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Diese
Erfindung betrifft ein System zur Kommunikation zwischen dem Inneren
und dem Äußeren eines
Fachs. Insbesondere betrifft sie ein System zum Transfer bzw. zur Übertragung
eines Materials, insbesondere eine Flüssigkeit, zwischen dem Inneren
und dem Äußeren eines
Fachs, das ein Isolierfach ist, z.B. ein sogenannter „Handschuhkasten" (Glove-Box), innerhalb
dessen eine sterile Umgebung ist, während eine Dichtung zwischen
dem Inneren und Umgebungsäußeren des
Fachs beibehalten wird.
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Normalerweise
wird ein Luftverschlusssystem für
Transfers dieser Art verwendet, was eine innere und äußere Doppeltüranordnung
erforderlich macht. Es können
Schwierigkeiten auftreten, wenn es gewünscht wird zwei Fächer, beide
mit einer inneren sterilen Umgebung, zu verbinden, wenn die Verbindung
durch eine Umgebungsumgebung, wie beispielsweise die Atmosphäre bzw.
das Klima eines Labors, gehen muss. Die
U.S. 5,853,207 offenbart ein System,
um dieses zu tun. Es gibt insbesondere Schwierigkeiten, wenn es
gewünscht
wird eine Flüssigkeit
aus dem sterilen Inneren von einem Fach in das sterile Innere eines
anderen Fachs zu transferieren. Bekannte Systeme neigen dazu, kompliziert
und teuer zu sein.
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Es
besteht eine Notwendigkeit preiswerte, einfache, zuverlässige Mechanismen
dieser Art zu schaffen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen derartigen Mechanismus zu schaffen.
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Darstellung der Erfindung
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Gemäß dieser
Erfindung weist ein System zur Verbindung des Inneren eines Fachs
mit dem Äußeren des
Fachs auf:
einen Wandteil des Fachs mit einer Türöffnung darin, die
durch die Wand von innen nach außen passiert bzw. durchgeht;
einen
Verbinderkörper,
der von der Außenseite
des Fachs mit dem Wandteil um die Türöffnung herum dichtend in Eingriff
bringbar ist;
einen Verbindungsanschluss, der durch den Verbinderkörper passiert,
von einer der Innenseite zugewandten Oberfläche zu einer der Außenseite
zugewandten Oberfläche
des Verbinderkörpers,
wobei der Anschluss eine innere Öffnung
an der der Innenseite zugewandten Seite des Verbinderkörpers, und eine äußere Öffnung an
der der Außenseite
zugewandten Seite des Verbinderkörpers
aufweist;
eine Abdeckung, die an dem Verbinderkörper entfernbar
anbringbar ist, und die, wenn sie an dem Verbinderkörper angebracht
ist, an dem Verbinderkörper gedichtet
wird und zusammen mit dem Verbinderkörper eine Umschließung ausbildet,
welche die innere Öffnung
des Anschlusses umschließt,
um dadurch die innere Öffnung
des Anschlusses von der Umgebung außerhalb der Abdeckung zu isolieren;
eine äußere Tür der Türöffnung,
welche die Türöffnung dichten
kann, und die geöffnet
werden kann, um zuzulassen, dass der Verbinderkörper mit dem Wandteil in Eingriff
gelangt, wobei eine der Innenseite zugewandte Seite des Verbinderkörpers dem
Inneren des Fachs zugewandt ist,
eine innere Tür, welche
die Türöffnung dichten
kann und innerhalb des Fachs geöffnet
werden kann, und mit der Abdeckung lösbar in Eingriff bringbar ist, wenn
sich der Verbinderkörper
mit dem Wandteil im Eingriff befindet, so dass die innere Tür betrieben werden
kann, um dadurch die in Eingriff gebrachte Abdeckung von dem Verbinderkörper zu
entfernen, um die innere Öffnung
des Anschlusses dem Inneren (20) des Fachs auszusetzen,
und so, dass wenn sie sich mit der Abdeckung im Eingriff befindet,
die innere Tür
mit der Abdeckung dichtet, um die Teile der Abdeckung zu umschließen, die
vor dem Eingriff des Verbinderkörpers
mit der Türöffnung der
Umgebung außerhalb
des Fachs ausgesetzt wurden, und um diese von dem Inneren des Fachs
zu isolieren.
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Fach
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Vorzugsweise
ist das Fach ein Isolator zur Aufnahme eines Materials, das sich
in Isolierung von der Umgebungsumgebung außen in einer sterilen Umgebung
im Inneren des Isolators befindet. Vorzugsweise ist das Fach durch
Wandteile begrenzt, die aus einem starren bzw. steifen Metall oder
Kunststoffmaterial hergestellt sind. Vorzugsweise weist die Türöffnung in
dem Wandteil ein Loch auf, das vollständig durch den Wandteil von
der Außenseite
zu der Innenseite passiert. Das Fach ist vorzugsweise auf eine bekannte
Art mit sich im Inneren erstreckenden Handschuhen versehen, die
mit der Wand des Fachs gedichtet werden, um zu ermöglichen,
dass ein Bediener Materialien innerhalb des Fachs handhabt, und
um das System der Erfindung zu betreiben bzw. bedienen.
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Verbinderkörper
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Vorzugsweise
ist der Verbinderkörper
im Allgemeinen rohrförmig,
mit einem offenen Ende, das, wenn sich der Verbinderkörper mit
dem Wandteil im Eingriff befindet, dem Inneren des Fachs zugewandt ist,
d.h. es ist ein der Innenseite zugewandtes Ende, und einem gegenüberliegenden geschlossenen
Ende, und wobei der Teil des Verbinderkörpers, der an das offene Ende
angrenzt, eine rohrförmige
Körperhülse aufweist.
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Vorzugsweise
weist der Verbinderkörper eine
Dichtungsoberfläche
auf, die mit einer entsprechenden Dichtungsoberfläche des
Wandteils zusammenpasst, z.B. um die Türöffnung herum. Eine derartige
Dichtungsoberfläche
kann einen Dichtungsflansch aufweisen, der mit einer entsprechenden
Gegenoberfläche
des Wandteils um die Türöffnung dichtend
zusammenpasst. Geeigneterweise weist eine Körperhülse, wie oben beschrieben,
zumindest teilweise um sie herum einen derartigen äußeren Dichtungsflansch
auf. Vorzugsweise weist der Dichtungsflansch eine konvexkonische
Flanschoberfläche
auf, die mit einer entsprechenden konkavkonischen Gegenoberfläche des
Wandteils zusammenpasst, mit einer Druckdichtung bzw. Kompressionsdichtung,
z.B. einer weichen elastischen, z.B. einer Elastomer- (Gummi-),
Dichtungsscheibe zwischen den Dichtungsoberflächen. Vorzugsweise verjüngt sich
eine derartige konische Flanschoberfläche in der Richtung weg von
dem geschlossenen Ende.
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Abdeckung
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Vorzugsweise
ist die Abdeckung im Allgemeinen rohrförmig, mit einem offenen Ende,
das, wenn sich die Abdeckung mit dem Verbinderkörper im Eingriff befindet,
der dem offenen Ende der Körperhülse entgegengesetzten
Richtung zugewandt ist, und einem gegenüberliegenden geschlossenen
Ende, und wobei der Teil der Abdeckung, der an das offene Ende angrenzt,
eine rohrförmige
Abdeckungshülse
aufweist, die mit der Körperhülse auf
eine Teleskop-Art in Eingriff gelangt. Bei einem derartigen Teleskop-Eingriff
kann die Abdeckungshülse
entweder außen,
aber vorzugsweise innen, innerhalb der Körperhülse sein. Die Körper- und
Abdeckungshülsen gelangen
auch vorzugsweise mittels jeweiliger zusammenwirkender Schraubgewinde
an ihnen in Eingriff.
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Vorzugsweise
gibt es eine Druckdichtung, z.B. eine zusammendrückbare Elastomer-Dichtungsscheibe,
zwischen derartigen Körper-
und Abdeckungshülsen,
so dass das Innere der im Eingriff befindlichen Verbinderkörper und
Abdeckung von der Umgebungsumgebung durch diese Dichtung isoliert werden
kann. Zum Beispiel kann eine derartige Druckdichtung eine Dichtungsscheibe
mit einer flach gewinkelten (z.B. ca. 5°) Kontaktoberfläche aufweisen,
so dass eine Längsrelativbewegung
des Verbinderkörpers
und der Abdeckungshülsen,
wenn sie sich Teleskop-artig bewegen, die Oberfläche von einer Hülse in eine
keilende Wirkung gegen die Oberfläche der Dichtungsscheibe zwingt,
um eine gute Dichtung auszubilden. Zum Beispiel kann eine derartige
gewinkelte Scheibe eine Ringscheibe mit einer konischen Außenoberfläche sein,
welche die innere (z.B. die Abdeckungs-) Hülse der Telekop-Hülsen umgibt,
so dass das enge Ende des Kegels zu der äußeren (z.B. der Verbinderkörper-) Hülse getrieben wird,
wenn sich die zwei Hülsen
zusammen Teleskop-artig bewegen. Geeigneterweise kann die Oberfläche der
Verbinderkörperhülse (z.B.
die innere Oberfläche
des offenen Endes der Verbinderkörperhülse), welche
die Scheibe berührt,
um eine derartige Dichtung auszubilden, auch eine entsprechend gewinkelte,
z.B. entsprechend konische, Oberfläche aufweisen, um zu garantieren,
dass eine gute Dichtung zustande kommt.
