专利名称：连接器、垫圈及其附接方法
技术领域：
本发明涉及机械连接器的领域，且特定来说涉及供在流体处理机械或用于已灭菌 环境中的其它应用中使用的连接器。
背景技术：
几十年来卫生型凸缘配件已到处可见。举例来说，钢配件广泛地用于乳品、制药及 生物技术制造业中。这些凸缘配件通常具有位于配件一个侧上的软管倒钩(或接套)以用于紧固例如 柔性软管或管的流体导管。在配件的另一侧上是用以接入软管或管的凸缘。在配件的另一 侧上，通常存在用以与另一流体导管或另一设备件形成连接的凸缘。使用此设计，其它流体 导管或设备件也将需要具有匹配凸缘以便形成适当且有效的连接。然而，生物技术及制药制造业一直在远离这些钢工艺系统且接受通常称为“单次 使用的”系统的系统，例如由一次性塑料部件及橡胶管制成的那些系统。这些“单次使用的” 系统变化多样、具高度定制性且根据最终用户规格制作以用于宽广范围的制造应用。可在第6，893，428号美国专利(“ ‘428专利”)中找到单次使用的凸缘配件的 实例，所述美国专利的全部揭示内容以引用的方式并入本文中就像阐述其全部内容一样。 如'428专利中所描述，覆盖包裹袋(over-wrap bag)附接到接近连接器的中间形成的凸 缘。覆盖包裹袋维持连接器的经包封端的无菌性。连接器的另一端通常附接到与另一更大 袋连通的管件或导管件，已使所述另一更大袋与所述连接器共同变得无菌。通过所述连接 器本身或通过所述更大袋中的某一其它开口抽吸到所述袋中的无菌流体将不受污染。在使用中，凸缘配件既定与另一凸缘配件形成连接。为形成所述连接，将平坦橡胶 垫圈置于所述配件的面之间。所述垫圈经设计以坐落到配件面的轮廓中。将所述凸缘面推 动在一起(其中所述垫圈位于之间中)且在凸缘的圆周周围定位圆形夹具。所述夹具具有 一旦紧固于适当位置中就准许安装者将两个凸缘面上紧在一起且压缩所述垫圈的活节螺 栓。一旦连接，所述两个配件就形成相对无死点且能够处置显著高压力的流体导管。然而，这些无菌凸缘配件的缺点涉及在连接期间垫圈的安装。举例来说，形成连 接的操作者必须将垫圈固持于适当位置中，而同时对准凸缘面并在配件及垫圈周围安装夹 具。这充其量是笨拙、繁重的过程且很容易出现污染。因此，存在对用于将垫圈部分容易地 附接到连接器的配件同时维持无菌环境的装置、机构及方法的需要。
发明内容
描述一种用于附接到连接器配件的面的垫圈。所述垫圈包含环部分，其具有适合 于在被压缩于两个连接器配件端之间时形成密封的厚度；及至少一个附属件对，其中所述 至少一个附属件对中的每一附属件包含延伸部，其用于啮合连接器配件端上的经互逆成形 的接纳组件以在于两个连接器配件端之间形成密封之前形成所述垫圈到连接器配件的端 的至少临时紧固的附接。还描述一种连接器组合件。所述连接器组合件包含连接器配件，其具有位于所述 连接器配件的一端上的至少一个接纳组件；及垫圈，其具有至少一个附属件，其中所述垫圈 的所述至少一个附属件啮合所述至少一个接纳组件以形成所述垫圈到所述连接器配件端 的至少临时紧固的附接。还描述一种在两个连接器配件之间形成连接的方法。所述方法包含以下步骤将 垫圈的附属件中的一些或所有附属件与连接器配件的经互逆成形的接纳组件啮合，使得将 所述垫圈至少临时地紧固到所述连接器配件的端；对所述垫圈及连接器配件进行灭菌；将 第二连接器配件的端置于邻近于附接到第一连接器配件的垫圈处，使得所述垫圈位于所述 两个连接器配件的端之间；及将两个连接器配件端与垫圈夹紧，使得所述垫圈经压缩以在 所述两个连接器配件之间形成密封且借此在所述两个连接器配件之间形成连接
通过结合附图考虑以下对本发明的实施例的详细说明，将便于对本发明的理解， 