连接器组件 【技术领域】
本公开总体而言涉及一种连接器组件。更具体地说，本公开涉及无菌连接器组件。
背景技术
医学领域的药物、药液以及食物等级产品的大规模制造依赖于卫生环境的维护。这些产品暴露于细菌或污染物会导致质量降低并在一些情形下会形成有毒的副产品。如此，食物和医药产品制造商试图减少污染点并已采用卫生软管和连接器作为维持卫生环境的努力的一部分。
部分制造商采用带密封件的连接器。然而，这类连接器上的典型密封件在使用前要移去，导致可能使流体暴露于周围大气环境。制造商还试图使用能够穿孔从而不必在使用前移去的密封件。然而，这类密封件的设计方案要采用流体路径中的密封件。这样，就要求有改进的连接器。
【发明内容】
在具体实施例中，连接器包括：在其间形成一流体通道的柄部；围绕所述柄部并形成一孔的壳体；以及设置在所述孔上的阀。该柄部构造成与位于互补(complimentary)连接器上的互补结构匹配地配合。该壳体构造成与互补连接器的互补壳体配合。该阀构造成当壳体与互补壳体配合时与互补阀对准。
在另一示例性实施例中，连接器包括：形成一孔的第一壳体，所述第一壳体构造成与互补连接器的互补第二壳体配合；设置在所述孔上方的第一阀；以及构造成在第一和第二壳体配合后与互补连接器的柄部配合的密封结构。该第一阀构造成当第一壳体与第二壳体配合时与互补的第二阀对准。
在又一示例性实施例中，用于安装在流体系统上的无菌连接器组件包括第一连接器和第二连接器。第一连接器包括：在其中形成一流体通道的柄部；围绕所述柄部并形成第一孔的第一壳体；以及设置在所述第一孔上的第一阀。第二连接器包括构造成与第一壳体匹配地配合的第二壳体。第二壳体形成第二孔并形成密封结构。该密封结构构造成与柄部配合。第二连接器还包括设置在第二孔上方的第二阀。第二阀构造成当第一壳体与第二壳体配合时与第一阀配合的第二阀。
在一附加的示例中，流体系统包括联接于第一连接器的第一壳体的远端的第一流体容器。第一壳体的近端形成第一孔。第一阀设置在第一孔的上方。该近端进一步形成密封结构。流体系统还包括联接于第二连接器的柄部的第二流体容器。第二连接器包括柄部和第二壳体。第二壳体的近端构造成与第一壳体匹配地配合。柄部穿过其形成一流体通道。第二壳体围绕柄部并形成第二孔。第二阀设置在第二孔的上方。第二阀构造成当第一壳体与第二壳体配合时与第一阀对准。柄部构造成在第一和第二壳体配合后与第一壳体的密封结构配合。
附图简述
本领域内技术人员可通过参照附图来清楚地理解其数个特征和优点，并可更好地理解本公开。
图1、2、3、4、5、6和7包括示例性连接器的示图。
图8、9和10包括示例性互锁机构的示图。
图11包括具有示例性连接器的示例性组件的示图。
图12包括示例性连接器的示图。
在不同附图中使用相同的附图标记来表示相似或相同的部件。
实施例的说明
在一示例性实施例中，连接器包括匹配连接器，这些匹配连接器可联接在一起并联接于各种流体导管系统，以在多个流体系统之间提供流体路径。连接器组件为容器或导管之间的流体流动提供无菌环境并防止污染物进入流体路径。
在图1、2、3、4和5所示的实施例中，连接器组件包括两个连接器10和20。第一连接器包括形成密封结构130和联接结构420的壳体100。第二连接器20包括围绕柄部230的壳体200。在一个例子中，柄部230构造成可相对于壳体200轴向移动。柄部230可包括联接结构320。当第一连接器10和第二连接器20联接时，第一和第二壳体(100和200)构造成锁紧在一起，且柄部230构造成与密封结构130配合以贯通联接组件形成一流体通道。对于方向取向，每个连接器(10和20)及其关联的壳体(100和200)都具有图示为最接近相对的连接器的近端以及图示为最远离相对向的连接器的远端。第一壳体100和第二壳体200的近端的尺寸做成匹配地配合。在一个实施例中，第一壳体100具有内径而第二壳体200具有外径，其中第一壳体100的内径大于第二壳体200的外径以提供摩擦配合。在另一实施例中，第一壳体100具有外径而第二壳体200具有内径，其中第二壳体200的内径大于第一壳体100的外径以提供摩擦配合。
