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Ziel dieser Entwicklung ist es eine Probeentnahmevorrichtung für Flüssigkeiten zu entwickeln, die eine Probeentnahme möglichst ohne mikrobiologische und oder chemische Beeinflussung durch den Probenehmer oder die Konstruktion der Entnahmeeinheit ermöglicht.
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Probeflüssigkeiten werden mittels einer Vielzahl von Probeentnahmeventilen zum Zwecke chemischer und oder mikrobiologischer und auch physikalischer oder anderer sensorischer Nachweise entnommen.
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In vielen Fällen sind die regulativen und normativen Anforderungen bzgl. der mikrobiologischen und der chemischen Grenzen so hoch, dass schon kleine Verunreinigungen der Probe, z. B. vor Ort während der Probeentnahme, eine nachweissichere Verifizierung erschweren oder gar unmöglich machen.
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Zum einen liegt dies an dem Mangel an Totraumfreiheit oder auch an der schlechten Reinigungsmöglichkeit der verfügbaren Konstruktionen.
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Mangelnde Hygiene durch den Probenehmer wegen Kontakt mit flüssigkeitsführenden hochreinen Komponenten oder auch der Flüssigkeitsprobe selber führen zu Probeverfälschungen.
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Weitere nicht zu vernachlässigende Nachteile sind nicht sterile Probebehälter, deren Identifikation und ein sicherer Transport zum Labor.
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Angestrebt wird deshalb eine sichere, anwenderfreundliche Probeentnahme.
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Eine große Bedeutung kommt dabei der totraumfreien Konstruktion und deren Beurteilung bzgl. des hygienischen Zustands zu.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer möglichst vollständigen Keimfreiheit der flüssigkeitsführenden Probenkanäle vor Beginn der Entnahme zu ermöglichen, wobei es bei der Verwendung von Abflammgeräten zu keinen Schäden in der Umgebung, bzw. Verbrennungen, und auch nicht zu einem übermäßigen Einsatz von Primärenergie kommen soll.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeitn.
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Die Erfindung sieht vor, dass das Abflammgerät an seinem freien Ende mit einer Zentrierhülse versehen ist, die die Austrittsöffnung der Flamme umfasst und auf die Aufnahmehülse aufsteckbar ist. Weiter ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Zentrierhülse die Aufnahmehülse mit ihrem freien Endabschnitt überdeckt und in dem rückwärtigen Abschnitt wenigstens eine Wandöffnung zum Durchtritt von Gas aufweist. Die Zentrierhülse umgreift die Aufnahmehülse dicht oder mit geringem Spiel. Außerdem ist vorgesehen, dass die Zentrierhülse mit der Aufnahmehülse lösbar verrastbar ist.
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Vorteilhafterweise kommt eine Entnahmetechnik zum Einsatz, die auch bei problematischen Flüssigkeiten eine sichere Flüssigkeitsführung direkt ohne Luftkontakt in den Probebehälter zulässt.
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In die flüssigkeitsführende Leitung wird ein Ventil oder Anschlussblock mit einer Aufnahme für ein Probeentnahmeventil eingebaut.
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Die zur Probe anstehende Flüssigkeit umspült das Probeentnahmeventil an der Entnahmeseite ohne Totraum.
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Im geschlossenen Zustand verhindert eine konische Dichtungsfläche das Austreten von Probeflüssigkeit.
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Im geöffneten Zustand fließt die Probeflüssigkeit zunächst durch den sterilisierbaren Probeflüssigkeitskanal, dann über einen aufsteckbaren sterilen Anschlussadapter und einen anzuschließenden sterilen Einmalartikel zum Probebehälter.
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Der Probeflüssigkeitskanal wird mit einem zentrierbaren Abflammgerät hin bis zum Entnahmeort sterilisiert. Dabei kann mit großem Vorteil das Sterilisationsergebnis optisch anhand eines Signalknopfes beurteilt werden.
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Die Bewegung des Signalknopfes heraus aus der Ruhe- in die Sterilposition während der Erwärmung wird durch eine Feder hervorgerufen die aus einer Formgedächtnislegierung beispielsweise NiTi (Nickel-Titan, Nitinol) besteht.
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Formgedächtnislegierungen sind spezielle Metalle, die in zwei unterschiedlichen Kristallstrukturen existieren können. Sie werden oft auch als Memorymetalle bezeichnet. Dies rührt von dem Phänomen her, dass sie sich an eine frühere Formgebung trotz nachfolgender starker Verformung scheinbar „erinnern” können.
