Односторонний клапан, устройство и способ применения клапана - RU2527119C2
Код документа: RU2527119C2
Чертежи
Описание
Связанные заявки
[0001] Настоящая заявка на выдачу патента является частичным продолжением заявки US №11/295274, поданной 5 декабря 2005 года, озаглавленной "Односторонний клапан и устройство, в котором используется клапан", с приоритетом по предварительной заявке US №60/757161, поданной 5 января 2006 года, озаглавленной "Односторонний клапан, устройство и способ применения клапана". Каждая из вышеупомянутых заявок включена в качестве составной части в настоящую заявку посредством ссылки на них.
Область техники
[0002] Настоящее изобретение относится к односторонним клапанам, к аппаратам и к способам применения односторонних клапанов, в частности, к односторонним клапанам, включающим седло клапана и эластичную крышку клапана, охватывающую седло клапана, а также к дозаторам и к упаковке, в которых используются такие клапаны, и к способам применения таких клапанов.
Уровень техники
[0003] Асептическая упаковка широко используется для продления срока годности продуктов питания и напитков. При использовании обычной асептической упаковки продукт заливается и запечатывается в упаковке в стерильных или свободных от присутствия бактерий условиях. Для того чтобы добиться максимального срока годности до вскрытия, продукция и упаковочный материал могут стерилизоваться до заполнения, а заполнение упаковки осуществляется в условиях, которые предотвращают повторное загрязнение продукции. Одна из таких дозирующих систем, известных из уровня техники, в которой используется асептически заполняемая упаковка, раскрыта в патенте US №6024242. Упаковка включает пакет, в котором хранятся продукты питания или напитки, а также эластичную трубку с открытым концом, соединенную с пакетом для дозирования через нее продукта. В дозаторе используется запорный клапан для того, чтобы пережимать открытый конец, тем самым, изолируя трубку от окружающей атмосферы. Для того чтобы дозировать продукт, запорный клапан освобождает трубку, что позволяет продукту вытекать из пакета через открытый конец трубки.
[0004] Одним из недостатков известных из уровня техники дозатора и упаковки такого типа является то, что во время установки пакета и трубки в сборе внутрь дозатора, а также во время дозирования имеется риск того, что бактерии или другие нежелательные вещества могут попасть в трубку с открытым концом и загрязнить продукцию. Если продукция относится к некислой группе, как, например, молочная продукция, то она должна храниться в холодильнике для обеспечения годности продукции.
[0005] Предметом настоящего изобретения и является преодоление одного или нескольких вышеуказанных недостатков и (или) неудобств изобретений, известных из уровня техники.
Краткое описание изобретения
[0006] В соответствии с первым вариантом выполнения настоящее изобретение направлено на то, чтобы эластичный пакет и клапан в сборе асептически сохраняли вещество, дозировали определенное количество порций хранимого вещества и способствовали сохранению вещества, остающегося в пакете, в асептическом состоянии, герметично изолированным от воздействия на него окружающей атмосферы. Эластичный пакет и клапан в сборе выполнены с возможностью установки в относительно жесткий корпус и приспособлены для использования совместно с насосом для перекачки отдельных порций вещества из пакета через односторонний клапан для дозирования вещества. Устройство в сборе состоит из эластичного пакета, образующего резервуар переменного объема для асептического хранения внутри него нескольких порций вещества, герметично изолированных от воздействия окружающей атмосферы. Односторонний клапан устройства в сборе включает корпус клапана, включающий удлиненное по оси седло клапана и, по крайней мере, одно проточное отверстие, проходящее через корпус клапана и (или) седло клапана. Крышка клапана установлена на корпусе клапана и включает удлиненный по оси участок, изготовленный из эластичного материала, охватывающий седло клапана и закрывающий при этом значительную часть удлиненного по оси участка седла клапана. Участок крышки клапана имеет заранее заданную радиальную толщину и садится на седло клапана с натягом. Часть крышки клапана и седло клапана формируют удлиненный по оси стык, образуя нормально закрытое, удлиненное по оси отверстие клапана, а участок крышки клапана способен радиально перемещаться между (i) нормально закрытым положением, в котором часть крышки клапана входит в зацепление с седлом клапана, и (ii) открытым положением, в котором, по крайней мере, один сегмент части крышки клапана радиально удален от седла клапана с тем, чтобы соединить отверстие клапана с, по крайней мере, одним проточным отверстием таким образом, чтобы обеспечить возможность протекания вещества из резервуара переменного объема через отверстие клапана. В нормально закрытом и открытом положениях односторонний клапан сохраняет вещество, остающееся в резервуаре переменного объема, в асептическом состоянии, герметично изолированным от воздействия на него окружающей атмосферы.
[0007] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения эластичный пакет определяет границы герметичного, пустого, асептического резервуара, приспособленного для заполнения веществом, предназначенным для хранения и дозирования. В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения эластичный пакет асептически заполняется веществом, которое является либо продуктом питания, либо напитком. В одном из таких вариантов выполнения пакет изготавливается из слоистой пластмассы, включающей кислородо/водонепроницаемый барьер и разрешенный к применению контактный слой, соприкасающийся с продуктом питания. В одном из таких вариантов выполнения вещество выбирается из группы, включающей молочную продукцию, молоко, упаренное молоко, сгущенное молоко, сливки, смесь молока и сливок, детскую молочную смесь, питательную молочную смесь, йогурт, суп, мороженое, сок, сироп, кофе, приправы, кетчуп, горчицу, майонез и ароматизированный кофе.
[0008] Ряд вариантов выполнения настоящего изобретения включает, кроме того, гибкую трубку, соединенную с каналом для перемещения жидкости между пакетом и односторонним клапаном. В одном из таких вариантов выполнения гибкая трубка соединена с эластичным пакетом и односторонним клапаном, по крайней мере, одним из следующих способов: (i) соединительным патрубком, установленным, по крайней мере, на одном эластичном пакете и одностороннем клапане, который фрикционно зацепляет соответствующий конец трубки для того, чтобы образовать герметичное уплотнение между ними, (ii) термосваркой, (iii) сварным швом и (iv) клеящим материалом.
[0009] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения устройство в сборе, кроме того, включает эластичный привод, соединенный с пакетом и односторонним клапаном таким образом, чтобы обеспечить возможность перемещения жидкости между ними, который можно перемещать вручную для того, чтобы выкачивать через односторонний клапан вещество из резервуара переменного объема. В одном из таких вариантов выполнения эластичный привод имеет полусферическую форму. Ряд таких вариантов выполнения, кроме того, включает управляющее устройство, приводимое в действие вручную, с помощью которого можно вручную вдавить эластичный привод и, затем, осуществить дозирование вещества через односторонний клапан из резервуара переменного объема. В ряде таких вариантов выполнения управляющее устройство, приводимое в действие вручную, представляет собой рычаг.