在一个实施例中，第一壳体100和第二壳体200可包括将第一壳体100以预定关系与第二壳体200互锁的互锁机构。在一个示例中，该互锁机构可具有任何合适地结构来防止第一壳体100和第二壳体200在匹配地配合时的轴向移动。互锁机构也可构造成防止第一壳体100和第二壳体200在匹配地配合时的旋转运动。示例性互锁机构包括螺纹连接或凸片/凹槽连接。在一个例子中，如图1所示，第一壳体100包括具有沿侧壁外周的至少一部分的凹槽110的内侧壁。一个或多个凹槽110可沿内侧壁延伸。相对向的第二壳体200包括外径。第二壳体200的外径包括延伸过外径外缘的一个或多个凸片210。因此，当第二壳体200和第一壳体100匹配地配合时，第二壳体200的凸片210配合于第一壳体100的凹槽110以互锁定壳体100、200。例如，凸片210构造成通过第一壳体100的侧壁与凹槽110的摩擦力来弯曲。在一示例性实施例中，凹槽110构造成使第一壳体100和第二壳体200转动以使凸片210配合于凹槽110并锁定壳体100和200。例如，凹槽110可构造成“L”形以向第一近端沿轴向引导凸片210并接下来通过第一壳体100旋转地引导凸片210。在一个实施例中，互锁装置设置成在配合时不可逆地锁定，即解锁将导致对壳体(100或200)的损坏。
在一个实施例中，第一壳体100包括形成第一孔120或具有开口近端的内腔的阀支承系统140。此外，第二壳体200包括形成第二孔220或具有开口近端的内腔的阀支承系统240。通常，第一孔120和第二孔220构造成当第一壳体100联接于第二壳体200时对准，例如沿一轴线以同心方式对准。如图所示，阀支承系统140和240分别一体地形成在壳体100、200中。或者，阀支承系统140、240可形成为单独构件并分别固定在壳体100、200中。
在一个实施例中，柄部230和密封结构130匹配地配合于摩擦配合件。或者，连接器10可包括可轴向移动的柄部且连接器20可包括密封结构。在另一个示例中，连接器10、20均包括可轴向移动的柄部。在一具体实施例中，柄部230和密封结构130在配合时形成具有内表面的基本中空本体，其中形成流体流动的内腔以与连接器10、20的远端相连接，例如联接结构420和320之间的流体通道。
在一个示例性实施例中，阀150密封由第一壳体100形成的第一孔120的开口近端。阀150固定以防止阀150意外的位移并防止第一孔120暴露于周围大气环境。例如，阀150可附连于通过任何合适的技术形成第一孔120的阀支承系统140来物理或化学地附连阀150。在一示例性实施例中，阀150永久固定于阀支承系统140。在一个实施例中，阀150永久固定于阀扣环102。阀扣环102的尺寸做成在阀150和壳体100的内径之间呈任何合适的结构以将阀150永久地固定于阀支承系统140。例如，阀扣环102的尺寸可做成将阀150摩擦配合于阀支承系统140。
另外，阀250可将第二孔220中的开口近端密封在第二壳体200中。阀250可固定以防止阀250阀250意外地位移而使第二孔220露出于周围大气环境。阀250可附连于阀支承系统240，该系统通过任何合适的技术形成第二孔220来物理或化学地附连阀250。阀250可永久固定于阀支承系统240。在一个实施例中，阀250永久固定于阀扣环202。该阀扣环202的尺寸可做成在阀250和壳体200的内径之间呈任何合适的结构以将阀250永久固定于阀支承系统240。例如，阀扣环202的尺寸可做成以将阀250摩擦地配合于阀支承系统240。
在一个实施例中，阀150构造成与阀250对准。例如，壳体100和200的尺寸可做成以使阀150在第一壳体100和第二壳体200匹配地配合时与阀250对准或接触，如图2所示。在一示例性实施例中，阀150配合或附连于阀250。阀150、250可具有圆顶形结构，其中凸出部分朝向第二孔220和第一孔120的近端伸出，以利于阀150、250的面对面配合。
在一个实施例中，柄部230可移动地容纳在第二壳体200中。例如，柄部230的尺寸做成在第二壳体200中轴向移动并在近端配合于第一壳体100中的密封结构130。在一示例中，柄部230的远端包括在柄部230的外径上的凸缘270。通常，一旦阀150和250对准，就使柄部230配合以沿轴向向近端移动通过阀250、150以沿柄部230的移动方向压折两个阀并朝向柄部230的外径，直到柄部230与密封结构130配合为止。在一示例性实施例中，柄部230配合于密封结构130的近端上的密封件160以提供紧摩擦配合。