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Der
Verbinderkörper
und die Abdeckung können
als austauschbare Teile des Systems vorgesehen werden, und können aus
preiswerten Kunststoffmaterialien, geeigneterweise Kunststoffmaterialien,
die sterilisierbar sind, hergestellt werden.
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Anschluss
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Vorzugsweise
weist der Anschluss ein starres Rohr auf, das durch den Verbinderkörper passiert,
z.B. das geschlossene Ende eines im Allgemeinen rohrförmigen Verbinderkörpers, wie
oben beschrieben, wobei es sich vorzugsweise an der der Innenseite
zugewandten Seite hinter dem offenen Ende des im Allgemeinen rohrförmigen Körpers erstreckt,
vorzugsweise koaxial mit dem rohrförmigen Körper.
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Ein
derartiges Rohr weist üblicherweise äußere und
innere offene Enden auf, die an der äußeren Seite beziehungsweise
der der Innenseite zugewandten Seite des Verbinderkörpers offen
sind. Um das Innere des Verbinderkörpers zu isolieren, kann das äußere offene
Ende mit einem Verschluss, z.B. einer Kappe oder einem Stopfen,
versehen sein.
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Vorzugsweise,
um den Transfer einer Flüssigkeit
zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Fachs
zu erleichtern, kann der Anschluss an einem oder an beiden Enden
mit einem flexiblen Rohr bzw. Schlauch, z.B. der Art, die üblicherweise
für den
Fluidtransfer in Laboratorien verwendet wird, verbindbar sein. Eine
Form eines Anschlusses ist ein starres Rohr, das sich durch den
Verbinderkörper
von seiner der Außenseite
zugewandten Seite zu seiner der Innenseite zugewandten Seite erstreckt,
mit einem oder beiden seiner offenen Enden mit einem flexiblen Rohr
verbindbar. Ein Anschluss in der Form eines derartigen starren Rohrs
kann vorzugsweise integral bzw. einstückig in einem geformten Stück mit dem Verbinderkörper hergestellt
sein. Alternativ kann der Anschluss eine Öffnung durch den Verbinderkörper aufweisen,
mit der ein derartiges starres Rohr verbunden werden kann, z.B.
eine Öffnung
durch die ein starres Rohr gezogen bzw. geschraubt werden kann, wobei
vorzugsweise eine Dichtung zwischen dem Äußeren des starren Rohrs und
der Öffnung
ausgebildet wird.
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Äußere Tür
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Vorzugsweise
weist die äußere Tür einen Plattenteil
auf, der gegen eine Dichtungsoberfläche des Äußeren des Wandteils dichtet,
vorzugsweise gegen eine Druckdichtung, z.B. eine zusammendrückbare Elastomerscheibe,
zwischen dem Plattenteil und dem Wandteil. Die äußere Tür kann gegen den Wandteil zum
Beispiel durch herkömmliche Klemmeinrichtungen
zurückgehalten
werden. Vorzugsweise kann die äußere Tür von dem
Wandteil vollständig
entfernbar sein, um ein weites Öffnen, den
Zugang zu der Türöffnung,
und den Eingriff des Verbinderkörpers
mit dem Wandteil zu erleichtern.
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Innere Tür
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Die
innere Tür
ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung und erfüllt eine Reihe von Funktionen,
zum Beispiel auf die folgenden, bevorzugten Wege.
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Ein
Dichten der Türöffnung von
der Innenseite, und dass sie innerhalb des Fachs geöffnet werden kann,
kann dadurch erzielt werden, dass die innere Tür gegen eine Dichtungsoberfläche des
Inneren des Wandteils dichtet, vorzugsweise mit einer Druckdichtung,
z.B. einer zusammendrückbaren
Elastomerscheibe, zwischen der inneren Tür und dem Wandteil. Vorzugsweise
weist die innere Tür
eine Dichtungsoberfläche
in der Form eines Dichtungsflansches an ihrem äußeren Durchmesser auf, der
vorzugsweise eine konische Flanschoberfläche aufweist, die mit einer
entsprechenden Gegenoberfläche
des Wandteils zusammenpasst, mit einer Druckdichtungsscheibe zwischen
diesen zusammenpassenden konischen Oberflächen.
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Ein
Eingriff der inneren Tür
mit der Fachwand kann zum Beispiel durch herkömmliche Einrichtungen bestehen,
wie beispielsweise eine Bajonett-Verbindung
(d.h. es ist beides erforderlich, eine relative Längs- und
Drehbewegung der inneren Tür und
des Wandteils, um in den und aus dem Eingriff zu gelangen). Um eine
derartige Verbindung zu bedienen, kann die innere Tür mit einem
Bediengriff versehen sein, der vorzugsweise in dem Fach bedienbar ist,
zum Beispiel durch einen Bediener, der die oben erwähnten Handschuhe
verwendet. Um die Verwendung weiter zu erleichtern, kann die Wand
des Fachs transparent ausgestaltet werden oder mit einem angemessen
plazierten Fenster versehen sein, oder das Innere des Fachs kann
mit einem Betriebsfernsehen versehen sein, so dass der Bediener
Teile des Systems in dem Fach sehen kann. Vorzugsweise kann die
innere Tür
von dem Wandteil vollständig entfernbar
sein, um ein weites Öffnen,
den Zugang zu der Türöffnung,
und die Handhabung innerhalb des Fachs zu erleichtern.
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Ein
lösbarer
Eingriff mit der Abdeckung, wenn sich der Verbinderkörper mit
dem Wandteil im Eingriff befindet, kann dadurch erzielt werden,
dass die Abdeckung ein oder mehr Eingriffsteile aufweist, durch
die sie mit der inneren Tür
in Eingriff gelangen kann, zum Beispiel einen Knauf oder Haken,
der sich außen
an dem geschlossenen Ende der Abdeckung befindet, oder äußeren Eingriffsvorsprüngen oder -rippen
usw., an den Seiten der Abdeckung, um innerhalb des Fachs zugänglich zu
sein, und wobei die innere Tür
mit Eingriffseinrichtungen versehen ist, die in die/das oben erwähnte/n Eingriffsteil/e
der Abdeckung eingreifen. Die Eingriffseinrichtungen der inneren
Tür mit
der Abdeckung können
zum Beispiel Griff- bzw. Greifeinrichtungen aufweisen, zum Beispiel
lösbar
in Eingriff bringbare Greifbacken, die zum Beispiel einen Eingriffsteil
an der Abdeckung greifen können.
Eine derartige Eingriffseinrichtung ermöglicht, dass die innere Tür bedient
werden kann, um dadurch die im Eingriff befindliche Abdeckung von dem
Verbinderkörper
zu entfernen, um die innere Öffnung
des Anschlusses dem Inneren des Fachs auszusetzen.
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Der
Eingriff zwischen der inneren Tür
und der Abdeckung kann ein ausreichend sicherer Eingriff sein, dass
eine geeignete Kraft an die Abdeckung, über die im Eingriff befindliche
innere Tür,
aufgebracht werden kann, um zuzulassen, dass die Abdeckung und der
Verbinderkörper
außer
Eingriff gebracht werden. Zum Beispiel können die Eingriffseinrichtungen
ausreichend sicher sein, um zu ermöglichen, so dass eine Abdeckung
und ein Verbinderkörper
in der Form von Teleskop-Hülsen
längs auseinander
gezogen werden, z.B. gegen die Reibung einer Druckdichtung zwischen
ihnen. Zum Beispiel, falls die Abdeckung und der Verbinderkörper mittels
der oben erwähnten
Schraubgewinde in Eingriff gelangen, und insbesondere falls die
innere Tür
mit dem Wandteil durch eine Bajonett-Verbindung in Eingriff gelangt,
dann können
die Eingriffseinrichtungen zwischen der inneren Tür und der
Abdeckung eine nichtumlaufende Kupplung sein, so dass eine Drehung der
inneren Tür,
um die Bajonett-Verbindung außer Eingriff
zu bringen, bewirkt, dass sich die im Eingriff befindliche Abdeckung
zusammen mit der inneren Tür
dreht, und in einem Aufschrauben der Schraubverbindung zwischen
der Abdeckung und dem Verbinderkörper
resultiert – und
umgekehrt. Vorzugsweise können
die Bajonett-Verbindung und die Schraubgewinde die gleiche Steigung
aufweisen, so dass, wenn sich die Abdeckung mit der inneren Tür im Eingriff
befindet, die gleiche Drehbewegung der inneren Tür, die ein außer Eingriff
Bringen der Bajonett-Verbindung bewirkt, um dadurch die innere Tür zu öffnen, auch
die Schraubgewinde der Körper-
und Abdeckungshülsen
außer
Eingriff bringt – und
umgekehrt.
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Ein
Dichten der inneren Tür
mit der Abdeckung, um die Teile der Abdeckung zu umschließen, die
vor dem Eingriff des Verbinderkörpers
mit der Türöffnung der
Umgebung außerhalb
des Behälters ausgesetzt
waren, kann durch eine innere Tür
erzielt werden, die einen Umhüllungsteil
aufweist, der gegen die Außenseite
der Abdeckung dichtet, um diese Teile der Abdeckung zu umschließen. Falls
die Abdeckung die oben beschriebene Rohrform aufweist, kann ein
Umhüllungsteil
auch in der Form einer im Allgemeinen ihr entsprechenden, im Inneren
geformten Hülse
ausgebildet sein, die über
die Abdeckung passt. Zum Beispiel kann ein derartiger Umhüllungsteil
eine im Allgemeinen rohrartige Form aufweisen, mit einem offenen
Ende, das, wenn sich die innere Tür mit dem Wandteil im Eingriff
befindet, dem Wandteil zugewandt ist, und einem gegenüberliegenden geschlossenen
Ende, das über
die Abdeckung passt und sie umschließen kann, wenn die Unteranordnung
des Verbinderkörpers
plus im Eingriff befindlicher Abdeckung mit der Türöffnung von
der Außenseite
des Fachs in Eingriff gebracht wird, und das im Inneren nahezu dem äußeren Profil
der Abdeckung entspricht.
