專(zhuān)利名稱(chēng)：用于流體取樣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及流體的·取樣，且更具體來(lái)說(shuō)涉及通過(guò)稱(chēng)作取樣袋的具有柔性壁的容器的空氣取樣。此外，取樣袋的實(shí)施例可包括附接到取樣袋外部的面板。所述面板可進(jìn)一步包括經(jīng)配置以允許取樣袋通過(guò)手進(jìn)行充氣和放氣的手柄。
背景技術(shù)：
常規(guī)流體容器可具有剛性壁或柔性壁。具有剛性壁的容器具有用于容納流體的所界定永久容積，且具有柔性壁的容器具有可變或可改變?nèi)莘e。常規(guī)容器包含但不限于瓶、罐或袋。此些容器可用于多種目的，包含獲得和保持流體樣品以及容納可用于分析儀器的校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)氣體混合物。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“流體”包含氣體和/或液體。存在已經(jīng)被開(kāi)發(fā)且專(zhuān)門(mén)用于特定用途的此些容器的許多配置。處于壓力下的氣體混合物有效用于制備工業(yè)量的標(biāo)準(zhǔn)流體混合物，且優(yōu)選具有一種(或一種以上)組分在載體流體中的相當(dāng)高的濃度。處于高壓下的氣體混合物通常存儲(chǔ)在具有剛性壁的容器中。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室使用，可用額外載體流體將此些氣體混合物稀釋到特定組分的所要濃度，以便制備標(biāo)準(zhǔn)混合物。用于運(yùn)輸、保存和使用此些標(biāo)準(zhǔn)混合物的常規(guī)容器可以是具有包括惰性、低滲透性材料的柔性壁的容器。針對(duì)所容納組分在壁上具有低吸附作用的材料優(yōu)選增加了混合物的完整性。具有柔性壁的容器(也稱(chēng)作取樣袋)被廣泛用于流體取樣、空氣取樣和液體取樣。例如凱納(Kynar)和泰德拉(Tedlar)的材料被廣泛用于制造此些容器。為了獲得代表性樣品或制備準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)，必須在填充之前適當(dāng)?shù)刂苽淙萜鳌Ｍǔ?，所述袋用中性氣體沖洗并通過(guò)強(qiáng)的真空泵經(jīng)受高真空以從容器去除所有流體。所述袋應(yīng)被清洗和沖洗以引起任何殘留物的解吸附作用，且其容積應(yīng)減少到實(shí)質(zhì)上零。任何所吸附殘留物或殘留氣體可能污染放在不良制備的袋中的任何所制備流體混合物或流體樣品。具有剛性壁的容器和具有柔性壁的容器均具有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。具有剛性壁的容器的缺點(diǎn)包含其極其高度價(jià)格和昂貴的維護(hù)費(fèi)用；其為大體積的，且因此其存儲(chǔ)、運(yùn)輸和郵寄成本是昂貴的；當(dāng)需要遞送氣體蒸汽或混合物時(shí)其必需處于過(guò)壓下，且在用于流體取樣之前完全抽真空。通過(guò)具有剛性壁的容器取樣的另一缺陷在于在從容器去除樣品的一部分后，罐中的壓力可降低到大氣壓以下，且可添加額外載體氣體(例如稀有氣體)以將壓力增加回大氣壓。這個(gè)過(guò)程稀釋了樣品或標(biāo)準(zhǔn)，且分析要求補(bǔ)償額外的載氣。填充具有剛性壁的容器的一種方法是在所述容器內(nèi)產(chǎn)生真空。通過(guò)這個(gè)真空來(lái)提供使流體到達(dá)容器中的驅(qū)動(dòng)力。小的取樣真空泵不能在容器內(nèi)產(chǎn)生充分的真空；因此，需要強(qiáng)的專(zhuān)門(mén)真空泵。具有剛性壁的容器的替代方案是具有柔性壁或袋的容器。對(duì)于具有柔性壁的容器，兩種填充方法是已知且廣泛使用的(0SHA技術(shù)手冊(cè)-指令號(hào)(Directive Number)08-05 (TED 01)，2008 年 6 月 34 日生效)第一方法包括將流體或流體樣品(例如，工業(yè)周?chē)諝?遞送到具有外部泵的袋中。圖8中描繪這個(gè)方法的示意圖。取樣方法包含袋40、通過(guò)電池52供電的泵50、以及將泵50連接到袋40的管道44。典型的個(gè)人取樣泵適合于這個(gè)取樣方法。袋可用于制備標(biāo)準(zhǔn)流體混合物或用于取樣。當(dāng)制備標(biāo)準(zhǔn)流體混合物時(shí)，首先用適當(dāng)測(cè)量容積的載體流體來(lái)填充所述袋。干凈的載體氣體通過(guò)通常由如圖8中展示的泵或注 射器添加的一些流體來(lái)配料。當(dāng)用于取樣時(shí)，環(huán)境的樣品經(jīng)由泵和管道遞送到袋中。接著將所述袋密封并送到實(shí)驗(yàn)室用于分析。存在通過(guò)取樣袋使用這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。