在附图中相同编号指代相同部件且其中图1是根据本发明方面的实例性连接器的横截面图；图2A是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图2B是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图2C是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图2D是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图2E是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图2F是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图2G是根据本发明方面的实例性连接器的前视图；图3A是根据本发明方面的实例性垫圈的透视图；图3B是根据本发明方面图3A的实例性垫圈的侧视图；图3C是图3B的实例性垫圈转动90°的前视图；图4A是根据本发明方面的实例性垫圈的透视图；图4B是根据本发明方面图4A的实例性垫圈的侧视图；图4C是图4B的实例性垫圈转动90°的前视图；图5A是根据本发明方面的实例性垫圈的透视图；图5B是根据本发明方面的实例性垫圈及附属件的横截面图；图5C是根据本发明方面的实例性垫圈及附属件的侧视图；图5D是根据本发明方面的实例性垫圈及附属件的横截面图；图6A是根据本发明方面的实例性连接器的透视图6B是根据本发明的方面图4A的实例性垫圈啮合图6A的实例性连接器的透视 图；图7A是根据本发明方面的实例性连接器的透视图；且图7B是根据本发明的方面图5C的实例性垫圈啮合图7A的实例性连接器的透视 图。
具体实施方式
应理解，已简化本发明的各图及说明以图解说明为清晰地理解本发明而相关的元 件，同时为清晰目的而除去了在典型机械连接器中存在的许多其它元件。所属领域的技术 人员将认识到，在实施本发明中也期望及/或需要其它元件及/或步骤。然而，由于此项技 术中已熟知此类元件及步骤且由于其不便于对本发明的更好理解，因此本文中未提供对此 类元件及步骤的论述。本文中的揭示内容针对所属领域的技术人员已知的此类元件及方法 的所有此类变化及修改。此外，本文中所识别及所图解说明的实施例仅出于实例性目的且 在本发明对其的描述中不打算为排他性或限制性。大体来说可将本发明描述为包含连接器的面或配件上的预先安装的垫圈。当用于 已灭菌环境中时，本发明实现了具有显著降低的污染可能性的经改进且大大简化的垫圈安 装过程。此构造及附接机构使得装置的操作者不必将洁净的垫圈定位于其设施中。可单独 地或连同配件及整个连接器系统一起对垫圈进行灭菌，此可消除对为适当密封及压缩而物 理处置及定位垫圈的需要。根据本发明的方面且如图1中所图解说明，显示连接器具有中空桶1及形成于桶1 的相对端处的连接器端。凸缘7在桶1上的在所述端的中间的位置处附接到桶1且可与其 整体形成。可任选地具有较大直径的连接器端2形成于桶1的与连接器端3相对的端上。 如图2A至2G中所示，此大体连接器配置可采取许多不同的实施例，因为本发明可连接到的 各种类型的管、其它连接器或其它机械可变化。根据本发明的方面，本文通篇中所描述及所图解说明的垫圈可由塑料、聚合物、橡 胶、硅酮、EPDM、钢或可无菌地制造或通过所属领域的技术人员所了解的灭菌方法随后进行 灭菌的任一其它材料或材料组合制成。根据本发明的方面，所述垫圈可包含位于所述垫圈的圆周或外边缘上的一个或一 个以上附属件。这些附属件可经设计以用于啮合连接器配件的面以实现附接。所述附属件 可定位于所述垫圈的圆周上的任一点处，只要此定位充分地实现所述垫圈到所述连接器配 件的面的足够附接即可。举例来说，或者，所述附属件及对应互逆腔可定位于内圆周、外圆 周上及之间中的任何地方。如图3A至3C中所示，可使用垫圈300的两个附属件310，其中每一附属件在圆周 的相对侧上或在连接器配件面的圆周周围彼此成约180°。如图4A至4C中所示，可使用四 个附属件，其中每一附属件在另一附属件的相对侧上，其中每一附属件在连接器配件面的 圆周周围彼此成约90°。在又一实例中，可使用三个附属件，其中每一附属件是彼此等距 的，或在连接器配件面的圆周周围彼此成约120°。如先前所解释，垫圈附属件可经设计以用于啮合连接器配件的面以实现附接。所 述附属件可包含促进垫圈到连接器配件的附接的任一形状或结构。仅举非限制性实例来说且再次参考图4A至4C，附属件成形为匹配对，在于垫圈400的附属件410具有(例如)约 0.3英寸的第一长度，而附属件420可具有(例如)0. 484英寸的第二长度。