MX2012009536A - Recipiente para fluidos con paredes agiles compuestas. - Google Patents

Abstract

La descripción está dirigida a las bolsas de muestreo que tienen paredes flexibles. Las bolsas de muestreo pueden tener paredes ágiles que incluyen un componente con memoria de forma. El componente de memoria de forma tiende a regresar la bolsa de muestreo a su forma inicial. Tales bolsas de muestreo pueden ser utilizadas en una variedad de métodos de muestreo.

Description

RECIPIENTES PARA FLUIDOS CON PAREDES AGILES COMPUESTAS Campo de la Invención Las modalidades de la invención se refieren a recipientes para fluidos, y más particularmente a recipientes para fluidos que comprenden paredes ágiles. Las paredes ágiles comprenden un componente con una memoria de forma que tiende a regresar el recipiente de fluido a una forma inicial. Las bolsas de muestreo pueden ser utilizadas para muestreo ambiental para aplicaciones de higiene e industrial, por ejemplo.

Antecedentes de la Invención Los recipientes convencionales para fluidos pueden tener paredes rígidas o paredes flexibles. Los recipientes con paredes rígidas tienen un volumen permanente definido para contener fluidos y recipientes con paredes flexibles tienen volúmenes variables o cambiantes. Los recipientes convencionales incluyen, pero no están limitados a, botellas, latas y bolsas. Tales recipientes pueden ser utilizados para una variedad de propósitos, incluyendo la obtención y retención de muestras fluidas y que contienen mezclas estándares de gases que pueden ser utilizadas para la calibración de instrumentos analíticos. Como se utiliza en la presente, el término "fluido" incluye gases y/o líquidos. Existen muchas configuraciones de tales recipientes que han REF. 234296 sido desarrolladas y especializadas para usos particulares.

Las mezclas de gases bajo presión son efectivas para preparar mezclas fluidas estándares en cantidades industriales, y preferentemente con concentración comparablemente alta de uno (o más) de los componentes en un fluido portador. Las mezclas de gases bajo alta presión son típicamente almacenadas en recipientes con paredes rígidas. Para el uso en laboratorio, tales mezclas de gases pueden ser diluidas con fluido portador adicional, hasta una concentración deseada de un componente específico, con el fin de preparar una mezcla estándar. Los recipientes convencionales para transportar, preservar y utilizar tales mezclas estándares pueden ser recipientes que tienen paredes flexibles comprendidas de un material de baja permeabilidad, inerte. Los materiales que tienen baja sorción sobre las paredes para los componentes contenidos son preferidos para incrementar la integridad de la mezcla. Los recipientes con paredes flexibles, también denominados como bolsas de muestreo, son ampliamente utilizados para muestreo de fluidos, muestreo de aire o muestreo de líquidos. Los materiales tales como Kynar y Tediar son ampliamente utilizados para elaborar tales recipientes.

Con el fin de obtener una muestra representativa o preparar un estándar preciso, los recipientes deben ser adecuadamente preparados antes del llenado. Típicamente, las bolsas son inundadas con gas neutro y sometido a un alto vacío para eliminar sustancialmente todo el fluido del recipiente con bombas de vacío fuertes. Las bolsas deben ser purgadas e inundadas para provocar la desorción de cualquier residuo y su volumen debe ser reducido sustancialmente a cero. Cualquier residuo adsorbido o gas residual puede contaminar cualquier mezcla fluida o mezcla de fluido preparada, colocada en una bolsa pobremente preparada.

Los recipientes con paredes rígidas y con paredes flexibles tienen ambos sus propias ventajas y desventajas. Las desventajas de los recipientes con paredes rígidas incluyen su precio extremadamente alto y mantenimiento costoso; éstas son voluminosas y de este modo, su almacenamiento, transportación y costos de envío son costosos; éstos tienen que ser sobre-presurizados cuando es necesaria la distribución de vapores de gases o mezclas de gases,- y completamente colocados a vacío antes de ser utilizados para el muestreo de fluidos .

Otro inconveniente más del muestreo con recipientes con paredes rígidas es que después de retirar una porción de la muestra del recipiente, la presión en la lata puede ser reducida por debajo de la presión atmosférica y el gas portador adicional (gas noble por ejemplo) puede ser agregado para incrementar la presión nuevamente hasta la presión atmosférica. Este proceso diluye la muestra o el estándar y el análisis requiere compensación para el gas portador adicional .

Un método para llenar un recipiente con paredes rígidas es crear un vacío dentro del recipiente. La fuerza de accionamiento para introducir el fluido al recipiente es proporcionada por este vacío. Una bomba de muestreo pequeña no puede crear un vacío suficiente dentro del recipiente; por lo tanto, son necesarias bombas de vacío especializadas, fuertes .

Una alternativa los recipientes con paredes rígidas son los recipientes con paredes flexibles o bolsas. Para recipientes con paredes flexibles, son conocidos y ampliamente utilizados dos métodos de llenado: (OSHA Technical Manual - Directriz Número: 08-05 (TED 01) , Efectivo 6/24/2008) .

El primer método comprende distribuir el fluido o la mezcla de fluidos, por ejemplo, aire ambiental industrial, dentro de la bolsa con una bomba externa. Un esquema de este método es descrito en la figura 8. El método de la muestra incluye una bolsa 40, una bomba 50 energizada por una batería 52, y la tubería 44 que conecta la bomba 50 a la bolsa 40. Las bombas de muestreo personales, típicas, son adecuadas para este método de muestreo.

Las bolsas pueden ser utilizadas para preparar mezclas de fluidos estándares o para el muestreo. Cuando se preparan mezclas de fluidos estándares, primeramente la bolsa es llenada con un volumen medido apropiado del fluido portador. El gas portador limpio es dosificado con una cantidad de fluido, típicamente, agregada por bomba o jeringa como se muestra en la figura 8. Cuando se utiliza para el muestreo, una muestra de un ambiente es distribuida a través de la bomba y la tubería hacia la bolsa. La bolsa es luego sellada y enviada a un laboratorio para el análisis.

