用于自动旋塞阀致动的保持装置和设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于自动旋塞阀致动、特别是与一次性多路旋塞阀结合使用的保持装置和设备。
2.本发明总的涉及医疗、食品分析或测试领域，但也可以找到与水培植物生长结合的应用以及使用一次性旋塞阀来设定用于流体的流动布置结构的其它应用。


背景技术：

3.一次性旋塞阀已设计成通常用手致动，就像在医疗或任何其它上述领域中的大多数用户应用的情况那样。本发明所涉及的旋塞阀是由塑料材料制成的功能部件，包括设置有多个外部端口的阀壳，这些外部端口可以反过来形成为阳型或阴型的鲁尔连接器、套筒、肠连接器、倒钩连接器等，以连接到合适的管道来设定期望的流动布置结构。
4.该阀壳以可旋转的方式接纳阀体，该阀体形成为选择性地建立或阻断该阀壳的各个端口之间的流动连接。该阀体与外部手柄连接，用户可以抓握在该手柄处，并且使得阀体在阀壳内于选定的位置之间致动，即旋转。在诸如qosina(库西纳)、nordson medical(诺森医疗)、elcam(爱康)、mednet(麦特瑞)、smiths medical(史密斯医疗)等多家供应商的产品组合中可以找到此类旋塞阀的示例。
5.在一些应用中，例如在放射合成制备中，已知通过自动旋转致动器来致动一次性旋塞阀，这允许流动布置结构中的多个旋塞阀根据预定时间表自动操作，而无需手动交互。这种致动器包括步进马达、旋塞阀背板以及联接器，该联接器将步进马达的驱动轴连接到旋塞阀的手柄。该致动器还可以包括用于检测手柄的特定位置的原位传感器。
6.为了防止任何污染风险(化学、微生物、病原体等)，上述领域中需要安全且低成本的一次性解决方案，以促进使用一次性管道组来设定用于处理流体的流动布置结构并且分配、混合、等分、转换或分析来自不同容器、设备或活生物体(人类、植物、细胞培养物等)的流体。
7.此外，已开发出多路旋塞阀作为一种低成本的一次性解决方案来用于包括医疗在内的许多应用，以选择或隔离不同的流动路径。该设计针对手动致动进行了优化，但并不完全能够与自动致动的解决方案兼容。特别地是，目前市场上低成本的一次性旋塞阀还没有针对自动化进行设计，也不容易与自动设备结合使用。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种用于自动旋塞阀的保持装置和设备，该保持装置和设备能够解决以下存在的问题中的一个或多个问题：
9.优选地是，通过单步骤的手动装载和卸载旋塞阀，为将旋塞阀放置在保持装置中提供方便的可触及性；
10.提供旋塞阀在保持装置中的准确定位，特别是在装载时相对于该旋塞阀本体的准确居中和角度位置准确定位；
11.提供改进的安全性，特别是防止旋塞阀在特定的装载/卸载位置之外的位置无意地移除；以及
12.提供检测该保持装置的不同状态、即该保持装置中存在旋塞阀和/或特定的旋转位置的可能性。
13.为了解决上述问题中的至少一些问题，本发明提供了一种具有权利要求1所述特征的用于自动旋塞阀致动的保持装置。优选的实施例限定在从属权利要求中。
14.此外，本发明还提供了根据权利要求14所述的用于自动旋塞阀致动并且包括本发明的保持装置的设备。
15.一种用于自动旋塞阀致动的保持装置，该保持装置特别地是包括：基体；以及驱动器，该驱动器以可旋转的方式接纳在该基体处，其中，该保持装置具有容座，该容座用于以可移除的方式接纳旋塞阀的至少一部分，并且该容座构造成使得该驱动器能够在该驱动器旋转时与接纳在该容座中的旋塞阀的手柄接合并且致动该手柄，以及第一固定构件，该第一固定构件构造用以允许将旋塞阀选择性地固定在容座中。
