ЕМКОСТЬ ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И СИСТЕМА БЕЗВОЗДУШНОГО ДОЗИРОВАНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УПОМЯНУТОЙ ЕМКОСТИ
RESERVOIR FOR FLOWING MEDIUM AND SYSTEM OF AIRLESS DOSING OF FLOWING MEDIUM WITH APPLICATION OF SAID RESERVOIR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к емкости для текучей среды и системе безвоздушного дозирования текучей среды с использованием упомянутой емкости.
Описание уровня техники
Система безвоздушного дозирования текучей среды применялась в различных областях для дозирования или нанесения таких текучих сред на место нанесения, которые содержат вещества, содержащие медицинские материалы, например лекарственную форму для назального введения, квазимедицинские материалы, например тоник для роста волос, и косметические материалы, например духи.
К настоящему времени предложено несколько систем безвоздушного дозирования текучих сред, например, в патентном документе 1 предложена емкость с безвоздушным насосом, которая содержит корпус емкости для вмещения текучей среды и безвоздушный насос. Безвоздушный насос выполнен с возможностью нагнетания давления в текучей среде во всасывающей камере во время нажатия вниз на наконечник и выброса текучей среды в атмосферу для дозирования текучей среды из наконечника, а также выполнен с возможностью всасывания текучей среды из корпуса емкости во всасывающую камеру во время возврата наконечника вверх (см. фиг.2 упомянутого документа). Корпус емкости снабжен нижней заслонкой, которая выполнена с возможностью скользящего перемещения вдоль боковой стенки корпуса под воздействием атмосферного давления, и, в частности, перемещается вверх, при отрицательном давлении в корпусе емкости, когда текучая среда всасывается из корпуса емкости во всасывающую камеру. Таким образом, в емкости с безвоздушным насосом согласно патентному документу 1, даже после дозирования или распыления текучей среды из камеры емкости, попадание воздуха в корпус емкости не допускается. Кроме того, целью изобретения в соответствии с патентным документом 1 является повышение воздухонепроницаемости (герметичности) сопряжения между нижней заслонкой и внутренней стенкой корпуса емкости, без увеличения трения скольжения, путем обеспечения на нижней заслонке по ее окружности нижней и верхней наклонных лапок из упругого материала, контактирующих с внутренней стенкой корпуса емкости (см. фиг.3(A) упомянутого документа).
В другом патентном документе 2 предлагается емкость насосного типа с механизмом нагнетания содержимого, который имеет конструкцию, аналогичную конструкции согласно патентному документу 1. Емкость насосного типа имеет недостатки, состоящие в том, что в кольцевом пространстве между корпусом емкости и нижней заслонкой остается некоторое количество неиспользованной текучей среды даже по окончании применения пользователем и что в кольцевом пространстве между корпусом емкости и нижней заслонкой также захватывается воздушный пузырек, при заполнении текучей средой на производстве. Если в корпусе емкости или кольцевом пространстве захвачен воздушный пузырек, то пользователь должен выполнить несколько раз накачивающее действие, что требуется, фактически, не для дозирования текучей среды, а для изгнания воздушного пузырька из корпуса емкости и всасывающей камеры. Иначе, доза текучей среды может содержать разный объем, что создает неудобство, особенно, когда требуется дозировать постоянный объем текучей среды, например, медицинских материалов. Однако повторение накачивающих действий несколько раз обычно расходует впустую текучую среду, предназначенную для фактических дозировок. Поэтому, в изобретении согласно патентному документу 2 предлагается замещающий верхний элемент, имеющий плоскую нижнюю поверхность и обеспеченный в кольцевом пространстве корпуса емкости, чтобы удалять неиспользованную текучую среду, оставшуюся в кольцевом пространстве между корпусом емкости и нижней заслонкой по окончании применения, и воздушный пузырек, захваченный при заполнении текучей средой (см. фиг.1 упомянутого документа).
Патентный документ 1: JРА 2003-212262.
Патентный документ 2: JPA 2006-044710.
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Хотя обеспечение замещающего верхнего элемента в соответствии с патентным документом 2 может в некоторой степени уменьшить воздушный пузырек, захваченный в корпусе емкости, тем не менее воздушный пузырек неизбежно задерживается на плоской нижней поверхности замещающего верхнего элемента, что требует выполнения нежелательных накачивающих действий для удаления захваченного воздушного пузырька. Таким образом, замещающего верхнего элемента в соответствии с патентным документом 2 недостаточно для предотвращения захвата воздушного пузырька в корпусе емкости при заполнении текучей средой. Поэтому сложилась потребность в другом корпусе емкости, который способен легко и безопасно удалять воздушный пузырек, даже если воздушный пузырек захвачен в корпусе емкости. Кроме того, следует отметить, что в патентном документе 1 предлагается всего лишь усовершенствование подвижной нижней заслонки, но ничего не сообщается об удалении захваченного воздушного пузырька.
Средства для решения проблем
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается емкость для текучей среды и система безвоздушного дозирования текучей среды с использованием упомянутой емкости, которые предотвращают задержку небольшого воздушного пузырька в корпусе емкости, при наполнении текучей средой.
