将介质输入容器和/或从容器中取出介质的装置

概括地说，本发明涉及一种将介质输入容器和/或从容器中取出介质的 装置。具体地说，本发明涉及这样一种将介质输入容器和/或从容器中取出 介质的装置，即将此装置设计成用于对容器内和/或容器所处环境中的污染 危险性小有很严格的要求的领域。

例如，在制药和生物工程领域中以及在某种程度上在食品加工业和化 妆品生产业中，一直都需要在各领域的产品生产的某个处理步骤中抽取介 质，以便例如进行微生物检查、细胞计数或以便进行化学分析或便于加入 调节介质或活性介质如生物起始培养物的pH缓冲剂。当在对加入上述生产 过程中的介质有污染小的要求的条件下进行这样的生产时，生产通常是在 密封的容器内进行的。但是，当将要向容器中加入介质或从容器内取样时， 会出现污染危险。

一个从用于上述用途的容器中取样的现有装置的例子在US-A-3779082 中示出了。此装置包括一个设置在容器的一个孔中的自密封膜。许多槽使 膜与容器外部的区域连通。装配有一注射针的转运件可以安放在其中一个 槽中且可以使注射针穿透膜而使转运件与容器内部连通。这样，就可以从 容器中取出样品或通过注射针将介质输入容器。聚氯乙烯带等遮住了槽的 上端，直到转运件被插入槽中为止。可以预先消毒所述装置。在这种情况 下，槽不易遭受污染的危险，直到转运件被插入其中时为止。

这种结构的固有缺陷是：膜的上部可能因与膜接触的转运件而被污 染。杂质等可能通过注射针被引入容器内。另外，当从膜中抽出注射针时， 少量的介质将总是留在注射针中。这样，当使用此现有装置时，容器的外 部区域易遭受污染的危险，例如当正在抽取有毒介质的样品时，这种污染 危险特别严重。

在US-A-3776042中示出了另一个用于从容器中取样的装置。此装置包 括密封地设置在一个在容器内的软管接头中的两个自密封膜件。消毒介质 如蒸汽等在紧邻膜件的软管接头中从入口流向出口。转运件的注射针刺透 外膜件并在插入内膜以便与容器内部连通之前由蒸汽消毒处理。可在此位 置上取样。当注射针被拔出时，它再次在紧邻膜件的区域内接受蒸汽消毒 处理。

此装置的固有缺点是：为了利用蒸汽而需要昂贵的专用设备。蒸汽可 用于灭除细菌，但这种装置无法用于抽取必须不污染环境且不被蒸汽破坏 的介质，这是因为当从两个膜件中抽出注射针时，介质可能仍留在注射针 中，或者这样的介质污染了膜件间的区域或与膜件间的区域相连的蒸汽管 系。另外，一旦将注射针从膜件中抽出(这本身构成了污染危险)，试样和 环境就可通过注射针孔彼此接触。

考虑到污染容器内的介质和容器所处环境的危险，取样或介质输入通 常是在“洁净室”内通过按照现有技术的装置进行的，此装置免不了用于 通风装置、阀等的高昂投资成本，除此之外，对在“洁净室”内工作的人 员的要求特别严格。

