傳感器探頭密封件的制作方法

傳感器探頭密封件的制作方法
【專利摘要】提供一種密封系統，以用于當用來測量腔室內流體條件的傳感器探頭插入腔室時阻止流體從容納流體的腔室滲漏。該密封系統具有與容納流體的腔室流體連通的至少一個端口。該端口具有從腔室向外突出的桿件、錐形凸緣和與腔室內部流體連通的桿件通道。適于連接到桿件的探頭密封件在端口和傳感器探頭之間形成密封，并且阻止在處理腔室中的流體經過探頭密封件滲漏。探頭密封件具有間隔開的內部裙部件和外部裙部件。內部裙部件形成與腔室流體連通的密封通道和布置成在探頭密封件連接到桿件時進入桿件通道的內端。內部裙部件具有布置在內端附近的密封元件，密封元件用于響應于傳感器探頭插入密封通道而壓靠探頭傳感器和桿件通道來形成不漏密封。當內部裙部件插入桿件通道時，內部裙部件和外部裙部件還形成適于接收桿件的錐形凸緣的裙部件通道。
【專利說明】傳感器探頭密封件

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生物制藥容器，并且更具體地涉及用于測量容器內條件的傳感器探頭。

【背景技術】
[0002]在生物技術和制藥產業中，必須要對無菌液體進行制造、處理、操作、運輸和存儲。處理過程包括在無菌條件下以受控的方式混合無菌液體和/或固體。混合是在藥品生產和其他生物制藥過程中的關鍵操作，其包括，例如緩沖液和培養基配制、細胞培養生長、諸如低PH值病毒滅活的進程內單元操作和最終配制。處理、運輸和存儲可發生在封閉處理腔室中，封閉處理腔室包括例如一次性袋子、生物容器和生物反應器。
[0003]許多混合操作需要仔細監測在線參數，如溫度、pH值、電導率等。傳感器探頭用于測量處理腔室中的液體狀態。處理腔室外部的歧管通常具有端口，所述端口適于接收傳感器并且允許傳感器接近(access)處理腔室內部。傳感器探頭插入并穿過該端口，使得傳感器探頭的端部接近處理腔室并且測量處理腔室的狀態。
[0004]遺憾的是，當傳感器被插入處理腔室內時，來自處理腔室的流體可經過傳感器探頭滲漏，并且在圍繞探頭的套管中積聚。滲漏到腔室外和滲漏進探頭套管的流體產品可能被毀掉(unviable)并且無法使用。在極端情況下，經過傳感器探頭滲漏的流體在拆卸的過程中可從探頭套管滴出，產生臟亂以及其它不期望的條件。


【發明內容】

[0005]在本發明的一個實施例中，提供一種生物處理系統，其包含在系統的流體端口和傳感器探頭之間形成不漏流體的密封的特別的探頭密封件。具有用于接收和處理流體的內部的流體處理腔室適于與傳感器組件一起工作，該傳感器組件使用傳感器探頭測量腔室中的條件。
[0006]處理腔室具有布置在腔室上的至少一個端口，以用于接收傳感器探頭并允許傳感器探頭進入腔室內部。該端口包括從腔室向外突出的桿件。該桿件包括錐形凸緣和形成桿件通道的內壁，該桿件通道布置在內部開口和外部開口之間并且與腔室內部流體連通。
[0007]探頭密封件在端口和傳感器探頭之間形成密封，并且阻止處理腔室中的流體經過探頭密封件滲漏。該探頭密封件包括間隔開的內部裙部件和外部裙部件。該內部裙部件具有形成密封通道的壁，以用于接收傳感器探頭，并且當探頭密封件連接到桿件時，允許傳感器探頭進入腔室。該內部裙部件還具有密封元件，以用于密封地壓靠探頭傳感器和桿件通道以形成不漏密封。當內部裙部件插入桿件通道內時內部裙部件和外部裙部件形成適于接收桿件的錐形凸緣的裙部件通道。
[0008]在優選實施例中，桿件具有布置在腔室和錐形凸緣之間的環形凸緣，以便環形凸緣和錐形凸緣形成溝道。探頭密封件優選由彈性(flexible)聚合材料組成，該彈性聚合材料適于當錐形凸緣插入裙部件通道時，允許外部裙部件與錐形凸緣彈性(flexibly)接合。設置在裙部件通道中的束線帶可將外部裙部件連接到桿件。
[0009]在另一優選實施例中，密封元件位于入桿件通道中的內部裙部件的內端附近。密封元件朝向探頭傳感器向內且背離形成桿件通道的壁呈錐形。響應于探頭密封件插入密封通道，探頭密封件與向內突出的密封元件接合并且推動密封元件與密封通道的壁密封接觸。該密封元件優選比內部裙部件壁厚，以便當傳感器探頭插入穿過探頭密封通道時，該密封元件可與傳感器探頭密封接合，而沒有來自內部裙部件的壁的干擾。
