JP2012517573A - スプリット弁 - Google Patents

Abstract

スプリット弁装置は制御、充填、放出及び／又は粉末、液体、スラリー及び／又は流体の流量調整をするためのものである。該弁は第一の弁部分と第二の弁部分とを備え、該第一の弁部分と該第二の弁部分とは相補的形状を有し、該第一の弁部分は該第二の弁部分と密封係合することができ且つ該第一の弁部分と該第二の弁部分とは協働して物質の流動を許容することができる。各々の弁部分はハウジング、弁座及び弁閉塞部材を含み、該弁閉塞部材は二つの位置との間を移動自在である。
【選択図】図１

Description

本発明は弁に関連するが、しかし特に弁の制御、充填、放出及び／又は粉末、液体、スラリー及び／又は流体の流量調整に限られるものではない。

スプリットバタフライ弁のような弁は多くの様式で入手可能であり、製造した物質を外部に露出することを防ぐために製造物格納容器が必要とされる場所での工程及び該製造物の近辺で働く人のために広く使用されている。該スプリット弁は取扱い及び保管された固体状態の粉末及び粒状の物質を搬送することに予め適したように設計されている。

スプリット弁様式は該弁が半分に開口を分割することを許容し、一般的にはアルファ部分及びベータ部分、又は能動的な部分及び受動的な部分と呼ばれる。該弁の様式は開口するときに、該半分の弁部分は両側で該内容物をシールし保持するようになっている。

該スプリットバタフライ弁と同様に、スプリットボール弁は固体及びより一般的には液体の物質を搬送するために用いられる。従来、該スプリットバタフライ弁及び該スプリットボール弁は薬剤又はバイオテクノロジー産業において主に無滅菌での作業に使われてきた。

無菌機器設計においては全システムが無菌であることを必要とされ、そして一度無菌化されると、加工サイクル中、例えば物質の追加、物質の放出、システム間で搬送する任意の過程等において、確実に無菌性を維持することが重要である。

スプリット弁は幾つもの既知の方法を介して除菌される。該方法には高圧蒸気殺菌法が含まれ、該方法は開放弁を介して通過した蒸気又は該開放弁を通過して気化した過酸化水素水のような他のガスを、事前に任意の製品の内部表面又は製品接触部分に接触させるものである。

薬剤、化学品、生物材料、食品の製造において、効果的に貯蔵することは係る合成物及び製品の安全かつ衛生的な取り扱いに対して重要である。該製造過程の夫々の段階において、操作者を最適に保護し、該製品の品質を維持するため、取扱いの制限及び管理をしなければならない。

多くの新規薬剤成分の効能が増強することにより、扱われる物質がしばしば健康に対して有害なものとなる。薬剤とバイオ製造物は製品汚染に対して厳重な管理の元でしばしば製造される。これは該製品がしばしば食用に供され、アメリカのＦＤＡ（食品医薬品局）及びイギリスのＭＨＲＡ（英国医薬品庁）のような機関により、係る産業が厳しく規制されているためである。さらに、活性を有する薬剤成分及び／又は後に希釈される粉末のような該薬剤は十分な量において操作者の健康に対して有害となりうる。従って、操作者と潜在的有害物質との直接接触は避ける必要がある。

係る厳しい要件により、該製品の近くで働く人や環境への製品の露出を防ぐためにスプリット弁の能動的な要素と受動的な要素の間に好ましいシールがあるので、該弁の該要素の製造は厳密な許容範囲を満たすことを保証するため、該要素の寸法が正確に製造されることを保証するために厳しい条件下にある。加えて、該弁自身のための該ハウジングが部材間の良好なシール性を保証できるようにすることで、該弁要素はそれ故に相対的にしばしば大きくなる。これは、特に操作者の手腕に左右されるグローブボックス格納装置（glove box containment apparatus）内で扱う時に、容器を大きくしそして扱いづらくさせる。

本発明の目的は従来技術に関連した一つ以上の前記問題を解決又は緩和することである。

本発明に従って、第一の弁部分と第二の弁部分とを備え、該第一の弁部分と該第二の弁部分とは相補的形状を有し、該第一の弁部分は該第二の弁部分と密封係合することができ且つ該第一の弁部分と該第二の弁部分とは協働して物質の流動を許容することができ、該第一の弁部分と該第二の弁部分との各々はハウジング、弁座及び弁閉塞部材を含み、該弁閉塞部材は該弁座から退去して弁を開にする第一の位置と該弁座と協働して該弁を閉にする第二の位置との間を移動自在であるスプリット弁装置であって、該第一の弁部分と該第二の弁部分とが相互に係合して該弁閉塞部材が閉じられる第一の形態と該第一の弁部分と該第二の弁部分とが相互に非係合となる第二の形態を有し、該第一の弁部分は該第二の弁部分に対して相対的に移動自在であって該第一の弁部分と該第二の弁部分とを選択的にロック及びロック解除するロッキング手段を有する、ことを特徴とするスプリット弁装置が提供される。