因此，本发明的第一目的是提供一种用于将介质输入容器和/或从容器 中取出介质的装置。根据此装置，在抽取介质时和抽取介质后，介质不受 来自环境的污染。

本发明的第二目的是提供一种用于将介质输入容器和/或从容器中取 出介质的装置。根据此装置，环境不受来自抽出介质的污染。

本发明的第三目的是提供一种用于将介质输入容器和/或从容器中取 出介质的装置。根据此装置，当将介质输入容器时，介质不受来自环境的 污染。

本发明的第四目的是提供一种用于将介质输入容器和/或从容器中取 出介质的装置。根据此装置，环境在将介质输入容器的过程中不受污染。

本发明的第五目的是提供一种用于将介质输入容器和/或从容器中取 出介质的装置。根据此装置，已从容器中抽取的试样代表了容器内的介质。

本发明的第六目的是提供一种用于将介质输入容器和/或从容器中取 出介质的装置，此装置也可据此而在“洁净室”外使用。

根据本发明，通过如权利要求1所述的将介质输入容器和/或从容器中 取出介质的装置实现了这些和其它目的。

在从属权利要求中限定了其它特点和有利实施例。

以下将参见附图地详述目前优选的本发明的实施例。其中：

图1是表示一个用于将介质输入容器和/或从容器中取出介质的装置的 实施例的分解示意图。

图2示意地示出了在装配状态下的图1所示装置。

图3是表示当注射针针头位于保护膜部中时的转运件的横截面示意 图。

图4是表示图3的转运件的横截面示意图，其中注射针的针头扎透膜 部。

图5是表示当其被安装在容器上时的装置的横截面示意图。

图6是表示一个在收缩状态下的收集容器的替换实施例的示意透视 图。

图7是图6所示收集容器的横截面示意图，表示收集容器处于膨胀状 态下，还通过点划线示意地表示了在收缩状态下的收集容器。

图1所示的装置包括五个都由参考标记1总体表示的转运件。根据一 个优选实施例，转运件1是一个注射/排出机构。每个转运件在其下端处配 有一个整体由参考标记2表示的密封件。另外，此装置包括一个整体由参 考标记3表示且由三部分构成的紧固器。

各转运件1配有支杆4。在支杆中装入了注射针5的上端。在支杆4 的下边缘形成了一个向下开口的槽6，此槽的横截面大致成圆形。

在密封件2上形成了一个上波纹管形部件7。在波纹管形部件7的上 端形成了一个插入槽6中的卷边部8，由此密封地使密封件2与支杆4相 互连通。在波纹管形部件7中沿其纵向装有注射针5且所述波纹管形部件 可在针5的长度方向上且在分别由图3和4所示的位置之间受到压缩。在 其下端，密封件2设有一个其上端密封地固定在波纹管形部件7上的膜部 9。膜部9是自密封的且可以被注射针的针头10扎透。

紧固器3包括一个总体由标号11表示的凸缘部。在凸缘部11上形成 了一个基本成圆形的基板12，其上设有五个通孔13。各通孔的直径大小 可允许注射针5穿过。在各孔13周围且在基板12的上表面上形成一个凹 座14，所述凹座大致围绕孔13定中。在膜部9的下端设有一个嵌入所述 凹座14中的垫圈。从凸缘部11的上表面起且基本垂直于此上表面伸出地 设置了一个具有螺纹上端的短轴16。

紧固器3同样包括一个总体由标号17表示的基本上呈圆柱形的收藏 部。对中地设置的纵向通道18穿过此收藏部17，短轴16可穿过此通道伸 出。另外，在收藏部17上形成了与通道18平行地延伸且其直径大小等于 或略大于支杆4、波纹管形部件7和膜部9的上端的直径尺寸、但小于垫 圈15的直径的五个通孔19。各孔19的下端与向外开口的纵向槽20相连， 所述纵向槽在有关孔19的外部开设于收藏部17的外周面上。槽20在其上 端设有两个侧凹口21。

收藏部17和凸缘部11具有一总体由标号22表示的对中机构(见图 2)。对中机构22包括至少一个基本上垂直地从收藏部17的外周面下部伸 出的销23。凸缘部11在其上表面上形成了一个环形件24，此环形件与收 藏部17的横截面是吻合的，从而它与收藏部的外部配合。在环形件24上 形成了至少一个狭缝25，销23可以插入此狭缝中。

注射针5的上端与软管座或软管接头26密封地相连，此软管座或软管 接头可装入槽20中。可在软管座26上形成一个圆周止动凸耳27(见图1)； 或者，软管座26自身可用作止动凸出部(见图3、4)。在图1和2中，止 动凸耳27的直径大于槽20的尺寸并与支杆4间隔一段距离，从而可以从 收藏部17的下端将转运件1插入孔19和槽20中。

另外，紧固器3包括一个总体由标号28表示的锁定部，此锁定部在其 上端设有一个圆形提手29并在其下端设有一个螺纹孔(未示出)，短轴16 可被拧入此螺纹孔中。

短轴16与通道18和锁定部28一起构成了总体由标号30表示的此装 置的紧固机构。

软管座26优选地通过软管32与总体由标号31表示的一收集容器密封 地相连。收集容器31(图5示出了其横截面)具有密封地相连的底部33和顶 部34。底部33是用比顶部34的材料硬的材料制成的。在顶部34的外面 形成了一个基本位于正中的手柄40。可在所述顶部的表面上形成折叠启动 机构35，它基本上围绕手柄40对中。收集容器31可膨胀成图5中右手容 器所示的形状并可收缩成图5中左手容器所示的形状。可根据需要通过折 叠启动机构35帮助实现所述膨胀和收缩。但是，这样的机构不是收集容器 31发挥功用的前提。

