Насосная насадка для дозирующего устройства, дозирующее устройство и возможности их применения
PUMP NOZZLE FOR DISPENSER, METERING DEVICE AND POSSIBILITY OF THEIR APPLICATION

Данное изобретение относится к насосной насадке для дозирующего устройства, предназначенного для дозированной подачи текучей среды. Насосная насадка может быть установлена на контейнер для хранения, например бутылку, который предназначен для хранения дозируемой текучей среды. Таким образом, насосная насадка и резервуар для хранения совместно образуют дозирующее устройство в соответствии с изобретением. Насосная насадка отличается тем, что она содержит воздуховод, с помощью которого поступающий снаружи воздух может быть перемещен в резервуар для хранения во время процесса нагнетания для компенсации давления. Данное изобретение также относится к вариантам функционального применения указанных насосной насадки и дозирующего устройства.
Дозирующие устройства, которые выполнены безвоздушными, т.е. в которых во время процесса дозирования во внутреннюю часть устройства не поступает воздух, известны из уровня техники, например, из международного патентного документа №2012031775. Помимо резервуара для хранения, эти дозирующие устройства содержат дополнительный мешок, в котором находится дозируемая текучая среда. Вследствие преобладания низкого давления при подаче текучей среды этот мешок сжимается так, что обеспечивается возможность выдачи текучей среды. Однако относительно сложная и предрасположенная к повреждению конструкция, в частности резервуара для хранения, является неудовлетворительной в случае таких дозирующих устройств. Кроме того, такие системы являются относительно громоздкими и дорогостоящими.
Таким образом, целью данного изобретения является создание насосной насадки или дозирующего устройства, которое (которая) устраняет вышеуказанные недостатки. В отношении насосной насадки эта цель достигается благодаря особенностям, изложенным в п. 1 формулы изобретения, в отношении дозирующего устройства - благодаря особенностям, изложенным в п. 19 формулы изобретения, а в отношении вариантов функционального применения - благодаря особенностям, изложенным в п. 21 формулы изобретения. При этом в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты предпочтительные усовершенствования.
Соответственно, изобретение относится к насосной насадке для дозирующего устройства, предназначенного для дозированной подачи текучей среды, причем указанная насадка содержит насосный корпус, имеющий напорную камеру, впускной клапан, ограничивающий указанную камеру, конический элемент, расположенный с возможностью перемещения в напорной камере насосного корпуса и имеющий сквозной канал, причем указанный конический элемент в части, ориентированной в направлении впускного клапана, выполнен с такими размерами, что он может быть проведен в напорную камеру с соответствием по форме, а его оставшиеся части имеют меньший диаметр, при этом указанная насадка также содержит выпускной клапан, через который осуществляется подача текучей среды и который находится в проточном сообщении со сквозным каналом конического элемента, и компонент, обеспечивающий сужение диаметра напорной камеры в части, расположенной напротив впускного клапана, и предназначенный для направления конического элемента.
Насосная насадка согласно изобретению отличается тем, что она содержит по меньшей мере один воздухозаборник, предназначенный для направления воздуха и имеющий проход для воздуха, расположенный между указанными коническим элементом и компонентом, а также по меньшей мере одно сквозное отверстие для воздуха, выполненное в насосном корпусе и открываемое при перемещении конического элемента в выпускное положение, в котором насосная насадка обеспечивает подачу текучей среды.
Таким образом, в случае насосной насадки согласно изобретению ключевым фактом является то, что она содержит насосный корпус с напорной камерой, при этом конический элемент выполнен с возможностью введения в напорную камеру с соответствием по форме и перемещения в ней. Вследствие перемещения конического элемента в напорную камеру ее объем уменьшается так, что текучая среда, находящаяся в напорной камере, выводится из нее через сквозной канал, расположенный в коническом элементе. Таким образом, направление конического элемента происходит с уплотнением относительно стенки напорной камеры, или конический элемент содержит, например, соответствующие уплотнительные элементы.
