(57)【要約】  流量計組立体は、流体が流れる管を含む流量計を含む。流量計は、管を通じて流れる流体の量を測定するために動作可能である。管を通じて流れる流体が管の内面と接触することなくライナを通じて流れるよう、ライナは管内に位置付けられ且つ管と取り外し可能に結合される。
2008506951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる管を含み、且つ、該管を通じて流れる流体の量を測定するよう動作可能な流量計と、
前記管内に位置付けられるライナとを含み、
該ライナは、前記管を通じて流れる流体が、前記管の内面と接触することなしに前記ライナを通じて流れるよう、前記流量計と取り外し可能に結合される、
流量計組立体。
【請求項２】
前記ライナは、可撓なプラスチック管から成る、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項３】
前記ライナは、熱可塑性エラストマ管から成る、請求項２に記載の流量計組立体。
【請求項４】
前記流量計は、前記ライナが前記管と結合されるとき、及び、前記ライナが前記管から取り外されるときの双方に、前記管を通じて流れる流体を測定するよう動作可能である、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項５】
ガスが前記ライナと前記管の前記内面との間に実質的に全く補足されないよう、前記ライナは、前記管の前記内面と密接に接触する、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項６】
前記ライナと前記管の前記内面との間に補足されるガスを除去するよう構成された除去装置をさらに含む、請求項５に記載の流量計組立体。
【請求項７】
前記除去装置は、真空組立体である、請求項６に記載の流量計組立体。
【請求項８】
前記ライナを通じて流れる前記流体によって、前記ライナは拡張されて、前記管の前記内面と係合する、請求項５に記載の流量計組立体。
【請求項９】
前記ライナは、前記ライナと前記管の前記内面との間の如何なる機械的結合の使用なしに、前記管に取り外し可能に結合される、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項１０】
前記ライナは、前記流量計から前記管を除去することなしに、前記管内に取り外し可能に配置される、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項１１】
前記ライナは、流体供給から、前記流量計を通じて、流体放出ノズルへの流体流路を定める充填ラインの一部である、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項１２】
前記流体放出ノズルは、前記充填ラインの一部である、請求項１１に記載の流量計組立体。
【請求項１３】
前記充填ライン全体は、プラスチックから成る、請求項１１に記載の流量計組立体。
【請求項１４】
前記充填ラインは、殺菌された充填ラインである、請求項１１に記載の流量計組立体。
【請求項１５】
前記充填ラインは、前記ライナの入口端部と結合される第一管ライナインサートと、前記ライナの出口端部と結合される第二管ライナインサートとを含み、各管ライナインサートは、前記管内に前記ライナを固定するための固定装置を受容するよう構成される、請求項１１に記載の流量計組立体。
【請求項１６】
前記管ライナインサートは、前記ライナよりも剛的である、請求項１５に記載の流量計組立体。
【請求項１７】
前記ライナは、殺菌されたライナである、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項１８】
前記流量計は、コリオリ型流量計である、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項１９】
前記ライナは、前記管と取り外し可能に結合される、請求項１に記載の流量計組立体。
【請求項２０】
流体が流れる管を有し、且つ、該管を通じて流れる流体の量を測定するよう動作可能な流量計と、前記管内に位置付けられるよう構成されるライナとを含む流量計組立体を動作する方法であって、
前記管内に前記ライナを挿入するステップと、
流体が前記管の内面に接触することなく前記ライナを通じて流れるよう、前記管を通じて前記流体を通すステップと、
前記管を通じて前記流体を通した後、前記管から前記ライナを除去するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
前記挿入されたライナと前記管の前記内面との間からガスを排気するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記挿入されたライナと前記管の前記内面との間からガスを排気するために、除去装置が使用される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記除去装置は、真空組立体である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記挿入されたライナと前記管の前記内面との間からガスを排気するステップは、前記ライナを拡張して前記管の前記内面と係合するよう、前記ライナを通じて流体を通すことによって達成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記管内に前記ライナを挿入するステップは、前記ライナを前記管に機械的に結合することなく達成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記管から前記ライナを除去するステップは、前記流量計から前記管を除去することなく行われる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記管内に前記ライナを挿入するステップは、前記流量計から前記管を除去することなく行われる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記管から前記ライナを除去した後、前記管内に第二ライナを挿入するステップと、
流体が前記管の前記内面と接触することなしに前記第二ライナを通じて流れるよう、前記管を通じて前記流体を通すステップとをさらに含む、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記管から前記ライナを除去した後に、並びに、前記管内に前記第二ライナを挿入する前に、洗浄流体が前記管を通過しない、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第一ライナを通じて流れる流体は、前記第二ライナを通じて流れる前記流体と異なる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記ライナは、前記管内に挿入される前に殺菌される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記管内に前記ライナを挿入するステップは、前記ライナを前記管から離間した場所で前記流量計に結合することによって、前記ライナを前記流量計に対して固定するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ライナを通過する流体は、前記ライナを拡張して前記管の内面と係合する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
前記管内に前記ライナを挿入するステップは、前記ライナが前記管内で実質的にねじられないことを保証するために、前記ライナの前記部分を前記管の両端部に回転的に整列するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３５】
前記ライナは、流体源から、前記流量計を通じて、流体放出ノズルへの流体流路を定める充填ラインの一部であり、流体は、前記充填ラインを通じて、前記流体源から、前記流量計を通じ、前記流体放出ノズルへ流れる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３６】
前記充填ラインは、前記流体放出ノズルを含み、前記管内に前記ライナを挿入するステップは、先ず前記管を通じて前記流体放出ノズルを通すステップを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記充填ラインの前記ライナ部分は、２つの管ライナインサートの間に接続されるライナ導管を含み、前記管内に前記ライナを挿入するステップは、前記ライナ導管及び各管ライナインサートの少なくとも一部を前記管内に位置付けるステップを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記充填ラインの前記ライナ部分は、２つの管ライナインサートの間に接続されるライナ導管を含み、前記管内に前記ライナを挿入するステップは、前記管から離間した場所で前記２つの管ライナインサートを前記流量計に対して解放可能に固定するステップを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記充填ライン全体は、前記管内に挿入される前に殺菌される、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
