剛性一次性流路的製作方法
2023-10-04 22:41:09 2
專利名稱：剛性一次性流路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於諸如製藥、生物製藥、營養藥、食品或飲料加工等的一次性製造的剛性一次性流路。此外，本發明涉及一種彼此連接的剛性頂部和底部，流路形成在頂部和底部的鄰接面中。
背景技術：
傳統上，在不鏽鋼路徑中加工流體產品諸如生物藥品、食品和飲料。在每次使用之間，需要諸如利用熱苛性鹼溶液對鋼管和流體路徑進行清潔，然後利用幾種體積的熱水對 鋼管和流體路徑進行衝洗，並對鋼管和流體路徑進行蒸汽消毒。這種系統的一個問題在於,確保系統在每次使用之間被正確地清潔和消毒。另一問題在於，該系統在尺寸或結構方面不夠靈活，將用戶限制於由結構指定的設置體積和方法。這導致了近來採用塑料柔性容器和基於它們的系統。最簡單的是塑料組件諸如通過塑料管彼此連接的袋子。這種系統的一個問題在於，由於塑料自身的限制，該系統不能在任何高壓使用。第二個問題在於，它需要穩定或固定到使用它的表面。一種方法是使用蛤殼式或兩件式歧管，該歧管具有流動通道結構或相對比較平坦的可壓縮表面，在它們之間能夠夾住組件的管和/或整個組件以便能夠使它保持在合適的位置並具有一定的耐壓性。參見WO 2009/017614。另一選項是使用平坦的或未成形的袋子和歧管，在這些歧管中包含所希望的流動通道。袋子被放置在歧管之間並稍微受到限制。與在袋子的流動通道下方的那些部分對應的袋子部分隨後利用氣體或液體而稍微膨脹，從而這些袋子部分充有歧管的流動通道。歧管隨後在袋子周圍被封閉，在歧管中在袋子內形成所希望的流動路徑。參見2009年I月23日提交的FR0959435。這些裝置在它們的操作和製造的複雜性以及它們的在壓力下洩漏的可能性方面具有它們的限制。例如，使用分開的部件(諸如，袋子和管或未成形的袋子)並將它們放置在歧管中仍然局限於可運行該裝置的壓力，因為袋子(經常地，管)耐壓性通過使用殼或歧管而僅微小地提高。在僅使用一個袋子並通過使袋子的各部分膨脹到形成在歧管內表面中的通道中而形成流體路徑的系統中，這種情況甚至更加嚴重。在這種情況下，袋子的各層之間的密封限制能夠使用的壓力的量。另外，當使用單獨部件(諸如，通過焊接到袋子的塑料埠連接到袋子的管)時，必須應付獲得並保持所有部件之間的良好的液體緊密密封。經常地，洩漏將會發生在管固定到袋子的地方。歧管裝置不阻止這種洩漏發生並且在更高的壓力運行該系統，並在一些情況下使洩漏更加嚴重。本發明提供一種不同的用於形成一次性路徑的裝置，該裝置能夠固定並在高壓下工作且消除可發生在其它組件中的洩漏。
發明內容
本發明提供這樣一種一次性剛性流路單獨地或結合蛤殼或歧管系統，為一次性裝置提供另外的耐壓性。在第一實施例中，該裝置包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料。每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度。至少一個片以及優選地兩個片具有形成在它們裡面的流動通道。流動通道以這種方式形成在片中，即形成流動通道的片的區域延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面的法平面。第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面處彼此形成液體緊密密封。在每個片包含流動通道的實施例中，兩個片的流動通道對齊並彼此對準。一個或多個配件在流動通道中被固定在這兩個液體緊密密封的片的邊緣以用作系統的入口、出口或其它埠。
·
在第二實施例中，該裝置包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料。每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度。兩個片具有形成在它們裡面的流動通道。流動通道以這種方式形成在片中，即形成流動通道的片的區域延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面的法平面。第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面處彼此形成液體緊密密封。兩個片的流動通道對齊並彼此對準。管子在兩個片之間的流動通道中延伸，並且一個或多個配件在流動通道中在這兩個液體緊密密封的片的邊緣被固定到管子，以用作系統的入口、出口或其它埠。