Вследствие того, что конический элемент за пределами напорной камеры имеет диаметр, который меньше диаметра напорной камеры, и, соответственно, является суженным, может быть открыт проход воздухозаборника, который обеспечивает возможность поступления воздуха из окружающей насосную насадку среды во внутреннее пространство насадки и, следовательно, например, также в резервуар для хранения подаваемой текучей среды, который присоединен к насосной насадке. В данном случае этот проход открывается, в частности, когда конический элемент перемещается из нерабочего положения в положение подачи. Как изложено выше, в результате происходит уменьшение объема напорной камеры, и текучая среда, содержащаяся в напорной камере, выводится из нее с помощью конического элемента. Во время этого процесса перемещения конического элемента внутри напорной камеры сквозное отверстие в стенке напорной камеры, т.е. в насосном корпусе, открывается так, что через незакрытый корпус в насосную насадку или в резервуар для хранения подаваемой текучей среды во время выхода текучей среды одновременно может поступать воздух.
Таким образом, одним конкретным преимуществом насосной насадки согласно изобретению или дозирующего устройства согласно изобретению является возможность получения упрощенного устройства по сравнению с герметизированными дозирующими устройствами. Тем не менее, текучая среда может храниться в указанном дозирующем устройстве без консервантов, что, в частности, является преимущественным в случае его применения в фармацевтической отрасли, например, в глазных и назальных аэрозолях.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения внутренний диаметр компонента меньше, чем внутренний диаметр напорной камеры. Соответственно, размер конического элемента вблизи компонента также меньше, чем его размер в напорной камере.
В частности, в случае, когда диаметр конического элемента, начиная от диаметра вблизи насосной камеры, уменьшается до диаметра вблизи компонента, предпочтительно строго монотонно, в частности когда конический элемент вблизи компонента имеет форму конуса, вследствие уменьшающегося диаметра конического элемента он прилегает к компоненту в нерабочем положении или уплотняет его с соответствием по форме. Благодаря этому прилеганию может быть обеспечена функция автоматического уплотнения, так что проход воздухозаборника закрывается при нахождении конического элемента в нерабочем положении. В соответствии с этим положением предпочтительного варианта выполнения конический элемент, таким образом, установлен с уплотнением относительно компонента при нахождении насосной насадки в закрытом положении.
Кроме того, компонент предпочтительно имеет направляющее ребро, с помощью которого обеспечивается его направление. Направляющее ребро окружает конический элемент вблизи компонента 6 с соответствием по форме по меньшей мере частично так, что обеспечивается возможность точного и надежного направления конического элемента в компоненте. В результате, с другой стороны, обеспечена возможность точного направления конического элемента в насосном корпусе или в напорной камере, так что может быть исключен непреднамеренный выход текучей среды вследствие ее направления в сторону мимо конического элемента.
Кроме того, воздухозаборник предпочтительно имеет по меньшей мере одно отверстие, расположенное в компоненте.
Конкретный вариант выполнения насосной насадки предусматривает расположение вкладыша между выпускным отверстием для текучей среды и выпускным клапаном, при этом вкладыш содержит оболочку, окружающую внутреннюю полость, которая окружает выпускной клапан, и имеет сквозное отверстие (точечное отверстие), проходящее через стенку оболочки и открытое в по меньшей мере один направляющий канал для текучей среды, расположенный на наружной поверхности оболочки, проходящий предпочтительно в верхней части оболочки вокруг последней и затем к выпускному концу оболочки и ограниченный верхней частью насосной насадки, в которую указанный вкладыш вставлен с соответствием по форме.
В этом варианте выполнения направляющий канал для текучей среды, выполненный во вкладыше, расположен на поверхности оболочки, т.е. представляет собой углубление в этой оболочке. Таким образом, указанный канал уплотнен верхней частью насосной насадки, в которую вкладыш вставлен с соответствием по форме. В местоположениях углубления, образованного указанным каналом в поверхности оболочки, соответственно, образован непрерывный направляющий канал для текучей среды благодаря ограничению со стороны верхней части насосной насадки.