流体処理装置を通じて流体源から流体を計量分配するよう動作可能な流体処理システムのための充填ラインであって、
前記流体源と流体連絡し、且つ、前記流体処理装置の上流に配置される第一部分と、
前記流体処理装置内に取り外し可能に位置付けられ、且つ、前記流体処理装置の閉塞部分を通じて延在する第二部分と、
前記流体処理装置の下流に配置される第三部分とを含む、充填ライン。
【請求項４１】
前記第一部分、前記第二部分、及び、前記第三部分は、プラスチック管を含む、請求項４０に記載の充填ライン。
【請求項４２】
前記プラスチック管は、殺菌される、請求項４１に記載の充填ライン。
【請求項４３】
前記プラスチック管は、当該充填ラインの長さに亘って均一でない、請求項４１に記載の充填ライン。
【請求項４４】
前記プラスチック管は、熱可塑性エラストマ管を含む、請求項４１に記載の充填ライン。
【請求項４５】
前記充填ラインは、前記第三部分と結合される流体放出ノズルをさらに含む、請求項４０に記載の充填ライン。
【請求項４６】
前記充填ラインは、前記第二部分が前記流体処理装置内に取り外し可能に位置付けられる前に前記流体放出ノズルの上に配置される、取り外し可能なカップをさらに含む、請求項４５に記載の充填ライン。
【請求項４７】
前記放出ノズルは、前記流体処理装置の前記閉塞部分を通過するようなサイズとされる、請求項４５に記載の充填ライン。
【請求項４８】
前記流体処理装置は、流量計である、請求項４０に記載の充填ライン。
【請求項４９】
前記流量計は、コリオリ型流量計である、請求項４８に記載の充填ライン。
【請求項５０】
前記第二部分は、第一管ライナインサートと、第二管ライナインサートと、前記第一管ライナインサートと前記第二管ライナインサートとの間に結合されるライナ導管とを含む、請求項４０に記載の充填ライン。
【請求項５１】
前記ライナ導管は、前記管ライナインサートよりも剛的でない、請求項５０に記載の充填ライン。
【請求項５２】
前記第二部分は、前記流体処理装置内の管内に取り外し可能に位置付けられる、請求項４０に記載の充填ライン。
【請求項５３】
前記流体処理装置を通過する流体が前記管の内面と接触することなしに前記第二部分を通じて流れるよう、前記第二部分は前記管の前記内面を覆う、請求項５２に記載の充填ライン。
【請求項５４】
前記第二部分は、前記第二部分と前記管の内面との間の如何なる機械的結合もなしに、前記管内に取り外し可能に位置付けられる、請求項５２に記載の充填ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００５年５月４日に出願された米国仮特許出願第６０／６７７，４５８号、２００５年４月８日に出願された米国仮特許出願第６０／６６９，５９４号、２００５年２月１８日に出願された米国仮特許出願第６０／６５４，３２７号、及び、２００５年７月１５日に出願された米国仮特許出願第６０／５８８，２４２号の優先権を主張する。これらの仮出願の全体的内容をここに参照として本出願に引用する。
【０００３】
貯槽から容器へ流体を移転するために、自動充填システムが使用される。典型的には、これらの自動システムは、質量（重量）又は容積のいずれかによって、各容器内に導入される流体の量を正確に制御するために、流量計を組み込む。これらのシステムは、典型的には、医薬品業界、生物薬剤業界、化学業界、及び、食品包装業界において使用される。同様に、流量計は、水、廃水、紙、エネルギー、及び、石油化学のような、他の業界においても使用され得る。自動システムは、概ね、流量計によって制御されるストップ弁、及び、測定量の流体を容器に移転するために使用されるノズルも含む。
【０００４】
これらの自動システムにおいて一般的に使用される１つの種類の流量計は、コリオリの力の制御された発生に基づいて流れ特性を測定する質量流量計である。この種類の質量流量計は既知であり、概ね中空の閉塞されたシリンダの両端を通じて中心的に延び且つシリンダを通じる流体流を促進するチタン、ステンレス鋼、又は、他の耐久材料の管を含む。閉塞シリンダは、窒素、ヘリウム、又は、他の適切なガスを含み得る。管を通じる質量流速を測定するために、管は振動され、実際に測定された管振動に基づいて、流れ特性が計算され得る。例えば、管を通じる質量流がないとき、適用された振動と測定された振動との間に計算される位相差はない。質量流があるとき、管振動は入口で減少され、出口で加速される。質量流速が増大すると、位相差も増大する。管の振動は、管の入口及び出口にある電気力学センサを使用して測定される。
【０００５】
医薬品業界及び生物薬剤業界のような多くの業界では、システムを通じて異なる流体を導入するために流体貯槽が変更されるときの相互汚染を回避するために、システム内の恒久的な（即ち、非廃棄プロセスパイプ）導管を洗浄し、殺菌し、且つ、検証することが重要である。これは業界内においてバッチ変更と呼ばれている。バッチを変更するときには、導管を洗浄し殺菌するために、導管を通じて洗浄薬品、純水、及び、蒸気を噴射するのが一般的である。導管部は、洗浄及び殺菌のために分離されなければならないかもしれない。質量流量計の管はシステムの一部であるため、それも洗浄され且つ殺菌（或いは置換）されなければならない。洗浄及び殺菌も、次のバッチに進む前に検証されなければならない。この結果、プロセスは時間がかかり、労働集約的であり、且つ、システムの関連する休止時間の故に高価なプロセスを招く。
【０００６】
典型的には、定置洗浄（ＣＩＰ）又は定置減菌（ＳＩＰ）プロセスを促進し、且つ、システムのより小さな区画に亘る洗浄及び検証を可能にするために、システムは、その導管に沿った複数の場所に追加的な弁及びフィッティングを加えている。例えば、もしシステム全体が検証され得ないならば、汚染は特定の区画に隔離され、次に、その特定区画のみが再洗浄され得る。換言すれば、隔離弁は、洗浄を必要とする流路区画のみのさらなる洗浄を可能にするよう、流路の１つ又はそれよりも多くの区画が切断されることを可能にする。このようにして、流量計を１つの隔離された流路として定めるよう、隔離弁は流量計の上流又は下流に位置付けられ得る。この配置はバッチ間の洗浄、殺菌、及び、検証を単純化するが、それは流量計に対する高価で労働集約的な洗浄プロセスを解消しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
流量計は、苛性及び／又は腐食性材料（例えば、下水処理プロセス、化学製品製造プロセス、及び、類似物）を取扱い且つ輸送する用途においてもしばしば使用される。時間と共に、これらの強烈な材料は流量計内の管を腐食し、さもなければ劣化し、よって、流量計の置換を要求する。そのような置換は高価であり、且つ、時間がかかる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、バッチ間の相互汚染を防止し、流量計内の管を清浄し、殺菌し、検証する必要を排除し、システム休止時間を減少することによって充填システムの生産性を増大し、さもなければ必要な洗浄及び検証プロセスと関連する労力及び他のコストを削減するよう置換され得る流量計のための使い捨て可能なライナに向けられている。加えて、本発明の使い捨て可能なライナは、苛性及び／又は腐食性材料を取り扱う用途において使用される流量計内の流管の腐食又は劣化を大幅に減少し或いは解消するために使用され得る。高価な流管の保全性を保護するために、ライナは挿入され必要に応じて置換され得る。
【０００９】
本発明の１つの実施態様は、一体に結合された流体貯槽及び流量計とを含む充填システムに向けられている。流体貯槽は流量計に流体を供給し、流量計は流れ特性を測定する。また、流量計は、流れ特性の測定に関連する管と、貯槽からの流体を収容し且つ流量計を通じて移転するよう構成された管内に位置付けられた取り外し可能なインサート又はライナとを含む。
【００１０】
他の実施態様において、充填システムは、ストップ弁と、流量計と一体に流体結合されたノズルとを含む。流量計はストップ弁を制御し、それによって、ノズルが測定量の流体のみを容器に導入することを可能にする。
【００１１】
一部の実施態様において、流量計は、コリオリの力の制御された発生に基づいて流れ特性を測定する質量流量計である。質量流量計のこの管は、中空の閉塞シリンダの両端を通じて中心的に延在する。コリオリの力の発生に持ち付いて流れ特性を測定するために、少なくとも１つの電気力学センサが、シリンダ内に位置付けられる。
【００１２】
