流体输送阀系统及方法
【专利说明】流体输送阀系统及方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请请求享有2013年3月15日提交的标题为FLUID DELIVERY VALVE SYSTEM ANDMETHOD的美国专利申请第13/836，187号的优先权，其内容通过引用并入本文中。
技术领域
[0002]本发明大体涉及流体输送系统，并且具体地涉及一种用于动物的装笼或储存系统如通风实验笼具系统的流体输送系统和方法。
【背景技术】
[0003]在实验研究中每年都使用大量的实验动物。这些动物的大小从小鼠到非人类灵长目动物。为了进行有效且可靠的实验，研究者们必须保证他们的动物被保护而不会遭受将影响试验结果和结论的病原体以及微生物的污染物。合适的收纳和动物设施的管理对于动物的良好状态、对于使用动物的研究数据和教学或试验项目的质量，以及对于人员的健康和安全都是必不可少的。
[0004]通常，根据动物的特定要求，动物应当可以使用可饮用的、未被污染的饮用水或其它包含所需营养物的流体。可饮用水的水质和定义可随地点变化。可需要对pH值、硬度，以及微生物或化学污染定期监测以确保水质可接受，特别是对于用在给定地点中水的正常成分可影响所得结果的研究中。当规程要求高度净化的水时，可将水处理或净化成使污染物最小化或消除污染物。应当仔细地考虑水处理的选择，因为许多形式的水处理具有造成生理性变化、微生物群落上的改变，或影响实验结果的潜力。例如，供水的氯化处理对某些物种可为有用的，但对其它的物种可为有毒的。
[0005]因为容纳和饲养状况影响动物和职业健康和安全以及数据可变性，并且影响动物的良好状态，所以本发明涉及在笼级栅栏类的笼或集成的笼和笼具系统中为实验动物提供无污染、可更换、一次性的流体源，以容许最佳的环境条件和动物舒适性。本发明还涉及用于将流体提供至收纳在配备有自动水系统的笼和笼具系统中的动物的成本有效且卫生的系统。
[0006]世界上的动物供应商已经经历了对于限定的无病原体动物的空前需求，并且现在向研究者承诺此类动物的生产和可获取性。同样，实验动物笼制造商已经研制了许多装笼系统，该许多装笼系统提供技术和装备以确保无病原体的环境。例如，通风的笼和笼具系统在本领域中是众所周知的。在转让给Lab Products, Inc.的美国专利N0.4，989，545中公开了一种此类通风的笼和笼具系统，通过引用将其内容并入本文，在该文献中提供了包括多个架子的开放式笼具系统，每个架子都形成为风室。通风系统连接于笼具系统，用于使笼具中的每个笼和其中的动物通风，由此消除了对可容易被病原体、过敏原、不需要的信息素和其它有害的烟气所污染的笼的需要。将例如用于研究的大鼠收纳在此类通风的笼和笼具系统中是已知的。
[0007]对于有效、安全地收纳和供养实验室动物的改进和技术进步的日益增长的需要主要是起因于这样的现代兴趣，即，建立无病原体的实验动物环境，以及通过对免疫受损、免疫缺陷、转基因和诱发突变的(“基因敲除”)动物的使用。正在飞速发展的转基因技术为建模分子生物应用提供了大部分的动物种群。转基因的动物导致了以下方面的连续成功:用小鼠和大鼠关于人类疾病建模、疾病治疗和预防的模具、和在关于发育遗传学知识上的进步。此外，由于使用基因敲除技术的基因靶向模具的产生，故在近年来已经看到在新的免疫缺陷模具的开发上的巨大进步。因而，对于未受污染的笼环境的期望和对免疫受损动物(即，重度联合免疫缺陷(SCID)的小鼠)的日益增多的使用极大地增加了对无病原体的食物源和水源的需要。病原体可引入到被另外隔离的动物装笼环境中的主要手段之一是通过提供受污染的食物源或水源给(多个)动物。
