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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung von Fluidproben
an sekundäre
Fluidprobenbehälter,
die mit einem Fluidprobeneinlass über einen primären Fluidleitungsschlauch
und sekundäre Probenleitungsschlauch-Abzweigungen
des primären
Fluidleitungsschlauches verbunden sind.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus ein Verfahren zum Reinigen solcher Vorrichtungen, insbesondere
zum Reinigen des primären
Fluidleitungsschlauches.
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Aus
dem Stand der Technik ist bereits eine Anzahl von Anordnungen zum
Verteilen von Fluidproben aus einem primären Fluidprobengefäß an ein oder
mehrere sekundäre
Fluidprobengefäße bekannt.
Bei einer solchen Anordnung besteht immer das Problem, dass Reste
von Fluidproben in den Leitungen verbleiben und nachfolgende Proben
verunreinigen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Entnahme von Fluidproben und ein Verfahren zum Reinigen einer
solchen Vorrichtung vorzuschlagen, die Verunreinigungen von nachfolgenden
Fluidproben so gut wie möglich
verhindern.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Entnahme von Fluidproben
gelöst,
die folgende Merkmale enthält:
- – ein
Fluidprobengefäß, das die
Fluidprobe enthält,
- – eine
erste Pumpe, die in Fluidverbindung mit dem Probengefäß steht,
- – ein
erstes Ventil, das zwischen dem Fluidprobengefäß und der ersten Pumpe angeordnet
ist,
- – ein
mit der Pumpe verbundener primärer
Fluidleitungsschlauch, der entlang seiner Länge eine oder mehrere Abzweigungen
zu sekundären
Fluidleitungsschläuchen
enthält,
die in Fluidverbindung mit dem primären Fluidleitungsschlauch stehen,
- – ein
Abfallgefäß, das mit
einem Ende des primären
Fluidleitungsschlauches verbunden ist,
- – ein
zweites Ventil, das zwischen dem primären Fluidleitungsschlauch und
dem Abfallgefäß angeordnet
ist, und
- – eine
zweite Pumpe, die mit dem Abfallgefäß verbunden ist und in dem
Abfallgefäß und in
dem primären
Fluidleitungsschlauch einen Unterdruck erzeugen kann.
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Darüber hinaus
wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum
Reinigen der Vorrichtung, das folgende Schritte aufweist:
- A) Speisen eines primären Fluidleitungsschlauches
mit einem Reinigungsfluid aus einem Reinigungsgefäß, dann
- B) Ablassen des Reinigungsfluids aus dem primären Fluidleitungsschlauch,
dann
- C) Zuführen
eines Unterdrucks an den primären Fluidleitungsschlauch
und dann
- D) Freigeben des Unterdrucks aus dem primären Fluidleitungsschlauch durch
Ermöglichen
eines Gaszuflusses in dem primären
Fluidleitungsschlauch an einer Stromaufwärtsposition.
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Das
Grundkonzept der Erfindung besteht darin, eine zweite Pumpe vorzusehen,
die mit dem Abfallgefäß verbunden
ist und als Saugpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem primären Fluidleitungsschlauch
arbeitet, wenn das erste Ventil zwischen dem Probenfluidgefäß und dem
primären
Fluidleitungsschlauch sowie weitere mögliche Ventile, die in den
Probenfluidleitungsschläuchen
angeordnet sind, geschlossen sind.
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Durch
Erzeugen eines Unterdrucks in dem primären Fluidleitungsschlauch und
Freigeben des Unterdrucks durch Einströmen von Luft in den primären Fluidleitungs schlauch
an einer Stromaufwärtsposition
wird ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit erzeugt, der das Spülen des
primären
Fluidleitungsschlauches verbessert.
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Der
Reinigungseffekt kann noch weiter verbessert werden, wenn der primäre Fluidleitungsschlauch
aus einem elastischen Material wie Silikon, Kautschuk, Polyvinylchlorid
(PVC), Pharmed, ISO-Versinic oder Tygon hergestellt wird.
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Weiter
wird bevorzugt, dass die zweite Pumpe zum Erzeugen des Unterdrucks
so eingerichtet oder gesteuert wird, dass sie eine höhere Fließrate als
die erste Pumpe erzeugt.
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Eine
erste Pumpe ist vorzugsweise eine peristaltische Pumpe (Schlauchpumpe).
Die zweite, stärkere
Pumpe ist vorzugsweise eine Rotations- oder Zentrifugalpumpe, eine
Nockenpumpe oder Kolbenpumpe.