本発明は第一の弁部分と第二の弁部分との間に確実であって優れた密封性を保証することができ、係合のための簡単な機構及び革新的な弁システムを供給するための安全な該弁部分を共に有する。該ロッキング手段は一対のロッキング部材を含み、該ロッキング部材の一方は該ロッキング部材の他方に対して相対的に移動自在であり、該一対の該ロッキング部材をロック及びロック解除する該ロッキング部材の該他方に選択的に係合している。

該一対のロッキング部材は相補的形状を有する雄部材及び雌部材から構成されていてもよい。該雄部材は該雌部材に対して相対的に移動可能であることが好ましい。

該雄部材は並進移動自在であることが好ましい。

一の実施形態において、該雄部材は対を含み、該雌部材は該雄部材を受け入れる相補的形状の盲穴を含む。

該雄部材は能動的な弁部分に配置され、該雌部材は受動的な弁部分に配置されるのが好ましい。

該雄部材の長手方向軸線は該雌部材の軸線からオフセットされていてもよい。それ故に、該雄部材が係合し該雌部材によって受け入れられる時、該弁部分はそれらの間により好ましいシールを形成するために互いに押し合う。

一の実施形態においては、該第一の弁部分及び該第二の弁部分は雌部材でよく、該雌部材が受けることのできる雄部材に相当する第三の弁がある。

アッセンブリの該弁部分の各々は物質を保管するための容器又はホースのような物質を搬送するための及び／又は従来技術である他の加工装置のための搬送手段上に装着可能であってもよい。該弁部分の装着手段は、例えばねじ山、インターフェースフィット、雌すなわち雌アタッチメント等、のような任意の既知の技術手段を含んでもよい。他の態様において、該弁部分は該容器又は該搬送手段と一体的に形成してもよい。

該第一の形態から該第二の形態に移動するとチャンバーの入口及び出口が閉となってもよい。その際該アッセンブリは、チャンバーを通して通過した物質が外部環境に接触しないことを保証する。

該弁座と該弁閉塞部材とは相補的形状であって、該弁閉塞部材が閉となると密封が形成されることが好ましい。

該弁アッセンブリは、スプリットバタフライ弁、スプリットボール弁、任意の他のスプリット弁又は既知のクイックリリースカップリングであってもよい。該アッセンブリはスプリットバタフライ弁であることが好ましい。

該弁部分は対を形成し、該一方が雄又は能動的な弁部分を、該他方が雌又は受動的な部分を形成することが好ましい。

該弁座はシール部材を含むのが好ましい。該シール部材は接合部分と、該接合部分と該弁ハウジングとの間に位置する弾性変形可能部分とを含むことが好ましい。

他の実施態様において、該弁閉塞部材には、使用に際して該弁ハウジングの中実部分に対して係合されるシールを受け入れる凹部が配設されていてもよい。

該シールが該弁閉塞部材の凹部に位置する場合、該弁閉塞部材はエラストマー材料製カバーと該カバーの上に位置する該シールを更に含んでもよい。

一の実施形態において、更なる移動が該弁シールとの係合によって通常は阻まれる位置を超えて該弁閉塞部材は回転自在であり、該弁閉塞部材を閉の位置に偏倚する偏倚手段が配設されていてもよい。該弁座は該弁ハウジング上又は該弁閉塞部材に配置されていてもよい。

使用中、該アッセンブリは物質が該アッセンブリの通過を許容するために第一から第二の形態へ変換してもよい。一旦物質が搬送されると、該アッセンブリは該第一の形態へ戻り、そして該二つの弁部分は非係合になる。

ほんの一例として、本発明の具体的な態様が下記の添付の図面を参照するとともに記載されている。

本発明に従った弁アセンブリの２つの弁部分の斜視図。 ａ及びｂは第一形態及び第二形態の夫々において、本発明に従った弁アセンブリの斜視図。 本発明に従った弁アセンブリの能動的な部分の斜視図。 図３で示された弁の能動的な部分のロッキング手段の斜視図。 ａ及びｂは図１−４の能動的な弁部分を貫いた切り取り断面図。