Емкость для текучей среды в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения содержит корпус емкости, содержащий верхнее и нижнее отверстия и дополнительно содержащий плечевой элемент и боковую стенку, которая продолжается между верхним и нижним отверстиями. Емкость для текучей среды содержит также ограничитель, примыкающий к плечевому элементу корпуса емкости, и скользящий клапан, совершающий скользящее движение по внутренней поверхности боковой стенки корпуса емкости, при герметичном уплотнении между ними. Подвижный клапан в сочетании с боковой стенкой корпуса емкости ограничивает пространство емкости для вмещения текучей среды. Кроме того, обеспечена нижняя крышка для перекрытия нижнего отверстия корпуса емкости. Ограничитель и скользящий клапан содержат поверхность ограничителя и поверхность клапана, соответственно, которые расположены взаимно противоположно друг другу и наклонены под углами наклона от 5 до 30 градусов относительно горизонтальной поверхности.
В предпочтительном варианте, поверхность ограничителя и поверхность клапана имеют комплементарные формы. Ограничитель может быть также сформирован за одно целое с боковой стенкой корпуса емкости. Кроме того, поверхность ограничителя сформирована как по существу непрерывно продолжающая внутреннюю поверхность боковой стенки через криволинейную поверхность.
Ограничитель может быть выполнен из полиэтилена низкой плотности, и по меньшей мере что-то одно из ограничителя и подвижного клапана может быть выполнено из эластичного материала. Угол наклона поверхности ограничителя относительно горизонтальной поверхности может быть больше угла наклона поверхности клапана относительно горизонтальной поверхности.
Нижняя крышка может содержать канавку, продолжающуюся вдоль ее нижней поверхности, при этом нижняя крышка имеет сквозное отверстие, сквозь которое пространство нагнетания объема, герметизированное боковой стенкой корпуса емкости, скользящим клапаном и нижней крышкой, может сообщаться с окружающим воздухом.
Безвоздушный насос может иметь герметичное соединение с верхним отверстием емкости для текучей среды.
Преимущества изобретения
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения в системе безвоздушного дозирования текучей среды надежно предотвращается захват небольшого воздушного пузырька в корпусе емкости, при наполнении текучей средой, и, тем самым, возможно дозирование постоянной дозы без обязательного выполнения нежелательных накачивающих действий перед фактическим применением.
Краткое описание чертежей
Фиг.1A - вид сбоку системы безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, и фиг.1B - вид сбоку, аналогичный виду на фиг.1A, но со снятым колпачком.
Фиг.2 - вид в разрезе с пространственным разделением компонентов системы безвоздушного дозирования текучей среды согласно фиг.1, с емкостью для текучей среды, снятой с безвоздушного насоса.
Фиг.3 - увеличенный вид в разрезе емкости для текучей среды согласно на фиг.2.
Фиг.4 - вид снизу нижней крышки емкости для текучей среды.
Фиг.5A и 5B - виды в разрезе системы безвоздушного дозирования текучей среды согласно фиг.1, показывающие состояния, соответственно, до и после дозирования текучей среды.
Фиг.6 - увеличенный вид в разрезе безвоздушного насоса согласно фиг.2.
Фиг.7 - вид в разрезе с пространственным разделением компонентов безвоздушного насоса, аналогичный виду на фиг.6, с изображением корпуса насоса, разделенного с наконечником.
Фиг.8 - увеличенный вид в разрезе емкости для текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 - увеличенный вид в разрезе емкости для текучей среды модификации 1.
Фиг.10A-10E - вид в разрезе, вид спереди, вид сбоку, вид сзади и вид сверху в плане, соответственно, системы безвоздушного дозирования текучей среды в модификации 2.
Фиг.11A-11E - вид в разрезе, вид спереди, вид сбоку, вид сзади и вид сверху в плане, соответственно, другой системы безвоздушного дозирования текучей среды в модификации 2.
Фиг.12 - диаграмма, представляющая взаимозависимость между массой текучей среды (вязкость: 1000 мПа·с), распыляемой каждым накачивающим действием, и числом накачивающих действий.
Фиг.13 - диаграмма, представляющая взаимозависимость между массой текучей среды (вязкость: 2000 мПа·с), распыляемой каждым накачивающим действием, и числом накачивающих действий.
Фиг.14 - диаграмма, представляющая взаимозависимость между массой текучей среды (вязкость: 3600 мПа·с), распыляемой каждым накачивающим действием, и числом накачивающих действий.
Фиг.15A-15G - изображение системы безвоздушного дозирования текучей среды, применяемой для распыления текучей среды в нос под разными углами распыления.
Фиг.16 - диаграмма, представляющая взаимозависимость между массой текучей среды, распыляемой каждым накачивающим действием под углом распыления 45 градусов, и числом накачивающих действий.
Фиг.17 - диаграмма, представляющая взаимозависимость между массой текучей среды, распыляемой каждым накачивающим действием под углом распыления 65 градусов, и числом накачивающих действий.
Фиг.18 - диаграмма, представляющая взаимозависимость между массой текучей среды, распыляемой каждым накачивающим действием под углом распыления 90 градусов, и числом накачивающих действий.
