СТЕРИЛЬНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ С НЕСТЕРИЛЬНЫМ ИЗГИБАЕМЫМ КОЛЬЦОМ И СПОСОБ
STERILE CONNECTOR WITH NON-STERILE BENDING RING AND METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к соединителям для текучей среды и способам переноса текучих сред, и более конкретно, относится к стерильным соединителям для текучих сред и способам для стерильного переноса текучих сред.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Типичный соединитель для текучей среды включает в себя штыревой соединитель, который входит в гнездовой соединитель для образования сообщения между этими двумя соединителями. Штыревой соединитель и гнездовой соединитель могут быть зацеплены посредством резьбы, защелкивания или иным разъемным способом соединены друг с другом для обеспечения взаимосоединения и разъединения. Каждый соединитель соединяется с возможностью сообщения с соответствующим каналом для текучей среды, например, трубкой или камерой для текучей среды, для образования сообщения между каналами для текучей среды и обеспечения прохождения текучих сред между ними.
Такие соединители для текучей среды обычно не препятствуют загрязнению текучих сред, проходящих через них. Например, до взаимосоединения штыревого и гнездового соединителей их контактирующие с текучей средой поверхности могут быть незащищенными от окружающей газообразной среды (атмосферы) и загрязнены посредством контакта с находящимися в воздухе микроорганизмами и/или посредством контакта с загрязненными поверхностями. Одно решение для недопущения такого загрязнения состоит в обтирании контактирующей с текучей средой поверхности штыревого и гнездового соединителей тряпкой, смоченной спиртом или другим дезинфектантом, перед взаимосоединением. Одним недостатком этого решения является то, что в этом случае могут быть удалены не все микроорганизмы на контактирующей с текучей средой поверхности. Другим недостатком этого решения является то, что контактирующие с текучей средой поверхности могут загрязниться после протирки, но до взаимосоединения штыревого и гнездового соединителей. Еще одним недостатком этого решения является то, что оно может требовать много времени и считаться нудной работой, и, таким образом, быть ненадежным на практике.
Соответственно, асептические или стерильные текучие среды могут подвергаться загрязнению при прохождении через такие соединители предшествующего уровня техники. Такое загрязнение может вызывать существенные проблемы. При использовании в больницах или других медицинских учреждениях, например, для переноса стерильных лекарств или других текучих сред, предназначенных, например, для внутривенных инъекций, любое такое загрязнение может привести к вирусному и другим типам инфекции, серьезным заболеваниям и смерти. При применении при производстве пищевых продуктов, с другой стороны, может быть необходимо соединить трубки для текучей среды, например, для переноса стерильных или асептических текучих сред из одного канала в другой. Если текучие среды загрязняются при проходе через соединитель для текучей среды, это может привести к загрязнению до того стерильных пищевых продуктов, и если такие загрязненные продукты попадают внутрь организма, они могут вызвать инфекции и/или заболевания. При применении в промышленности может быть необходимо не допустить загрязнения токсичной текучей средой, проходящей через соединитель, окружающей атмосферы, оператора, работающего с соединителем, и/или других поверхностей, которые могут быть расположены снаружи от соединителя. Если контактирующие с текучей средой поверхности соединителя имеют контакт с человеком или поверхностями, которые, например, были в контакте с человеком, это может привести к травме и/или заболеванию.
Соответственно, цель настоящего изобретения состоит в преодолении одного или более вышеописанных недостатков предшествующего уровня техники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту настоящее изобретение относится к стерильному соединителю для текучей среды, содержащему первый соединитель, включающий в себя первый канал для текучей среды для приема в него текучей среды; первый вход, сообщающийся с первым каналом для текучей среды, для прохождения текучей среды через него; и первый отклоняющий элемент. Первый отклоняющий элемент включает в себя первый зацепляющий участок, расположенный на расстоянии в радиальном направлении относительно первого входа, и первый клапан, выполненный с возможностью перемещения между закрытым положением и открытым положением при перемещении первого зацепляющего участка между по существу неотклоненным положением и отклоненным положением, соответственно. По существу в неотклоненном положении первый клапан находится в закрытом положении, образуя непроницаемое для текучей среды уплотнение между первым клапаном и первым входом, и не допуская прохождения текучей среды через него, а в отклоненном положении первый клапан находится в открытом положении, обеспечивая возможность стерильного прохождения текучей среды через первый вход.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения стерильный соединитель дополнительно включает в себя второй соединитель, выполненный с возможностью соединения с первым соединителем. Второй соединитель включает в себя второй канал для текучей среды для приема в него текучей среды; второй вход, сообщающийся со вторым каналом для текучей среды, для прохождения текучей среды через него; и второй отклоняющий элемент. Второй отклоняющий элемент включает в себя второй зацепляющий участок, расположенный на расстоянии в радиальном направлении относительно второго входа, и второй клапан, выполненный с возможностью перемещения между закрытым положением и открытым положением при перемещении второго зацепляющего участка между по существу неотклоненным положением и отклоненным положением, соответственно. По существу в неотклоненном положении второй клапан находится в закрытом положении, образуя непроницаемое для текучей среды уплотнение между вторым клапаном и вторым входом и не допуская прохождения текучей среды через него, а в отклоненном положении второй клапан находится в открытом положении, обеспечивая прохождение текучей среды через второй вход.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй соединители выполнены с возможностью перемещения между несоединенным и соединенным положениями. В несоединенном положении первый и второй зацепляющие участки находятся в своих по существу неотклоненных положениях, а первый и второй клапаны находятся в своих закрытых положениях. В таком положении каждый клапан образует непроницаемое для текучей среды уплотнение между соответствующим входом и окружающей атмосферой, и не допускает загрязнения извне какой-либо контактирующей с текучей средой поверхности соответствующего входа. В соединенном положении, с другой стороны первый и второй зацепляющие участки находятся в отклоненном положении, и первый и второй клапаны находятся в открытом положении, чтобы обеспечить возможность протекания стерильной текучей среды между ними.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения каждый соединитель дополнительно включает в себя основную часть, образующую уплотняющую поверхность, выполненную прилегающей к соответствующему входу, и выполненную с возможностью зацепления с соответствующим клапаном в закрытом положении для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между клапаном и входом. В некоторых таких вариантах осуществления каждая уплотняющая поверхность является по существу кольцевой, каждый клапан является по существу кольцевым, и в закрытом положении каждый клапан зацепляет соответствующую уплотняющую поверхность и образует кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение между ними. В некоторых таких вариантах осуществления каждая уплотняющая поверхность является относительно жесткой, а каждый клапан является гибким. В закрытом положении каждый клапан и соответствующая уплотняющая поверхность образуют посадку с натягом между ними у кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения. В некоторых таких вариантах осуществления каждый зацепляющий участок выполнен единым целым с соответствующим клапаном, расположен на расстоянии в радиальном направлении относительно соответствующего клапана, проходит кольцеобразно вокруг соответствующего клапана, и проходит в осевом направлении относительно соответствующего клапана. Предпочтительно, каждый зацепляющий участок и клапан изготовлены из упругого материала, например силикона.