用于灭菌焊接的设备制造技术

本文公开了系统和方法，所述方法包括：产生等离子处理并将所述等离子处理应用于无菌环境中的第一型材和第二型材的端部接触表面；操纵所述第一型材和所述第二型材中的至少一者以使所述第一型材的所述端部接触表面与所述第二型材的所述端部接触表面之间强制接触，以将所述第一型材和所述第二型材的所述端部接触表面永久地连接、接合或焊接在一起，从而在所述第一型材与所述第二型材之间形成无菌连接。连接。连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于灭菌焊接的设备

技术介绍

[0001]无菌连接用于连接各种型材以递送和去除流体。此类无菌连接可以用于包括医疗行业和制药行业的多种行业。热塑性弹性体和热固性弹性体通常用于此类应用，因为这些弹性体是无毒、柔韧、热稳定的、具有较低的化学反应性，并且能够以各种尺寸生产。在许多实例中，需要连接两个不同的型材以形成无菌流体连接。不幸的是，使用高温方法的传统焊接设备不能有效地将热固性弹性体(诸如不能熔化的有机硅弹性体)接合到另一种热固性弹性体或其他聚合物材料。进一步地，接合这些材料也对保持连接处的无菌性提出了挑战。

技术实现思路

[0002]本公开总体上涉及一种等离子焊接设备和多种方法，该方法用于优选在无菌环境中将等离子处理应用于第一型材和第二型材的端部接触表面；操纵第一型材和第二型材中的至少一者以使第一型材的端部接触表面与第二型材的端部接触表面之间强制接触，以将第一型材和第二型材的端部接触表面永久地连接、接合或焊接在一起，从而在第一型材与第二型材之间形成无菌连接。
附图说明
[0003]为了更详细地理解实现实施例的特征和优点的方式，可以参考附图中示出的实施例进行更全面的描述。然而，附图仅示出了一些实施例，因此不应认为是对范围的限制，因为可能存在其他同样有效的实施例。
[0004]图1为根据本公开的一个实施例的等离子焊接设备的示意图。
[0005]图2为根据本公开的一个实施例的机械运动模块的示意图。
[0006]图3为根据本公开的一个实施例的机械运动模块的示意图。
[0007]图4示出了用于等离子焊接的处于打开位置的第一型材和第二型材。
[0008]图5示出了在第一型材和第二型材中的每一者的远端端部的闭合位置的用于等离子焊接的第一型材和第二型材。
[0009]图6示出了在远离第一型材和第二型材中的每一者的远端端部的闭合位置的用于等离子焊接的第一型材和第二型材。
[0010]图7为根据本公开的一个实施例的操作等离子焊接设备的方法的流程图。
[0011]图8A至图8G为根据本公开的一个实施例的机械运动模块的示意图，并且示出了操作焊接设备中的机械运动模块的各个步骤。
[0012]图9为根据本公开的另一实施例的机械运动模块的示意图。
[0013]图10为根据本公开的一个实施例的机械运动模块的一部分的示意图。
[0014]在不同附图中，使用相同的参考符号来指示相似或相同的项。
具体实施方式
[0015]图1示出了根据本公开的一个实施例的等离子焊接设备100的示意图。最通常地，
等离子焊接设备100可以配置为在无菌环境中接合两个型材(例如，管、软管或具有可以通过其运送、泵送或以其他方式输送流体的内腔的其他形状或结构)。两个型材的接合可以通过经过表面活化处理将第一型材的第一端部与第二型材的第二端部同时焊接来完成。当第一型材的第一端部与第二型材的第二端部直接接触时，表面活化处理将第一型材的第一端部与第二型材的第二端部同时地和化学地焊接在一起。任何表面活化处理被设想并且包括处理向第一型材、第二型材或它们的组合的表面的输入能量。在一个实施例中，处理输入能量通过波辐射、特定辐射或它们的组合来完成。在一个实施例中，波辐射包括设想的任何波辐射，诸如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ辐射或它们的组合。在特定实施例中，波辐射包括微波、紫外线、X射线、γ辐射或它们的组合。在一个实施例中，粒子辐射包括α辐射、β辐射、带电离子、中子辐射或它们的组合。表面活化处理在两个型材之间提供有效的密封。
[0016]等离子焊接设备100通常可以包括操作室102、等离子发生器104、机械运动模块106和控制系统108。操作室102通常可以包括限定基本上密封的内部环境110的封装件，在该内部环境中可发生第一型材112和第二型材114的无菌切割和/或等离子焊接操作。等离子发生器104通常可以配置为通过操作室102内的等离子处理(例如，电晕处理、C
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处理、火焰处理、离子处理、等离子处理或它们的组合)生成离子化的粒子，该等离子处理可以选择性地应用于第一型材112和第二型材114以活化第一型材112和第二型材114的端部接触表面上的材料。机械运动模块106通常可以配置为轴向或以其他方式对齐第一型材112和第二型材114和/或使第一型材112与第二型材114的端部接触表面之间强制接触，从而使第一型材112和第二型材114的端部接触表面连接、接合或焊接在一起。控制系统108通常可以包括用户界面116和多个传感器118、指示器、仪表或它们的组合，以便于等离子焊接工序的控制、监测和操作。
