JP2020519832A - ピンチバルブ - Google Patents

Abstract

【解決手段】 組み立て体筐体（１）と；交換可能な圧縮器構成要素（２）と；流体導管を保持する交換可能なホルダー構成要素（３）であって、交換可能な圧縮器構成要素に対面するホルダー構成要素と；を具備している、流体導管を圧縮するピンチバルブ組み立て体であって、ホルダー構成要素に向かって圧縮器構成要素が移動可能となるようにして、圧縮器とホルダー構成要素との間の流体導管を圧縮するように構成されるバルブ組み立て体が提供される。【選択図】 図３

Description

本発明は、ピンチバルブ組み立て体に関する。特に、バイオプロセシング産業における高分子単回使用技術とともに使用する、そして概して高分子管材を圧縮するピンチバルブ組み立て体。

バイオプロセシングには、製造物および化合物を作り出すために、生細胞または構成部分の使用が関与する。生細胞または所与のプロセス内での構成部分の単離は最も重要であり、その理由は、汚染によって製造物の使用が不適切なものになり得るからである。バイオプロセシング産業における汚染のリスクを低減させるためには、多くの構成部分は「単回使用」である。業界内では、「単回使用」技術は、高分子成分、例えば管材およびバッグを主に指す。これらの構成部分は、製造物の単一バッチ用のみに細胞培養培地を格納し輸送するのに使用される。使用後には、これらの構成部分は製造での使用から取り除かれ、交換部品が次の製造バッチ用に使用される。

「単回使用」の構成部分の意図は、代替の製造バッチとの交差汚染から培地を保護すること、殺菌、およびクリーニング／プロセス機器の消毒の必要性をなくすこと、ならびに細菌汚染を予防することである。

管材はバイオプロセシングの全体で使用され、所与の処理工場における一つのプロセス点から別の点に、例えば、一つの機械から別の機械に培地を輸送する。管材は、封止されて例えばチューブ内を通しての所与の培地の流れを止めるように、そしてプロセスにおける一点から別の点に培地がさらに移送するのを防止するよう要求されることが多い。この管材は、高頻度で単回使用であり、そして高分子材料から作製されている。管材を封止するのに使用される構成部分もまた、高頻度で単回使用であり、そしてやはり高分子材料から作られている。このように、管材および封止の配置は、典型的には単回使用であり、管材および封止の構成部分は、特定のバイオ製造物の一つの製造バッチを越えて使用されることはない。

単一使用の高分子装置は、耐久性のある装置ではなく、そして、概して一つの製造バッチとともに使用するような規格とされている。それらは、再利用可能な組み立て体を提供するようには設計されていない。加えて、培地を移送するための所望の流量を実現するように制御することは、ほとんど、またはまったくできない。

単回より多い使用を許容することができる複合的な選択肢が利用可能となっている。これらは、成型ポリマーチューブを「挟持する」のに再利用可能なステンレス鋼バルブ構造に依っていることが多い。

そのような複合的なステンレス鋼組み立て体は、完全な単回使用バルブおよび管材配置よりも耐久性が高い。複合的な組み立て体によれば、いったん新しい管材が製造物接触材料として使用されると、バッチ間での再利用が可能となる。しかしながら、市販の相当数の単回使用管材のサイズ、これは管材内径により決定されるものであるが、これらのサイズ、および異なる管材壁厚では、単回使用の管材のあらゆるサイズ向けのステンレス鋼バルブ組み立て体は、機器製造者および最終使用者の両方にとって非実用的で費用対効果が良くないものとなってしまう。

既存の単回使用管材上で再使用することができて、製造バッチへの汚染の可能性が無いことを保証するピンチバルブ組み立て体は、最新式のものに勝る可能性がある。

本発明の実施形態は：組み立て体筐体と；交換可能な圧縮器構成要素と；流体導管を保持する交換可能なホルダー構成要素であって、交換可能な圧縮器構成要素に対面するホルダー構成要素と；を具備している、流体導管を圧縮するピンチバルブ組み立て体であって、組み立て体筐体の内部でホルダーに向かって圧縮器構成要素が移動可能となるようにして、圧縮器とホルダーとの間の流体導管を圧縮するように構成されるバルブ組み立て体を含む。