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения первый соединитель дополнительно включает в себя первую основную часть, образующую первую уплотняющую поверхность, образованную вблизи первого входа, и выполненную с возможностью зацепления с первым клапаном в закрытом положении для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между первым клапаном и первым входом. Второй соединитель дополнительно включает в себя вторую основную часть, образующую вторую уплотняющую поверхность, образованную вблизи второго входа, и выполненную с возможностью зацепления со вторым клапаном в закрытом положении для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между вторым клапаном и вторым входом. В некоторых таких вариантах осуществления в неотклоненном положении первый клапан образует непроницаемое для текучей среды уплотнение между первым входом и окружающей атмосферой, и не допускает загрязнения извне любых контактирующих с текучей средой поверхностей первого входа. Аналогично, второй клапан образует непроницаемое для текучей среды уплотнение между вторым входом и окружающей атмосферой и не допускает загрязнения извне любых контактирующих с текучей средой поверхностей второго входа. В некоторых таких вариантах осуществления первая уплотняющая поверхность является по существу кольцевой, первый клапан является по существу кольцевым, и в закрытом положении первый клапан зацепляет первую уплотняющую поверхность и образует кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение между ними. Аналогично, вторая уплотняющая поверхность является по существу кольцевой, второй клапан является по существу кольцевым, и в закрытом положении второй клапан зацепляет вторую уплотняющую поверхность и образует кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение между ними. В имеющихся предпочтительных вариантах осуществления каждое кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение проходит в осевом направлении между соответствующим клапаном и уплотняющей поверхностью для дальнейшего недопущения проникновения загрязнителей через уплотнение.
Также в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения первая уплотняющая поверхность является относительно жесткой, первый клапан является гибким, и в закрытом положении первый клапан и первая уплотняющая поверхность образуют посадку с натягом между ними в области соответствующего кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения. Аналогично, вторая уплотняющая поверхность является относительно жесткой, второй клапан является гибким, и в закрытом положении второй клапан и вторая уплотняющая поверхность образуют посадку с натягом между ними в области соответствующего кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения. В некоторых таких вариантах осуществления первый зацепляющий участок выполнен единым целым с первым клапаном, расположен на расстоянии в радиальном направлении относительно первого клапана, проходит кольцеобразно вокруг первого клапана, и проходит в осевом направлении относительно первого клапана. Аналогично, второй зацепляющий участок выполнен единым целым со вторым клапаном, расположен на расстоянии в радиальном направлении относительно второго клапана, проходит кольцеобразно вокруг второго клапана, и проходит в осевом направлении относительно второго клапана. В некоторых таких вариантах осуществления каждый отклоняющий участок имеет по существу куполообразную форму, и каждый клапан проходит в боковом направлении относительно оси соответствующего куполообразного отклоняющего участка. В некоторых таких вариантах осуществления каждый отклоняющий участок имеет по существу цилиндрическую форму, и каждый клапан проходит по существу перпендикулярно оси соответствующего по существу цилиндрического отклоняющего участка. Предпочтительно, первый зацепляющий участок и первый клапан изготовлены из упругого материала, например силикона, и второй зацепляющий участок и второй клапан изготовлены из упругого материала, например, силикона.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения в соединенном положении первый и второй зацепляющие участки зацепляются друг с другом и отклоняют друг друга в отклоненные положения, а первый и второй клапаны втянуты в первом и втором зацепляющих участках в свои соответствующие открытые положения, первый и второй входы сообщаются друг с другом и текучая среда может протекать между ними.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения в соединенном положении первый и второй зацепляющие участки образуют по существу непроницаемое для текучей среды уплотнение между ними. В некоторых таких вариантах осуществления в соединенном положении первый и второй зацепляющие участки проходят кольцеобразно вокруг первого и второго клапанов и первого и второго входов, соответственно, и образуют по существу непроницаемое для текучей среды уплотнение относительно окружающей атмосферы. В некоторых таких вариантах осуществления в соединенном положении первый и второй клапаны проходят кольцеобразно вокруг первого и второго входов, соответственно, образуют по существу непроницаемое для текучей среды уплотнение относительно окружающей атмосферы и не допускают загрязнения любых контактирующих с текучей средой поверхностей первого и второго входов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый соединитель представляет собой гнездовой соединитель, а второй соединитель представляет собой штыревой соединитель, который в соединенном положении вмещен в гнездовой соединитель. В некоторых таких вариантах осуществления первый соединитель включает в себя корпус первого соединителя, проходящий кольцеобразно вокруг первого зацепляющего участка и первого клапана, и проходит в осевом направлении кнаружи от них. Аналогично, второй соединитель включает в себя корпус второго соединителя, проходящий кольцеобразно вокруг второго зацепляющего участка и второго клапана, и проходит в осевом направлении кнаружи от них, и выполнен с возможностью вмещения в корпус первого соединителя в соединенном положении. В соединенном положении корпус второго соединителя вмещен в корпус первого соединителя, и первый и второй зацепляющие участки и первый и второй клапаны располагаются в корпусе второго соединителя. В некоторых таких вариантах осуществления первый соединитель включает в себя первую основную часть, образующую первый вход, второй соединитель включает в себя вторую основную часть, образующую второй вход, и в закрытом положении дистальный участок второй основной части вмещен в дистальный участок первой основной части.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый соединитель включает в себя множество первых входов, расположенных под углом на расстоянии друг от друга, а второй соединитель включает в себя множество вторых входов, расположенных под углом на расстоянии друг от друга. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая трубка для текучей среды соединена с возможностью сообщения с первым соединителем, а вторая трубка для текучей среды соединена с возможностью сообщения со вторым соединителем.