Краткое описание ссылочных позиций
1: система безвоздушного дозирования текучей среды, 2: емкость для текучей среды, 3: безвоздушный насос, 4: колпачок, 5: внешняя резьба, 6: внутренняя резьба, 10: корпус емкости, 11: верхнее отверстие, 12: нижнее отверстие, 13, 13': плечевой элемент, 14: боковая стенка, 15: внутренняя поверхность, 16: внешняя поверхность, 18: пространство емкости, 19: криволинейное пространство, 20: нижняя крышка, 22: канавка, 24: сквозное отверстие, 26: пространство поддержки давления, 30: кольцевой ограничитель, 32: поверхность ограничителя, 32': поверхность плечевого элемента, 40: скользящий клапан, 42: поверхность клапана, 50: корпус насоса, 70: наконечник, 51: цилиндр, 52: фланец цилиндра, 53: прокладка, 54: поршень, 55: вертикальный канал, 56: горизонтальный канал, 57: кольцевой упор, 58: кольцевой изолирующий клапан, 59: нижний участок уменьшенного диаметра, 60: всасывающее отверстие, 61: шаровой клапан, 62: цилиндрическая пружина, 63: всасывающая камера, 64: кольцевой паз, 65: верхний торец, 70: наконечник, 71: внутренняя стенка, 72: сплошной стержень, 73: сквозной канал, 74: распыляющее выпускное отверстие, 75: распылитель, 76: кольцеобразный фланец, 77: трубчатая направляющая стенка, 78: нижний торец.
Лучшие варианты осуществления изобретения
Ниже, со ссылками на прилагаемые чертежи, приведено описание вариантов осуществления емкости для текучей среды и системы безвоздушного дозирования текучей среды с использованием упомянутой емкости в соответствии с настоящим изобретением. В нижеследующем описании термины, означающие направление, например, «верхний», «нижний», «горизонтальный» и «вертикальный» применяются для удобства и лучшего объяснения, однако, упомянутые термины не предполагают ограничения объема настоящего изобретения. Кроме того, одинаковые компоненты обозначены одинаковыми позициями на всех прилагаемых чертежах.
[Первый вариант осуществления]
Первый вариант осуществления системы безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с настоящим изобретением описан ниже со ссылками на фиг.1-7. На фиг.1A представлен вид сбоку системы 1 безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления, и на фиг.1B представлен вид сбоку, аналогичный виду на фиг.1A, но со снятым колпачком. Система 1 безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления содержит, в общем, емкость 2 для текучей среды, безвоздушный насос 3 и колпачок 4, заключающий в оболочку емкость 2 для текучей среды. Как изложено выше, на фиг.1A представлена система 1 с колпачком 4 в неиспользуемом положении и на фиг.1B представлена система 1 без колпачка 4, которая готова к применению. Колпачок 4 имеет внутреннюю поверхность с углублением (не показанным), а емкость 2 для текучей среды имеет внешнюю поверхность с выступом, который защелкиванием размещается в углублении так, что колпачок 4 соединяется с возможностью разъема с емкостью 2 для текучей среды.
На фиг.2 представлен вид в разрезе с пространственным разделением компонентов системы 1 безвоздушного дозирования текучей среды, с емкостью 2 для текучей среды, снятой с безвоздушного насоса 3. Герметизирующее соединение между емкостью 2 для текучей среды и безвоздушным насосом 3 можно обеспечить зацеплением между внешней резьбой 5 емкости 2 для текучей среды с внутренней резьбой 6 безвоздушного насоса 3.
Емкость 2 для текучей среды дополнительно описана ниже со ссылкой на фиг.3, на которой представлен увеличенный вид в разрезе упомянутой емкости. Емкость 2 для текучей среды обычно содержит полый корпус 10 емкости, содержащий верхнее и нижнее отверстия 11, 12, нижнюю крышку 20, закрывающую нижнее отверстие 12 корпуса 10 емкости. Корпус 10 емкости содержит плечевой элемент 13 и боковую стенку 14, и нижняя крышка 20 выполнена с возможностью зацепления с внешней поверхностью боковой стенки 14. Корпус 10 емкости и нижняя крышка 20 в соответствии с настоящим изобретением имеют по существу круглую форму, если смотреть сверху, но возможно использование любой другой формы, например многоугольной формы.
Емкость 2 для текучей среды дополнительно содержит кольцевой ограничитель 30, который вставлен через нижнее отверстие 12 до примыкания к плечевому элементу 13 внутри корпуса 10 емкости, и скользящий клапан 40, который вставлен через нижнее отверстие 12 и способен перемещаться вдоль внутренней поверхности 15 боковой стенки 14, при герметичном уплотнении между ними. Следовательно, как показано на фиг.3, пространство 18 емкости для вмещения текучей среды ограничено между поверхностью 32 ограничителя кольцевого ограничителя 30, противолежащей ей поверхностью 42 клапана скользящего клапана 40 и внутренней поверхностью 15 боковой стенки 14.