[0008]因而，存在着这样的需求，S卩，通过改进专门的装笼装备和用于特定笼的水输送设备来改进和更好地供养研究动物的健康。用于水或流体输送的相关装笼系统技术存在某些不足，如污染的风险、生物污染要求、DNA危险问题、基因转移技术的疾病诱导、在工作场所中的过敏原暴露以及动物福利问题。
[0009]目前，实验室或其它设施用瓶或其它容器将流体提供给它们的动物，该瓶或其它容器必须被从笼中去除、拆解、清洗、杀菌、重新组装并放回到笼中。另外，基于实验室将来可能的需要和/或基于被研究的动物类型而变化的要求，实验室必须储存大量的流体瓶或容器。典型地以周为基础执行的该大量储存、清洗和杀菌努力需要大量的时间、空间和人力资源来执行这些重复且通常乏味的任务。
[0010]此外，玻璃瓶(和其把手)可为危险且还相对昂贵的。洗瓶机、装瓶机、废水、热水、用以保持瓶的线筐、吸管、橡皮塞、除去塞的人机工程问题、吸管的螺帽插入物所有都是使用水瓶将水提供至动物固有的问题。
[0011]相对于自动水系统，尽管自动水系统可用，但每个笼的成本对于许多机构过于昂贵。传统上，不锈钢阀和歧管用于自动水系统，并且此类部分需要不断清洗粘土和无机沉积物的累积。此外，不锈钢部分如阀需要定期修理。当需要修理时，典型地，机构必须将阀送到制造者来修理。这继而需要机构维持第二组阀(和需要定期修理的其它部分)来使用，同时第一组阀正被修理。这显著地增加了机构的成本。
[0012]在装载和卸载瓶时处理线筐的人为因素导致工业性较宽背部损伤、腕皮损伤，以及来自碎玻璃和其它人为因素人机工程风险的眼睛损伤。通过一些估计，行业的相关伤害成本和工作场所损失生产力的成本每年总计数百万美元。
[0013]此外，使用水瓶典型地导致较大的能源成本，因为清洁水瓶典型地需要将热水加热至大约180 °F，并且以危险化学制品洗涤水瓶和盖的所有构件。
[0014]此外，供水系统趋于由于时间和/或使用状态失效，这危及实验动物和实验研究。例如，实验动物可引起衬垫材料进入供水阀，从而使阀卡住。这防止了水流至动物笼，或更可能引起阀保持在开启(流动)位置，这使笼充满，可能引起动物死亡。阀还随着时间的过去退化，这可引起漏水发生。漏水可危及实验动物，并且有损研究，因为笼周围的缓冲笼或缓冲材料可引起过于潮湿，这可引起实验动物的体温过低。
[0015]就此而言，存在对用于将流体输送至生活在笼级栅栏类型笼具和笼系统中的实验动物的改进系统的需要。具体而言，需要提供供水装置、系统和方法，它们成本有效，需要最少的维护，抗环境因素，并且使对实验动物和实验研究的危险最小化。
【发明内容】
[0016]本发明满足这些需要。简言之，根据本发明的实施例，描述了一种用于输送流体至用于收纳动物的动物装笼系统的流体输送系统。流体输送系统可包括适于联接于保持流体的流体袋的流体输送阀组件。流体输送阀组件可不限于由一次性材料制成，如，可注射模制的塑料(或现在已知或以后开发的类似化合物)。通过有利地使用可为一次性的消毒流体袋和/或阀组件，本发明可使对使用典型地必须从笼除去、频繁清洁、消毒和/或修理的流体瓶和常规供水阀的需要最小化。
[0017]流体输送系统可作为备选包括适于与加压设施处理水源一起使用的流体输送阀组件，如，设在通风收纳单元中的自动供水系统。在此类应用中，可由半永久或一次性的材料制成的阀组件和相关构件提供如上文所述的相同益处。
[0018]输送系统可在集成到本领域中已知的通风笼和笼具系统中的单个笼或多个笼中使用。本文所述的本发明的实施例提供了用于将流体从流体袋和/或自动水系统输送至用于收纳动物的动物装笼系统的流体输送系统，并且可包括流体输送阀组件，其中流体输送阀组件适于联接于流体袋和/或其它水源(如管)，以便于将流体提供至装笼系统中的动物。
[0019]在示例性实施例中，流体输送阀组件还可包括具有穿刺部件和连接部件的上部件，上部件具有限定穿过其的流体通道、具有凸缘部件和限定穿过其的基部流体通道的基部，其中基部设计成匹配地联接于上部件。流体输送阀组件还可包括设置在基部流体通道内的弹簧元件和部分地设置在基部流体通道内的杆部件，其中弹簧元件的一部分抵靠杆部件来施加偏压力。