これは有利であり、その理由は、圧縮器およびホルダー構成要素の両方が、使用者による要求に応じて容易に取り除かれ交換されてもよいからである。ホルダー構成要素は、流体導管の異なるサイズとともに使用するのに適切となるような寸法とすることができる。このことは、ホルダーを所与の流体導管サイズに最も適切に合うように選択してもよいが、しかし、例えば異なる導管サイズが要求されたとしても、バルブ組み立て体全体を取り除くまたは交換する必要性がなくなることを意味する。さらには、ホルダーは単回使用の構成要素であってもよい一方で、全体としてのバルブ組み立て体は複数の用途向けに適切なものであってもよい。加えて、交換可能なホルダーおよび圧縮器を使用することで、最終使用者はバルブ内部を複数の流体導管径および導管壁厚に適切なものとなるように合わせることができ、まったく新しいバルブ組み立て体を使用する必要性はない。交換可能な圧縮器構成要素および交換可能なホルダー構成要素は、組み立て体が最終使用者によって個別に最適化可能であるということを規定する。これは大きな利点を提供し、その理由は、組み立て体の構成部分が設置後に交換可能であって、全体としてのピンチバルブ組み立て体バルブを構造的に変更すること、または製造物の流れに影響を及ぼすことがないからである。さらには、交換可能な構成部分は、設置および交換が簡単であり、最終使用者、受注業者、または機器メーカーにより行うことができる。

使用時には、バルブ組み立て体の圧縮器構成要素は、圧縮器とホルダー構成要素との間の流体導管が圧縮されていない開位置と、圧縮器とホルダー構成要素との間の流体導管が圧縮されている閉位置との間で移動可能であってもよい。これは有利であり、その理由は、このように組み立て体によって、圧縮器とホルダー構成要素との間に配置されている流体導管の圧縮、そしてその結果として閉鎖が得られるからである。これによって、圧縮器構成要素が閉位置にある場合に、導管を通じた培地の流れの効果的な終端が得られる。導管は、引き続き圧縮されていなくとも、そしてその結果として開いていてもよく、要求があれば、導管内を通る培地の流れを再開させる。

ホルダー構成要素は、基部にネジ付き通路を具備してもよい。ホルダー構成要素は、基部のネジ付き通路の中に挿入されたネジ付きボルトを介して、組み立て体筐体に固定されてもよい。これは有利であり、その理由は、基部にホルダー構成要素を確実に固定するのに容易に使用できる手段が、それによって得られるからである。これは有利であり、その理由は、必要に応じて、交換可能なホルダー構成要素を容易かつ速やかに取り除いて交換してもよいことをそれが規定するからである。

バルブ組み立て体は、バルブ組み立て体筐体に固定可能な閉鎖組み立て体をさらに具備してもよい。これは有利であり、その理由は、バルブ組み立て体を動作させる手段が、それによって得られるからである。

閉鎖組み立て体は、クランプを用いてバルブ組み立て体筐体に固定されてもよい。これは有利であり、その理由は、バルブ組み立て体と閉鎖組み立て体とを一緒に確実に固定する容易に使用できる手段が、それによって得られるからである。クランプは、例えば閉鎖組み立て体の交換のため、バルブ組み立て体と閉鎖組み立て体とを分離するために容易に開放されてもよく、そしてさらにクランプは、いったん所望の閉鎖およびバルブ組み立て体が正しい位置になった場合には、容易に再閉鎖されてもよい。

閉鎖組み立て体は、手動で作動するように構成されてもよい。閉鎖組み立て体は、細長い構成要素を具備してもよく、この場合、閉鎖組み立て体は、細長い構成要素にねじり力を印加することにより、開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に圧縮器構成要素を移動させるように構成される。

これは有利であり、その理由は、閉鎖組み立て体の開放および閉鎖を使用者が制御するやりかたがそれによって得られ、よってバルブ組み立て体それ自体への使用者制御がそれによって得られるからである。

閉鎖組み立て体は、空気圧で作動するように構成されてもよい。閉鎖組み立て体は、付勢される構成要素を具備してもよく、この場合、閉鎖組み立て体は、付勢される構成要素の空気圧作動により、開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に圧縮器構成要素を移動させるように構成される。

これは有利であり、その理由は、圧縮器構成要素の開位置と閉位置との間での急速な切り替えが、それによって得られるからである。それによって、バルブ（ｖａｌｕｅ）組み立て体の故障に対する安全装置がさらに得られるが、その理由は、バルブ組み立て体が、開位置または閉位置に、どちらが所与のプロセスにとって最適と考えられるにせよ故障して入るのに対して、空気圧作動がその備えとなり得るからである。

