接器本体(11)上时在一个密封件上密封到连接器本体(11)上，形成一个封闭体，其包住通道(13)的内开口(132)；

内门(23)在一个密封件上将门开口(211)密封住，并且当与盖(12)接合时内门(23)在一个密封件上与盖(12)密封，将盖(12)的在连接器本体(11)与门开口(211)接合之前已经暴露给腔室外面的环境的那些部分包住，并且将这些部分与腔室的内部(20)隔离开；

并且，当盖(12)与壁部(21)接合，内门(23)与壁部(21)接合，内门(23)与盖(12)接合，并且本体与盖(12)接合时，所有密封件在一个密封线(213C、126C)重合，并且，内门(23)和接合的盖(12)的组件可以在这个密封线(213C、126C)处与本体和壁部(21)的组件分开。

18.按照权利要求17所述的设备，其特征在于，一个压缩密封件(213)用于形成连接器本体(11)与壁部(21)之间的密封，以及在内门(23)与壁部(21)之间的密封。

19.按照权利要求18所述的设备，其特征在于，压缩密封件(213)是基本上有“U”形截面的垫圈，门开口(211)的周边配装进“U”形的中凹部分中，“U”形的一臂提供一个用于外门(22)的平的密封表面，而将“U”字的外表面的中凸形状形成两个朝向相反的锥形密封表面，连接器本体(11)和内门(23)的对应形状的锥形凸缘表面(126A、2313)与这两个密封表面配合。

20.按照权利要求19所述的设备，其特征在于：

第一密封垫圈(213)有朝向相反的底部对底部的锥形密封表面，分别在壁部(21)与连接器本体(11)之间形成一个密封，和在壁部(21)与内门(23)之间形成一个密封，带有在两个底部对底部的锥形表面会合的部位的第一条线；并且

第二密封垫圈(126)在连接器本体(11)与盖(12)之间也有两个底部对底部的锥形密封表面(126A、126B)，分别在本体与盖(12)之间形成一个密封，和在内门(23)与盖(12)之间形成一个密封，带有在两个底部对底部的锥形表面会合的部位的第二条线；并且

当连接器本体(11)与壁部(21)接合并且内门(23)与盖(12)接合时，第一线和第二线重合，并且确定一条可信的密封线(213C、126C)。

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