При этом, как показано на виде снизу на фиг.4, нижняя крышка 20 содержит по меньшей мере одну канавку или углубленный участок 22, который содержит по меньшей мере одно, или, предпочтительно, множество сквозных отверстий 24, проходящих вертикально сквозь нижнюю крышку. Таким образом, корпус 10 емкости содержит пространство 26 поддержки давления, ограниченное боковой стенкой 14, нижней крышкой 20 и скользящим клапаном 40, которое сообщается с окружающим воздухом.
Как изложено в нижеследующем подробном описании, когда безвоздушный насос 3 герметично соединен с верхним отверстием 11 емкости 2 для текучей среды для всасывания текучей среды, содержащейся в пространстве 18 емкости корпуса 10 емкости, то, вследствие отсутствия воздуха, внесенного в корпус 10 емкости, пространство 18 емкости оказывается под отрицательным давлением. С другой стороны, так как пространство 26 поддержки давления поддерживается под атмосферным давлением благодаря сквозному отверстию 24, то скользящий клапан 40 в пространстве 18 емкости проталкивается вверх атмосферным давлением в пространстве 26 поддержки давления. Поэтому, скользящий клапан 40 емкости 2 для текучей среды постепенно перемещается вверх из неиспользованного положения, показанного на фиг.5A, в зависимости от количества текучей среды, всосанного безвоздушным насосом 3, и, когда вся текучая среда дозирована из пространства 18 емкости, поверхность 42 клапана плотно упирается в поверхность 32 ограничителя, как показано на фиг.5B.
1
2
1
1
В емкости 2 для текучей среды в соответствии с настоящим изобретением, как показано на виде в разрезе на фиг.3, поверхность 32 вставки кольцевой вставки 30 и поверхность 42 клапана скользящего клапана 40 наклонены под углами θ, θ наклона, соответственно, относительно горизонтальной поверхности. Даже если воздушный пузырек захвачен и удерживается на поверхности 32 ограничителя кольцевого ограничителя 30, когда емкость 2 для текучей среды наполняют текучей средой на предприятии-изготовителе системы безвоздушного дозирования текучей среды, наклонные поверхности облегчают свободное удаление захваченного воздушного пузырька с поверхности 32 ограничителя через верхнее отверстие 11 емкости 2 для текучей среды вдоль наклонной поверхности 32 ограничителя. Углы наклона θ поверхности 32 ограничителя выполняют в пределах от 5 до 30 градусов, и, предпочтительно, от 15 до 25 градусов, чтобы надежно удалять воздушный пузырек, возможно захваченный при заполнении емкости 2 для текучей среды текучей средой. Поэтому, в соответствии с настоящим изобретением, угол наклона θ поверхности 32 ограничителя выполнен в вышеупомянутых пределах, чтобы надежно предотвратить попадание и захват небольшого воздушного пузырька в корпусе 10 емкости, таким образом исключая нежелательные накачивающие действия до применения системы безвоздушного дозирования текучей среды.
1
2
1
2
В более предпочтительном варианте, углы θ, θ наклона поверхности 32 ограничителя и поверхности 42 клапана выполнены по существу равными (θ, = θ), с комплементарными конфигурациями, чтобы плотно контактировать между собой, как показано на фиг.5B, по окончании применения системы безвоздушного дозирования текучей среды. Это сводит к минимуму количество бесполезной текучей среды, которая остается в пространстве 18 емкости, но не может быть использована даже в конце применения.
Следует отметить, что компоненты емкости 2 для текучей среды могут быть сформированы из любых материалов, что очевидно для специалиста в данной области техники. В предпочтительном варианте, но без ограничения им, корпус 10 емкости, нижняя крышка 20 и скользящий клапан 40 могут быть выполнены из полимерного материала, например полипропилена, и кольцевой ограничитель 30 может быть выполнен из полиэтилена низкой плотности. При формировании из упомянутых материалов, кольцевой ограничитель 30 может быть плотно (с надежной герметичностью) зафиксирован плечевым элементом 13 корпуса 10 емкости.
1
2
1
2
Кроме того, углы θ, θ наклона поверхности 32 ограничителя и поверхности 42 клапана не всегда равны, а, наоборот, выполнены отличающимися один от другого. Например, в случае, когда скользящий клапан 40 выполнен из эластичного материала, например эластомера, угол θ наклона поверхности 32 ограничителя может быть выполнен больше угла θ наклона поверхности 42 клапана, чтобы область контакта между поверхностью 32 ограничителя и поверхностью 42 клапана расширялась от периферического участка к центральному участку по мере того, как скользящий клапан перемещается вверх. Это обеспечивает поджим текучей среды в пространстве 18 емкости к центральному участку непосредственно перед окончанием применения и, тем самым, дозирование всей текучей среды из пространства 18 емкости, без остатка в нем бесполезной текучей среды.
Ниже, со ссылками на фиг.6 и 7, приведено описание конструкции и функционирования безвоздушного насоса 3. На фиг.6 представлен увеличенный вид в разрезе безвоздушного насоса 3 и на фиг.7 представлен вид в разрезе с пространственным разделением компонентов, аналогичный виду на фиг.6, при этом корпус 50 насоса разделен с наконечником 70.