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Ein
derartiges Umhüllungsteil
kann um die Abdeckung herum dichten (um die Teile der Abdeckung
zu umschließen,
die vor dem Eingriff des Verbinderkörpers mit der Türöffnung der
Umgebung außerhalb
des Fachs ausgesetzt waren, und um diese von dem Inneren des Fachs
zu isolieren, wie oben beschrieben), an dem oder angrenzend an das
offene Ende des Umhüllungsteils,
wobei der Großteil
der Abdeckung innerhalb des Umhüllungsteils
umschlossen ist. Die innere Oberfläche des Umhüllungsteils und die äußere Oberfläche der
Abdeckung können jeweilige
Oberflächenteile
aufweisen, die zusammenwirken, um einen nichtumlaufenden Eingriff
zu schaffen, z.B. können
die jeweiligen Oberflächen
polygonal sein oder können
mit zusammenwirkenden Vorsprüngen,
z.B. Längsrippen,
vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
hält auch
der Eingriff der Tür, z.B.
des Umhüllungsteils,
mit der Abdeckung die Abdeckung in einer feststehenden, vorzugsweise
nicht gedrehten Ausrichtung mit der inneren Tür, so dass die innere Tür in den
Eingriff und wieder in den Eingriff mit dem Wandteil gelangen kann,
wobei jedes der oben erwähnten
zusammenwirkenden Schraubgewinde an der Abdeckung und den Körperhülsen richtig
ausgerichtet für
die Abdeckung bleibt, um mit dem Körper in Eingriff zu gelangen.
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Eine
Dichtung zwischen einem derartigen Umhüllungsteil und der Abdeckung
kann mittels einer Druckdichtung erreicht werden, die derart positioniert ist,
dass sie sich zwischen dem Umhüllungsteil
und der Abdeckung befindet, wenn die innere Tür und die Abdeckung in Eingriff
gelangen. Eine derartige Druckdichtung kann als eine Ringscheibe
um eine Abdeckungshülse
vorgesehen werden, wie oben beschrieben, in einer derartigen Position,
dass, wenn die Unteranordnung des Verbinderkörpers und der Abdeckung mit
dem Wandteil im Eingriff ist, die Druckdichtung zwischen der Abdeckung
und der inneren Tür
zusammengedrückt
wird. Geeigneterweise ist eine derartige Druckdichtung an einem
Platz positioniert, an dem das offene Ende des Umhüllungsteils an
die Abdeckung angrenzt.
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Alternativ
kann die Abdeckung aus einem weichen Kunststoffmaterial hergestellt
sein, so dass eine dichte Druckdichtung zwischen der Abdeckung und
dem Umhüllungsteil,
wo sie zusammengedrückt werden,
ausgebildet wird.
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Greifeinrichtungen,
wie oben beschrieben, können
sich innerhalb eines Umhüllungsteils,
an das geschlossene Ende des Umhüllungsteils
angrenzend, befinden und können
auch dazu dienen, die Abdeckung dicht zusammen mit der inneren Tür, zum Beispiel
mit der Abdeckung innerhalb des Umhüllungsteils, derart zu halten,
dass eine Druckdichtung zwischen der Abdeckung und der inneren Tür, z.B. wie
oben beschrieben, zusammengedrückt
beibehalten wird, so dass eine dichte Dichtung beibehalten wird.
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Besonders bevorzugte Konstruktion
des Körpers,
der Abdeckung und der inneren Tür.
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Deshalb
sind bei einer bevorzugten Ausführungsform,
der
Verbinderkörper
und die Abdeckung beide im Allgemeinen, wie oben beschrieben, rohrförmig, mit
jeweiligen offenen Enden, die, wenn sich der Verbinderkörper mit
der Abdeckung im Eingriff befindet, entgegengesetzten Richtungen
zugewandt sind, wobei die jeweiligen Eingriffsteile des Körpers und
der Abdeckung jeweilige rohrförmige
Hülsen
aufweisen, die auf eine Teleskop-Art mit der Abdeckungshülse innerhalb
der Körperhülse in Eingriff
gelangen, und wobei die Körper-
und Abdeckungshülsen
auch durch entsprechende zusammenwirkende Schraubgewinde an ihnen,
mit einer Druckdichtung zwischen den Hülsen, in Eingriff gelangen,
es
gibt eine Bajonett-Verbindung zwischen der inneren Tür und dem
Wandteil, die beides erfordert, eine relative Längs- und Drehbewegung der inneren
Tür und
des Wandteils, zum in und außer
Eingriff Bringen,
wobei die innere Tür einen im Allgemeinen zylindrischen
Umhüllungsteil
aufweist, der gegen die Außenseite
der Abdeckung dichtet, um die Teile der Abdeckung zu umschließen, die
vor dem Eingriff des Verbinderkörpers
mit der Türöffnung der
Umgebung außerhalb
des Behälters
ausgesetzt wurden,
der Eingriff zwischen der inneren Tür und der
Abdeckung eine nichtumlaufende Kupplung ist, so dass eine Drehung
der inneren Tür,
um die Bajonett-Verbindung außer
Eingriff zu bringen, bewirkt, dass sich die im Eingriff befindliche
Abdeckung zusammen mit der inneren Tür dreht, und in einem Aufschrauben der
Schraubverbindung zwischen der Abdeckung und dem Verbinderkörper resultiert – und umgekehrt, wobei
die Bajonett-Verbindung und die Schraubgewinde die gleiche Steigung
aufweisen.
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Die äußeren und
inneren Türen
sind geeigneterweise permanente Teile des Systems, und können aus
robusten Metallkomponenten hergestellt sein.
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Als
ein weiteres bevorzugtes Merkmal kann das System der Erfindung mit
einem oder mehr Sicherheitsmerkmalen versehen sein, um zu verhindern,
dass das Innere des Fachs direkt zu der Außenatmosphäre geöffnet wird. Zum Beispiel kann
ein Mechanismus vorgesehen sein, um zu verhindern, dass beide, die äußere und
die innere Tür
geöffnet sind,
falls sich ein Verbinderkörper
nicht dichtend mit dem Wandteil im Eingriff befindet. Geeignete
Konstruktionen eines derartigen Mechanismus werden für Fachleute
offensichtlich sein.
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Sicherheitsliniendichtung
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Es
ist wünschenswert,
was im Stand der Technik als eine „Sicherheitslinien-" Dichtung (line of confidence
seal) bekannt ist, zwischen der Umgebung außerhalb des Fachs und der,
zum Beispiel sterilen, Umgebung innerhalb des Fachs, einzurichten.
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Um
dieses zu erreichen ist es bevorzugt, dass die Linien der Dichtungen
zwischen (A) dem Verbinderkörper
und der Abdeckung, (B) der Abdeckung und der sich im Eingriff befindlichen
inneren Tür,
(C) dem Verbinderkörper
und dem Wandteil, und (D) der inneren Tür und dem Wandteil, alle zusammentreffen,
um eine Sicherheitsdichtungslinie zu definieren. Diese Sicherheitslinie
kann die Spaltlinie zwischen der Dichtungslinie (B) zwischen der
inneren Tür
und der im Eingriff befindlichen Abdeckung, und der Dichtungslinie
(C) zwischen dem Verbinderkörper
und dem Wandteil, sein.
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Deshalb
ist bei einer bevorzugten Konstruktion der Verbinderkörper von
außerhalb
des Fachs mit dem Wandteil an einer Dichtung (C) um die Türöffnung herum
dichtend in Eingriff bringbar;
die Abdeckung, wenn sie an dem
Verbinderkörper angebracht
ist, wird an dem Verbinderkörper
an einer Dichtung (A) gedichtet, um die Umschließung auszubilden, welche die
innere Öffnung
des Anschlusses umschließt;
die
innere Tür
dichtet die Türöffnung an
einer Dichtung (D), und wenn sie sich mit der Abdeckung im Eingriff
befindet, dichtet die innere Tür
mit der Abdeckung an einer Dichtung (B), um die Teile der Abdeckung
zu umschließen,
die vor dem Eingriff des Verbinderkörpers mit der Türöffnung der
Umgebung außerhalb
des Fachs ausgesetzt wurden, und um diese von dem Inneren des Fachs
zu isolieren;
und wobei, wenn sich die Abdeckung mit dem Wandteil
im Eingriff befindet, und sich die innere Tür mit dem Wandteil im Eingriff
befindet, und sich die innere Tür
mit der Abdeckung im Eingriff befindet, und sich der Körper mit
der Abdeckung im Eingriff befindet, die Dichtungen (A), (B), (C)
und (D), alle an einer Dichtungslinie zusammentreffen, und die Anordnung
der inneren Tür
und der im Eingriff befindlichen Abdeckung von der Anordnung des
Körpers
und des Wandteils an dieser Dichtungslinie trennbar ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform, wenn
der Verbinderkörper
und die Abdeckung die oben beschriebenen Teleskop-Hülsen aufweisen, wobei
die Abdeckungshülse
innen zu der Verbinderkörperhülse ist,
und mit einer inneren Tür,
die den oben erwähnten
Umhüllungsteil
aufweist, die Sicherheitsdichtungslinie vorzugsweise durch eine
einzelne Druckdichtung, z.B. eine Dichtungsscheibe, erreicht wird,
die verwendet wird, um eine Dichtung (A) zwischen dem Verbinderkörper und
der Abdeckung, und (B) zwischen der Abdeckung und der inneren Tür, z.B.
zwischen einem Umhüllungsteil
der inneren Tür und
der Abdeckung, zu schaffen, wobei die Linien dieser Dichtungen (A)
und (B) zusammentreffen.
