ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
DISPENSER

Изобретение относится к дозирующему устройству для дозированной выдачи жидкости, в котором накопительный контейнер присоединен к дозирующей головке, в которой расположен шпиндель, имеющий сквозной канал для перемещаемой жидкости.
В данной области техники известно много дозирующих устройств для дозированной выдачи жидкости.
Так, например, в заявке EP 0473892 A2 описано устройство для дозирования стерильной жидкости, в котором накопительный контейнер соединен с кнопкой включения, и предусмотрена система поршень-цилиндр для перемещения жидкости. В таких дозирующих устройствах достижение адекватной герметизации является проблемой. Герметизация такого дозирующего устройства является важной, в частности, для получения стерильной системы для чувствительных жидкостей. Такие дозирующие устройства с системой поршень-цилиндр также имеют такой недостаток, что количество перемещаемой жидкости не всегда может быть точно задано. Такие устройства, описанные в заявке EP 0473892 A2, также имеют недостатки, если для использования в качестве стерильной жидкости предназначены глазные капли. В этом случае, в сущности, важно использовать так называемый "олигодинамический эффект". Создание такого олигодинамического эффекта также не является простым в системах поршень-цилиндр.
Исходя из этого, следовательно, целью настоящего изобретения является дозирующее устройство, в котором, с одной стороны, достигается высокая степень герметизации, так что возможны стерильная выдача жидкости, а также в этой системе может быть достигнут олигодинамический эффект.
Эта цель достигается дозирующим устройством, имеющим комбинацию признаков согласно п.1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты преимущественные усовершенствования.
Согласно изобретению, предложено дозирующее устройство согласно п.1 формулы, в котором, в рабочем состоянии, накопительный контейнер соединен с дозирующей головкой, шпиндель расположен в дозирующей головке и имеет сквозной канал, соединяющий выпускной и впускной клапаны.
В результате конфигурации согласно изобретению со шпиндельной системой вместо системы поршень-цилиндр неожиданно было показано, что может быть достигнута чрезвычайно высокая степень герметизации системы. Как результат, возможно стерильное и надежное дозирование жидкостей. Конфигурация согласно изобретению имеет, кроме того, преимущество, заключающееся в том, что выпускной клапан может быть выполнен различным образом благодаря вышеописанной конструкции, так что, например, может быть использован, помимо прочего, шаровой клапан. Преимущество, связанное с использованием шарового клапана, состоит в том, что он может быть выполнен, например, в виде покрытого серебром металлического шарика, так что олигодинамический эффект таким образом может быть достигнут. Следующее преимущество предложенного дозирующего устройства заключается в возможности достижения надежного дозирования перемещаемой жидкости, также точного с точки зрения объема. Дозирующее устройство согласно изобретению, таким образом, предлагает высокую степень стерильности и надежности в работе благодаря новой шпиндельной системе.
Преимущественно, предложенное дозирующее устройство выполнено так, что шпиндель расположен в дозирующей головке и корпусе насоса, причем шпиндель выполнен в виде цилиндрического компонента, имеющего центральное отверстие, которое таким образом образует сквозной канал. Преимущество такой конструкции состоит в достижении оптимального соединения между выпускным и впускным клапаном. Предпочтительно, сквозной канал выполнен с расширением в направлении впускного клапана. Следовательно, достигается оптимальная передача всасываемой жидкости в сквозной канал совместно с впускным клапаном. Следующий существенный элемент предложенного устройства заключается в том, что сквозной канал, в случае шпинделя, имеет размер в направлении выпускного клапана, позволяющий помещать впускной клапан в сквозном канале. Конструкция и размеры сквозного канала на стороне выпуска, следовательно, такие, что сквозной канал работает вместе с выпускным клапаном, который может быть выполнен в различном виде для достижения оптимальной герметизации. Таким образом, сквозной канал должен предпочтительно иметь малую длину для возможности получения малого остаточного объема.
В предложенном дозирующем устройстве, в самом накопительном контейнере может быть расположен, как известно в технике, сильфон или мешок из пленочного материала. Сильфон и внутренний мешок или мешок из пленочного материала стремятся вернуться к первоначальному положению из-за собственной толщины материала, в результате чего создается всасывающая сила, обеспечивающая еще лучшую герметизацию.