缺點(diǎn)包含成本、不準(zhǔn)確性和使用外部泵來(lái)遞送和抽取流體混合物的潛在污染。污染或不準(zhǔn)確性可能由于氣體混合物或樣品的一些化學(xué)物或組分在管壁、泵的內(nèi)部部分、過(guò)濾器、管道和連接器上的吸附作用和解吸附作用而發(fā)生。化學(xué)組分在取樣袋的壁上的吸附作用引起相同問(wèn)題。即使在干凈的壁的情況下，當(dāng)樣品氣體隨后被去除并被分析時(shí)，所述壁上的有效吸附點(diǎn)可降低某些化學(xué)物的濃度。這個(gè)吸附可將某些化學(xué)化合物的回收率降低多達(dá)15%。這個(gè)方法的回收率可通過(guò)使用昂貴的固定泵和連接管來(lái)改進(jìn)，所述固定泵和連接管特別用于取樣痕量組分。這些方法還可通過(guò)使用不同配置的泵和取樣袋來(lái)改進(jìn)。在圖9中展示的這個(gè)配置中，柔性取樣袋40氣密地密封在具有剛性壁的外容器60內(nèi)。來(lái)自外容器的空氣通過(guò)泵50經(jīng)由管道44而抽空。泵可通過(guò)電池52來(lái)供電。隨著外容器60中的壓力降低，且袋40擴(kuò)展且來(lái)自周?chē)h(huán)境的空氣進(jìn)入袋40中。引起，袋40外部且在容器60內(nèi)的真空是用于流體取樣的驅(qū)動(dòng)力。在圖9中展示的實(shí)施例中，取樣袋的入口與周?chē)黧w直接連接。這個(gè)方法未遭受來(lái)自圖8中展示的配置的主要缺陷中的一者。在圖9的配置中獲取的樣品未接觸泵50或管道44，因此不存在由于管道44的壁、連接器、過(guò)濾器或取樣泵50的部件引起的吸附作用或交叉污染。然而，圖8的組態(tài)的其它缺陷在于仍堅(jiān)持圖9的替代配置，例如組件是大體積且沉重的；裝備是昂貴的；泵需要電池且頻繁的維護(hù)；袋的壁上的吸附作用與上文所述的相同。這些方法的各種實(shí)施例描述于美國(guó)專(zhuān)利中。舉例來(lái)說(shuō)，哈塞爾曼(Hasselman)的第3，866, 474號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述一種將樣品和惰性氣體吸取到氣密密封容器內(nèi)的樣品袋中的系統(tǒng)。迪阿羅(D' Alo)的第3，965，946號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述在外容器的構(gòu)造中的改進(jìn)?？唆敻?Krueger)的第5，437，201號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述一種重復(fù)地清洗外容器內(nèi)的取樣袋的方法。在耶蒙斯(Yemans)的第5，714，696號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中揭示更復(fù)雜的裝置。所述裝置試圖克服系統(tǒng)的缺點(diǎn)以獲得具有非常低的污染程度的樣品。吉伯(Gilbert)的第6，338，282號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述一種用于收集液體的設(shè)備證明了這個(gè)方法的通用性。思克瑞布(Srebro)的更近的第6，993，985號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述使用與仍連接到外部真空源的單個(gè)裝置組合的設(shè)備。不管這個(gè)方法提出的清潔性，但所述方法使用需要校準(zhǔn)和電池維護(hù)的相當(dāng)重的、大體積且昂貴的裝備。在吉耳(Gill)等人的第4，546，659號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中揭示嘗試避免在取樣過(guò)程中使用泵。這個(gè)專(zhuān)利揭示一種用于收集大氣空氣樣品用于隨后分析的小的(IOml)包封。所述包封由通過(guò)柔性、氣體不可滲透材料形成的第一和第二相對(duì)面板而形成，所述第一和第二相對(duì)面板在外圍密封以界定收集腔室。包封含有例如螺旋彈簧或發(fā)泡體的可擴(kuò)展構(gòu)件?？蓴U(kuò)展構(gòu)件經(jīng)由保護(hù)板和大的隔膜而將力轉(zhuǎn)移到壁。這些包封具有若干缺點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，與經(jīng)取樣流體接觸的可擴(kuò)展構(gòu)件增加了被內(nèi)部元件(即，彈簧)或(尤其)任何發(fā)泡體吸附的可能性。此外，可擴(kuò)展構(gòu)件防止包封的內(nèi)含物的完全抽空。這個(gè)用于吸附的大表面積僅允許高濃度的化學(xué)化合物在可接受回收率和準(zhǔn)確性的情況下被取樣。此外，包封不能被重新使用，這是因?yàn)槿尤莘e將需要被清洗若干次以清潔包封，然而，包封的自密封隔膜不允許此程序。因此，需要一種在無(wú)需外部手動(dòng)或電動(dòng)泵且無(wú)需連接管的情況下允許使用取樣袋的裝置。