根据以下描述，此装置的操作将变得一目了然。凸缘部11通过其中的 一个孔37与总体由标号36表示的容器相联。凸缘部11被如此固定在孔37 中，即它密封了孔37的边缘。在这种状态下，孔13使容器36的内部与外 界环境相通。容器先被排空(未示出)且它属于在需要可与外界密封的容器 的处理作业中所用的类型。

从下方将五个未用过的转运件1插入收藏部17。然后横向转动止动凸 耳27以便与侧凹口21(见图2)卡合。当转运件1处于其插入位置时，垫圈 15抵靠在收藏部17的下部上。支杆4的上部伸出收藏部17的上部中。在 此启动位置上，各注射针5被密封地扎入膜部9中以便处于图3所示的状 态。接着，使收藏部17滑过短轴16。环形件24与销23、狭缝25配合以 便如此使收藏部17对中，即，使各转运件1的注射针5将定位于一个相应 孔13的正上方。各转运件1的垫圈15嵌入相应的凹座14中。此后，将锁 定部28拧到短轴16上，由此将收藏部17锁定在图2所示的位置上。在此 锁定位置，自密封垫圈15的材料受到压缩，这对凹座14产生了一个密封 压力作用，由此将使孔13与环境密封地隔绝开。

只要注射针5仍留在图3所示的位置上，注射针5、软管32和收集容 器31就构成了一个与环境密封隔绝的单元。此单元最好预先经过消毒处 理。收集容器31在其上端设有一个孔，收集容器可通过此孔悬挂在容器36 的钩件28上。

在通过上述方式将此装置安装到容器36上后，可通过任何公知的方式 对容器36的内部进行清洗和消毒处理。在此过程中，与容器内部接触的凸 缘部11的内表面、孔13和膜部9的下端接受清洗处理。于是，所有与容 器36的内部接触的装置部件将获得与容器36的内部相同的洁净度，由此 消除了来自这些部件的污染危险。

随后，给容器36装入介质39，直到达到在孔37上方的高度并可开始 容器内的处理作业。当从容器36中取样时，转动转运件1之一的止动凸耳 27以使该止动凸耳脱离与侧凹口21的锁定接合状态。接着移动止动凸耳 27，由此也使注射针5和波纹管形部件7在槽20和孔19的长度方向上移 向图4和5所示的位置41，其中注射针5的针头10已刺透膜部9。在此 状态下，收集容器31与容器36的内部密封地连通。由于注射针5的针头 10预先经过消毒，所以这一行动不会带来污染危险。

由于由容器36内的介质与收集容器31内的介质间的液面差引起的静 压，介质39可在图5所示的位置41上流过注射针5，经软管32流入收集 容器31中。当充填容器31时，所述容器膨胀并通过上述折叠启动机构35 帮助这种膨胀行为。为了加速填充操作，可首先在手柄40的帮助下手动地 膨胀收集容器31，它造成在收集容器31内产生了负压。

当已经从容器36中抽取了足够多的介质39时，使转运件1回撤到图3 和5所示的位置42上并且通过使止动凸耳27卡入侧凹口21而将转运件锁 定在此位置上。这密封了由注射针5在膜部9内形成的针孔，注射针5的 针头10将由此被密封在膜部9内。由于注射针5、软管32和收集容器31 再次形成一个封闭的密封系统，所以防止了污染容器36外的环境或由取样 造成的污染。由于膜部9的下垫圈15被压靠在紧固器30的凹座14上，所 以加强了这两个部件间的密封效果，另外还提高了膜部9的自密封能力。

随后，可以通过剪切机构(未示出)密封地切断通向已充满的收集容器 31的软管32，于是收集容器31可被运送到实验室等地方，同时仍避免了 任何污染危险。剪切机构例如可以是那种可将两软管的端部焊合在一起的 机构，或者它可以是借助于夹子将软管的端部密封地挤压在一起的装置。