Предпочтительно, накопительный контейнер является цилиндрическим накопительным контейнером, и отверстие расположено в конической области, имеющей вид шейки. Именно этот вариант накопительного контейнера является предпочтительным. Конфигурация шейки предпочтительно обеспечивает расположение на внешней стороне шейки зажимного соединения для присоединения дозирующей головки к корпусу насоса. В этом варианте зажимное соединение соединяет накопительный контейнер с корпусом насоса и с дозирующей головкой. В дозирующей головке, предпочтительно пружина или сильфон, предпочтительно с интегрированным уплотнением расположены между внутренней частью дозирующей головки и зажимным соединением. В качестве пружин предпочтительно можно использовать пружины, выполненные из металла.
Кроме того, зажимное соединение преимущественно присоединяют к отверстию накопительного контейнера с использованием первой прокладки для улучшения герметизации. Эту первую прокладку, таким образом, устанавливают предпочтительно на концевой стороне шейки, и она служит для уплотнения между зажимным соединением и корпусом насоса. Дальнейшее улучшение может также быть достигнуто, если внутри корпуса насоса установлена вторая прокладка, по существу между зажимным соединением и шпинделем. Шпиндель тогда проходит через эту прокладку.
Как уже объяснялось ранее, большое преимущество предложенного дозирующего устройства заключается в возможности большого разнообразия в отношении впускного и выпускного клапанов благодаря шпиндельной системе. Таким образом, например, впускной клапан, расположенный на корпусе насоса в направлении внутрь накопительного контейнера, может быть выполнен в виде шарового клапана, который известен в технике в настоящее время, или в виде клапана из пластмассы. Шаровой клапан выполнен известным в настоящее время образом, т.е. шарик расположен в седле клапана и перемещается в результате различных соотношений давлений, так что впускное отверстие закрыто или открыто. В случае использования шарового клапана, он может быть выполнен в виде двух круглых сегментов, и внутренний круглый сегмент поднимается от круглой плоскости с помощью шпинделя. В результате происходит открытие клапана, а в противном случае закрытие.
Также возможны различные варианты выполнения выпускного клапана. Таким образом, выпускной клапан тоже может быть выполнен в виде шарового клапана. В этом случае седло клапана выполняют в самом шпинделе. Шарик и взаимодействующая пружина расположены в соответствующем месте в дозирующем устройстве и взаимодействуют с седлом клапана.
Существует другой вариант выполнения выпускного клапана, например, вместо шарика используют сильфон или поршневой клапан. Можно использовать сильфонные пружины, которые вместе с конусом из пластмассы образуют выпускной клапан. Наконец, выпускной клапан может также быть образован конусом специальной конфигурации, при этом сам конус имеет выпускное отверстие. Этот конус затем взаимодействует, как это известно в случае клапана, с шариком и пружиной.
Для создания олигодинамического эффекта установленные в клапанах шарики могут, конечно, быть покрыты серебром. Также могут быть использованы керамические шарики, стеклянные шарики или серебряно-медные шарики. Что касается пружин, функционально соединенных с шариками, можно использовать металлические пружины, или даже металлические пружины, покрытые пластмассой, или даже пружины из пластмассы.
В случае дозирующего устройства согласно изобретению, как уже описывалось ранее, сильфон или мешок из пластмассы или мешок из пленочного материала могут быть использованы для хранения жидкости. Сильфон, как известно сегодня в технике, может также иметь втягиваемый поршень. Также в дозирующем устройстве согласно изобретению сильфон предпочтительно имеет контактное устройство, по меньшей мере, на одной складке, контактирующее с внутренней поверхностью накопительного контейнера. В результате достигается обеспечение оптимального скольжения сильфона через контактное устройство внутри накопительного контейнера. Также обеспечивается возможность поддержания сильфонами или внутренним мешком их/его исходного положения.
С точки зрения выбора материала, для сильфона и для мешка можно использовать в основном все материалы, известные специалистам. Предпочтительными материалами являются полиамид, полиэтилентерефталат, полипропилен и/или полиуретан. Для усиления олигодинамического эффекта сама дозирующая головка также может быть выполнена из вышеупомянутых материалов, затем дополнительно может быть введена добавка, предпочтительно серебро. Эта добавка затем будет взаимодействовать с серебром при работе, т.е. при прохождении жидкости через выпускное отверстие, так что может быть достигнут олигодинамический эффект.
Дозирующее устройство согласно изобретению может быть использовано, в частности, для жидких, или полужидких веществ, таких как гели, мази или кремы.
Дозирующее устройство согласно изобретению описано более подробно со ссылкой на фиг.1-6.