[0010]在另一實施例中，內部裙部件包括布置在密封元件和內部裙部件之間的頸部。該頸部比密封元件薄，以便響應于傳感器探頭插入密封通道，密封元件可向外彎曲為與桿件通道密封接合。密封元件優選布置在外部裙部件的外側以有助于內部裙部件插入桿件通道。
[0011]在本發明的另一實施例中，提供一種密封系統，以用于當用來測量腔室內流體條件的傳感器探頭插入腔室時，阻止流體從容納流體的腔室滲漏。該密封系統包括與容納流體的腔室流體連通的至少一個端口。該端口包括從腔室向外突出的桿件。該桿件還包括錐形凸緣和形成桿件通道的內壁，該桿件通道布置在內部開口和外部開口之間并且與腔室內部流體連通。
[0012]提供一種探頭密封件，以用于在端口和傳感器探頭之間形成密封，并且阻止在處理腔室中的流體經過探頭密封件滲漏。探頭密封件包括間隔開的內部裙部件和外部裙部件。內部裙部件包括形成密封通道的壁，其中密封通道與腔室流體連通。內部裙部件還包括布置為當探頭密封件連接到桿件時進入桿件通道的內端。內部裙部件具有布置在內端附近的密封元件，以用于響應于傳感器探頭插入密封通道，密封壓靠傳感器探頭和桿件通道以形成不漏密封。當內部裙部件插入桿件通道內時內部裙部件和外部裙部件還形成適于接收桿件的錐形凸緣的裙部件通道。
[0013]在優選實施例中，密封元件比內部裙部件壁厚，以便當傳感器探頭插入穿過探頭密封通道時，該密封元件可與傳感器探頭密封接合，而沒有來自內部裙部件的壁的干擾。
[0014]在另一實施例中，該系統包括環形凸緣，該環形凸緣布置為由環形凸緣和錐形凸緣限定溝道。探頭密封件由彈性聚合材料組成，該彈性聚合材料適于當錐形凸緣插入裙部件通道時，允許外部裙部件與錐形凸緣彈性接合。配合在溝道中的束線帶可將外部裙部件與桿件可釋放地連接在一起。
[0015]在另一實施例中，密封元件位于插入桿件通道的內部裙部件內端附近。密封元件朝向探頭傳感器向內且背離形成桿件通道的壁呈錐形，以有助于探頭密封件插入桿件通道。密封元件還可布置在外部裙部件的外側以幫助內部裙部件插入桿件通道中。
[0016]在優選的實施例中，內部裙部件包括布置在密封元件和內部裙部件之間的頸部。該頸部比密封元件薄，以便該頸部響應于探頭密封件插入密封通道允許密封元件向外彎曲為與桿件通道密封接合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]參照下面的附圖，將進一步解釋本發明的優選實施例。雖然在下面的附圖中示出了本發明的各說明性實施例，但這些附圖不應用于限制本發明的范圍。
[0018]圖1為根據本發明制成的處理腔室的透視圖，該處理腔室具有傳感器端口歧管、傳感器探頭密封件和傳感器探頭組件的一部分。
[0019]圖2為根據本發明制成的處理腔室的分解圖，該處理腔室具有傳感器端口歧管、傳感器探頭密封件和傳感器探頭組件的一部分。
[0020]圖3為處理腔室的放大前視圖，該處理腔室具有完全組裝的傳感器端口歧管、傳感器探頭密封件和傳感器組件的一部分。
[0021]圖4為沿著圖3中的線4-4截取的處理腔室截面圖，該處理腔室具有完全組裝的傳感器端口歧管、傳感器探頭密封件和傳感器組件的一部分。
[0022]圖5是探頭密封件的透視圖。
[0023]圖6是沿著圖5的線6-6截取的探頭密封件的截面圖。

【具體實施方式】
[0024]將理解的是該詳細說明提供了本發明的示范性實施例。由于本發明的其他實施例在細節上可不同于該詳細說明的實施例，該詳細說明旨在提及在該方面討論的特定實施例，并且更一般地不旨在表明對本發明范圍的任何限制。
[0025]圖1示出了含有本發明特征的處理系統10的一個實施例。該示出的系統為處理腔室12，其可在生物、制藥和其他工業中用于制造、處理、操作、運輸和/或存儲無菌或非無菌的液體。雖然本發明描述的與處理腔室相關，但能適用于在任何類型的液體容器中密封任何用于接近液體和/或固體的端口。處理腔室12優選為處理袋，有時稱作生物容器或生物反應器，其優選由彈性聚合材料制成。腔室12具有至少一個開口(未示出)以填充或清空袋子。混合機構(未示出)可包含在處理腔室12中。
