用于真空膜过滤器的抽出设备的连接装置的制作方法

本发明涉及一种用于真空膜过滤应用的抽出设备的连接装置。

背景技术：

在含水样品的微生物卫生研究的范畴中，通常应用所谓的膜过滤方法，其中将具有匹配的孔径的膜过滤器插入过滤仪器中并且对样品进行过滤，使得包含在测试材料中的微生物通过膜过滤器的留存作用留存在过滤器表面上。存在于液态介质中的污染通常很少，因此检验通常需要100ml以上的样品量。

在已知的用于液态介质的微生物研究的真空膜过滤设备中，过滤设备由过滤基底、膜过滤器(直径优选为47至50mm)和用于倾倒液态样品的漏斗构成。在大多数应用中，过滤设备安装在可重复使用的不锈钢抽出条上，经由所述不锈钢抽出条，负压(为简单起见，在下文中简称为真空)将滤液导出至泵。此外，需要培养介质，过滤器在过滤后与所述培养介质接触。为此通常使用不同尺寸的培养皿(优选直径约55毫米)。

对于这种样品量而言，抽出条、过滤基底和膜过滤器保持不变，而通常使倒液漏斗的尺寸匹配待检查的介质的体积。因此，如下系统是有利的，在所述系统中不同版本的漏斗适用于同一容纳部或过滤基底。

过滤基底和倒液漏斗作为不锈钢单元是市售的，以及也可以由塑料制成的结构形式买到。在后一种情况下，这些通常以经过预先消毒的方式市售并且用于一次性使用。在所有处理步骤中，重点是保持所使用的辅助机构的无菌性，因为否则会歪曲产品和/或诊断结果。

在不锈钢构成方案中，原则上必须始终膜过滤器单独插入倒液漏斗和过滤基底之间。为了确保无菌，通常借助于热消毒的镊子进行插入。再次借助于重新热消毒的镊子取下膜过滤器用于接下来的检查。

还存在各种由塑料制成的膜过滤设备，在所述膜过滤设备中膜过滤器已经插入并且整个设备无菌地供使用。在此省去了将膜过滤器插入过滤设备中的任务。

如以及提及的那样，在大多数应用中，过滤设备安装在可重复使用的不锈钢抽出条上，经由所述不锈钢抽出条，真空将滤液导出至泵。因为背离膜过滤器的一侧直接与真空源以及其他管路和容器连接，所以这些区域被认为是有菌的。通常，背离过滤的一侧也并非在每次过滤之前都消毒。这大多仅在一天结束时发生，例如在夜间进行。

在真空膜过滤期间，在背离过滤的一侧上施加真空，所述真空即使在结束过滤后也不会中断。只要在膜过滤器和滤液之间不进行通风，那么残留液体就不会流出。但是，润湿的膜过滤器阻挡通风。

在施加真空时难以取下润湿的膜过滤器，因此在不同的市售的系统中真空经由抽出条或泵单元中断。但是，因为在过滤基底的正下方附有真空腔，所以会引起未流出的滤液残余量的飞溅。在此过程中，溅出的水会造成再污染。

在产品名称下，已知由申请人销售的具有不锈钢抽出条的真空膜过滤系统，所述不锈钢抽出条为多个过滤站提供了连接可行性。每个过滤站均能够经由相应地连接抽出条而无菌地通风，以便排除在通风期间对过滤器的下侧产生二次污染。借助于操作元件能够在真空位置和通风位置之间进行更换。在真空位置中释放抽吸通道，所述抽吸通道在水平设置的膜过滤器下方居中地通入。经由抽吸通道，包含在相应的过滤器站中的液态物质通过膜过滤器抽吸。在通风位置中，关闭元件截断抽吸通道并且同时释放通风通道，其方式是：关闭元件在单独的通风过道和抽吸通道的上部部分之间建立流体连接。因此，通风通道由通风过道和抽吸通道的上部部分形成，所述上部部分在膜过滤器的下方居中地通入。

此外，例如从ep1556152b1和cn102586082中已知用于具有抽吸通道的过滤设备的负压引流装置，所述负压引流装置通至机械的承载件的朝向膜过滤器的容纳面，以便通过膜过滤器抽吸包含在过滤设备中的液态物质。为了通风，在此设有与抽吸通道完全分开的通风通道，所述通风通道能够借助于自身的阀封闭和打开。