[00010] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения устройство в сборе дополнительно включает относительно жесткую емкость, внутрь которой помещают эластичный пакет. В ряде таких вариантов выполнения относительно жесткая емкость выполнена из картона либо из пластмассы.
[00011] Согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения устройство в сборе связано с дозатором. Дозатор включает относительно жесткую емкость, внутрь которой помещают эластичный пакет, и поверхность для поддерживания и размещения одностороннего клапана для дозирования веществ из него и в другую емкость. В одном из таких вариантов выполнения дозатор дополнительно включает насос, функционально соединенный с резервуаром переменного объема и односторонним клапаном, а также узел управления, электрически подключенный к насосу, для управления работой насоса и, в свою очередь, для управления распределением вещества внутри резервуара переменного объема, для управления дозированием вещества через односторонний клапан, а также в другую емкость. В одном из таких вариантов выполнения дозатор включает, по крайней мере, один пакет, содержащий, по крайней мере, одну порцию кофе, концентрированного кофе, молока, молочного продукта, смеси молока и сливок или сливок. В одном из таких вариантов выполнения дозатор дополнительно включает, по крайней мере, один пакет, содержащий ароматизированный кофе.
[00012] Согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения эластичный пакет и клапан в сборе выполнены с возможностью асептического хранения вещества, дозирования нескольких порций хранимого вещества и с возможностью сохранения вещества, остающегося в пакете, в асептическом состоянии, герметично изолированным от воздействия на него окружающей атмосферы. Эластичный пакет и клапан в сборе выполнены с возможностью помещения внутрь относительно жесткого корпуса и приспособлены для взаимодействия с насосом, предназначенным для перекачки дискретных порций вещества из пакета через односторонний клапан для дозирования вещества. Устройство в сборе включает первое средство, образующее резервуар переменного объема, герметично изолированный от воздействия на него окружающей атмосферы, для асептического хранения внутри него нескольких порций вещества. Устройство в сборе дополнительно включает второе средство, через которое возможно дозирование вещества из резервуара переменного объема, которое приспособлено для сохранения вещества, остающегося в резервуаре переменного объема, в асептическом состоянии, изолированным от воздействия на него окружающей атмосферы во время и после осуществления дозирования. Второе средство включает третье средство, образующее удлиненное по оси седло клапана и, по крайней мере, одно проточное отверстие. Второе средство также включает четвертое средство, устанавливаемое на третьем средстве, включающее эластичный, удлиненный по оси участок, охватывающий третье средство и закрывающий при этом значительную часть удлиненного по оси участка третьего средства, при этом четвертое средство имеет заранее заданную радиальную толщину и садится на третье средство с натягом, четвертое средство формирует удлиненный по оси стык между третьим и четвертым средствами, образуя нормально закрытое, удлиненное по оси отверстие клапана, при этом четвертое средство способно радиально перемещаться между (i) нормально закрытым положением, в котором четвертое средство входит в зацепление с третьим средством, и (ii) открытым положением, в котором, по крайней мере, один сегмент четвертого средства радиально удален от третьего средства с тем, чтобы соединить отверстие клапана с, по крайней мере, одним проточным отверстием таким образом, чтобы обеспечить возможность протекания вещества из резервуара переменного объема через отверстие клапана. Четвертое средство взаимодействует с третьим средством таким образом, чтобы удерживать остающееся в резервуаре переменного объема вещество в асептическом состоянии, изолированным от воздействия окружающей атмосферы в нормально закрытом и открытом положениях.
[00013] В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения резервуар переменного объема содержит молочную продукцию, а второе средство служит, главным образом, для предотвращения попадания микроорганизмов в резервуар переменного объема и для того, чтобы обеспечить возможность хранения и дозирования молочного продукта без охлаждения.
[00014] В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения первое средство представляет собой эластичный пакет, второе средство представляет собой односторонний клапан, третье средство представляет собой корпус клапана, а четвертое средство представляет собой эластичную крышку клапана.
[00015] Согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения способ хранения жидкости и многократного дозирования порций хранимой жидкости включает следующие стадии:
(1) используют резервуар для хранения нескольких порций жидкости в асептическом состоянии;
(2) используют односторонний клапан в сборе, включающий (i) корпус клапана, включающий удлиненное по оси седло клапана и проточное отверстие, проходящее через, по крайней мере, корпус клапана или седло клапана, и (ii) крышку клапана, изготовленную из эластичного материала и включающую участок клапана, охватывающий седло клапана, при этом участок клапана имеет заранее заданную радиальную толщину и садится на седло клапана с натягом, участок клапана и седло клапана образуют нормально закрытое, удлиненное по оси отверстие клапана, расположенное между ними, при этом участок клапана может перемещаться относительно седла клапана между нормально закрытым положением, в котором участок клапана входит в зацепление с седлом клапана, и открытым положением, в котором, по крайней мере, один сегмент участка клапана находится в удалении от седла клапана с тем, чтобы соединить отверстие клапана с, по крайней мере, одним проточным отверстием таким образом, чтобы обеспечить возможность протекания вещества из резервуара переменного объема через отверстие клапана;
(3) поддерживают жидкость в резервуаре в асептическом состоянии в течение срока годности и осуществляют дозирование жидкости через односторонний клапан в сборе.
[00016] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения способ дополнительно включает стадию, на которой герметично закрытый резервуар переменного объема используют для хранения нескольких порций жидкости, преимущественно, без доступа воздуха, а также в течение срока годности в значительной степени предотвращают доступ воздуха к жидкости в резервуаре переменного объема и осуществляют дозирование жидкости через односторонний клапан в сборе. В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения этот способ дополнительно включает стадию, на которой используют насос, расположенный между резервуаром и односторонним клапаном в сборе, для перекачивания отдельных порций жидкости из резервуара через проточное отверстие и, затем, через отверстие клапана.
[00017] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения способ дополнительно включает стадии, на которых: (i) используют, по крайней мере, один резервуар, насос и односторонний клапан в сборе, включающий участок, в котором иглой может быть выполнен прокол, и который выполнен с возможностью восстановления герметичности под воздействием тепла, (ii) для заполнения резервуара жидкостью выполняют иглой прокол на участке, в котором иглой может быть выполнен прокол, и который выполнен с возможностью восстановления герметичности под воздействием тепла, вводят жидкость через иглу внутрь резервуара, извлекают иглу и под воздействием тепла герметично закупоривают отверстие от иглы, образовавшееся на участке, в котором иглой может быть выполнен прокол, и который выполнен с возможностью восстановления герметичности под воздействием тепла.
[00018] В одном из таких вариантов выполнения настоящего изобретения способ дополнительно включает стадию, на которой формируют, по существу, прозрачный участок, в котором иглой может быть выполнен прокол, и который выполнен с возможностью восстановления герметичности под воздействием тепла, путем смешивания (i) блок-сополимера на основе стирола, (ii) олефина, (iii) пигмента, добавляемого в количестве менее 150 миллионных долей, и (iv) смазки. В одном из таких вариантов выполнения используют, по существу, прозрачный пигмент, поглощающий излучение в ближней инфракрасной области спектра.