バルブ組み立て体の圧縮器は、ステンレス鋼から作製されてもよい。

これは有利であり、その理由は、単回より多い使用に適切な非常に耐久性のある組み立て体が、それによって得られるからである。バルブ組み立て体のホルダーは、ポリフェニルスルホン、すなわちＰＰＳＵから作製されてもよい。これは有利であり、その理由は、ＰＰＳＵ構成部分が、多くの流体導管形状に合う多様な形状およびプロファイルに作製するのが容易である場合があるからである。

流体導管は、高分子チューブであってもよい。そのようなチューブは、バイオプロセシング産業において典型的なものである。よって、流体導管のようなチューブの使用は、バルブ組み立て体が、バイオプロセシング産業における使用に特に適っているということを規定する。

図１は、手動操作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の表現である。 図２ａは、開位置にある圧縮器構成要素を有する手動操作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の一部を切り取った表現である。 図２ｂは、開位置にある圧縮器構成要素を有する手動操作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の表現である。 図３ａは、閉位置にある圧縮器構成要素を有する手動操作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の一部を切り取った表現である。 図３ｂは、閉位置にある圧縮器構成要素を有する手動操作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の表現である。 図４は、空気圧動作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の表現である。 図５ａは、開位置にある圧縮器構成要素を有する空気圧動作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の表現である。 図５ｂは、開位置にある圧縮器構成要素を有する空気圧動作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の一部を切り取った表現である。 図６ａは、閉位置にある圧縮器構成要素を有する空気圧動作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の表現である。 図６ｂは、閉位置にある圧縮器構成要素を有する空気圧動作型の閉鎖組み立て体に結合された本発明のピンチバルブ組み立て体の一部を切り取った表現である。

以下、本発明を、添付図面を参照しつつ記載することにする。

図１から６に、流体導管を圧縮する本発明のピンチバルブ組み立て体を示す。ピンチバルブ組み立て体は、組み立て体筐体１と；交換可能な圧縮器２と；流体導管を保持する交換可能なホルダー３とを具備し、ホルダー３は、交換可能な圧縮器２に対面するように配置されている。

ピンチバルブ組み立て体は、組み立て体筐体１の内部でホルダー３に向かって圧縮器２が移動可能となるようにして、流体導管を圧縮するように構成されており、この流体導管は、圧縮器２とホルダー３との間で筐体１内の開口４内に置くことができる。

圧縮器２は、圧縮器２とホルダー３との間で開口４内に置かれた流体導管（図示せず）が圧縮されていない開位置（図２ａおよび２ｂ、５ａ、および５ｂに見られるもの）と、圧縮器２とホルダー３との間で開口４内に置かれた流体導管が、ホルダー３に向かって移動中の圧縮器２の作用により圧縮される閉位置（図３ａおよび３ｂ、６ａや６ｂに見られるもの）との間で移動可能である。流体導管、例えばチューブが、変形可能な材料、例えばゴム製管材または他の高分子管材から作られている場合には、導管の圧縮は、流体導管を「挟持」する、よって閉鎖する効果を有する。導管は、圧縮器２が移動して開位置に戻ることにより、圧縮されなくなってもよい。

筐体内部では、交換可能なホルダー３は、取り掛かりつつある所与のバイオプロセスに使用されることになる管材のプロファイルに最も良好に合うように選択してもよい。ホルダー３は、基部６にネジ付き通路５を具備する。ホルダー３は、筐体の内部で正しい位置にホルダーを固定する効果を有するネジ付きボルト７を使用して、筐体にしっかりと固定されている。要求される管材に応じて、様々なホルダーを適宜、使用してもよく、これには、筐体１または閉鎖組み立て体８、１５をまったく変更する必要はない。

閉鎖組み立て体８、１５は、嵌合用の口輪の端部を通じて筐体１にしっかりと固定してもよく、そして閉鎖組み立て体８、１５、および筐体１は、トリクランプ９を使用して一緒にクランプされる。

交換可能な圧縮器２は、プロセスに使用されることになる管材のプロファイルに合うように構成される。圧縮器２は、嵌合用のネジを通じて閉鎖組み立て体の幹状部分１１、１７の構造にしっかりと固定される。ネジ付き通路が圧縮器２の中に設けられており、その圧縮器には幹状部分１１、１７のネジ付き端部がしっかりと固定されてもよい。幹状部分１１、１７の両方、および圧縮器２は、噛みつきを防止するための適切なコーティングを備えていてもよい。これは、操作者と接触する可能性のあるいかなる潤滑剤も、全体としての組み立て体において使用する必要がないことを規定する。