還需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)取樣袋的快速抓取取樣和快速連續(xù)沖程/沖洗從而允許所述袋的壁上的吸附平衡的裝置。進(jìn)一步需要一種簡(jiǎn)化取樣而使得具有最少訓(xùn)練的人員可適當(dāng)使用并執(zhí)行工業(yè)衛(wèi)生取樣的裝置。進(jìn)一步需要一種此類(lèi)裝置其便宜、易于制造、經(jīng)設(shè)計(jì)用于多個(gè)用途、可供專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的取樣袋和常規(guī)取樣袋兩者使用、輕型、非大體積、手動(dòng)或自操·作且易于運(yùn)輸、和/或在使用時(shí)本質(zhì)安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于填充以及騰空取樣袋的裝置。裝置的實(shí)施例包括用以擴(kuò)展取樣袋借此在取樣袋內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)于將被取樣環(huán)境的降低壓力的機(jī)械構(gòu)件。取樣袋的擴(kuò)展產(chǎn)生用于將被取樣袋流體填充所述袋的驅(qū)動(dòng)力。裝置的實(shí)施例可利用常規(guī)取樣袋或經(jīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于裝置的實(shí)施例的取樣袋。裝置的實(shí)施例允許相對(duì)快速的抓取取樣和便利的沖洗以用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)取樣空氣污染物的壁上平衡。裝置的其它實(shí)施例可供取樣系統(tǒng)的取樣袋使用，所述取樣系統(tǒng)在沒(méi)有例如泵和管道的任何額外裝置的情況下進(jìn)行取樣。裝置的額外實(shí)施例包括能夠經(jīng)折疊以形成用于經(jīng)取樣袋的存儲(chǔ)、裝運(yùn)和/或運(yùn)輸?shù)暮械钠瑺钗?。裝置的其它實(shí)施例可用于自取樣。根據(jù)本發(fā)明，取樣裝置的實(shí)施例既定用于與常規(guī)市售取樣袋相同的用途。裝置的實(shí)施例包括兩表面。裝置的每一表面可附接到取樣袋的相對(duì)側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，取樣裝置包括實(shí)質(zhì)上矩形鉸接面板，其中每一面板具有能夠粘附、附接或以其它方式連接到取樣袋的外表面的一側(cè)的內(nèi)表面。在一些實(shí)施例中，面板的內(nèi)表面可去除地粘附到取樣袋的壁，然而，在某些其它實(shí)施例中，取樣裝置可直接集成或并入到取樣袋中。取樣袋的兩相對(duì)側(cè)壁與裝配在夾持件面板上的嚙合構(gòu)件暫時(shí)嚙合。當(dāng)夾持件閉合時(shí)，所述袋實(shí)質(zhì)上經(jīng)擠壓到零容積，且當(dāng)夾持件打開(kāi)時(shí)，所述壁拉開(kāi)，從而在取樣袋內(nèi)產(chǎn)生適度負(fù)壓或真空。如果取樣袋向大氣打開(kāi)，那么取樣袋的擴(kuò)展允許空氣被吸入取樣袋的內(nèi)部空間中。在任何實(shí)施例中，為了方便起見(jiàn)，面板可具有手柄。在另一實(shí)施例中，取樣裝置包括兩面板，其中面板的內(nèi)表面經(jīng)鉸接而使得內(nèi)表面在取樣期間實(shí)質(zhì)上平行或接近平行。平行關(guān)系將允許典型常規(guī)取樣袋的最大擴(kuò)展，然而，取樣裝置的實(shí)施例可包括具有在取樣期間不平行的內(nèi)表面的面板，或取樣裝置的實(shí)施例可包括僅在裝置處于閉合位置時(shí)平行以促進(jìn)取樣袋的抽空的面板。取樣袋的壁可充分粘附、附接或以其它方式連接到取樣裝置的面板，使得使面板彼此遠(yuǎn)離偏置引起取樣袋在取樣過(guò)程期間充氣。在面板的表面暫時(shí)或可去除粘附到取樣袋的壁的取樣裝置的實(shí)施例中，面板與袋的壁之間的粘附力應(yīng)大于由于取樣袋內(nèi)的壓力降低而產(chǎn)生的對(duì)抗力。舉例來(lái)說(shuō)，壓力降低將取決于各種力，包含但不限于入口大小、流體密度、施加到面板的力。在經(jīng)設(shè)計(jì)用手使用的取樣裝置的實(shí)施例中，操作者可控制夾持面板上的拉力和/或速度，以便執(zhí)行取樣且在取樣期間保持取樣袋附接到夾持面板。舉例來(lái)說(shuō)，面板與袋的壁之間的粘附力可由以下構(gòu)件中的一者提供-暫時(shí)粘合劑，例如，面板中的每一者的至少一部分可暫時(shí)粘附到取樣袋的相對(duì)壁的部分；-位于面板的內(nèi)表面上的真空吸杯；-鉤和毛圈搭扣連接器(Hookand loop connecter),其中鉤或毛圈搭扣中的一部分或任一者附接到面板的內(nèi)表面上，且相對(duì)部分粘附到袋的壁；-暫時(shí)或永久粘合劑噴霧； -水溶性粘合劑，例如但不限于熱塑性水溶性粘合劑；-機(jī)械連接器；-壓敏粘合劑；以及-在兩接觸表面上(面板上和袋的表面上)的磁性材料(例如，磁箔)。