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Um
zu ermöglichen,
dass Gas in den primären
Fluidleitungsschlauch strömt,
nachdem ein Unterdruck in dem primären Fluidleitungsschlauch erzeugt
wurde, ist vorzugsweise ein erster Gaseinlass vorgesehen, der mit
dem primären
Fluidleitungsschlauch zwischen der ersten Pumpe und der Abzweigung
angeschlossen ist, die der ersten Pumpe am nächsten liegt. Ein drittes Ventil
kann vorgesehen sein, das zum Schließen des Gaseinlasses angeordnet
ist. Somit kann nach Erzeugen eines Unterdrucks in dem primären Fluidleitungsschlauch
das dritte Ventil geöffnet
werden, um einen Gasstrom zum Reinigen des primären Fluidleitungsschlauches
entlang eines Hauptteils seiner Länge zu erzeugen. Da der erste
Gaseinlass stromaufwärts
einer ersten Abzweigung des primären
Fluidleitungsschlauches angeordnet ist, passiert der Luftstrom zumindest
alle Abzweigungen und reinigt somit mögliche T-förmige Verbinder an den Abzweigungen.
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Um
die Benutzung von gewöhnlicher
Luft als Reinigungsgas zu ermöglichen,
wird vorzugsweise ein Sterilfilter an dem ersten Gaseinlass angeordnet.
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Darüber hinaus
kann eine Bypass-Fluidleitung vorgesehen sein, die die erste Pumpe überbrückt und
ein Ventil zum Verschließen
der Bypass-Fluidleitung enthält.
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Darüber hinaus
kann vorzugsweise ein Reinigungsfluidgefäß mit einem Reinigungsfluid
vorgesehen sein, das über
ein viertes Ventil mit dem primären
Fluidleitungs schlauch verbunden ist. Das vierte Ventil ist stromaufwärts der
ersten Pumpe angeordnet. Das Reinigungsfluidgefäß kann ein flüssiges Reinigungsfluid
zum Reinigen des primären
Fluidleitungsschlauches enthalten.
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Darüber hinaus
ist ein zweiter Gaseinlass, der mit einem Reinigungsgasgefäß verbunden
sein kann, mit dem primären
Fluidleitungsschlauch stromaufwärts
der ersten Pumpe über
ein fünftes
Ventil verbunden. Der zweite Gaseinlass enthält vorzugsweise ein zweites
Sterilfilter und ermöglicht
somit die Benutzung gewöhnlicher
Luft als Reinigungsgas. In einer alternativen Ausführung der
Vorrichtung kann der zweite Gaseinlass zusammen mit der Bypass-Fluidleitung
den ersten Gaseinlass ersetzen.
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Das
erste Ventil und – soweit
zutreffend – das
vierte Ventil und das fünfte
Ventil sind so angeordnet, dass sie eine erste Sterilbarriere in
einer Stromaufwärtsposition
des primären
Fluidleitungsschlauches bilden.
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Vorzugsweise
ist eine zweite Sterilbarriere mit einem zweiten Ventil zwischen
dem Abfallgefäß und dem
primären
Fluidleitungsschlauch angeordnet.
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Weitere
Ventile können
für jeden
sekundären Fluidabzweigleitungsschlauch
des primären
Fluidleitungsschlauches vorgesehen sein.
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Weitere
bevorzugte Ausführungen
können durch
Kombinieren bevorzugter Merkmale der Vorrichtung in einer Weise
erreicht werden, wie es hier nicht ausdrücklich erwähnt ist.
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In
Bezug auf das Verfahren zum Reinigen der Vorrichtung wird es bevorzugt,
wenn während des
Speisens des primären
Fluidleitungsschlauches mit Reinigungsfluid mögliche Ventile, die eine erste Sterilbarriere
und eine zweite Sterilbarriere bilden, geöffnet werden.
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Es
wird weiter bevorzugt, wenn diese Ventile geöffnet bleiben, während aus
dem primären
Fluidleitungsschlauch das Reinigungsfluid abgelassen wird.
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Es
wird weiter bevorzugt, beim Entleeren des primären Fluidleitungsschlauches
die beiden Pumpen gleichzeitig zu betätigen. Eine erste Pumpe ist zwischen
der ersten Sterilbarriere am Stromaufwärtsende des primären Fluidleitungsschlauches
angeordnet und die zweite Pumpe ist mit dem Abfallgefäß verbunden,
der mit dem Stromabwärtsende
des primären
Fluidleitungsschlauches verbunden ist.