Внутри корпуса 50 насоса расположен вертикально продолжающийся цилиндр 51, содержащий горизонтально проходящий фланец 52 цилиндра с прокладкой 53 на нем. Корпус 50 насоса имеет внутреннюю резьбу 6, и, как упоминалось выше, зацепление внешней резьбы 5 емкости 2 для текучей среды с внутренней резьбой 6 создает герметически плотное соединение между корпусом 50 насоса и емкостью 2 для текучей среды.
В корпусе 50 насоса расположен также вертикально подвижный поршень 54. Поршень 54 содержит вертикальный канал 55, продолжающийся по центральной оси, и горизонтальный канал 56, проходящий через вертикальный канал 55 и сообщающийся с ним. Вокруг участка с уменьшенным диаметром на поршне 54, который сужен по диаметру в горизонтальном направлении, расположен кольцевой упор 57, выполненный из эластичного материала, например резины. Внутри цилиндра 51 расположен также кольцевой изолирующий клапан 58, который может скользить вдоль внутренней поверхности цилиндра 51, для зацепления с кольцевым упором 57. Цилиндр 51 дополнительно содержит всасывающее отверстие 60 для всасывания текучей среды из корпуса 10 емкости через нижний участок 59 уменьшенного диаметра. Вблизи участка 59 уменьшенного диаметра расположен шаровой клапан 61 и между шаровым клапаном 61 и поршнем 54 обеспечена цилиндрическая пружина 62, показанная двойной пунктирной линией на фиг.7. Таким образом, всасывающая камера 63 для вмещения текучей среды ограничена между шаровым клапаном 61, цилиндром 51 (его внутренней поверхностью) и поршнем 54 и кольцевым изолирующим клапаном 58.
При этом наконечник 70 содержит внутреннюю стенку 71, продолжающуюся вертикально, и сплошной стержень 72, отделенный зазором от внутренней стенки 71 и продолжающийся по всей ее длине. Таким образом, между внутренней стенкой 71 наконечника 70 и сплошным стержнем 72 образован сквозной канал 73, проходящий вертикально между ними. Наконечник 70 содержит также распылитель 75, содержащий распыляющее выпускное отверстие 74 и закрепленный на конце упомянутой насадки. Кроме того, наконечник 70 содержит кольцеобразный фланец 76, продолжающийся горизонтально, и трубчатую направляющую стенку 77, продолжающуюся вертикально от упомянутого фланца.
Во время работы безвоздушного насоса 3, когда пользователь нажимает на кольцеобразный фланец 76 наконечника 70, трубчатая направляющая стенка 77 направляется в кольцевой паз 64 корпуса 50 насоса, и нижний торец 78 наконечника 70 приходит в контакт с верхним торцом 65 поршня 54 и, тем самым, толкает поршень 54 вниз (см. фиг.7). При нажиме на поршень 54 создается нажим на кольцевой упор 57, через посредство которого кольцевой изолирующий клапан 58 также сдвигается вниз. Тем самым образуется небольшой зазор между внутренней поверхностью кольцевого изолирующего клапана 58 и внешней поверхностью поршня 54. Дополнительный нажим на поршень 54 нагнетает давление текучей среды, вошедшей во всасывающую камеру 63, и заданное количество текучей среды, в ответ на нажим на поршень 54, выталкивается из всасывающей камеры 63 через зазор между кольцевым изолирующим клапаном 58 и поршнем 54, через горизонтальный и вертикальный каналы 56, 55 и сквозной канал 73 к распылителю 75 и, тем самым, распыляется из распыляющего выпускного отверстия 74.
Когда пользователь отпускает кольцеобразный фланец 76, цилиндрическая пружина 62 в цилиндре 51 отжимает поршень 54 вверх своей силой упругости. Данное движение перекрывает зазор между внутренней поверхностью кольцевого изолирующего клапана 58 и внешней поверхностью поршня 54, а также отпускает шаровой клапан 61 для формирования зазора между шаровым клапаном 61 и цилиндром 51 (его внутренней поверхностью), что обеспечивает возможность всасывания текучей среды через данный зазор во всасывающую камеру 63. Как упоминалось выше, когда поршень 54 поднимается, зазор между кольцевым изолирующим клапаном 58 и поршнем 54 перекрывается, чтобы во всасывающую камеру 63 не пропускался воздух снаружи. Поэтому, в настоящем безвоздушном насосе 3, во всасывающую камеру 63 и в пространство 18 емкости не пропускается никаких воздушных пузырьков, что сводит к минимуму колебания дозировки текучей среды.
При нажиме на безвоздушный насос 3 пользователь обычно нажимает на кольцеобразный фланец 76 наконечника 70 своим указательным пальцем и средним пальцем, при одновременном поддерживании нижней крышки 20 своим большим пальцем. Поскольку сквозные отверстия 24 нижней крышки 20 для сообщения пространства 26 поддержки давления с окружающим воздухом выполнены внутри канавки или углубленного участка 22, то эффективно исключается вероятность закупоривания сквозных отверстий 24 большим пальцем пользователя. Поэтому, в емкости 2 для текучей среды в соответствии с настоящим изобретением пространство 26 поддержки давления всегда можно выдерживать под атмосферным давлением, чтобы скользящий клапан 40 сдвигался в точном соответствии с количеством текучей среды в пространстве 18 емкости, что надежно предотвращает пропускание воздушного пузырька во всасывающую камеру 63 безвоздушного насоса 3.