16.优选地是，该第一固定构件构造用以允许在驱动器的限定的旋转位置中将旋塞阀放置到容座中，并且在驱动器和基体之间进行相对运动、优选地是旋转时，防止旋塞阀从容座移除。
17.优选地是，该第一固定构件包括唇部和在唇部中的凹口，该唇部优选地是在基体上，以与该容座部分地重叠，优选地是与放置旋塞阀的手柄的部分重叠，并且该凹口布置用以防止放置在容座中的旋塞阀在驱动器的限定的旋转范围内移除，并且允许在凹口与容座对准的限定的旋转位置处移除/放置旋塞阀。
18.优选地是，该容座具有构造成与旋塞阀的一部分接合的突出部，该突出部优选地是销，该销构造成插入到与旋塞阀的手柄的旋转轴线同心的孔中。
19.优选地是，该保持装置具有一个或多个第二固定构件，所述一个或多个第二固定构件分别构造用以以可释放的方式保持通向旋塞阀的端口的管段。
20.优选地是，多个第二固定构件绕该保持装置的周围分布。
21.优选地是，第二固定构件中的至少一个第二固定构件构造用以允许与管段进行可释放的形状锁定接合、优选地是卡扣配合接合。
22.优选地是，第二固定构件中的所述至少一个第二固定构件分别由形成在基部中的狭槽形成，并且构造用以保持通向旋塞阀的端口的管段。
23.优选地是，该保持装置还包括偏压元件，该偏压元件构造用以将放置在容座中的旋塞阀偏压成与第一固定构件接合。
24.优选地是，该驱动器构造成联接到外部旋转致动器。
25.优选地是，该保持装置还包括传感器装置，该传感器装置用于检测旋塞阀在保持装置的容座中的旋转位置和/或存在。
26.优选地是，该基体构造成以可移除的方式附连到另一保持装置的相邻基体，以形成阵列。
27.优选地是，该基体包括布置成阵列的多个容座和相关联的独立驱动器。
28.根据本发明的用于自动旋塞阀致动的设备包括一个或多个根据本发明的保持装置以及一个或多个旋转致动器，所述一个或多个旋转致动器用于与保持装置的驱动器接合
并且构造用以驱动所述驱动器进行旋转。
29.优选地是，该设备构造用以允许以可释放的方式附连保持装置。
附图说明
30.下面结合附图对本发明的保持装置的优选实施例进行描述，在附图中：
31.图1是根据实施例的保持装置和在旋塞阀布置结构安装在保持装置中之前的旋塞阀布置结构的外部透视图；
32.图2a是在安装有旋塞阀的状态下的实施例的保持装置的透视图，并且图2b是图2a中所示的旋塞阀的旋转轴线的横截面图；
33.图3a是图2a的保持装置的实施例的正视图，指示了使得旋塞阀选择性地固定在保持装置中的旋转位置，并且图3b是沿着图3a中的弯曲线的透视横截面图；
34.图4是图1的实施例的放大细节的侧视图，以解释用于旋塞阀的管道的第二固定装置的示例；
35.图5a和5b示出了用于多个旋塞阀的保持装置的布置结构的两个示例；以及
36.图6a和6b是本发明的保持装置中的传感器布置的示例。
具体实施方式
37.图1到图4中所示的实施例的用于自动旋塞阀致动的保持装置1包括基体2和驱动器3，该驱动器以可旋转的方式安装到基体2。保持装置1具有容座4，该容座用于以可移除的方式接纳一次性旋塞阀a的至少一部分，并且该容座构造成使得：一旦旋塞阀a接纳在容座4中，驱动器3能够与旋塞阀a的阀壳f的阀体g的手柄b接合并致动该手柄b，优选地是通过驱动器3的旋转。
38.驱动器3中的容座4可以或多或少地与手柄b的外形相符，并且可以相应地是包括用于单个手柄操作杆的容纳空间或用于多个手柄操作杆的容纳空间，例如呈交叉形布置结构或y形布置结构的形式。为了使保持装置1适应不同的旋塞阀型号，该驱动器可以设置有具有不同容座(未示出)的可更换元件，从而能够将保持装置构造成与不同类型的旋塞阀一起操作。该容座并非必需要与旋塞阀或其手柄的整个外形或所占空间相对应，仅接纳该旋塞阀及其手柄的一部分就足以与其接合并将该驱动器的旋转力传递到手柄。换言之，该容座并非必须具有与手柄b的整个外形或轮廓相对应的完全互补的空腔。