[0026]圖1-4示出了用于測量處理腔室12內的如溫度、pH值等條件的傳感器組件13的一個實施例。圖1示出了沒有傳感器探頭60的傳感器探頭組件13的凹式單元62。圖3-4示出了傳感器組件13的凹式單元62和凸式單元70。在示出的實施例中，當腔室12為空以及流體填充腔室12之前，凹式單元62通常連接到處理腔室12。通常連在凸式單元70上的傳感器探頭60被連接到數據記錄器和/或控制單元(未示出)，以用于測量腔室12中的條件。當凸式單元和凹式單元彼此連接時，傳感器探頭60可插入到處理腔室12中。
[0027]圖1-4示出了布置在處理腔室12外部上的傳感器歧管14。該傳感器歧管14具有至少一個端口 16來接收和允許傳感器探頭60接近處理腔室12的內部。示出的傳感器歧管14具有三個分隔開的端口 16、18、19。在一個優選實施例中，端口 16、18適于接收傳感器探頭60，端口 19為流體取樣端口。端口 18未使用并且具有蓋18a。傳感器端口 16包括從歧管14向外突出的桿件20。桿件20包括內壁22，形成相應地設置在內部和外部開口 26、28之間的桿件通道24。桿件20還包括環形凸緣30和錐形凸緣32。在兩個凸緣30、32之間形成溝道34。
[0028]根據本發明，提供探頭密封件40以在傳感器端口 16和傳感器探頭60之間形成可靠的密封，該密封阻止處理腔室12中的流體經過探頭密封件40滲漏出去。沒有探頭密封件40的情況下，將理解的是:在處理腔室12中的流體可進入并積聚在桿件通道24和圍繞傳感器探頭60的套管中。如果在沒有探頭密封件40的情況下拆卸傳感器組件13或取出傳感器探頭，任何積聚的流體可滲漏出歧管和/或探頭組件。包含在探頭套管中的流體產品也可能被毀掉。
[0029]在桿件16和傳感器探頭60之間形成液密密封的探頭密封件40相應地包括內部裙部件和外部裙部件42、44。內部裙部件和外部裙部件42、44優選由諸如模塑的硅橡膠的一體成型的彈性(flexible)材料制成。由內部裙部件42形成的密封通道46允許傳感器探頭60穿過探頭密封件40和桿件通道24，并且進入處理腔室12。通過優選基于O型圈的設計尺寸為內部裙部件42選擇預定尺寸，該彈性的內部裙部件42壓靠探頭傳感器60和桿件通道24，從而在桿件20和探頭傳感器60之間實現不漏密封。
[0030]內部裙部件42具有外壁48、內壁50和密封元件52。外壁48接合桿件通道24的內壁22。內壁50形成適于接收傳感器探頭60的密封通道46。利用束線帶67等，內部裙部件42的外端54使得探頭密封件40可釋放地連接到探頭組件的凹式單元62。傳感器探頭60可被插入經過密封通道46，之后插入經過端口通道24，使得其可測量處理腔室12中的流體。
[0031]密封元件52位于內部裙部件42的內端56附近，該內部裙部件42插入桿件通道24內。在密封元件52和內部裙部件42之間的頸部53允許密封元件52朝向探頭密封件40的中心線向內并且背離形成桿件通道24的壁22呈錐形和/或彎曲。如在圖5-6中最佳地示出的，密封元件52延伸到外部裙部件44外側。在外部裙部件44外側布置密封元件52和使密封元件52向內呈錐形有助于內部裙部件42在組裝時插入桿件通道24內，并且還使桿件通道24對密封元件52和內部裙部件42的損壞最小化。當傳感器探頭60穿過探頭密封件40插入處理腔室12內時，傳感器探頭16朝著通道24的壁22向外推動密封元件52。響應于傳感器探頭60的運動，在傳感器探頭60和桿件通道24的壁22之間形成可壓縮的液密密封。
[0032]在圖6中最佳地示出的優選實施例中，密封元件52具有大體圓形或橢圓形的構造。為了實現在傳感器探頭60和桿件壁22之間的密封，密封元件52的厚度優選大于內部裙部件壁的厚度。因此，響應于將傳感器探頭60穿過探頭密封通道24插入，密封元件52與傳感器探頭60密封接合，而沒有內部裙部件48的壁50的干擾。為了有助于使密封元件52響應于傳感器探頭60彎曲，還優選頸部53的厚度小于裙部件的厚度。