磁箔可永久地或暫時(shí)地粘附到面板的表面以及粘附到柔性取樣袋的壁，例如通過(guò)雙面粘合劑而永久地粘附(在特別設(shè)計(jì)的袋上)，或直接在使用前粘附(例如，通過(guò)通常可用的取樣袋)。用于粘附、附接或以其它方式將取樣袋連接到面板表面的任何構(gòu)件應(yīng)足以保持袋的壁附接，從而在所述面板彼此遠(yuǎn)離移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生合理的原動(dòng)力以將空氣驅(qū)動(dòng)到袋中。在某些實(shí)施例中，取樣裝置可包括實(shí)質(zhì)上剛性面板。如本文所使用，“實(shí)質(zhì)上剛性”意指面板可在無(wú)需充分放氣以對(duì)取樣袋充氣的情況下拉開(kāi)且可被推到一起以實(shí)質(zhì)上騰空取樣袋。取樣裝置的另一實(shí)施例包括具有至少一個(gè)狹槽或溝道的取樣袋，所述至少一個(gè)狹槽或溝道并入到取樣袋的柔性壁中或其上以用于將取樣裝置機(jī)械附接到取樣袋。取樣裝置可包括用于插入到取樣袋的狹槽或溝道中的至少一個(gè)凸片或尖齒。在其它實(shí)施例中，取樣裝置可包括粘合劑貼片或標(biāo)簽，其包括至少一個(gè)狹槽或溝道。粘合劑貼片或標(biāo)簽接著可附接到取樣袋，從而在取樣袋上提供至少一個(gè)狹槽或溝道以用于連接到取樣裝置。舉例來(lái)說(shuō)，貼片或標(biāo)簽可包括貼片或標(biāo)簽接著可在取樣袋的每一側(cè)上粘附的波紋部分。在這個(gè)實(shí)施例中，波紋部分界定溝道，且取樣裝置可包括一系列尖齒，其在齒間具有類(lèi)似間距或間隔以與波紋對(duì)應(yīng)。在使用取樣袋之前，叉的齒可嚙合波紋貼片或標(biāo)簽，且在面板遠(yuǎn)離偏置時(shí)將拉力或充氣力轉(zhuǎn)移到袋的壁。取樣裝置的實(shí)施例還可經(jīng)配置為自取樣裝置。自取樣裝置的實(shí)施例包括用于使取樣袋的壁偏置的構(gòu)件。舉例來(lái)說(shuō)，自取樣裝置的實(shí)施例可包括具有準(zhǔn)確形狀的兩矩形面板，在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)將面板彼此鄰近放置時(shí)可實(shí)質(zhì)上類(lèi)似圓柱形的壁。兩面板可呈可被拉到一起處于實(shí)質(zhì)上平行位置的任何形狀，因此用于偏置的構(gòu)件可打開(kāi)且對(duì)取樣袋充氣。在某些實(shí)施例中，自取樣裝置的面板包括具有形狀記憶的材料以將取樣袋壁偏置分開(kāi)。在其它實(shí)施例中，自取樣裝置可包括扁平面板以及彈簧、盤(pán)簧、片簧、氣壓缸或其它用于施行彈簧力以將面板彼此遠(yuǎn)離偏置的偏置構(gòu)件。在包括形狀記憶材料的面板的實(shí)施例中，取樣裝置可包括在一個(gè)末端鉸接連接的兩面板。面板的另一末端可鉸接、未鉸接、連接或可未連接。此實(shí)施例的橫截面可類(lèi)似實(shí)質(zhì)上圓形或橢圓形狀或半圓或半橢圓形狀。在一些實(shí)施例中，面板的至少中心部分具有用于暫時(shí)嚙合袋的側(cè)壁的構(gòu)件。當(dāng)施加力時(shí)，兩面板彼此靠近壓向?qū)嵸|(zhì)上扁平形狀。在去除力后，面板的偏置構(gòu)件、彈力或形狀記憶易于將面板返回到其原始橫截面形狀。一旦取樣袋的壁通過(guò)面板上的偏置力壓在一起，面板就將接著使袋的壁偏置分開(kāi)，從而產(chǎn)生適度負(fù)壓，且借此產(chǎn)生充分的驅(qū)動(dòng)力用于流體進(jìn)入所述袋。在自取樣裝置的某些實(shí)施例中，當(dāng)面板壓在一起時(shí)的表面積充分大于取樣袋的外部表面積。此外，可使面板的一個(gè)末端可拆卸地鉸接到另一面板，從而允許所述袋在用經(jīng)取樣流體裝載后被去除。自取樣裝置的另一實(shí)施例可包括彈簧偏置面板，其可通過(guò)鉸鏈連接在一側(cè)上，且另一側(cè)能夠通過(guò)例如由所描述的偏置構(gòu)件產(chǎn)生的偏置力或通過(guò)手而分離。因而，裝置可包括具有兩相對(duì)側(cè)的兩面板，所述兩相對(duì)側(cè)通過(guò)鉸鏈或以下的組合而連接此一側(cè)包括鉸鏈且另一側(cè)包括彈簧，或兩側(cè)包括彈簧。