[Второй вариант осуществления]
Второй вариант осуществления системы безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с настоящим изобретением описан ниже со ссылками на фиг.8-11. Поскольку система безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления аналогична системе в соответствии с первым вариантом осуществления, за исключением конструкции емкости 2 для текучей среды, дублирование описания будет исключено.
1
В емкости 2 для текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления плечевой элемент 13 корпуса 10 емкости и кольцевой ограничитель 30 выполнены как отдельные компоненты. С другой стороны, в емкости 2 для текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления, как показано на фиг.8, кольцевой ограничитель сформирован за одно целое с плечевым элементом корпуса 10 емкости, и поверхность 32' плечевого элемента на плечевом элементе 13', противоположная поверхности клапана скользящего клапана 40, наклонена под углом θ наклона относительно горизонтальной поверхности. Поэтому, стоимость изготовления емкости 2 для текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления может быть снижена благодаря уменьшению числа компонентов, при обеспечении таких же преимуществ, как в первом варианте осуществления.
[Модификация 1]
Емкость 2 для текучей среды в соответствии со вторым вариантом осуществления может быть модифицирована так, что поверхность 32' плечевого элемента сформирована как по существу непрерывно продолжающая внутреннюю поверхность 15 боковой стенки 14 через криволинейную поверхность 19. Данная компоновка надежно предотвращает захват небольшого воздушного пузырька в непрерывной области между поверхностью 32' плечевого элемента и боковой стенкой 14 во время заполнения текучей средой. Аналогично, емкость 2 для текучей среды в соответствии с первым вариантом осуществления можно модифицировать так, чтобы между внутренней поверхностью 15 боковой стенки 14 и поверхностью 32 ограничителя на ограничителе 30 обеспечивалась непрерывная криволинейная поверхность, исключающая наличие между ними какой-либо ступенчатой или прерывистой поверхности, для удаления захваченного воздушного пузырька.
[Модификация 2]
Выше описана система безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления для распыления текучей среды вверх из распылителя 75, обеспеченного на конце выпускной насадки 70, которая не ограничена приведенным описанием. Распыляющее выпускное отверстие 74 распылителя 75 может быть направлено горизонтально, как показано на фиг.10 и 11, и предназначено для распыления текучей среды в горизонтальном направлении также нажатием на наконечник 70. Это дополнительно расширяет область применений системы безвоздушного дозирования текучей среды в соответствии с настоящим изобретением.
[Эксперимент 1]
Далее, с помощью нижеописанных экспериментов, подробно поясняются преимущества настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение допускает применение любой текучей среды, для примера были составлены три вида гелеобразных, муноадгезивных средств, которые различаются между собой по вязкости, например перечисленные ниже средства, применяемые как капли в нос. Вязкость средств измеряли вискозиметром типа C при 20°С. Следует отметить, что данные текучие среды не содержат фармакологически активного вещества.
[Таблица 1]Ингредиенты текучих сред 1, 2, 3
Ингредиент
Текучая среда 1 (1000 мПа·с)
Текучая среда 2 (2000 мПа·с)
Текучая среда 3 (3600 мПа·с)
Карбоксивиниловый полимер
0,42
0,53
0,56
L-аргинин
0,74
0,95
1,00
Натрия эдетат
0,05
0,05
0,05
Полисорбат 80
0,10
0,10
0,10
Концентрированный глицерин
1,00
1,00
1,00
Хлорид натрия
0,50
0,50
0,50
Дистиллированная вода
97,19
96,87
96,79
Итого
100%
100%
100%
Подготовили также три системы безвоздушного дозирования текучей среды, которые могут распылять 100 мг текучей среды за одно накачивающее действие, т.е. в соответствии с настоящим изобретением (называемая просто Изобретение) и в соответствии с традиционным методом (называемые просто «Сравнение 1» и «Сравнение 2»). Данные системы безвоздушного дозирования текучей среды заполняли пятью (5) граммами каждой из текучих сред 1, 2, 3, по отдельности для следующих экспериментов.
Системы Изобретение, Сравнение 1 и Сравнение 2 заполнили текучей средой 1 (вязкость: 1000 мПа·с), и массу текучей среды (мг), распыляемой каждым накачивающим действием, отражали графически соответственно числу накачивающих действий, что привело к получению диаграммы, представленной на фиг.12. Как отчетливо показано на данной диаграмме, система дозирования Изобретение способна непрерывно подавать предварительно заданную или расчетную дозу (называемую «предварительно установленной дозой D», которая установлена на 100 мг в экспериментах) почти до момента дозирования всей текучей среды. Напротив, системы дозирования Сравнение 1 и Сравнение 2 выдавали дозу текучей среды меньше предварительно установленной дозы и, следовательно, не могли распылять предварительно установленную дозу текучей среды после тридцати (30) - сорока (40) накачивающих действий.