[0033]外部裙部件44與內部裙部件42間隔開，以在內部裙部件和外部裙部件42、44之間形成裙部件通道43。當內部裙部件42被推進桿件通道24內時，裙部件通道43適于接收桿件20的錐形凸緣32。彈性聚合材料允許外部裙部件44彎曲并且容納錐形凸緣32。利用束線帶58等，探頭密封件40可釋放地連接到桿件20。束線帶58還可用來阻止處理腔室12中的流體滲漏到探頭密封件40和桿件凸緣32之間的外部。
[0034]為了使用本發明，通過將探頭密封件40的內端56插入桿件通道24內，探頭密封件40可釋放地連接到桿件20。布置在外部裙部件44外側和朝著探頭密封件中心向內呈錐形的密封元件52有助于內部裙部件42在裝配時插入桿件通道24內，并且還可使桿件通道24對密封元件52和內部裙部件42的損壞最小化。內部裙部件42的外壁48與桿件通道24的內壁22滑動接合。內壁50形成適于接收傳感器探頭60的密封通道46。
[0035]當內部裙部件42插入桿件通道時，在內部裙部件和外部裙部件42、44之間形成的裙部件通道43接收桿件20的錐形凸緣32。彈性聚合材料允許外部裙部件44彎曲并且容納錐形凸緣32。適合于配合在溝道34內的束線帶58可用于將外部裙部件44并且由此將探頭密封件40可釋放地連接到桿件20。
[0036]一旦探頭密封件40連接到桿件20，傳感器組件13的凹式單元62就可插入內部裙部件42的外端54內。束線帶67可用于將凹式單元62可釋放地連接到探頭密封件40。利用凸緣74，傳感器組件13的凸出端70可插入凹進端62內。相應地利用凹進和凸出鎖定元件64、71，凹進端62和凸出端70可釋放地彼此連接。
[0037]在凸式和凹式單元62、70連接到彼此后，最初容納在套管76中的傳感器探頭40可穿過密封通道和桿件通道插入并進入腔室12內。通過推動套管和使套管皺縮，傳感器探頭40從套管76的內部排出，如圖3所示。
[0038]在探頭密封件40插入密封通道46內之前，密封元件52朝向探頭密封件40的中心線向內并且背離形成桿件通道24的壁22呈錐形和/或彎曲。當傳感器探頭60穿過探頭密封件40插入處理腔室12內時，傳感器探頭16與密封元件52接合并且朝著通道24的壁22向外推動密封元件52。響應于傳感器探頭60的運動，在傳感器探頭60和桿件通道24的壁22之間形成可壓縮的液密密封。為了有助于在傳感器探頭60和桿件壁22之間的密封，密封元件52的厚度優選大于內部裙部件壁的厚度。因此，響應于使傳感器探頭60插入穿過探頭密封通道24，密封元件52與傳感器探頭60密封接合，而不受內部裙部件48的壁50的干擾。
[0039]將理解的是:如果不存在探頭密封件40，處理腔室12中的流體可進入和積聚在桿件通道24和圍繞傳感器探頭60的套管中。同樣，如果在沒有探頭密封件40的情況下拆卸傳感器組件13或取出傳感器探頭，任何積聚的流體可滲漏出歧管和/或探頭組件，并且/或者在探頭套管中的流體也可被毀掉。因此，根據本發明，探頭密封件40被提供為在傳感器端口 16和傳感器探頭40之間形成可靠密封，以阻止處理腔室中的流體經過探頭密封件
40滲漏。
[0040]本發明旨在是說明性的，而不是詳盡的。本發明將為本領域技術人員暗示了許多變變型和替代。所有這些變型和替代旨在被包括在本發明和所附權利要求的范圍內。本領域技術人員可意識到與這里描述的實施例其他等同替代，該等同替代旨在被包含在本發明和所附權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種生物處理系統，其包括: 腔室，其具有用于接收和處理流體的內部； 傳感器組件，其具有用于測量腔室內條件的傳感器探頭； 布置在腔室上的至少一個端口，其用于接收傳感器探頭并允許傳感器探頭進入腔室內部，其中所述端口包括從腔室向外突出的桿件，并且所述桿件包括凸緣和形成桿件通道的內壁，所述桿件通道布置在內部和外部開口之間并且與腔室內部流體連通； 探頭密封件，其用于在端口和傳感器探頭之間形成密封并且阻止在腔室中的流體經過探頭密封件滲漏，其中探頭密封件包括間隔開的內部裙部件和外部裙部件，內部裙部件具有形成密封通道的壁，以用于接收傳感器探頭并且當探頭密封件連接到桿件時允許傳感器探頭進入腔室內部; 其中，內部裙部件具有密封元件，以用于密封地壓靠探頭傳感器和桿件通道來形成不漏密封；并且 其中，當內部裙部件插入桿件通道內時內部裙部件和外部裙部件形成適于接收桿件的凸緣的裙部件通道。