Согласно другому аспекту, настоящее изобретение относится к стерильному соединителю, содержащему первое средство для соединения. Первое средство включает в себя первый канал для текучей среды для приема в него текучей среды; второе средство, сообщающееся с первым каналом для текучей среды, для прохождения текучей среды через него; и третье средство для отклонения. Третье средство включает в себя четвертое средство, расположенное на расстоянии в радиальном направлении относительно второго средства, для зацепления другого соединителя и для отклонения третьего средства, и пятое средство, выполненное с возможностью перемещения между (i) закрытым положением для изоляции второго средства посредством образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между пятым средством и вторым средством и для недопущения прохождения текучей среды через него, и (ii) открытым положением для обеспечения возможности протекания текучей среды через второе средство. Пятое средство выполнено с возможностью перемещения между закрытым и открытым положениями при перемещении четвертого средства между по существу неотклоненным положением и отклоненным положением, соответственно.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения стерильный соединитель дополнительно содержит шестое средство для соединения. Шестое средство включает в себя второй канал для текучей среды для приема в него текучей среды; седьмое средство, сообщающееся со вторым каналом для текучей среды, для прохождения текучей среды через него; и восьмое средство для отклонения. Восьмое средство включает в себя девятое средство, расположенное на расстоянии в радиальном направлении относительно седьмого средства, для зацепления другого соединителя и отклонения восьмого средства, и десятое средство, выполненное с возможностью перемещения между (i) закрытым положением для изоляции седьмого средства посредством образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между десятым средством и седьмым средством, и для недопущения прохождения текучей среды через него, и (ii) открытым положением для обеспечения возможности протекания текучей среды через седьмое средство. Десятое средство выполнено с возможностью перемещения между закрытым и открытым положениями при перемещении девятого средства между по существу неотклоненным положением и отклоненным положением, соответственно.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения первое средство представляет собой первый соединитель, второе средство представляет собой первый вход, третье средство представляет собой первый отклоняющий элемент, четвертое средство представляет собой первый зацепляющий участок, пятое средство представляет собой первый клапан, шестое средство представляет собой второй соединитель, седьмое средство представляет собой второй вход, восьмое средство представляет собой второй отклоняющий элемент, девятое средство представляет собой второй зацепляющий участок и десятое средство представляет собой второй клапан.
Согласно другому аспекту, настоящее изобретение относится к способу, содержащему следующие этапы:
обеспечение первого соединителя, включающего в себя первый клапан, герметично изолирующий в нормально закрытом положении первый вход, сообщающийся с первым каналом для текучей среды, и стерильную текучую среду, сообщающуюся с первым каналом для текучей среды;
соединение первого соединителя со вторым соединителем, включающим в себя второй вход, сообщающийся со вторым каналом для текучей среды;
на этапе соединения отклонение первого клапана от нормально закрытого положения в открытое положение, и установление сообщения между первым и вторым входом;
обеспечение возможности протекания стерильной текучей среды через первый и второй входы; и
на предыдущих этапах сохранение первого и второго входов герметично изолированными от окружающей атмосферы и таким образом недопущение загрязнения любых контактирующей с текучей средой поверхностей первого и второго входов и стерильной текучей среды, протекающей через них.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый соединитель включает в себя первый клапан и первый отклоняющий элемент, а второй соединитель включает в себя второй клапан и второй отклоняющий элемент. Этап отклонения включает в себя установку первого и/или второго отклоняющих элементов в зацепление друг с другом, отклонение первого и второго отклоняющих элементов и, в свою очередь, перемещение первого и второго клапанов из нормально закрытого положения в открытое положение и, в свою очередь, установку сообщения между первым и вторым входами.
В некоторых таких вариантах осуществления способ дополнительно содержит этап образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между (i) первым и вторым отклоняющими элементами, и/или (ii) первым и вторым клапанами, в соединенном и открытом положениях, для герметичной изоляции первого и второго входов от окружающей среды, и таким образом недопущения загрязнения любых контактирующих с текучей средой поверхностей первого и второго входов и стерильной текучей среды, протекающей через них.