他の実施態様において、本発明は、他の種類の流量計（例えば、電気力学型流量計）における取り外し可能な非結合ライナの使用を想定する。他の種類の流量計において使用される取り外し可能なライナを、如何なる支持構造から離れて、流量計自体の中に挿入し且つ取り外し得ることによって、流量計がライナ付き或いはライナなしのいずれかで動作することを可能にする。
【００１３】
本発明のさらに他の実施態様において、インサートは可撓管である。可撓管は、非反応性の事前照射されたプラスチック可撓管である。インサートは、その外面が管の内面と実質的に接触するよう流量計の管内に挿入される。
【００１４】
本発明のさらなる実施態様において、インサートは、管のサイズ及び構造に拘わらず流量計内の管の内面に適合するよう成形され得る、取り外し可能な成形済み或いは成形可能なライナである。
【００１５】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な記載、請求項、及び、図面の検討後、当業者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の１つの実施態様が詳細に説明される前に、本発明は、その用途において、以下の記載に示され且つ図面中に例証される構造の詳細及び構成素子の配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施態様から成り得るし、様々な方法で実施され或いは遂行され得る。また、ここに使用される表現及び用語は、記載の目的のためであり、制限的であると考えられるべきではないことが理解されるべきである。「包含する」、「有する」、及び、「含む」、並びに、ここにおけるそれらの変形は、その後に列挙される事項、及び、それらの均等物、並びに、追加的事項を包含することが意図されている。方法又はプロセスの素子を特定する文字の使用は単に特定するためであり、その素子が特定の順序で遂行されなければならないことを示すことは意図されていない。
【００１７】
本発明の１つの実施態様に従った充填システム１０が図１に例証されている。充填システム１０は、流体貯槽１２と、流量計１４と、ストップ弁１６と、一体的に流体結合されるノズル１８とを含む。流体貯槽１２は、タンク、バッグ、タブ、又は、流体を保持し得る如何なる容器であり得る。ここにおいて並びに如何なる添付の特許請求の範囲においても使用されるように、「流体」という用語は、液体、ガス、及び、流量計を流れ得る或いは通過し得る如何なる他の流動可能な固形物又は媒体（例えば、スラリー、スラッジ、粒状材料、下水、ヘビークリーム、ペースト、及び、それらの類似物）をも含むことが意図されている。貯槽１２内の流体は、貯槽１２内に加えられる圧力の故に、貯槽１２から流出する。他の構造では、流体を貯槽１２から並びにシステム１０を通じて移動するために、システム１０は蠕動ポンプのようなポンプを含み得る。充填システム１０は、医薬品業界、化学薬剤業界、化学業界、食品包装業界、及び、他の業界において使用され得る。同様に、本発明は、水、廃水、紙、エネルギー、ペイント、化粧、石油化学のような他の業界において使用される流量計中での使用を予期し、その場合には、流量計を通過する材料は苛性及び／又は腐食性であり得る。
【００１８】
流量計１４は、導管２０ａによって、流体貯槽１２に流体的に結合されている。流量計１４は、閉塞された中空シリンダ２２と、通路を定めるようシリンダ２２の両端部を通じて延在する中心配置された管２４とを含む。シリンダは、流量計１４の動作を促進するために、窒素、ヘリウム、又は、他のガスを含み得る。不活性なライナ又は導管２０ｂが、管２４の通路内に位置付けられ、流体貯槽１２からの流体を選択的に受け取るよう導管２０ａに流体的に接続している。流量計１４は、管２４の振動を示す信号を生成し且つ送信する第一及び第二の電流力計型センサ２６ａ，２６ｂも含む。例証されている実施態様において、流量計１４は、Ｍｉｃｒｏ  Ｍｏｔｉｏｎ、Ｅｎｄｒｅｓｓ＋Ｈａｕｓｅｒ、及び、その他から入手可能なコリオリ流量計のようなコリオリ流量計である。コリオリ流量測定システムの動作は当業者によって理解されており、従って、この出願では詳細に示されない。他の実施態様では、流体移動のための管を含む他の流量測定システムも用い得る。
【００１９】
導管２０ｂは、可撓、半剛的、或いは、剛的なプラスチック管であり得る。例えば、管は、ポリエチレン、プリプロピレン、ポリオレフィン、ナイロン、熱可塑性エラストマ、又は、これらの材料の任意の組み合わせから成り得る。腐食性流体に耐性を有する他の成形可能な材料も使用し得る。一部の実施態様において、導管２０ｂの外壁は、管２４の全内面の実質的部分に実質的に接触する。管２４の壁と間断のない接触を行うことは、流体が導管２６ｂを通じて流れるときに、より正確な測定値がセンサ２６ａ，２６ｂによって取られることを可能にする。導管２０ｂは管２４の通路内への挿入前に殺菌され得る。一部の実施態様において、導管２０ｂは、照射され、洗浄され、化学殺菌され、或いは、類似のことがされ得る。さらに他の実施態様において、導管２０ｂは予殺菌され、無菌を維持するようパッケージ化される。導管２０ｂは、管と導管２０ｂとの間の摩擦係合によって、或いは、クランプ、ねじ、圧力等のような機械的締結具を通じて管２４内に保持され得る。
【００２０】
例証されている導管２０ｂの形状は細長い管であるが、導管２０ｂは、導管２０ａ，２０ｃとの接続及び管２４内への挿入を可能にする他の形状（即ち、実質的に如何なる管構造をも収容するよう成形され或いは成形可能なライナ）を採り得る。例えば、異なる管構造を利用する数多くの流量計ユニットがある。多管流量計、湾曲管及び／又は分枝管を有する流量計が利用可能である。本発明は、実質的に如何なる流量計管構造及び構成とも働くよう構成された可撓、半剛的、及び、剛的なライナ構造を想定している。本発明は、他の種類の流量計（例えば、電磁石型流量計）における取り外し可能な、非結合ライナの使用も想定している。導管２０ｂと同様に、他の種類の流量計において使用される取り外し可能なライナも、如何なる支持構造からも離れて、それ自体によって流量計内に挿入され且つ流量計から取り外され得ることによって、流量計がライナ付き或いはライナなしのいずれかで動作することを可能にする。
【００２１】
図３は、導管２０ｂの１つの実施態様をより詳細に例証している。例証されている図３の導管２０ｂは、第一部分５０と、第二部分５４と、第三部分５８とを含む。部分５０，５４，５８のサイズ及び長さは、使用される具体的な流量計に依存して異なるが、第二部分５４は、管２４内に適合するサイズとされている。より具体的には、第二部分５４は、管２４の内径と実質的に同一又は僅かにより大きな外径を有する。これは第二部分５４の外面が、管の実質的全長に沿って管２４の内面との接触を維持することを可能にする。他の実施態様では、以下に議論されるように、第二部分５４の外径は、管２４の内径よりも僅かに小さくあり得る。第二部分５４は、管２４の内面に密接に一致し且つ当接するよう、低いデュロメータ値及び薄い壁厚を有する。
【００２２】
例証されている第一部分５０及び第三部分５８は、第二部分５４の両端部に結合されている。第一部分５０及び第三部分５８は管２４から延出し、管２４を取り囲む剛的な構造がない場合（例えば、図１に示されるような管２４及びシリンダ２４の上端及び下端の上方及び下方）に加圧流体の流れに順応するよう、第二部分５４に比べてより高いデュロメータ値及びより大きな壁厚を有する。ここで並びに如何なる添付の請求項において使用されるときに、「上へ」、「下へ」、「上方」、「下方」、「上」、及び、「下」の用語、並びに、その類似物は、図面の観点における記載の目的のためであり、部分の如何なる特定の向きを暗示したり要求することは意図されていない。所望であれば、第一部分及び第三部分５８は、編組みされた或いは網目付き材料で強化され得るし、或いは、第一部分５０及び第三部分５８を安定化するのを助けるために、取り外し可能な固形取付具又は固定具が、シリンダ２２の両端で使用され得る。例証されている導管部分５０，５４，５８は、フロリダ州Ｃｌｅａｒｗａｔｅｒ市のＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ．から商業的に入手可能な熱可塑性エラストマＣ−ＦＬＥＸ医療等級管であるが、他の適切な管、導管、ライナ、及び、膜材料も用い得る。Ｃ−ＦＬＥＸ管は、その生体親和性、温度安定性、湿度安定性、殺菌親和性のために既知であり、有毒な可塑剤なしに形成され、それを医薬品用途、化学用途、及び、食品包装用途のために良好な選択肢とする。
【００２３】
例証されている実施態様では、第一部分５０の一端が、第二部分５４の端部内に挿入され、部分５０，５４は、実質的に漏止め接続を形成するよう一体的に結合されている。類似の接続が、第二部分５４と第三部分５８との間に形成されている。例証されている実施態様において、部分５０，５４及び５４，５８は、部分４０，５４，５８間の接合部上に位置付けられる収縮ラップ又は収縮管６２の長さを使用して、一体的に熱結合され得る。熱結合のために収縮管６２を収縮するためのヒートガン又は他の適切な熱放射装置を使用して、収縮管６２に熱を加え得る。もちろん、部分５０，５４，５８を一体的に接合するために、融解溶接、ＦＲ溶接、オーバーモルド、及び、類似物のような、他の適切な接合技法も使用し得る。代替的に、部分５０，５４，５８は、１つの長さの可変直径、可変壁厚、及び、可変デュロメータ値導管として一体的に押出成形され得る。