同样地，腔或孔 430可经特别地确定大小及成形以用于接纳来自所述垫圈必须附接到的连接器配件的对应 突出部。 在本发明的另一实施例中，如图5A及5B中所示，垫圈500的附属件510可包含悬 伸部分520以用于啮合连接器配件的凹槽或其它互逆部分。在又一些实施例中，例如图5C 中所示的实施例，垫圈500的附属件510可包含“T”形块530以用于啮合连接器配件。或 者，垫圈附属件可以是大致u形、ν形、圈形状或适合于在压缩之前啮合定位于连接器配件 的面中的腔或互逆空间且与其联锁的任一其它形状。再者，如图5D中所示，垫圈500的附 属件510可包含带倒钩部分540以用于啮合连接器配件的互逆部分。垫圈还可包含一个或 一个以上额外连接机构，例如垫圈与连接器配件之间的掣子。应了解，可使用附属件中的一者或一者以上的任一形状或形状的组合，只要所使 用的构造促进垫圈到连接器配件的面的可靠附接即可。在所有情况下，垫圈附接可为临时 的，这意味着可从连接器配件拆卸垫圈，或者其可替代地为大致永久的，这意味着不对垫圈 及/或连接器配件进行至少部分的破坏便无法从连接器配件拆卸垫圈。同样地，连接器配件的面可具有经确定大小及经成形以用于接纳本文中所描述的 垫圈的附属件及/或与其联锁的一个或一个以上腔或互逆空间。例如架子或悬架部分的 任一种类的突出部可为任一形状或轮廓且可从腔内或从连接器配件面的圆周的外边缘延 伸，只要此延伸最终不会影响用于连接两个连接器端与垫圈以形成适合于流体连接的密封 的夹具即可。这些腔或互逆空间(包含任何突出部)可充当“键槽”以用于啮合、接纳及/ 或互锁对应垫圈附属件且因此形成用于垫圈到配件面的临时的或大致永久的附接的“锁与 键”机构。举例来说，如图6A中所示，连接器配件600可包含第一对匹配腔610，其内部为突 出部620。连接器配件600还可包含第二对匹配腔630，其比腔610大使得腔630减小连接 器配件圆周的外边缘的径向距离。同样地，腔630可包含其自身的突出部640。如图6B中 所示，垫圈650可啮合连接器配件600以实现临时但牢固的附接。如图所示，其中具有孔的 第一垫圈附属件对660啮合互逆连接器配件腔610，其中突出部620装配于附属件660的孔 内。同样地，其中也具有孔的第二垫圈附属件对670啮合互逆连接器配件腔630，其中对应 突出部640装配于附属件670的孔内。在如图7A及7B中所示的另一实施例中，连接器配 件700可包含匹配“T”形腔710，以用于接纳垫圈720的对应“T”形附属件730。应了解， 此连接机构可适于本文中所描述及所属领域的技术人员所了解的任何垫圈附属件及互逆 腔形状。此类腔或互逆空间的数目应至少等于垫圈附属件的数目。可存在额外腔或互逆空 间，只要此类空间不影响在压缩时配件与垫圈结构的密封即可。在配件的制造期间，可在任一周围袋的灭菌及/或密封之前将垫圈附属件安装到 连接器配件面。还可结合本文中所描述的附接机构使用所属领域的技术人员所了解的粘合 剂及/或各种热方法。本发明还包含一种在两个连接器配件之间形成连接的方法。举例来说，不按特定 次序，所述方法可包含以下步骤将垫圈的附属件中的一些或所有附属件与连接器配件的经互逆成形的接纳组件啮合，使得将所述垫圈至少临时地紧固到所述连接器配件的端；对 所述垫圈及连接器配件进行灭菌；将第二连接器配件的端置于邻近于附接到第一连接器配 件的垫圈处，使得所述垫圈位于所述两个连接器配件的端之间；及将两个连接器配件端与 垫圈夹紧，使得所述垫圈经压缩以在所述两个连接器配件之间形成密封且借此在所述两个 连接器配件之间形成连接。所述方法可替代地需要在将所述垫圈紧固到所述第一连接器配 件之前对所述垫圈及第一连接器配件进行灭菌，或者可替代地需要在将所述垫圈紧固到所 述第一连接器配件之后对所述垫圈及第一连接器配件进行灭菌。 所属领域的技术人员将认识到，可在不背离本发明的精神或范围的情况下实施本 发明的许多修改及变化。因此，本发明打算涵盖本发明的修改及变化，只要这些修改及变化 归属于所附权利要求书及其等效内容的范围内即可
权利要求