Фиг.1 показывает первый вариант дозирующего устройства согласно изобретению с сильфоном.
Фиг.2 показывает второй вариант дозирующего устройства согласно изобретению с внутренним мешком.
Фиг.3 показывает третий вариант дозирующего устройства согласно изобретению с двумя шаровыми клапанами и внутренними мешками.
Фиг.4 показывает четвертый вариант дозирующего устройства согласно изобретению.
Фиг.5 показывает варианты выпускного клапана согласно изобретению.
Фиг.6 показывает еще один вариант выпускного клапана согласно изобретению.
Фиг.7 показывает другие варианты выпускного клапана согласно изобретению.
Фиг.8 показывает еще один вариант с сильфоном в дозирующей головке и поршнем клапана в выпускном клапане.
На фиг.1 показано первое дозирующее устройство согласно изобретению, причем фиг.1a показывает дозирующее устройство, когда дозирующая головка нажата, в то время как фиг.1b показывает дозирующее устройство во втянутом положении, т.е. при возврате в исходное положение.
Фиг.1 показывает дозирующее устройство 1, имеющее накопительный контейнер 2 с основанием 3. Сильфон 11 расположен в накопительном контейнере 2. Отверстие 4, в которое вставляют дозирующую головку 5, расположено на стороне, противоположной основанию. Дозирующая головка, таким образом, имеет корпус 6 насоса, впускной клапан 7, выступающий в накопительный контейнер 2, а также выпускной клапан 9. Впускной клапан 7 соединен с выпускным клапаном 9 с помощью сквозного канала 10, расположенного в шпинделе 8.
Выпускной клапан 9 проиллюстрирован, кроме того, в увеличенном виде, причем дозирующая головка 5 имеет отверстие 16 и шарик 17, служащий для закрывания сквозного канала 10 с помощью пружины 18, расположенной внутри дозирующей головки.
Подобным же образом, закрывающий механизм впускного клапана 7 в виде клапана из пластмассы показан в увеличенном виде.
Дозирующая головка 5 соединена с накопительным контейнером 2 с помощью зажимного соединения 12, герметизация здесь осуществляется с помощью первой прокладки 14, а также второй прокладки 15, расположенной между шпинделем 8 и зажимным соединением 12. Таким образом, дозирующая головка 5 соединена с зажимным соединением 12 с помощью пружины 13, расположенной между внутренней частью дозирующей головки 5 и зажимным соединением 12.
Когда дозирующая головка 5 нажата, шпиндель 8 движется в направлении накопительного контейнера 2 и создает повышенное внутреннее давление внутри корпуса 6 насоса. Из-за повышенного внутреннего давления, впускной клапан 7 закрыт, тогда как выпускной клапан 9 закрыт шариком 17, прижатым к пружине 18 из-за внутреннего давления. В результате раствор может выходить из отверстия 16.
Процесс возврата в исходное положение проиллюстрирован на фиг.1b. В результате выхода раствора, внутреннее давление внутри корпуса 6 насоса уменьшается. Поэтому пружина 18 возвращается к своему начальному состоянию и отжимает шарик 17 вниз, так что выпускной клапан 9 закрывается. Так как шпиндель 8 движется вверх и выпускной клапан закрыт, давление внутри корпуса 6 насоса уменьшается, в результате чего впускной клапан 7 открывается. Затем происходит выравнивание давления между внутренней частью корпуса 6 насоса и сильфоном 11. В момент, когда дозирующая головка 5 возвращается в свое начальное положение, внутреннее давление в области корпуса 6 насоса почти выровнено, и впускной клапан 7 закрывается.
При отпускании головки насоса шпиндель 8 движется вверх. В результате происходит всасывание внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10. Это всасывание вызывает приток жидкости через впускной клапан 7 внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10 и, с другой стороны, вызывает плотное всасывание верхнего уплотнения клапана, т.е. шарика 17 в направлении нижнего выпускного отверстия 22 канала шпинделя. В результате этого впускной клапан 7 и выпускной клапан 9 никогда не открываются в одно и то же время.
На фиг. 2 показано дозирующее устройство 1, аналогичное устройству на фиг. 1, которое вместо сильфона имеет в накопительном контейнере 2 внутренний мешок 30.
Дозирующее устройство также показано на фиг. 2а при нажатой дозирующей головке, в то время как фиг. 1b показывает дозирующее устройство во втянутом положении, т.е. при возврате в исходное положение.