【００２４】
導管２０ｂは、導管２０ｃによってストップ弁１６に流体結合されている。ストップ弁１６は、信号を受信し且つ導管２０ｃを通じる流体流を制限するために導管２０ｃを締め付けるよう作動可能なアクチュエータ２８を含み得る。アクチュエータ２８は、空圧式又は水圧式ピストン／シリンダ組立体であり得る。導管２０ｃを通じる流れを制限するための他の弁も使用し得るし、本発明の範囲内である。
【００２５】
導管２０ｃは、導管２０ｄによってノズル１８に流体結合されている。ノズル１８は流体流を導管２０ｄからバッグ、ボトル、アンプル、及び、類似物のような容器３０内へ方向付ける。
【００２６】
導管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは流路を定め、当業者に既知のカップリング３２によって一体に結合され得る。流路はカップリングによって一体に結合される別個の導管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄである必要はなく、その代わりに、単一の統合された導管又は充填システムの流路を形成するよう一体的に結合された任意の数の導管を含み得る。例えば、導管２０ａ，２０ｂは、単一の導管が流体貯槽１２から流量計１４を通じて延びるよう、一体的に形成され得る。同様に、導管２０ｃ，２０ｄは、単一の導管が流量計からストップ弁を通じてノズルに延びるよう、一体的に形成され得る。流路を形成し且つ別個に結合される導管の数を減少するために、隣接する導管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの如何なる組み合わせをも一体的に形成し得る。導管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及び充填システムの他の構成素子を組み込んだ完全に使い捨て可能な充填ライン組立体の１つの実施例が、図４に関して以下に記載される。
【００２７】
充填システム１０は、センサ２６ａ，２６ｂからの信号をそれぞれ受信するよう、ワイヤ３６ａ，３６ｂによって第一及び第二センサ２６ａ，２６ｂに電気的に結合された入力と、アクチュエータ２８に信号を送信するよう、ワイヤ３８によってストップ弁１６に電気的に結合された出力とを含むコントローラ３４も含む。コントローラ３４は、操作者が各容器３０内に充填されるべき流体の所望容積を示すパラメータを入力することを可能にするキーパッドを含み得る。
【００２８】
初期的に、動作に先立って、充填システム１０は、流体貯槽１２と、一体的に流体結合された導管２０ａと、導管２０ｃと、ストップ弁１６と、導管２０ｄと、一体に流体結合されたノズル１８とを含む。システムに接続されるべき流量計１４を準備するために、導管２０ｂが管２４の通路内に挿入される。一部の場合には、管２４の内面と接触する導管２０ｂの外面を有することが望ましい。この例において導管２０ｂを挿入するために、導管２４は導管２０ｂの外径を減少するため伸張され、それによって、管２４の通路内に適合するよう、導管２０ｂのための隙間を許容する。導管２０ｂが挿入された後、管２４の内面と摩擦係合するために、導管２０ｂの外径が通常又は通常近くに戻るよう、軸方向張力の一部又は全てが導管２０ｂから除去される。導管２０ｂの外径が管２４の内径と実質的に同一或いは僅かにより大きいならば、導管２０ｂは、管２４の内壁よりも僅かにより小さな外径を保持するよう、幾らかの張力の下に留まり得る。次に、導管２０ｂを通過する加圧流体は、管２４の内壁と係合するよう、導管２０ｂを拡張し得る。他の実施態様において、導管２０ｂは、挿入のために直径を収縮するよう冷却され、周囲温度に戻ることが許容され得ることで、管２４の通路内で直径が拡大して通常に戻ることを可能にする。さらに他の実施態様において、導管２０ｂは、管２４内への挿入のために、初期的には、つぶれた状態にあり得る。一旦挿入されると、導管は、ガス、充填システム１０からの液体、又は、他の適切な手段を使用して、膨張或いは拡張され得る。
【００２９】
図３に例証される導管２０ｂに関して、導管２０ｂを装着する１つの方法を今や記載する。先ず、第一部分５０又は第三部分５８の一方が、管２４の上端部内に挿入され、第二部分５４が管２４内に正しく位置付けられるまで、管２４を通じて送り込まれる。例証されている実施態様において、第一部分５０と第二部分５４との間の界面６６が、管２４が中空シリンダ２２内に溶接される溶接地点７０（図１を参照）と概ね整列するときに、第二部分５４は、管２４内に正しく位置付けられる。同様に、第二部分５４と第三部分５８との間の界面７４も、管２４が中空シリンダ２２内に溶接される溶接地点７８と概ね整列する。この整列技法は、導管２０ｂが、管２４の振動を、流量計の読取りの正確性に影響を及ぼし得る非線形に変更し或いは妨害することを実質的に阻止すると考えられる。その代わりに、管２４内に正しく位置付けられる導管２０ｂを用いて、管２４の振動に対する導管２０ｂの効果は、実質的に線形になる。結果的に、管２４内の導管２０ｂの存在を計上するために、単純な較正が遂行され得る。管内への導管２０ｂの挿入を容易化するための上述された方法に加えて、管２４内への挿入を容易化するために、摩擦減少剤（例えば、粉末、潤滑剤、アルコール、及び、類似物）を導管２０ｂの外面に塗布し得る。
【００３０】
導管２０ｂの装着を容易化するために、マーキング、ノッチ、リブ、戻り止、バンプ、及び、それら類似物の形態の印８２ａ，８２ｂを、第一部分５０及び第三部分５８の上にそれぞれ設け得る。具体的には、管２４を通じて導管２０ｂをどの程度まで引くかを装着者に示すために、印８２ａ，８２ｂを導管２０ｂ上に位置付け得る。例えば、印８２ａがシリンダ２２及び／又は管２４上の固定地点８６（図１を参照）と整列し、印８２ｂがシリンダ２２及び／又は管２４上の固定地点９０（図１を参照）と整列するとき、印８２ａ，８２ｂは、第一部分５０及び第三部分５８の上に配置され得るし、導管２０ｂは管２４内に正しく位置付けられる。もし印８２ａ，８２ｂがリブ又はバンプの形態を取るならば、リブ又はバンプは、固定地点８６，９０に接して嵌合し且つ／或いは係合するストップとして作用し得る。もちろん、固定地点８６，９０、及び、印８２ａ，８２ｂの場所は、変化し得る。例えば、固定地点は、代替的に、シリンダ２２の両端部近傍のクランプ、取付具、固定具、又は、他の固定構造にあり得るし、印は導管上の適切な対応する場所に位置付けられ得る。
【００３１】
導管２０ｂが管２４内に正しく挿入されるとき、導管２０ｂは、導管２０ａ，２０ｃと接続され得る。他の構造において、導管２０ｂは、図４に関して以下に議論されるように、管２４内に挿入されるに先立ち、他の導管２０ａ，２０ｃ，２０ｄの１つ又はそれよりも多くに接続され得るし或いは一体的に形成され得る。
【００３２】
システム１０が完全に組み立てられた後、流路を通じる流体流が制限されるよう、ストップ弁１６が導管２０ｃを締め付ける状態で、システム１０の動作が開始する。ノズル１８を出る流体が容器３０に進入するよう、容器３０はノズル１８と動作関係に位置付けられる。容器３０が正しく位置付けられた後、貯槽１２からの流体が、導管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを通じて流れ、ノズル１８を出て容器３０に入るのが許容されるよう、コントローラ３４はアクチュエータ２８に信号を送信し、導管２０ｃと接触しないよう移動する。導管２０ｂの存在の故に、流体は管２４の内面と接触しない。
【００３３】
流体の流れが流路を通じて開始すると、センサ２６ａ，２６ｂは、管２４の振動を示す信号を生成し、且つ、送信する。コントローラ３４は、センサ２６ａ，２６ｂからの信号を受信し、少なくとも部分的に、受信信号及びコリオリ原理に基づき、流量計１４を通じて流れる流体の量を計算する。コントローラ３４が、所望の事前プログラムされた量の流体が流量計１４を通じて移動したことを識別すると、コントローラ３４は、ストップ弁１６のアクチュエータ２８に信号を送信する。アクチュエータ２８は、コントローラ３４から信号を受信することに応答して閉塞される導管２０ｃを締め付ける。
【００３４】
ストップ弁１６が閉塞され、容器３０が所望容積まで充填された後、容器３０は蓋をされ或いは封止され、システム１０から除去される。次に、充填された容器３０を置換するよう、次の容器がシステム１０に導入され、容器を充填するプロセスが、貯槽１２が空にされるか或いは所望数の容器が充填されるまで反復される。
【００３５】