2.根據權利要求1所述的系統，其中桿件的凸緣具有錐形結構，并且桿件還包括:布置在腔室和錐形凸緣之間的環形凸緣，并且其中在環形凸緣和錐形凸緣之間限定桿件溝道； 束線帶，其用于將探頭密封件與桿件可釋放地連接在一起；并且 其中探頭密封件由彈性聚合材料組成，所述彈性聚合材料適于當內部裙部件插入桿件通道時允許外部裙部件與錐形凸緣彈性接合；并且使用束線帶將外部裙部件布置為連接到桿件溝道。
3.根據權利要求1所述的系統,其中密封元件位于插入桿件通道的內部裙部件的內端附近，并且朝向探頭傳感器向內且背離形成桿件通道的壁呈錐形。
4.根據權利要求3所述的系統，其中內部裙部件包括布置在密封元件和內部裙部件之間的頸部，并且所述頸部比內部裙部件的壁薄，使得頸部響應于探頭密封件插入密封通道而允許密封元件向外彎曲為與桿件通道的密封接合。
5.根據權利要求3所述的系統，其中密封元件布置在外部裙部件的外側以有助于內部裙部件插入桿件通道內。
6.根據權利要求1所述的系統，其中密封元件比內部裙部件壁厚，以便當傳感器探頭插入穿過探頭密封通道時，所述密封元件能與傳感器探頭密封接合，而沒有來自內部裙部件的壁的干擾。
7.—種密封系統，其用于當用來測量腔室內流體條件的傳感器探頭插入腔室時阻止流體從容納流體的腔室滲漏，所述密封系統包括: 與容納流體的腔室流體連通的至少一個端口，其中所述端口包括從腔室向外突出的的桿件，并且所述桿件包括凸緣和形成桿件通道的內壁，所述桿件通道布置在內部開口和外部開口之間并且與腔室內部流體連通； 探頭密封件，其用于在端口和傳感器探頭之間形成密封并且阻止在處理腔室中的流體滲漏經過探頭密封件，其中探頭密封件包括間隔開的內部裙部件和外部裙部件， 并且其中內部裙部件包括形成密封通道的壁，其中密封通道與腔室流體連通，并且內部裙部件包括當探頭密封件連接到桿件時布置為進入桿件通道的內端；并且 其中內部裙部件具有布置在內端附近的密封元件，以用于響應于傳感器探頭插入密封通道而可密封地壓靠探頭傳感器和桿件通道來形成不漏密封；并且 其中當內部裙部件插入桿件通道內時內部裙部件和外部裙部件形成適于接收桿件的凸緣的裙部件通道。
8.根據權利要求7所述的系統，其中桿件的凸緣具有錐形結構，并且桿件還包括:布置在腔室和錐形凸緣之間的環形凸緣，以便在環形凸緣和錐形凸緣之間限定桿件溝道； 束線帶，其用于將探頭密封件與桿件可釋放地連接在一起；并且 其中探頭密封件由彈性聚合材料組成，所述彈性聚合材料適于當錐形凸緣插入裙部件通道時允許外部裙部件與錐形凸緣彈性接合，并且使用束線帶將外部裙部件布置為連接到桿件溝道。
9.根據權利要求7所述的系統，其中密封元件位于插入桿件通道的內部裙部件的內端附近，并朝向探頭傳感器向內且背離形成桿件通道的壁呈錐形。
10.根據權利要求9所述的系統，其中內部裙部件包括布置在密封元件和內部裙部件之間的頸部，并且所述頸部比密封元件薄，以便所述頸部響應于探頭密封件插入密封通道允許密封元件向外彎曲為與桿件通道密封接合。
11.根據權利要求9所述的系統，其中密封元件布置在外部裙部件的外側以幫助內部裙部件插入桿件通道。
12.根據權利要求7所述的系統，其中密封元件比內部裙部件的壁厚，以便當傳感器探頭插入穿過探頭密封通道時，所述密封元件能與傳感器探頭密封接合，而沒有來自內部裙部件的壁的干擾。
【文檔編號】G01D11/00GK104344841SQ201410466198
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2013年7月24日
【發明者】N·D·費爾特姆 申請人:帕爾公司