39.基体2是可以具有各种形状或构造的固定元件，下面将进一步描述其中一些形状或构造。
40.在图1到图3中所示的实施例中，基体2是具有倾斜外侧壁2c和内部开口2b的圆柱体，该内部开口构造用以接纳驱动器3，以允许驱动器3相对于基体2旋转。如图1中所示，容座4形成在驱动器3中，从而允许旋塞阀a“倒置”插入，即首先插入手柄b。
41.基体2在围绕接纳驱动器3的开口2b的周界处具有唇部5a，该唇部绕驱动器3的周围延伸并且防止驱动器从内部开口2b移除到基体的前侧。此外，周向唇部5a形成为也与容座4的放置旋塞阀a的手柄b的部分重叠。在明显的角度位置(图1的图示中的9点钟)处，唇部5a设置有凹口5b，从而当驱动器的容座4与凹口5b的位置对准时，旋塞阀a或手柄b的至少一部分可以放置在该容座中(参见图1和2a和2b)
42.一旦旋塞阀a(或手柄b)在容座4中布置到插入位置或深度，使得手柄b在插入方向上位于突出的周向唇部5a下方，则驱动器3相对于基体2的旋转将操作杆b的径向外部(在该径向外部，周向唇部5a与容座4重叠)带到唇部的面向基体2中的开口2b的内周轴向表面下方(参见图3a和b)，由此通过在手柄b的外端部处与周向唇部5a的形状锁定接合来防止旋塞阀从容座4移除到保持装置的前侧。
43.因此，唇部5a、唇部5a中的凹口5b以及驱动器3的容座4之间的相互作用可以代表第一固定构件5，该第一固定构件允许将旋塞阀选择性地固定在容座中，并且允许在驱动器的限定的旋转位置中将旋塞阀放入到容座中，并在驱动器和基体之间的一定的相对运动、即旋转之后并且在该相对运动、即旋转上防止旋塞阀从容座移除。该驱动器在一定角度范围内的初始旋转能够手动地进行或者可以是在必要的旋转范围内操作驱动器的设备的锁定功能，该初始旋转将操作杆带到唇部5a下方，以将该旋塞阀固定在保持装置中。
44.在附图中未示出的改型中，唇部5a并且可选的是还有凹口5b可以是以可旋转的方式附连到基体2的单独的环元件的一部分，而非形成在基体中、固定到基体或与基体成为一体。在这种情况下，该环元件可以单独相对于驱动器和基体旋转，以将旋塞阀的操作杆“锁定”在容座中。
45.如图2b和图3b中所示，容座4优选地是具有突出部4b，该突出部构造用以与旋塞阀的一部分接合并且优选地是呈销的形式，该销构造成插入并紧密配合到与旋塞阀a的阀体g的旋转轴线同心的孔e中。该突出部具有定心功能，并且由于其突出的高度还优选地是防止旋塞阀在容座中的倾斜运动，从而结合手柄的外端与周向唇部5a的形状锁定接合，在除了容座与唇部5a中的凹口5b对准的位置之外的基本上所有的旋转位置中都防止该旋塞阀从容座移除。该中心突出部4b(如果存在的话)还在插入期间引导和对中旋塞阀并且/或者结合重叠的唇部使得旋塞阀手柄在处于容座中时完全固定不动。
46.如果所使用的旋塞阀的阀体g并未设置有对应的孔e，则可以省略中心突出部4b。该中心突出部也可以由接合在阀体g的外侧上的突出部代替。
47.不言而喻，在特定旋塞阀的手柄具有两个或更多个呈x(交叉形)或y形布置结构的突出部或凸耳的情况下，唇部5a将设置有对应数目和布置结构的凹口5b，以允许在特定的装载/卸载位置处将手柄插入到容座4中，并且如上所述的那样，在相对旋转时防止移除。
48.如图中所示，保持装置1优选地是具有一个或多个第二固定构件7，该第二固定构件分别构造用以以可释放的方式保持通向旋塞阀a的端口d的管段c。这些第二固定构件7绕保持装置1、特别是基体2的周围分布，并且这些第二固定构件与所使用的旋塞阀a的端口d的方向对准。根据特定旋塞阀的需要，保持装置1可以包含若干个这样的第二固定构件7，以适应不同的多路旋塞阀构思。