包括鉸接面板、入口和用于自取樣的偏置構(gòu)件的取樣裝置的實(shí)施例可進(jìn)一步展望為長(zhǎng)期取樣系統(tǒng)。對(duì)于長(zhǎng)期取樣，入口可經(jīng)設(shè)計(jì)或已將可控制氣動(dòng)阻力管或限制連接到入口。對(duì)于此設(shè)計(jì)，可控制吸入到袋中的最大流動(dòng)速率，且可靠、實(shí)質(zhì)上可重復(fù)的容積可在取樣周期內(nèi)形成以提供可再生取樣。取樣裝置的另一實(shí)施例包括具有在兩側(cè)上為半剛性材料的永久裝配面板的取樣袋。在典型實(shí)施例中，面板的形狀實(shí)質(zhì)上是矩形(但面板可具有任何形狀)且其大小可稍微大于扁平袋的大小(但面板可具有能夠充氣且實(shí)質(zhì)上對(duì)取樣袋放氣的任何大小)。在特定實(shí)施例中，面板中的每一者的至少中心部分通過(guò)適當(dāng)粘合劑永久粘附到柔性取樣袋的側(cè)。所粘附斑點(diǎn)的大小可以是一個(gè)袋壁表面積的近似1/3，但可根據(jù)需要變化。面板可包括用于將面板彼此遠(yuǎn)離偏置的構(gòu)件、軟材料的手柄，和/或可具有預(yù)切割可折疊和可收縮的手柄。面板可進(jìn)一步包括能夠形成盒構(gòu)造的可折疊擴(kuò)展部。擴(kuò)展部可經(jīng)折疊以形成盒，從而允許袋的方便存儲(chǔ)、運(yùn)輸和/或郵寄。擴(kuò)展部可運(yùn)載能夠使盒穩(wěn)定的粘合劑材料構(gòu)造的條。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)查看與附圖一致的本發(fā)明的特定示范性實(shí)施例的以下描述將顯而易見(jiàn)用于流體處置的裝置的實(shí)施例的其它方面和特征。盡管可相對(duì)于某些實(shí)施例和圖式來(lái)論述各個(gè)特征，但所有實(shí)施例可包含本文所論述的特征中的一者或一者以上。盡管本文可將一個(gè)或一個(gè)以上特定實(shí)施例論述為具有某些有利特征，但此些特征中的每一者還可整合到本文所論述的本發(fā)明的各種其它實(shí)施例中(除了這種整合與其其它特征不兼容的情況)。以類(lèi)似方式，盡管示范性實(shí)施例在下文可論述為系統(tǒng)或方法實(shí)施例，但應(yīng)理解，此些示范性實(shí)施例可實(shí)施于各種系統(tǒng)和方法中。此外，在相同發(fā)明者名下的2011年2月16日申請(qǐng)的標(biāo)題為“具有復(fù)合靈活壁的流體容器(CONTAINERS FOR FLUIDS WITHCOMPOSITE AGILE WALLS) ”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案的全文特此以引用的方式并入。


圖I在三個(gè)位置中在內(nèi)部表面上具有粘附構(gòu)件的簡(jiǎn)單兩部分夾持件1-A扁平袋-開(kāi)始；I-B部分裝載；I-C完全裝載袋
圖2具有額外板的夾持件，其易于將取樣袋的彼此平行的相對(duì)壁保持部分裝載圖3附接到取樣袋的自打開(kāi)圓柱形夾持件3- A側(cè)視圖；3-B透視4具有適當(dāng)相同內(nèi)部取樣容積的空氣取樣袋4-A經(jīng)由泵而充滿(mǎn)壓力；4-B通過(guò)拉伸具有附接到側(cè)壁的構(gòu)件的側(cè)壁而裝載的具有側(cè)板的取樣袋，所述構(gòu)件例如手柄或嚙合波紋材料的拉伸夾持件圖5根據(jù)本發(fā)明具有側(cè)面組裝面板的裝置5-A根據(jù)本發(fā)明的裝置-兩側(cè)上裝配有剛性柔性表面和可折疊手柄的取樣袋；5-B裝置和通過(guò)手從每一側(cè)嚙合兩手柄的方式圖6通過(guò)移開(kāi)側(cè)表面來(lái)取樣的過(guò)程6-A開(kāi)始聚集-入口打開(kāi)且空氣被吸入；6-B袋完全裝載且入口必須被封閉圖7用閉合的手柄裝載取樣袋7-A手柄收回且入口封閉；7-B將柔性袋的側(cè)面的兩相對(duì)邊緣按壓成帶狀以用于郵寄或存儲(chǔ)圖8抓取取樣的過(guò)程-裝載和騰空取樣袋以在最終取樣沖程之前將其完全清洗的若干沖程圖9具有能夠形成用于在取樣后郵寄的盒的兩擴(kuò)展和可折疊表面的取樣袋圖10先進(jìn)技術(shù)的取樣示意圖10-A填充取樣袋的取樣泵；10-B從含有取樣袋的氣密盒吸出空氣的取樣泵
具體實(shí)施例方式取樣裝置的實(shí)施例包括能夠幫助充氣和放氣取樣或其它袋的兩面板。在圖I上展示取樣裝置的一個(gè)實(shí)施例，取樣裝置10包括頂部面板11和底部面板13。在這個(gè)實(shí)施例中，頂部面板11和底部面板13具有實(shí)質(zhì)上矩形形狀和足以覆蓋取樣袋40的表面的實(shí)質(zhì)部分的面積。頂部面板11和底部面板13使其末端中的一者可旋轉(zhuǎn)地與鉸接連接件16附接。使頂部面板11和底部面板13中的其它末端成形為手柄19用于容易用手操作。取樣裝置的其它實(shí)施例可包括具有其它手柄設(shè)計(jì)的面板?？尚D(zhuǎn)連接的頂部面板11和底部面板13的內(nèi)表面至少部分包括粘附構(gòu)件30，其能夠至少暫時(shí)粘附到取樣袋40的一個(gè)表面。用于粘附構(gòu)件30的材料可選自包含但不限于以下各項(xiàng)的群組中的一者；能夠粘附到具有平滑表面的材料(例如取樣袋40的壁表面)且附接到面板的永久粘合劑、暫時(shí)粘合劑、大量迷你真空吸杯；裝配在頂部面板11和底部面板13上且在取樣袋40的兩側(cè)壁上的扁平磁性材料，以及其它粘合劑或連接器或此些粘合劑和連接器的組合。取樣裝置的實(shí)施例的面板的形狀和大小可以是匹配或符合取樣袋的形狀和大小所需要的任何形狀和/或大小。