そのような時に、貯槽１２を新しい新しい流体を収容する貯槽と置換換することによって、新しいバッチが開始する。（背景技術において議論されたように）流量計１４の管２４を洗浄し、殺菌し、且つ、検証するよりもむしろ、導管２０ｂを置換し得る。導管２０ｂを置換するために、導管２０ｂは導管２０ａ，２０ｃから分離される。次に、使用済み導管２０ｂは、管２４を通じてそれを引っ張ることによって、管２４から除去される。殆どの場合において、導管２０ｂを除去するために、流量計１４は、管２４を流量計１４から除去するよう分離される必要はない。導管２０ｂが管２４を通じて引っ張られるとき、如何なる流体も管２４内に飛散することを阻止するために、導管２０ｂの端部は蓋をされる。導管２０ｂと類似する新しい殺菌済み導管が、上記に議論された方法で、管２４の通路内に位置付けられる。導管２０ｂを除去するのと同様に、殆どの場合において、新しい導管２０ｂを挿入するために、流量計１４は、流量計１４から管２４を除去するよう分離される必要はない。新しい導管が挿入されると、新しい導管は、対応する殺菌済み導管と置換されたか、或いは、洗浄され、殺菌され、且つ、検証された導管２０ａ，２０ｃと接続される。
【００３６】
導管２０ｂが管２４から除去された後、それは廃棄されることが意図される。一部の非殺菌用途では、使い捨てライナが個々に洗浄され、殺菌され、検証され、その耐用年数が尽きるまで再使用される。例えば、もし導管２０ｂが一片の可撓なプラスチック管であるならば、コストは最小であり、従って、それは廃棄され得るし、或いは、リサイクルされ且つ新しい予殺菌された導管と置換される。苛性及び／又は腐食性材料が流量計を通過する用途では、導管２０ｂは、流量計の管２４を保護するために使用され得る。そのような場合には、導管２０ｂは、時間経過後に苛性及び／又は腐食性化学薬品との接触の故に劣化し得る、保護的で使い捨て可能なライナとして作用する。しかしながら、流量計内部のより高価な管２４の保全性を保持するために、導管は必要に応じて置換され得る。使い捨て可能な導管２０ｂを管２４のためのライナとして使用することは、保護されていない、殺菌されていない、或いは、損傷された管２４を置換するための流量計１４の定期的な分離の必要を排除し得るし、且つ、場合によっては、もし保護されていない管２４が損傷されるならば、流量計１４を完全に置換する必要を排除し得る。加えて、使い捨て可能な導管２０ｂの使用は、流量計１４の恒久的な変更ではなく、もし流量計１４が後に導管２０ｂなしに使用されるならば、流量計１４の機能性を変更しない。この発明を用いることで、流量計管２４は不変のままであり、ライナ付き又はなしで機能するが、再較正を必要とし得る。
【００３７】
導管２０ｂの他の実施態様、及び、導管２０ｂを流量計１４内に装着する方法を、図４乃至１１を参照して今や記載する。この実施態様において、導管２０ｂは、一体成形のＣ−ＦＬＥＸ医療等級管から形成されている。Ｃ−ＦＬＥＸ管の多様なデュロメータ値を使用し得るが（例えば、Ａスケール(A scale)で１８〜７０の範囲のデュロメータ値を備える管）、Ａスケールで５０のデュロメータ値を備えるＣ−ＦＬＥＸ管の長さが正確な結果をもたらすことが分かった。追加的に、例証されている管は、管２４の内径と同一又は好ましくはより小さな外径を有する。
【００３８】
先ず、管２４内に適合する導管２０ｂを形成するために、適切な長さのＣ−ＦＬＥＸ管が提供される（例えば、長さに切断する）。導管２０ｂの具体的な長さは、使用される流量計１４に依存して異なる。導管２０ｂの外面は、潤滑剤又は導管２０ｂが管２４内に挿入されるときに摩擦及び接着を減少する材料で塗装され得る。例証されている実施態様において、導管２０ｂは、適切な殺菌及び／又は無毒な医療等級の潤滑剤、タルカムパウダー、グリース、スプレー、又は、摩擦又は付着を減少する類似の製品に巻き入れられ、或いは、さまなければ、塗装される。如何なる余分な潤滑剤又は摩擦減少材料も、装着前に導管２０ｂから除去される。
【００３９】
次に、導管２０ｂの一端が、流量計１４の管２４を通じて導管２０ｂを挿入し且つ引っ張るために使用され得るロッド又は他の細長い部材に固定され得る。例えば、導管２０ｂの一端は、ロッドにテープ留めされ、或いは、さもなければ、結合される。しかしながら、導管２０ｂをロッドに固定するための他の手段も使用し得る。管２４内に導管２０ｂを挿入するための如何なる適切な装置及び方法も利用し得るし、管２４を損傷しないような配慮がなされるべきである。
【００４０】
導管２０ｂを管２４内に挿入する前に、管２４は、ブラシ、柔らかい布、又は、他の適切な洗浄装置で洗浄され得る。代替的に或いは追加的に、洗浄目的のために、加圧空気も管２４を通じて吹き付けられ得る。１つの実施態様では、紙布が、管２４を洗浄するために管２４を通じて引っ張られる細長いロッドに取り付けられ得る。
【００４１】
次に、流量計１４のための挿入取付具１５０ａ，１５０ｂが、流量計１４のシリンダの頂部及び底部にある各開口内に配置される（図５を参照）。例証されている実施態様において、取付具１５０ａ，１５０ｂは、各取付具１５０ａ，１５０ｂ上のフランジ１５５ａ，１５５ｂが、シリンダ２２のフランジ１６０ａ，１６０ｂ又は当接面に当接するまで挿入される。次に、取付具１５０ａ，１５０ｂは、クランプ１６５又は他の適切な固定装置を用いて、所定位置に固定される。例証されている実施態様では、挿入取付具１５０ａ，１５０ｂ上のフランジ１５５ａ，１５５ｂ及びシリンダ２２の各端部上のフランジ１６０ａ，１６０ｂを一体的に結合するために、従来的な衛生クランプ１６５ａ，１６５ｂが、シリンダ２２の両端部に固定されている。他の実施態様では、挿入取付具１５０ａ，１５０ｂは、流量計１４のシリンダ２２に恒久的に固定され、或いは、一体的に形成され得る。
【００４２】
図６及び７は、挿入取付具１５０ａ，１５０ｂをさらに例証しており、それらは例証されている実施態様では実質的に同一である。挿入取付具１５０ａ，１５０ｂの管状本体部は、管２４の内径よりも小さな外径を有し、それによって、挿入取付具１５０ａ，１５０ｂの管状本体部と管２４の内壁との間の環状間隙をもたらしている。この間隙は、固定具１５０ａ，１５０ｂが管２４と接触するのを阻止し、それによって、固定具１５０ａ，１５０ｂが管２４の励起周波数を大幅に変更しないことを保証するために、固定具１５０ａ，１５０ｂを管から隔離している。固定具１５０ａ，１５０ｂを管２４から隔離することは、正確且つ反復可能な測定結果を達成するのに役立つ。固定具１５０ａ，１５０ｂの長さは流量計１４に依存して変化し得るが、固定具１５０ａ，１５０ｂは、管２４内に挿入されるときに、センサ２６ａ，２６ｂに到達する手前で停止すべきである。
【００４３】
固定具１５０ａ，１５０ｂは、管２４内に導管２０ｂを挿入する反復性も促進する。固定具１５０ａ，１５０ｂを使用することは、毎回、新しい導管２０ｂが装着されることを保証するのを助け、導管２０ｂは実質的に同一位置で管２４の内壁と接触する。これは流量計１４のために正確且つ反復可能な結果を達成するのに役立つ。
【００４４】
例証されている取付具１５０ａ，１５０ｂは、ステンレス鋼のような金属から成る。しかしながら、他の合金又は使い捨て可能なプラスチックも固定具１５０ａ，１５０ｂのために使用し得る。もし固定具１５０ａ，１５０ｂが使い捨て可能なプラスチック材料から成るならば、固定具１５０ａ，１５０ｂは、使い捨て無菌又は殺菌用途のための図１５及び１８に関連して以下に示され且つ記載されるもののような使い捨て可能な充填ラインシステムの一部であり得る。
【００４５】
固定具１５０ａ，１５０ｂが挿入された状態で、導管２０ｂは、細長いロッド又は他の装着装置を使用して管２４内に挿入され得る。例証されている実施態様において、ロッドは、上部挿入取付具１５０ａにある開口内に挿入され、管２４を通過し、下部挿入取付具１５０ｂにある開口を通じてシリンダから出る。もちろん、ロッド、先ず、下部挿入取付具１５０ｂにある開口内に挿入され、上向き方向に管２４を通過し、次に、上部挿入取付具１５０ａにある開口を通じてシリンダ２２から出る。次に、導管２０ｂの上端部を上部挿入取付具１５０ａに固定するために、導管２０ｂの自由端部又は非固定端部が、上部挿入取付具１５０ａ（図８中に概略的に示されている）の第二フランジ１５６ａ上に巻かれる。次に、ロッドに固定された導管２０ｂの端部が下部挿入取付具１５０ｂにある開口から現れるまで、ロッドが管２４を通じて引っ張られる。導管２０ｂはこの地点で（僅かな張力の下で）伸張され、装着されるときに、僅かに伸張されたままである。導管２０ｂの端部を堅く把持しながら、ロッドが導管２０ｂから除去されてシリンダ２２から完全に引き出され得るよう、テープ又は他の固定手段が除去され得る。次に、導管２０ｂの下端部を下部挿入取付具１５０ｂに固定するために、導管２０ｂの下端部が、下部挿入取付具１５０ｂの第二フランジ１５６ｂ（図９中に概略的に示されている）の上に巻かれる。
【００４６】
導管２０ｂは今や管２４内に位置付けられるので、適切なラインが上部及び下部挿入取付具１５０ａ，１５０ｂに接続され得る。先ず、ガスケット１７０が、上部（この場合には「入口」）挿入取付具１５０ａのフランジ１５６ａ上に配置され得る（図１０を参照）。次に、流体供給ライン又は導管２０ａが、従来的な衛生クランプ１７５ａ又は他の適切なコネクタを使用して、入口挿入取付具１５０ａに接続される。次に、出口ライン又は導管２０ｃ及び／又は２０ｄを下部又は「出口」挿入取付具１５０ｂに接続するために、同一の動作が反復される。