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Dabei gibt es Legierungen mit einem Einwegeffekt z. B. eine einmalige Formänderung beim Aufheizen. Formgedächtnislegierungen sind auch mit Zweiweg-Effekt einsetzbar. Allerdings ist dieses Bauelement beim Abkühlen nicht in der Lage, Arbeit zu verrichten.
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In der vorliegenden Bauform sind beide Legierungsformen verwendbar, weil eine Rückstellfeder den Signalknopf beim Erkaltungsvorgang in die Ruheposition drückt.
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Alternativ zu Formgedächtnislegierungen sind auch andere temperatursensitive Bauelemente wie z. B. Bimetalle denkbar.
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Weitere Vorteile der Einheit sind der Isolationsschutz und die daraus resultierende geringe Oberflächentemperatur des Probeentnahmeventils nach dem Abflammvorgang, die damit in Zusammenhang stehende mögliche manuelle Bedienung ohne Werkzeug, die konische Dichtung hin zur flüssigkeitsführenden Leitung, die Restmengen minimierende trompetenförmige Konstruktion des Probenflüssigkeitskanals, und der universelle Anschlussadapter für den sterilen Einmalartikel.
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1a zeigt das Prinzip einer kompletten Probeentnahme.
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In die flüssigkeitsführende Leitung (1) ist ein Absperrventil (2) mit einer Aufnahmebohrung oberhalb des Absperrschiebers eingebaut. In dieser Aufnahmebohrung kann das Probeentnahmeventil (3) befestigt werden.
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Zur Probeentnahme wird der verriegelbare Universaladapter (4) auf das Probeentnahmeventil (3) aufgesteckt und durch Verschieben der Verriegelung (33) dichtend fixiert.
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Bei geöffnetem Probeentnahmeventil (3) fließt die Probeflüssigkeit über eine Anschlussleitung (5) zum Dreiwegeventil (6); initial kann über einen Spülanschluss (9) ein Teil der Probe verworfen werden, bevor nach erneutem Betätigen des Dreiwegeventils (6) über einen Behälteranschluss (7) der Probebehälter (8) gefüllt wird. Ist der Probebehälter (8) mit der erforderlichen Menge an Probeflüssigkeit gefüllt, kann eine Klemme (73) geschlossen werden. Das Probeentnahmeventil (3) wird ebenfalls geschlossen und der Universaladapter (4) diskonnektiert. Der verschlossene Probebehälter (8) kann mittels aufgeklebten Identifizierungsdaten in einem Kühlbehälter zum Labor gebracht werden.
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1b zeigt einen Anschlussblock (10) mit totraumfreien Clampanschlüssen (11), der in eine Rohrleitung oder in eine andere mögliche Anlage lösbar einzubauen ist. Das zweiteilige Probeentnahmeventil (3) ist mit seiner stationären Befestigungseinheit (52) in einen Block (10) eingeschraubt. Damit bei Öffnen- bzw. Schließvorgängen durch die Drehbewegung der Verschlusseinheit (53) der Dichtsitz (75) hin zum Flüssigkeitskanal (24) gesichert bleibt, wird mittels einer Verdrehsicherung (14) die stationäre Befestigungseinheit (52) fixiert. Die Verdrehsicherung (14) ist hufeisenförmig ausgeführt und liegt beidseitig an den Schlüsselflächen (13) der stationären Befestigungseinheit (52) an.
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Die drehbare Verschlusseinheit (53) besitzt einen Drehgriff (15), in den umfangseitig die Signaleinheit (67) mit einen Signalknopf (18) eingebracht ist.
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Auf die Aufnahmehülse (16) für den Probeadapter kann ein Abflammgerät (19) mit einer Zentrierhülse (20) aufgesteckt werden, wobei (21) die Kontur der Flamme zeigt, die direkt in den Probenflüssigkeitskanal (26) zentriert ist.
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1c zeigt eine Ausführungsform eines Anschlussblocks (22) mit Schlauchanschlüssen (23). Erkennbar ist die Stirnfläche (25) des Probeentnahmeventils (3), die direkt in den Flüssigkeitskanal (24) hineinragt. Ein Dichtkonus (58) verhindert einen Flüssigkeitsaustritt in den Probeflüssigkeitskanal (26).
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1d zeigt einen Anschlussblock (28) mit Schweißstutzen (29), die in unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt und so in pharmazeutische Leitungen eingeschweißt werden können.
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1e stellt eine mögliche Adaption des Universaladapters (4) an eine Entnahmekupplung (31) dar. Die Entnahmekupplung (31) wird in der Regel mit einem Einschraubgewinde (32) in eine bauseitige Flüssigkeits-Verrohrung eingeschraubt.