舉例來(lái)說(shuō)，面板11和13的表面積可稍微大于取樣袋的表面積。面板可或不可與取樣偏差袋的輪廓對(duì)應(yīng)，然而，還可使用具有小于取樣袋的表面的面板，例如，如果先前通過(guò)抽真空或折疊取樣袋而使所述袋先前已扁平或如果取樣袋具有充分硬性或剛性壁，那么面板可以較小。如本文使用，充分或?qū)嵸|(zhì)上放氣的取樣袋的容積小于充分充氣的容積的5%。只要所述袋是干凈的、充分清洗的或在使用前預(yù)清潔的(如在用于取樣袋的重新使用的標(biāo)準(zhǔn)取樣程序中)，這個(gè)剩余容積就是實(shí)質(zhì)上可忽略的。圖I的實(shí)施例中的粘附構(gòu)件的定位是接觸線(xiàn)。與總面板表面和取樣袋表面相比，這個(gè)實(shí)施例的粘附構(gòu)件占據(jù)面板小得多的面積，這是因?yàn)樵诔錃?裝載位置中，袋40與頂部面板11和底部面板13之間的接觸面積小于放氣位置中的接觸面積。在一般情況下，例如，這個(gè)面積可在扁平取樣袋40的側(cè)壁的總面積的近似1/3的范圍內(nèi)。圖2中，展示取樣裝置的另一實(shí)施例。圖2的取樣裝置10包括額外連接板18，其具有到頂部面板11的鉸接連接件17以便保持稍微平行于底部面板13。對(duì)于某些定形的袋，具有鉸接連接件17的取樣裝置可導(dǎo)致取樣袋40的更完全裝載和/或卸載。頂部額外板18以及底部面板13上的接觸表面包括粘附構(gòu)件。圖I和2中展示的取樣裝置的實(shí)施例可與常規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)取樣袋或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的取樣袋一起使用。取樣裝置的實(shí)施例可包括若干個(gè)可去除和/或可更換面板或一組可去除和/或可更換面板。成組的面板可具有不同大小、形狀或包含不同粘合劑。舉例來(lái)說(shuō)，實(shí)施例可包含一套多個(gè)大小的面板，使得可將面板更換為與所要取樣袋的大小更兼容。舉例來(lái)說(shuō)，可去除 較小的面板且用包括比取樣袋柔性壁的表面積大的表面積的面板來(lái)替換。圖I和2上展示的取樣裝置的實(shí)施例可不僅通過(guò)操作者的手來(lái)遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)，而且可通過(guò)其它偏置構(gòu)件來(lái)遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)，例如(但不限于，重力、彈簧、電動(dòng)馬達(dá)或如所描述的其它偏置機(jī)構(gòu))。圖3中，展示取樣裝置的另一實(shí)施例。圖3的取樣裝置10包括兩個(gè)面板-由具有形狀記憶的柔性材料制成的頂部面板12和底部面板14。本發(fā)明的實(shí)施例可具有大體形狀為圓柱形、橢圓形、圓形的一部分或橢圓形的一部分的橫截面形狀。用于那些面板的柔性材料可選自包含但不限于以下各項(xiàng)的群組塑料、聚碳酸酯、尼龍、聚酯、多層復(fù)合塑料、金屬、鋁、不銹鋼合金、鋼合金、黃銅和青銅合金。頂部面板12和底部面板14可具有樞轉(zhuǎn)連接的一側(cè)或兩側(cè)。取樣裝置的某些實(shí)施例包括具有一個(gè)末端樞轉(zhuǎn)連接到面板而所述面板的另一末端包括可釋放鉸接的連接件的面板。舉例來(lái)說(shuō)，可釋放鉸接連接可包括可經(jīng)插入以進(jìn)行鉸接連接以及經(jīng)去除以釋放鉸接連接的銷(xiāo)。在其它實(shí)施例中，頂部面板12和底部面板14的兩端可以是不連接的，或包括鉸接可釋放連接。每一頂部面板12和底部面板14可連接到樣品低袋，如已關(guān)于圖I和2中展示的實(shí)施例所論述的那樣。當(dāng)通過(guò)手或其它偏置力對(duì)面板施力使其實(shí)質(zhì)上扁平時(shí)，圖3的取樣袋40可在形成在頂部面板12與底部面板14之間的空腔中是扁平的在一些實(shí)施例中，所述力可用以同時(shí)將取樣袋經(jīng)由粘附構(gòu)件30連接到頂部面板12和/或底部面板14以及擠壓、放氣或壓平所述取樣袋。為執(zhí)行取樣，打開(kāi)入口蓋罩或取樣閥60 (圖3-B)且去除外力。此時(shí)，面板上的彈性或形狀記憶或其它偏置力將取樣袋拉開(kāi)為充氣或打開(kāi)位置。這些偏置力最初產(chǎn)生具有負(fù)壓的小空間。相對(duì)于環(huán)境的這個(gè)負(fù)壓是使流體通過(guò)入口或閥60且開(kāi)始對(duì)所述袋充氣的驅(qū)動(dòng)力。頂部面板和底部面板繼續(xù)遠(yuǎn)離移動(dòng)且接著在袋充滿(mǎn)時(shí)停止。取樣袋的容積可受到機(jī)械止件的限制，例如塑料條或類(lèi)似止件、形狀記憶面板12和14的充分分離位置、偏置構(gòu)件的長(zhǎng)度或形狀、或取樣袋或取樣裝置的其它機(jī)械限制。