Предпочтительно вкладыш содержит средство для стерилизации, дезинфекции или подавления микроорганизмов в текучей среде, предпочтительно серебряную спираль, и/или верхняя часть насосной насадки и/или вкладыш содержат антибактериальный или бактериостатический материал или сформированы из него.
Вследствие того, что направляющий канал для текучей среды не проходит по прямой линии на поверхности оболочки, а, как предпочтительно изложено выше, проходит вокруг оболочки, средство для стерилизации, дезинфекции или подавления микроорганизмов в текучей среде в вышеописанном конкретном варианте выполнения может обеспечивать максимальный эффект, поскольку указанный канал выполнен максимально длинным вследствие его прохождения.
Таким образом, выпускной клапан предпочтительно выполнен в виде цилиндрического клапана, который сдержит затвор, закрывающий сквозной канал конического элемента при нахождении насосной насадки в закрытом положении и открывающий сквозной канал конического элемента и сквозное отверстие (точечное отверстие) оболочки при нахождении насосной насадки в выпускном положении.
Во время процесса нагнетания, т.е. во время перемещения конического элемента из нерабочего положения в положение подачи затвор поджат вверх текучей средой, выходящей из сквозного отверстия. Таким образом, затвор открывает точечное отверстие, т.е. сквозное отверстие, выполненное во вкладыше, так, что текучая среда может поступать через указанное сквозное отверстие в направляющий канал.
После завершения процесса дозирования никакая дополнительная текучая среда не проходит через проточное отверстие, так что затвор может вернуться в свое исходное положение и закрыть сквозное отверстие конического элемента и точечное отверстие.
Возврату затвора в данное положение, закрывающее сквозной канал, предпочтительно содействует возвратная пружина.
Другой особенно предпочтительный вариант выполнения предусматривает наличие внутри воздухозаборника по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства для стерилизации, дезинфекции или подавления микроорганизмов в воздухе, предпочтительно бактериального фильтра, в частности, высокоэффективного сухого воздушного фильтра (НЕРА фильтра).
Данное средство предпочтительно вставлено в верхний конец компонента. В результате воздух, поступающий фактически в максимально ранний момент времени, стерилизуется или соответственно фильтруется для его стерилизации с обеспечением предотвращения возможности прохождения возбудителей инфекции через насосную насадку и, следовательно, их поступления в резервуар для хранения текучей среды.
Кроме того, предпочтительно имеется верхняя часть насосной насадки, окружающая выпускной клапан, а также окружающая выпускное отверстие, примыкающее к выпускному клапану, и конический элемент, при этом верхняя часть насосной насадки расположена с возможностью перемещения относительно компонента так, что конический элемент может быть направлен в напорную камеру с помощью указанной части.
Данная верхняя часть насосной насадки присоединена к компоненту, в частности, с помощью возвратной пружины.
Кроме того, преимущественным является выполнение компонента в виде отдельного компонента и присоединен к насосному корпусу, предпочтительно с помощью защелкивающегося соединения.
Насосная насадка предпочтительно выполнена с возможностью присоединения при помощи этого компонента к резервуару для хранения подаваемой текучей среды, предпочтительно с помощью защелкивающегося соединения.
Впускной клапан, с помощью которого текучая среда может быть введена в напорную камеру из резервуара для хранения, может дополнительно содержать нагнетательную трубку, в частности, в случае, когда предполагается выдача текучих сред при нахождении соответствующего дозирующего устройства в вертикальном состоянии (т.е. когда насосная насадка расположена над резервуаром для хранения). Однако аналогичным образом также возможны варианты выполнения дозирующего устройства, которое снабжено соответствующей насосной насадкой и не содержит нагнетательной трубки, например, в случае, когда предполагается опорожнение дозирующего устройства через верхнюю часть, в частности, как в случае, например, глазных капель.