Аналогично, дозирующие системы Изобретение, Сравнение 1 и Сравнение 2 заполняли также текучей средой 2 (вязкость: 2000 мПа·с) и текучей средой 3 (вязкость: 3600 мПа·с), и массу текучей среды (мг), распыляемой каждым накачивающим действием, отражали графически соответственно числу накачивающих действий, что привело к получению диаграмм, представленных на фиг.13 и 14, соответственно. Как отчетливо показано на данных диаграммах, независимо от вязкости текучей среды, система дозирования Изобретение была способна непрерывно распылять предварительно заданную дозу почти до момента дозирования всей текучей среды, однако, системы дозирования Сравнение 1 и 2 не могли распылять предварительно установленную дозу текучей среды, даже когда в емкости для текучей среды оставалось достаточное количество текучей среды. Поэтому система дозирования Изобретение намного превосходит системы дозирования Сравнение 1 и Сравнение 2 в части, касающейся расчетного и стабильного дозирования распыляемой текучей среды.
Затем провели другие сравнительные эксперименты с системами дозирования Изобретение, Сравнение 1 и для сравнения 2, для определения количества текучей среды, которое можно полностью использовать, и стабильности, с которой можно дозировать текучую среду. Сначала, ниже приведены определения некоторых конкретных значений:
W
0
: Масса текучей среды, первоначально наполняющей каждую систему дозирования (которая равна 5 граммам в настоящем эксперименте);
W
E
: Масса текучей среды, оставшейся в каждой системе дозирования по окончании использования (единица измерения: грамм);
D
IN
: Одна доза, когда она находится в диапазоне, заданном предварительно установленной дозой плюс/минус 10% (то есть, в диапазоне 90-110 мг в настоящем эксперименте);
D
OUT
: Одна доза, когда она не попадает в диапазон, заданный предварительно установленной дозой плюс/минус 10% (то есть, меньше, чем 90 мг и больше, чем 110 мг в настоящем эксперименте);
ΣD
D
IN
IN
: Сумма доз , дозированных всеми накачивающими действиями;
ΣD
D
OUT
OUT
: Сумма доз , дозированных всеми накачивающими действиями.
С использованием вышеприведенных определений коэффициент остаточного содержания текучей среды, коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы и коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы можно определить следующим образом:
W
W
E
0
коэффициент остаточного содержания текучей среды (%) =  /  × 100;
ΣD
W
IN
0
коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы (%) =  /  × 100;
ΣD
W
OUT
0
коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы (%) =  /  × 100.
Следовательно, число доз, которые находятся в пределах предварительно установленной дозы плюс/минус 10% (то есть, в диапазоне 90-110 мг в настоящем эксперименте), выданных одним накачивающим действием, называется «числом дозирований в пределах предварительно установленной дозы».
В соответствии с вышеприведенным определением, по мере того, как коэффициент остаточного содержания текучей среды становится ниже, количество текучей среды, которое можно эффективно дозировать без остатка, становится больше. Кроме того, целесообразно обеспечить возможность стабильного дозирования предварительно установленных доз с более высоким коэффициентом дозирования в пределах предварительно установленной дозы, сниженным коэффициентом дозирования за пределами предварительно установленной дозы и большим числом дозирований в пределах предварительно установленной дозы. По данным, представленным на диаграммах на фиг.12-14, рассчитали приведенные ниже коэффициент остаточного содержания текучей среды, коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы, коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы и число дозирований в пределах предварительно установленной дозы.
[Таблица 2]Сравнение коэффициентов остаточного содержания текучей среды и других параметров для текучей среды с изменяемой вязкостью
Текучая среда (вязкость)
Коэффициент остаточного содержания текучей среды (%)
Коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы (%)
Коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы (%)
Число дозирований в пределах предварительно установленной дозы
Изобретение
Текучая среда 1 (1000 мПа·с)
7,1
87,8
5,1
44
Текучая среда 2 (2000 мПа·с)
7,2
87,6
5,2
44
Текучая среда 3 (3600 мПа·с)
7,3
87,7
5,0
44
Сравнение 1
Текучая среда 1 (1000 мПа·с)
24,4
65,4
10,2
33
Текучая среда 2 (2000 мПа·с)
27,7
61,0
11,3
31
Текучая среда 3 (3600 мПа·с)
31,3
54,7
14,0
28
Сравнение 2
Текучая среда 1 (1000 мПа·с)
28,5
55,1
16,4
28
Текучая среда 2 (2000 мПа·с)
32,8
47,2
20,0
24
Текучая среда 3 (3600 мПа·с)
38,6
39,2
22,2
20
Как явно указано в таблице 2, коэффициент остаточного содержания текучей среды в системе Изобретение значительно ниже, чем в системах Сравнение 1 и Сравнение 2, и, следовательно, система дозирования Изобретение способна эффективно дозировать почти всю текучую среду. Кроме того, коэффициент остаточного содержания текучей среды в системе Изобретение не зависит от вязкости текучей среды в сравнении с аналогичными коэффициентами в системах Сравнение 1 и Сравнение 2. Поэтому, систему дозирования Изобретение можно применять для дозирования любых текучих сред, в широком спектре изменения вязкости. Кроме того, в системе дозирования Изобретение коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы имеет очень высокое значение (выше, чем 87%, независимо от вязкости текучей среды), коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы имеет небольшое значение и число дозирований в пределах предварительно установленной дозы очень большое по сравнению с соответствующими показателями в системах Сравнение 1 и Сравнение 2. Поэтому, система дозирования Изобретение способна очень стабильно дозировать расчетную предварительно установленную дозу текучей среды.