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Die Entnahmekupplung (31) besteht aus einem Nippelteil (44), welches mit einem Verschlussstück (43) dichtend verschraubt oder verschweißt ist. Im Innern sind ein sternförmiges Verschlussventil (40) mit Dichtung (41) und Andruckfeder (42) angeordnet.
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Zur Entnahme von Probeflüssigkeit aus der Kupplung (31) wird der Universaladapter (4) mit der gestuften Dichtung (34) auf das Nippelvorderteil (74) gedrückt. Dabei schiebt ein Öffnungsdorn (35) des Universaladapters (4) das Verschlussventil (40) nach hinten, sodass Probeflüssigkeit über die Flüssigkeitskanäle (36) in den Kanal für Probeflüssigkeit (38) fließen kann. An einem Schlauchanschluss (37) kann eine Anschlussleitung (5) befestigt werden. Bedingt durch die Stufung der Dichtung (34) ist der Adapter (4) an unterschiedliche Durchmesser adaptierbar.
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2 zeigt in vergrößerter, detaillierter Darstellung den Aufbau des Probeentnahmeventils (3), dessen Hauptkomponenten eine stationäre Befestigungseinheit (52) und die drehbare Verschlusseinheit (53) sind.
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Die stationäre Befestigungseinheit (52) ist mit einem Gewinde (72) beispielsweise in eine der vorgenannten Applikationen hineinzuschrauben. Möglich sind anstelle eines Gewindes auch Rast – oder Steckanschlüsse.
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Das der flüssigkeitsführenden Leitung (1; 24) zugewandte Ende (25) weist einen Dichtkonus (58) zum Probeflüssigkeitskanal (26) auf. Zur weiteren Verbesserung der Dichteigenschaften und als möglicher thermischer Isolator kann ein Probekern-Dichtsatz (60) vorzugsweise aus Teflon oder einem ähnlichen Material eingesetzt werden. Die Dichtung (75) zeigt eine Dichtungsmöglichkeit der stationären Befestigungseinheit (52) zum Einbauort hin. Mit dem Verschlussgewinde (57) wird die Verschlusseinheit (53) bis maximal zum Anschlag (61) bzw. Herausdrehsicherung (50) geöffnet.
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Die Verschlusseinheit (53) selbst weist einen metallischen Probekern (55) auf, der voll umfänglich von einem Griffstück mit Isolation (54) umschlossen ist.
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Durch Drehbewegung des Griffstücks (54/15) bewegt sich der Probekern (55) mittels des Verschlussgewindes (57) und gibt die Konusdichtung (58) frei, sodass Probeflüssigkeit über den T-förmig angeordneten Probeeinlaufkanal (59) zum Probenflüssigkeitskanal (26) gelangt.
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Die Verbindung des metallischen Probekerns (55) mit dem isolierenden, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Griffstück (54) wird formschlüssig durch eine Aufnahme (56), die als Rast- oder Rändelaufnahme ausgeführt sein kann, hergestellt.
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Die Signaleinheit (67) ist mit einem Wärmeleittopf (62) formschlüssig in dem Kern (55) eingebracht und mittels einer Signaleinheitverrastung (65) in das Griffstück (54) eingesetzt und dadurch mit der Verschlusseinheit (53) verbunden.
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Die Signaleinheit (67) ist eine zweiteilige verbundene Einheit, deren unterer Wärmeleittopf mittels Verrastung (66) mit der Signalknopfhülse (63) verbunden ist. Innerhalb der Signaleinheit (67) ist in den Wärmeleittopf (62) eine Formgedächtnisfeder (68) eingesetzt, die im Arbeitsfall eine Signalknopfführung (64) so bewegt, dass der Signalknopf (18) deutlich über den Rand der Signalknopfhülse (63) herausragt. In der Ruhephase wird Signalknopfführung (64) durch Rückstellfeder (69) zurück gedrückt.
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Der Signalknopf (18) und die Signalknopfführung (64) sind miteinander formschlüssig verbunden und können durch Dimensionierung des Anschlags (70) bzw. Tiefe und Farbe des Bundes (76) zum einen ein eindeutiges Arbeitssignal liefern und zum anderen auf unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden.
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Bei nicht dargestelltem Eintritt der Flamme (21) in Probenflüssigkeitskanal (26) wird der Probekern (55) erwärmt. Der Wärmeübertrag erhöht ebenfalls die Temperatur des Wärmeleittopfes (62), in dem die Formgedächtnisfeder (68) angeordnet ist. Mit zunehmender Temperatur drückt die Formgedächtnisfeder (68) gegen den Anschlag (70) die Signalknopfführung (64) so nach außen, dass ein deutlicher Übertritt des Signalknopfes (18) über der Hülse (63) entsteht.