一种在两个连接器配件之间形成连接的方法，其包括以下步骤将垫圈的至少一个附属件对中的每一附属件与第一连接器配件的经互逆成形的接纳组件啮合，使得将所述垫圈至少临时地紧固到所述第一连接器配件的端；对所述垫圈及第一连接器配件进行灭菌；将第二连接器配件的端置于邻近于至少临时地紧固到所述第一连接器配件的所述垫圈处，使得所述垫圈大致在所述两个连接器配件的所述端之间；及将所述两个连接器配件端与垫圈夹紧，使得所述垫圈经压缩以在所述两个连接器配件之间形成密封且借此在所述两个连接器配件之间形成连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述垫圈至少临时地紧固到所述第一连接器 配件之前对所述垫圈及第一连接器配件进行灭菌。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述垫圈至少临时地紧固到所述第一连接器 配件之后对所述垫圈及第一连接器配件进行灭菌。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一连接器配件的所述经互逆成形的接纳组 件包含腔。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述腔包含从所述腔延伸的突出部。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述附属件包含经确定大小以在将所述垫圈至少 临时地紧固到所述第一连接器配件的所述端时接纳从所述腔延伸的所述突出部的孔。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一个附属件对中的每一对具有对应于至 少相等数目个经互逆成形的接纳组件的不同大小。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个附属件对中的至少一者包含悬伸部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个附属件对中的至少一者为“T”形。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个附属件对中的至少一者包含带倒 钩部分。
11.一种连接器配件，其包括弟 牺；Λ-Λ- ~·上山弟J而；凸缘，其中所述凸缘在所述第一与第二端中间的位置处定位于所述连接器配件上；及 多个接纳腔，其接近于所述第一端，其中所述多个接纳腔为对应多个垫圈附属件的互 逆形状以用于在所述对应多个附属件啮合所述连接器配件的所述多个接纳腔中的接纳腔 时形成所述垫圈到所述连接器配件的所述第一端的至少临时附接。
12.根据权利要求11所述的连接器配件，其中所述多个接纳腔中的至少一者包含从所 述至少一个腔延伸的突出部。
13.根据权利要求12所述的连接器配件，其中在所述垫圈附属件啮合所述连接器配件 的所述接纳腔时，所述突出部啮合所述垫圈附属件中的至少一者中的孔。
14.根据权利要求11所述的连接器配件，其中所述多个接纳腔中的接纳腔具有不同大小。
15.根据权利要求14所述的连接器配件，其中确定为不同大小的至少一个接纳腔中的 每一接纳腔经互逆匹配以接纳确定为不同大小的垫圈附属件。
16.根据权利要求11所述的连接器配件，其中所述多个接纳腔中的至少一者为“Τ”形。
17.根据权利要求11所述的连接器配件，其中所述连接器配件为无菌的。
18.根据权利要求17所述的连接器配件，其中所述连接器配件是在将所述垫圈至少临 时地附接到所述连接器配件的所述第一端的情况下进行灭菌的。
19.根据权利要求11所述的连接器配件，其中所述第一端具有内圆周边缘，且所述多 个接纳腔经定位而接近于所述内圆周边缘。
20.根据权利要求11所述的连接器配件，其中所述第一端具有外圆周边缘，且所述多 个接纳腔经定位而接近于所述外圆周边缘。
21.一种连接器组合件，其包括连接器配件，其具有位于所述连接器配件的一端上的至少一个接纳组件；垫圈，其具有至少一个附属件；其中所述垫圈的所述至少一个附属件啮合所述至少一个接纳组件以将所述垫圈至少 临时牢固地附接到所述连接器配件。
22.根据权利要求21所述的连接器组合件，其中所述连接器组合件为无菌的。