Existen ventajas y desventajas para utilizar este método con las bolsas de muestreo. Las desventajas incluyen el costo, la imprecisión y la contaminación potencial por utilizar una bomba externa para distribuir y extraer la mezcla de fluido. La contaminación o la imprecisión pueden ocurrir a partir de la sorción y desorción de algunos productos químicos o componentes de la mezcla de gases o la muestra sobre las paredes de los tubos, la parte interna de las bombas, los filtros, la tubería y los conectadores. El mismo problema es provocado por la sorción de componentes químicos sobre las paredes de la bolsa de muestreo. Incluso con paredes limpias, los sitios de adsorción activos sobre las paredes pueden reducir la concentración de ciertos productos químicos cuando la muestra de gas es subsecuentemente retirada y analizada. Esta adsorción puede disminuir la recuperación de ciertos compuestos químicos hasta en un 15%. Las proporciones de recuperación de este método pueden ser mejoradas con el uso de bombas estacionarias costosas y tubos de conexión costosos, especialmente para muestras de componentes en trazas.

Estos métodos pueden también ser mejorados mediante el uso de una configuración diferente de bomba y la bolsa de muestreo. En esta configuración mostrada en la figura 9, la bolsa de muestreo flexible 40 es herméticamente sellada dentro de un recipiente externo 60 con paredes rígidas. El aire proveniente del recipiente externo es evacuado a través de la tubería 44 por una bomba 50. La bomba puede ser energizada por la batería 52. Conforme es reducida la presión en el recipiente externo 60 y la bolsa 40 se expande y el aire proveniente del ambiente circunvecino entra a la bolsa 40. De este modo, el vacío fuera de la bolsa 40 y dentro del recipiente 60 es una fuerza de impulsión para el muestreo del fluido. En la modalidad mostrada en la figura 9, la entrada de una bolsa de muestreo está conectada directamente con el fluido ambiental. Este método no sufre de uno de los inconvenientes principales de la configuración mostrada en la figura 8. La muestra tomada en la configuración de la figura 9 no hace contacto con la bomba 50 o la tubería 44, por lo tanto, no existe sorción o contaminación cruzada desde las paredes de la tubería 44, los conectadores, los filtros o las partes de la bomba de muestreo 50. Los otros inconvenientes de la configuración de la figura 8 son, no obstante, que todavía persisten en la configuración alternativa de la figura 9, por ejemplo, los componentes son voluminosos y pesados; el equipo es costoso; la bomba requiere un mantenimiento frecuente y una batería; la sorción sobre las paredes de la bolsa es la misma como se describió anteriormente.

Diversas modalidades de estos métodos se describen en las patentes de los Estados Unidos. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos 3,866,474 a Hasselman describe un sistema en el cual una muestra y un gas inerte son atraídos hacia una bolsa de muestra dentro de un recipiente herméticamente sellado. La Patente de los Estados Unidos 3,965,946 a D'Alo describe mejoramientos en la construcción del recipiente externo. La Patente de los Estados Unidos 5,437,201 a Krueger describe un método para purga repetidamente la bolsa de muestreo dentro del recipiente externo. Dispositivos más sofisticados son descritos en la Patente de los Estados Unidos 5,714,696 a Yemans . Los dispositivos intentan superar las desventajas del sistema para obtener muestras con niveles de contaminación muy bajos. La Patente de los Estados Unidos 6,338,282 a Gilbert describe un aparato para la recolección de líquidos que prueba la versatilidad de este procedimiento. Más recientemente, la Patente de los Estados Unidos 6,993,985 a Srebro describe el uso del aparato combinado en un dispositivo simple, todavía combinado a la fuente de vacío externa. A pesar de la limpieza sugerida por este método, éste está utilizando equipo comparablemente pesado, voluminoso y costoso que requiere calibración y mantenimiento de la batería.

Un intento para evitar utilizar bombas en el proceso de muestreo es descrito en la Patente de los Estados Unidos 4,546,659 a Gilí et al. Esta patente describe un sobre pequeño (10 mi) para la recolección de muestras de aire atmosférico para el análisis subsiguiente. El sobre es formado de primero y segundo paneles opuestos de material impermeable al gas, flexible, que son periféricamente sellados para definir una cámara de recolección. El sobre contiene medios expandibles tales como un resorte en espiral o espuma. Los medios expandibles transfieren la fuerza a las paredes por medio de la placa de protección y un septo grande. Estos sobres tienen varias desventajas. Por ejemplo, los medios expandibles en contacto con el fluido muestreado incrementan el potencial para la adsorción por los elementos internos, por ejemplo, el resorte, o especialmente cualquier espuma. Además, el medio expandible previene la evacuación completa de los contenidos del sobre. Esta área superficial grande para la absorción permite que sean muestreadas únicamente concentraciones altas de compuestos químicos con recuperación y precisión aceptables. Además, el sobre no puede ser reutilizado, debido a que el volumen de muestreo necesitaría ser purgado varias veces para limpiar el sobre, no obstante, el septo de auto-selladura del sobre no permite tal procedimiento.

Existe una necesidad para una bolsa de muestreo que sea capaz de realizar la distribución del fluido o el muestreo del fluido sin una fuente externa de energía tal como presión o bombas de vacío, sin recipientes externos con paredes rígidas, sin tubos, y conectadores de tubo. Además, existe una necesidad para una bolsa de muestreo que cree su propia fuerza de impulsión para la recolección de muestras. Existe también una necesidad para una bolsa de muestreo que reduzca la contaminación externa de una mezcla estándar o una muestra.