[00019] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения границы резервуара переменного объема определяются (i) эластичным пакетом и включают, например, внутреннюю часть эластичного пакета, или определяются пространством между эластичным пакетом и относительно жестким сосудом или аналогичным корпусом, либо определяются (ii) жестким корпусом, включающим, например, поршень, скользящий внутри корпуса, образующий герметичный затвор между периферийным участком поршня и корпусом и формирующий резервуар переменного объема между поршнем и проточным отверстием одностороннего клапана в сборе. В альтернативном варианте выполнения границы резервуара определяются сосудом или другим корпусом, включающим фильтр, выполненный с возможностью пропускания газа из окружающей атмосферы в резервуар и с возможностью очистки воздуха или другого газа, поступающего в резервуар при дозировании из него жидкости, с целью стерилизации воздуха или другого газа, поступающего в резервуар, и поддержания жидкости внутри резервуара в асептическом состоянии. В каждом случае способ дополнительно включает стадию стерилизации герметично закрытого пустого эластичного резервуара переменного объема или другого резервуара перед его заполнением. Стадия стерилизации предпочтительно включает, по крайней мере, одну операцию, выбранную из группы, включающей (i) использование излучения, например, гамма-излучения, или электронного пучка, и (ii) использование жидкого стерилизующего реагента, например, VHP, для стерилизации резервуара.
[00020] В ряде вариантов выполнения настоящего изобретения способ включает стадию асептического заполнения резервуара, по крайней мере, одним продуктом, выбранным из группы, включающей молочную продукцию, детскую молочную смесь или продукцию на водной основе. Один из таких вариантов выполнения дополнительно включает поддержание молочной продукции, детской молочной смеси или продукции на водной основе, по существу, свободной от консервантов на протяжении процессов заполнения и дозирования продукции.
Один из таких вариантов выполнения дополнительно включает хранение молочной продукции, детской молочной смеси или продукции на водной основе, по существу, при температуре окружающей среды на протяжении всего срока годности и при дозировании порций продукции из резервуара.
[00021] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения дополнительно включают стадии, на которых (i) используют гибкую трубку, соединенную с одного конца с резервуаром, а с другого конца с односторонним клапаном в сборе, выполненную с возможностью протекания через нее жидкости, а также перистальтический насос, (ii) помещают внешний участок гибкой трубки в перистальтический насос и перекачивают отдельные порции жидкости через гибкую трубку.
[00022] Другие варианты выполнения настоящего изобретения дополнительно включают стадию, на которой используют насос с ручным приводом или насос с педальным приводом, включающий камеру сжатия, поверхность сжатия, перемещающуюся внутри камеры сжатия, ручной или педальный привод, соединенный, по крайней мере, с камерой сжатия или с поверхностью сжатия, при этом перемещают с помощью ручного или педального привода, по крайней мере, поверхность сжатия или камеру сжатия относительно друг друга между исходным положением и, по крайней мере, одним рабочим положением для того, чтобы сдавить содержимое камеры сжатия и осуществить дозирование жидкости через односторонний клапан в сборе.
[00023] Одним из преимуществ устройства и способа согласно настоящему изобретению является то, что односторонний клапан в сборе может герметично изолировать продукцию в резервуаре переменного объема на протяжении срока годности и обеспечивать возможность многократного дозирования продукции. В результате некислая продукция, например, молочная продукция, не требует охлаждения в течение всего срока годности или срока использования продукции. Другие преимущества устройства и способа согласно настоящему изобретению станут очевидными после ознакомления с нижеприведенным подробным описанием и прилагаемыми иллюстративными материалами.
Краткое описание чертежей
[00024] Фиг.1 представляет собой вид сбоку в вертикальном разрезе устройства согласно изобретению, включающего односторонний клапан и трубку в сборе.
[00025] Фиг.2 представляет собой схематичное изображение дозатора с односторонним клапаном и трубкой в сборе в сочетании с резервуаром для хранения вещества, предназначенного для дозирования, и насосом для перекачки вещества из резервуара через трубку и односторонний клапан в сборе.
[00026] Фиг.3 представляет собой поперечный разрез одностороннего клапана в сборе, изображенного на Фиг.1.
[00027] Фиг.4 представляет собой вид спереди в перспективе одностороннего клапана в сборе, изображенного на Фиг.1.
[00028] Фиг.5 представляет собой вид спереди в перспективе другого варианта выполнения одностороннего клапана в сборе, включающего скошенную кромку на раздаточном носике для предотвращения накопления вещества на носике после дозирования, со снятой эластичной крышкой клапана.
[00029] Фиг.6 представляет собой частичный поперечный разрез корпуса клапана и штуцера одностороннего клапана в сборе, изображенного на Фиг.5.
[00030] Фиг.7 представляет собой схематичный частичный поперечный разрез эластичного пакета, трубки и клапана в сборе, вставленных в коробку и установленных внутри дозатора.
[00031] Фиг.8 представляет собой изображение в перспективе эластичного пакета, трубки и клапана в сборе, изображенных на Фиг.7.
[00032] Фиг.9 представляет собой поперечный разрез разобранного окошка эластичного пакета, изображенного на Фиг.7, которое включает заглушку, в которой иглой может быть выполнен прокол, и которая выполнена с возможностью восстановления герметичности под воздействием лазерного излучения, предназначенную для выполнения в ней иглой прокола, заполнения пакета жидкостью через прокол и восстановления герметичности отверстия, образующегося в заглушке после извлечения иглы, под воздействием лазерного излучения.
[00033] Фиг.10 представляет собой изображение в перспективе другого варианта выполнения клапана в сборе согласно настоящему изобретению, включающего куполообразный ручной привод для перекачки жидкостей через клапан, в котором клапан установлен на коробке и соединен с эластичным пакетом, расположенным внутри коробки, таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между клапаном и эластичным пакетом.
[00034] Фиг.11 представляет собой поперечный разрез клапана в сборе, изображенного на Фиг.10.
[00035] Фиг.12 представляет собой вид сзади в перспективе клапана в сборе, изображенного на Фиг.11.
[00036] Фиг.13 представляет собой вид сверху в перспективе клапана в сборе, изображенного на Фиг.11.
[00037] Фиг.14 представляет собой вид сбоку в вертикальном разрезе клапана в сборе, изображенного на Фиг.11, прикрепленного к эластичному пакету.
[00038] Фиг.15 представляет собой поперечный разрез в перспективе клапана в сборе, изображенного на Фиг.11, прикрепленного к жесткому корпусу, включающему поршень, скользящий внутри него и образующий совместно с корпусом резервуар переменного объема.
[00039] Фиг.16 представляет собой поперечный разрез другого варианта выполнения клапана в сборе, куполообразного привода и эластичного пакета, установленного внутри относительно жесткого контейнера и соединенного с куполообразным приводом и крышкой клапана таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними.
