[发明专利]比例夹管阀

说明书

一种用于控制连续流系统中的流体的压力的比例夹管阀(10)，该比例夹管阀包括：砧座(22)，该砧座用于夹压连续流系统中的一段管道(12)；以及驱动机构，该驱动机构包括用于使砧座朝向管道(12)移动的移位元件。砧座(22)借助于弹性的弹簧元件(36)间接地联接至移位元件。弹性的弹簧元件(36)至少在管道(12)没有被完全夹紧的情况下为砧座(22)提供限定的游隙(即弹性)，使得砧座(22)的移位由弹性的弹簧元件(36)进行力控制。一种利用这种比例夹管阀(10)来控制连续流系统中的流体的压力的方法。

技术领域

本发明涉及用于控制连续流系统中的压力的比例夹管阀(proportional pinchvalve)，特别是用于错流过滤系统(cross-flow filtration system)中。本发明还涉及使用比例夹管阀来控制连续流系统中的流体的压力的方法。

背景技术

根据夹管阀的基本工作原理，夹管阀通常采用直接作用在一段弹性工艺管道上的构件。将管道推压在一起将产生与管道的透过性(permeability)相当的密封。夹管阀通常用于控制应用中的介质压力，在这些应用中，介质需要与任何内部阀部分或截留物完全隔离。因此，夹管阀优选用于无菌的单次使用系统中。尽管用于控制压力的标准比例阀通常设计成并非提供简单的一次性流路，但夹管阀允许使用清洁且成本非常低的一次性流路——即工艺管本身。工艺管道可以例如由适合于伽马灭菌的弹性体材料制成。

然而，夹管阀通常仅用于简单的开/关流控制。理论上，用于小型管道的小型电磁驱动夹管阀可能会设计成用于优化比例控制，但实际上，夹管阀通常仅设计为截止阀。还必须考虑的是，较大的管道和/或较高的压力需要较高的夹压力，电磁驱动的夹管阀因此变得大型且昂贵。因此，较大的夹管阀通常使用马达驱动的导螺杆或滚珠螺杆来移动砧座以直接夹压管道。

使用夹管阀进行比例控制时的一个重要问题是，管道内部的“夹压(pinched)”尺寸的微小变化引起压力或流量的较大变化这一事实。这意味着，夹压砧座的微小移动会导致压力或流量发生较大变化。在操作期间，这会导致粗调的压力或流量控制和/或频繁的控制点变化。为了实现良好的控制，需要砧座的大约1微米的微小运动，但仍不一定会致使实现稳定的控制。通过使用高分辨力的导螺杆和/或其他精密机构，可以实现很小的运动。然而，高分辨力的导螺杆通常将只会以低的线性速度移动，而这在需要快速打开或关闭阀时可能会成为问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本的夹管阀，该夹管阀允许在较大的操作范围内对压力进行稳定的比例控制。

通过根据权利要求1的比例夹管阀解决了上述问题。通过从属权利要求，本发明的有利且方便的实施方式是明显的。