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Weiter
kann ein zweiter Gaseinlass am Stromaufwärtsende des primären Fluidleitungsschlauches
vorgesehen und mit dem primären
Fluidleitungsschlauch über
ein weiteres Ventil verbunden sein, das auch Teil der ersten Sterilbarriere
ist. Dieses Ventil wird während
des Ablassens des Reinigungsfluids aus dem primären Fluidleitungsschlauch vorzugsweise
ebenfalls geöffnet,
um einen Gasstrom in den primären
Fluidleitungsschlauch zu ermöglichen,
wenn das Reinigungsfluid aus dem primären Fluidleitungsschlauch abgelassen
wird.
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Wenn
nach Schritt C des Verfahrens ein Unterdruck in dem primären Fluidleitungsschlauch
erzeugt wird, werden vorzugsweise alle Ventile, die in der Nähe des Stromaufwärtsendes
des primären
Fluidleitungsschlauches angeordnet sind, geschlossen. Weiter wird
die erste Pumpe, die sich in der Nähe des Stromaufwärtsendes
des primären
Fluidleitungsschlauches befindet, bei der Erzeugung des Unterdrucks
abgeschaltet.
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Wenn
der Unterdruck entfernt wird, wird vorzugsweise ein erster Gaseinlass,
der sich stromabwärts
der ersten Pumpe und stromaufwärts
einer ersten Abzweigung an dem primären Fluidleitungsschlauch befindet,
geöffnet,
um einen Luftstrom in den primären
Fluidleitungsschlauch stromabwärts der
ersten Pumpe hinein zu lassen. Vorzugsweise wird die zweite Pumpe,
die den Unterdruck erzeugt hat, beim Entfernen des Unterdrucks angehalten.
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Die
vorhergehenden und andere Aufgaben, Vorteile und neuen Merkmale
der vorliegenden Erfindung werden verstanden und erkannt, wenn die
folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen gelesen wird.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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2 zeigt
ein T-förmiges
Verbindungsglied zur Benutzung in der Vorrichtung nach 1.
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Die
Vorrichtung 10 zum Erhalten von Fluidproben, wie in 1 dargestellt,
ist dazu ausgelegt, eine in die Vorrichtung 10 bei A eintretende
Fluidprobe auf eine Anzahl N von sekundären Fluidprobengefäßen 12 zu
verteilen. Die sekundären
Fluidprobengefäße 12 sind
mit einem primären
Fluidleitungsschlauch 14 und N sekundären Fluidleitungsschläuchen 16 verbunden.
Sowohl der primäre
Fluidleitungsschlauch 14 als auch die sekundären Fluidleitungsschläuche 16 sind
aus einem elastischen Material wie beispielsweise Silikon hergestellt.
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Zwischen
jedem sekundären
Fluidprobengefäß 12 und
dem primären
Fluidleitungsschlauch 14 sind in den sekundären Fluidleitungsschläuchen 16 Ventile 18 angeordnet.
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In
der Nähe
eines in Stromaufwärtsrichtung liegenden
Endes des primäreren
Fluidleitungsschlauches 14 ist nahe dem Fluidprobeneinlass
bei A ein erstes Ventil 20 angeordnet, das ein Schließen des
Fluidprobeneinlasses ermöglicht.
Um Fluid zuzuführen,
ist eine erste Pumpe 22 stromabwärts des ersten Ventils 20 und
stromaufwärts
einer ersten Abzweigung zu einem sekundären Fluidprobengefäß 12 angeordnet.
Die erste Pumpe ist eine peristaltische Pumpe, also eine Schlauchpumpe.
Ein Vorteil einer solchen peristaltischen Pumpe liegt darin, dass
die Fluidprobenleitung intakt gelassen werden kann und damit jede
Art von Verbindern vermieden wird. Die peristaltische Pumpe komprimiert
den flexiblen Fluidleitungsschlauch und transportiert so das Fluid
nach Art der Peristaltik.
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Am
in Stromabwärtsrichtung
liegenden Ende des primären
Fluidleitungsschlauches 14 ist ein zweites Ventil 24 angeordnet,
das geschlossen werden kann, wenn eine Fluidprobe in eines der sekundären Fluidprobengefäße einzufüllen ist,
um zu verhindern, dass das Fluid aus dem primären Fluidleitungsschlauch in
ein Abfallgefäß 26 abgelassen
wird, das am stromabwärts
liegenden Ende des primären
Fluidleitungsschlauches 14 angeordnet ist.
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Eine
zweite Pumpe 28 ist mit dem Abfallgefäß 26 verbunden und
dazu ausgelegt, im Abfallgefäß 26 und – wenn das
zweite Ventil 24 geöffnet
wird – in
dem primären
Fluidleitungsschlauch 14 einen Unterdruck zu erzeugen.