まず、図１から４について述べると、弁アセンブリ１０は二つの弁部分、即ち上部が受動的な、下部が能動的な弁部分１２、１４を含み、弁部分１２、１４は一般に環状であって１６、１８で示される弁ハウジングとハウジング内に枢動自在に組込まれた弁閉塞部材２０、２０’を有する。弁ハウジング１８は環状凹部１９を有する。弁閉塞部材２０、２０’は、環状ディスクの形状であり、そして弁閉塞部材がハウジング内で枢動自在に組込まれていることによってスピンドル２２、２２’が設けられている。弁閉塞部材２０、２０’とスピンドル２２、２２’は金属の単一片より機械加工される。

下部弁閉塞部材１８のスピンドル２２の一つは操作可能なようにアクチュエータ２６に接続されている。従って、環状ディスクはスピンドル２２、２２’によって回転するために軸支されており、スピンドル２２の回転によって動かされる。自動アクチュエータ２６はスピンドル２２の環状ディスクの反対端で受けられる。アクチュエータは二つ配設されてもよく、能動的な弁部分又は手動アクチュエータのスピンドルの両側は他の実施例において使用することができる。

弁ハウジング内で相補的形状を有する凹部に位置する環状シール（図示せず）の形状内で、弁閉塞部材２０、２０’は環状弁座と係合自在及び非係合自在である。シールは、使用に際して弁閉塞部材２０、２０’に係合するＥＰＤＭ環状接合部（代わりに、パーフロロエラストマー又は他の適した材料が使用される）を含む。弁ハウジング部分１６、１８の夫々の外側端面３２、３２’は平面であって、使用において夫々の面は例えば隣接する配管部分又は従来技術においてよく知られた容器に接続されており、例えば位置合わせした穴によって通路が形成される。

二つの弁ハウジング部分１６、１８の接合部（abutment）は、上部弁ハウジング部分１６が下部弁ハウジング部分１８内に組込まれているような対、即ち上部弁ハウジング部分１６が雄、下部弁ハウジング部分１８が雌、を形成する。第一の形態において（図２参照）二つの弁部分は係合し、係る弁閉塞部材は外部環境から遮断され、そして弁を流動して搬送された物質は外部環境によって汚染されない。

弁１０の能動的即ち雄部分１４は、お互い正反対に配設された移動自在な二つのロッキングピン６０を有し、該ロッキングピンはハウジング６２内に位置する。ピン６０の夫々は、ピンがハウジング６２内に位置するロック解除位置（図３参照）からピン６０がそのハウジングを超えて伸びるロック位置又は係合位置（図４参照）へ移動するために並進移動自在である。

ハウジング６２はスピンドル２２の一部を形成する。

夫々のピン６０を受け入れるための形状をした雌弁部分１２内に位置する２つの相補的形状の盲穴６４がある。図５ａ及び図５ｂはロッキング部材が弁の雌又は受動的な部分と係合又は非係合するところを表す。図に示すように、ピン６０は縮退位置（図５ａ）からピンが盲穴６４内で受け入れられる伸長位置（図５ｂ）へ移動自在である。

弁閉塞部材は９０°の範囲で回転自在に適合され、弁閉塞部材が完全な開位置にあるときに弁閉塞部材２０、２０’の内側表面５０、５０’の外形は弁ハウジングの貫通孔の外形と一致し、従って液体又は他の物質の流れを制限することは無い。

シート２８、２８’がシールを形成するために一致し、弁閉塞部材２０、２０’が互いに接触し、夫々の弁部分を開くために回転することができるところの第二形態において弁アッセンブリは完全に係合されることができ、そしてそれは密封係合されることとなり、従って物質が汚染されることなく搬送することができる。下部弁閉塞部材２０’のスピンドル２２、２２’が回転すると結果として上部弁閉塞部材２０’が回転する。

本発明の弁は完全な無菌様式で操作することができ、ある一態様において、弁が何回半分に開口を分割したか再結合したかに拘らず、夫々の結合前後での現場除菌ステップ（an in situ sterilisation step）が製品接触面部分上の無菌状態を保証している。これらのバリアはシール、ガスケット、Ｏリング、シート又はインフレータブルシールの任意の組み合わせによって作ることができる。

弁が半分に開口を分割する時、容器等の中に入れられた任意の物質は夫々の弁部分が弁閉塞部材によって周囲の外気から遮断されていたとして無菌性は維持される。

本発明は前述の態様の詳細に限定されるものではない。例えば、弁アクチュエータは手動ハンドルのような異なるアクチュエータに置き換えてもよい。

本発明の他の態様は、弁のバタフライ弁閉塞部材をボール閉塞部材と置き換える。

１２：上部受動的弁部分
１４：下部能動的弁部分
１６：弁ハウジング
１８：弁ハウジング
２０：弁閉塞部材
２２：スピンドル
２６：自動アクチュエータ
３２：外側端面
５０：内側表面
６０：ロッキングピン
６２：ハウジング
６４：盲穴

Claims (24)

