專利名稱：用于制造過濾單元的方法及相關設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造過濾單元的方法，所述過濾單元尤其用 于例如在涉及麻醉、重病特別護理和心臟外科手術的領域中的生物醫(yī) 學管線。
背景技術：
例如一次性使用類型的過濾單元是已知的，其具有由兩個部件或 殼體構成的本體的外觀，在所述兩個部件或殼體之間插置有過濾元件， 這些部件或殼體被相互地組裝并密封。
依據(jù)具體的構造要求，過濾元件可以具有多種形狀，例如，打褶 的扁平或圓形形狀或其它形狀。
如所提及的那樣，所述本體借助兩個殼體提供，所述兩個殼體通
過模制熱塑性材料而獲得第一殼體，所述第一殼體例如由例如凹魯 爾(Luer-Lok)式的第一管狀連接器構成，在所述第一殼體中有用于 流體通過的開口，并且所述第一殼體徑向地擴展成第一環(huán)形凸緣；和 第二殼體，所述第二殼體由例如凸魯爾式的第二管狀連接器構成，在
所述第二殼體中有用于流體通過的開口 ，并且所述第二殼體徑向地擴 展成第二環(huán)形凸緣或者具有其它形狀。
兩個管狀連接器設計成連接到例如用于血液透析或其它目的的生 物醫(yī)學管線的管。
待通過過濾單元過濾的流體必要地必須通過基于膜的過濾元件的 密集網(wǎng)眼之間，由此凈化粗粒的雜質(zhì)。
第一殼體和第二殼體實際上組裝成使得相應的凸緣相互面對，并 且使得基于膜的過濾元件插置在第一殼體和第二殼體之間，從而提供 了用于流體的強制通路。目前使用的將過濾元件固定到兩個殼體的主要技術是借助于熱熔 性聚合粘接劑或聚氨酯樹脂將過濾元件膠合到每個所述殼體上，所述 熱熔性聚合粘接劑或聚氨酯樹脂可以預先用離心機分離。目前使用的 另一種技術是借助于超聲波或者通過加熱(利用加熱燈或其它輻射體 加熱殼體的一部分，隨后將基于膜的過濾元件嵌入到由此被加熱并變 成部分成流體的殼體的那一部分中)而將過濾元件焊接到每個殼體上。
一旦過濾元件已經(jīng)被固定到兩個殼體上，則兩個殼體通過多種已 知的方法相互地組裝并密封，所述多種已知的方法包括，例如，通過 熱熔性粘接劑焊接、超聲波焊接、膠合以及在殼體的接合線處包覆模
制(overmolding )熱塑性材料。
然而，用于提供已知類型的過濾單元的方法，尤其用于將過濾元 件固定到過濾本體的殼體的這些技術不是沒有缺點，這些缺點包括以 下事實使用熱熔性粘接劑或聚氨酯樹脂來將基于膜的過濾元件固定 到殼體并不能確保接合部具有足夠的機械強度和耐熱性，因此所述接 合部將會快速且不可預測的劣化。
使用超聲波焊接或者借助于燈或其它輻射體加熱支撐部而將過濾 元件固定到過濾單元本體的殼體的技術也不是沒有缺點；然而，雖然 這些技術仍確保過濾元件與殼體之間的接合部具有高的機械強度和耐 熱性(從而確保過濾單元具有高的機械強度和耐熱性)，但是為了執(zhí) 行這些技術，需要較長的加熱時間。
另外，在用于將過濾元件固定到殼體的這些最新技術中所觀察到 的另一個缺點是與以下有關用于對殼體的選擇用于固定過濾元件的 一部分殼體進行輩巴向加熱(targeted heating )的設備需要過多的成本。
這些已知的技術中的另一個缺點在于，由于在用于形成殼體的步 驟之后進行加熱，所以會發(fā)生殼體尺寸的變化，因此可能會在殼體中 形成熱應力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是通過提供一種用于制造例如用于生物醫(yī)學用途的過濾單元的方法而消除背景技術的在上文中提到的缺點，所述方法允 許在過濾元件與封殼之間形成接合部，因此，即使當過濾元件的幾何 結構特別復雜時，過濾單元也具有高的機械強度和耐熱性。
在該目標內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的方法的目的是在過濾元件與封殼之間 提供接合部，所述接合部具有快速的生產(chǎn)時間并且實際上容易執(zhí)行， 從而提高了用于制造所述過濾單元的過程的效率。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另 一個目的是在過濾元件與封殼之間提供接 合部，所述接合部維持與殼體本身相同的結構特征、機械特征、熱特 征和生物適應性特征。