可以通过根据所示实施例的装置取出五份试样。但是，用于容器36的 装置数目以及用于各装置的转运件1的数目是可以改变的。

当容器36内的处理过程结束时，容器被排空、清洗并消毒。在此操作 过程中，对暴露于容器内部的装置部件进行清洗。接着，可松开锁定部28 并将收藏部17从短轴16中拉出，这不会污染环境。然后，可用装有未用 过的转运件1的新收藏部17更换整个收藏部17。或者，可以在同一个收 藏部17中替换掉用过的转运件1。只要不从膜部9中拔出用过的注射针5， 注射针5和切断的相应软管末端就构成了一个封闭的密封系统。在适当地 考虑了介质的情况下，以某种方式如焚烧方式毁掉用过的注射针、软管部 件和收集容器。将在用过后被毁掉的装置部件最好是被焚毁的，因为这些 部件本身是由不会放出有毒烟气的可燃烧的材料制成的。接着，将收藏部 17锁定在上述位置上并且在新的处理工序开始前清洗、消毒容器36的内 部。

当使收藏部17脱离容器36时，显然无需为运送试样而切断已充满的 收集容器31的软管32。取而代之的作法是，可使转运件1与收藏部17脱 开，并将转运件1、软管32和收集容器31运送到实验室等地方。或者， 可使软管32直接与分析设备、另一个容器等相连。

同样，也不必在每次排空和清洗容器36时拆除收藏部17和转运件1， 因为暴露于容器36内部的装置部件在清洗和消毒容器内部时被赋予了与容 器内部相同的洁净度。因此，装置可在不用拆除的情况下用于若干个处理 步骤，只要未用过的转运件1足够多就行了。

第二软管可与收集容器31或软管32密封地连接。为了转运样品，经 过预先消毒的注射器可在此第二软管的端部与另一个容器等密封地连接。 另外，第二软管可与一第二转运件1相连。这样，可在密封状态下从容器 36中抽取介质39并在密封状态下通过上述装置将其输入第二容器(未示出) 中。在这种情况下，将注射针5插入第二容器中，于是使收集容器31位于 第二容器内的介质水平面的上方。接着，可以借助于静压将处于密封状态 下的介质输入容器中。为了便于输入介质，收集容器31的可变形的上部34 可被压靠在底部33上。

图6和7示出了收集容器31′的第二实施例。与参见图1-5描述的部件 相同的部件在图6、7中具有相同的参考标记，但在字母右上角附加了“′” 号。收集容器31′包括基本上成拱形的第一部分33′和基本上成拱形的第二 挠性部分34′。根据所示实施例，这两个部分33′和34′基本上成圆拱形且最 好是由塑料制成的。第一部分33′最好是由具有比第二挠性部分34′的材质 大的刚度的材料制成的。在图7中，连续的线条表示处于膨胀状态的收集 容器31′，在此容器中充满了介质39′，而点化线表示处于收缩状态的收集 容器。在收缩状态下，第二挠性部分34′位于第一部分33′的附近，从而允 许完全排空装在收集容器31′中的介质39′。如图6、7所示出的那样，手 柄40′设置在第二挠性部分34′上以便利于在膨胀状态和收缩状态间操纵第 二挠性部分34′。但是，显然可以理解的是，也可以通过其它方式如使用上 述第一实施例中的静压来实现状态间的转换。

第一部分33′和第二挠性部分34′在互连区域50中沿一面向边缘的部分 相互连接。这两个部件33′、34′之间的结合或互连例如可以是通过粘结或 焊接实现的。如图7所示，根据所示较佳实施例的互连区50在膨胀状态下 基本上平行于第二挠性部分34′的边缘区的延长段地延伸。由于有这样的布 置结构，与其中第一部分与第二挠性部分之间的内连区根据图7水平地延 伸(未示出)的结构相比，使第二挠性部分34′在内连区30′上破裂的危险性 得到降低并且还降低了因收集容器31′受到过大压力而在连接区50上开裂 的危险。