技术实现要素：

本发明的目的是，简化对于避免再污染所需要的对膜过滤器下方区域的通风，尤其通过连接装置来简化，所述连接装置在没有复杂的阀或者电执行器的情况下也是胜任的并且可借助于少量的、可简单安装和拆卸的、可简单清洁和可消毒的仪器部件来实现。

该目的通过具有权利要求1的特征的用于真空膜过滤应用的抽出设备的连接装置来实现。根据本发明的连接装置的有利的和适宜的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本发明的用于抽出设备的连接装置设置用于真空膜过滤应用，并且包括：用于容纳膜过滤器或过滤基底的承载件；在膜过滤器或过滤基底下方形成的空腔；抽吸通道，所述抽吸通道居中地通入所述空腔中；和通风通道，所述通风通道侧向地通入所述空腔中。根据本发明，连接装置还包括可运动到多个切换位置中的关闭元件，所述封闭元件根据切换位置不仅能够截断或释放抽吸通道而且能够截断或释放通风通道。

本发明基于如下认知：如果关闭元件构成为，使得其单独地，即与其他调节机构无关地，在相应的切换位置中，不仅抽吸通道而且同时通风通道能够被截断或释放，那么能够在连接装置中节省附加的构件。因此能够省去用于选择性地释放通风通到的附加的阀等。可以运动到不同的切换位置中的关闭元件可设计为，使得在更换切换位置时，仅仅通过关闭元件的运动就使抽吸通道并且同时将通风通道置于与切换位置相对应的状态(释放或截断)。由于省去了用于通风通道的附加的调节机构，简化了根据本发明的连接装置的构造，所述连接装置与之相应地在制造时是成本低的。

根据本发明的连接装置能够在期望的通风中降低在膜过滤器下方施加在抽吸通道上的真空或实现与环境的压力平衡，使得不会引起滤液回溅到膜过滤器的下侧上，并且同时残留的液体在膜过滤器的下方被抽吸出来。

通风通道应当尽可能大程度地在上方通入位于膜过滤器下方的空腔中，以便尽可能有效地防止位于空腔中的或飞溅的液体能够进入通风通道。与此相应地，在本发明的一个优选的实施方式中，通风通道在空腔的收集部段上方通入。在此，应当将收集部段理解为位于膜过滤器下方的空腔的下部区域，在所述下部区域中在过滤过程期间或结束后会存在(残留)液体。也就是说，通风部段的通入口高于(残留)液体的液位，如通常在过滤期间或过滤后可发现的那样。

优选地，在根据本发明的连接装置中，通风通道在每个切换位置中都与抽吸通道分离，也就是说，在通风通道和抽吸通道之间绝不存在直接的流体连接——不同于例如在真空膜过滤系统中的情况。连续的分离允许，根据相应的要求设计抽吸通道和通风通道，而在此不必做出任何妥协。然而，决定性的优点是，抽吸通道和压力通道能够通过关闭元件彼此独立地释放或截断。这尤其实现在抽出残留液体的同时在膜过滤器下方对于压力平衡所期望的切换位置，在所述切换位置中，抽吸通道和压力通道均被释放。

在本发明的一个优选的实施方式中，关闭元件具有至少一个用于在至少一个切换位置中完善抽吸通道的抽吸通道部段并且具有至少一个用于在至少一个切换位置中完善通风通道的通风通道部段。通过切换元件的适当的运动，可使这些通道部段进入位置，使得抽吸通道或通风通道或者这两者均完善从而被释放。

根据本发明的连接装置具有至少两个，在理想情况下为三个不同的切换位置：

在第一切换位置中，抽吸通道被释放而通风通道被截断。这对应于“真空”位置，在所述“真空”位置中进行过滤运行并且不期望同时通风。

在第二切换位置中，不仅抽吸通道而且通风通道被释放。这对应于“通风”位置，在所述“通风”位置中，在结束过滤之后继续施加在抽吸通道上的真空保证残留液体被抽出，而不引起飞溅。

在第一切换位置中，抽吸通道被截断而通风通道被释放。这对应于“停止”位置，在所述“停止”位置中不进行过滤运行，但是通风是有意义的或所期望的，以便容易将膜过滤器或过滤基底从承载件上取下。

上述切换位置关于抽吸通道可最简单地通过如下方式实现：在关闭元件中形成两个抽吸通道部段，其中一个在第一切换位置(“真空”)中完善抽吸通道而另一个在第二切换位置(“通风”)中完善抽吸通道。