Когда дозирующая головка 5 нажата, шпиндель 8 движется в направлении накопительного контейнера 2 и создает повышенное внутреннее давление внутри корпуса 6 насоса. Из-за повышенного внутреннего давления впускной клапан 7 закрыт, тогда как выпускной клапан 9 закрыт шариком 17, прижатым к пружине 18 из-за внутреннего давления. В результате раствор может выходить из отверстия 16.
Процесс возврата в исходное положение иллюстрируется на фиг. 2b. В результате выхода раствора, внутреннее давление внутри корпуса 6 насоса уменьшается. Поэтому пружина 18 возвращается к своему первоначальному состоянию и прижимает шарик 17 вниз, так что выпускной клапан 9 закрывается. Так как шпиндель 8 движется вверх, и выпускной клапан 9 закрыт, давление внутри корпуса 6 насоса уменьшается, в результате чего впускной клапан 7 открывается. Затем происходит выравнивание давления между внутренней частью корпуса 6 насоса и внутренним мешком 30. В момент, когда дозирующая головка 5 возвращается к своему начальному положению, внутреннее давление в области корпуса 6 насоса почти выровнено и впускной клапан 7 закрывается.
При отпускании головки насоса, шпиндель 8 движется вверх. В результате происходит всасывание внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10. Это всасывание вызывает приток жидкости через впускной клапан 7 одновременно внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10 и, с другой стороны, вызывает плотное всасывание верхнего уплотнения клапана, т.е. шарика 17, к нижнему выпускному отверстию 22 шпиндельного канала. В результате этого впускной клапан 7 и выпускной клапан 9 никогда не открываются в одно и то же время.
На фиг.3 показано дозирующее устройство согласно изобретению, имеющее внутренний мешок 30 аналогично фиг.2. Дополнительное отличие этого дозирующего устройства состоит в том, что в качестве впускного клапана 7 вместо клапана из пластмассы используется шаровой клапан с металлическим шариком.
Когда дозирующая головка 5 нажата, шпиндель 8 движется в направлении накопительного контейнера 2 и создает повышенное внутреннее давление внутри корпуса 6 насоса. Из-за увеличенного внутреннего давления впускной клапан 7 закрывается шариком 20, прижатым вниз из-за внутреннего давления, в то время как выпускной клапан 9 закрыт шариком 17, прижатым к пружине 18 из-за внутреннего давления. В результате раствор может выходить из отверстия 16.
Процесс возврата в исходное положение показан на фиг.3b. Из-за выхода раствора внутреннее давление во внутренности корпуса 6 насоса понижается.
В результате пружина 18 возвращается к своему начальному положению и давит на шарик 17 вниз, так что выпускной клапан 9 закрывается. Так как шпиндель 8 движется вверх, и выпускной клапан 9 закрыт, давление внутри корпуса 6 насоса уменьшается, в результате чего впускной клапан 7 открывается. После этого происходит выравнивание давления между внутренней частью корпуса 6 насоса и внутренним мешком 30. В момент, когда дозирующая головка 5 возвращается в начальное положение, внутреннее давление в области корпуса 6 насоса почти выровнено и впускной клапан 7 закрыт.
При отпускании головки насоса шпиндель 8 движется вверх. В результате происходит всасывание внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10. Это всасывание вызывает приток жидкости через впускной клапан 7 одновременно внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10 и, с другой стороны, вызывает плотное всасывание верхнего уплотнения клапана, т.е. шарика 17, к нижнему выпускному отверстию 22 шпиндельного канала. В результате этого впускной клапан 7 и выпускной клапан 9 никогда не открываются в одно и то же время.
На фиг. 4 показано дозирующее устройство 1, аналогичное устройству на фиг. 1, и помимо пружины 18 имеющее конус 23 в выпускном клапане 9.
Конус 23 с выпускным отверстием установлен с возможностью движения между шариком 17 и пружиной 18 и образует верхнюю область выпускного клапана 9. При включении насоса конус 23 поджимается вниз, близко к шарику 17, и шарик 17 поджимается в направлении нижнего выпускного отверстия 24 шпиндельного канала.
В то же время объем жидкости в камере выпускного клапана 9 вытесняется практически полностью конусом 23, направляемым вниз, и выходит через выпускное отверстие 25 в конусе 23 наружу, в результате чего остаточный объем в камере клапана минимизирован. Выход жидкости со стороны конуса 23 не осуществляется, так как выпускное отверстие 25 находится в конусе 23. После выхода жидкости конус 23 остается прижатым вниз внутренней пружиной 18, так что шарик 17 прижат прочно к выпускному отверстию 24 шпиндельного канала, т.е. клапан образует герметичное уплотнение.
