Жидкостный дозатор - RU2573018C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к жидкостному дозатору, в частности, для фармацевтических жидкостей, содержащему корпус, резервуар для жидкости, предназначенный для приема жидкости перед ее выдачей, выпускное отверстие и подающее устройство с ручным управлением для подачи жидкости из указанного резервуара для жидкости к указанному выпускному отверстию. Кроме того, настоящее изобретение относится к выпускной головке для такого дозатора.

Уровень техники

Жидкостные дозаторы рассматриваемого типа широко известны из уровня техники. Такие дозаторы раскрыты, например, в документах ЕР 1768789 В1 и WO 2010/004224 А2. Известные дозаторы предназначены для выдачи жидкостей, например фармацевтических или косметических жидкостей. Они выполнены в виде портативных устройств, которые пациент и пользователь может легко носить с собой.

Из документа WO 2006/042641 А1 известен жидкостный дозатор, объем дозирования которого задан посредством задвижного затвора, окруженного кольцеобразной дозировочной камерой. При этом сам задвижной затвор непосредственно не создает напор жидкости, а только временно закрывает при срабатывании жидкостный контур между дозировочной камерой и резервуаром для жидкости, обеспечивая, таким образом, косвенное управление повышением давления в дозировочной камере и выдачей жидкости из указанной дозировочной камеры.

В дозаторах такого типа, предназначенных для выдачи фармацевтических жидкостей, в зависимости от конкретной цели применения иногда существенным является высокая точность выдаваемого количества жидкости. Вместе с тем, необходимо, чтобы изготовление дозаторов рассматриваемого типа, которые, как правило, не предназначены для многократного применения, отличалось приемлемыми затратами.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить дозатор рассматриваемого типа, имеющий высокую точность дозирования. При этом производство и сборка такого дозатора отличаются разумными издержками.

Таким образом, в настоящем изобретении предложен дозатор рассматриваемого типа, содержащий подающее устройство особой конструкции. Указанное подающее устройство содержит дозировочную камеру с цилиндрической стенкой и поршень, поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению указанной цилиндрической стенки дозировочной камеры так, что обеспечена возможность скользящего движения указанного поршня по указанной цилиндрической стенке. При этом указанная дозировочная камера на одном конце имеет выходную сторону, посредством которой она соединена с выпускным отверстием дозатора. Кроме того, напротив указанной выходной стороны дозировочная камера имеет входную сторону, посредством которой она соединена с указанным резервуаром для жидкости. С входной стороны к дозировочной камере примыкает входная камера. Аналогично, с выходной стороны к дозировочной камере примыкает выходная камера. При этом поперечное сечение входной камеры и выходной камеры превышает поперечное сечение поршня. Кроме того, в начальном положении срабатывания подающего устройства поршень расположен во входной камере, а в конечном положении срабатывания - в выходной камере. При этом при переходе из начального положения в конечное положение поршень проходит через дозировочную камеру, в результате чего происходит повышение давления жидкости в дозировочной камере, что обеспечивает выдачу жидкости через выпускное отверстие дозатора.

Таким образом, указанное подающее устройство жидкостного дозатора рассматриваемого типа содержит цилиндрическую дозировочную камеру, через которую, в процессе срабатывания дозатора, поршень проходит, прилегая к стенке дозировочной камеры. Когда поршень расположен в дозировочной камере и при этом прилегает к цилиндрической стенке дозировочной камеры, он проталкивает жидкость, которая до этого находилась в дозировочной камере, в направлении выходной стороны дозировочной камеры и, соответственно, в направлении выпускного отверстия.

Благодаря расширению дозировочной камеры, как на ее входной стороне, так и на ее выходной стороне, обеспечивается высокая точность выдачи жидкости. Это происходит благодаря тому, что при срабатывании подающего устройства выдача жидкости не происходит до тех пор, пока поршень находится во входной камере и, таким образом, еще не плотно герметизирует дозировочную камеру с ее входной стороны, а также благодаря тому, что давление жидкости, увеличивающееся во время срабатывания подающего устройства, падает непосредственно в тот момент, когда поршень снова теряет контакт со стенкой дозировочной камеры на выходной стороне дозировочной камеры. Участок траектории движения поршня относительно дозировочной камеры из начального положения в конечное положение, используемый для выдачи жидкости, соответствует расстоянию между первым относительным положением, в котором поршень в первый раз вступает в контакт со стенкой дозировочной камеры, и вторым относительным положением, в котором указанный контакт прекращается.