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Mit
einer derartigen Konstruktion kann die Sicherheitslinie folglich
eine Linie über
die Oberfläche der
Druckdichtung sein. Eine derartige Konstruktion ermöglicht eine
einzelne Sicherheitsdichtungslinie zwischen dem Verbinderkörper, der
Abdeckung und dem Umhüllungsteil.
Zum Beispiel kann eine derartige Druckdichtung in der Form einer
Ringscheibe sein, um die Abdeckungshülse herum, mit einer ersten
Dichtungsoberfläche
zwischen der Abdeckung und dem Verbinderkörper, und einer anderen zweiten Dichtungsoberfläche zwischen
der Abdeckung und dem Umhüllungsteil,
wobei die Sicherheitsdichtungslinie zwischen diesen zwei Dichtungsoberflächen ist. Zum
Beispiel können
diese zwei Dichtungsoberflächen
Basis-an-Basis konische Dichtungsoberflächen sein, mit der Sicherheitslinie
um die Linie herum, wo sich die Basen treffen.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform
ist es besonders bevorzugt, dass diese Sicherheitslinie mit der
Linie einer Dichtung (C) zwischen dem Verbinderkörper und dem Wandteil, und
auch mit der Linie einer Dichtung (D) zwischen dem Wandteil und der
inneren Tür,
zusammentreffen. Zum Beispiel, falls die Dichtungsoberfläche des
Verbinderkörpers und
die entsprechende Dichtungsoberfläche des Wandteils konische
Flanschoberflächen
sind, und die jeweiligen Gegendichtungsoberflächen zwischen der Abdeckung
und dem Umhüllungsteil
der inneren Tür auch
konische Flanschoberflächen
sind, dann können
sich die jeweiligen konischen Oberflächen entlang der gleichen Linie
schneiden.
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Deshalb
treffen sich bei dieser besonders bevorzugten Konstruktion sämtliche
Gegendichtungen in dem System an einer einzelnen Sicherheitslinie,
mit einer einzelnen Spaltlinie, wie oben erwähnt.
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Eine
einzelne Druckdichtung, z.B. eine einzelne weiche, elastische Scheibe,
kann auch verwendet werden, um eine Dichtung (C) zwischen dem Verbinderkörper und
dem Wandteil, und die Dichtung (D) zwischen der inneren Tür und dem
Wandteil, auszubilden. Dies kann durch die Verwendeung einer Scheibe
mit im Wesentlichen einer „U"-Schnittform erzielt
werden, so dass der Umfang der Türöffnung in die
Aushöhlung
des „U" passt, wobei ein
Schenkel des „U" eine flache Dichtungsoberfläche für die äußere Tür schafft,
und die Konvexität
der äußeren Oberfläche des „U" derart geformt ist,
dass sie zwei entgegengesetzt zugewandte konische Dichtungsoberflächen ausbildet,
mit denen entsprechend geformte konische Flanschoberflächen des
Verbinderkörpers
und der inneren Tür
zusammenpassen. Die einzelne Sicherheitslinie kann deshalb um die
Linie herum sein, wo sich die jeweiligen Basen von diesen entgegengesetzt
zugewandten konischen Dichtungsflächen treffen.
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Deshalb
wird vorzugsweise eine erste Dichtungsscheibe vorgesehen, die entgegengesetzt
zugewandte Basis-an-Basis konische Dichtungsoberflächen aufweist,
um eine Dichtung (C) zwischen dem Wandteil und dem Verbinderkörper auszubilden, beziehungsweise
um eine Dichtung (D) zwischen dem Wandteil und der inneren Tür auszubilden,
mit einer ersten Linie, wo sich die zwei Basis-an-Basis konischen
Dichtungsoberflächen
treffen, und wobei eine zweite Dichtungsscheibe zwischen dem Verbinderkörper und
der Abdeckung vorgesehen ist, die auch zwei Basis-an-Basis konische
Dichtungsoberflächen
aufweist, um eine Dichtung (A) zwischen dem Körper und der Abdeckung, beziehungsweise
(B) zwischen der inneren Tür
und der Abdeckung, auszubilden, mit einer zweiten Linie, wo sich
die zwei Basis-an-Basis
konischen Dichtungsoberflächen
treffen, und wenn sich der Verbinderkörper mit dem Wandteil im Eingriff
befindet, und sich die innere Tür mit
der Abdeckung im Eingriff befindet, die ersten und zweiten Linien
zusammentreffen und eine Sicherheitslinie definieren.
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Getrennte
Teile
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner eine Kombination von Verbinderkörper und
Abdeckung für ein
System wie oben beschrieben.
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Diese
Kombination kann aufweisen:
einen Verbinderkörper, der
von der Außenseite
eines Fachs mit dem Wandteil um eine Türöffnung des Fachs herum dichtend
in Eingriff bringbar ist;
einen Verbindungsanschluss, der durch
den Verbinderkörper
passiert, von einer der Innenseite zugewandten Oberfläche zu einer
der Außenseite
zugewandten Oberfläche
des Verbinderkörpers,
wobei der Anschluss eine innere Öffnung
an der der Innenseite zugewandten Seite des Verbinderkörpers, und eine äußere Öffnung an
der der Außenseite
zugewandten Seite des Verbinderkörpers
aufweist;
eine Abdeckung, die an dem Verbinderkörper entfernbar
anbringbar ist, und die, wenn sie an dem Verbinderkörper angebracht
ist, an dem Verbinderkörper gedichtet
wird und zusammen mit dem Verbinderkörper eine Umschließung ausbildet,
welche die innere Öffnung
des Anschlusses umschließt,
um dadurch die innere Öffnung
des Anschlusses von der Umgebung außerhalb der Abdeckung zu isolieren;
eine äußere Tür (22)
der Türöffnung (211),
welche die Türöffnung (211)
dichten kann, und die geöffnet werden
kann, um zuzulassen, dass der Verbinderkörper (11) mit dem
Wandteil (21) in Eingriff gelangt, wobei eine der Innenseite
zugewandte Seite des Verbinderkörpers
(11) dem Inneren (20) des Fachs zugewandt ist,
eine
innere Tür
(23), welche die Türöffnung (211) dichten
kann und innerhalb des Fachs geöffnet
werden kann, und mit der Abdeckung (12) lösbar in
Eingriff bringbar ist, wenn sich der Verbinderkörper (11) mit dem
Wandteil (21) im Eingriff befindet, so dass die innere
Tür (23)
betrieben werden kann, um dadurch die in Eingriff gebrachte Abdeckung
(12) von dem Verbinderkörper
(11) zu entfernen, um die innere Öffnung des Anschlusses dem
Inneren (20) des Fachs auszusetzen, und so, dass wenn sie
sich mit der Abdeckung (12) im Eingriff befindet, die innere Tür (23)
mit der Abdeckung (12) dichtet, um die Teile der Abdeckung
(12) zu umschließen,
die vor dem Eingriff des Verbinderkörpers (11) mit der
Türöffnung (211)
der Umgebung außerhalb
des Fachs ausgesetzt wurden, und um diese von dem Inneren (20) des
Fachs zu isolieren.
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Die
Erfindung schafft auch einen Verbinderkörper und eine Abdeckung, die
für die
obige Kombination geeignet sind, und einzeln vorgesehen werden.
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Diese
Kombinationen können
umschlossen in einer gedichteten, sterilen Packung vorgesehen werden.
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Bevorzugte
Merkmale einer derartigen Kombination, und ihr individueller Verbinderkörper und Abdeckung,
sind wie oben beschrieben.
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Verwendungsverfahren
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Das
System der vorliegenden Erfindung schafft eine preiswerte, einfache
Vorrichtung, die weggeworfen werden kann, mit der Kombination eines
hierin beschriebenen Verbinderkörpers
und Abdeckung, die in Verbindung mit einem geeignet ausgestaltetem
Fach, z.B. einem Isolator, der mit inneren und äußeren Türen versehen ist, wie hierin
beschrieben, bei einem Verfahren des Materialtransfers zwischen
der Innenseite und der Außenseite
eines Fachs verwendet werden kann. Das System ist besonders nützlich für die Übertragung
von einer, üblicherweise
sterilen, Flüssigkeit
in einen Isolator, während
die Notwendigkeit vermieden wird, einen Flüssigkeitsbehälter, dessen
Außenseite
normalerweise eine Dekontaminierung erfordern würde, um die Sterilität innerhalb
des Fachs beizubehalten, in den Isolator einzuführen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft deshalb ferner ein Verfahren zum Transfer
eines Materials, z.B. eine Flüssigkeit,
zwischen der Innenseite und der Außenseite eines Fachs, unter
Verwendung eines Systems wie hierin beschrieben.