В некоторых таких вариантах осуществления на этапе соединения первый и второй отклоняющие элементы упруго зацепляются друг с другом, и втягивают первый и второй клапаны в открытое положение и в контакт друг с другом для образования кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения между ними.
Одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что в несоединенном положении клапан поддерживает вход герметично изолированным от окружающей среды и не допускает загрязнения любых контактирующих с текучей средой поверхностей соединителя. Затем, при соединении, клапан и/или отклоняющий элемент поддерживают вход и любые контактирующие с текучей средой поверхности герметично изолированными от окружающей атмосферы. Соответственно, настоящее изобретение особенно полезно для переноса асептических или стерильных текучих сред. Например, две трубки для текучей среды могут быть взаимосоединены с соединителем по настоящему изобретению, и асептическая или стерильная текучая среда, проходит между ними без загрязнения асептической или стерильной текучей среды.
Другие задачи и преимущества настоящего изобретения, и/или имеющиеся предпочтительные варианты его осуществления станут более легко понятны с учетом следующего подробного описания существующих предпочтительных вариантов осуществления и сопроводительных чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид в перспективе в разрезе реализации соединителя по настоящему изобретению, представляющий штыревой соединитель и гнездовой соединитель в несоединенном состоянии с клапанами соединителей, находящимися в закрытых положениях, герметично изолирующих внутреннее пространство соединителей от окружающей атмосферы;
Фиг.2A - вид в перспективе в разрезе соединителя, изображенного на фиг.1, представляющего начало процесса взаимосоединения штыревого соединителя и гнездового соединителя, при этом корпус штыревого соединителя первоначально вставлен в корпус гнездового соединителя и зацепляющие поверхности противоположных отклоняющих элементов находятся в периферическом контакте друг с другом;
Фиг.2B - вид в перспективе в разрезе соединителя, изображенного на фиг.2A, представляющий дальнейший процесс взаимосоединения штыревого соединителя и гнездового соединителя, при этом противоположные отклоняющие элементы еще более сдавлены с образованием зацепления друг с другом, образуя кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение между ними, и клапаны начинают отклоняться от соответствующих уплотняющих поверхностей для начала открывания клапанов;
Фиг.2C - вид в перспективе в разрезе соединителя, изображенного на фиг.2B, представляющий дальнейший процесс взаимосоединения штыревого соединителя и гнездового соединителя, при этом отклоняющие элементы еще больше отклоняются в зацепление друг с другом, клапаны дополнительно перемещаются радиально назад от соответствующих уплотняющих поверхностей для дальнейшего открытия прохода стерильного потока между входами штыревого соединителя и гнездового соединителя;
Фиг.2D - вид в перспективе в разрезе соединителя, изображенного на фиг.2C, представляющий дальнейший процесс взаимосоединения штыревого соединителя и гнездового соединителя, при этом противоположные клапаны соединителей отклонены или втянуты в контакт друг с другом для начала образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между ними и для дальнейшего открытия прохода стерильного потока между входами соединителей;
Фиг.2E - вид в перспективе в разрезе соединителя, изображенного на фиг.2D, представляющий дальнейший процесс взаимосоединения штыревого соединителя и гнездового соединителя, при этом и противоположные отклоняющие элементы и противоположные клапаны соединителей сжимаются до полного зацепления друг с другом для образования кольцевых непроницаемых для жидкости уплотнений между ними и для дальнейшего открывания прохода стерильного потока между входами соединителей;
Фиг.3 - вид в перспективе в разрезе соединителя, изображенного на фиг.2E, представляющий полное взаимосоединение штыревого соединителя и гнездового соединителя, при этом кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение образовано между противоположными клапанами соединителей для изоляции прохода стерильного потока между входами соединителей, и нестерильное кольцо внутри по существу цилиндрических отклоняющий элементов изолировано от прохода стерильного потока текучей среды для недопущения любого загрязнения прохода стерильной текучей среды или текучей среды, протекающей через соединитель;
Фиг.4A - вид в разрезе другого варианта осуществления соединителя по настоящему изобретению, представляющий штыревой и гнездовой соединители в несоединенном состоянии, при этом клапаны соединителей находятся в закрытых положениях, герметично изолируя внутреннее пространство соединителей от окружающей среды, при этом соединители дополнительно имеют пару опор, соединенных с штыревым и гнездовым соединителями, для усиления прочности; и
Фиг.4B - вид в разрезе соединителя, изображенного на фиг.4A, представляющий полное взаимосоединение штыревого и гнездового соединителей, при этом кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение образовано между противоположными клапанами соединителей для изоляции пути течения стерильной текучей среды между входами соединителей, и нестерильное кольцо внутри по существу цилиндрических отклоняющих элементов изолировано от пути течения стерильной текучей среды для недопущения любого загрязнения пути течения стерильной текучей среды или текучей среды, протекающей через соединитель.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИМЕЮЩИХСЯ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг.1 соединитель, воплощающий настоящее изобретение, обозначен в целом ссылочной позицией 10. Соединитель 10 содержит первый соединитель, или гнездовой соединитель, 12, включающий в себя первый канал 14 для текучей среды, для приема в него текучей среды; множество первых входов 16, сообщающихся с первым каналом 14 для текучей среды, для прохождения текучей среды через них; и первый отклоняющий элемент 18. Первый отклоняющий элемент 18 включает в себя первый зацепляющий участок 20, расположенный на расстоянии в радиальном направлении относительно первого входа 16, и первый клапан 22, выполненный с возможностью перемещения между закрытым положением (фиг.1) и открытым положением (фиг.3) при перемещении первого зацепляющего участка 20 между, соответственно, по существу неотклоненным положением (фиг.1) и полностью отклоненным положением (фиг.3). По существу в неотклоненном положении (фиг.1) первый клапан 22 находится в закрытом положении, образуя непроницаемое для текучей среды уплотнение между первым клапаном и первыми входами 16 и не допуская прохождения текучей среды через него. В полностью отклоненном положении (фиг.3) первый клапан 22 находится в полностью открытом положении, обеспечивая возможность прохождения стерильной текучей среды через первые входы 16.