所述裝置因此提供可在延長(zhǎng)周期或循環(huán)內(nèi)填充的自取樣裝置，且用于這個(gè)循環(huán)的取樣時(shí)間主要由偏置力和氣動(dòng)阻力和/或流體經(jīng)過(guò)入口或閥60的流動(dòng)限制。由于閥可在不同的氣動(dòng)阻力之間切換，所以取樣時(shí)間可在短取樣周期到長(zhǎng)取樣周期之間變化。取樣時(shí)間可通過(guò)面板的偏置構(gòu)件和/或取樣入口或閥的設(shè)計(jì)來(lái)控制以從非常短的時(shí)間(抓取取樣)變化到15分鐘、30分鐘、I小時(shí)、8小時(shí)或數(shù)天、或其它所要取樣時(shí)間。與用以填充用于短取樣或用于圖10中展示的延伸周期取樣的袋的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明的裝置輕得多、更簡(jiǎn)單且更便宜。圖4-B中展示取樣裝置的又另一實(shí)施例。取樣裝置40的這個(gè)實(shí)施例包括頂部面板34，其具有小于取樣袋的壁的表面積的表面積。在一些實(shí)施例中，取樣裝置可具有僅足夠用于將手柄19附接到取樣袋40的面板34。在其它實(shí)施例中，手柄19可直接附接到取樣袋。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，例如，所述袋可通過(guò)將入口 60連接到真空源來(lái)放氣。接著可以放氣狀態(tài)方便地存儲(chǔ)所述袋直到需要為止。取樣裝置接著可用以通過(guò)簡(jiǎn)單地打開(kāi)入口 60且拉動(dòng)一個(gè)或一個(gè)以上手柄19(如果適用)來(lái)獲得樣品。此實(shí)施例給予取樣袋存儲(chǔ)在小空間中的獨(dú)特性質(zhì)，且當(dāng)需要用于取樣目的時(shí)可易于在沒(méi)有任何其它設(shè)備和帶有管道的復(fù)雜系統(tǒng)等時(shí)使用。在取樣裝置的某些實(shí)施例中，面板34可由波紋材料制成，波紋材料具有可由如按圖I和2論述的叉狀構(gòu)件嚙合的內(nèi)部溝道。圖5A和5B中展示取樣裝置的另一實(shí)施例。取樣袋可在兩個(gè)面板36之間壓平，如圖5-A上所示。在面板36中，可折疊手柄經(jīng)預(yù)切割且可容易地向上移動(dòng)(如圖5-A上所示)，且接著用手嚙合(如圖5-B中所示)。為了抓取取樣，入口 60可完全打開(kāi)，且取樣袋40可通過(guò)拉動(dòng)手柄19而填充直到所述袋被適當(dāng)?shù)靥畛淠繕?biāo)流體為止，如圖W6-A和6-B)上所示。接著可將手柄19折疊為扁平的(如圖7-A上所示)，且可將兩側(cè)朝向彼此推動(dòng)(如圖7-B上所示)，且用帶、夾子或其它構(gòu)件固定以容易插 入包封物用于存儲(chǔ)或裝運(yùn)。取樣袋的實(shí)施例可包含直接并入到取樣袋的壁中的此些面板。對(duì)于抓取取樣，如先前提及，可通過(guò)如圖8上所示對(duì)取樣袋充氣和放氣來(lái)沖洗所述袋若干次，直到內(nèi)部容積被清洗且內(nèi)部壁實(shí)質(zhì)上與被取樣流體中的目標(biāo)物質(zhì)平衡為止。與現(xiàn)有技術(shù)裝置的僅一次取樣吸取情況下的85-90%回收率相比，此將給予取樣裝置實(shí)現(xiàn)幾乎100%回收率的獨(dú)特特征。圖9中描繪的另一實(shí)施例表明，所述概念的通用性允許側(cè)面板36的延伸部在取樣后使用，以形成便于樣品的長(zhǎng)期存儲(chǔ)或郵寄的剛性壁盒。根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例與常規(guī)取樣袋和方法相比具有許多獨(dú)特特征，取樣袋的實(shí)施例具有以下特征中的一些或全部-不需要任何類(lèi)型的泵來(lái)排除流體或?qū)⒘黧w填充到取樣袋中；-無(wú)電池充電和維護(hù)；-無(wú)泵校準(zhǔn)；-操作的極簡(jiǎn)單性-不需要特殊指令或資格；-便宜的取樣過(guò)程；-制造的低成本；-在取樣時(shí)接近100%的較高回收率；-在外部管線(xiàn)或內(nèi)部泵的壁上實(shí)質(zhì)上無(wú)吸附；-實(shí)質(zhì)上無(wú)交叉污染；-實(shí)質(zhì)上所有取樣容積都可使用；-便于取樣；-允許延長(zhǎng)取樣時(shí)間的自取樣；-容易便攜的取樣系統(tǒng)；-甚至裝載的取樣裝置也是便攜且容易郵寄的；以及-所述裝置本質(zhì)安全且提供本質(zhì)安全的取樣。用于流體取樣的所描述方法和裝置的實(shí)施例不限于特定實(shí)施例、方法步驟和本文所揭示的材料，這是因?yàn)榇诵┕?、過(guò)程步驟和材料可能稍微變化。此外，本文所采用的術(shù)語(yǔ)是僅用于描述示范性實(shí)施例的目的，且所述術(shù)語(yǔ)并不希望是限制的，這是因?yàn)楸景l(fā)明的各種實(shí)施例的范圍將僅由隨附權(quán)利要求書(shū)及其等效物來(lái)限制。