本發明的目的在於提供一種裝置，該裝置包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料，每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度，至少一個片以及優選地兩個片具有形成在它們裡面的一個或多個流動通道，流動通道以這種方式形成在片中，即形成所述一個或多個流動通道的片的區域延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面的法平面，第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面處彼此形成液體緊密密封，並且一個或多個配件在流動通道中被固定在這兩個液體緊密密封的片的邊緣以用作該裝置的埠。本發明的目的在於提供一種裝置，該裝置包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料，每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度，至少一個片以及優選地兩個片具有形成在它們裡面的一個或多個流動通道，流動通道以這種方式形成在片中，即形成所述一個或多個流動通道的片的區域延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面的法平面，第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面處彼此形成液體緊密密封，一件或多件管子位於這兩個片之間的所述一個或多個流動通道中，並且一個或多個配件在流動通道中在這兩個液體緊密密封的片的邊緣被固定到管子以用作該裝置的埠。本發明的目的在於提供一種實施例，其中每個片包含一個或多個流動通道，並且這兩個片的流動通道對齊並彼此對準。本發明的目的在於提供一種裝置，其中第一片具有一個或多個流動通道，並且所述一個或多個流動通道具有從包括下面各項的組中選擇的橫截面輪廓半圓形、半橢圓形、正方形、三角形、矩形、半六邊形和半多邊形，其中P等於多邊形的邊數並且P>6。
本發明的目的在於提供一種裝置，其中第一片和第二片具有位於第一片和第二片中的一個或多個流動通道，並且所述一個或多個流動通道具有從包括下面各項的組中選擇的橫截面輪廓半圓形、半橢圓形、正方形、三角形、矩形、半六邊形和半多邊形，其中P等於多邊形的邊數並且P>4。本發明的目的在於提供一種裝置，其中片由從包括下面各項的組中選擇的塑料製成聚烯烴、聚碳酸酯、環氧樹脂、玻璃纖維增強熱固樹脂、碳增強熱固樹脂、碳複合物、聚碸和聚醚醯亞胺。本發明的目的在於提供一種裝置，其中片通過從包括下面各項的 組中選擇的設備被以液體緊密方式密封在一起熱接合、超聲波焊接、振動焊接、熱熔、溶劑焊接、粘合劑、夾具以及螺母和螺栓等。本發明的目的在於提供一種裝置，該裝置具有一個或多個孔，在所述一個或多個流動通道上方的位置穿過第一片或第二片之一，並且傳感器以液體緊密方式連接到該開□。本發明的目的在於提供一種裝置，該裝置具有一個或多個孔，在所述一個或多個流動通道上方的位置穿過第一片或第二片之一，每個開口具有形成在它裡面的彈性密封件，並且傳感器以液體緊密方式連接到該開口。本發明的目的在於提供一種裝置，該裝置具有一個或多個孔，在所述一個或多個流動通道上方的位置穿過第一片或第二片之一，傳感器以液體緊密方式連接到該開口，並且從包括溫度、壓力、電導率、流量和pH傳感器的組選擇該傳感器。
圖I以截面圖顯示第一實施例。圖2以平面圖顯示圖I的第一實施例。圖3以第二截面圖顯示圖I的第一實施例，並具有連接的配件。圖4A-F顯示第一實施例的流動通道的各種橫截面輪廓中的一些。圖5以平面圖顯示第一實施例。圖6和7以截面圖顯示本發明的傳感器埠。圖8顯示本發明的第二實施例。圖9顯示本發明的第二實施例。圖10A-F顯示第二實施例的流動通道的各種橫截面輪廓中的一些。圖11顯示本發明的第三實施例。圖12顯示本發明的第四實施例。圖13顯示具有連接的配件的實施例和第二截面圖。