在圆拱形外，第一部分33′上最好形成一个沿所述内连区50延伸并且 通过在内连区50上与第二挠性部分连接的方式而与第二挠性部分34′相连 接的环形垫圈或凸缘51。根据所示实施例，垫圈51和第一部分33′沿一有 尖顶的凸缘52相连，所述凸缘最好被弯成锐角α，第二挠性部分34′可以跨 过所述凸缘地转换于膨胀状态和收缩状态之间。优选的是，互连区50在所 述有尖顶的凸缘52外延伸。凸缘52因而起到了一“铰链”的作用，第二 挠性部分34′通过此铰链在膨胀位置和收缩位置间移动。当互连区50超过 有尖顶的凸缘52时(这正如优选实施例中所述的情况那样)，与当所述内连 区例如伸向边界区50或终止于边界区50内时所应该出现的情况相比，铰 接运动在此第二挠性部分34′运动时对内连接区50的影响不大。因此根据 本实施例，第二挠性部分34′的运动在位于内连区50内部的一个区域中进 行。这赋予了第一部分33′和第二挠性部分34′之间的连接部分更高的强度。

如图6所示，收集容器31′设有至少一个通道53。根据所示实施例， 此通道穿过所述互连区50并与一软管32′连接，所述软管又与设置在其结 构与上述转运件的结构相同的转运件1′内的注射针相连，所述转运件具有 密封件2′和支杆4′。这样一来，收集容器31′由此与转运件1′的注射针相连。 根据所示的实施例，通道53也通过第二软管54与本身已公知的注射针55 相连，此注射针设置在一个紧配合的活动盖56内。根据所示实施例，本身 已公知的夹紧机构57布置在第二软管54周围。图6所示的整个单元最好 经过预先消毒处理并最好在使用前构成一个密封单元。

在图6中示出了处于运送状态下的收集容器31′和有关附件，其中软管 32′、54设置在折片58、59的下方。所述折片分别由按扣固定件固定。夹 紧机构57和/或软管32′、54分别地和/或转运件1′最好设置在托座62的 凹部中以便能更好地叠放收集容器31′，其中所述托座环绕收集容器31′布 置。根据所示的优选实施例，托座62是第一部分33′的延续部分。因而， 例如软管32′、54可以在运送状态下分别设置在槽60和61内，如图7所 示。另外，在图6中示出了位于托座62的凹部中的夹紧机构57。

如图6所示，根据所示实施例，第二挠性部分34′上设有一个部分63， 此部分例如通过焊接或粘结而在通道53附近和通道53与相应软管32′、54 互相连接的区域附近与托座相连，从而允许各软管34′、54与收集容器31′ 密封地相互连接。

显然可以理解的是，转运件1′可通过收集容器31′和注射针机构55、 56、57和/或直接地与另一个容器、其它收集容器、分析设备或其它形式 的容器等相连。

根据创造性的设计方案而提出了一种装置，根据此装置，输入和/或抽 取的介质不会受到容器36的外界环境的污染。另外，提供了一种能够使环 境不受输入和/或抽取的介质的污染的设备。由于此装置，可以在不涉及或 造成污染危险的情况下从容器中抽取出有代表性的样品。由于正确使用的 装置消除了在容器和其环境中的污染危险，所以可以将容器设置在对清洁 度没有特别严格的要求的普通房间内。由于在取样或将介质输入容器36 时，不同转运件1的垫圈15是彼此分开的，所以在垫圈15之间没有交叉 污染的危险。由于可以明显地根据已充满的收集容器31；31′或切断的软 管32；32′；54区分出究竟使用了哪个转运件1；1′，所以注射针5误用 两次的危险很小，而一旦发生注射针误用两次的情况，则可能出现污染危 险。由于注射针5、软管32；32′和收集容器31；31′构成了一个经过预 先消毒的密封单元且由于暴露在容器内部的装置部件在对容器进行清理和 消毒的同时受到清洗和消毒，所以装置具有与容器内部相同的污染程度。 由于软管32；32′的切除点被密封了，所以接点不可能污染环境。

显然可以理解的是，可以在一定程度上偏离所述实施例。例如，可以 改变部件数目和紧固器3的构形。另外，软管32；32′例如可以是管子。 槽20可以沿收藏部17的整个外表面分布，一个止动/锁定机构可设置在锁 定部28上，其功能相当于设置在槽20上部和侧凹口21中的止动机构和锁 定机构的作用。容器36显然可以成罐形、筒管形或其它形状的容器。所有 这些包含在基本发明构想中的变型和修改应该被认为落入了后续的权利要 求书的范围内。