[0017]应当理解，使用高温方法的传统焊接设备不能有效地将热固性弹性体(诸如不能熔化的有机硅弹性体)接合到另一种热固性弹性体或其他聚合物材料。然而，等离子焊接设备100配置为连接、接合或焊接多种材料。在一些实施例中，第一型材和第二型材中的至少一者可以由聚合物材料形成。然而，在一些实施例中，第一型材和第二型材两者都可以由聚合物材料形成。因此，在一些实施例中，第一型材和第二型材可以由相同的聚合物材料形成。在其他实施例中，第一型材和第二型材可以由不同的聚合物材料形成。在一些实施例中，第一型材和第二型材可以由热塑性弹性体、热固性弹性体或它们的组合形成。进一步地，在一些实施例中，第一型材和/或第二型材的热塑性弹性体可以包括聚苯乙烯、聚酯、有机硅共聚物、有机硅热塑性硫化橡胶、共聚酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烃、聚醚
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酯共聚物、热塑性聚氨酯、聚醚酰胺嵌段共聚物、聚酰胺共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、热塑性硫化橡胶、离聚物、聚甲醛(POM)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、缩醛、丙烯酸、聚氯乙烯(PVC)、共混物或它们的组合。在一些实施例中，第一型材和/或第二型材的热固性弹性体可以包括有机硅弹性体、二烯弹性体、丁基橡胶、天然橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、共混物或它们的组合。
[0018]在一些实施例中，操作室102可以包括限定基本上密封的内部环境110的封装件，该内部环境与诸如洁净室120的外部环境和/或洁净室120外的环境气氛122和/或诸如医疗设施的结构分离。在一些实施例中，操作室102可以配置为至少部分地容纳第一型材112和
第二型材114以便于无菌切割和/或等离子焊接操作。然而，为了在操作室102内保持无菌的内部环境110，操作室102可以配置为当第一型材112和第二型材114被容纳在操作室102内并从其中部分突出时保持液密密封。因此，在一些实施例中，操作室可以起到将等离子或等离子处理限制在内部环境110内的作用。
[0019]在一些实施例中，操作室102可以包括至少一个透明表面124，通过该透明表面可以看到第一型材112和第二型材114。在其他实施例中，操作室102可以包括多个透明表面124，通过这些透明表面可以看到第一型材112和第二型材114。在又一些实施例中，操作室102可以由透明材料(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子焊接设备，所述等离子焊接设备包括：操作室；以及等离子发生器，所述等离子发生器具有至少一个等离子头，所述等离子头设置在所述操作室内，并且靠近所述操作室内的第一型材的端部接触表面和所述操作室内的第二型材的端部接触表面，其中所述等离子头配置为对所述第一型材和所述第二型材的所述端部接触表面应用等离子处理，以接合所述第一型材和所述第二型材。2.根据权利要求1所述的等离子焊接设备，其中所述第一型材和所述第二型材由热塑性弹性体、热固性弹性体或它们的组合形成。3.根据权利要求2所述的等离子焊接设备，其中所述热塑性弹性体包括聚苯乙烯、聚酯、有机硅共聚物、有机硅热塑性硫化橡胶、共聚酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烃、聚醚
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酯共聚物、热塑性聚氨酯、聚醚酰胺嵌段共聚物、聚酰胺共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、热塑性硫化橡胶、离聚物、聚甲醛(POM)、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯(ABS)、缩醛、丙烯酸、聚氯乙烯(PVC)、共混物或它们的组合，并且其中所述热固性弹性体包括有机硅弹性体、二烯弹性体、丁基橡胶、天然橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、共混物或它们的组合。4.根据权利要求1所述的等离子焊接设备，其中所述操作室形成基本上密封的环境，并且其中所述操作室将所述等离子处理限制在所述基本上密封的环境内。5.根据权利要求1所述的等离子焊接设备，其中在应用所述等离子处理期间防止所述操作室的打开或移除。6.根据权利要求1所述的等离子焊接设备，其中所述等离子发生器包括气体供应源和电力供应源。7.根据权利要求6所述的等离子焊接设备，其中所述气体供应源包括大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑烽，雷切尔，
申请(专利权)人：美国圣戈班性能塑料公司，
类型：发明
国别省市：