[0020]本发明的另一个实施例可提供一种用于将流体输送至一个或更多个动物笼的方法，其包括提供用于动物笼或装笼系统中的密封消毒流体袋。该方法还可包括提供用于形成流体袋的袋材料。
[0021]另一个实施例针对一种用于便于水输送至用于收纳动物来进行动物研究的多个笼级栅栏类型的笼的方法。该方法包括提供用于在实验室设施地点处的动物研究的多个笼级栅栏类型的笼，以及将袋形成设备在实验室洗涤间的清洁侧处设置在实验室设施地点处。袋形成设备能够提供用于笼级栅栏类型的笼中的密封水袋。此外，该方法还可包括将袋材料提供至实验室设施地点。
[0022]本发明的另一个实施例涉及一种用于便于将水输送至设置在实验室设施地点处用于收纳动物来进行动物研究的多个笼级栅栏类型的笼的方法。该方法包括将袋形成设备在实验室洗涤间的清洁侧处设置在实验室设施地点处；其中袋形成设备能够提供用于笼级栅栏类型的笼中的密封水袋。
[0023]本发明的另一个实施例针对一种用于便于将水输送至设置在实验室设施地点处用于收纳动物来进行动物研究的多个笼级栅栏类型的笼的系统。系统包括设计和构造用于在实验室洗涤间的清洁侧处放置在实验室设施地点处的袋形成设备，其中袋形成设备能够提供密封的水袋来用于笼级栅栏类型的笼中。
[0024]本发明的示例性实施例可提供安装在笼上的水输送系统，其可在笼和笼具系统中实施以与自动水系统一起工作。安装在笼上的水输送系统包括阀组件、一个或更多个密封元件，以及阀杆，该阀杆设计和构造成联接于阀组件以将阀组件附接于设在动物笼中的垫环(grommet)。
[0025]安装在笼上的阀组件的示例性实施例可包括阀体、内杆，以及具有防卡住开口来防止动物衬垫卡住阀组件的端盖。阀组件优选限定穿过其的流体通道。阀组件还可包括一个或更多个密封元件(如0形环)和设置在流体通道内的弹簧元件，其中弹簧元件邻接内杆和阀体来在阀杆与阀体之间施加偏压力，以闭合(或密封)阀组件。阀组件还可结合快速断开元件、鞍配件和供水歧管来起作用，以将水从自动水系统提供至收纳在笼具和笼系统中的动物。
[0026]本发明的示例性实施例针对一种安装在笼上的系统，其用于便于将水输送至设置在实验室设施地点处用于收纳动物来进行动物研究的多个笼级栅栏类型的笼。系统可包括阀组件、阀杆、快速断开元件，以及鞍配件，以便于将水从自动水系统输送至动物。
[0027]从说明书中，本发明的其它目的和优点将是部分明显的并且将是部分显而易见的。
[0028]在参照附图的本发明的示例性实施例的下列详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
【附图说明】
[0029]在仅仅是说明性的附图中，并且其中所有若干视图中同样的附图标记表示相似的元件:
图1是并入到动物笼组件中的流体输送系统的分解透视图；
图2是根据本发明的流体输送系统和食料输送系统的分解透视图；
图3是根据本发明的流体输送阀组件的实施例的分解透视图；
图4是图3的流体输送阀组件的侧视图；
图5是图3的流体输送阀组件的上部件的侧视剖视图；
图6是根据本发明的流体输送阀组件的触发器组件的透视图；
图7是根据本发明的杯状元件的俯视平面图；
图8是根据本发明的杯状元件的透视图；
图9是根据本发明的杯状元件的剖视图；
图10是食料输送系统的透视图；
图11是并入根据本发明的流体输送系统的食料输送系统的俯视平面图；
图12是食料输送系统的正视剖视图；
图13是根据本发明的流体袋的仰视图；
图14是关于根据本发明的流体输送系统的流体袋和流体食料构件的透视图；
图15是根据本发明的流体袋的剖视图；
图16是根据本发明的包括支承件的流体输送阀组件的上部件的侧视透视图；
图17是并入动物笼的双侧笼