在又一实施例中，柄部230可包括锁定机构。该锁定机构可以是将柄部230的轴向回退限制在第二壳体200中的结构。第二壳体200的尺寸通常做成允许柄部230轴向前移并保持与密封结构130的紧摩擦配合。在一示例性实施例中，一旦密封件160与柄部230配合，锁定机构就可防止柄部230沿远端方向相对于第二壳体200轴向移动。例如，锁定凸片290可位于壳体200的远端的内径上。在一个示例中，锁定凸片290可以是径向凸起的鳍。此外，可在柄部230的外径上设置一个或更多个凹槽280、300并可构造成与锁定凸片290配合。第一凹槽280可沿柄部230的中轴线构造以防止柄部230相对壳体200沿远端方向移动并在与第一壳体100配合前防止孔220意外地暴露于环境。一旦第一壳体100和第二壳体200配合，凸缘270就向近端移动，直到第二凹槽300与锁定凸片290配合为止。第二凹槽300可沿柄部230的远端轴构造以在一旦柄部230配合于密封件160后就可防止进一步轴向移动，从而防止柄部230与密封件160脱开。在一个实施例中，锁定机构在配合时不可逆地锁定。
柄部230可包括构造成穿过壳体200以与柄部230配合的互锁机构。如图6、7、8、9和10的实施例所示，互锁机构包括夹头700。夹头700可形成为带叉形端810和封闭端820的马蹄结构。封闭端820通常构造成用于配合互锁机构且其尺寸做成为一平整面。在一个实施例中，叉形端810的内面包括狭长的凸片830。该叉形端810可进一步包括钩840。狭长的凸片830可与位于柄部230外径上的第一凹槽280配合。一旦第一壳体100和第二壳体200配合，就将封闭端820推向壳体200以使狭长的凸片830从第一凹槽280脱开。钩840的尺寸可做成以与壳体200的外径配合，从而将夹头700锁定在打开位置。夹头700的尺寸可做成以一旦钩840与壳体200的外径配合后就允许柄部230的近端移动。在一个实施例中，锁定机构在配合时不可逆地锁定。
在又一示例中，如图12所示，柄部230可包括一组相邻的脊1202。例如，相邻的脊1202可以是同心脊以配合于壳体200或夹头700。具体地说，相邻的脊1202与壳体200或夹头700配合以允许柄部230通过棘齿啮合前进，防止柄部向前或向后移动。
在又一实施例中，可沿凸缘270的外径构造一个或多个锁定凸片720。壳体200的远端可构造成与凸缘270和锁定凸片720配合。例如，壳体200的远端的内径可比凸缘270的外径更大以使凸缘270匹配地配合于壳体200的远端。此外，壳体200的远端可包括互补凹槽710以与凸缘270的凸片720匹配地配合，从而锁定凸缘270和壳体200。例如，凸片720构造成通过第二壳体200的侧壁和凹槽710的摩擦力而弯曲。在一示例性实施例中，凹槽710构造成使凸缘270和第二壳体200转动以使凸片720配合于凹槽710并锁定凸缘270和壳体200。例如，凹槽710可构造成“L”形状以首先向近端沿轴向引导凸片720并接着通过第二壳体200旋转地引导凸片。凹槽710和凸片720可构造成一旦柄部230配合于密封件160后就防止柄部230进一步轴向移动，从而防止柄部230从密封件160脱开。在一个实施例中，锁定机构在配合时不可逆地锁定。
为了提供流体流动的导管，柄部230和密封结构130可在推开阀150和250后滑动地配合。在一个实施例中，配合在一起的阀150、250构造成沿第二柄部230的外径向第一壳体100的远端——例如沿柄部230的移动方向——弯折。阀150、250以及孔120、220的尺寸做成以防止任何流体流动接触阀150和250，保持无菌的环境。
可通过接触密封结构130同时又不露出于密封孔120、220以外的环境的柄部230来保持无菌环境的完整性。具体地说，柄部230构造成移动通过阀150、250而不与阀150、250的外表面接触。在一个实施例中，连接器10包括密封结构130和在密封结构130近端周围的密封件160。密封结构130构造成在第一和第二壳体100、200配合后与柄部230的近端配合。例如，柄部230的近端的尺寸做成以当柄部230匹配地配合于密封结构130并配合于密封件160时在密封结构130和柄部230之间形成紧摩擦配合。在一个示例中，密封件160可以是连续的并与柄部230的近端完全配合。例如，密封件160可以是O形环。
在一个实施例中，柄部230由壳体200围绕。柄部230的尺寸做成以在柄部230的外径、远端和壳体200的远端之间形成紧摩擦配合。另外，密封件260位于壳体200和柄部230之间。例如，密封件260可连续地围住柄部230的周缘。在一个示例中，密封件260可设置在柄部230的外径中的凹槽中。或者，密封件260可设置在沿壳体200的远端的内表面的凹槽中。在一个示例中，密封件260可以是O形环。在一具体实施例中，密封件260形成柄部230与壳体200的内侧远端的密封从而密封第二孔220使其与周围大气环境隔离并使柄部230轴向移动。