Затем проведены дополнительные сравнительные эксперименты с системами дозирования Изобретение, Сравнение 1 и Сравнение 2, касающиеся определения количества текучей среды, которое можно использовать полностью, и стабильности, с которой возможно дозирование текучей среды, когда текучую среды распыляют в нос под различными углами распыления, показанными на фиг.15. В частности, после того, как системы дозирования Изобретение, Сравнение 1 и Сравнение 2 наполняли текучей средой 2 (вязкость: 2000 мПа·с), массу текучей среды (мг), распыляемую каждым накачивающим действием, при распылении под углом 45 градусов, показанном на фиг.15, отражали графически соответственно числу накачивающих действий, с получением, тем самым, диаграммы, представленной на фиг.16. Как отчетливо показано на данной диаграмме, система дозирования Изобретение была в состоянии непрерывно дозировать предварительно заданную дозу почти до момента дозирования всей текучей среды. Напротив, системы дозирования Сравнение 1 и Сравнение 2 выдавали дозу текучей среды меньше предварительно установленной дозы после двадцати (20) - тридцати (30) накачивающих действий и, следовательно, не могли распылять предварительно установленную дозу текучей среды на протяжении всех накачивающих действий. Аналогично, массу текучей среды (мг), распыляемой под углом распыления 65° и 90°, отражали графически соответственно числу накачивающих действий, что привело к получению диаграмм, представленных на фиг.17 и 18, соответственно. Как отчетливо показано на данных диаграммах, независимо от изменения углов распыления текучей среды, система дозирования Изобретение была способна непрерывно распылять предварительно заданную дозу почти до момента дозирования всей текучей среды, однако, системы дозирования Сравнение 1 и 2 не могли распылять предварительно установленную дозу текучей среды, даже когда в емкости для текучей среды оставалось достаточное количество текучей среды. Из приведенных выше результатов следует вывод, что система дозирования Изобретение обладает более высокими характеристиками, чем системы Сравнение 1 и Сравнение 2, с точки зрения расчетного и стабильного дозирования распыляемой текучей среды.
Когда системы дозирования Изобретение, Сравнение 1 и Сравнение 2 применяли для распыления текучей среды 2 в нос под углами 0, 45, 65, 90°, для каждого накачивающего действия выполнили также ряд измерений коэффициента остаточного содержания текучей среды, коэффициента дозирования в пределах предварительно установленной дозы, коэффициента дозирования за пределами предварительно установленной дозы и числа дозирований в пределах предварительно установленной дозы, которые приведены ниже.
[Таблица 3]Сравнение коэффициентов остаточного содержания текучей среды и других параметров для разных углов распыления
Углы распыления, °
Коэффициент остаточного содержания текучей среды (%)
Коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы (%)
Коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы (%)
Число дозирований в пределах предварительно установленной дозы
Изобретение
0
7,2
87,6
5,2
44
45
7,1
87,7
5,2
44
65
7,1
87,4
5,5
44
90
7,1
87,8
5,1
44
180
7,1
87,7
5,2
44
Сравнение 1
0
27,7
61,0
11,3
31
45
35,7
48,5
15,8
25
65
60,7
9,4
29,9
5
90
70,7
0,0
29,3
0
Сравнение 2
0
32,8
47,2
20,0
24
45
40,3
34,3
25,4
18
65
72,8
0,0
27,2
0
90
81,4
0,0
18,6
0
Как явно указано в таблице 3, в системе Изобретение, независимо от углов распыления, коэффициент остаточного содержания текучей среды является очень низким, коэффициент дозирования в пределах предварительно установленной дозы является очень высоким (выше, чем 87%, независимо от углов распыления), коэффициент дозирования за пределами предварительно установленной дозы является низким и число дозирований в пределах предварительно установленной дозы является очень большим. Поэтому, система дозирования Изобретение способна очень стабильно дозировать расчетную предварительно установленную дозу текучей среды, без отходов текучей среды, даже при изменении углов распыления.
Выше приведено описание нескольких вариантов осуществления и примеры емкости для текучей среды и системы безвоздушного дозирования текучей среды с использованием упомянутой емкости в соответствии с настоящим изобретением, при этом систему безвоздушного дозирования текучей среды можно применять в различных областях для дозирования или нанесения на место нанесения текучих сред, содержащих медицинские материалы, например лекарственную форму для назального введения, глазные капли и дезинфекционные средства, и вязкие текучие среды, содержащие квазимедицинские материалы, например духи, тоник для роста волос и освежитель воздуха. Следует отметить, что настоящее изобретение не должно интерпретироваться как ограниченное вышеописанными конкретными вариантами осуществления и примерами, а определяется прилагаемой формулой изобретения, вследствие чего, как очевидно специалистам в данной области техники, модификации и/или изменения, не выходящие за пределы сущности и объема настоящего изобретения, должны охватываться настоящим изобретением.