圧縮器２およびピンチバルブ組み立て体の筐体１は、バルブに十分な強度および耐久性を持たせるためにステンレス鋼から成っていてもよい。ピンチバルブ組み立て体のホルダー３は、ポリフェニルスルホン、すなわちＰＰＳＵから成っていてもよい。

ピンチバルブ組み立て体は、手動閉鎖組み立て体８（図１、２、および３）、または空気圧閉鎖組み立て体１５（図４、５、および６）を備えることができる。

手動閉鎖組み立て体８は、細長い構成要素または幹状部分１１を具備し、そして閉鎖組み立て体は、キャップまたはボンネット１０を介して幹状部分１１にトルクまたはねじり力を使用者が印加することにより開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に、そしてその逆に圧縮器２を移動させるように、構成される。本発明の或る実施形態では、幹状部分に取り付けられた手動ＰＶ圧縮器ホルダーが提供される。これは、幹状部分からねじれ運動をなくす機能を提供し、そしてこれは、直線運動によって開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に、そしてその逆に圧縮器２が移動することを規定する。

手動閉鎖組み立て体８は、コーティングされたボンネット１０およびアクチュエーター筐体を具備する。ボンネット１０は、ステンレス鋼から作製されてもよい。ボンネット１０は、適切にコーティングされた幹状部分１１に合うようにネジ付きとされる。幹状部分１１は、ステンレス鋼から作製されてもよい。ボンネットおよび幹状部分は、使用時に流体導管を圧縮し封止するのに必要な線形力および行程を発生させるような寸法および構成とされる。閉鎖組み立て体８は、ＡＮＳＩ ＦＣＩ ７０／２の等級ＶＩの仕様に適うように、漏れに対する完全性を保証する力を発生させるように構成される。幹状部分８の行程は、開位置にまでねじることによって閉鎖組み立て体８を作動させる場合に、使用中の流体導管が圧縮されていない状態（すなわち、全開）に確実に戻るように構成される。開位置と閉位置との間でねじるための手動ハンドホイール用の軽量な組み立て体を確実なものとするために、ポリマーＰＰＳ（４０％ＧＦ）を利用する。

空気圧閉鎖組み立て体１５は、幹状部分１７に固定されたバネ構成要素１３の形態をとった付勢される構成要素を具備し、そして閉鎖組み立て体は、その付勢される構成要素の空気圧作動により、開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に圧縮器２を移動させるように構成される。

空気圧閉鎖組み立て体１５は、適切にコーティングされた圧縮器ヘッド１６を利用する。圧縮器ヘッド１６は、ステンレス鋼から作製されてもよい。圧縮器ヘッド１６は、幹状部分１７に合うようにネジ付きとされる。幹状部分１７は、ステンレス鋼から作製されてもよい。ボンネットおよび幹状部分は、使用時に流体導管を圧縮し封止するのに必要な線形力および行程を発生させるような寸法および構成とされる。閉鎖組み立て体１５は、ＡＮＳＩ ＦＣＩ ７０／２の等級ＶＩの仕様に適うように漏れに対する完全性を保証する力を発生させるように構成される。

バネ構成要素１３は、幹状部分１７に付勢力を提供する。やはり、幹状部分８の行程は、閉鎖組み立て体１５を開位置に作動させる場合に、使用中の流体導管が圧縮されていない状態（すなわち、全開）に確実に戻るように構成される。軽量な組み立て体を確実なものとするために、薄壁のアクチュエーター筐体１４を利用してもよい。バネ構成要素１３にとって適切な付勢力は、バルブ組み立て体にとっての初期設定位置、すなわち故障時開、故障時閉、または故障時停止が得られるように選択されてもよい。図６には、故障時閉のタイプを例示する。気密ピストン１８により、閉鎖組み立て体１７の空気圧制御は、必要な「挟持」する機能を実現することができる。

本発明は、手動による閉鎖モードと空気圧による閉鎖モードとの間で変更できるようにする。そうするには、例えば、トリクランプ９を解放することによって、手動閉鎖組み立て体８を取り除いてもよく、そしてまったく同一のトリクランプ９を再封止して閉鎖組み立て体１５をピンチバルブ組み立て体に固定することによって、空気圧閉鎖組み立て体１５を取り付けてもよい。