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Üblicherweise
weist das Verfahren der Erfindung auf:
in Beziehung mit einem
Fach mit einem Inneren und einem Äußeren, und einem Wandteil des
Fachs mit einer Türöffnung darin,
die durch die Wand von innen nach außen passiert, und mit einer äußeren Tür, welche
die Türöffnung schließt, und
mit einer inneren Tür,
die innerhalb des Fachs geöffnet
werden kann;
Vorsehen eines Verbinderkörpers, der von der Außenseite
des Fachs mit dem Wandteil um die Türöffnung herum dichtend in Eingriff
bringbar ist;
wobei der Verbinderkörper einen Verbindungsanschluss
aufweist, der durch den Verbinderkörper passiert, von einer der
Innenseite zugewandten Oberfläche
zu einer der Außenseite
zugewandten Oberfläche
des Verbinderkörpers,
der Anschluss eine innere Öffnung
an der der Innenseite zugewandten Seite des Verbinderkörpers, und
eine äußere Öffnung an der
der Außenseite
zugewandten Seite des Verbinderkörpers
aufweist, und mit einer Abdeckung, die an dem Verbinderkörper entfernbar
anbringbar ist, und die, wenn sie an dem Verbinderkörper angebracht
ist, an dem Verbinderkörper
gedichtet wird und zusammen mit dem Verbinderkörper eine Umschließung ausbildet,
welche die innere Öffnung
des Anschlusses umschließt,
um dadurch die innere Öffnung
des Anschlusses von der Umgebung außerhalb der Abdeckung zu isolieren;
Öffnen der äußeren Tür der Türöffnung,
und in Eingriff bringen des Verbinderkörpers mit dem Wandteil, wobei
die der Innenseite zugewandte Seite dem Inneren des Fachs zugewandt
ist,
lösbar
in Eingriff bringen der inneren Tür mit der Abdeckung, wenn sich
der Verbinderkörper
mit dem Wandteil im Eingriff befindet, um eine Umschließung zwischen
der inneren Tür
und der Abdeckung auszubilden, welche die Teile der Abdeckung umschließt, die
vor dem Eingriff des Verbinderkörpers
mit der Türöffnung der
Umgebung außerhalb
des Behälters ausgesetzt
wurden,
Betreiben der inneren Tür, um dadurch die im Eingriff befindliche
Abdeckung von dem Verbinderkörper
zu entfernen, um die innere Öffnung
des Anschlusses dem Inneren des Fachs auszusetzen,
Öffnen der
inneren Tür,
und
Transferieren eines Materials durch den Anschluss von der Außenseite
des Fachs zu der Innenseite des Fachs und umgekehrt.
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Das
Verfahren kann die Übertragung
eines flüssigen
Materials umfassen, wobei es in dem Fall den Schritt des Verbindens
eines Flüssigkeits-Übertragungsrohrs
mit einem oder beiden offenen Enden des Anschlusses einschließen kann,
und falls es angemessen ist, Verbinden einer derartigen/derartiger Übertragungsrohr/e
mit einer Flüssigkeitsquelle
oder -aufnahme.
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Das
Verfahren kann einen oder mehr Sterilisationsschritte von einem
oder mehr einzelnen Teilen oder Anordnungen von Teilen, wie oben
erwähnt,
umfassen.
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Das
Verfahren kann eine nachfolgende Stufe umfassen, in welcher der
Verbinderkörper
von dem Fach entfernt wird, die aufweisen kann:
mit dem Verbinderkörper mit
dem Wandteil im Eingriff, Betreiben der inneren Tür, mit der
Abdeckung lösbar
mit der inneren Tür
im Eingriff, um dadurch die Abdeckung mit dem Verbinderkörper in
Eingriff zu bringen, um eine Umschließung auszubilden, welche die
innere Öffnung
des Anschlusses umschließt,
um dadurch die innere Öffnung
des Anschlusses von der Umgebung außerhalb der Abdeckung zu isolieren,
dichtend
in Eingriff bringen der inneren Tür mit der inneren Oberfläche des
Wandteils des Fachs um die Türöffnung herum,
außer Eingriff
bringen der inneren Tür
von der Abdeckung,
außer
Eingriff bringen des Verbinderkörpers
von dem Wandteil,
Schließen
der äußeren Tür.
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Falls
das Verfahren den Transfer einer Flüssigkeit über Flüssigkeits-Übertragungsrohre
umfasst, dann kann die nachfolgende Stufe die Trennung von zumindest
einem Flüssigkeits-Übertragungsrohr
von dem Anschluss umfassen, insbesondere irgendein derartiges Flüssigkeits-Übertragungsrohr,
das mit der inneren Öffnung
des Anschusses verbunden ist.
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Die
hauptsächliche
industrielle Anwendung des Systems der Erfindung wird wahrscheinlich
in Verbindung mit Fächern
sein, die ein steriles Inneres aufweisen, um einen sterilen Materialtransfer
in und aus dem Fach zu ermöglichen.
Das System kann jedoch in Verbindung mit Fächern verwendet werden, die
andere Arten von empfindlichen inneren Umgebungen aufweisen, die
zum Beispiel biologisch gefährliche
Stoffe wie beispielsweise Mikroorganismen, Viren, radioaktive Materialien,
usw. enthalten.
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Das
System und Verfahren dieser Erfindung werden nun lediglich beispielhaft
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Zeichnungen
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1 zeigt einen Verbinderkörper, eine
Abdeckung und einen Anschluss.
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2 zeigt
einen Wandteil, äußere und
innere Türen.
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3 bis 11 zeigen
den sequentiellen Betrieb des Systems.
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Ausführliche Beschreibung
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Unter
Bezugnahme auf 1, zeigen die 1A bis 1E eine
gesamte Unteranordnung 10 eines Verbinderkörpers 11,
einer Abdeckung 12 und eines Anschlusses 13.
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Der
Verbinderkörper 11 ist
im Allgemeinen rohrförmig,
mit einem offenen Ende 111, das, wenn sich der Verbinderkörper 11 mit
dem Wandteil eines Fachs (nicht in 1 gezeigt)
im Eingriff befindet, dem Inneren des Fachs zugewandt ist, und einem gegenüberliegenden
geschlossenen Ende 112. Der Teil 112 des Körpers 11 hat
die Form einer Körperhülse, und
weist einen äußeren Dichtungsflansch 114 um
ihn herum auf, der in der Lage ist, mit einer entsprechenden Gegenoberfläche des
Wandteils um die Türöffnung eines
Fachs (nicht in 1 gezeigt) herum zusammenpassend
zu dichten. Der Dichtungsflansch 114 weist eine konvex
konische Flanschoberfläche 115 auf,
die in der Lage ist, mit einer entsprechenden konkav konischen Gegenoberfläche des Wandteils
zusammenzupassen.
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Die
Abdeckung 12 ist im Allgemeinen rohrförmig, mit einem offenen Ende 121,
das, wenn sich die Abdeckung 12 mit dem Verbinderkörper 11 im Eingriff
befindet, der dem offenen Ende 111 des Körpers 11 entgegengesetzten
Richtung zugewandt ist, und einem gegenüberliegenden geschlossenem Ende 122.
Der Teil 123 der Abdeckung, der an das geschlossenen Ende 122 angrenzt,
weist eine rohrförmige
Abdeckungshülse
auf, und der Teil 124 der Abdeckung, der an das offene
Ende 121 angrenzt, weist auch eine rohrförmige Abdeckungshülse auf. Wie
in 1C gezeigt, gelangen die Körperhülse 113 und die Abdeckungshülse 124 auf
eine Teleskop-Art in Eingriff, wobei die Abdeckungshülse 124 innen
in die Körperhülse 113 passt.
Die Körper-
und Abdeckungshülsen 113, 124 gelangen
auch durch jeweilige zusammenwirkende Schraubgewinde 116, 125 an ihnen
in Eingriff. Die Gewinde 116, 125 sind ziemlich steil,
so dass eine geringe relative Drehung benötigt wird, um die Hülsen 113, 124 außer Eingriff
zu bringen.
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Eine
Druckdichtung 126, die eine zusammendrückbare elastische Dichtungsscheibe
ist, befindet sich als eine Ringscheibe außen um die Abdeckungshülse 124 herum,
so dass, wenn die Hülsen 113, 124 in
Eingriff gelangen, die Dichtung 126 zwischen den Hülsen 113, 124 zusammengedrückt wird, um
eine Dichtung zu schaffen, so dass das Innere der im Eingriff befindlichen
Verbinderkörper 11 und Abdeckung 12 von
der Umgebungsumgebung isoliert ist. Die Dichtung 126 verjüngt sich
konisch um ca. 5°, um
ein leichtes Zusammendrücken
der Dichtung 126 zuzulassen, wenn die Hülsen 113, 124 durch
eine relative Längsbewegung
Teleskop-artig in Eingriff gelangen, und das enge Ende der konischen
Scheibe 126 in das offene Ende 111 der Hülse 113 getrieben wird,
und das offene Ende 111 der Hülse 113 weist eine
sich entsprechend konisch verjüngende
Oberfläche 116 auf,
um eine zusammenpassende Dichtung zu erleichtern.
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Die
Abdeckung 12 weist einen Eingriffsteil 127 außen an ihrem
geschlossenen Ende 123 auf, durch den sie mit einer inneren
Tür eines
Fachs (nicht in 1 gezeigt) in Eingriff
gelangen kann, in der Form eines Griffknaufes. Die Hülse 123 weist äußere Antidreh-Rippen 128,
an ihrer äußeren Oberfläche, auf.