[00040] Фиг.17 представляет собой вид сверху стопорного кольца устройства в сборе, изображенного на Фиг.17, с помощью которого встроенный куполообразный привод и крышка клапана прикреплены к контейнеру.
[00041] Фиг.18 представляет собой вид сверху встроенного куполообразного привода и крышки клапана, изображенной на Фиг.16.
[00042] Фиг.19 представляет собой схематичное изображение поперечного разреза другого устройства согласно изобретению, включающего складной эластичный баллон или пакет, установленный внутри относительно жесткого контейнера, определяющий границы резервуара переменного объема, а также включающего насос с односторонним клапаном, соединенным с резервуаром переменного объема таким образом, чтобы обеспечивать возможность перетекания жидкости между односторонним клапаном и резервуаром переменного объема и возможность дозирования жидкой продукции из резервуара переменного объема.
[00043] Фиг.20 представляет собой схематичное изображение поперечного разреза другого устройства согласно изобретению, включающего контейнер, определяющий границы резервуара, микробный фильтр, выполненный с возможностью пропускания газа из окружающей атмосферы в резервуар и с возможностью очистки и стерилизации воздуха, поступающего в резервуар, включающего насос и односторонний клапан в сборе, соединенный с резервуаром таким образом, чтобы обеспечивать возможность перетекания жидкости между односторонним клапаном и резервуаром, а также возможность дозирования жидкой продукции из резервуара.
[00044] Фиг.21 представляет собой схематичное изображение поперечного разреза другого устройства согласно изобретению, которое включает эластичный пакет, определяющий границы резервуара переменного объема, установленный внутри относительно жесткого контейнера, источник воздуха под давлением или источник другого газа, соединенный с камерой, образующейся между эластичным пакетом и контейнером, таким образом, чтобы обеспечивать возможность поступления воздуха или другого газа в камеру для сдавливания жидкой продукции в пакете, выпускной клапан и односторонний клапан в сборе, соединенный с резервуаром переменного объема таким образом, чтобы обеспечивать возможность вытекания жидкости под давлением из резервуара через односторонний клапан в сборе.
[00045] Фиг.22 представляет собой схематичное изображение поперечного сечения другого устройства согласно изобретению, которое включает перистальтический насос с ручным или педальным приводом для перекачки жидкой продукции через односторонний клапан из резервуара переменного объема.
[00046] Фиг.23 представляет собой схематичное изображение поперечного сечения другого устройства согласно изобретению, которое включает коромысловый насос с ручным приводом для перекачки жидкой продукции через односторонний клапан из резервуара переменного объема.
Подробное описание изобретения
[00047] На Фиг.1 и 2 устройство согласно изобретению, как правило, обозначено номером 10. Устройство 10 включает односторонний клапан в сборе 12, соединенный с трубкой 14 так, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними. Устройство 10 используется для того, чтобы герметично изолировать вещество, находящееся внутри трубки 14, от воздействия окружающей атмосферы и для дозирования вещества через односторонний клапан в сборе 12. Под веществом подразумевается любой из многочисленных различных видов продукции, известных в настоящее время, или любой из тех видов продукции, которые станут известными в дальнейшем, в том числе, без ограничений, любой из многочисленных различных видов продуктов питания и напитков, например, молочной продукции, включая молоко, упаренное молоко, сгущенное молоко, сливки, смесь молока и сливок, детскую молочную смесь, питательную молочную смесь, йогурт, суп, слабокислая жидкость, некислая жидкость, а также любой из многих других видов жидких продуктов питания, мороженое (в том числе, молочное и немолочное, например, мороженое на соевой основе), сок, сироп, кофе, приправа, например, кетчуп, горчица, майонез, газированный напиток, ароматизированный кофе, а также биологическая и биофармацевтическая продукция, такая, как вакцины, моноклональные антитела и продукция для генной терапии.
[00048] Как показано на Фиг.2, устройство 10 может быть установлено внутри дозатора 16, включающего насос 18, присоединенный к трубке 14 так, чтобы сдавливать трубку таким образом, чтобы обеспечить возможность дозирования вещества через трубку и односторонний клапан 12 в контейнер 20. Дозатор также включает емкость 22, которая в этом варианте выполнения определяет границы резервуара переменного объема 24, предназначенного для хранения дозируемого вещества. Резервуар 24 включает штуцер 26, соединенный с концом трубки 14, расположенным напротив одностороннего клапана 12, а также соединенный с резервуаром переменного объема 24 таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания вещества из резервуара в трубку. В альтернативном варианте выполнения трубка может быть термически припаяна или приварена к резервуару, склеена с ним или другим способом присоединена к резервуару или к материалу, из которого выполнен резервуар, например, к пластмассовому или многослойному пакету, с помощью любого из многочисленных различных способов, известных в настоящее время, или с помощью любого из способов, которые станут известными в дальнейшем. Дозатор 16 также включает корпус 28 для размещения деталей устройства, как показано на изображении, а также включает люки либо другие отверстия, до некоторой степени известные специалистам в этой области техники, обеспечивающие доступ к внутренней части корпуса для установки свежего резервуара в том случае, если резервуар опорожнен, и (или) для замены или ремонта деталей устройства.
[00049] Как показано на Фиг.3, односторонний клапан в сборе 12 включает корпус клапана 30, который определяет границы первого удлиненного по оси канала 32, удлиненного по оси седла клапана 34 и проточного отверстия 36, удлиненного по оси вдоль корпуса клапана 30, которое примыкает к седлу клапана 34 и, совместно с первым удлиненным по оси каналом 32, образует канал для движения жидкости. Односторонний клапан в сборе 12 дополнительно включает крышку клапана 38, изготовленную из эластичного материала и включающую основу крышки 40, устанавливаемую на корпусе клапана 30 и закрепленную для предотвращения ее перемещения вдоль оси корпуса клапана 30, а также участок крышки клапана 42, охватывающий седло клапана. Участок крышки клапана 42 имеет заранее заданную радиальную толщину, при этом его внутренний диаметр D1 меньше наружного диаметра D2 седла клапана 34 для того, чтобы участок крышки клапана 42 садился на седло клапана с натягом, как показано перекрывающимися линиями на Фиг.3. Как можно увидеть, участок крышки клапана 42 и седло клапана 34 определяют границы нормально закрытого, удлиненного по оси отверстия клапана или стыка 44 между ними. Как описано далее, участок крышки клапана 42 может радиально перемещаться между нормально закрытым положением, изображенным на Фиг.3, в котором участок крышки клапана 42 охватывает седло клапана 34, и открытым положением (не показано), в котором, по крайней мере, один сегмент участка крышки клапана 42 радиально удален от седла клапана 34 с тем, чтобы соединить отверстие клапана 44 с, по крайней мере, одним проточным отверстием 36 таким образом, чтобы обеспечить возможность протекания вещества из проточного отверстия 36 через отверстие клапана 44. Как показано на Фиг.3, штуцер 46 прочно закреплен на корпусе клапана 30 и образует с ним герметичный затвор. Штуцер 46 определяет границы второго канала 48, соединенного с первым удлиненным по оси каналом 32 так, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними, и границы кольцеобразной удлиненной по оси соединительной поверхности 50 для присоединения к трубке, при этом соединительная поверхность 50 может быть герметично соединена с трубкой 14 посредством второго канала 48, который выполнен с возможностью обеспечения перетекания жидкости из трубки 14 через второй канал 48 и, затем, через первый удлиненный по оси канал 32, проточное отверстие 36 и отверстие клапана 44.