Стерильный соединитель 10 дополнительно включает в себя второй, или штыревой, соединитель 24, выполненный с возможностью соединения с первым, или гнездовым, соединителем 12. Второй соединитель 24 включает в себя второй канал 26 для текучей среды для приема в него текучей среды; множество вторых входов 28, сообщающихся со вторым каналом 26 для текучей среды, для прохождения через них текучей среды; и второй отклоняющий элемент 30. Второй отклоняющий элемент 30 включает в себя второй зацепляющий участок 32, расположенный на расстоянии в радиальном направлении относительно вторых входов 28, и второй клапан 34, выполненный с возможностью перемещения между закрытым положением (фиг.1) и полностью открытым положением (фиг.3) при перемещении второго зацепляющего участка 32 между, соответственно, по существу неотклоненным положением (фиг.1) и полностью отклоненным положением (фиг.3). По существу в неотклоненном положении (фиг.1) второй клапан 34 находится в закрытом положении, образуя непроницаемое для текучей среды уплотнение между вторым клапаном 34 и вторыми входами 28, и не допуская прохождения текучей среды через него. В полностью отклоненном положении (фиг.3) второй клапан 34 находится в полностью открытом положении, обеспечивая прохождение текучей среды через вторые входы 28.
Как представлено на фиг.1-3, первый и второй соединители 12, 24 выполнены с возможностью перемещения в зацепление друг с другом между несоединенным и соединенным положениями. В несоединенном положении (фиг.1) первый и второй зацепляющие участки 20, 32 находятся по существу в неотклоненных положениях, а первый и второй клапаны 22, 34 находятся в закрытых положениях. В полностью соединенном положении (фиг.3) первый и второй зацепляющие участки 20, 32 зацеплены друг с другом в полностью отклоненных положениях, а первый и второй клапаны 22, 34 находятся в своих полностью открытых положениях.
В неотклоненном положении (фиг.1) первый клапан 12 образует непроницаемое для текучей среды уплотнение 36 между первыми входами 16 и окружающей атмосферой, и не допускает загрязнения извне какой-либо контактирующей с текучей средой поверхности первых входов 16. Первый соединитель 12 дополнительно включает в себя первую основную часть 38, образующую первую уплотняющую поверхность 40, образованную вблизи первых входов 16 и выполненную с возможностью зацепления с первым клапаном 22 в закрытом положении, для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между первым клапаном и первыми входами. Как можно видеть, первая уплотняющая поверхность 40 является по существу кольцевой, первый клапан 22 является по существу кольцевым, и в закрытом положении первый клапан 22 зацепляет первую уплотняющую поверхность 40 и образует кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение 36 между ними. Первая уплотняющая поверхность 40 является относительно жесткой, а первый клапан 22 является гибким. В закрытом положении первый клапан 22 и первая уплотняющая поверхность 40 образуют посадку с натягом между ними вокруг кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения 36. Как можно видеть, первый зацепляющий участок 20 выполнен единым целым с первым клапаном 22, расположен на расстоянии в радиальном направлении относительно первого клапана 22, проходит кольцеобразно вокруг первого клапана 22, и выступает в осевом направлении относительно первого клапана 22. Выполненные единым целым первый зацепляющий участок 20 и первый клапан 22 изготовлены из упругого материала, например, силикона.
В неотклоненном положении (фиг.1) второй клапан 24 образует второе непроницаемое для текучей среды уплотнение 42 между вторыми входами 28 и окружающей средой, и не допускает загрязнения извне какой-либо контактирующей с текучей средой поверхности вторых входов 28. Второй соединитель 24 дополнительно включает в себя вторую основную часть 44, образующую вторую уплотняющую поверхность 46, образованную вблизи вторых входов 28, и выполнен с возможностью зацепления со вторым клапаном 34 в закрытом положении для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между вторым клапаном и вторыми входами. Как можно видеть, вторая уплотняющая поверхность 46 является по существу кольцевой, второй клапан 34 является по существу кольцевым, и в закрытом положении (фиг.1) второй клапан 34 зацепляет вторую уплотняющую поверхность 46 и образует кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение 42 между ними. Вторая уплотняющая поверхность 46 является относительно жесткой, а второй клапан 34 является гибким. В закрытом положении второй клапан 34 и вторая уплотняющая поверхность 46 образуют посадку с натягом между ними вокруг кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения 42. Как можно видеть, второй зацепляющий участок 32 выполнен единым целым со вторым клапаном 34, расположен на расстоянии в радиальном направлении относительно второго клапана 34, проходит кольцеобразно вокруг второго клапана 34, и выступает в осевом направлении относительно второго клапана 34. Выполненные единым целым второй зацепляющий участок 32 и второй клапан 34 изготовлены из упругого материала, например, силикона.