Впускной клапан может представлять собой, в частности, тарельчатый клапан, цилиндрический клапан или шаровой клапан. В отношении вариантов выполнения, относящихся к цилиндрическому клапану, ссылка сделана, в частности, на уже рассмотренные варианты выполнения. Тарельчатый клапан является особенно предпочтительным.
Изобретение относится также к дозирующему устройству для дозированной подачи текучей среды, содержащему вышеописанную насосную насадку. Насосная насадка согласно изобретению присоединена к резервуару для хранения подаваемой текучей среды. Данный резервуар имеет отверстие и присоединен к насосной насадке у указанного отверстия при помощи компонента насосной насадки с обеспечением изоляции от текучих сред.
Герметичное соединение может быть получено, в частности, с помощью фланца или прокладки, установленной (установленного) между насосной насадкой и резервуаром для хранения.
Кроме того, данное изобретение относится к возможным применениям насосной насадки или дозирующего устройства. В частности, вышеуказанные компоненты являются подходящими для дозированной подачи жидкого или полутвердого содержимого, такого как, например, растворы, аэрозоли, гели, мази, кремы, пасты, в частности, применяемые в фармацевтической отрасли, предпочтительно глазные капли, глазные аэрозоли, назальные капли, назальные аэрозоли, и/или в пищевой отрасли.
С помощью насосной насадки согласно изобретению и дозирующего устройства согласно изобретению могут быть достигнуты, в частности, следующие преимущества: отсутствие контакта текучей среды внутри устройства с металлом, за исключением возможно присутствующих серебряных спиралей, которые могут быть вставлены, например, в качестве средства для стерилизации текучей среды, в частности, в верхней части насосной насадки.
Серебряная спираль может быть заменена, дополнительно или в качестве альтернативы, антибактериальной добавкой, например термопластичным компаундом, который получен инжекционным формованием и из которого образована верхняя часть насосной насадки и/или оболочка вкладыша.
Вследствие особого пути прохождения канала в оболочке вкладыша, являющегося удлинением прямой траектории, дополнительно затрудняется поступление бактерий через выпускное отверстие.
В частности, если канал для текучей среды, выполненный в оболочке, проходит вокруг оболочки, то от него отходят горизонтальные проходы. Благодаря этому бактерии не могут достичь точечного отверстия из-за наличия гравитации, вследствие чего проникновение бактерий дополнительно затруднено.
Бактерии, имеющиеся в общем воздухозаборнике, могут быть отфильтрованы антибактериальными фильтрами.
Кроме того, время приведения в действие насосной насадки или дозирующего устройства может быть уменьшено при использовании вышеописанного компонента насосной насадки благодаря дополнительным воздуховодам, открывающимся во время приведения в действие.
Вследствие того, что воздуховод открыт исключительно при приведении в действие и закрыт в других случаях, дополнительно повышается защита насосной насадки или дозирующего устройства от микроорганизмов.
Данное изобретение объяснено более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи без его ограничения конкретными приведенными параметрами.