[00050] Как показано на Фиг.3, корпус клапана 30 дополнительно включает основу корпуса 52, включающую кольцеобразный крепежный фланец 54, выдающийся наружу в радиальном направлении, для установки клапана в сборе, например, в дозатор 16, изображенный на Фиг.2. Корпус клапана 30 также определяет границы первого участка 56, имеющего, по существу, форму усеченного конуса, расположенного между основой корпуса 52 и седлом клапана 34. Как показано на изображении, удлиненное по оси проточное отверстие 36 проходит через первый участок 56, имеющий, по существу, форму усеченного конуса, так, что радиальная внутренняя кромка проточного отверстия 36, по существу, прилегает к седлу клапана 34. Крышка клапана 38 включает участок 58, имеющий, по существу, форму усеченного конуса, расположенный между основой крышки 40 и участком крышки клапана 42, охватывающий первый участок 56 корпуса клапана 30, имеющий, по существу, форму усеченного конуса, и, как показано перекрывающимися линиями на Фиг.3, садящийся на него с натягом.
[00051] Как показано на Фиг.3, радиальная толщина участка 58 крышки клапана 38, имеющего, по существу, форму усеченного конуса, и участка крышки клапана 42, соответственно, постепенно уменьшается в направлении от участка 58, имеющего, по существу, форму усеченного конуса, к участку крышки клапана 42. В результате количество энергии, которое необходимо затрачивать в процессе открывания клапана, постепенно уменьшается при движении в направлении от внутренней к наружной части клапана. Вещество дозируют через клапан путем перекачивания вещества под достаточным давлением (сдавливая трубку 14 вручную или с помощью механических либо электромеханических средств или иным другим способом перекачивая вещество через трубку или в клапан) через проточное отверстие 36, при этом отверстие клапана или стык 44 открывается («давление открывания клапана»). Как только вещество под давлением проникает в отверстие клапана или стык 44, для того, чтобы в радиальном направлении открыть соответствующие аксиальные сегменты крышки клапана, при переходе от внутренней к наружной части клапана требуется затрачивать постепенно уменьшающееся количество энергии. В результате этого сам клапан работает как насос, проталкивающий вещество через нормально закрытое отверстие клапана 44. Предпочтительно, по существу, кольцеобразный сегмент участка крышки клапана 42 входит в зацепление с седлом клапана 34, по существу, на всем протяжении процесса дозирования вещества через отверстие клапана 44 с тем, чтобы сохранить герметичность отверстия клапана 44 по отношению к окружающей атмосфере. Для того чтобы обеспечить постепенное уменьшение количества энергии, которое необходимо затрачивать в процессе открывания клапана при переходе от внутренней к наружной части клапана (то есть уменьшить давление открывания клапана), клапан, при необходимости, может быть спроектирован по-другому. Например, сила сцепления крышки клапана 38 и корпуса клапана 30 может уменьшаться в направлении от внутренней к наружной части клапана в сборе. В альтернативном варианте выполнения изобретения диаметр седла клапана 34 может постепенно увеличиваться в направлении от внутренней кромки к периферической кромке седла клапана (либо от внутренней к внешней кромке седла клапана). Клапан в сборе, при необходимости, может включать только один из этих признаков либо может включать любую комбинацию этих признаков, необходимую для обеспечения требуемых рабочих характеристик.
[00052] В другом варианте выполнения клапан в сборе 12 предпочтительно выполнен согласно следующим находящимся на рассмотрении общедоступным заявкам, которые в полном объеме посредством ссылки на них включены в настоящий документ, раскрывающий сущность изобретения: согласно заявке на выдачу патента США №10/640500 от 13 августа 2003 года, озаглавленной «Контейнер и клапан в сборе для хранения и дозирования веществ и соответствующий метода, заявке на выдачу патента США №29/174939 от 27 января 2003 года, озаглавленной «Контейнер и клапан в сборе», заявке на выдачу патента США №60/613 583 от 27 сентября 2004 года, озаглавленной «Дозатор с боковым силовым приводом и односторонний клапан для хранения и дозирования нормируемых количеств веществ», заявке на выдачу патента США №29/188 310 от 15 августа 2003 года, озаглавленной «Трубка и клапан в сборе», заявке на выдачу патента США №29/191 510 от 7 октября 2003 года, озаглавленной «Контейнер и клапан в сборе», и заявке на выдачу патента США №60/528 429 от 10 декабря 2003 года, озаглавленной «Клапан в сборе и комплект трубок для хранения и дозирования веществ и соответствующий метод».
[00053] Согласно этим документам, по крайней мере, диаметр седла клапана D2, сила сцепления участка крышки клапана 42 с седлом клапана 34 (взаимное расположение которых обозначено перекрывающимися линиями на Фиг.3), заранее заданная радиальная толщина участка крышки клапана 42 или заранее заданный модуль упругости материала крышки клапана 38 выбирается так, чтобы (1) обеспечить создание заранее заданного давления в отверстии клапана за счет сдавливания трубки 14, достаточного для обеспечения поступления вещества из трубки через нормально закрытое отверстие клапана 44, (2) обеспечить герметичное закрытие клапана 12 и исключить возможность доступа бактерий или внесения загрязнений через отверстие клапана 44, а также в трубку 14, в нормально закрытом положении. В приведенном варианте выполнения изобретения и диаметр седла клапана D2, и сила сцепления участка крышки клапана 42 с седлом клапана 34, и заранее заданная радиальная толщина участка крышки клапана 42, и заранее заданный модуль упругости материала крышки клапана 38 выбираются так, чтобы (1) обеспечить создание заранее заданного давления в отверстии клапана за счет сдавливания трубки 14, достаточного для обеспечения поступления вещества из трубки (или из резервуара переменного объема, соединенного с трубкой таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними) через отверстие клапана 44, (2) обеспечить герметичное закрытие отверстия клапана 44 и исключить возможность доступа бактерий через отверстие клапана, а также в трубку, в нормально закрытом положении.
[00054] Проточное отверстие 36 расположено под углом относительно седла клапана. В изображенном варианте выполнения проточное отверстие расположено под углом от 30° до 45°. Тем не менее, специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что этот диапазон углов приведен только в качестве примера и может быть, по желанию или другой необходимости, изменен. Кроме того, дополнительно могут быть выполнены одно или несколько проточных отверстий 36, расположенных под углом относительно вышеописанного отверстия 36, как это продемонстрировано, например, в любой из находящихся на рассмотрении общедоступных заявок, которые включены в настоящий документ посредством вышеприведенной ссылки.