Existe una necesidad adicional para un recipiente para una mezcla estándar que no requiera adición de gases portadores adicionales y cualesquiera cálculos de concentración asociados y compensación de volumen relacionada al uso del recipiente con paredes rígidas.

Existe una necesidad adicional para una bolsa de muestreo que permita el uso sustancialmente de todo el volumen muestreado. Existe una necesidad adicional para tal dispositivo, que sea barato, fácil de fabricar, diseñado para usos múltiples, que pueda ser utilizado con bolsas de muestreo especialmente diseñadas y bolsas de muestreo convencionales, ligeras, no voluminosas, capaces de utilizarse manualmente o que puedan ser auto-operadas y fáciles de transportar, y/o intrínsecamente seguras en el uso .

Breve Descripción de la Invención Las modalidades de los recipientes comprenden paredes ágiles, flexibles. Las paredes ágiles, flexibles tienen una tendencia a regresar el recipiente a la configuración inicial. La configuración inicial puede ser una configuración de volumen sustancialmente completamente expandido, una configuración sustancialmente vacío, o una configuración de volumen parcialmente lleno. Las paredes ágiles pueden ser deformadas de la configuración inicial por la aplicación de una fuerza externa a la bolsa de muestreo o una fuerza interna a la bolsa de muestreo. La fuerza puede ser una mano o peso que presiona contra uno o ambos lados del recipiente para deformar la bolsa desde una configuración de volumen expandido inicial (ya sea una configuración parcial o sustancialmente llena) hasta una configuración de volumen reducido. Cuando la fuerza es retirada el recipiente tiene una tendencia a regresar a la configuración inicial debido a una fuerza de desviación aplicada al recipiente por las paredes ágiles. En la mayoría de los casos, las paredes ágiles regresarán el recipiente a la configuración original si el Volumen interno del recipiente es capaz de igualar la presión entre el interior y el exterior del recipiente. Las paredes ágiles pueden comprender uno o más componentes con un componente de memoria de forma que desvía la bolsa de muestreo hacia su configuración inicial.

Las paredes del recipiente pueden comprender múltiples capas o componentes. Una capa puede ser una capa completa que cubre sustancialmente el área superficial completa de la pared de la bolsa o una capa parcial que cubre únicamente una porción de la bolsa. La capa puede ser elaborada de metal ampliado, alambre de metal, resortes de lámina o cualquier otra configuración que tenga una forma adecuada y memoria de forma. Las paredes ágiles proveen una fuente de energía regenerable incorporada.

En una modalidad, el recipiente comprende una pared compuesta. La pared compuesta puede comprender múltiples capas. Las capas pueden incluir una capa interna y una capa de memoria de forma. La capa interna puede ser cualquier capa apropiada para la aplicación deseada, para un recipiente de muestreo la capa interna puede ser flexible, de baja desgasificación, puede tener propiedades de muy baja sorción y/o impermeabilidad. La capa interna puede comprender al menos una de las poliolefinas de polipropileno, polietileno, plásticos polifluorados , PTFE, Teflón, y otros materiales similares. Otras capas de la pared compuesta pueden comprender materiales para proporcionar propiedades de adición a la estructura completa. Por ejemplo, una segunda capa puede ser menos permeable al compuesto que la capa interna, incrementando de este modo la impermeabilidad de la pared compuesta. Otra capa más puede comprender el componente de memoria de forma. El componente de memoria de forma puede comprender al menos un material seleccionado de policarbonatos, acrílieos, poliésteres, metales o aleaciones metálicas, asi como otros materiales con una memoria de forma. En algunas modalidades, la capa que comprende un componente de memoria de forma puede ser relativamente gruesa en comparación a otras capas del compuesto.

Una capa adicional o la capa interna puede ser una capa que comprende materiales con muy baja o cero permeabilidad, tales como acero inoxidable, níquel, aluminio u otra capa metálica que sea flexible y suficientemente impermeable. En algunas modalidades, especialmente en modalidades en donde esta capa es la capa interna, la capa metálica puede comprender una sub-capa superficial o un recubrimiento de óxidos metálicos químicamente inertes. Esta capa de óxido metálico puede también ser siliconizada . Las capas pueden estar en cualquier orden apropiado para la aplicación, con el fin de darle a la pared compuesta las características apropiadas .

Una capa opcional adicional puede incluir una capa externa de las paredes compuestas que comprende materiales que tienen ciertas propiedades, tales como disipación estática, buena adhesión a diferentes materiales, baja fricción y/o resistencia al desgaste, por ejemplo. Tal capa externa puede comprender al menos un material seleccionado del grupo que comprende poliéster metalizado, poliuretano, nailon, por ejemplo.

En ciertas modalidades, el componente de memoria de forma de las paredes define la forma principal del recipiente en su configuración inicial y la porción suave sirve para sellar de manera conformable el recipiente. ¦ Las modalidades del recipiente pueden tener una de dos configuraciones típicas iniciales, sin embargo, son posibles otras formas: - Un recipiente que comprende un componente de memoria de forma con una configuración plana inicial dando como resultado un recipiente con un volumen sustancialmente de cero entre las paredes en su configuración inicial. Un recipiente que tiene una configuración inicial plana es capaz de ser expandido por un incremento en la presión interna, ver figura 1A. El componente de memoria de forma puede estar en una configuración plana inicial o en una configuración inicial arqueada. Si el componente de memoria de forma está en una configuración inicial arqueada, un recipiente que tiene una configuración inicial plana puede ser formado por la colocación de los componentes de memoria de forma con los lados convexos adyacentes uno al otro, ver a-1 de Las figuras 1A-1B. Los bordes del componente de memoria de forma son luego asegurados entre sí por las otras capas del recipiente, ver a-2 de la figura 1A. Si un fluido es agregado al volumen interno del recipiente, el componente de memoria de forma podría ser deformado como se muestra en a-3 de la figura 1A. En tal modalidad, el recipiente tenderá a desinflarse debido a la tendencia del componente de memoria de forma a regresar a la configuración plana inicial.