На фиг. 1 изображен покомпонентный вид насосной насадки согласно изобретению. Насосная насадка I содержит верхнюю часть 2, имеющую выпускное отверстие А. Верхняя часть насосной насадки имеет полость, в которую может быть вставлен с соответствием по форме вкладыш 3. Данный вкладыш 3 имеет сквозное отверстие G (точечное отверстие) через которое текучая среда может быть направлена из внутреннего пространства к поверхности вкладыша. Указанная поверхность имеет направляющий канал для текучей среды, не показанный подробно на фиг. 1. Кроме того, вкладыш 3 содержит серебряную спираль 9, предназначенную для дезинфекции или уничтожения бактерий, которые могут поступать в насадку I через выпускное отверстие А. Вкладыш 3 содержит оболочку, которая имеет полость, показанную в нижней части оболочки. В данную полость вставлен выпускной клапан 4, закрывающий сквозное отверстие конического элемента 5 в закрытом положении. Клапан 4 представляет собой цилиндрический клапан, удерживаемый на месте с помощью возвратной пружины 10. Прилегающий конический элемент 5 имеет сквозной канал, через который элемент 5 может подвергаться воздействию потока текучей среды. Данный элемент 5 удерживается в насосном корпусе 7 с помощью компонента 6. Нижняя часть элемента 5 может быть введена с соответствием по форме в полость корпуса 7, т.е. в напорную камеру, при этом верхняя сужающаяся часть элемента 5 удерживается и направляется через соответствующее отверстие компонента 6. Компонент 6 имеет углубление, в которое может быть вставлен бактериальный фильтр, например НЕРА фильтр 12. Нижний конец корпуса 7 имеет выпускное отверстие, которое может быть изолировано от наружной части насосной камеры 7 с помощью тарельчатого клапана. На нижнем конце также может иметься нагнетательная трубка. Кроме того, для обеспечения возможности герметичного соединения с резервуаром для хранения, не показанным на фиг. 1, поверх насосного корпуса может быть расположен(а) фланец или прокладка 13. Насосная насадка I также содержит защитный колпачок 1, который может быть надет на ее верхнюю часть и служит для защиты выпускного отверстия А.
На фиг. 2 изображено дозирующее устройство согласно изобретению, содержащее насосную насадку I в соответствии с фиг. 1, которая установлена на резервуаре II для хранения. Одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы. Слева на фиг. 2 дозирующее устройство показано в нерабочем положении, а справа на фиг. 2 - в положении выпуска, при котором конический элемент 5 прижат в направлении вниз по сравнению с изображением, приведенным слева.
Из фиг. 2 можно понять взаимодействие отдельных компонентов. Если пользователь приводит дозирующее устройство в действие нажатием верхней части 2 вниз и, следовательно, дозирующее устройство переводится в положение, показанное справа, то в положении, показанном на фиг. 2 слева, конический элемент 5 вжимается в направлении вниз в насосный корпус. В корпусе 7 содержится выпускаемая текучая среда, находящаяся в выпускном пространстве V. Вследствие происходящего уменьшения указанного пространства текучая среда, расположенная в напорной камере или выпускном пространстве V, вытесняется вверх в конический элемент. При этом клапан 4 конического элемента открывается так, что текучая среда проходит стенку вкладыша 3 через точечное отверстие Н, расположенное во вкладыше 3. Таким образом, текучая среда направляется по направляющим каналам для текучей среды, расположенным на поверхности вкладыша 3, к выпускному отверстию А и выходит из него. В верхней части вкладыша 3 имеется серебряная спираль, которая предотвращает загрязнение текучей среды, находящейся в выпускном отверстии. Во время процесса нагнетания в резервуар II по траектории, показанной на чертеже справа, может поступать воздух для компенсации давления. Указанный воздух следует по траектории через стерильный фильтр 12, через проход, показанный на фиг. 2 справа. Между компонентом 6 и коническим элементом 5 имеется негерметично уплотненный зазор, через который может поступать воздух. При перемещении элемента 5 вниз в напорную камеру дополнительно открывается сквозное отверстие в стенке корпуса 7, через которое воздушный поток может поступать во внутреннее пространство резервуара II с обеспечением тем самым компенсации давления. После завершения процесса приведения в действие конический элемент перемещается обратно в исходное положение, что может обеспечиваться автоматически с помощью возвратной пружины 11. Таким образом, проход воздухозаборника закрывается, впускной клапан 8 открывается вследствие возникшего в результате низкого давления и текучая среда из резервуара II всасывается в напорную камеру корпуса 7. Как следует из фиг. 2, конический элемент 5 имеет конусообразную форму и уменьшающийся наружный диаметр (максимальный наружный диаметр имеет место вблизи напорной камеры корпуса 7). Вблизи компонента 6 наружный диаметр конического элемента 5 уже является суженным. В местоположениях, в которых элемент 5 в нерабочем положении прилегает к компоненту 6, обеспечено уплотнение. В данном местоположении компонент 6 и/или элемент 5 могут содержать дополнительные уплотняющие элементы, способствующие герметичному уплотнению.