因此，雖然參考示范性實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可在如隨附權(quán)利要求書(shū)界定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)變化和修改。因此，本發(fā)明的各種實(shí)施例的范圍不應(yīng)限于上述實(shí)施例，而僅應(yīng)由以下權(quán)利要求書(shū)和所有等效物來(lái)界定。
權(quán)利要求
1.一種取樣裝置，其包括 至少一個(gè)實(shí)質(zhì)上剛性面板，其連接到取樣袋的柔性壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的取樣裝置，其包括兩個(gè)實(shí)質(zhì)上剛性面板，且其中剛性面板在一個(gè)末端以鉸接布置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一權(quán)利要求所述的取樣裝置，其中所述面板可釋放地連接到取樣袋的所述柔性壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一權(quán)利要求所述的取樣裝置，其中所述面板永久地連接到取樣袋的所述柔性壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的取樣裝置，其中所述面板并入到所述取樣袋的所述壁中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的取樣裝置，其包括鉸接布置，其中所述鉸接布置能夠在所述面板移動(dòng)離開(kāi)時(shí)將所述面板維持成實(shí)質(zhì)上平行關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的取樣裝置，其包括一個(gè)實(shí)質(zhì)上剛性面板和一個(gè)具有形狀記憶的面板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的取樣裝置，其中所述實(shí)質(zhì)上剛性面板和所述具有形狀記憶的面板以鉸接布置連接在兩個(gè)相對(duì)末端。
9.一種取樣裝置，其包括 具有形狀記憶的第一面板，其包括用于將取樣袋的壁粘附到所述面板的構(gòu)件；以及 具有形狀記憶的第二面板，其包括用于將取樣袋的壁粘附到所述面板的構(gòu)件；其中所述第一面板和所述第二面板鉸接地連接。
10.一種取樣裝置，其包括 兩個(gè)實(shí)質(zhì)上剛性面板；以及 用于將取樣袋的壁粘附到所述面板的構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的取樣裝置，其中所述剛性面板在一個(gè)末端以鉸接布置連接在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11中任一權(quán)利要求所述的取樣裝置，其中所述用于粘附的構(gòu)件是用于可釋放粘附的構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的取樣裝置，其中所述用于可釋放粘附的構(gòu)件是用于將所述取樣袋充分粘附到所述面板的表面以保持所述袋的壁粘附以在所述面板遠(yuǎn)離移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生足夠的原動(dòng)力以將空氣驅(qū)動(dòng)到所述袋中的任何構(gòu)件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的取樣裝置，其中所述用于可釋放粘附的構(gòu)件選自包括以下各項(xiàng)的群組粘附到所述取樣袋的所述相對(duì)壁的部分的暫時(shí)粘合劑斑點(diǎn)；位于所述面板的內(nèi)表面上的真空迷你吸杯；永久附接在所述面板的所述內(nèi)表面上且暫時(shí)或永久粘附到所述袋的壁的維可牢型粘著貼；粘合劑噴霧；水溶性粘合劑，例如但不限于熱塑性水溶性粘合劑；壓敏粘合劑；磁性扁平材料，例如但不限于磁性箔；雙面粘合帶；其它可釋放化學(xué)物或機(jī)械粘合劑；或這些構(gòu)件的組合。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的取樣裝置，其中至少一個(gè)面板包括手柄。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的取樣裝置，其中每一面板包括手柄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于流體取樣的裝置。裝置可具有兩個(gè)面板，所述面板被或可被粘附、附接或以其它方式連接到具有柔性壁的取樣袋的相對(duì)側(cè)。所述面板可用于方便地對(duì)取樣袋進(jìn)行充氣或放氣且獲得流體樣品。
文檔編號(hào)B65D33/02GK102883968SQ201180009817
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者格奧爾基·M·米海勒夫, 布賴(lài)恩·I·特魯克斯 申請(qǐng)人:耐斯特科技有限公司