Otra modalidad más del recipiente que tiene una configuración inicial inflada que comprende dos componentes de memoria de forma arqueados, se muestra en la figura IB. En esta modalidad, los componentes de memoria de forma arqueados son colocados con el lado cóncavo uno de cara al otro, ver b-1 de la figura IB. Una fuerza ejercida sobre el exterior del recipiente puede desinflar el recipiente como se muestra en b-2 de la figura IB. El recipiente tendrá una tendencia a expandirse y a atraer fluido hacia el volumen interno del recipiente, ver b-3 de la figura IB.

Las modalidades de los recipientes con paredes que tienen una configuración de paredes inicialmente plana, tienden a revertirse a la configuración plana después de la deformación, el ejercicio de fuerzas de presurización sobre un fluido dentro del volumen interno y es capaz de expulsar el fluido desde el volumen interno hasta volumen cero. Tal modalidad puede ser utilizada para proporcionar equipo externo con flujo de fluido necesario o la muestra del fluido dentro del volumen - figura 1A, a-1; a-2; a-3.

Las modalidades del recipiente con una configuración inicial sustancialraente con configuración de volumen completamente extendido o una configuración parcialmente completamente expandida, pueden ser forzadas a una forma plana con volumen interno sustancialmente cero. Las paredes ágiles que tienen el componente de memoria de forma ejercerán luego una diferencia de presión entre el medio ambiente y el espacio interno, con lo cual se proporciona cierta fuerza de impulsión para que el fluido llene el volumen permanentemente expandido del recipiente -figura IB, b-1; b-2; b-3.

Las modalidades de la presente invención proporcionan bolsas de muestreo que permiten el muestreo sin dispositivos o diseños adicionales de bolas de muestreo que permiten el auto-muestreo . Como se utiliza en la presente, auto-muestreo significa el muestreo que una vez iniciado continuará sin asistencia adicional de la persona que toma la muestra.

Otros aspectos y características de las modalidades de las bolsas de muestreo que comprenden paredes ágiles, se volverán aparentes para aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica, después de la revisión de la siguiente descripción de las modalidades ejemplares, específicas de la presente invención, en conjunto con las figuras. Mientras que las características pueden ser discutidas con relación a ciertas modalidades y figuras, todas las modalidades pueden incluir una o más de las características discutidas en la presente. Mientras que una o más modalidades particulares pueden ser discutidas en la presente teniendo ciertas características ventajosas, cada una de tales características puede también ser integrada en las otras diversas modalidades de la invención (excepto al grado en que tal integración sea incompatible con otras características de la misma) discutida en la presente. De una manera similar, mientras que las modalidades ejemplares pueden ser discutidas más adelante como modalidades de sistema o de método, se debe entender que tales modalidades ejemplares pueden ser implementadas en diversos sistemas y métodos. Además, la Solicitud de Patente de los Estados Unidos titulada "DISPOSITIVO PARA MUESTREO DE FLUIDOS" presentada el 16 de Febrero del 2011 a nombre de los mismos inventores, es incorporada por referencia en la presente en su totalidad.

Breve Descripción de las Figuras Las figuras 1A-1B muestran esquemáticamente las paredes ágiles compuestas con su forma genérica memorizada antes y después del montaje y las fuerzas ejercidas por las paredes ágiles.

La figura 1A, muestra las posiciones a-l; a-2; a-3; la posición a-l las paredes antes del montaje; la posición a-2 la posición de las paredes después del montaje y la posición a-3 de las paredes después de ser empujadas.

La figura IB, muestra las posiciones b-1, b-2, b-3; la posición de las paredes antes del montaje b-1; después del montaje b-2; expandidas por paredes ágiles al volumen permanente b-3.

La Las figuras 2A-2B muestra los recipientes con paredes compuestas.

La figura 2A muestra el recipiente con paredes compuestas - mostrando la tendencia permanente a permanecer en la posición aplanada creando sobrepresión en la cámara.

La figura 2B muestra el recipiente con paredes compuestas - que muestra la tendencia permanente a permanecer en la posición de espacio interno de definición, inflado, creando sobrepresión en la cámara.

La figura 2C describe un componente de memoria de forma que comprende dos lados rectos y dos lados curvados.

La figura 2D describe una bolsa de muestreo que comprende el componente de memoria de forma de la figura 2C, la bolsa de muestreo es mostrada en un estado aplanado.

La figura 2E describe una vista en perspectiva de la bolsa de muestreo mostrada en la figura 2D en un estado expandido o lleno, el diseño del componente de memoria de forma da como resultado una bolsa de muestreo en forma de "almohada" con arrugas rigidizadas y menos arrugas sobre las paredes laterales.

La figura 3A-3E muestran una sección transversal de una pared ágil de capas múltiples que incluye material con memoria de forma - la sección transversal de las uniones: figura 3A - paredes laterales; figura 3B - paredes ágiles pivotablemente conectadas; figura 3C - paredes ágiles con porción más delgada que la bisagra flexible; figura 3D -paredes ágiles con bordes que giran en un manguito perfilado; figura 3E - paredes ágiles con bordes conectados por rizo.

La figura 4 muestra un recipiente con el tubo de muestreo conectado en línea y el restrictor de flujo.

La figura 5 muestra el recipiente con el tubo colorimétrico coloreado en línea.

La figura 6 muestra el recipiente con los golpeadores conectados en línea.

La figura 7 muestra el recipiente golpeado sobre el cinturón para el muestreo personal en el dispositivo de zona de respiración - muestreo sobre la solapa.

La figura 8 muestra un diagrama esquemático del muestreo directo con la bomba y la bolsa de muestreo.