具體實施例方式在圖1-3中，顯示本發明的第一實施例。裝置2包括第一片硬質塑料4和第二片硬質塑料6。每個片4、6具有第一主表面8A和8B和第二主表面IOA和IOB以及第一主表面8和第二主表面IOA和IOB之間的厚度12A和12B。在這個實施例中，僅第一片4具有形成在它裡面的一個或多個流動通道14。所述一個或多個流動通道14以這種方式形成在片4中，即形成流動通道14的片4的區域延伸離開片4的第一主表面8A並超出片4的第二主表面IOA的法平面。第一片4和第二片6在它們的鄰接的第一主表面8A和SB彼此形成液體緊密密封。在這個實施例中，這兩個片諸如通過粘合劑或焊接16被密封在一起，但能夠替代地使用其它方法，諸如熱接合、聲波焊接、溶劑焊接、夾具、螺母和螺栓等。一個或多個配件18 (圖3)在流動通道14中被固定在這兩個液體緊密密封的片4、6的邊緣，以用作系統的埠。根據需要，軟管倒鉤30能夠用於將配件固定到管24。替代地，能夠將配件18粘合到、摩擦配合到或熔接到管24。在這個實施例中，O形環19用於在配件的外部周圍形成液體緊密密封，以便所有的液體必須穿過配件的孔21。儘管如以下所述顯示了兩個片4、6都具有通道14的實施例，但能夠使用如以上在圖I和2中所述具有僅形成在一個片4或6中的通道14的實施例中的類似裝置。
圖4A-F顯示第一實施例的流動通道的各種橫截面輪廓。例如，橫截面輪廓能夠是分別如圖4A和4B中所示的半圓形或半橢圓形。替代地，它能夠是三角形(4F)、正方形或矩形(4C)或具有5個邊或更多個邊的多邊形的任何一半。換句話說，它能夠是半多邊形，其中多邊形的邊數P大於4。這些半多邊形的例子包括如圖4D中所示的半六邊形輪廓和如圖4E中所示的半八邊形。可選地，如圖5中所示，該裝置可具有也形成在第一層中的一個或多個室20，室20能夠用作混合、過濾或存儲容器。另外，如圖6和7中所示，該裝置可具有形成在所述一個或多個流動通道14中的一個或多個孔22，以用於連接傳感器(諸如，溫度、壓力、電導率、流量和pH傳感器)或用於過濾器囊(諸如，可從Millipore Corporation商購獲得的0_pticap 過濾器)或用於配件(諸如，軟管倒鉤、Tri-Clover 夾具等)，以便系統中的流體能夠根據需要被重新引導至其它裝置或位置。這些孔22可形成為具有內螺紋、彈性密封件或用於傳感器、過濾器或配件的液體密封的其它這種裝置。如果傳感器是一次性的，則它們能夠通過粘合劑、溶劑焊接等被永久地固定。可選地，對於不需要直接接觸流體的那些傳感器，可在開口上密封塑料薄膜或隔膜以形成無菌液體緊密屏障(未示出)。圖8和9顯示本發明的第二實施例，其中每個片具有形成在它們裡面的一個或多個流動通道14。在這種情況下，這兩個片以這種方式使所述一個或多個流動通道14形成在每個片4、6中，即形成流動通道14的片4和6的區域延伸離開每個片4、6的第一主表面8A或8B並超出每個片4、6的第二主表面IOA和IOB的法平面。優選地，每個片4、6的流動通道14是另一個流動通道的鏡像，以便當片4、6接合時，每個片4、6的流動通道14對齊並彼此對準。圖10A-F顯示第二實施例的流動通道的各種橫截面輪廓。例如，每個片的橫截面輪廓能夠是分別如圖IOA和IOB中所示的半圓形或半橢圓形。替代地，它能夠是三角形(IOF)、正方形或矩形(IOC)或具有5個邊或更多個邊的多邊形的任何一半。換句話說，它能夠是半多邊形，其中多邊形的邊數P大於4。這些半多邊形的例子包括如圖IOD中所示的半六邊形輪廓和如圖IOE中所示的半八邊形。儘管每個片的橫截面被顯示為與另一個片的橫截面相同並且儘管這是這樣操作的優選方法，但根據需要，這些片能夠具有不同的橫截面輪廓。圖11顯示本發明的第三實施例。在這個實施例中，像圖1-3中一樣形成塑料片，一個片包含流動通道14。在兩個片4、6彼此連接之前，撓性管24 (諸如，橡膠或聚烯烴管)被插入在流動通道14中。這種管在工業中是公知的，並且可由矽酮、聚乙烯、聚丙烯、C-Flex 聚合物等製成。根據需要，該管可具有加固件(諸如，一條金屬或玻璃纖維帶)以便為它增加另外的耐壓性。圖12顯示本發明的第四實施例。在這個實施例中，像圖8-9中一樣形成塑料片，每個片4、6包含流動通道14。在兩個片4、6彼此連接之前，撓性管24 (諸如，橡膠或聚烯烴管)被插入在流動通道14中。這種管在工業中是公知的，並且可由矽酮、聚乙烯、聚丙烯、C-F丨ex 聚合物等製成。根據需要，該管可具有加固件(諸如，一條金屬或玻璃纖維帶)以便為它增加另外的耐壓性。圖13顯示流動通道14內所包含的管24中的配件18A。根據需要，軟管倒鉤30能夠用於將配件固定到管24。替代地，能夠將配件18A粘合到、摩擦配合到或熔接到管24。盡 管顯示了兩個片4、6都具有通道14的實施例，但能夠使用僅具有形成在一個片4或6中的通道14的實施例中的類似裝置。這些片能夠由從包括下面各項的組中選擇的塑料製成聚烯烴、聚碳酸酯、環氧樹月旨、玻璃纖維增強熱固樹脂、碳增強熱固樹脂、碳複合物、聚碸和聚醚醯亞胺。所述一個或多個流動通道能夠以各種方式形成在硬質塑料片中。