Каждый первый зацепляющий участок 20, 32 выполнен единым целым с соответствующим клапаном 22, 34, расположен на расстоянии в радиальном направлении относительно соответствующего клапана, проходит кольцеобразно вокруг соответствующего клапана и выступает в осевом направлении относительно соответствующего клапана. В проиллюстрированном варианте осуществления каждый отклоняющий участок 20, 32 имеет по существу куполообразную форму, и каждый клапан 22, 34 проходит в боковом направлении относительно оси соответствующего куполообразного отклоняющего участка. Также в проиллюстрированном варианте осуществления каждый отклоняющий участок 20, 32 имеет по существу цилиндрическую форму, и каждый клапан 22, 34 проходит по существу перпендикулярно соответствующему по существу цилиндрическому по форме отклоняющему участку. Как указано выше, каждый зацепляющий участок 20, 32 и выполненный единым целым с ним клапан 22, 34 изготовлены из гибкого или упругого материала, например, силикона.
Следует понимать, что первый и второй выполненные единым целым клапаны 22, 34 образованы из любого подходящего гибкого или упругого материала. В некоторых вариантах осуществления подходящий упругий материал включает в себя силикон, вулканизированный латекс и/или вулканизированный каучук в, по меньшей мере некоторых вариантах осуществления первый и второй выполненные единым целым клапаны 22, 34 образованы из материала, имеющего по существу заданную ползучесть. Остаточная деформация при сжатии служит мерой способности эластомерных материалов сохранять упругие свойства после длительного компрессионного воздействия и может использоваться в качестве измерения характеристики ползучести материала. В некоторых вариантах осуществления материал для первого и второго выполненных единым целым клапанов 22, 34 выбирается из материалов, имеющих значение остаточной деформации при сжатии в диапазоне от приблизительно 0% до приблизительно 50% (при измерении с помощью ASTM D412), и предпочтительно в диапазоне от приблизительно 0% до приблизительно 25%. В некоторых вариантах осуществления выполненные единым целым клапаны 22, 34 в закрытом положении образуют посадку с натягом с уплотняющими поверхностями 40, 46. В открытом положении выполненные единым целым клапаны 22, 34 отклонены от уплотняющих поверхностей 40, 46. Выполненные единым целым клапаны 22, 34 обладают способностью оставаться в открытом или закрытом положениях в течение длительных промежутков времени. В некоторых вариантах осуществления выполненные единым целым клапаны 22, 34 остаются в открытом положении в течение 6, 12, 18, 24, 48 или 72 часов, и из-за их относительно низкой ползучести они сохраняют способность впоследствии герметично зацеплять уплотняющие поверхности 40, 46 в закрытом положении.
Как представлено на фиг.2E и 3, в полностью соединенном положении первый и второй зацепляющие участки 20, 32 зацепляют друг друга и отклоняют друг друга в отклоненные положения, а первый и второй клапаны 22, 34 втянуты в первый и второй зацепляющие участки 20, 32 в своих полностью открытых положениях, первый и второй входы 16, 28 сообщаются друг с другом, и, как указано пунктирными стрелками на фиг.3, текучая среда может протекать через стерильный проход для потока между ними, который герметично изолирован относительно окружающей атмосферы. В полностью соединенном положении первый и второй зацепляющие участки 20, 32 образуют по существу непроницаемое для текучей среды уплотнение между ними. Первый и второй зацепляющие участки 20, 32 проходят кольцеобразно вокруг первого и второго клапанов 22, 34 и первого и второго входов 16, 28, соответственно, и образуют по существу непроницаемое для текучей среды уплотнение относительно окружающей среды. Также в полностью соединенном положении первый и второй клапаны 22, 34 проходят кольцеобразно вокруг первого и второго входов 16, 28, соответственно, втянуты или отклонены до контакта друг с другом для образования по существу непроницаемого для текучей среды уплотнения между ними и относительно окружающей атмосферы, и для недопущения загрязнения какой-либо контактирующей с текучей средой поверхности первого и второго входов, когда клапаны находятся в полностью открытом положении. Как можно видеть, любые микроорганизмы или другие загрязнители, расположенные на отклоняющих элементах 18, 30 (то есть каждый отклоняющий элемент представляет собой нестерильное отклоняющее кольцо) или в них, герметично изолированы в зацепленных отклоняющих элементах, и, таким образом, не допускается их контакт с какой-либо стерильной текучей средой, протекающей через соединитель, при помощи кольцевого, непроницаемого для текучей среды уплотнения между зацепленными, противоположными клапанами 22, 34.
Первый, или гнездовой, соединитель 12 включает в себя корпус 48 первого, или гнездового, соединителя, проходящий кольцеобразно вокруг первого отклоняющего элемента 18 и первого клапана 22, и проходит в осевом направлении кнаружи от них для охватывания соответствующего отклоняющего элемента и клапана. Аналогично, второй, или штыревой, соединитель 24 включает в себя корпус 50 второго, или штыревого, соединителя, проходящий кольцеобразно вокруг второго отклоняющего элемента 30 и второго клапана 34, и проходит в осевом направлении кнаружи от них. Как представлено на фиг.2A-3, корпус 50 второго, или штыревого, соединителя выполнен с возможностью вмещения в корпус 48 первого, или гнездового, соединителя для взаимосоединения и установления сообщения между этими двумя соединителями. В соединенных положениях корпус 50 второго, или штыревого, соединителя вмещается в корпус 48 первого, или гнездового, соединителя, и первый и второй зацепляющие участки 20, 32 и первый и второй клапаны 22, 34 располагаются в корпусе 50 второго, или штыревого, соединителя. Первая основная часть 38 первого соединителя 12 образует первые входы 16, а вторая основная часть 44 второго соединителя 24 образует вторые входы 28. Как представлено на фиг.2E и 3, в полностью закрытом положении дистальный участок 52 второй основной части 44 вмещается в дистальный участок 54 первой основной части 38 для облегчения совмещения первого и второго соединителей и удержания их в полностью закрытом положении. Как может быть признано специалистами в данной области техники на основании раскрытого в настоящем документе, первый и второй соединители 12, 24 могут быть разъемно соединены друг с другом в любом из множества различных способов, известных в настоящее время, или тех, которые станут известны позже, например, посредством резьбового соединения, защелкивания или другим разъемным взаимосоединением.