Линейная связь между указанным расстоянием, отвечающим за выдачу жидкости, и количеством выдаваемой жидкости позволяет очень просто подгонять жидкостный дозатор под различные объемы дозирования. Для этого необходимо лишь изменить длину дозировочной камеры, что, как правило, требует только подгонки составного компонента дозатора, образующего стенку дозировочной камеры, при этом все остальные составные компоненты жидкостного дозатора остаются одинаковыми для различных требуемых объемов дозирования.

Благодаря тому, что согласно изобретению поршень, проходящий через дозировочную камеру, расширяющуюся с двух сторон, обеспечивает повышение давления жидкости, можно получить довольно компактную конструкцию предлагаемого дозатора по сравнению с описанным выше устройством, раскрытым в документе WO 2006/042641 А1.

Жидкостный дозатор предпочтительно содержит две корпусные части, установленные с возможностью движения относительно друг друга и управляемые непосредственно пользователем, причем указанная дозировочная камера предусмотрена в первой корпусной части и занимает в ней фиксированное положение, а указанный поршень неподвижно закреплен на второй корпусной части. Таким образом, перемещение корпусных частей, осуществляемое вручную снаружи, соответствует перемещению поршня относительно дозировочной камеры. При этом отпадает необходимость в использовании сложных механических соединений для согласования движения поршня и дозировочной камерой, с одной стороны, и движения корпусных частей, доступных снаружи, с другой стороны.

Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения указанный резервуар для жидкости соединен с указанным подающим устройством посредством двух различных жидкостных путей. При этом первый из указанных жидкостных путей проходит из резервуара для жидкости, мимо поршня, во входную камеру или в выходную камеру. Указанный первый жидкостный путь является тем жидкостным путем, который во время срабатывания подающего устройства закрывается, когда поршень входит в дозировочную камеру, и который открывается, когда поршень выходит из дозировочной камеры с противоположного конца. В указанном жидкостном пути между резервуаром для жидкости и поршнем предпочтительно не предусмотрено каких-либо клапанов, в результате, независимо от того, когда поршень выходит из дозировочной камеры с выходной стороны, происходит выравнивание давления жидкостного дозатора на всем протяжении до резервуара для жидкости.

Предпочтительно предусмотрен также второй жидкостный путь, проходящий из резервуара для жидкости, через поршень, в дозировочную камеру, причем в указанном жидкостном пути предусмотрен входной клапан, закрывающийся при избыточном давлении в дозировочной камере. Таким образом, указанный второй жидкостный путь проходит не мимо поршня, а через поршень. Поскольку указанный второй жидкостный путь не закрывается непосредственно при входе поршня в дозировочную камеру, в нем предусмотрен обратный клапан, закрывающийся при повышении давления жидкости в дозировочной камере. Благодаря указанному второму жидкостному каналу, во время обратного хода, когда поршень и дозировочная камера перемещаются относительно друг другу в направлении их начального положения, возможно всасывание в дозировочную камеру новой порции жидкости из резервуара для жидкости, в то время как поршень еще находится в дозировочной камере.

Однако, в принципе, указанный второй жидкостный путь можно исключить из конструкции, при этом обратный ход поршня будет сопровождаться резким понижением давления в дозировочной камере до тех пор, пока поршень не окажется во входной камере и не станет возможным всасывание жидкости. Тем не менее, благодаря наличию второго жидкостного пути, сила, необходимая для обратного хода поршня, значительно уменьшается, в результате чего возможно использование, в частности, более слабой возвратной пружины.

Для облегчения входа поршня в дозировочную камеру в переходной области между входной камерой и дозировочной камерой предпочтительно предусмотрена кольцевая фаска. Указанная фаска предпочтительно имеет угол, составляющий от 15° до 45° относительно направления срабатывания. Благодаря наличию такой фаски можно предотвратить повреждение поршня или его буртика. Кроме того, для облегчения входа поршня в дозировочную камеру можно обеспечить расширение входной камеры и/или выходной камеры за счет создания такого расширения только в отдельных частях периметра. Это можно осуществить, например, посредством пазов удлиненной формы, предусмотренных в стенке входной камеры или выходной камеры, причем в остальной части указанная входная или выходная камера имеет такой же внутренний диаметр, как и дозировочная камера.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения дозировочная камера предусмотрена в корпусной части и занимает в ней фиксированное положение, причем указанная корпусная часть содержит по меньшей мере два элемента, неподвижно соединенных друг с другом, причем наружный из указанных элементов доступен снаружи, а внутренний из указанных элементов содержит дозировочную камеру. Двухэлементная конструкция корпусной части, содержащей дозировочную камеру, позволяет осуществить очень простую модульную подгонку дозатора для различных целей применения и, в частности, под различные желаемые объемы дозирования. Например, наружный элемент предпочтительно имеет форму втулки и предназначен для размещения внутри него внутреннего элемента, также предпочтительно имеющего форму втулки, причем указанный наружный элемент может оставаться неизменным, в то время как внутренний элемент для получения измененного объема дозирования необходимо подогнать, изменив длину его дозировочной камеры. В результате удается уменьшить количество составных компонентов дозатора и, тем самым, снизить производственные затраты.