【００４７】
次に、加圧流体を導管２０ａ、２０ｂ、及び、２０ｃ／２０ｄに供給するために、流量計１４への流体供給がオンにされる。導管２０ｂを通過する加圧流体は、管２４の内壁に拡張して形成し始める。導管２０ｂが拡張して管２４の内壁の形状に適合すると、導管２０ｂと管２４との間に補足される流体及びガス（例えば、空気）は、システム１０から除去され始める。より具体的には、図１１を参照すると、取付具１５０ａ，１５０ｂの外径と管２４の内径との間の間隙は、除去されるべき導管２０ｂと管２４との間に補足された空気のための通路を提供する。空気は、（図１１中の流れラインＡによって概略的に示されるように）フランジ１５５ａ，１５５ｂに向かって、取付具１５０ａ，１５０ｂの管状本体部と管２４の内壁との間を進行し得る。再び図７を参照すると、フランジ１５５ａ，１５５ｂは、空気が逃げるための１つ又はそれよりも多くの空気間隙をもたらす方法で、各取付具１５０ａ，１５０ｂの管状本体部に結合される。図７に示されるように、フランジ１５５ａ，１５５ｂは、取付具１５５ａ，１５５ｂの本体部に４つの場所Ｗで溶接され、フランジ１５５ａ，１５５ｂと取付具１５０ａ，１５０ｂの管状本体部との間に４つの円弧状間隙を残し、空気はそこを通じて逃げる。もちろん、より少ない或いはより多い溶接部Ｗを使用し得る。
【００４８】
流体を少なくとも約３秒に亘って導管２０ａ、２０ｂ、及び、２０ｃ／２０ｄに通過することによって、空気は、流体供給ライン又は導管２０ａ、導管２０ｂ、及び、導管２０ｃ／２０ｄの内部から除去される。
【００４９】
流量計１４の励起電流が安定化するや否や、流体供給ライン又は導管２０ａ内の流体の圧力は増大され、導管２０ｂを管２４の内壁にさらに拡張して形成する。幾らかの時間の経過後、管２４の内壁と導管２０ｂとの間に実質的に空気が補足されないよう、導管２０ｂは管２４の内壁に完全に適合する。導管２０ｂは管２４の内壁に対して拡張されるので、しわ、折り目、又は、他の不規則性が導管２０ｂ内にあり得ない。管２４の内壁と導管２０ｂとの間に補足された如何なる空気も完全に除去され且つ排気され、上記の方法でシステム１０を励起し、それによって、取り外し可能な導管２０ｂを備える流量計１４が正確且つ反復可能な測定値をもたらすことを可能にする。
【００５０】
上記に議論された空気除去ステップの代替或いは追加として、真空ポートが挿入取付具１５０ａ，１５０ｂの一方又は双方に取り付けられ、さもなければ、流量計１４と一体的に形成され、導管２０ｂと管２４との間の空気を排気するために使用され得る。図１２及び１３は、導管２０ｂと管２４との間の空間の排気を促進する真空ポート１８０ａを含む１つの可能な組み立てた１７９を例証している。図１２に例証されているように、組立体１７９は挿入取付具１８５を含み、挿入取付具１８５は、一端にフランジ１９０を含み、第一端部と第二端部との間に環１９５を含む。フランジ１９０は、上述のフランジ１５６ａ，１５６ｂと類似し、詳細には記載されない。環１９５は、実質的には、挿入取付具１８５の一部として形成された、或いは、挿入取付具１８５に固定的に取り付けられた（例えば、溶接、糊付け、はんだ付け、鑞付け等された）ディスク形状部である。スプール２００が、上部スプールフランジ２０５と、下部スプールフランジ２１０と、スプール２００が挿入取付具１８５の上を自由に摺動するのを許容する内部孔とを含む。真空ポート１８０ａは、スプールの外面から内部孔に延び、それらの間の流体連絡をもたらしている。ねじ付き圧縮フィッティングのようなホースフィッティング２２０が、真空ポート１８０ａと係合し、ホースフィッティング２２０から真空ポンプのような真空源へ延びる真空導管２２５の接続を提供している。
【００５１】
挿入取付具１８５は、スプール２００が図１２及び１３に例証されるように位置付けられた状態で、挿入取付具１８５が流量計１４に進入し、一部の構造では、管４に進入するよう、流量計１４にある頂部開口に嵌入している。下部スプールフランジ２１０は、シリンダフランジ１６０ａに対する適合位置に摺動する。一部の構造では、実質的に気密な封止を保証するために、ガスケット、Ｏリング、又は、他の弾性部材２３０が、フランジ１６０ａと下部スプールフランジ２１０との間に位置付けられる。図１３に示されるクランプ２３５が、フランジ１６０ａ及び下部スプールフランジ２１０と係合し、それらを封止位置に保持する。クランプ２３５が係合されるや否や、真空流路が、挿入取付具１８５の外面に沿って管２４の内面に、スプール２００の外部からスプール２００の内部に延びる。ライナ２０ｂが前に記載されたように位置付けられた状態で、真空経路は、ライナ２０ｂと管２４との間の空間内に延びる。
【００５２】
図１２に示される環１９５は、上部スプールフランジ２０５との係合位置に摺動する。図１２に例証されているように、実質的に気密な封止をもたらすよう、ガスケット、Ｏリング、又は、他の封止装置のような弾性部材２３７を、上部スプールフランジ２０５と環１９５との間に位置付け得る。上部クランプ２４０（図１３に示されている）が、上部スプールフランジ２０５及び環１９５と係合し、実質的に気密な封止を構築するために封止装置を圧縮する。よって、真空経路は周囲から封止され、真空源が管２４とライナ２０ｂとの間の空間からガス（例えば、空気）を引き込み得るよう、管４とライナ２０ｂとの間の空間に延びている。
【００５３】
ライナ２０ｂは、挿入取付具１８５の頂部から延出し、上記に図８に関して記載されたように、フランジ１９０と係合する。ガスケット１７０は、図１０に示されるように、ライナ２０ｂ及びフランジ１９０の上に位置付けられ得る。次に、液体供給ライン２０ａがガスケット１７０の上に位置付けられ、供給クランプ１７５が、図１３に例証されるように、液体供給ライン２０ａをライナ２０ｂ及び挿入取付具１８５のフランジ１９０に封止可能に結合するよう位置付けられる。
【００５４】
図１４は、図１２及び１３に関して記載された組立体１７９と類似する真空組立体２４５を例証している。しかしながら、図１４の真空組立体２４５は、流量計１４の入口端よりもむしろ出口端に付着している。出口導管２０ｃは、クランプ１７５ａと類似するクランプ１７５ｂを使用して、並びに、上記に記載されたのと類似の方法で、真空組立体２４５に付着している。一部の構造は、具体的な用途によって要求されるのに応じて、入口真空組立体１７９、出口真空組立体２４５、又は、それらの双方を含み得る。追加的に、他の除去装置又は組立体も使用し得る。
【００５５】
空気が導管２０ｂと管２４との間から排気されるや否や、供給ライン又は導管２０ａ内の圧力は、所望の充填圧力に調節され得るし、流体のバッチングが開始し得る。空気を導管２０ｂと管２４との間から通気し或いは排気する２つの方法が、取付具１５０ａ，１５０ｂ、及び、１８５に関して詳細に上記に記載されたが、置換可能な導管又はライナ２０ｂを使用するときに望まれる正確且つ反復可能な結果を達成するために、空気を除去するための他の技法も使用し得ることが留意されるべきである。
【００５６】
図１５は、導管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを単一の組立体に組み込んだ使い捨て可能な充填ライン組立体１００の１つの実施例を例証している。充填ライン組立体１００は、ノズル１８のような充填システム１０の他の構成素子も含み得る。加えて、充填ライン組立体１００は、具体的な充填システム用途に依存して有用であり得る無菌フィルタ１０４又は他の装置を受け入れるよう構成され得る。
【００５７】
充填ライン組立体１００は、図１に示される導管２０ａに対応する第一部分１０８を含む。取り外し可能キャップ１１２が、第一部分１０８が貯槽１２に結合されるまで、第一部分の端部上に配置され得る。第一部分１０８の長さは、使用される具体的な充填システムに依存して所望に変更され得る。第一部分１０８の第二端部は、無菌フィルタ１０４に接続可能であるよう例証されているが、もしフィルタ１０４又は類似の装置が必要とされないならば、第一部分１０８の第二端部は、組立体１００の第二部分１１６に直接的に結合され得るし、或いは、組立体１００の第二部分１１６と一体的に形成され得る。第二端部１１６は導管２０ｂに対応し、流量計１４の管２４内に受け入れられる導管の部分を含む。第二分部１１６の構造は、図３に関して上記に記載されたのと概ね同一であるが、第二部分１１６の長さ及び構造は、使用される具体的な充填システムに依存して変更し得る。第一部分１０８と反対側の第二部分１１６の端部は、導管２０ｃ及び２０ｄに対応する第三部分１２０に直接的に結合され、或いは、第三部分１２０と一体的に形成される。第三部分１２０の長さは、必要に応じて変更され得る。ノズル１２４が、第三部分１２０の端部に結合され、取り外し可能なノズルキャップ１２８が、充填ライン組立体１００が装着され且つ充填システム１０内での使用のための準備が出来るまで、ノズル１２４上に配置され得る。
【００５８】