23.根据权利要求22所述的连接器组合件，其中所述所附接的垫圈与连接器配件经由 夹具连接到第二连接器配件，使得所述垫圈压缩于所述连接器配件之间以形成经密封流体 连接。
24.根据权利要求21所述的连接器组合件，其中所述连接器配件的所述至少一个接纳 组件包含腔。
25.根据权利要求24所述的连接器组合件，其中所述腔包含从所述腔延伸的突出部。
26.根据权利要求25所述的连接器组合件，其中所述附属件包含经确定大小以在所述 垫圈附接到所述连接器配件端时接纳从所述腔延伸的所述突出部的孔。
27.根据权利要求26所述的连接器组合件，其中所述至少一个垫圈附属件中的垫圈附 属件具有不同大小，且所述至少一个接纳组件中的接纳组件具有不同大小。
28.根据权利要求27所述的连接器组合件，其中所述确定为不同大小的至少一个接纳 组件中的每一接纳组件经互逆匹配以接纳所述确定为不同大小的至少一个垫圈附属件中 的每一垫圈附属件。
29.根据权利要求21所述的连接器组合件，其中所述至少一个垫圈附属件包含悬伸部分。
30.根据权利要求21所述的连接器组合件，其中所述至少一个垫圈附属件为“Τ”形。
31.根据权利要求21所述的连接器组合件，其中所述至少一个垫圈附属件包含带倒钩 部分。
32.一种用于附接到连接器配件的面的垫圈，其包括环部分，其适合于在被压缩于两个连接器配件端之间时形成密封；及至少一个附属件对，其中所述至少一个附属件对中的每一附属件包含延伸部，其用于 啮合连接器配件端上的经互逆成形的接纳组件以在于两个连接器配件端之间形成密封之 前将所述垫圈至少临时牢固地附接到所述连接器配件的所述端。
33.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述垫圈为无菌的。
34.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述至少一个附属件对中的每一附属件包含经确定大小以在所述垫圈附接到所述连接器配件端时接纳从所述连接器配件的所述经互逆 成形的接纳组件内的腔延伸的突出部的孔。
35.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述至少一个附属件对中的每一对具有对应于 至少相等数目个经互逆成形的接纳组件的不同大小。
36.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述至少一个附属件对中的至少一者包含悬伸 部分。
37.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述至少一个附属件对中的至少一者为“T”形。
38.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述至少一个附属件对中的至少一者包含带倒 钩部分。
39.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述垫圈的至少所述环部分由硅酮构成。
40.根据权利要求32所述的垫圈，其中所述环部分包含用于啮合所述连接器配件端的 所述垫圈附接到的所述面中的互逆凹槽的至少一个脊。
全文摘要
本发明描述一种垫圈、连接器组合件及形成连接的方法。所述垫圈包含环部分，其具有适合于在被压缩于两个连接器配件端之间时形成密封的厚度；及至少一个附属件对，其中所述至少一个附属件对中的每一附属件包含延伸部，其用于啮合连接器配件端上的经互逆成形的接纳组件以在于两个连接器配件端之间形成密封之前形成所述垫圈到连接器配件的所述端的至少临时紧固的附接。所述连接器组合件包含连接器配件，其具有位于所述连接器配件的一端上的至少一个接纳组件；及垫圈，其具有至少一个附属件，其中所述垫圈的所述至少一个附属件啮合所述至少一个接纳组件以形成所述垫圈到所述连接器配件端的至少临时紧固的附接。
文档编号F16L37/00GK101970924SQ200980108767
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月12日 优先权日2008年3月13日
发明者本杰明·威廉斯廷, 蒂莫西·科万 申请人:Paw生物科学公司