又一個目的是減少由于加熱用于過濾元件與封殼之間的接合部的 熱塑性材料而導致的成本，從而使用于提供所述接合部的過程最優(yōu)化。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種簡單的、實際上較容易提供的、 使用安全的、操作有效的、并且具有相對低的成本的方法。
通過本發(fā)明的用于制造例如用于生物醫(yī)學用途等的過濾單元的方 法，實現(xiàn)了該目標以及這些目的以及在下文中變得更加明顯的其它目 的，所述過濾單元由能夠相互地組裝的至少一個盒狀封殼和至少一個
過濾元件構成，其特征在于，所述方法包括在至少一個座部中注射 處于流體狀態(tài)的至少一個固位元件(retension element)的步驟，其中 所述至少一個座部與所述盒狀封殼相聯(lián)，用于容納所述過濾元件；在 保持處于流體狀態(tài)的所述固位元件的至少一個部分中嵌入所述過濾元 件的至少一個端部的至少一個步驟，并且，所述方法包括使所述固位 元件凝固以將所述過濾元件鎖定在所述座部中的步驟，所述固位元件 是能夠通過加熱注射而施加到所述座部的至少一個預設的封閉容積中 的熱塑性聚合材料。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將從以下對在附圖中以非限制性例子的 方式例示的設備的優(yōu)選但不排外的實施例的詳細描述而變得更加明 顯，其中所述設備用于實施制造用于生物醫(yī)學用途等的過濾單元的方法，其中
圖1是在注射固位元件的步驟之前根據(jù)本發(fā)明的設備的剖視側視
圖2是在注射步驟已經(jīng)結束之后的圖1的剖視側視圖3是圖2的透視剖視側視圖4是在嵌入過濾元件的步驟之前的封殼的剖視圖5是在嵌入和凝固步驟期間的封殼的剖視圖6是通過根據(jù)本發(fā)明的方法和設備提供的過濾單元的透視圖7是圖6的剖視圖。
具體實施例方式
參照附圖，附圖標記1總體上表示用于制造過濾單元的設備，所 述過濾單元例如用于生物醫(yī)學用途等，其總體上由附圖標記2表示。 具體地，過濾單元2總體上由盒狀封殼3和過濾元件4構成，其中盒 狀封殼3和過濾元件4能夠相互組裝。
過濾元件4例如是扁平或圓形的打褶的基于膜的過濾器，其由聚 丙烯和/或聚酯和/或尼龍制成。
在優(yōu)選但不排外的實施例中，封殼3被分成分別由3'和3"表示的 第一殼體和第二殼體，所述第一殼體和第二殼體分別連接至用于待過 濾的液體或氣體的進入管和排出管，在所述第一殼體和第二殼體之間 插置有過濾元件4,以過濾流體。通常，通過加熱模制熱塑性聚合材 料而提供封殼3。
封殼3的殼體3'和3"中的每一個都包括用于容納元件6的至少一個 座部5，所述元件6用于保持過濾元件4,所述座部形成在封殼的至少 一個部分中，并且依據(jù)過濾單元2的結構要求而具有不同的幾何結構。
具體地，固位元件6由熱塑性聚合材料制成，該熱塑性聚合材料 例如是聚碳酸酯、聚丙烯或其它技術上等同的材料，所述熱塑性聚合 材料在成為流體狀態(tài)之后適于在其凝固之后保持過濾元件4。
設備1包括用于支承封殼3 (具體地，支承各個殼體3'和3")的裝置7，所述裝置7相對于封殼的其中設置座部5的部分布置在相對的 側上，并且所述裝置7具有相對于封殼互補的幾何結構。
支承裝置7可以例如預先被冷卻，以得到封殼3的尺寸穩(wěn)定性。
設備1包括用于在座部5中注射流體狀態(tài)的固位元件6的裝置8 和用于密封封閉所述座部的裝置10，所述裝置8尤其包括用于分配固 位元件的至少一個端口 9，所述至少一個端口 9面對座部5。
例如，注射裝置包括通常用于熱塑性聚合材料的注射器和/或柱塞 式的螺旋供料器。
座部5的底壁和側壁與封閉裝置10協(xié)作形成用于利用固位元件填 充整個座部的封閉容積。
有利地，這種封閉裝置10包括至少一個面11，所述至少一個面 11保持與固位元件6的表面12接觸；面11由至少一種絕熱材料制成， 并且被預加熱，以保持所述表面12處在流體狀態(tài)中。