La figura 9 muestra un diagrama esquemático del muestreo indirecto con la bomba y la bolsa de muestreo.

La figura 10 muestra un diagrama esquemático del muestreo indirecto con la bomba tipo jeringa accionada manualmente, grande, y una bolsa de muestreo dentro.

La figura 11 muestra recipientes de pared dura -latas de muestreo de vacío: a - 0.4 litros; b - 15.00 litros.

La figura 12 muestra una bolsa de muestra con movimiento interno.

Descripción Detallada de la Invención Las modalidades de las bolsas de muestreo son mostradas en las figuras 1A y IB. Las modalidades de las bolsas de muestreo comprenden paredes ágiles. Las paredes ágiles pueden ser instaladas en diferentes configuraciones en diferentes modalidades, para proporcionar diferentes fuerzas. Las paredes ágiles comprenden medios para impartir fuerzas motrices a las paredes de las bolsas de muestreo. En una modalidad, las paredes ágiles pueden comprender al menos un componente de memoria de forma. El componente de memoria de forma puede ser un componente que proporciona una fuerza de desviación hacia la configuración inicial, tal como un panel o resorte de lámina. En ciertas modalidades, el componente de memoria de forma es incorporado en las paredes del recipiente. En algunas modalidades, el componente de memoria de forma puede ser incorporado dentro de las paredes del recipiente tal que el componente de memoria de forma no entrará en contacto con el fluido dentro del recipiente. En modalidades adicionales, el componente de memoria de forma puede ser incorporado dentro del recipiente tal que el componente de memoria de forma no previene que el recipiente sea desinflado, tal que el recipiente tiene volumen interno sustancialmente cero. Como se utiliza en la presente, "volumen interno sustancialmente cero" significa que el volumen interno puede ser comprimido a menos de 5% del volumen total del volumen sustancialmente completamente expandido del recipiente.

Las fuerzas motrices o el componente de memoria de forma puede desviar las paredes lejos una de la otra o una hacia a la otra dependiendo de la configuración inicial deseada o la configuración "doméstica" del componente de memoria de forma como se incorpora dentro del recipiente. El componente de memoria de forma puede ser cualquier componente que pueda ser deformado por una fuerza y regresará sustancialmente a su forma original cuando la fuerza sea eliminada. El componente de memoria de forma puede ser utilizado para incrementar o para disminuir el volumen en la bolsa conforme el componente de memoria de forma regresa sustancialmente a su forma original y el recipiente regresa a su configuración inicial.

Una modalidad de una bolsa de muestreo se muestra en la figura 1A. Los componentes de memoria de forma 15 tienen una forma curvada original y están acomodados con los lados convexos adyacentes uno al otro. Aunque no se muestra, el componente de memoria de forma puede ser de cualquier forma, incluyendo de forma rectangular, cuadrada, triangular, circular, oval o de otra forma. Además, el componente de memoria de forma puede ser en forma de tazón tal que el centro del tazón puede ser forzado a aplanarse y después del retiro de la fuerza el componente de memoria de forma regresará sustancialmente a su forma de tazón original. Por ejemplo, la modalidad de la bolsa de muestreo 8 mostrada en las figuras 2A-2B comprenden dos componentes de memoria de forma 15, en general rectangulares. En la modalidad de las figuras 2A-2B, el componente de memoria de forma ocupa una porción sustancial de la pared de la bolsa de muestreo 8. Alternativamente, el componente de memoria de forma puede comprender aberturas, tablillas o nervaduras.

Regresando a la figura 1A, los componentes de memoria de forma 10 pueden ser incorporados dentro de las paredes de un recipiente con paredes flexibles, tal que los componentes de memoria de forma son presionados a aplanarse uno contra el otro como se muestra en la figura lA-a2. La configuración del recipiente mantendrá los componentes de memoria de forma presionados planos uno contra el otro. Si el recipiente mostrado en la figura 1A es llenado con un fluido, las paredes compuestas ágiles con memoria de forma serán distorsionadas de una manera opuesta de su forma original, comprar figura ??-al a figura lA-a3. Debido a la memoria de forma de las paredes ágiles, el componente de la memoria de forma tendrá una tendencia a regresar a su forma original y a expulsar el fluido del contenido por la boquilla 20. Una modalidad del recipiente será muy útil cuando una fuente de gas estándar o una mezcla de gas sea necesaria y pueda ser utilizada como un dispositivo de suministro de una mezcla de gas con el propósito de calibrar otro aparato. La dirección del fluido movilizado por fuerzas aplicadas por las paredes ágiles se muestra mediante flechas.

Otra modalidad más de un recipiente o bolsa de muestreo se muestra en la figura IB. En esta modalidad, los dos componentes de memoria de forma en las paredes ágiles están acomodados con sus lados convexos adyacentes uno al otro. En tal modalidad, las paredes ágiles ejercen fuerzas ágiles que tienden a abrir el recipiente, creando de este modo una sub-presión moderada dentro del recipiente o la bolsa de muestreo. Esta sub-presión moderada crea una fuerza de impulsión para que el fluido llene el recipiente o la bolsa de muestreo y completa el muestreo sin la necesidad de una fuente de energía externa. La dirección del fluido movido por las fuerzas expresadas por las paredes ágiles, se muestra con una flecha. Las modalidades descritas en Las figuras 1A-1B demuestran la versatilidad y la variedad de los recipientes y las bolsas de muestreo que puedan ser diseñadas con paredes ágiles con sus propiedades únicas, reemplazando sistemas mucho más complicados para mover fluidos. La forma del componente de memoria de forma y la restricción del movimiento de los componentes de memoria de formas debido al diseño de las paredes ágiles crean una bolsa de muestreo o recipiente de muestreo con un volumen completamente lleno, consistente .