管材のサイズ間の変更を行うには、交換可能なホルダー３および圧縮器２を取り除いて交換してもよい。各圧縮器2およびホルダー3は、確実に同一の閉鎖組み立て体8になるように構成してもよく、そしてバルブ本体は、必要な深さまで流体導管に突き当たるのに必要な行程と、内部流体の圧力に抗して導管を封止するのに必要な力とを提供することになり、これは、導管構造への損傷を伴わない。本発明の或る実施形態では、圧縮器構成要素２を閉鎖組み立て体の中に設けて、閉鎖組み立て体の除去および交換の結果として、圧縮器構成要素２の除去および交換がさらに行われるようにしてもよい。

既存の金属製ピンチバルブ構造は、一つのプロセスライン（すなわちチューブまたは導管）サイズに対してのみ使用することができ、単回使用ラインの各サイズに対しては個別のバルブ組み立て体が必要である。本発明は、ホルダー２と圧縮器３との交換には、指定のサイズ範囲内でのライン寸法の間の変更だけが必要であるということを規定する。

用語「具備する／具備している」、および用語「有している／含んでいる」は、本発明を参照しつつ本明細書において使用される場合には、記載の特徴、完全体、ステップ、または構成部分の存在を指定するために使用されるが、しかし、一つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、構成部分、またはそれらの群の存在または追加を除外するわけではない。

明快さのために個別の実施形態の文脈において記載された本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせで提供されてもよいことが認識される。反対に、簡潔さのために単一の実施形態の文脈において記載された本発明のさまざまな特徴は、個別に、またはいかなる適切な部分的組み合わせで提供されてもよい。

Claims (13)

1. 組み立て体筐体と；
   交換可能な圧縮器構成要素と；
   流体導管を保持する交換可能なホルダー構成要素であって、前記交換可能な圧縮器構成要素に対面するホルダー構成要素と；
   を具備している、流体導管を圧縮するピンチバルブ組み立て体であって、前記組み立て体筐体の内部で前記ホルダー構成要素に向かって前記圧縮器構成要素が移動可能となるようにして、前記圧縮器と前記ホルダー構成要素との間の前記流体導管を圧縮するように構成されるピンチバルブ組み立て体。
2. 使用時には、前記圧縮器と前記ホルダー構成要素との間の前記流体導管が圧縮されていない開位置と、前記圧縮器と前記ホルダー構成要素との間の前記流体導管が圧縮されている閉位置との間で、前記圧縮器構成要素が移動可能である、請求項１に記載のピンチバルブ組み立て体。
3. 前記ホルダー構成要素が、基部にネジ付き通路を具備する、請求項１から２のいずれか一項に記載のピンチバルブ組み立て体。
4. 前記ホルダー構成要素が、前記基部のネジ付き通路の中に挿入されたネジ付きボルトを介して前記組み立て体筐体に固定可能である、請求項３に記載のピンチバルブ組み立て体。
5. 前記バルブ組み立て体筐体に固定可能な閉鎖組み立て体を具備している、請求項１から４のいずれか一項に記載のピンチバルブ組み立て体。
6. 前記閉鎖組み立て体がクランプを用いて前記バルブ組み立て体筐体に固定される、請求項５に記載のピンチバルブ組み立て体。
7. 前記閉鎖組み立て体が手動で起動されるように構成される、請求項５または６に記載のピンチバルブ組み立て体。
8. 前記閉鎖組み立て体が空気圧により起動されるように構成される、請求項５または６に記載のピンチバルブ組み立て体。
9. 前記閉鎖組み立て体が細長い構成要素を具備し、前記閉鎖組み立て体が、前記細長い構成要素へのねじり力の印加により開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に前記圧縮器構成要素を移動させるように構成される、請求項７に記載のピンチバルブ組み立て体。
10. 前記閉鎖組み立て体が、付勢される構成要素を具備し、前記閉鎖組み立て体が前記付勢される構成要素の空気圧作動により開位置から閉位置（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｏｎ）に前記圧縮器構成要素を移動させるように構成される、請求項８に記載のピンチバルブ組み立て体。
11. 前記圧縮器がステンレス鋼から作製される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のピンチバルブ組み立て体。
12. 前記ホルダーが、ポリフェニルスルホン、すなわちＰＰＳＵから作製される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のピンチバルブ組み立て体。
13. 前記流体導管が高分子チューブである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のピンチバルブ組み立て体。