Die zweite Pumpe 28 ist vorzugsweise eine Rotationspumpe,
eine Kolbenpumpe oder eine Nockenpumpe, die eine höhere Fließrate als
die erste Pumpe 22 erzeugen kann.
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Die
bisher beschriebene Anordnung ist dazu geeignet, eine Fluidprobe
auf ein oder mehrere Sekundärfluidprobengefäße 12 zu
verteilen. Um eine Fluidprobe, die in den primären Fluidleitungsschlauch 14 am
Fluidprobeneinlass bei A eintritt, an die sekundären Fluidprobengefäße 12 weiterzuleiten,
wird das erste Ventil 20 geöffnet und die erste Pumpe 22 betätigt, um
die Fluidprobe an den primären
Fluidleitungsschlauch 24 zu pumpen. Mindestens eines der
Ventile 18 wird geöffnet,
um es der Fluidprobe zu ermöglichen,
in einen der sekundären
Fluidleitungsschläuche
einzutreten, um in eines der sekundären Fluidprobengefäße eingefüllt zu werden. Es
wurde bereits darauf hingewiesen, dass das zweite Ventil 24 geschlossen
ist, wenn eine Fluidprobe in eines der Fluidprobengefäße 12 eingefüllt wird.
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Die
jetzt beschriebenen Merkmale dienen der Reinigung der Vorrichtung 10,
die jedes Mal vorgenommen wird, wenn die Einleitung einer Fluidprobe
in einen der sekundären
Fluidprobenbehälter
beendet ist.
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Zum
Reinigen des primären
Fluidleitungsschlauches 14 ist ein Reinigungsfluideinlass 30 vorgesehen,
der mit dem primären
Fluidleitungsschlauch 14 über ein viertes Ventil 32 verbunden
ist, das an einer Position stromaufwärts einer ersten Pumpe 22 angeordnet
ist. Weiter ist ein zweiter Gaseinlass 34 mit dem primären Fluidleitungsschlauch 14 über ein
fünftes
Ventil 36 verbunden, das stromaufwärts der ersten Pumpe 22 angeordnet
ist. Das erste Ventil 20, das vierte Ventil 32 und
das fünfte Ventil 36 bilden
zusammen eine erste Sterilbarriere.
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Weiter
ist ein erster Gaseinlass 40 stromabwärts der ersten Pumpe 22 und
stromaufwärts
einer ersten Abzweigung vorgesehen, die zu einem ersten sekundären Fluidleitungsschlauch 16 führt. Der
erste Gaseinlass 40 ist mit dem primären Fluidleitungsschlauch 40 über ein
drittes Ventil 42 verbunden.
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Sowohl
der erste Gaseinlass 40 als auch der zweite Gaseinlass 34 sind
mit einem Sterilfilter 44 bzw. 38 ausgerüstet.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass alle Ventile vorzugsweise als Quetschventile
ausgebildet sind. Ein Quetschventil hat den Vorteil, dass eine Fiuidleitung,
die das Quetschventil durchläuft,
intakt bleiben kann, da das Schließen des Quetschventils dadurch erreicht
wird, dass der Fluidleitungsschlauch zusammengedrückt wird.
Besonders das Reinigen der Vorrichtung kann dadurch leicht durchgeführt werden, dass
nur der Satz von Schläuchen
gereinigt oder ausgetauscht wird. Der Schlauchsatz kann also als Einwegprodukt
ausgelegt sein.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der Vorrichtung zum Reinigen des primären Fluidleitungsschlauches 14 nach
der Beendigung der Fluidprobenzufuhr an eines der sekundären Fluidprobengefäße beschrieben.
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Zuerst
wird das erste Ventil 20 geschlossen, dann wird das fünfte Ventil 36 geöffnet und
Reinigungsgas wird von der ersten Pumpe 22 durch den primären Fluidleitungsschlauch 14 gepumpt
sowie durch jeden sekundären
Fluidleitungsschlauch 16, der zu einem gerade mit einer
Fluidprobe gefülltem Fluidprobengefäß 12 gehört.
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Dann
werden alle Ventile 18 geschlossen und das zweite Ventil 24 geöffnet. Auf
die Weise wird jeder Rest einer Fluidprobe, der sich noch in dem
primären
Fluidleitungsschlauch 14 befindet, mit Hilfe des am zweiten
Gaseinlass 34 in die Vorrichtung eintretenden Reinigungsgases
in den Abfallbehälter 26 befördert.