La figura 2A muestra una vista en perspectiva de una modalidad de una bolsa de muestreo con los componentes de memoria de forma similares a aquellos mostrados en la figura IB. La modalidad con paredes ágiles está en posición aplanada, con lo cual una fuerza ha actuado sobre las paredes ágiles. Las paredes ágiles 10 de la bolsa de muestreo comprenden componentes de memoria de formas. En la modalidad de la figura 2A, los componentes de memoria de forma son montados dentro del material compuesto de las paredes ágiles y no traslapan el área completa de la pared aplanada. En las figuras, dos lados de estos miembros están limitados por la línea discontinua, y otros dos lados tienen una unión común 12 con los otros miembros de las paredes compuestas . En ciertas modalidades , el componente de memoria de forma será emparedado entre otras capas de las paredes ágiles de capas múltiples.

Además en la figura 3, el tipo de uniones que incluyen o que excluyen el componente de memoria de forma son explicados con más detalle. Los componentes de memoria de forma 15 de la pared ágil 10 de la modalidad mostrada en las figuras 2A-2B, se muestran en sección transversal. Los componentes de memoria de forma 15 en esta modalidad son sustancialmente rectangulares o con forma similar. Dos lados opuestos de las paredes 10 que contienen los miembros 15 dentro, están en conexión abisagrada o en conexión moviblemente sellada por la unión 12. El extremo del miembro de memoria 15 incluido parcialmente en la pared 10 es mostrado en la figura 2A con una línea punteada. De este modo, cuando la entrada/salida 20 del dispositivo es abierta, el fluido puede entrar y llenar el espacio a baja presión dentro del dispositivo, por el movimiento de los componentes de memoria de forma. En tal modalidad, el dispositivo toma sustancialmente una forma cilindrica como se muestra en la figura 2B. Las paredes laterales 11 que no contienen los componentes de memoria de formas 15 forman los otros dos lados del volumen de muestreo sustancialmente cilindrico. Las fuerzas ágiles de las paredes 10 ayudan a estirar apretadamente esas paredes laterales, con lo cual se define cada vez, cuando el dispositivo es lleno con fluido, el mismo volumen sustancialmente reproducible .

La modalidad del recipiente con paredes ágiles de la figura 2B es mostrada en estado abierto con los componentes de memoria de forma en la forma "relajada" u original. En una modalidad de un método de muestreo, el método de muestreo comprende aplicar una fuerza contra las paredes ágiles. Cuando una fuerza es aplicada a las paredes ágiles, la bolsa de muestra es aplanada y el volumen dentro de la bolsa de muestreo es reducido. Después de la aplicación de una fuerza suficiente, el volumen en la bolsa de muestreo puede ser reducido casi a cero y el fluido en la bolsa de muestreo es sustancialmente expulsado. Después de la liberación de la fuerza, las paredes ágiles regresarán a su forma original. Aplicando y retirando repetidamente las fuerzas a las paredes ágiles se permite que la bolsa de muestreo sea sustancialmente completamente aplanada y luego expandida, con lo cual se purga cualquier contaminación de los contenidos de fluido previos.

El purgar repetidamente los contenidos permite alcanzar un equilibrio dinámico de la mezcla del fluido muestreado sobre las paredes internas y el retiro de cualesquiera compuestos químicos absorbidos sobre las paredes interiores de la bolsa de muestreo. Tal equilibrio no puede ser obtenido con ninguno de los sistemas o métodos de muestreo convencionales para bolsas de muestreo convencionales . Las bolsas de muestreo convencionales son llenadas únicamente una vez por todos los métodos de muestreo de agarre conocidos.

La modalidad del dispositivo de las figuras 2A-2B es mostrada con la entrada/salida 20 genérica, pero una persona experta en la técnica puede entender que puede ser utilizado , cualquier reemplazo de entrada/salida 20. La entrada/salida de las modalidades del recipiente o las bolsas de muestreo puede tener cualquier diseño deseado. Las modalidades de los recipientes o las bolsas de muestreo pueden tener múltiples entradas/salidas. La entrada/salida pueden ser válvulas especializadas 22 ó 24 que pueden ser utilizadas en necesidades específicas, como se muestra en las figuras, por ejemplo.

Las modalidades del recipiente o la bolsa de muestreo tales como las modalidades mostradas en las figuras 1A, IB, 2A, y 2B son extremadamente simples y confiables cuando es necesario un muestreo de captura directa de un fluido tal como aire. La habilidad para inundar el dispositivo varias veces con el fluido muestreado tiene una enorme ventaja en comparación a los métodos y dispositivos existentes. Las primeras paredes provenientes de los materiales de baja adsorción utilizados en cualquier dispositivo conocido tienen una pequeña cantidad de sitios activos capaces de realizar la adsorción, pero éstos son de importancia cuando la concentración de una sustancia objetivo (contaminante) es comparablemente baja, por ejemplo, en el intervalo de las partes por millón (PPM) o partes por mil millones (PPB, por sus siglas en inglés) . Incluso en la bolsa de muestreo recién llenada asumiendo la ausencia de difusión a través de las paredes, la recuperación puede ser del 85-90% debido a la sorción sobre las paredes para el primer llenado de una bolsa de muestreo. La recuperación es definida como la cantidad porcentual del compuesto, como es indicada por el análisis comparado a la cantidad efectiva del compuesto en el ambiente muestreado. De este modo, cuando el diseño sobre la invención está en un uso y son completados varios lavados a chorro con el fluido muestreado, esto conducirá a una recuperación alta cercana al 100% para una concentración dada, incluso a concentraciones bajas. En la figura 2E, se describe una modalidad de un componente de memoria de forma. El miembro que expresa fuerzas ágiles 15 -figura 2C tiene una forma similar a una forma de "almohada" con dos lados opuestos paralelos. Esta forma, cuando la bolsa 40 es completamente inflada, ayuda a tener las paredes laterales suaves 11 bien apretadas sin arrugas, definiendo de este modo un volumen que es altamente reproducible . La bolsa con volumen reproducible es necesaria cuando la bolsa está destinada a servir como una fuerza de impulsión para una sub-presión moderada. Esta forma puede ser ventajosa e incorporada dentro de las modalidades mostradas en las figuras 4, 5, 6 y 7.