例如，封閉裝置IO (具體地是面11)由金屬和/或陶資和/或氟化 的工程聚合材料或其它工程聚合物或樹脂中的至少 一種制成。
有利地，這些材料具有被加工且輪廓形成使得用于注射流體狀態(tài) 的固位元件6的步驟最優(yōu)化的形狀。
如果封閉裝置10 (具體是面11)由金屬和/或陶資材料制成，則 它們可以具有表面涂覆處理，例如，特氟隆(Teflon)涂層、"類金 剛石"涂層、或本領域的技術人員已知的其它涂層。
另外，面ll包括無粘性的區(qū)域，所述無粘性的區(qū)域與表面12接 觸，以保持所述表面12處在流體狀態(tài)中，并避免在所述表面處形成凝 固的熱塑性材料的薄膜的問題。
尤其，面11整體由諸如聚四氟乙烯(PTFE)的固有的無粘性的 材料制成，或者例如通過如上文中所述的表面涂覆處理而處理，以使 它不會粘到流體狀態(tài)的熱塑性材料上。
另外，注射裝置8設有例如電阻式或其它類型的受控的加熱裝置， 用于使待注射的以及已經(jīng)注射的固位元件6成為流體狀態(tài)并且保持在 流體狀態(tài)。最后，注射裝置設有用于檢測固位元件的溫度的裝置，例如，熱
電偶或其它裝置。所述檢測溫度的裝置與排放口 9相聯(lián)并且與面11 相聯(lián)，以控制待注射到座部5中和已經(jīng)注射到座部5中的固位元件的 溫度。
根據(jù)本發(fā)明用于提供過濾單元2的方法如下。
首先，所述方法包括用于在容納過濾元件4的至少一個座部5中 注射流體狀態(tài)的固位元件6的至少一個步驟，所述至少一個座部5與 封殼3相聯(lián)。所述注射步驟通過如下方式執(zhí)行通過將注射裝置8布 置成使得注射裝置8面對座部5，以注射所述固位元件；特別地，在 注射步驟期間，排放出口 9和密封封閉裝置10面對座部5。
特別地，如上文中所提及的那樣，固位元件6由熱塑性聚合材料 制成，該熱塑性聚合材料能夠通過加熱注射模制而施加到座部5的至 少一個預設的封閉容積中。
座部5和封閉裝置IO提供封閉容積，用于利用固位元件6注射和 填充整個座部。
所述方法還包括用于在座部5內(nèi)提供真空區(qū)域的步驟，用于在座 部中加壓注射固位元件6，從而用于使注射步驟最優(yōu)化。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法包括至少保持面對注射裝置8的表面 12處在流體狀態(tài)中；如上文中所提及的那樣，面11由絕熱的無粘性 的材料制成。
注射步驟包括借助于受控的加熱裝置，對固位元件6進行加熱 以使其成為流體狀態(tài)，并在整個注射步驟中以及注射步驟之后保持所 述固位元件處在流體狀態(tài)中。
所述方法還包括控制固位元件6的溫度，所述固位元件6在注射 步驟之后必須保持在流體狀態(tài)，以允許嵌入過濾元件4;該控制通過 傳感裝置進行。
根據(jù)本發(fā)明的方法事實上隨后包括用于在保持處于流體狀態(tài)的 固位元件6的至少一個部分中嵌入過濾元件4的至少一個端部4'的至 少一個步驟，并且根據(jù)本發(fā)明的方法最后包括用于通過冷卻使固位元件凝固以便將過濾元件4保持到第一殼體3'的步驟。
特別地，根據(jù)待固定到封殼3的過濾元件4的端部4'的數(shù)量并根 據(jù)其幾何結構，所述方法包括用于每個殼體3'和3"的嵌入注射的多個 步驟。
在用于在第一殼體3'中注射固位元件4的步驟、在固位元件4中嵌 入端部4'的步驟以及使其凝固的步驟之后，所述方法包括旋轉這樣固定 到第一殼體3'的過濾元件4的步驟，以便以與上述同樣的方式將過濾元 件4固定到第二殼體3"。
特別地，執(zhí)行用于在與第二殼體3"相聯(lián)的座部5中注射固位元件 4的新的步驟，以及執(zhí)行用于嵌入過濾元件4的例如相對于端部4'位于 相對側上的新的端部4"的新的步驟。最后，執(zhí)行用于使固位元件本身凝 固的隨后的步驟，由此提供完成的過濾單元2。