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Der
Verbinderkörper 11 und
die Abdeckung 12 sind als austauschbare Teile des Systems
vorgesehen, aus preiswerten Kunststoffmaterialien hergestellt, die
sterilisierbar sind und/oder in einer gedichteten sterilen Packung
vorgesehen werden können.
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Der
Anschluss 13 weist ein starres Rohr 131 auf, das
durch das geschlossene Ende 112 der Körperhülse 113 passiert,
und sich an der der Innenseite zugewandten Seite (die rechte Seite
in 1), hinter das offene Ende 111 des
Körpers 1,
erstreckt, wobei es koaxial mit der Körperhülse 113 ist. Das Rohr 131 ist
einstückig
als ein Formteil mit dem Körper 11 hergestellt.
Das Rohr 131 weist eine innere Öffnung 132 an der
der Innenseite (rechts) zugewandten Seite des Verbinderkörpers 11 auf,
und eine äußere Öffnung 133 an
der der Außenseite
(links) zugewandten Seite des Verbinderkörpers 11. Das Rohr 131 ist
an einem oder beiden Enden 132, 133 mit einem
flexiblen Rohr (nicht in 1 gezeigt)
der Art, die gewöhnlicherweise
verwendet wird, um eine Fluidverbindung in Laboratorien zu schaffen,
verbindbar. Verstärkungsrippen 134 sind
vorgesehen, um die Zusammenfügung
bzw. Verbindung der Teile 131 und 112 des Verbinderkörpers zu
stärken.
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Wie
in 1C gesehen werden kann, sind der Körper 11,
die Abdeckung 12 und der Anschluss 13 zusammengebaut.
Die Körper-
und Abdeckungshülsen 113, 124 gelangen
mittels der Schraubgewinde 116, 125 in Eingriff,
wenn sich der Verbinderkörper 11 und
die Abdeckung 12, wie gezeigt, relativ zu einander drehen.
Zur Sicherheit ist ein Klebeband 14 um die Verbindung zwischen
der Oberfläche 114 und
der Dichtung 126, zwischen dem Körper 11 und der Abdeckung 12,
befestigt. Wie in 1E gesehen werden kann, ist
zur extra Sicherheit eine Sperr- bzw. Sicherungsmutter 15 um
den Flansch 114 (der einen äußeren Rand mit Schraubgewinde
aufweist) befestigt, um den Körper 11 und
die Abdeckung 12 zusammenzuklemmen, um die Unversehrtheit
der Dichtung 126 zu schützen.
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Es
ist deshalb in den 1C und 1D zu sehen,
dass die Abdeckung 12 entfernbar an dem Verbinderkörper 11 anbringbar
ist, und wenn sie an dem Verbinderkörper 11 angebracht
ist, mit dem Verbinderkörper 11 über die
Dichtung 126 gedichtet wird, und zusammen mit dem Verbinderkörper 11 eine
Umschließung 16 ausbildet,
welche die innere Öffnung 132 des
Anschlusses 131 umschließt, um diese innere Öffnung 132 von
der Umgebung außerhalb
der Abdeckung 12 zu isolieren. Die Teile 17 der
Abdeckung sind der Umgebungsumgebung ausgesetzt, und können deshalb
nicht als steril erachtet werden. Eine Verschlusskappe oder -stopfen
(nicht gezeigt) kann für
das offene Ende 133 des Rohrs 131 vorgesehen werden.
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird eine Konstruktion eines
Fachs mit einem Wandteil 21, einer äußeren Tür 22 und einer inneren
Tür 23 gezeigt.
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Das
Fach ist ein Isolator mit einer sterilen Umgebung 20 innen
(rechte Seite der Zeichnung), und einer Umgebungsumgebung außen (linke
Seite der Zeichnung). Das Fach wird durch die Wandteile 21 begrenzt,
die aus starrem Metall oder Kunststoffmaterial hergestellt sind,
und weist eine Türöffnung 211 in
dem Wandteil 21 auf, die ein Loch ist, das vollständig durch
den Wandteil 21 von der Außenseite zu der Innenseite
passiert. Das Fach ist mit innen verlaufenden langen Handschuhen
(nicht gezeigt) versehen, die mit der Wand 21 des Fachs
gedichtet sind, um zu ermöglichen,
dass ein Bediener Materialien innerhalb des Fachs handhabt, und
um zu ermöglichen,
das System der Erfindung zu betreiben. Die Wand 21 ist
entweder transparent oder weist ein Fenster auf, um zu ermöglichen,
dass ein Bediener die Teile des Systems innerhalb des Fachs 21 sieht.
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Die äußere Tür 22 der
Türöffnung 211 kann die
Türöffnung 211 dichten,
und kann geöffnet
werden. Die äußere Tür 22 weist
einen Plattenteil auf, der gegen eine Dichtungsoberfläche 212 des Äußeren des
Wandteils 21 dichtet. Eine Druckdichtung 213,
die eine zusammendrückbare,
elastische Scheibe ist, ist zwischen dem Plattenteil 22 und
dem Wandteil 21 vorgesehen. Die äußere Tür 22 wird gegen den
Wandteil 21 durch eine herkömmliche Klemmeinrichtung 214 gehalten.
Wenn die Klemmeinrichtung 214 gelöst wird, ist die äußere Tür 22 vollständig von
dem Wandteil 21 entfernbar, um ein weites Öffnen, den
Zugang zu der Türöffnung,
und wie unten beschrieben werden wird, den Eingriff des Verbinderkörpers 11 mit
dem Wandteil 21 zu erleichtern.
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Die
innere Tür 23 ist
dichtend mit der inneren Oberfläche
des Wandteils 21 des Fachs um die Türöffnung 211 herum in
Eingriff bringbar. Die innere Tür 23 weist
einen Dichtungsflansch 231 auf, der mit einer entsprechenden
Gegenoberfläche
des Wandteils 21 zusammenpasst, und weist eine konvex konische Flanschoberfläche 232 auf,
mit der Druckdichtung 213 zwischen dem Dichtungsflansch 231 und
der Oberfläche
des Wandteils 21.
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Die
innere Tür 23 ist
mit dem Wandteil 21 durch im Allgemeinen herkömmliche
Bajonett-Verbindungsteile 216, 233, an dem Wandteil 21 beziehungsweise
der inneren Tür 23,
in Eingriff bringbar. Der Eingriff der Bajonett-Verbindungsteile 216, 233 umfasst
die Präsentation
der Teile 216, 233 zusammen, einen Längseingriff
(d.h. Bewegung der Tür 23 nach
links, wie in 2 gezeigt, zu dem Wandteil 21) der
Teile 216, 233, dann eine Drehbewegung (d.h. um
eine Drehachse, die von links nach rechts verläuft, wie in 2 gezeigt)
der Teile 216, 233, um sie auf eine herkömmliche
Bajonett-Verbindungsart festzusetzen. Die innere Tür 23 ist
vollständig
von dem Wandteil 21 entfernbar, um ein weites Öffnen, den Zugang
zu der Türöffnung 211,
und die Handhabung innerhalb des Fachs zu erleichtern.
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Die
innere Tür 23 weist
einen Umhüllungsteil 234 mit
einer im Allgemeinen Rohr-artigen Form auf, mit einem offenen Ende 235,
das, wenn sich die innere Tür 23 mit
dem Wandteil 21 im Eingriff befindet, dem Wandteil 21 zugewandt
ist, und einem gegenüberliegenden
geschlossenen Ende 236. Wie unten gesehen werden wird,
kann der Umhüllungsteil 234 über die
Abdeckung 12 passen und sie umschließen, wenn sich der Verbinderkörper 11 plus
im Eingriff befindlicher Abdeckung 12 mit der Türöffnung 21 im Eingriff
befindet.
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Der
Umhüllungsteil 23 ist
mit der Abdeckung 12 über
lösbar
in Eingriff bringbare Greifbacken 237 in Eingriff bringbar,
die sich angrenzend an das geschlossene Ende 236 des Umhüllungsteils
befinden, und die den Eingriffsteil 127 an der Abdeckung 12 greifen
können.
Die Backen 237 sind mittels eines Bediengriffes 238 innerhalb
des Fachs bedienbar. Der Bediengriff 238 betreibt die Backen 237 mittels einer
Zahneingriffsanordnung 239. Der Bediengriff 238 erleichtert
auch die Anwendung der Drehkraft auf die innere Tür 23 vom
Inneren des Fachs aus, um dadurch die Bajonett-Verbindung 216, 233 zu
bedienen. Der Umhüllungsteil 23 weist
auch innere Antidreh-Rippen 128 an seiner inneren Oberfläche auf. Die
detaillierte Bedienung des Griffs 238 und der Backen 237 wird
später
beschrieben.
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Es
wird gezeigt, dass die einzelne Druckdichtung 213 eine
Dichtung zwischen der äußeren Tür 22 und
dem Wandteil 21, zwischen der inneren Tür 23 und dem Wandteil 21,
und (wie unten zu sehen ist) zwischen dem Verbinderkörper 11 und
dem Wandteil 21 ausbildet. Dies wird durch eine Scheibe 213 mit
im Wesentlichen einer „U"-Schnittform , wie in 2 zu
sehen ist, erreicht, so dass der Umfang der Türöffnung 211 in die
Aushöhlung
des „U" passt, ein Schenkel
des „U" eine flache Dichtungsoberfläche für die äußere Tür 22 schafft,
und die Konvexität der äußeren Biegung
des „U" derart geformt ist,
dass sie zwei entgegengesetzt zugewandte, Basis-an-Basis konische
Dichtungsoberflächen 213A und 213B ausbildet,
die sich an einer Kantenlinie 213C treffen und mit den
konischen Flanschoberflächen 115, 232 des
Verbinderkörpers 11 und
der inneren Tür 23 zusammenpassen.