充填ライン組立体の部分１０８，１１６，１２０は、同一の材料で、並びに、上記に議論されたのと同一の方法で形成され得る。例証されている実施態様においては、Ｃ−ＦＬＥＸ管から成り得る。ノズル１２４、キャップ１１２及び１２８、並びに、フィルタ１０４も、プラスチック又は無菌環境における使用に適した材料から成り得る。充填ライン組立体１００全体は、単一のパッケージにパッケージ化され得るし、もし充填ライン組立体１００が無菌用途において使用されるべきであるならば、パッケージ全体は、照射プロセス、エチレンオキシド処理、又は、他の適切な殺菌技法を介して殺菌され得る。充填ライン組立体１００は一度だけ使用され、廃棄され得るし、次に、新しい殺菌済みの充填ライン組立体１００が、充填システム１０内での使用のために挿入され、それによって、ＣＩＰ又はＳＩＰプロセス及び検証プロセスの必要を排除し得る。
【００５９】
充填ライン組立体１００の構成素子は、充填システム１０の構成素子内への挿入を許容するサイズ及び構造とされている。例えば、充填ライン組立体１００の少なくとも一部は、ストップ弁１６を通過するサイズとされているのに対し、充填ライン組立体１００の同一又は他の部分は、管２４を通過するサイズとされている。充填システム１０内への充填ライン組立体１００の挿入を容易化するために、上記に記載されたのと類似の方法を用い得る。もしフィルタ１０４が充填ライン組立体１００に組み込まれないならば、ノズル１２４、キャップ１２８、及び、キャップ１１２の少なくとも１つは、管２４及びストップ弁１６を通じる通路を許容するサイズ及び構造とされ得る。管２４内で第二部分１１６の正しい位置付けを達成することは、管２４内部での導管２０ｂの位置決めに関して上記に議論されたのと実質的に同一の方法で起こり得る。
【００６０】
使い捨て可能な充填ライン組立体１００は、流量計を利用し得ないがむしろ他の流体処理装置を組み込む他の充填システムと共に使用され得るし、流量計を利用し得ないがむしろ他の流体処理装置を組み込む他の充填システムと共に使用されるよう変更され得る。ここにおいて並びに添付の請求項において使用されるとき、「流体処理装置」という用語は、流体処理システムに関連する、並びに、流体処理システムが、流体及び／又は流体経路に作用するか否か、或いは、流体及び／又は流体経路を受動的に監視し或いは分析するか否かに拘わらず、流体通路がそこを通じて通る装置を意味する。例えば、一部の既知の充填システムは、蠕動ポンプ又は容器（例えば、バッグ）を充填システム内の所望の流体で充填するための他の流体処理装置を利用する。そのような用途においては、使い捨て可能な充填ライン組立体１００の構成素子を洗浄し且つ検証する必要を低減し或いは排除するために、使い捨て可能な充填ライン組立体１００を使用し得る。具体的な充填システムに依存して必要に応じて、如何なる所望の数の導管部分及び如何なる他の所望の構成素子も使用し且つ相互接続し得る。好ましくは、具体的な充填システムにおける使用のために設計された充填ライン組立体１００は、予殺菌され、１回使用の使い捨て可能な充填ライン組立体として使用されるようパッケージされる。バッチ間に洗浄され且つ検証されなければならない金属ノズルの代わりに、使い捨て可能なノズルを使い捨て可能な充填ラインに組み込むことによって、バッチ変更に関連する時間及びコストを大幅に減少し得る。
【００６１】
図１６乃至２４ａは、第二実施態様の使い捨て可能な充填ライン３００を使用するさらに他の充填システムを例証している。充填システムの同等の部分は、同等の参照番号が付与されている。図１８を参照すると、導管部分２０ｂを定める使い捨て可能な充填ライン３００の部分は、第一及び第二管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂ及びライナ３０８を含む。管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂは、如何なる適切な熱、ＲＦ、接着結合、又は、他の適切な結合技法をも使用して、ライナ３０８の両端部に固定されているので、流体流路が、管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂ及びライナ３０８を通じて定められる。例証されている実施態様において、ライナ３０８に結合されない管ライナインサート３０４の両端部は、使い捨て可能な充填ライン３００の他の導管部分２０ａ，２０ｃへの管ライナインサート３０４の接続を容易化するために、減少された直径の接続チップ３１２を含み、接続チップは、あご(barb)を備えて、或いは、他の適切な方法で構成され得る。追加的に、導管部分２０ａ，２０ｃは、如何なる適切な熱、ＲＦ、又は、接着結合技法をも使用して、各接続チップ３１２にさらに結合され、或いは、他の方向で固定され得る。図１６、１７、及び、１８に示されるように、使い捨て可能な充填ライン３００は、導管部分２０ｃに接続されたプラスチックノズル３２０も含む。図示されていないが、使い捨て可能な充填ライン３００は、使い捨て可能な充填ライン１００に関して上記に記載されたように、ノズル３２０及び導管部分２０ａの自由端部を覆うエンドキャップも含み得る。
【００６２】
充填ライン１００に関して上記に記載されたのと類似の方法において、導管部分２０ａ，２０ｃ、及び、使い捨て可能な充填ライン３００のライナ３０８は、Ｃ−ＦＬＥＸ管又は他の適切な材料から形成され得る。管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂ及びノズル３２０も、Ｃ−ＦＬＥＸ管又は他の適切なプラスチックから形成され得るが、例証されている実施態様では、導管部分２０ａ，２０ｃ及びライナ３０８よりも剛的である。
【００６３】
上記に議論された充填ライン１００と同様に、充填ライン３００全体は、事前組立てされ、単一のパッケージにパッケージ化され得る。もし充填ライン３００が無菌用途において使用されるべきであるならば、パッケージ全体は、照射プロセス、エチレンオキシド処理、又は、他の適切な殺菌技法を介して殺菌され得る。充填ライン３００は、１回だけ使用され、廃棄され、次に、新しい殺菌済みの充填ライン組立体３００が、充填システム内での使用のために挿入されることができ、それによって、ＣＩＰ又はＳＩＰプロセス及び検証プロセスを排除し得る。
【００６４】
流量計１４に対して使い捨て可能な充填ライン３００を収容し且つ位置付けるために、充填システムは、第一及び第二エンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂ（図１６及び１７に最小に示されている）を含む。エンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂは、実質的に同一であり、シリンダ２２の上端又は下端上の対応するフランジ１６０ａ，１６０ｂと係合するよう構成されたフランジ３２８をそれぞれ含む。所望であれば、ガスケット又は封止リングが、フランジ３２８と対応するフランジ１６０ａ，１６０ｂとの間に位置付けられ得る。各エンドキャップ取付具は、フランジ３２８から延びる管状本体部３３２をさらに含む。管状本体部３３２は、スロット又は溝３３６を含み、その目的は以下に詳細に記載される。例証されているエンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂは金属（例えば、ステンレス鋼）から成るが、それらは代替的に適切なプラスチック材料から成り得る。
【００６５】
図１９及び２０は、クランプ１６５ａ，１６５ｂによって各フランジ１６０ａ，１６０ｂに固定されたエンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂを例証している。次に、事前に組み立てられた使い捨て可能な充填ライン３００は、ノズル３２０から開始して、上部エンドキャップ取付具３２４ａの本体部３３２内に挿入され、ライナ３０８が上部エンドキャップ取付具と下部エンドキャップ取付具との間で管２４内に位置付けられるまで、上記に議論されたのと類似する方法で（例えば、ロッド又は他の適切な挿入補助を使用して）、流量計１４を通じて送り込まれる。当業者であれば、代替的に、充填ライン３００が流量計１４の底部から上向き方向に挿入され得ることも理解するであろう。さらに、もし充填ラインが完全に事前組立てされないならば、管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂ及びライアン３０８の装着は、導管部分２０ａ，２０ｃを接続するのに先立ち行われ得る。
【００６６】
図２１を参照すると、管ライナインサート３０４ａに形成された溝又はスロット３４０（図１８を参照）が、上部エンドキャップ取付具３２４ａの本体部３３２にある溝３３６と整列するよう、上部管ライナインサート３０４ａは、上部エンドキャップ取付具３２４ａに対して位置付けられている。管ライナインサート３０４ａを上部エンドキャップ取付具３２４ａに対して所定位置（例えば、軸方向に並びに回転的に）に保持するために、ヘアピン３４４ａ又は他の適切な固定装置が、溝３３６及びスロット３４０内に位置付けられ得る。