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Vorzugsweise wird die Signalknopfführung (64) in einer anderen Farbe als der Signalknopf (18) dargestellt, sodass nach deutlichem Übertritt über die Hülse (63) auch ein Farbwechsel erkennbar ist.
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Bei Erkaltung von Formgedächtnisfeder (68) drückt eine Rückstellfeder (69) den Signalknopf gegen den Bund (7) in die Ruheposition zurück.
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Nach dem Abflammvorgang und Registrierung der Signalknopfanzeige kann der Universaladapter (4) auf Aufnahme (16) gesteckt und mittels Verriegelung (33) an der Nut (17) verriegelt werden. Dazu ist die Verriegelung (33) in „Auf”-Position gestellt, sodass die zylindrische Aufsteckposition (46) ein Aufschieben des Adapters (4) ermöglicht. Die Position der Verriegelung ist auch an der Aufschrift an den Verriegelungsfahnen (48) ersichtlich.
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Durch Herunterdrücken von Verriegelung (
33) entsteht eine seitliche Führung und Fixierung in der Nut (
17). Im aufgesteckten Zustand kann an dem Anschluss (
37) die Leitung (
5) konnektiert und die Verschlusseinheit (
53) so geöffnet werden, dass die Probeflüssigkeit entnommen werden kann. Legende
| 1 | Flüssigkeitsführende Leitung |
| 2 | Ventil mit Probeaufnahme |
| 3 | Probeentnahmeventil |
| 4 | Probeadapter |
| 5 | Anschlussleitung |
| 6 | Dreiwegeventil |
| 7 | Behälteranschluss mit Schlauchklemme |
| 8 | Probebehälter |
| 9 | Spülanschluss |
| 10 | Anschlussblock mit Clampanschlüsse |
| 11 | Totraumfreie Clampanschlüsse |
| 12 | O-Ringaufnahme |
| 13 | Schlüsselfläche |
| 14 | Verdrehsicherung |
| 15 | Drehgriff |
| 16 | Aufnahmehülse für Probeadapter |
| 17 | Verriegelungsnut |
| 18 | Signalknopf |
| 19 | Abflammgerät |
| 20 | Zentrierhülse |
| 21 | Flamme |
| 22 | Anschlussblock mit Schlauchanschlüssen |
| 23 | Schlauchtüllen |
| 24 | Flüssigkeitskanal |
| 25 | Stirnfläche Probeentnahmeventil |
| 26 | Probenflüssigkeitskanal |
| 27 | Hilfsschlüsselfläche |
| 28 | Anschlussblock mit Anschweißstutzen |
| 29 | Anschweißstutzen |
| 30 | Befestigungsschrauben für Verdrehsicherung |
| 31 | Entnahmekupplung mit Verschlussventil |
| 32 | Einschraubgewinde |
| 33 | Verriegelung |
| 34 | Gestufte Dichtung |
| 35 | Öffnungsdorn |
| 36 | Flüssigkeitskanäle |
| 37 | Schlauchanschluss Probeadapter |
| 38 | Kanal Probeflüssigkeit |
| 39 | Verriegelungsnut Entnahmekupplung |
| 40 | Sternförmiges Verschlussventil |
| 41 | Dichtung Verschlussventil |
| 42 | Andruckfeder |
| 43 | Kupplungs-Verschlussstück |
| 44 | Kupplungs-Nippelteil |
| 45 | Dichtung Verschluss- u. Nippelteil |
| 46 | Verriegelung-Aufsteckposition |
| 47 | Verriegelungsführung |
| 48 | Verriegelungsfahne |
| 49 | Adapterhülse |
| 50 | Herausdrehsicherung/Anschlag |
| 51 | Dichtungssitz |
| 52 | Stationäre Befestigungseinheit |
| 53 | Verschlusseinheit |
| 54 | Griffstück mit Isolation |
| 55 | Probekern |
| 56 | Isolationsaufnahme |
| 57 | Verschlussgewinde |
| 58 | Dichtkonus |
| 59 | Probeeinlaufkanal |
| 60 | Probekern-Dichtsitz |
| 61 | Ausdrehanschlag |
| 62 | Wärmeleittopf |
| 63 | Signalknopfhülse |
| 64 | Signalknopfführung |
| 65 | Signaleinheitverrrastung |
| 66 | Wärmeleittopfverrastung |
| 67 | Signaleinheit |
| 68 | Formgedächtnisfeder |
| 69 | Rückstellfeder |
| 70 | Federanschlag |
| 71 | Kerndichtung |
| 72 | Gewinde oder Steckzylinder |
| 73 | Klemme |
| 74 | Nippelvorderteil |
| 75 | Dichtsitz |
| 76 | Bund Signalknopf |