Como ya se mencionó, el dispositivo es mostrado con la entrada/salida simple 20 que puede ser reemplazada por la válvula apropiada 22 ó 24 y/o el conectador o la línea de conexión 44, como se muestra en las figuras 4-7. Reemplazando la compuerta de entrada/salida 20 con la válvula apropiada 22 ó 24 (constructivamente no discutida aquí y después) que tiene propiedades de flujo preestablecidas, o que es capaz de realizar la regulación y el ajuste del flujo, puede proporcionar características importantes tales como el muestreo a largo plazo - 15, 30, 60 minutos u 8 horas, por ejemplo, y la habilidad para retirar la muestra por un septo montado directamente en la válvula o dentro de su tapa. Tales válvulas son consideradas como poseedoras de funcionalidad de apertura/cierre y/o los medios para regular el flujo del fluido. Tales válvulas pueden ser integrales a la válvula o intercambiables para diferentes velocidades de flujo.

Diferentes modalidades de las porciones de paredes ágiles 10 son mostradas en las figuras 3A-3E. La sección transversal de las paredes ágiles en la figura 3A de la pared ágil sobre la presente invención que comprende un componente de memoria de forma 15 plano, así como una unión lateral 12 entre dos lados opuestos de las paredes opuestas 10, incluyendo el miembro 15. Los otros lados pueden tener el mismo tipo de unión o pueden involucrar una conexión directa entre los componentes de memoria de forma 15. Las modalidades de las porciones de las paredes ágiles mostradas en las figuras 3B y 3C tienen una conexión directa entre los componentes de memoria de forma. Tal conexión directa puede comprender una porción más delgada del mismo material flexible mostrado en la figura 3C, puede proporcionar conexión en pivote de los bordes del material con memoria de forma mostrados en la figura 3B, otro medio de conexión, o una combinación de medios de conexión, etc. En estas modalidades, el componente de memoria de forma 15 es emparedado entre otros miembros de la pared ágil compuesta 10. El componente de memoria de forma, no obstante, puede también ser ya sea una capa interna o una capa externa de una pared ágil compuesta o la pared ágil puede consistir completamente del componente de memoria de forma.

Las modalidades de los recipientes o las bolsas de muestreo pueden ser utilizadas para muestrear en un periodo prolongado de tiempo. Las modalidades de los recipientes tales como, pero no limitadas a las modalidades mostradas en la figura IB y en las figuras 2A-2B, pueden proporcionar una fuente de sub-presión moderada en conjunto con otros dispositivos de muestreo. Algunos dispositivos de muestreo requieren una diferencia de presión especialmente pequeña para un periodo prolongado de tiempo. Como tales, una variedad de los dispositivos de muestreo a largo plazo, son dados como ejemplo aquí y más adelante. Las modalidades descritas en la figura 4, la figura 5 y en la figura 6 comprenden una bolsa de muestreo con paredes ágiles. La bolsa de muestreo con paredes ágiles comprende un cierto volumen cuando está en el estado abierto relajado, en el cual no son aplicadas fuerzas sustanciales a las paredes ágiles. En esta posición abierta o relajada, la bolsa de muestreo con paredes ágiles puede comprender componentes de memoria de forma que no están en sus posiciones originales. Las paredes ágiles previenen que los componentes de memoria de forma regresen completamente a su forma original. No obstante, la bolsa de muestreo en esta posición comprende paredes laterales 11 que son apretadamente estiradas y de este modo mantienen el volumen de la bolsa abierta limitado a un volumen específico que puede ser reproducible . La forma del componente de memoria de forma y las paredes de la bolsa de muestreo pueden ser modificadas para funcionar conjuntamente para producir una bolsa de muestreo que puede ser aplanada para reducir el volumen e inflada hasta un volumen reproducible. La modalidad de la bolsa de muestreo mostrada en la figura 2E comprende paredes rectangulares y un componente de memoria de forma en combinación, capaces de inflarse hasta una estructura que tiene paredes laterales estiradas 11, proporcionando por lo tanto mejor reproducibilidad del volumen muestreado. En la modalidad de la figura 4, un sorbente que contiene el tubo de muestreo 32, tal como un carbón mineral o gel de sílice es acoplado sobre la entrada 24 de la bolsa de muestreo. En esta modalidad, un restrictor del flujo 27 es instalado en la tubería 44 después del tubo de muestreo 27. Los restrictores del flujo son disponibles, los cuales únicamente permiten una velocidad de flujo específica del fluido a través de ellos. El tipo de restrictor de flujo puede ajustar la velocidad de muestreo apropiadas. El restrictor de flujo puede ser, por ejemplo, uno de un grupo que involucra el resistor de flujo de materiales en partícula (relleno con polvos de vidrio o de cerámica) , filtro o membrana con velocidad de flujo conocida por unidad de área, u orificios limitados o críticos montados convenientemente en un tubo 27 o directamente en la válvula 22 ó 24. Los volúmenes de muestreo desde uno hasta varios litros son fácilmente alcanzables utilizando este esquema. El uso de los restrictores de flujo 27 puede servir las necesidades del muestreo a mediano plazo (minutos a horas) , hasta largo plazo mayor de una jornada de trabajo, una semana o incluso un mes. La gran ventaja es que no solamente no se utilizan medidores de flujo de bombas y otros equipos, sino que ninguna persona está involucrada en el proceso de muestreo. Como tales, algunas de estas modalidades pueden ser considerados dispositivos de auto-muestreo. Una persona puede realizar el muestreo a largo plazo simultáneamente en varios sitios diferentes. Otra gran ventaja es que el equipo puede ser diseñado con seguridad intrínsecamente fácil y utilizado incluso en ambientes peligrosos donde es problemático el uso de otros equipos. Las modalidades de los dispositivos de muestreo pueden ser dispositivos de auto-muestreo. Un dispositivo de auto-muestreo puede ser colocado en un sitio y se deja "auto inflar" en un periodo de tiempo.