【００６７】
上部管ライナインサート３０４ａが流量計１４に対して固定されるや否や、下部管ライナインサート３０４ａは、下部エンドキャップ取付具３２４ｂに対して軸方向に並びに回転的に位置付けられる。例証されている実施態様において、下部管ライナインサート３０４ｂは、軸方向に引っ張られ、それによって、下部管ライナインサート３０４ｂにあるスロット３４０が下部エンドキャップ取付具３２４ｂにある溝３３６と整列するまで、ライナ３０８を幾分伸張し得る。図２２を参照すると、ライナ３０８が管２４内部で捻られないことを保証するために、減少された直径のチップ３１２上に形成され（且つ接続された半透明導管２０ｃを通じて可視的である）或いは下部管ライナインサート３０４ｂ上の他の場所に形成された整列マーク又は印３４８（図１８も参照）は、上部管ライナインサート３０４ａ上の類似の整列マーク又は印３４８（図２１を参照）と回転的に整列され得る。整列マーク３４８は、管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂ上に印刷され得るし、機械加工され得るし、或いは、他の方法でそれらの上に突起、戻り止、リブ、又は、溝として形成され得るし、或いは、他の方法で適切に取り付けられ或いは設けられ得る。下部管ライナインサート３０４ｂが軸方向に並びに回転的に整列されるや否や、管ライナインサート３０４ｂを下部エンドキャップ取付具３２４ｂに対して所定位置（例えば、軸方向並びに回転的）に保持するために、ヘアピンクリップ３４４ｂ又は他の適切な固定装置が、溝３３６又はスロット３４０内に位置付けられる。
【００６８】
充填ライン３００が流量計１４内に挿入されるや否や、充填システムは、前に上記に議論されたのとほぼ同様に開始され且つ動作され得る。しかしながら、図１６乃至２４ａの実施態様において、ライナ３０８の外面と管２４の内面との間に補足されるガス（例えば、空気）の除去又は排気は、僅かに異なって生じる。図２３を参照すると、空気が各管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂの外面と各本体部３３２の内面との間で各エンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂに向かって進行し、（図２３中の矢印Ａによって示されるように）各エンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂに形成された溝３３６から出ることを許容することによって、空気はライナ３０８と管２４との間から除去される。追加的に或いは代替的に、図１６乃至２４ａの実施態様も、ライナ３０８と管２４との間からのガス除去をさらに促進するために、上記に議論された真空組立体１７９，２４５と類似する真空組立体を含むように変更され得る。
【００６９】
当業者であれば、図１６乃至２４ａの実施態様に対する変更は、本発明の範囲から逸脱することなしに行われ得ることを理解するであろう。例えば、図２４ｂは、充填ライン３００を流量計１４に対して固定するための代替的な選択肢を例証している。図２４ｂの実施態様には、エンドキャップ取付具３５０が例証されており、エンドキャップ取付具３２４ａ，３２４ｂのフランジ３２８と概ね類似の形状であるが、そこから延びる管状本体を含まない。Ｃ形状クリップ３５４を管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂのスロット３４０の周りに摺動することによって各管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂを流量計１４のフランジ１６０ａ，１６０ｂに対して所定位置に固定するために、プラスチック又は他の適切な材料から成る実質的にＣ形状のクリップ３５４が使用されている。スロット３４０は、Ｃ形状クリップ３５４内に正しく適合するためにサイズ変更される必要があり得る。クリップ３５４が管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂのスロット３４０の周りに位置付けられ、各フランジ１６０ａ，１６０ｂ上に位置するや否や、エンドキャップ取付具３５０は、各フランジ１６０ａ，１６０ｂ上のクリップ３５４の上に配置され、組立体を固定するためにクランプ１６５ａ，１６５ｂでクランプされ得る。管ライナインサート３０４ａ，３０４ｂは、各同巻２０ａ，２０ｃに対する接続のために、各エンドキャップ取付具３５０内の孔３５８を通じて延びる。
【００７０】
本発明の多様な実施態様が例証され記載されたが、各実施態様は、管を通じて流れる流体が管の内面に接触することなしにライナを通じて流れるよう、流量計の管内に位置付けられ且つ取り外し可能に管と結合され得る流量形用のライナを提供する。使用後、ライナは、流量計の実質的な分離を必要とすることなしに並びに流量計内からの管の除去を必要とすることなしに、管から除去され得る。ライナは管を恒久的に変更し或いは影響を及ぼさず、従って、流量計は、装着されるライナを備えても並びに装着されるライナを備えないでも、動作可能なままである。ライナは、流量計を利用する医薬品用途において一般的に求められるＣＩＰ／ＳＩＰ及び検証プロセスに対する費用効果的な代替手段を提供する。追加的に、ライナは、苛性及び／又は腐食性材料を包含する用途において流量計の管を保護する費用効果的な方法を提供し得る。
【００７１】
本発明の前記の記載は、例示及び記載の目的のために提示されている。さらに、記載は発明をここに開示された形態に限定することが意図されていない。結果的に、変更及び変形は、上記教示及び関連技術の技能又は知識と見合い、本発明の範囲内にある。ここに記載される実施態様は、さらに、発明を実施するために知られる最良の形態を説明し、且つ、本発明の具体的な用途又は使用によって要求される様々な変更を伴って、当業者がそのような或いは他の実施態様において発明を利用するのを可能にすることが意図されている。添付の請求項は、従来技術によって許容される範囲において代替的な実施態様を含むよう解釈されることが意図されている。
【００７２】
本発明の様々な特徴は請求項に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の１つの実施態様に従った充填システムを示す概略図である。
【図２】図１の充填システムの流量計を示す斜視図である。
【図３】図１の充填システムにおける使用のための第一ライナ実施態様を示す平面図である。
【図４】ライナの第二実施態様を装着するために使用される構成素子を例証する充填システムを示す展開図である。
【図５】図４の充填システムを部分的に組み立てられた状態で示す概略図である。
【図６】図４の充填システムの挿入取付具を拡大して示す斜視図である。
【図７】図６の挿入取付具を示す底面図である。
【図８】上部挿入取付具の上で所定位置に固定されるライナを部分的に示す斜視図である。
【図９】下部挿入取付具の上で所定位置に肯定されるライナを部分的に示す斜視図である。
【図１０】充填システムの入口ラインと上部挿入取付具との間の接続を部分的に示す展開斜視図である。
【図１１】図４の充填システムのための空気除去経路を示す概略図である。
【図１２】充填システムとの使用のための真空ポート組立体実施態様を部分的に示す展開斜視図である。
【図１３】完全に組み立てられた図１２の真空ポート組立体を部分的に示す斜視図である。
【図１４】充填システムと共に組み立てられた第二真空ポート組立体を部分的に示す斜視図である。
【図１５】図３のライナを組み込んだ充填ラインを示す平面図である。
【図１６】ライナの第三実施態様である使い捨て可能な充填ラインを組み込んだ充填システムを示す断面図である。
【図１７】図１６の充填システムを示す展開図である。
【図１８】図１６及び１７に示される使い捨て可能な充填ラインを一部断面で示す平面図である。
【図１９】流量計に固定される上部エンドキャップ取付具を部分的に示す斜視図である。
【図２０】流量計に固定される下部エンドキャップ取付具を部分的に示す斜視図である。
【図２１】上部エンドキャップ取付具への使い捨て可能な充填ラインの接続を例証する図１９と類似する斜視図である。
【図２２】下部エンドキャップ取付具への使い捨て可能な充填ラインの接続を例証する図１９と類似する斜視図である。
【図２３】図１６の充填システムのための空気除去経路を示す概略図である。
【図２４ａ】使い捨て可能な充填ラインを上部及び下部エンドキャップ取付具に接続するために使用されるヘアピンクリップを示す平面図である。
【図２４ｂ】使い捨て可能な充填ラインを流量計に対する所定位置に固定するために動作可能な代替的なエンドキャップ取付具及びＣクリップ配置を示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【国際調査報告】
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