1. 第一の弁部分と第二の弁部分とを備え、該第一の弁部分と該第二の弁部分とは相補的形状を有し、該第一の弁部分は該第二の弁部分と密封係合することができ且つ該第一の弁部分と該第二の弁部分とは協働して物質の流動を許容することができ、該第一の弁部分と該第二の弁部分との各々はハウジング、弁座及び弁閉塞部材を含み、該弁閉塞部材は該弁座から退去して弁を開にする第一の位置と該弁座と協働して該弁を閉にする第二の位置との間を移動自在であるスプリット弁装置であって、
   該第一の弁部分と該第二の弁部分とが相互に係合して該弁閉塞部材が閉じられる第一の形態と該第一の弁部分と該第二の弁部分とが相互に非係合となる第二の形態を有し、該第一の弁部分は該第二の弁部分に対して相対的に移動自在であって該第一の弁部分と該第二の弁部分とを選択的にロック及びロック解除するロッキング手段を有する、
   ことを特徴とするスプリット弁装置。
2. 該ロッキング手段は一対のロッキング部材を含み、該ロッキング部材の一方は該ロッキング部材の他方に対して相対的に移動自在であり、該一対のロッキング部材をロック及びロック解除する該ロッキング部材の該他方に選択的に係合する、請求項１記載のスプリット弁装置。
3. 該一対のロッキング部材は相補的形状を有する雄部材及び雌部材から構成されている、請求項２記載のスプリット弁装置。
4. 該一対のロッキング部材は雄部材及び雌部材から構成されており、該雄部材は該雌部材に対して相対的に移動可能である、請求項１から３までのいずれかに記載のスリプット弁装置。
5. 該一対のロッキング部材は並進移動自在な雄部材を有する、請求項２から４までのいずれかに記載のスプリット弁装置。
6. 該一対のロッキング部材はピンを含む雄部材と該雄部材を受け入れる相補的形状の盲穴を含む雌部材から構成されている、請求項２から５のいずれかに記載のスプリット弁装置。
7. 該一対のロッキング部材は能動的な弁部材に配設された雄部材と受動的な弁部材に配設された雌部材から構成されている、請求項２から６のいずれかに記載のスプリット弁装置。
8. 該雄部材の長手方向軸線は該雌部材の軸線からオフセットされている、請求項２から７のいずれかに記載のスプリット弁装置。
9. 該第一の弁部分及び該第二の弁部分は雌部材であり、該第一の弁部分及び該第二の弁部分の該雌部材と受け入れる対応した雄部材を有する第三の弁部分が配設されている、請求項２から８のいずれかに記載のスプリット弁装置。
10. 該弁部分の各々は容器又は搬送手段に装着可能である、請求項１から９のいずれかに記載のスプリット弁装置。
11. 該弁部分は容器又は搬送手段と一体に形成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のスプリット弁装置。
12. 該第一の形態から該第二の形態に移動するとチャンバーの入口及び出口が閉となる請求項１から１１のいずれかに記載のスプリット弁装置。
13. 該弁座と該弁閉塞部材とは相補的形状であって、該弁閉塞部材が閉となると密封が形成される、請求項１から１２のいずれかに記載のスプリット弁装置。
14. スプリットバタフライ弁又はスプリットボール弁である、請求項１から１３のいずれかに記載のスプリット弁装置。
15. 該弁座はシール部材を含む、請求項１から１４のいずれかに記載のスプリット弁装置。
16. 該シール部材は接合部分と弾性変形可能な部分を含む、請求項１５に記載のスプリット弁装置。
17. 該シール部材の弾性変形可能部分は該接合部分と該弁ハウジングとの間に配置されている、請求項１５に記載のスプリット弁装置。
18. 該弁閉塞部材には、該弁ハウジングの中実部分に対して係合されるシールを受け入れる凹部が配設されている、請求項１５に記載のスプリット弁装置。
19. 該弁閉塞部材はエラストマー材料製カバーを有する、請求項１８に記載のスプリット弁装置。
20. 該弁閉塞部材を閉の位置に偏倚する偏倚手段が配設されている、請求項１から１９のいずれかに記載のスプリット弁装置。
21. 該弁座は該弁ハウジング上又は該弁閉塞部材に配置されている、請求項１から２０のいずれかに記載のスプリット弁装置。
22. 物質の流動を許容している間に該第一の形態から該第二の形態に変換することができる、請求項１から２１のいずれかに記載のスプリット弁装置。
23. 物質の流動が完了すると、該第二の形態から該第一の形態に変換され、該二つの弁部分が非係合になる、請求項２２に記載のスプリット弁装置。
24. 請求項１から２３までのいずれかに記載のスプリット弁装置を使用する、物質の流動方法。

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