實際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所描述的本發(fā)明實現(xiàn)了提出的目標和目的， 并且尤其需要強調(diào)的事實是，如精心設計的那樣，用于提供用于生物 醫(yī)學用途的過濾單元的方法允許得到過濾元件與封殼之間的多個接合 部，并且因此獲得這樣的過濾單元，該過濾單元即使當過濾元件的幾 何構造特別復雜時也具有高的機械強度和耐熱性。
另外，根據(jù)本發(fā)明的方法允許在過濾元件與封殼之間提供這樣的
接合部，所述接合部具有快速的生產(chǎn)時間并且實際上容易執(zhí)行，從而 增加了用于制造過濾單元的過程的效率。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的方法允許在過濾元件與封殼之間提供這 樣的接合部，所述接合部維持與所述殼體相同的結構特征、機械特征、 熱特征和生物適應性特征，并且同時允許減少由于加熱用于過濾元件 與封殼之間的接合部的熱塑性材料而產(chǎn)生的成本和時間，從而使用于 提供所述接合部的過程最優(yōu)化。
由此設想的本發(fā)明可容許多種修改和變化，所有這些修改和變化 都在所附權利要求的范圍內(nèi)。
所有的細節(jié)可以進一步用其它技術上等同的元件替代。
實際上，根據(jù)要求，所使用的材料以及附隨的形狀和尺寸可以是任意的，而不會由此脫離所附權利要求的保護范圍。
意大利專利申請No. MO2007A000162中的公開內(nèi)容通過參考包 含于此，本申請享有上述意大利專利申請的優(yōu)先權。
在任何權利要求中提及的技術特征由附圖標記跟隨的情況下，僅 為了增加權利要求的可理解性而包括這些附圖標記，并且因此，這些 附圖標記不對通過示例由這些附圖標記表示的各元件的解釋有任何限 制性的影響。
權利要求
1.一種用于制造過濾單元的方法，所述過濾單元由至少一個盒狀封殼和至少一個過濾元件構成，所述至少一個盒狀封殼和至少一個過濾元件能夠相互組裝，其特征在于，所述方法包括在至少一個座部中注射處于流體狀態(tài)的至少一個固位元件的步驟，其中所述至少一個座部與所述盒狀封殼相聯(lián)，用于容納所述過濾元件；在保持處于流體狀態(tài)的所述固位元件的至少一個部分中嵌入所述過濾元件的至少一個端部的至少一個步驟，并且，所述方法包括使所述固位元件凝固以將所述過濾元件鎖定在所述座部中的步驟，所述固位元件是熱塑性聚合材料，所述熱塑性聚合材料能夠通過加熱注射而施加到所述座部的至少一個預設的封閉容積中。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，所述固位元件由在 包括聚碳酸酯、聚丙烯或另外的熱塑性材料的群組中所包含的一種材 料制成。
3. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 所述注射步驟包括將用于注射所述過濾元件的裝置布置成使得所述裝 置面對所述座部，所述裝置包括用于分配處于流體狀態(tài)的所述固位元 件的至少一個出口和用于在所述注射步驟期間密封封閉所述座部的封 閉裝置，所述座部和所述封閉裝置提供所述容積，以利用所述固位元 件填充整個所述座部。
4. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 所述方法包括在所述座部內(nèi)提供真空區(qū)域的步驟，用于在所述座部中 加壓注射所述固位元件。
5. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 所述方法包括保持被注射到所述座部中的所述固位元件的至少 一個表 面處在流體狀態(tài)中，所述封閉裝置包括由絕熱材料制成的至少一個面， 所述至少一個面纟皮預加熱并與所述表面接觸。
6. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于，所述面包括至少一個無粘性的區(qū)域，所述至少一個無粘性的區(qū)域與處 于流體狀態(tài)的所述固位元件接觸，以保持面對所述面的所述表面處在 流體狀態(tài)中。
7. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 所述注射步驟包括加熱所述固位元件以使所述固位元件成為流體狀 態(tài)并且在所述注射步驟期間保持所述固位元件處在流體狀態(tài)中，所述 注射裝置設有受控的加熱裝置。
8. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 所述方法包括在所述注射和嵌入步驟期間控制處于流體狀態(tài)的所述 固位元件的溫度，所述注射裝置設有用于檢測所述固位元件的溫度的 裝置，所述用于檢測所述固位元件的溫度的裝置與所述分配出口相聯(lián) 并且和所述面相聯(lián)。
9. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 根據(jù)所述過濾元件的待固定到所述封殼的端部，所述方法包括多個用 于注射、嵌入以及凝固的所述步驟。
10. 根據(jù)上述權利要求中的一項或多項所述的方法，其特征在于， 所述方法包括旋轉其一個端部嵌入到所述凝固的固位元件中并且與所 述封殼的第一殼體相聯(lián)的所述過濾元件的至少一個步驟，用于使新的 端部接近預先注射到與所述封殼的第二殼體相聯(lián)的新的座部中的處于 流體狀態(tài)的一固位元件的新的部分。
11. 一種用于執(zhí)行制造過濾單元的所述方法的設備，所述過濾單 元由至少一個盒狀封殼和至少一個過濾元件構成，所述至少一個盒狀 封殼和至少一個過濾元件能夠相互組裝，所述設備包括用于將處于流 體狀態(tài)的至少 一個固位元件注射到用于容納所述元件的至少 一個座部 中的注射裝置，所述座部形成在所述盒狀封殼的至少一個部分中，其 特征在于，所述注射裝置包括用于分配處于流體狀態(tài)的所述固位元件 的至少一個出口和用于密封封閉所述座部的封閉裝置，所述座部和所 述封閉裝置提供用于利用所述固位元件填充整個所述座部的容積，所 述固位元件由熱塑性聚合材料制成。
12. 根據(jù)權利要求11所述的設備，其特征在于，所述固位元件由 在包含聚碳酸酯、聚丙烯或另外的熱塑性材料的群組中所包含的一種 材料制成。
13. 根據(jù)權利要求10至12中的一項或多項所述的設備，其特征 在于，所述封閉裝置包括與所述固位元件的至少一個表面接觸的至少 一個面，所述面由至少一種絕熱材料制成，并且被預加熱。
14. 根據(jù)權利要求11至13中的一項或多項所述的設備，其特征 在于，所述面包括至少一個無粘性的區(qū)域，所述至少一個無粘性的區(qū) 域與所述表面接觸，以保持所述表面處在流體狀態(tài)中。
15. 根據(jù)權利要求11至14中的一項或多項所述的設備，其特征 在于，所述注射裝置設有受控的加熱裝置，所述受控的加熱裝置用 于使待注射和已注射的所述固位元件成為流體狀態(tài)并且保持在流體狀 態(tài)中；用于檢測所述固位元件的溫度的裝置，以控制所述固位元件的 溫度，其中所述用于檢測所述固位元件的溫度的裝置與所述分配出口 相聯(lián)并且與所述面相聯(lián)。
16. 根據(jù)權利要求11和15中的一項或多項所述的設備，其特征 在于，所述注射裝置包括注射器和/或柱塞式的螺旋供料器等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造例如用于生物醫(yī)學用途等的過濾單元(2)的方法，所述過濾單元由能夠相互地組裝的盒狀封殼(3)和過濾元件(4)構成，所述方法包括在座部(5)中注射處于流體狀態(tài)的固位元件(6)的步驟，所述座部與盒狀封殼相聯(lián)，用于容納過濾元件(4)；在保持在流體狀態(tài)的固位元件(6)的一部分中嵌入過濾元件(4)的端部的步驟；以及使固位元件(6)凝固以將過濾元件(4)鎖定在座部(5)中的步驟，所述固位元件(6)是能夠通過加熱注射而施加到座部(5)的預設的封閉容積中的熱塑性聚合材料。
文檔編號B01D46/24GK101687351SQ200880020624
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權日2007年5月15日
發(fā)明者E·科隆博, F·布蘭茨, F·特拉斯奇內(nèi)利 申請人:Gvs股份公司