例如，它能夠通過下述步驟真空形成在模具上製備流動通道結構的圖案，加熱塑料片直至它變軟，然後將真空應用於塑料片以對著該圖案拉塑料片並形成通道結構。替代地，如果塑料足夠厚，則通過諸如經刳刨機或CNC銑床、雷射或化學蝕刻在所希望的流路的區域中去除塑料，可形成所述一個或多個流動通道。在另一實施例中，在流動通道結構的圖案(正圖案或負圖案)的圖案上方對塑料執行熔鑄或溶劑鑄造，並且允許冷卻或揮發溶劑。對於熱固樹脂，可使用類似的過程，並且允許熱固樹脂對著該圖案固化或凝固以形成該裝置。諸如當鑄造這些片時，作為製造這些片的過程的一部分，可形成孔22，或者可在以後通過在所希望的位置鑽孔或雷射蝕刻出該孔來形成孔22。一旦形成，這兩個片對齊並以液體緊密方式被牢固地固定在一起。通過將這兩個片固定在一起的粘合劑或者通過選擇性地溶解每個片的鄰接的塑料的部分的溶劑，可完成這一點，並在溶劑揮發時將這兩個片焊接在一起。還能夠使用熱封和熱焊接或聲波焊接或超聲波焊接。雷射器和熱壓板能夠用於熱焊接。替代地，這兩個片能夠在它們的邊緣周圍由夾具固定。在一些情況下，這可能需要使用邊緣墊圈。同樣地，一系列螺母和螺栓或鉚釘(可選地，與邊緣墊圈一起)能夠用於將這些片密封在一起。在流動通道離開或進入這些片的片的邊緣，能夠將配件安裝到開口以允許連接管、過濾器和其它這種輔助裝備。在許多情況下，配件能夠是彈性材料，該材料被簡單地壓縮並被容納在流動通道中，如圖3中所示。可選地，簡單地通過流動通道的內徑和配件的外徑之間的摩擦配合，可保持該配件。根據選擇的材料，也可使用粘合劑、熱焊接或聲波焊接或溶劑焊接。如圖13中所示，流動通道14可形成為具有保持裝置，諸如底切100。儘管顯示為矩形底切，但它能夠是保持該配件的任何其它形狀。以下面的方式製造根據本發明的裝置。對流動通道的布局或設計進行繪圖，然後諸如通過設計金屬或木頭半圓零件來形成模具。這些零件能夠彎曲或切割至所希望的特定結構。這些零件被連接到平坦表面，諸如真空成型機的真空板。根據需要或要求，能夠利用脫模劑(諸如，矽酮或各種機器、礦物或植物油或蠟(自然的或合成的))來處理這些零件以確保模具不會粘住塑料片。替代地，PTFE塗層能夠被塗覆於這些零件。一片適合真空板的尺寸的硬質塑料隨後被簡單地放在真空板和零件的上方，並隨後諸如由熱燈或熱風槍加熱，或者塑料片被加熱直至它首先變得易彎曲並隨後被應用於真空板。塑料被夾在合適的位置，並且抽真空以對著模具拉易彎曲的塑料。塑料冷卻並從真空板取出塑料。如果僅一個片包含通道，則它隨後被固定到一片平坦的塑料，以便在這兩個片的面之間的界面形成通道。如果兩個片都包含通道，則簡單地製造任一第二個片，或者如果這比較複雜，則製造形成第一個模具的鏡像(即，與第一個模具互補)的第二個模具並且以類似於第一個片的方式形成第二個片。
通過在模具上方製造片並使用擠壓器或軋輥確保良好的成型表面，相同類型的模具能夠與由在模具上方澆注的熔融材料或玻璃纖維或其它複合物形成的塑料一起使用。製造該裝置的另一方法是利用如上所述的刳刨機裝置或CNC銑床或雷射或化學蝕刻簡單地挖出通道。如果該裝置將會包含管，則在片固定在一起之前，管被插入在片之間。如果未使用單獨的管，則在片固定在一起之前或在片固定在一起期間，末端配件被固定在片之間。在通道中不存在單獨的管的情況下，可能想要在使用之前衝洗或衝刷通道以去除可能留下的任何脫模劑。替代地，在製造每個片時，能夠完成這一點。一旦片已被製造並固定到彼此，則配件被連接到液體的供給源和用於容納已加工的材料的裝置(諸如，袋子、罐等)。液體流經通道，並諸如由在該裝置中排成一行的過濾器處理。
權利要求
1.一種裝置，包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料，每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度，第一片和第二片中的至少一個具有形成在它裡面的一個或多個流動通道，所述一個或多個流動通道以這種方式形成在所述至少一個片中，即形成流動通道的片的區域延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面的法平面，並且第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面彼此形成液體緊密密封。
2.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一片和第二片具有位於第一片和第二片中的一個或多個流動通道。