关于通风通道，切换位置可最简单地通过如下方式实现：在关闭元件中形成两个通风通道部段，其中一个在第二切换位置(“通风”)中完善通风通道而另一个在第三切换位置(“停止”)中完善通风通道。

尤其优选的是本发明的如下实施方式，其中关闭元件可旋转地支承在连接装置的体部中，承载件也已装入所述体部中。关闭元件必要时借助于对关闭元件起作用的操作元件到不同的切换位置中的旋转对于操作者而言是可容易且直观地执行的切换运动。但是，除了关闭元件的可旋转的支承之外，在本实施方式中，体部也还满足另一功能，其方式是：所述体部用作为用于连接装置的承载件的容纳部。

连接装置的已插入有承载件的体部优选由不锈钢或铝制成并且牢固地或可松开地与抽出设备连接，所述抽出设备通常同样由不锈钢或铝制成。

关闭元件优选可松开地支承在体部中。因为关闭元件由于其可运动和介质接触会磨损，所以适宜的是，将其设计为更换部件。

在连接装置的在上文中所描绘的构造中，其中所述连接装置具有体部，关闭元件可旋转地支承在所述体部中，并且所述连接装置具有牢固地，但是也可以是可脱离地插入所述体部中的承载件，必要的是，通风通道具有位于体部中的通风通道部段和位于承载件中的通风通道部段。体部和承载件通常基本上转动对称地构成。为了避免必须将承载件强制性地插入相对于体部的特定的旋转位置中以便使通风通道部段彼此对其，在一个优选的实施方式中设有基本上环形地在体部与承载件之间形成的、被密封的空腔。所述例如借助于o形圈密封的空腔在任何情况下都保证体部的通风通道部段和承载件的通风通道部段之间的流体连接，而与旋转位置无关。

特别地，关于简化的操作，将连接装置构成为隔离阀是适宜的，所述隔离阀具有呈塞子(锥形的截断体)形式的关闭元件。

根据本发明，不同的切换位置通过关闭元件运动到相应的位置中来实现。因此，有利的是，关闭元件机械地耦联到操作元件上，使得在切换位置之间的切换对于应用者而言是毫无问题可行的。

优选地，根据本发明的连接装置设有用于关闭元件的锁止机构，所述锁止机构将关闭元件以限定的方式保持在相应的切换位置中。

为了排除在通风期间对膜过滤器的下侧的污染，在连接装置的通风通道上游连接有空气无菌过滤器。

附图说明

本发明的其它特征和优点从下述描述和所参照的附图中得出。在附图中示出：

图1a和1b示出用于抽出设备的根据本发明的连接装置在第一切换位置(“真空”)中的侧向外视图和旋转90°的侧向剖视图；

图2a和2b示出根据本发明的连接装置在第二切换位置(“通风”)中的侧向外视图和旋转90°的侧向剖视图；以及

图3a和3b示出根据本发明的连接装置在第三切换位置(“停止”)中的侧向外视图和旋转90°的侧向剖视图。

具体实施方式

在图1a和1b中示出用于抽出设备的由不锈钢构成的连接装置10，所述抽出设备设置用于真空膜过滤应用。

连接装置10包括长形的体部12，承载件14插入所述体部中。承载件14在已插入的状态中牢固地并且密封地与体部12连接，但是也能够从体部12中再次取出。这关于清洁连接装置10和将不同的承载件14插入体部12中的可行性是重要的。

过滤基底16置于承载件14上。为了进行真空膜过滤，在过滤基底16上安装倒液漏斗，其中在过滤基底16和漏斗之间于是夹紧膜过滤器。

在承载件14下方在体部12中可旋转地安装关闭元件18，其中体部12和承载件14的纵轴线同心地并且垂直于关闭元件18的水平的旋转轴线伸展。关闭元件18构成为截锥状的塞子并且是隔离阀的一部分。在关闭元件18中形成不同的通道部段，所述通道部段随后在阐述工作原理时仍将更详细地描述。隔离阀还包括在体部12外部作用到关闭元件18上的操作元件20，所述操作元件用于手动地操作关闭元件18。