На фиг. 3 изображен еще один вариант выполнения дозирующего устройства согласно изобретению. Данный вариант выполнения в соответствии с фиг. 3 имеет отверстия Н, выполненные в компоненте 6. При этом полости, образованные отверстиями Н, примыкают непосредственно к коническому элементу 5. Компонент 6 может иметь, например, от 1 до 10 таких отверстий. Указанные отверстия облегчают прохождение воздуха в проход, рассмотренный выше в отношении фиг. 2, так что достигается более быстрое возвратное перемещение и срабатывание дозирующего устройства.
Кроме того, в альтернативном варианте выполнения, показанном на фиг. 3, компонент 6 имеет направляющее ребро R, выполненное, например, в виде небольшого выступа в нем. Данное ребро R обеспечивает уплотнение с коническим элементом 5 с соответствием по форме и служит для точного направления элемента 5. Конический элемент 5, направляемый компонентом 6, может, таким образом, быть направлен в корпусе 7 точным образом и с соответствием по форме. Направляющее ребро R также может быть выполнено независимо от отверстий Н, показанных в качестве примера на фиг. 3.
На фиг. 4 изображен фрагмент, иллюстрирующий взаимодействие конического элемента 5 и компонента 6. При этом на фиг. 4а конический элемент 5 показан при нахождении дозирующего устройства в закрытом положении. В области, обозначенной символом М, можно видеть, что элемент 5 прилегает к компоненту 6 вследствие его конусности в данной области, в результате чего может быть обеспечено уплотнение.
В противоположность этому, на фиг. 4b показано открытое положение дозирующего устройства, т.е. случай, когда конический элемент 5 введен в напорную камеру. В этом случае проход для воздуха открыт, что обеспечивает возможность компенсации давления в резервуаре II, не показанном на фиг. 4.
На фиг. 4с изображен альтернативный вариант выполнения компонента 6, который в данном случае имеет дополнительные отверстия Н.
На фиг. 5 изображены конкретные варианты выполнения вкладыша 3. Данный вкладыш может быть выполнен по-разному в зависимости от соответствующей конфигурации. Например, на фиг. 3а показан вкладыш, который является преимущественным, в частности, для использования с каплями. В противоположность этому, на фиг. 3b показан вкладыш, который является подходящим для аэрозоля. Вкладыши 3 при этом отличаются только конфигурацией выпускного отверстия.
Однако оба варианта выполнения имеют сквозное отверстие, т.е. так называемое точечное отверстие G, через которое полость оболочки 3 вкладыша, показанная в нижней части, может сообщаться с каналом F для текучей среды. На фиг. 5 с изображен вид сверху оболочки, на котором также показаны сквозное отверстие G и направляющие каналы F и Е для текучей среды. Каналы F и Е представляют собой углубления, выполненные на поверхности вкладыша 3. Таким образом, направляющие каналы для текучей среды обеспечивают возможность установки данного вкладыша 3 в верхнюю часть 2 насосной насадки с соответствием по форме. Фактически, это подробно проиллюстрировано на фиг. 1 и 2. В случае, показанном на фиг. 3, направляющий канал для текучей среды выполнен так, что в области, обозначенной символом F, образована нагнетательная трубка, проходящая от сквозного отверстия G вверх. В верхней части вкладыша 3 канал для текучей среды проходит вокруг вкладыша 3 горизонтально. После этого в области, обозначенной символом Е, канал для текучей среды проходит далее вверх с обеспечением возможности проточного сообщения в выпускной области. На фиг. 3d изображен вид сверху вкладыша 3. В частности, также ясно виден постепенно изменяющийся диаметр вкладыша 3, что показано символами А, В, С и D. В области, обозначенной символом D, также могут иметься выемки, обеспечивающие возможность целевого формирования капель и их выдачи через выпускное отверстие А.