49.这些第二固定构件7中的一个或多个第二固定构件或优选地是全部的第二固定构件构造用以允许与管道c进行可释放的形状锁定接合，优选地是卡扣配合接合。这可以通过多种方式实现。
50.图中所示的第二固定构件7的特别简单结构包括狭槽2a，该狭槽形成在基体2的轴向突出的外周界边沿2d中，并且形成为接纳和保持通向旋塞阀a的其中一个端口d的管段c。如图4中所示，在管道c由弹性体或可变形塑料制成的情况下，可以实现简单的布置结构，因为狭槽2a所形成的内径h基本上对应于管道c的外径并且在大于180
°
的弧段上延伸，留下孔
口10，该孔口面向所述装置的轴向前侧且所具有的宽度g小于管径h。这使得能够容易地插入柔性管道，该柔性管道在通过孔口10时暂时变形，并且在狭槽2a内的最终位置中恢复其完整直径。
51.第二固定构件7的其它布置结构也是可能的。附图中未示出的一种特别优选的变型包括这样的机械构思，该机械构思类似于通过与基体的唇部5a的相互作用将操作杆以可释放的方式保持在容座中，其中可旋转的另一环元件设置在基体的前侧上、例如设置在周界边沿2d的径向内侧或外侧上，并且设置有凹口，该凹口与狭槽2a对准并且设定尺寸，使得它们允许在插入位置中将管段插入到所述狭槽中。于是，这种环元件相对于基体的相对旋转可以选择性地闭合狭槽的轴向插入侧，并且防止管道从狭槽移除。这种环元件相对于基体的旋转可以与驱动器或第一固定构件(未示出)的另一环元件的旋转独立或相组合。
52.管道c在第二固定构件7中的固定在最广泛的构思中可以足以在设定流体系统时就将旋塞阀a保持在保持装置1的容座4中，即使驱动器3还未旋转以将手柄b的所述部分带到唇部5a下方也是如此。在这种情况下，驱动器3的旋转不需保持旋塞阀a，而是在操作中提供旋塞阀的额外的并且“不可移除的”固定。
53.该保持装置还可以包括偏压元件(未示出)，该偏压元件例如呈弹簧或弹性构件的形式，并且构造用以将放置在容座4中的旋塞阀a偏压成与第一固定构件5、即在该实施例中与周向唇部5a接合，其中，这种偏压元件在基体的开口中布置在驱动器的后方，并且逆着该旋塞阀的插入方向推动驱动器。
54.驱动器3可以构造成在与空腔4相反的那一侧处联接到外部旋转致动器9(参见图2b、3b)。
55.如图6a和图6b中所示，保持装置1还可以包括传感器装置8，该传感器装置用于检测旋塞阀a在保持装置1的容座4中的旋转位置和/或存在。这种传感器装置8可以是光学传感器，该光学传感器通过透射或反射进行工作并且可以包括发射部分8a和一个或多个检测部分8b，所述一个或多个检测部分8b相对于发射部分8a布置，以能够接收从发射部分发射的光的透射或反射的部分(图6a示出了依赖于透射或非透射的存在检测的示例，并且图6b示出了依赖于反射的示例)。根据传感器装置8的元件的布置结构，也可以检测不同的旋转位置。
56.图5a和图5b示出了创建容座的阵列的两个示例，这些容座用于接纳构成歧管的阵列中的多个旋塞阀。图5a的解决方案包括多个独立的基体2，这些基体的对应的驱动器布置成彼此相邻，或被构造成在基体处彼此以可移除的方式附连，以形成一体单元。在图5b的变型中，基体22被放大并且接纳以预定构造布置的多个独立的驱动器和容座。
57.本发明还涉及一种用于自动旋塞阀致动的设备，该设备使用在本技术中描述的保持装置1中一个或多个保持装置并且包括一个或多个旋转致动器，所述一个或多个旋转致动器用于与保持装置的驱动器3接合并且构造用以通常结合内部或外部控制器来驱动这些驱动器旋转。这些致动器可以是步进马达、伺服马达、磁力致动器或其它旋转传动系统。
58.为了提高适应不同流动布置结构的柔性，该设备可以构造用以允许保持装置的可释放附连，以将该设备构造成不同的布置结构。