3.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一片和第二片具有位於第一片和第二片中的一個或多個流動通道，並且這兩個片的流動通道對齊並彼此對準。
4.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，還包括一個或多個配件，在流動通道中被 固定在這兩個液體緊密密封的片的邊緣。
5.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一片具有一個或多個流動通道，並且所述一個或多個流動通道具有從包括下面各項的組中選擇的橫截面輪廓半圓形、半橢圓形、正方形、三角形、矩形和半多邊形，其中P等於多邊形的邊數並且PM。
6.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一片和第二片具有位於第一片和第二片中的一個或多個流動通道，並且所述一個或多個流動通道具有從包括下面各項的組中選擇的橫截面輪廓半圓形、半橢圓形、正方形、三角形、矩形、半六邊形和半多邊形，其中P等於多邊形的邊數並且P>4。
7.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述片由從包括下面各項的組選擇的塑料製成聚烯烴、聚碳酸酯、環氧樹脂、玻璃纖維增強熱固樹脂、碳增強熱固樹脂、碳複合物、聚碸和聚醚醯亞胺。
8.如權利要求所述的裝置，其特徵在於，所述片通過從包括下面各項的組中選擇的設備以液體緊密方式被密封在一起熱接合、超聲波焊接、振動焊接、熱熔、溶劑焊接、粘合劑、夾具以及螺母和螺栓。
9.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，還包括一件或多件管子，被包含在所述兩個片之間的所述一個或多個流動通道中，並且一個或多個配件在所述一個或多個流動通道中在這兩個液體緊密密封的片的邊緣被固定到所述一件或多件管子。
10.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，還包括一個或多個孔，在所述一個或多個流動通道上方的位置穿過第一片或第二片之一，並且傳感器以液體緊密方式連接到該開□。
11.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，還包括一個或多個孔，在所述一個或多個流動通道上方的位置穿過第一片或第二片之一，每個開口具有形成在它裡面的彈性密封件，並且傳感器以液體緊密方式連接到該開口。
12.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，還包括一個或多個孔，在所述一個或多個流動通道上方的位置穿過第一片或第二片之一，傳感器以液體緊密方式連接到該開口，並且該傳感器從包括溫度、壓力、電導率、流量和PH傳感器的組中選擇。
13.一種裝置，包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料，每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度，第一片和第二片中的至少一個具有形成在它裡面的一個或多個流動通道，所述一個或多個流動通道以這種方式形成在所述至少一個片中，即形成流動通道的片的區域延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面 的法平面，第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面彼此形成液體緊密密封，一件或多件管子被包含在所述一個或多個流動通道內，並且一個或多個配件在這兩個液體緊密密封的片的邊緣被固定到所述一件或多件管子以用作系統的埠。
全文摘要
本發明提供一種剛性一次性流路，該流路單獨地或結合蛤殼或歧管系統為一次性裝置提供另外的耐壓性。在第一實施例中，該裝置包括第一片硬質塑料材料和第二片塑料材料。每個片具有第一主表面和第二主表面以及第一主表面與第二主表面之間的厚度。至少一個片以及優選地兩個片具有形成在它們裡面的流動通道。流動通道形成在片中，以便它們延伸離開片的第一主表面並超出片的第二主表面的法平面。第一片和第二片在它們的鄰接的第一主表面彼此形成液體緊密密封。
文檔編號F16L3/12GK102971565SQ201180032766
公開日2013年3月13日 申請日期2011年6月28日 優先權日2010年7月1日
發明者M·莫裡西, N·紹爾 申請人:Emd密理博公司