Предлагаемый жидкостный дозатор предпочтительно содержит возвратную пружину, расположенную между двумя корпусными частями и прикладывающую усилие к указанным корпусным частям в направлении начального положения. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения указанная возвратная пружина расположена таким образом, чтобы постоянно прижимать внутренний элемент к наружному элементу. Противоположный конец возвратной пружины обычно опирается на другую корпусную часть, на которой предусмотрен поршень. Благодаря постоянному давлению внутреннего элемента на наружный элемент, отпадает необходимость в использовании дополнительного, дорогого соединительного механизма между указанными двумя элементами. Подвижность наружного элемента относительно другой корпусной части, на которой расположен поршень, предпочтительно ограничена соответствующими упорами, которые при этом также препятствуют отделению указанных компонентов друг от друга.

Наиболее предпочтительным является вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому в выпускном отверстии установлен выходной клапан, открывающийся в зависимости от перепада давления. Указанный выходной клапан обеспечивает минимальное давление жидкости во время ее выдачи, например, для получения распыленной струи. Он также гарантирует, что перед входом поршня в дозировочную камеру среда не может выйти из указанной дозировочной камеры, поскольку небольшое избыточное давление, возникающее в результате перемещения поршня во входной камере перед входом в дозировочную камеру, является недостаточным для открытия выходного клапана. Кроме того, указанный клапан обеспечивает закрытие выпускного отверстия во время обратного хода поршня, в результате чего воздух не может всасываться через указанное отверстие в дозатор. Для упрощения конструкции целесообразным является использование в дозаторе цельного элемента, который, с одной стороны, предназначен для установки на выходное сопло резервуара для жидкости, выполненного в виде флакона, а, с другой стороны, предназначен для размещения в нем поршня.

Кроме того, настоящее изобретение относится к выпускной головке для дозатора вышеописанного типа. Указанные выше достоинства и возможные модификации дозатора в равной степени относятся к предлагаемой выпускной головке.

Краткое описание чертежей

Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из формулы изобретения, а также из приведенного ниже описания предпочтительного варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее.

На фиг. 1 на общем виде показан предлагаемый жидкостный дозатор.

На фиг. 2а-2с показана выпускная головка жидкостного дозатора с фиг. 1 в трех положениях во время срабатывания.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан предлагаемый жидкостный дозатор, содержащий резервуар 12 для жидкости, выполненный в виде флакона, и выпускную головку 14, установленную на указанный резервуар. Основными компонентами выпускной головки 14 являются: первая корпусная часть 20, предназначенная для установки на указанный резервуар 12 для жидкости, и вторая корпусная часть 40, установленная с возможностью движения относительно указанной первой корпусной части 20 в направлении 2 срабатывания. Между указанными корпусными частями 20, 40 предусмотрена возвратная пружина 16, которая постоянно воздействует на указанную вторую корпусную часть 40, толкая ее в направлении крайнего верхнего положения, показанного на фиг. 1.

Первая корпусная часть 20 и вторая корпусная часть 40 вместе образуют подающее устройство 50, описанное ниже. Цельная корпусная часть 20 имеет выступающий элемент 22, расположенный по центру и проходящий вверх. Указанный выступающий элемент выполнен в виде полой трубки, причем у своего верхнего конца указанный выступающий элемент переходит в поршень 24, имеющий периферический буртик 24а. Внутри указанного выступающего элемента 22 предусмотрена погружная трубка 18, через которую жидкость проходит из резервуара 12 для жидкости к верхнему концу выступающего элемента 22. Далее, жидкость может выходить из выступающего элемента 22 в боковом направлении по первому жидкостному пути 4 через радиальные каналы 26. Кроме того, жидкость может также проходить вперед и выходить из выступающего элемента 22 через входной клапан 28, выполненный в виде обратного клапана, внутрь буртика 24а поршня, по второму жидкостному пути 6.