При отпускании головки насоса шпиндель 8 движется вверх. В результате, происходит всасывание внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10. Это всасывание вызывает приток жидкости через впускной клапан 7 одновременно внутрь корпуса 6 насоса и внутрь сквозного канала 10 и, с другой стороны, вызывает плотное всасывание верхнего уплотнения клапана, т.е. шарика 17, к нижнему выпускному отверстию 24 шпиндельного канала. В результате этого впускное отверстие 7 и выпускное отверстие 9 никогда не открываются одновременно.
В альтернативном случае вместо шарика 17 может также присутствовать клапан из пластмассы. В этом случае конус также имеет плоскую конфигурацию у дна для обеспечения как можно более плотного контакта с уплотнением клапана.
Фиг. 5 показывает различные варианты выполнения выпускного клапана 9.
Фиг. 5а показывает вариант, в котором вместо шарика использован сильфон 19. Этот сильфон прижимается вверх при наличии внутреннего давления, тогда как при возврате в исходное положение, т.е. уменьшении внутреннего давления, сильфон движется в направлении выпускного отверстия 24 шпиндельного канала и плотно его герметизирует.
Фиг. 5b показывает вариант, в котором сильфоны 19 имеют конически сужающийся конец 29. При возврате в исходное положение конически сужающийся конец движется в направлении выпускного отверстия 24 шпиндельного канала, так что выпускное отверстие 24 закрывается и герметизируется концом 29.
Фиг. 5с показывает вариант с пружиной 18, имеющей конус 31 из пластмассы в направлении выпускного отверстия. При возврате в исходное положение конус 31 из пластмассы перемещается в направлении выпускного отверстия 24 шпиндельного канала, помещается на указанное отверстие и, таким образом, закрывает выпускное отверстие 24.
Фиг. 6 показывает другой вариант выполнения выпускного клапана 9. Здесь показано, что вместо пружины 18 также можно использовать сильфон 19 для обеспечения возвращающей силы для шарика 17.
Фиг. 7 показывает другие варианты выполнения выпускного клапана 9.
На фиг. 7а показан вариант с шариком 17, конусом 23 и пружиной 18. Здесь расположен боковой выпускной канал 32, через который может выходить раствор.
Фиг. 7b показывает вариант с однокомпонентным конусом 31 из пластмассы и пружиной 18. Здесь также расположен боковой выпускной канал 32.
Фиг. 7с показывает вариант с однокомпонентным конусом 31 из пластмассы и пружиной 18. Выход жидкости со стороны конуса 23 здесь не происходит, так как в конусе 23 имеется выпускное отверстие 25.
Фиг. 8 показывает еще один вариант дозирующего устройства согласно изобретению. На фиг. 8а опять проиллюстрировано дозирующее устройство целиком с дозирующей головкой 5 и накопительным контейнером 2. Существенным элементом этого варианта выполнения является расположение сильфонов 41 в дозирующей головке между внутренней частью дозирующей головки 5 и зажимным соединением 12. Вариант выполнения согласно фиг. 8а, таким образом, предусматривает однокомпонентные упругие сильфоны 41, имеющие, кроме того, на обеих сторонах интегрированное уплотнение. Для этого упругие сильфоны 41 соединены с уплотнительными элементами 43, которые затем обеспечивают оптимальное уплотнение сильфонов в направлении внутрь дозирующей головки. В остальном конструкция соответствует конструкциям, описанным подробно со ссылкой на предыдущие чертежи. Дозирующая головка 5 имеет другую модификацию в отношении выпускного клапана 9 в качестве еще одной альтернативы. Выпускной клапан 9 теперь выполнен как модификация уже описанного варианта выполнения, так что вместо шарика здесь предусмотрен поршень 40. Поршень 40 клапана выполнен таким образом, что он имеет полукруглый выступ на его стороне, направленной к отверстию, так что отверстие 45 клапана может быть закрыто. Еще одно преимущество варианта согласно фиг.8b состоит в возможности выполнения бокового отверстия 42 клапана, через которое перемещаемая жидкость проходит в направлении выпускного отверстия.
Как существенное преимущество этого варианта выполнения, следует упомянуть, что сильфоны 41 выполнены в виде упругих сильфонов, и благодаря их интегрированному уплотнению обеспечивают оптимальную работу дозирующего устройства.