La bolsa de muestreo puede ser subsecuentemente recolectada y enviada para el análisis.

Una gran ventaja en todos los diseños de muestreo exhibidos es su versatilidad. El muestreo puede ser ajustado a un volumen predeterminado, a un tiempo de muestreo predeterminado, o cuando sea necesario al flujo de aire predeterminado utilizando diferentes restrictores de flujo. No son necesarios flujómetros y bombas.

El uso de los diseños básicos de los recipientes de esta invención no está limitado únicamente al muestreo como se explica en la presente, y puede ser utilizado en muchos casos incluyendo el uso industrial o médico, cuando es necesaria una diferencia de presión negativa, moderada, como la fuerza de impulsión para el flujo del fluido.

Las modalidades de los recipientes de muestreo de aire de ambos tipos básicos de acuerdo a la invención, pueden tener muchas características únicas y en consecuencia ventajas en comparación a las bolsas de muestreo convencionales, por ejemplo, algunas modalidades tienen algunas o todas las características listadas en seguida: No hay bombas de ningún tipo para expulsar o llenar fluidos dentro del recipiente.

No hay carga y mantenimiento de baterías .

No hay calibración de bombas.

- Simplicidad de operación extrema.

Proceso de muestreo poco costoso.

Más alta recuperación cuando se muestrea - en algunas aplicaciones, la recuperación puede ser cercana al 100% Sorción potencialmente reducida sobre las paredes de las líneas o dentro de las bombas.

Contaminación cruzada potencialmente reducida o ausente .

Todo el volumen muestreado directamente es utilizable en comparación a la parte más pequeña utilizando latas y botellas.

El recipiente es independiente de la luz y energía.

El recipiente es intrínsecamente seguro y proporciona muestreo intrínsecamente seguro.

Siempre listo por el muestreo.

Cuando están vacíos con la entrada cerrada, muchos recipientes pueden caber en volumen relativamente pequeño, la portabilidad es extremadamente importante para el muestreo en campo .

Extremadamente versátil para necesidades de muestreo como sigue: El recipiente puede ser utilizado como un volumen de muestreo primario para almacenar el aire muestreado, el gas o la mezcla de gases; El recipiente puede ser utilizado como una fuente primaria de fuerza de impulsión en conjunto con los tubos de muestreo por sorción a un volumen de muestreo fijo (volúmenes de muestreo desde 10 mi hasta 5,000 e incluso 10,000 mi son alcanzables) ; - El recipiente puede ser utilizado como una fuente de fuerza de impulsión en conjunto con los tubos colorimétricos , dado que el recipiente del sistema/tubo es calibrado conjuntamente al volumen de muestreo fijo. Cualquier muestreo STEL de 15 minutos restringido o de 30 minutos. Concentración de techo o 480 minutos (toda la longitud de cambio) del muestreo TWA o TLV con volúmenes predeterminados de 100, 200, 500 hasta > 10000 ml/muestra son alcanzables ; El recipiente de acuerdo a la presente invención puede ser calibrado en conjunto con casetes de filtro para aerosoles o golpeadores de líquido para un volumen muestreado predeterminado .

Las modalidades de los métodos descritos y las bolsas de muestreo con paredes ágiles, no están limitadas a las modalidades particulares, a los pasos del método y a los materiales descritos en la presente, ya que tales formulaciones, pasos de proceso, y materiales pueden variar en cierta medida. Además, la terminología empleada en la presente es utilizada para el proceso de describir las modalidades ejemplares únicamente, y la terminología no está destinada a ser limitante ya que el alcance de las diversas modalidades de la presente invención estará limitado únicamente por las reivindicaciones anexas, y los equivalentes de las mismas .

Por lo tanto, mientras que las modalidades de la invención son descritas con referencia a las modalidades ejemplares, aquellas personas expertas en la técnica entenderán que pueden ser efectuadas variaciones y modificaciones dentro del alcance de la invención como se definen en las reivindicaciones anexas. En consecuencia, el alcance de las diversas modalidades de la presente invención no debe estar limitado a las modalidades anteriormente discutidas, y debe ser únicamente definido por las siguientes reivindicaciones y todos los equivalentes.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un recipiente de fluido, caracterizado porque comprende : paredes ágiles que comprenden un miembro con memoria de forma.

2. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de memoria de forma comprende un material capaz de ser deformado desde una forma inicial por la aplicación de una fuerza, y regresa sustancialmente a su forma original después del retiro de la fuerza .

3. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de memoria de forma comprende un metal o material plástico.

4. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la forma inicial del miembro de memoria de forma comprende ya sea una sección transversal en forma de U, en forma de V, circular, arqueada o parabólica.

5. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el componente de memoria de forma tiene una forma rectangular, cuadrada, triangular, circular, de "almohada" con dos paredes laterales paralelas, oval o de otra forma.

6. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las paredes ágiles tienen una construcción compuesta.

7. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las paredes ágiles comprenden al menos tres capas.

8. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque las paredes ágiles comprenden una capa interna, la capa comprende el miembro de memoria de forma, y una capa externa.

9. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de memoria de forma es capaz de desviar la bolsa de muestreo en una configuración inflada.

10. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el recipiente de fluido es una bolsa de muestreo de fluido.

11. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de memoria de forma es capaz de desviar la bolsa de muestreo en una configuración desinflada.

12. El recipiente de fluido de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el recipiente de fluido es una bolsa de distribución de fluido.