通常，阀150、250和密封件160、260可由任何可防止污染物通过的合适材料形成。在一个实施例中，阀150、250以及密封件160、260可由FDA许可用于流体传递的任何材料制成。在一个示例性实施例中，阀150、250和密封件160、260可由聚合材料形成。聚合材料的一个例子包括弹性体，例如硅橡胶弹性体、热塑弹性体、热塑性硫化橡胶或包含三元乙丙橡胶(含双环戊二稀)的聚合物。阀150、250和密封件160、260也可用抗菌复合物处理或包含抗菌层。
在一个实施例中，壳体100和200的近端可包括帽罩(105或205)以维持壳体中的无菌环境并保护阀150、250使其与周围环境的污染物隔离，如图5所示。通常，可在连接壳体100和200之前方便地拆除帽罩105和205。如图5所示，帽罩105和205可包括盖115、215以及多个肋135、235。通常，壳体100、200的近端包括在壳体100、200带有环形凹槽145、245的外径上的侧壁。当帽罩105、205安装在壳体100、200的近端时，肋135、235与环形凹槽145、245配合以牢固地保持帽罩105、205。在一个实施例中，帽罩105、205的尺寸做成完全包含壳体100、200的内腔。壳体100、200的侧壁的尺寸做成使帽罩105、205不与阀150、250配合。帽罩105、205可进一步包括附连于盖115、215以能被方便地拆下除帽罩105、205凸片125、225。
在一个实施例中，壳体100或200可构造成便于用户握住壳体。具体地说，壳体100或200可构造成使用户能方便地配合壳体100或200。例如，壳体100或200的外表面可具有粗糙的、具有纹理的或浮凸的特征。如图6所示，壳体100可包含沿壳体100的至少一部分外表面的多个脊610。壳体100也可包括凸缘630。在另一示例性实施例中，壳体200包括沿壳体200的柄部外表面的多个翼片。
连接器组件可由与特定流体特性和所使用的杀菌技术相适应的任何材料制成。在一个实施例中，至少一部分连接器组件——例如壳体100、200和帽罩105、205——由FDA许可用于流体传递的的任何材料制成，例如USP ADCF(不含来自动物的成分的)材料和USP级VI/ADCF材料。在一示例性实施例中，这些材料可以是聚偏二氟乙烯和聚丙烯。此外，壳体可包括独立的、多个部件或连续的、一体的部件。
在一示例性实施例中，柄部230具有内表面和外表面。此外，形成密封结构130的壳体100也可具有内表面和外表面。内表面例如是穿过其形成流体流动的内腔。一般来说，内表面具有不大于50微米、例如不大于约10微米或甚至不大于约1微米的原始粗糙度(Ra)。用于柄部、密封件和其它部件的示例性聚合物包括聚烯烃。在一个示例中，聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯。特别是，聚烯烃可包括卤化聚烯烃。例如，卤化聚烯烃可包括聚氯乙烯(PVC)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)或其混合物或共聚物。在一具体实施例中，内衬104、204由例如PTFE的全氟化聚合物构成。在一具体实施例中，含氟聚合物可选择自可从Saint Gobain Performance Plastics公司获得的以商标出售的那些含氟聚合物。在另一示例中，这些材料可包括硅树脂。在又一示例中，这种材料可以是弹性材料。
每个壳体100和200的远端可构造与诸如一个管段的流体系统配合。例如，与密封结构130相对向的壳体100的柄部230的远端的外径可包括至少一个环状肋310、410以与一管段配合。柄部230和壳体100的远端可进一步包括锥形的外径以形成联接件320、420，从而为管段和紧摩擦配合件提供轴向引导以在管段的内径与柄部230、壳体100末端的外径之间提供密封。或者，柄部230和壳体100可构造有其它类型的诸如业内已知的那些联接结构的联接。在一个实施例中，第一壳体100和柄部230的远端构造成大约1/4英寸、大约3/8英寸和大约1/2英寸的外径。
每个连接器可附连于任何合适的流体容器或导管或形成为其一部分，这些容器或导管例如为一管段、诸如过滤器壳体或沉淀池壳体之类的壳体的入口或出口、或者诸如供血袋之类的柔性袋。图11包括其中容器500通过耦合于第一连接器520并耦合于第二连接器530的管510流体联接于容器650，第二连接器530联接于管540、管540联接于容器650的图示。具体地说，该连接器适合于其中压力等级大于或等于约50psi或3.5巴的流体连通。