Указанный выступающий элемент 22 проходит во вторую корпусную часть 40, содержащую, в частности, наружный элемент 42 и внутренний элемент 44. Внутренний элемент 44 выполнен в виде трубки или втулки и установлен внутри наружного элемента 42, также выполненного в виде втулки. Взаимное положение указанных элементов задают соответствующие упоры 44а, 42а, предусмотренные на обоих элементах 42, 44. При этом отсутствует необходимость в особом креплении внутреннего элемента 44 внутри наружного элемента 42, поскольку внутренний элемент 44 постоянно прижат к наружному элементу 42 посредством возвратной пружины 16. В свою очередь, подвижность наружного элемента 42 относительно первой корпусной части 20 ограничена посредством обращенного внутрь удерживающего заплечика 42b, предусмотренного на первой корпусной части 20. Внутренний элемент 44 вместе с цилиндрической областью выступающего элемента 22 герметически изолирует проводящие жидкость области выпускной головки 14 дозатора относительно окружающей среды, причем указанный внутренний элемент для этого содержит направленные внутрь уплотнительные кольца 44с, выполненные с ним за одно целое.

Для взаимодействия с поршнем 24 во второй корпусной части 40, а именно в ее внутреннем элементе 44, предусмотрена дозировочная камера 60. Указанная дозировочная камера 60 ограничена окружной стенкой 62, подогнанной к поршню 24 таким образом, что, когда буртик 24а поршня прилегает к указанной стенке 62 дозировочной камеры, жидкость больше не может перетекать из дозировочной камеры 60 по первому жидкостному пути 4 обратно в направлении резервуара 12 для жидкости. С входной стороны 60а к дозировочной камере примыкает входная камера 64, имеющая расширенное поперечное сечение. С выходной стороны 60b к дозировочной камере 60 примыкает аналогичным образом расширенная выходная камера 66.

Когда поршень 24, в частности его буртик 24а, расположен во входной камере 64 или в выходной камере 66, указанный буртик 24а поршня не прилегает герметично, по меньшей мере не по всему периметру, к внутренней стенке внутреннего элемента 44. В результате полное отделение давления над поршнем 24 от давления в жидкостном дозаторе 12 происходит только тогда, когда поршень 24 находится внутри дозировочной камеры 60, а его буртик 24а прилегает к стенке 62 дозировочной камеры. В отличие от этого, сообщающееся соединение между всеми проводящими жидкость областями внутри дозатора образуется как перед входом поршня 24 в дозировочную камеру 60 снизу, так и после выхода поршня 24 из дозировочной камеры 60 вверх.

На противоположной стороне выходной камеры 66 установлен выходной клапан 70, открывающийся в зависимости от перепада давления и содержащий пружину 72, которая обеспечивает постоянное прижатие корпуса 74 клапана к выпускному отверстию 76. Перемещение указанного корпуса 74 клапана вниз против действия пружины 72 для открытия выпускного отверстия 76 и обеспечения выхода жидкости возможно только при достаточном избыточном давлении.

На фиг. 2а-2с проиллюстрирован процесс выдачи жидкости из жидкостного дозатора с фиг. 1. В данном случае подразумевается, что дозатор уже находится в рабочем состоянии. Другим словами, все соответствующие проводящие жидкость пространства в области подающего устройства 50 уже заполнены жидкостью надлежащим образом. Переход в указанное рабочее состояние более подробно описан ниже.

Выпускная головка 14 дозатора с фиг. 1 показана на фиг. 2а в начальном положении, при котором вторая корпусная часть 40 занимает свое верхнее конечное положение относительно первой корпусной части 20, закрепленной на резервуаре для жидкости. Из такого начального положения осуществляют срабатывание путем нажатия вниз на вторую корпусную часть 40 в направлении стрелки 2а, противоположном направлению действия силы возвратной пружины 16. Указанное нажатие, сопровождаемое перемещением поршня 24 относительно внутреннего элемента 44, приводит к уменьшению объема, проводящего жидкость, в области подающего устройства 50. Избыточная жидкость из подающего устройства под давлением проталкивается обратно по первому жидкостному пути 4 в погружную трубку 18. Указанная первая фаза срабатывания заканчивается, когда буртик 24а поршня входит в дозировочную камеру 60 с входной стороны 60а. При этом буртик 24а поршня прилегает к стенке 62 дозировочной камеры и, тем самым, закрывает первый жидкостный путь 4. Не позднее, чем в этот же момент, посредством входного клапана 28 закрывается второй жидкостный путь 6 под действием избыточного давления, образующегося в дозировочной камере 60.