[00055] Как показано на Фиг.3, корпус клапана 30 определяет кольцеобразную выемку 60, образуемую на стыке основы корпуса 52 и участка 56, имеющего форму усеченного конуса. Крышка клапана 38 включает соответствующий кольцеобразный фланец 62, который выступает радиально внутрь и вставляется внутрь кольцеобразной выемки 60 корпуса клапана 30 для закрепления крышки клапана на корпусе клапана. Как показано на чертеже, корпус клапана 30 включает коническую поверхность 64, расположенную на передней или внешней по отношению к оси стороне кольцеобразной выемки 62 для облегчения перемещения кольцеобразного фланца 62 внутрь кольцеобразной выемки 60.
[00056] Клапан в сборе 12 дополнительно включает защитную крышку или козырек клапана 66, который кольцеобразно расположен над эластичной крышкой клапана 38 и проходит вдоль оси от основы крышки клапана 38 до точки, примыкающей к раздаточному носику клапана, но, при этом, удален от раздаточного носика на некоторое расстояние вдоль оси внутрь. Как показано на Фиг.3, корпус клапана 30 определяет первую внешнюю выемку 68, образованную на стыке крепежного фланца 54 и основы корпуса 52, а козырек клапана 66 определяет соответствующий первый кольцеобразный выступ 70, который выступает радиально внутрь и крепится защелкой внутри внешней выемки 68 для закрепления козырька клапана на корпусе клапана. Дополнительно козырек клапана 66 определяет вторую внешнюю выемку 72, расположенную на внутренней по отношению к оси стороне первого кольцеобразного выступа 74, который радиально выступает наружу и крепится защелкой внутри внешней выемки 72 для обеспечения возможности последующего закрепления козырька клапана на корпусе клапана.
[00057] Как наряду с этим показано на Фиг.3, в радиальном направлении козырек клапана 66 расположен на некотором расстоянии от второго участка 58, имеющего форму усеченного конуса, и участка 42 крышки клапана 38 так, чтобы между ними образовался кольцеобразный, удлиненный по оси зазор 76. Зазор 76 позволяет крышке клапана свободно расширяться или перемещаться наружу в радиальном направлении во время дозирования вещества через нормально закрытое отверстие клапана или стык 44. Носик 78 участка крышки клапана 42 определяет кольцеобразный участок 80, радиус которого уменьшается наружу в направлении периферического конца 82 козырька клапана 66 для по существу полного блокирования периферического конца либо для блокирования значительного участка периферического конца кольцеобразного зазора 76 с тем, чтобы предотвратить попадание любых нежелательных веществ внутрь.
[00058] Штуцер 46 включает кольцеобразный крепежный фланец 84, который входит в соответствующую опорную выемку 86 для установки штуцера на корпусе клапана 30. Как показано на Фиг.3, штуцер и корпус клапана на внутренних кольцеобразных поверхностях 88 и 90 образуют соединение с натягом, обеспечивая тем самым возможность ультразвуковой сварки штуцера и корпуса клапана и образования герметичного соединения между ними по кольцеобразной линии соприкосновения этих поверхностей. Одним из преимуществ показанного соединения внахлест является то, что оно обеспечивает относительно высокую прочность соединения и герметичность на всем протяжении соединения. Тем не менее, специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что, штуцер и корпус клапана могут быть соединены друг с другом любым из многочисленных различных способов, известных из уровня техники, либо из тех способов, которые станут известными позднее. В другом варианте выполнения штуцер и корпус клапана могут быть изготовлены как единое целое при формовке корпуса клапана и штуцера. Одним из преимуществ отдельного изготовления штуцера и корпуса клапана является то, что к корпусам клапанов могут быть прикреплены штуцеры разных размеров и (или) типов. Как показано на Фиг.3, соединительная поверхность трубки 50 представляет собой обычную пригоночную поверхность с бородками, которая за счет сил трения сцепляется с внутренней стороной гибкой трубки 14 для закрепления штуцера на трубке и образования герметичного соединения между ними. В изображенном варианте выполнения трубка 14 представляет собой обычную силиконовую трубку. Тем не менее, специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что штуцер и (или) трубка могут иметь любую форму и (или) могут быть изготовлены из разнообразных материалов, известных из уровня техники, либо из тех, которые станут известными позднее.
[00059] Как показано на Фиг.2, клапан и трубка в сборе 10 могут быть установлены внутри дозатора 16 и соединены с обычным перистальтическим насосом 18, который приводится во вращение, как обозначено стрелками на Фиг.2, для того, чтобы сжимать трубку 14 и, в свою очередь, перекачивать вещество из резервуара 24 через односторонний клапан 12 в приемный контейнер или другой приемник 20. В альтернативном варианте выполнения клапан и трубка в сборе 10 могут устанавливаться внутри любого из разнообразных вариантов контейнеров или дозаторов и использоваться в сочетании с любым из разнообразных вариантов насосов, таких как насосы с электроприводом, с ручным или педальным приводом, либо могут использоваться вместе с дозаторами, в которых для перекачки жидкости через клапан используется сжатый воздух или другой газ, известными из уровня техники, либо с теми, которые станут известными позднее.
[00060] На Фиг.5 и 6 показан другой вариант выполнения клапана в сборе согласно изобретению, который обозначен номером 112. Клапан в сборе 112, по существу, похож на клапан в сборе 12, описанный выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "I". Основное отличие клапана в сборе 112 от клапана в сборе 12 заключается в том, что дозирующий носик седла клапана 134 выполнен с выемкой 192, при этом между выемкой 192 и периферическим краем седла клапана 134 образована очень тонкая кольцеобразная скошенная кромка 194. Как показано на чертеже, радиальная ширина скошенной кромки 194 значительно меньше аксиальной глубины выемки 192 и диаметра седла клапана 134 (в обоих случаях, по крайней мере, примерно в 5, предпочтительно, по крайней мере, примерно в 10 раз). В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения радиальная ширина участка кромки находится в пределах от 5 до примерно 25 мм. Одним из преимуществ такой конструкции является то, что тонкая кольцеобразная кромка 194 существенно предотвращает накопление вещества на дозирующем носике после того, как было осуществлено его дозирование через клапан. Предпочтительно, чтобы клапан 112 был установлен в, по существу, вертикальном или прямом положении (как показано на Фиг.2) так, чтобы дозирующий носик был направлен вниз (так, чтобы ось клапана была, по существу, перпендикулярна, либо располагалась под острым углом относительно горизонтальной плоскости). То, что кольцеобразная кромка 194 имеет небольшую площадь поверхности, для любой жидкости, которая стекает на поверхность, в значительной степени препятствует развитию таких сил поверхностного натяжения, величины которых было бы достаточно для того, чтобы преодолеть силу тяжести, которая увлекает жидкость вниз и прочь от такой поверхности. В результате кольцеобразная кромка 194 существенным образом препятствует тому, чтобы на ней собиралась любая жидкость или другое вещество, тем самым, облегчая поддержание дозирующего носика в чистоте.