在一示例性实施例中，连接器组件适合于杀菌。在一实施例中，连接器可通过辐射杀菌或加热杀菌来杀菌。特别是，可根据所期望的杀菌方法来选择连接器的材料。具体地说，连接器组件可构造成在高压锅中在大约134℃的温度、17psi压力下杀菌大约1小时。或者，连接器组件可构造成在25kGy下使用2剂量的伽玛射线的辐射来杀菌。此外，可对连接器组件进行封装以保持无菌。
在一示例性实施例中，连接器的操作包括各自从第一壳体100和第二壳体200上拆除帽罩105、205。随后操作者使第一壳体100和第二壳体200匹配地配合，如图2所示。第二壳体200的互锁凸片210沿轴向且向近端配合于第一壳体100的凹槽110，且转动壳体100、200而使之永久锁定。当一起推动壳体100、200时，阀150、250彼此配合并密封。操作者可推压凸缘270以使柄部沿轴向且向近端移动。通过沿柄部230的移动方向推开阀150、250并移至柄部230的外径，柄部230可将流体路径打开以供流体流过，如图3所示。推压凸缘270，直至配合于密封结构130的密封件160为止，柄部230通过凸片290和第二凹槽300锁定在位，而柄部230通过密封件260密封，如图4所示。由此完成卫生和消毒连接。
在另一示例性实施例中，连接器的操作包括从第一壳体100和第二壳体200分别拆除帽罩105、205。随后操作者使第一壳体100和第二壳体200匹配地配合。第二壳体200的互锁凸片210沿轴向且向近端地配合于第一壳体100的凹槽110，且转动壳体100、200而使之永久锁定。当一起推动壳体100、200时，阀150、250彼此配合并密封。如图9和10所示，操作者可推压夹头700以使柄部230从凹槽280解锁。操作者可推压凸缘270以使柄部230沿轴向且向近端移动。柄部230可通过沿柄部230的移动方向推开阀150、250并移至柄部230的外径而将流体路径打开以供流体流过。推压凸缘70直至柄部230与密封结构130的密封件160配合为止。柄部230通过转动并永久锁定凸片720和凹槽710来锁定在位，而柄部230通过密封件260密封。由此完成卫生和消毒连接。
具体地说，该连接器组件和连接该组件的方法可提供优于其它消毒连接器的优点。例如，通过与密封结构130接触同时又不露出于密封孔120、220以外的环境的柄部来保持卫生环境的完整性。特别是，柄部230构造成移动通过阀150、250而不与阀150、250的外表面形成接触。
注意，并非在以上一般说明或示例中所述的所以动作都是必需的，可以不需要一部分特定的动作，并且还可执行除了所述以外的一个或更多的进一步动作。再者，所列出的动作顺序不一定就是它们所执行的顺序。
在前面的说明中已结合特定实施例描述了一些理念。然而，本领域内技术人员明白，可作出多种修改和变化而不超出本发明如下权利要求书中所述的范围。因此，说明书和附图被认为是示例性的而不是限制性的，而所有的这些变型都包含在本发明的范围内。
本文中所使用的术语“包含”、“含有”、“包括”、“具有”、“拥有”或它们的其它变化形式旨在覆盖非排他的包含。例如，包含一系列特征的工艺、方法、物品或装置不一定仅局限于那些特征，而可包括其它未明确列出的特征或工艺、方法、物品或装置所固有的特征。此外，除非明确说明是相反情况，“或”表示可兼的或而不是排他的或。例如，条件A或B通过下面任何一项来满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)以及A和B皆为真(或存在)。
另外，“一”或“一个”用来描述本文所述的部件和构件。这样做只是为了方便并给出本发明一般范围的理解。这种描述应当理解为包括一个或至少一个且单数也包括多数，除非它显然是指另一码事时。
以上已结合特定实施例描述了益处、其它优点以及问题的解决方案。然而，这些益处、优点、问题的解决方案以及可使任何益处、优点、解决方案发生或变得更为突出的任何特征不被解释成任何或全部权利要求书的关键、必要或根本性的特征。
在阅读了本说明书后，本领域内技术人员会理解，为清楚起见而在各独立实施例的背景下描述的某些特征也可组合在一个实施例中。相反，为简明起见而在单个实施例的背景下描述的各个特征也可独立地形成或以任何重组方式来形成。此外，以范围表示的数值包括该范围内的每个值和所有各值。