关闭元件18能够借助于操作元件20旋转到至少两个切换位置中，在所示出的实施例中为三个不同的、稳定的切换位置。为此，设有锁止机构，所述锁止机构具有设置在体部12中的并且朝向关闭元件18预紧的锁止元件22。锁止元件22能够以已知的方式接合到各个锁止凹槽24中，所述锁止凹槽在关闭元件18中形成并且限定各个切换位置。

在体部12中并且在承载件14中在关闭元件18的两侧构成有中央的抽吸通道部段26或28，所述抽吸通道部段形成抽吸通道的主要部分。体部12中的第一抽吸通道部段26在背离关闭元件18的一侧上通入未示出的不锈钢抽出条的抽出通道中。承载件14中的第二抽吸通道部段28在背离关闭元件18的一侧上中央地通入空腔30中，所述空腔位于待插入的过滤基底16下方。该空腔30的下部部段称为收集部段30a，在所述下部部段中在过滤过程期间或结束之后会存在(残留)液体。

与抽吸通道部段26、28无关地，在体部12中并且在承载件14中形成通风通道部段32或34，所述通风通道部段彼此流体连接并且形成通风通道的一部分。这两个通风通道部段32和34之间的流体连接能够通过如下方式建立：所述通风通道部段具有彼此相对置的、彼此对齐的开口，然而这以承载件14相对于体部12的特定的旋转位置为前提。因此，在所示出的实施例中，在体部12和承载件14之间设有基本上环形地环绕的空腔36，在体部12中形成的通风通道部段32的开口和在承载件14中形成的通风通道部段34的开口分别通入所述空腔中。空腔35是被密封的，在所示出的实施例中通过两个在不同的轴向高度上设置在体部12和承载件14之间的o形环38密封。由于环绕的空腔36，与承载件14相对于体部12的旋转位置无关，总是确保这两个通风通道部段32和34之间的流体连接。

承载件14中的上部的通风通道部段34的背离下部的通风通道部段32的端部侧向地通入位于待插入的过滤基底16下方的空腔30中。通入口34a在空腔30的收集部段30a上方设置在如下轴向高度上，所述轴向高度——在正常情况下——高于在过滤期间或过滤之后存在于空腔30中的(残留)液体的液位。

体部12中的下部的通风通道部段32引导至关闭元件18的侧表面。

通风通道还包括——在此在关闭元件18的旋转轴线的延长部中——侧向地设置在体部12上的空气无菌过滤器40。空气无菌过滤器40具有入口42和出口44，所述入口与周围环境接触，所述出口朝向关闭元件18的背离操作元件20的端面。

根据未示出的替选的实施方式，空气无菌过滤器40也能够在另一侧上侧向地设置在体部12上。在这种情况中，空气无菌过滤器40的出口44朝向体部12的侧壁。空气无菌过滤器40例如能够关于图1b的视图中的竖直的中轴线错开90°的设置，使得穿过空气无菌过滤器40的流动路径并非在纸面中伸展而是垂直于纸面伸展。

接下来，根据在图1a、1b和2a、2b以及3a、3b中示出的三个切换位置阐述连接装置10的工作原理。

图1a和1b示出在第一切换位置中的连接装置10，所述第一切换位置接下来称为“真空”。当包含在已插入的过滤基底16中的介质应当通过膜过滤器抽吸时，切换位置“真空”对应于连接装置10的常规运行。与此相应地，抽吸通道在该切换位置中被释放，这通过不间断的箭头a表征，所述箭头说明抽吸方向。抽吸通道在切换位置“真空”中被释放，因为关闭元件18中的第三抽吸通道部段46将体部12中的第一抽吸通道部段26与承载件14中的第二抽吸通道部段28连接。

而通风通道在“真空”位置中通过关闭元件18截断，如接下来将阐述的那样。空气无菌过滤器40的朝向关闭元件18的出口44通入关闭元件18中的水平的第三通风通道部段48中。第三通风通道部段48沿着关闭元件18的旋转轴线伸展，使得所述第三通风通道部段与关闭元件18的旋转位置无关地总是与空气无菌过滤器40的出口44流体连接。但是，在“真空”位置中，在关闭元件18中不存在从第三通风通道部段48处分支的通风通道部段与体部12中的第二通风通道部段32的流体连接。由此，出自周围环境的空气不能够进入到通风通道的通入空腔30中的部分中。这通过关闭元件18中的横档来表征，所述横档将箭头b中断。