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Dann
wird der primäre
Fluidleitungsschlauch 14 gespült. Um den primären Fluidleitungsschlauch 14 zu
spülen,
wird das fünfte
Ventil 36 geschlossen und das vierte Ventil 32 geöffnet und
die erste Pumpe 32 wird betätigt. In die Vorrichtung tritt
am Reinigungsfluideinlass 32 über das fünfte Ventil 32 Reinigungsfluid
ein. Das Reinigungsfluid wird von der ersten Pumpe 22 durch
den primären
Fluidleitungsschlauch 14 in das Abfallgefäß 26 befördert. Dann wird
der primäre
Fluidleitungsschlauch 14 durch Schließen des Ventils 32 und Öffnen des
fünften
Ventils 36 entleert, und es wird Reinigungsgas in den primären Fluidleitungsschlauch 14 eingelassen,
das das Reinigungsfluid ersetzt.
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Während des
Schrittes des Entleerens des primären Fluidleitungsschlauches
sind sowohl die erste Pumpe 22 als auch die zweite Pumpe 28 aktiv.
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Dann
wird das dritte Ventil 42 geöffnet, um die Fließgeschwindigkeit
von Reinigungsluft in dem primären
Fluidleitungsschlauch 14 zu erhöhen.
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Die
erste Pumpe 22 und das dritte und das fünfte Ventil 42 und 36 können mehrere
Male betätigt bzw.
geschlossen und geöffnet
werden, um in dem primären
Fluidleitungsschlauch 14 Druckveränderungen zu bewirken, die
zu einer Verformung des flexiblen primären Fluidleitungsschlauches 14 führen und damit
alle Fluidtropfen, die noch an dem Fluidleitungsschlauch haften
mögen,
auszutreiben.
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Die
Schritte der Reinigungsvorrichtung 10 können mehrere Male wiederholt
werden, bevor eine weitere Fluidprobe in eines der sekundären Fluidprobengefäße 12 eingefüllt wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Fluidleitungsschläuche nur
dort unterbrochen sind, wo Abzweigungen angeordnet sind. Dort, wo
die Fluidleitungsschläuche
unterbrochen sind, sind Verbindungen wie beispielsweise der T-förmige Verbinder 50 vorgesehen,
wie er in 2 dargestellt ist. Es wird darauf
hingewiesen, dass der Innendurchmesser der Leitungen in den Verbindern
dem Innendurchmesser der Fluidleitungsschläuche entspricht. Der Außendurchmesser
der Verbinder verjüngt
sich nach außen,
um so einen glatten Übergang
vom Fluidleitungsschlauch zum Verbinder zu ermöglichen.
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Obgleich
eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung als ein Beispiel dargestellt und beschrieben
wurde, sollte durchschnittlichen Fachleuten auf diesem Gebiet deutlich
werden, dass mehrere Änderungen
und Modifikationen der Erfindung möglich sind, ohne sich vom Geist
und Bereich der Erfindung zu entfernen. Beispielsweise ist es möglich, eine
Bypass-Leitung vorzusehen, die die erste Pumpe 22 umgeht,
und ein Ventil zum Schließen
der Bypass-Leitung vorzusehen. Weitere Ergänzungen können hinsichtlich des Materials
der Leitungsschläuche,
der Art der Fluidpumpen oder der Ventilarten vorgenommen werden.
Die Erfindung kann ohne Weiteres durch Befolgung der vorliegenden Lehre
auf solche Vorrichtungen angepasst werden. Alle solche Änderungen,
Modifikationen und Veränderungen
sollten darum als im Bereich der vorliegenden Erfindung liegend
betrachtet werden.
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Zusammenfassung
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Vorrichtung
zur Entnahme von Fluidproben mit einem Fluidprobengefäß, das die
Fluidprobe enthält,
mit einer ersten Pumpe, die in Fluidverbindung mit dem Probengefäß steht,
mit einem ersten Ventil, das zwischen dem Fluidprobengefäß und der
ersten Pumpe angeordnet ist, mit einem mit der Pumpe verbundenen
primären
Fluidleitungsschlauch, der entlang seiner Länge eine oder mehrere Abzweigungen zu
sekundären
Fluidleitungsschläuchen
enthält,
die in Fluidverbindung mit dem primären Fluidleitungsschlauch stehen,
mit einem Abfallgefäß, das mit
einem Ende des primären
Fluidleitungsschlauches verbunden ist, mit einem zweiten Ventil,
das zwischen dem primären
Fluidleitungsschlauch und dem Abfallgefäß angeordnet ist, und mit einer
zweiten Pumpe, die mit dem Abfallgefäß verbunden ist und in dem
Abfallgefäß und in
dem primären
Fluidleitungsschlauch einen Unterdruck erzeugen kann.