[00061] На Фиг.7-9 показаны другие трубка и клапан в сборе, выполненные согласно изобретению и обозначенные номером 210. Трубка и клапан в сборе 210, по существу, похожи на трубку и клапан в сборе 10, 110, описанные выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "2" или в которых вместо начальной цифры "1" используется цифра "2". Основные отличия трубки и клапана в сборе 210 от трубки и клапана в сборе, описанных выше, заключаются в том, что трубка 214 составляет одно целое с эластичным пакетом, образующим резервуар 224, а также в том, что эластичный пакет, трубка и клапан в сборе могут устанавливаться внутри относительно прочной коробки 225. В одном из вариантов выполнения впускной конец 226 трубки 214 вмонтирован в основу пакета 222 с помощью термосварки, сварки ультразвуком, опрессовки или склеивания трубки и материала пакета. Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что трубка может быть соединена с пакетом или может быть выполнена в виде одного целого с пакетом таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания вещества между ними, любым из многочисленных различных способов, которые известны из уровня техники, либо из тех, которые станут известными позднее.
[00062] Как показано на Фиг.7, трубка 214 установлена внутри корпуса дозатора 216 и находится в связке с перистальтическим насосом 218, известным специалистам в этой области техники, при этом клапан в сборе 212 выдвинут из дозирующего отверстия 221, выполненного в панели 223 корпуса дозатора 216. Как показано на чертеже, крепежный фланец 254 посажен на внутреннюю сторону панели 223 вместе с зажимом 229 с одним или несколькими подходящими крепежными элементами 231, такими как барашковые винты, которыми клапан 212 закреплен на месте с образованием разъемного соединения. Блок управления 233 электрически соединен с насосом 218 для того, чтобы управлять работой насоса и, в свою очередь, дозированием продукта питания или напитка, или другого вещества внутри резервуара 224 пакета 222 через трубку 214, односторонний клапан в сборе 212 в чашку или в другой приемник 220. Дозатор может включать элементы управления с тем, чтобы пользователь мог приводить в действие блок управления 233 и насос 218, такие как кнопки или переключатели всех типов, известных специалистам в этой области техники.
[00063] В одном из вариантов выполнения материал, из которого выполнен пакет 222, является кислородо- и водонепроницаемым. Например, таким материалом может быть слоистая пластмасса, включающая разрешенный к применению контактный слой, соприкасающийся с продуктом питания. В одном из таких вариантов выполнения в качестве материала используется термоприклеиваемая пленка, включающая кислородо- и водонепроницаемый слой и, предпочтительно, внешний слой с достаточной износостойкостью и эластичностью. Примерами подходящего внешнего слоя могут служить линейно или двуосно-ориентированный нейлон, полиэтилен, полипропилен и полистирол. Примерами кислородо- и водонепроницаемых материалов могут служить сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) и диоксид кремния. Примером термоприклеиваемого материала может служить полиэтилен, такой как линейный полиэтилен низкой плотности, ультралинейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности или полиэтилен, полученный каталитическим способом с использованием металлоценов. Примером материала, из которого может быть выполнен пакет, может служить многослойный материал, включающий сополимер нейлона с внешней стороны, сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) и полиэтилен, полученный каталитическим способом с использованием металлоценов, с внутренней стороны, в котором слои многослойного материала сцеплены вместе с помощью какого-либо из способов, известных специалистам в этой области техники. Специалисты в этой области техники могут сделать заключение о том, что если трубка не является несъемной частью пакета, то необходимо избегать применения антиадгезивных материалов с тем, чтобы гарантировать хорошее сплавление кромки пакета с трубкой.
[00064] Трубка 214 предпочтительно изготовлена из материала, достаточно гибкого для того, чтобы его можно было сжимать либо иным способом деформировать с помощью, например, перистальтического насоса 218, но при этом материал не должен прокалываться или необратимо деформироваться при таком сжатии или деформации. В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения материалом служит соэкструдированный полиэтилен, полученный каталитическим способом с использованием металлоценов, такой как полимер, полученный каталитическим способом с использованием металлоценов, выпускаемый компанией Dow Chemical Corporation под названием DOW АО 8180. Как указано выше, материал трубки может быть термически приклеен, припрессован или приклеен к материалу пакета.
[00065] Размеры трубки 214 могут быть изменены в зависимости от типа продукта питания или другого вещества, предназначенного для дозирования через нее. В некоторых вариантах выполнения внутренний диаметр трубки находится в пределах от примерно 5 до примерно 15 мм, предпочтительно, в пределах от примерно 7 до примерно 8 мм. В некоторых из таких вариантов выполнения толщина материала трубки находится в пределах от примерно 1 до примерно 2 мм, в одном из таких вариантов выполнения толщина составляет 1,5 мм. Длина трубки 214 может быть выбрана по желанию или в соответствии с иными требованиями конкретной дозирующей системы. В некоторых вариантах выполнения длина трубки находится в пределах от примерно 15 до примерно 25 см. Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что в качестве материала для изготовления пакета, трубки и клапана в сборе может быть использован любой из многочисленных различных материалов, известных из уровня техники, либо из тех, которые станут известными позднее, пригодных для выполнения функций соответствующих компонентов. Аналогично, в качестве габаритных размеров этих компонентов, а также способов их соединения или изготовления, могут быть выбраны любые из многочисленных различных габаритных размеров или конфигураций по желанию или в соответствии с иными требованиями. Например, материалы пакета или габаритные размеры пакета и трубки могут быть выбраны в соответствии с патентом США №6 024 252, который в полном объеме посредством ссылки на него включен в настоящий документ, раскрывающий сущность изобретения.
[00066] В зависимости от конструкции корпуса дозатора 216 установка пакета 222 внутри коробки 225 может быть необязательной. Тем не менее, коробка 225 может обеспечить удобный механизм хранения и транспортировки эластичного пакета 222, и (или) установки пакета 222 внутри корпуса дозатора 216. В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения коробка 216 представляет собой картонную коробку известного специалистам в данной области техники типа. Как показано на Фиг.9, коробка 225 может быть выполнена с отверстием 227 в стенке основы коробки с тем, чтобы через нее можно было пропустить трубку и клапан в сборе. В альтернативном варианте выполнения коробка 225 может быть выполнена с перфорированным или ломающимся участком, позволяющим удалить часть коробки для получения доступа к трубке и клапану в сборе. Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что коробка может быть изготовлена из любого из многочисленных разнообразных материалов и может иметь любую из многочисленных различных форм и (или) конфигураций, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. В дополнение к этому, эластичный пакет и клапан в сборе могут быть установлены внутри любого из многочисленных различных контейнеров или дозаторов, известных из уровня техники, либо из тех, которые станут известными позднее, и могут быть использованы в сочетании с любым из многочисленных различных насосов, известных из уровня техники, либо из тех, которые станут известными позднее, таких как насосы с электроприводом, с ручным или педальным приводом, либо могут быть использованы вместе с дозаторами, в которых для перекачки жидкости через клапан используется сжатый воздух или другой газ, известными из уровня техники, либо с теми, которые станут известными позднее.