В тот момент, когда буртик 24а поршня станет прилегать к стенке 62 дозировочной камеры по всей ее окружности, начнется вторая фаза срабатывания, которая проиллюстрирована на фиг. 2b. В частности, при дальнейшем нажатии на вторую корпусную часть 40 происходит повышение давления жидкости в дозировочной камере 60. Поскольку жидкость больше не может проходить в направлении резервуара 12 для жидкости, повышение давления приводит к открытию выходного клапана 70, в результате чего жидкость из дозировочной камеры 60 и других проводящих жидкость областей имеет возможность выхода наружу через выпускное отверстие 76 в области выходного клапана 70.

Процесс выдачи жидкости заканчивается в тот момент, когда уплотнительный буртик 24а входит в выходную камеру 66. В этом случае уплотнительный буртик 24а по меньшей мере частично теряет контакт со стенкой 62, в результате чего первый жидкостный путь 4 снова открывается, как показано на фиг. 2с. Давление в выходной камере 66 и в проводящих жидкость областях выходного клапана 70 резко снижается, вследствие чего выходной клапан 70 сразу закрывается, а возможное дальнейшее движение корпусных частей 20, 40 относительно друг друга вызывает лишь перемещение жидкости из указанных областей в погружную трубку 18.

Во время последующего обратного хода поршень 24 снова входит в дозировочную камеру 60 и при этом опять закрывает первый жидкостный путь 4. Однако понижение давления, происходящее в дозировочной камере 60 во время обратного хода поршня, приводит к открытию входного клапана 28, вследствие чего во время обратного хода жидкость по второму жидкостному пути 6 всасывается из резервуара 12 для жидкости через погружную трубку 18 в дозировочную камеру 60. Как только обратный ход закончится и будет достигнуто состояние, показанное на фиг. 2а, дозатор будет готов к выдаче новой порции жидкости.

Перед первым использованием дозатора 10 дозировочная камера 60, входная камера 64, выходная камера 66 и свободные пространства в области клапана 70 заполнены воздухом. Первые два-три хода поршня приводят к выдавливанию указанного воздуха. Во время указанных, так называемых, загрузочных ходов происходит сжатие, при котором выходной клапан 70 открывается и выпускает воздух.

Предложенный дозатор и, в частности, предложенная выпускная головка 14, имея очень простую конструкцию и очень ограниченное количество составных компонентов, позволяют осуществлять точную выдачу предварительно заданных объемов жидкости. При этом в процессе срабатывания количество выдаваемой жидкости задано только цилиндрическим объемом дозировочной камеры 60. В результате очень просто приспособить предлагаемый дозатор под различные объемы дозирования. В предлагаемом дозаторе достаточно заменить показанный внутренний элемент 44 немного модифицированным внутренним элементом 44, дозировочная камера которого изменена путем смещения переходной области между входной камерой и дозировочной камерой. При этом подгонка остальных составных компонентов дозатора не требуется.

Реферат

Изобретения относятся к жидкостному дозатору и могут быть использованы для фармацевтических жидкостей. В жидкостном дозаторе подающее устройство (50) содержит дозировочную камеру (60) с цилиндрической стенкой (62) и поршень (24). Поперечное сечение поршня (24) соответствует поперечному сечению цилиндрической стенки (62) дозировочной камеры (60) так, что обеспечена возможность скользящего движения поршня по цилиндрической стенке (62). Дозировочная камера (60) и поршень (24) установлены с возможностью перемещения относительно друг друга вручную между начальным положением и конечным положением. Дозировочная камера (60) имеет выходную сторону (60b) и входную сторону (60a). Посредством выходной стороны (60b) дозировочная камера (60) соединена с выпускным отверстием (76). Посредством входной стороны (60а) дозировочная камера (60) соединена с резервуаром (12) для жидкости. С выходной стороны (60b) к дозировочной камере (60) примыкает выходная камера (66). С входной стороны (60а) к дозировочной камере (60) примыкает входная камера (64). Поперечное сечение каждой из камер (64, 66) превышает поперечное сечение поршня (24). В начальном положении поршень (24) расположен во входной камере (64). В конечном положении поршень расположен в выходной камере (66). При переходе из начального положения в конечное положение происходит повышение давления жидкости в дозировочной камере (60), что обеспечивает выдачу жидкости через выпускное отверстие (76). Резервуар (12) для жидкости соединен с подающим устройством (50) посредством двух жидкостных путей (4, 6). Первый жидкостный путь (4) проходит из резервуара (12) для жидкости мимо поршня (24) во входную камеру (64) или в выходную камеру (66). Второ�

Формула