В проиллюстрированном варианте осуществления первый соединитель 12 включает в себя множество первых входов 16, расположенных под углом на расстоянии друг от друга, а второй соединитель 24 включает в себя множество вторых входов 28, расположенных под углом на расстоянии друг от друга. Первая трубка 56 для текучей среды соединена с возможностью сообщения с первым каналом 14 для текучей среды первого соединителя 12, а вторая трубка 58 для текучей среды соединена с возможностью сообщения со вторым каналом 26 для текучей среды второго соединителя 24. Как может быть понятно специалисту в данной области техники, исходя из раскрытого в настоящем документе, входы могут принимать любую из множества различных конфигураций, известных в настоящее время, или тех, которые станут известны позже. Например, каждый соединитель может включать в себя только один вход, более одного входа, и/или один соединитель может иметь иное число и/или конфигурацию входов, по сравнению с другим соединителем. Например, один соединитель может иметь меньше удлиненных, расположенных под углом входов. Аналогично, первый и второй соединители могут быть, а могут не быть, соединены с трубками, как показано, но скорее могут быть соединены с любым из множества других типов источников текучей среды, резервуаров или устройств, которые известны в настоящее время, или тех, которые станут известны позже.
Как представлено на фиг.1, в несоединенном, закрытом положении каждое кольцевое непроницаемое для текучей среды уплотнение 36, 42 проходит в осевом направлении между соответствующим клапаном 22, 34 и уплотняющей поверхностью 40, 46 для дополнительного недопущения проникновения загрязнителей через уплотнение. Каждая уплотняющая поверхность 40, 46 является относительно жесткой, каждый клапан 22, 34 является гибким, и в закрытом положении каждый клапан 22, 34 и соответствующая уплотняющая поверхность 40, 46 образуют посадку с натягом между ними в месте соответствующего кольцевого непроницаемого для текучей среды уплотнения 36, 42.
Как представлено в качестве типичного варианта на фиг.3, первый соединитель включает в себя первое, вытянутое по оси и проходящее по кольцу основание 60, которое перекрывает первые входы 16. Первое кольцевое, изгибаемое соединение 62 проходит между первым основанием 60 и первым клапаном 22 для облегчения перемещения первого клапана 22 между закрытым и открытым положениями. Первая основная часть 38 образует проходящую по кольцу и вытянутую по оси первую основную поверхность 64, которая выполнена прилегающей к первым входам 16, и первый уступ 66, проходящий между основной поверхностью 64 и первой уплотняющей поверхностью 40. В проиллюстрированном варианте осуществления первый уступ 66 ориентирован по существу перпендикулярно первой основной поверхности 64 и первой уплотняющей поверхности 40.
Аналогично первому соединителю 12, и как представлено в качестве типичного примера на фиг.3, второй соединитель 24 включает в себя второе вытянутое по оси и проходящее по кольцу основание 68, которое перекрывает вторые входы 28. Второе кольцевое, изгибаемое соединение 70 проходит между вторым основанием 68 и вторым клапаном 34 для облегчения перемещения второго клапана 34 между закрытым и открытым положениями. Вторая основная часть 44 образует кольцевую и вытянутую по оси вторую основную поверхность 72, которая выполнена прилегающей ко вторым входам 28, и второй уступ 74, проходящий между основной поверхностью 72 и второй уплотняющей поверхностью 46. В проиллюстрированном варианте осуществления второй уступ 74 ориентирован по существу перпендикулярно второй основной поверхности 72 и второй уплотняющей поверхности 46.
В закрытом положении первого соединителя 12 (фиг.1) первое основание 60 герметично зацепляет первое основание 64 основной части 38 первого клапана для образования между ними непроницаемого для текучей среды уплотнения, первый уступ 64 входит в первый уступ 66 первой основной части 38 и герметично зацепляет его для осуществления дополнительного непроницаемого для текучей среды уплотнения, а первый клапан 22 герметично зацепляет первую уплотняющую поверхность 40 для выполнения непроницаемого для текучей среды уплотнения между клапаном и основной частью. Аналогично, в закрытом положении второго соединителя 24 второе основание 68 герметично зацепляет второе основание 72 основной части 44 второго клапана, для образования непроницаемого для текучей среды уплотнения между ними, второй уступ 70 входит во второй уступ 74 второй основной части 44 и герметично зацепляет его для осуществления дополнительного непроницаемого для текучей среды уплотнения, а второй клапан 34 герметично зацепляет вторую уплотняющую поверхность 46 для выполнения непроницаемого для текучей среды уплотнения между клапаном и основной частью. Как можно видеть, в нормально закрытом положении все наружные контактирующие с текучей средой поверхности основной части 38 первого соединителя и основной части 44 второго соединителя герметично изолированы в первом и втором клапанах 22 и 34, соответственно. В полностью соединенном, открытом положении, с другой стороны (фиг.2E и 3), клапаны 22, 34 отклонены или втянуты в полностью открытое положение в зацеплении друг с другом, и таким образом перемещаются радиально от соответствующих уплотняющих поверхностей 40, 46, отклоняющие соединения 62, 70 отклоняются радиально от соответствующих уступов 64, 72, а основания 60, 68 отклоняются радиально от соответствующей основной части основной поверхности 64, 72, чтобы таким образом образовать кольцевой, проходящий в осевом направлении канал 76 для текучей среды, проходящий между двумя соединителями. Как указано пунктирной стрелками на фиг.3, в соединенном, полностью открытом положении текучая среда может протекать из первого канала 14 для текучей среды через множество входов 16, через кольцевой, проходящий в осевом направлении канал 76, через множество вторых входов 28 и во второй канал 26. При необходимости текучая среда может протекать в противоположном направлении. Кольцевой, проходящий в осевом направлении канал 76 герметично изолирован относительно и нестерильного изгибаемого кольца (а именно, поверхностей отклоняющих элементов 18, 30), и окружающей газообразной среды за счет прилегающего зацепления первого и второго клапанов 22, 34. Как можно видеть, текучая среда, проходящая между двумя соединителями, остается изолированной от окружающей среды, и поверхности соединителей, контактирующие с такой текучей средой, также изолированы от окружающей среды для поддержания, таким образом, стерильности и герметичной изолированности текучей среды от окружающей атмосферы.