Die Kegelwinkel der Oberflächen der
Dichtung 213 betragen ca. 40°.
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Jetzt
wird ein Verfahren zur Verwendung der oben beschriebenen Komponenten
des Systems dieser Erfindung beschrieben.
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Die
erste Stufe eines Verfahrens des Transfers einer Flüssigkeit
zwischen der Innenseite und der Außenseite des Fachs, welches
das System der Erfindung verwendet, umfasst die Sterilisierung des Inneren
der Umschließung 16 innerhalb
der Anordnung von Verbinderkörper 11 und
Abdeckung 12, und folglich des Anschlusses 13,
während
die Abdeckung 12 und der Körper 11 zusammengebaut
sind, wie in den 1C bis 1E gezeigt,
was über
herkömmliche
Einrichtungen, z.B. Autoklavieren oder Strahlung usw., erreicht
werden kann. Die Anordnung von Körper 11 und
Abdeckung 12 kann alternativ in einer vor-sterilisierten
Form vorgesehen werden.
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Die 3 bis 11 zeigen
sequentiell die üblichen
Schritte, die das Verwendungsverfahren umfasst.
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Wie
in 3 gezeigt, wird die innere Tür 23 mit dem Wandteil 21 des
Fachs über
die Bajonett-Verbindungsteile 216, 233 gedichtet,
wobei eine Dichtung zwischen den Flanschoberflächen 231, 232 und
der Druckdichtung 213 ausgebildet wird. Eine Drehung, um
die Bajonett-Verbindung zu bedienen, wird durch den Griff 283 angewandt
gezeigt. Die äußere Tür 22 verbleibt
geschlossen. Der Griff 238 kann, wie in 2 und 3,
senkrecht zu der Drehachse der Bajonett-Verbindung 216, 233 ausgerichtet
sein, um zuzulassen, dass eine bequeme Bedienkraft angewandt wird.
Eine Feder 2310 hilft dabei, den Griff 238 in
dieser Ausrichtung zu halten. Diese Ausrichtung kann für den Nutzer
deutlich sichtbar gemacht werden, und kann als eine Anzeige für den Status
des Systems verwendet werden. Normalerweise wird das Innere 20 des
Fachs steril gehalten.
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Die 4 und 5 zeigen
den Eingriff der Anordnung von Verbinderkörper 11 und Abdeckung 12 mit
der inneren Tür 23.
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Unter
Bezugnahme auf 4, wurde die äußere Türöffnung 211 durch
ein außer
Eingriff bringen der Klemmen 214, und einer vollständigen Entfernung
der Platte 22, geöffnet.
Ein flexibles PTFE-Flüssigkeits-Übertragungsrohr 41 wurde
an den Clip 42 angebracht, um das Ende 133 des
Rohrs 131 zu öffnen.
Die Innenseite des Rohrs 41 wurde auch auf eine herkömmliche
Art vor der Verbindung mit dem Rohr 131 sterilisiert, um
dadurch eine sterile Kommunikationslinie zwischen dem Rohr 41 und
dem Rohr 131 zu errichten. Die Verbindung der Rohre 133 und 41 kann
in einem getrennten sterilen Handschuhkasten (nicht gezeigt) durchgeführt werden.
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Die
Mutter 15 und das Band 14 wurden von der Anordnung
von Körper 11 und
Abdeckung 12 entfernt, und die Anordnung 11, 12 wird
präsentiert,
um die Türöffnung 211 zu öffnen. Die
Backen 237 sind offen.
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Unter
Bezugnahme auf 5, wurde die Anordnung 11, 12 mit
der Türöffnung 211 in
Eingriff gebracht. Die konische Flanschoberfläche 115 hat gegen
die Gegenoberfläche
der Scheibe 213 gedichtet. Die Klemmen 214 wurden
verwendet, um die Anordnung 11, 12 sicher zu klemmen,
und sie damit gegen den Wandteil 21 zu dichten.
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Die
Abdeckung 12 ist innerhalb des Umhüllungsteils 23 dicht
umschlossen, mit dem Eingriffsteil 127 angrenzend an die
und im Eingriff der Backen 237. Der Umhüllungsteil 23 dichtet
gegen die Außenseite
der Abdeckung 12, um die Teile 17 der Abdeckung 12 zu
umschließen,
die vor dem Eingriff des Verbinderkörpers 11 mit der Türöffnung 211 der
Umgebung außerhalb
des Behälters
ausgesetzt waren. Diese Teile der Abdeckung sind diejenigen rechts
der Dichtung 126 in der in den 1C, 1D und 1E gezeigten
Anordnung. Da die Abdeckung 12 die oben beschriebene Rohr-artige
Form aufweist, ist der Umhüllungsteil 234 in
der Form einer Hülse
mit einer inneren Form und Größe, die
im Allgemeinen der äußeren Form
der Abdeckung 12 entspricht, so dass die Abdeckung 12 eine
sich dicht anpassende Passung innerhalb des Umhüllungsteils 124 ist,
und sich ruhig längs
(d.h. entlang der rechts-links Richtung wie gezeigt) innerhalb des
Umhüllungsteils 23 bewegen
kann.
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Eine
Dichtung zwischen dem Umhüllungsteil 234 und
der Abdeckung 12 wird durch die Druckdichtung 126 erreicht,
die derart positioniert ist, dass sie zwischen dem Umhüllungsteil 234 und
der Abdeckung 12 ist, wenn die innere Tür 23 und die Abdeckung 12 in
Eingriff gelangen, und derart, dass wenn sich die Unteranordnung
von Verbinderkörper 11 und Abdeckung 12 mit
dem Wandteil 21 im Eingriff befindet, die Druckdichtung 126 zwischen
der Abdeckung 12 und der inneren Tür 23 zusammengedrückt wird. Der
Flansch 232 weist eine zweite konische Gegenoberfläche 2313 auf,
und diese Oberfläche 2313 passt mit
der Oberfläche 126A zusammen,
um die Dichtung zwischen dem Umhüllungsteil 234 und
der Abdeckung 12 vorzusehen. Der Umhüllungsteil 234 dichtet
um die Abdeckung 12 an dem offenen Ende 235 des
Umhüllungsteils 234,
wobei der Großteil
der Abdeckung 12 innerhalb des Umhüllungsteils 234 umschlossen
ist. Auf diese Art bildet der Umhüllungsteil 234 der
inneren Tür 23,
wenn er sich mit der Abdeckung 12 im Eingriff befindet,
zusammen mit der Abdeckung 12 eine Umschließung 51 aus,
welche die Teile der Abdeckung 12 umschließt, die
vor dem Eingriff des Verbinderkörpers 11 mit
der Türöffnung 21 der
Umgebung außerhalb
des Behälters
ausgesetzt waren.
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Es
ist zu sehen, dass die einzelne Dichtungsscheibe 213 entgegengesetzt
zugewandte, Basis-an-Basis konische Dichtungsoberflächen 213A, 213B,
zwischen dem Wandteil 21 und dem Flansch 115 des
Verbinderkörpers 11,
beziehungsweise zwischen dem Wandteil 21 und dem Flansch 232 der
inneren Tür 23,
aufweist, mit einer ersten Linie 213C, wo sich die zwei
Basis-an-Basis konischen Oberflächen
treffen. Die Dichtungsscheibe 126 zwischen dem Verbinderkörper 11 und
der Abdeckung 12 weist auch zwei Basis-an-Basis konische
Dichtungsoberflächen 126A, 126B auf,
mit einer zweiten Linie 126C, wo sich die zwei Basis-an-Basis
konischen Oberflächen
treffen. Wenn sich der Verbinderkörper 11 mit dem Wandteil 21 im
Eingriff befindet, und sich die innere Tür 23 mit der Abdeckung 12 im
Eingriff befindet, treffen die ersten und zweiten Linien 213C und 126C zusammen,
und definieren eine Sicherheitsdichtungslinie zwischen der Umgebung
außerhalb
des Fachs und der, zum Beispiel sterilen, Umgebung 20 im
Fach.
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Die
innere Oberfläche
des Umhüllungsteils 234 und
die äußere Oberfläche der
Abdeckung 12 weisen jeweilige Oberflächenteile 128 und 2311 auf, in
der Form von zusammenwirkenden Oberflächenrippen, die zusammenwirken,
um einen Nicht-Dreh-Eingriff zu schaffen, so dass, wenn der Umhüllungsteil 234 gedreht
wird, die Rippen 128, 2311 aneinanderstoßen, so
dass sich die Abdeckung 12 auch dreht.
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Wie
in 4 gesehen werden kann, wurde vor dem Eintritt
der Abdeckung 12 der Griff 238 bedient, um ihn
in die gezeigte Position zu bewegen, in der die Backen 237 offen
sind, d.h. aus der senkrechten Ausrichtung heraus und in eine Ausrichtung
ungefähr
parallel zu der Achse der Hülsen
hinein. Der Griff 238 wird bei 2312 geschwenkt.