在未示出的、替选地将空气无菌过滤器40侧向地设置在体部12上的情况中，第三通风通道部段48并非在关闭元件18中形成而是在体部12中形成，使得空气无菌过滤器40的出口44通入第三通风通道部段48的入口中。但是，在“真空”位置中，如上文所描述的那样，在关闭元件18中形成的通风通道部段与体部12中的第二通风通道部段32不产生流体连接，使得通风通道是被截断的。

从“真空”位置起，关闭元件18能够借助于操作元件20逆时针旋转到切换位置“通风”(英语是vent.)中，所述切换位置在图2a和2b中示出。在该切换位置中，不仅抽吸通道而且通风通道被释放，如接下来将阐述的那样。

在切换位置“通风”中，关闭元件18中的第四抽吸通道部段50将体部12中的第一抽吸通道部段26与承载件14中的第二抽吸通道部段28连接，使得抽吸通道根据不间断的箭头a释放。(第四抽吸通道部段50在图1b的视图中由于关闭元件18的不同的旋转位置而不可见)。

同时，在关闭元件18中，另一从第三通风通道部段48处垂直地分支的第四通风通道部段52建立第三通风通道部段48和体部12中的第二通风通道部段32之间的流体连接。(第四通风通道部段52在图1b的视图中由于关闭元件18的不同的旋转位置而不可见)。

在未示出的、替选地将空气无菌过滤器40侧向地设置在体部12上的情况中，关闭元件18中的第四通风通道部段52建立体部12中的第三通风通道部段48和体部12中的第二通风通道部段32之间的流体连接。

由此，根据不间断的箭头b，出自周围环境的空气能够在穿过空气无菌过滤器40之后经由四个通风通道部段48、52、32、34侧向地进入空腔30中。

切换位置“通风”用于，在过滤之后在继续施加真空时实现可靠地抽出残留液体，而没有再污染的危险。

为了实现最后容易地取下被润湿的膜过滤器，关闭元件18借助于操作元件20从切换位置“通风”顺时针旋转到位置“停止”中。在该在图3a和3b中示出的切换位置中，抽吸通道通过关闭元件18中断，因为第三抽吸通道部段46和第四抽吸通道部段50均不建立体部12中的第一抽吸通道部段26和承载件14中的第二抽吸通道部段28之间的流体连接。这通过两个横档表示，所述横档将箭头a中断。也就是说，抽出设备的仍施加在第一抽吸通道部段26的下部的通入口上的真空不对过滤基底16上的膜过滤器产生任何作用。

但是，在切换位置“停止”中，继续释放通风通道，因为从关闭元件18中的第三通风通道部段48处分支的第五通风通道部段54与体部12中的第二通风通道部段32流体连接。

在未示出的、替选地将空气无菌过滤器40侧向地设置在体部12上的情况中，在体部12中形成的第三通风通道部段48经由关闭元件18中的第五通风通道部段54与体部12中的第二通风通道部段32流体连接。

由此，根据不间断的箭头b，出自周围环境的空气能够在穿过空气无菌过滤器40之后经由四个通风通道部段48、54、32、34侧向地进入空腔30中。

因为由此一方面确保了在膜过滤器下方的通风而另一方面抽出设备的仍在施加的负压不会对膜过滤器产生吸引力，所以膜过滤器可在“停止”位置中毫无问题地从过滤基底16处取下。

需注意的是，连接装置10的这三个切换位置仅仅通过关闭元件18的旋转到达，而不需要附加的阀等。所有对于相应的运行方式所需要的在抽吸通道和通风通道中的流体连接或流体中断通过在可旋转的关闭元件18中适当地设置通道部段来建立。

附图标记列表

10连接装置

12体部

14承载件

16过滤基底

18关闭元件

20操作元件

22锁止元件

24锁止凹槽

26体部中的第一抽吸通道部段

28承载件中的第二抽吸通道部段

30空腔

30a空腔的收集部段

32体部中的第二通风通道部段

34承载件中的第一通风通道部段

34a第一通风通道部段的通入口

36空腔

38o形环

40空气无菌过滤器

42空气无菌过滤器的入口

44空气无菌过滤器的出口

46关闭元件中的第三抽吸通道部段

48关闭元件或体部中的第三通风通道部段

50关闭元件中的第四抽吸通道部段

52关闭元件中的第四通风通道部段

54关闭元件中的第五通风通道部段

a抽吸方向

b通风方向