На фиг.4A другой вариант осуществления соединителя по настоящему изобретению указан в целом ссылочной позицией под номером 110. Соединитель 110 представляет собой по существу такой же соединитель 10, описанный выше, и, следовательно, подобные номера ссылочных позиций, с добавлением перед ними цифры "1", используются для обозначения подобных элементов. Важнейшее отличие соединителя 110 по сравнению с соединителем 10 заключается в том, что он включает в себя первую и вторую опоры 180, 182, расположенные между основаниями первого и второго корпусов 148, 150 и первым и вторым клапанами 122, 134, соответственно. Первая и вторая опоры 180, 182 могут быть сформованы, соответственно, вместе с основаниями первого и второго выполненных единым целым клапанов 122, 134. В некоторых вариантах осуществления первая и вторая опоры сформованы совместно или в технике "формовки поверх" с первым и вторым выполненными единым целым клапанами 122, 134. Первая и вторая опоры 180, 182 защелкиваются, соответственно, в первое и второе углубления 186, 188, обеспеченные, соответственно, в основаниях первого и второго корпусов 148, 150. В проиллюстрированных вариантах осуществления опоры 180, 182 имеют форму кольца; однако, как может быть понятно специалистам в данной области техники, они могут принимать любую из множества различных форм и/или конфигураций, которые известны или станут известны позже.
Фиг.4B - вид в разрезе соединителя, изображенного на фиг.4A, представляющий полное взаимосоединение штыревого и гнездового соединителя. Как видно на фиг.4B, первая и вторая опоры 180, 182 поддерживают основание первого и второго выполненных единым целым клапанов 122, 134 и увеличивают конструктивную целостность и прочность соединителя 110 в открытом положении, в открытом, взаимосоединенном положении первая и вторая опоры 180, 182 упираются в выполненные единым целым клапаны 122, 134 для недопущения повреждения клапанов. Другой вариант осуществления первой и второй опор 180, 182 состоит в том, что они не допускают изгибания или деформации первого и второго выполненных единым целым клапанов 122, 134 за пределы максимального, открытого или отклоненного положения.
Соединители по настоящему изобретению имеют множество различных применений в любом из множества различных областей. Например, соединители могут использоваться для взаимосоединения IV внутривенных трубок, пакетов и трубок, наполняющих резервуаров и/или наполняющих машин, и любого из множества других применений, требующих соединений для текучей среды. Как можно легко понять, соединители по настоящему изобретению являются особенно удобными для применений, требующих асептического или стерильного соединения, или применений, которые требуют недопущения какого-либо контакта с переносимой текучей средой (как, например, токсичная текучая среда).
Как может быть признано специалистами в данной области техники на основании раскрытого в настоящем документе, множество изменений, модификаций и усовершенствований может быть выполнено в отношении вышеописанных и других вариантов осуществления настоящего изобретения без отступления от объема изобретения, указанного в приложенной формуле. Например, входы, клапаны, зацепляющие участки, отклоняющие элементы, основные части соединителя, корпуса соединителей и средство для разъемно или иным способом соединяющих соединителей могут принимать любую из множества различных конфигураций, уже известных или тех, которые станут известны в будущем. Кроме того, не все элементы или не все признаки, описанные в настоящем документе, являются необходимыми, и если необходимо, могут быть добавлены дополнительные элементы или признаки. Кроме того, элементы или компоненты соединителей могут быть изготовлены из любого из множества различных материалов, известных в настоящее время или тех, которые станут известны позже. Кроме того, дополнительно, соединители могут использоваться для переноса любой из множества различных текучих сред, известных в настоящее время, или тех, которые станут известны в будущем, например, лекарств, фармацевтических средств, вакцин, офтальмологических изделий, кремов, мазей, гелей, напитков или пищевых продуктов, например, молочных продуктов, молока, сливок, детского питания, шоколада, и промышленных продуктов, например, промышленных жидкостей или газов. Кроме того, дополнительно, только одному из двух соединителей может требоваться клапан (а именно, если только одна сторона соединения требует асептики или стерильности), и, таким образом, один соединитель (штыревой или гнездовой) может быть традиционным соединителем или может отличаться от другого соединителя. Соответственно, данное подробное описание существующих предпочтительных вариантов осуществления должен восприниматься в иллюстративном, а не ограничивающем смысле.