Dies schafft ein weiteres Sicherheitsmerkmal dahingehend, dass es mit
dem Griff 238 in dieser Position sehr schwierig ist, den
Griff unbeabsichtigt zu drehen und die innere Tür zu öffnen. Der Griff 238 wird
in jeder der Positionen, die in 5 beziehungsweise 6 gezeigt
werden, durch die Spannfeder 2313 stabilisiert. Die Position des
Griffs 238 kann auch einem Bediener des Systems deutlich
sichtbar gemacht werden.
-
Unter
Bezugnahme auf die 6 und 7, mit dem
System wie in 5 gezeigt im Eingriff, wird der
Griff 238 durch den Bediener an die Position senkrecht
zu der Achse der Hülse 113 zurückgebracht,
um die Backen 237 um den Eingriffsteil 127 herum
zu schließen.
Der Mechanismus der Backen 237 wird nicht im Detail gezeigt,
aber die Backen 237 schwimmen an der Antriebswelle, welche
sie mit dem Griff 238 verbindet, und sind federbelastet.
Dies ermöglicht,
dass die Backen 237 Druck an den Eingriffsteil 127 über die
Federlast aufbringen, so dass die Backen 237 eine Vielzahl
von Formen der Eingriffsteile 127 aufnehmen können, und
auch zulassen, dass sich der Griff 238 durch 90° zwischen
den extremen Positionen bewegt, die in 5 beziehungsweise
in 6 gezeigt werden, ungeachtet der Form des Eingriffsteils 127.
Da der Griff 238 in die in 6 gezeigte
Position bewegt wird, ziehen die Backen 237 auch an dem
Eingriffsteil 127, um die Dichtung 126 dicht gegen
die Flanschoberfläche 2313 des
Umhüllungsteils 23 zu
ziehen, um dadurch eine dichte Dichtung zwischen der Abdeckung 12 und dem
Umhüllungsteil 23 auszubilden.
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Wie
in 7 zu sehen ist, wird der Griff 238 bedient,
um die innere Tür 23 relativ
zu dem Wandteil 21 zu drehen, und um die Bajonett-Verbindung 216, 233 außer Eingriff
zu bringen. Die Steigung der Bajonett-Verbindung 216, 233 ist
die gleiche wie die der Schraubgewinde 116, 125,
so dass das Ausmaß der Drehung
der inneren Tür 23,
das benötigt
wird, um die Bajonett-Verbindung 216, 233 außer Eingriff
zu bringen, ausreicht, um ein außer Eingriff bringen der Schraubgewinde 116, 125 zu
bewirken, und folglich den Körper 11 und
die Abdeckung 12 außer
Eingriff bringt. Zur gleichen Zeit bringt die Federlast der Backen 237 eine
starke Zugkraft auf die Abdeckung auf, mittels der Eingriffseinrichtung 127,
um die Dichtung 126 fest zusammengedrückt gegen die Flanschoberfläche 232 zu
halten. Dies hält
auch die Abdeckung 12, die sich mit dem Umhüllungsteil 234 der
inneren Tür 23 im
Eingriff befindet, in einer festen, insbesondere nicht gedrehten,
Ausrichtung, so dass, wenn, wie es unten gezeigt wird, die innere
Tür 23 wieder mit
dem Wandteil 21 in Eingriff gebracht wird, die Gewinde 116, 125 richtig
ausgerichtet bleiben, damit die Abdeckungshülse 124 mit der Körperhülse 113 in Eingriff
bringbar ist.
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Es
ist zu sehen, dass sich die Anordnung von Körper 11 und Wandteil 21 mit
der Anordnung von Abdeckung 12 und innerer Tür 23 an
der zusammentreffenden Linie 213C-126C (auf-)
spaltet. Die Sicherheitsdichtungslinie über der Oberfläche der
Dichtung 126 an der Verbindung der ersten und zweiten Linien 213C und 126C definiert
die Linie zwischen den Teilen der Abdeckung (einschließlich Dichtung 126),
die von der Außenumgebung
innerhalb der Umschließung 16 isoliert
wurden, und somit steril sind, und denjenigen Teilen 17 der
Abdeckung, die der Umgebungsumgebung ausgesetzt wurden, und von
der sterilen Umgebung innerhalb des Fachs mittels des Umhüllungsteils 234 isoliert
wurden. Deshalb wird eine Sterilität innerhalb des Fachs während des
Verbindens der Anordnung von Körper 11 und
Abdeckung 12 beibehalten.
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Unter
Bezugnahme auf 8, wird die innere Tür 23,
mit der im Eingriff befindlichen Abdeckung 12, jetzt von
dem Wandteil 21, durch ein außer Eingriff bringen der Bajonett-Verbindung 216, 233,
außer Eingriff
gebracht, und wird vollständig
von dem Wandteil 21 entfernt, wobei sie die Abdeckung 12 teilweise
umschlossen in ihr trägt.
Es ist zu sehen, dass die Anordnung der Abdeckung 12 und
der inneren Tür 23 einen
Spalt bzw. eine Teilung mit der Anordnung von Körper 11 und Wandteil 21 an
der einzelnen Sicherheitslinie zwischen den Linien 213C und 126C aufweist.
Ein Flüssigkeits-Übertragungsrohr
wurde mit dem Clip 82 an dem inneren Ende 132 des
Rohrs 131 angebracht. Mit beiden Rohren 41 und 81 an dem
Rohr 131 angebracht, kann eine Flüssigkeit von der Außenseite
des Fachs zu der Innenseite, oder umgekehrt, transferiert werden.
Das Rohr 81 kann unabhängig
sterilisiert und in das Innere 20 des Fachs transferiert
werden, z.B. mittels einem zweiten Luftverschluss-Eingangsanschluss
(nicht gezeigt).
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Ein
Sicherheitsmerkmal, das ein Mechanismus (nicht gezeigt) ist, um
zu verhindern, dass beide, die äußeren und
inneren Türen 22, 23 gleichzeitig
offen sind, falls sich ein Verbinderkörper 11 nicht dichtend
mit dem Wandteil 21 im Eingriff befindet, kann im Zusammenhang
mit der zuletzt beschriebenen Stufe verwendet werden.
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Unter
Bezugnahme auf die 9 und 10, zeigt
dieses das erneute in Eingriff bringen der inneren Tür 23 mittels
der Bajonett-Verbindung 216, 233 mit dem Wandteil 21 an
der Türöffnung 21. In 9 wurde
die innere Tür 23 wieder
mit dem Wandteil 21 durch einen umkehrten Ablauf, wie der oben
Beschriebene, in Eingriff gebracht. Die Bajonett-Verbindung 216, 233 wurde
zuerst längs
wieder in Eingriff gebracht. Der Griff 238 ist in der senkrechten
Ausrichtung zu der Drehachse der Gewinde, um die Drehung der inneren
Tür 23 zu
erleichtern, um dadurch beides zu machen, die Bajonett-Verbindung 216, 233 in
Eingriff zu bringen und das Schraubgewinde 125 relativ
zu dem Schraubgewinde 116 zu drehen, um sie in Eingriff
zu bringen. Der Griff 238 wird bedient, um die innere Tür 23 relativ
zu dem Wandteil 21 zu drehen, um die Bajonett-Verbindung 216, 233 wieder
in Eingriff zu bringen. Wie oben erwähnt, garantieren die Backen 237 und Nicht-Dreh-Eingriffsteile 128, 2311,
dass sich die Abdeckung 12 in einer geeigneten Ausrichtung
für die Gewinde 116, 125,
um in den Eingriff zu gelangen, befindet, da die Abdeckungshülse 124 wieder
in die Körperhülse 113 eingeführt ist.
Da die Steigung der Bajonett-Verbindung 216, 233 die
gleiche wie die der Schraubgewinde 116, 125 ist,
sind die Gewinde 116, 125 zur gleichen Zeit vollständig im
Eingriff wie die Bajonett-Verbindung 216, 233 im
Eingriff ist. Da die Abdeckungshülse 124 dadurch
längs innerhalb
der Körperhülse 113 ausgerichtet
ist, wird die Dichtung 126 zurück in eine Gegendichtung mit
der Oberfläche 116 geleitet,
und die Linien 126C und 213C treffen zusammen,
um wieder die Sicherheitslinie auszubilden.
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In 10 wurde
der Griff 238 durch eine Bewegung in seine nicht senkrechte
Ausrichtung betätigt,
um die Backen 237 zu öffnen
und dadurch den Eingriffsteil 127 der Abdeckung 12 zu
lösen.
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Unter
Bezugnahme auf 11, wurden die Klemmen 214 geöffnet, wodurch
zugelassen wird, dass die Anordnung von Körper 11 und 12 von
der Türöffnung 211 entfernt
wird. Die Rückhaltemutter 15 kann
für die
Sicherheit ausgetauscht werden, und die äußere Tür 22 (nicht gezeigt)
kann nun ausgetauscht werden. Es ist zu sehen, dass die Anordnung
von Verbinderkörper 11 und
Wandteil 21, und die Anordnung von Abdeckung 12 und
innerer Tür 23,
sich an der Linie 126C, 213C spalten, wobei sie
eine einzelne Sicherheitslinie definieren. Diese Sicherheitslinie ist
die Linie 126C der Dichtung zwischen dem Verbinderkörper 11 und
der Abdeckung 12, die Linie 213C der Dichtung
zwischen der Abdeckung 12 und der im Eingriff befindlichen
inneren Tür 23,
die Linie 126C der Dichtung zwischen dem Verbinderkörper 11 und Wandteil 21,
und die Linie 213C zwischen der inneren Tür 23 und
dem Wandteil 21, die alle zusammentreffen, um eine Sicherheitsdichtungslinie
zu definieren.