[00067] Как показано на Фиг.7-9, пакет предпочтительно включает заглушку 235, выполненную с возможностью прокалывания иглой и последующего восстановления герметичности под воздействием тепла, для заполнения резервуара 224 через заглушку с помощью иглы или другого элемента для заполнения, а также для восстановления герметичности отверстия, образовавшегося в результате прокола иглой, под воздействием тепла лазера или иного теплового источника, или химического источника тепла. Как показано на чертеже, заглушка 235 установлена или другим способом вставлена внутрь окна 237, выполненного в верхнем участке пакета 222. Как показано на Фиг.9, окно 237 может быть расположено в отверстии, выполненном в верхней стенке коробки 225. При необходимости между фланцем 241 окна 237 и смежной стенкой коробки 225 может располагаться опорное кольцо 239. Как показано на чертеже, опорное кольцо 239 вытянуто в горизонтальном направлении (или наружу, в радиальном направлении) от окна для того, чтобы поддерживать окно во время заполнения иглой через заглушку и во время восстановления герметичности. Пакет, трубка и клапан в сборе должны быть простерилизованы до заполнения, например, с помощью излучения, такого как гамма-излучение или электронный пучок, либо с помощью другого стерилизатора, такого как пары перекиси водорода ("VHP"). После этого герметично запаянные, стерилизованные, пустые пакет, трубку и клапан в сборе асептически заполняют жидкой пищей, напитком или другим веществом, предназначенным для хранения. Преимущество такого способа заполнения и такой конструкции заключается в обеспечении повышенного срока годности вещества внутри пакета и в обеспечении возможности хранения пакета без охлаждения на всем протяжении использования пакета (то есть пакет может оставаться неохлаждаемым, начиная с первой и заканчивая последней порцией, дозируемой из пакета).
[00068] При необходимости, как показано на Фиг.7 пунктирными линиями, после заполнения через иглу и восстановления герметичности заглушки 235 под воздействием тепла к фланцу окна 241 может быть прикреплена крышка 243, защищенная от неумелого обращения, с целью предотвращения возможности удаления или иного повреждения заглушки без повреждения крышки 243. Заглушка 235 вместе с окном 237 образует влагонепроницаемый затвор, который может быть выполнен каким-либо способом, известным специалистам в данной области техники. В дополнение к этому, крышка 243 может образовывать влагонепроницаемый затвор между заглушкой и окружающей атмосферой и, в свою очередь, обеспечивать дополнительный влаго- и (или) паронепроницаемый барьер между заглушкой и окружающей атмосферой. Крышка 243 может быть присоединена к окну любым из многочисленных различных способов, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее, в том числе с помощью защелки, ультразвуковой сварки, склеивания или по-другому.
[00069] Как показано на Фиг.9, в альтернативном варианте выполнения заглушка 235 может удерживаться внутри окна 237 крышкой 245, которая присоединена защелкой к окну 237 для того, чтобы прочно закрепить заглушку в окне. Крышка 245 включает внутренний фланец 247, который соединен с внешним фланцем 249 заглушки 235 так, чтобы прочно закрепить заглушку в окне. Во внутреннем фланце 247 выполнено центральное отверстие 251 для вставки в него центрального выступающего участка 253 заглушки 235, образующего участок, в котором иглой может быть выполнен прокол, и который выполнен с возможностью восстановления герметичности под воздействием тепла. Крышка 245 дополнительно включает множество защелкивающихся фланцев 255 под внутренним фланцем 247, распределенных вдоль окружности с зазорами между ними. Каждый защелкивающийся фланец 255 имеет в поперечном сечении вид конуса с тем, чтобы обеспечить возможность скользящего монтажа крышки 245 на фланце 237 окна 239 с защелкиванием на обратной стороне фланца окна 237 для того, чтобы предотвратить снятие крышки с окна. В предпочтительном варианте выполнения при защелкивании на месте установки со стороны внутреннего фланца 247 к эластичному фланцу 249 заглушки 23 5 прикладывается, по существу, заранее заданная компрессионная предварительная нагрузка с тем, чтобы между крышкой, заглушкой и портом образовалось влагонепроницаемое соединение. Дополнительно к этому, внутренняя периферийная кромка 257 заглушки выполнена каким-либо способом, известным специалистам в данной области техники с учетом настоящего документа, так, чтобы входить в зацепление с внутренними поверхностями окна 237 и образовывать влагонепроницаемый стык между ними на протяжении всего срока годности и срока использования пакета. Крышка 245 включает диск крышки 259, который вставляется в периферийную выемку 261, выполненную внутри крышки на верхней стороне внутреннего фланца 247. Диск крышки 259 выполнен с кольцеобразным выступом 263 и с кольцеобразной выемкой 265, в которую может быть вставлен кольцеобразный выступ крышки для обеспечения надежной фиксации диска крышки. После выполнения иглой прокола на участке заглушки 253 и восстановления его герметичности под воздействием тепла диск крышки 259 надежно прикрепляют к крышке для того, чтобы таким образом предотвратить доступ к заглушке и обеспечить дополнительный барьер для проникновения влаги, пара или газа через заглушку.
[00070] На Фиг.10-13 другой вариант выполнения устройства в сборе согласно изобретению обозначен номером 310. Устройство в сборе 310 во многих отношениях похоже на устройство в сборе 210, описанное выше со ссылками на Фиг.7-9, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "3" вместо цифры "2". Как показано на Фиг.10, односторонний клапан в сборе 312 включает ручной привод 315 куполообразной формы для дозирования преимущественно отмеренных количеств жидкости через клапан из пакета 322 (Фиг.14), ограничивающего резервуар переменного объема 324. Клапан в сборе 312 включает неразъемную прочную трубку 314, на соответствующем конце которой выполнен крепежный фланец 317 для крепления трубки и клапана в сборе к относительно прочной коробке 325, в которой находится эластичный пакет 322 (Фиг.14). Коробка 325 и пакет 322 могут не отличаться или быть в значительной степени похожими на вышеописанные коробку и пакет, они могут быть изготовлены из многочисленных различных материалов, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее, и (или) могут иметь любую из многочисленных различных форм и (или) конфигураций, которые известны из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее.
[00071] Куполообразный привод 315 изготавливается из гибкого эластомерного материала, при этом он может быть вручную вставлен внутрь, при этом его можно приводить в действие вручную, таким образом, перекачивая жидкость из резервуара переменного объема 324 через односторонний клапан 312. Как показано на Фиг.11, односторонний клапан 312 включает затвор 317, отходящий от привода 315 внутрь, корпус клапана 330, определяющий границы камеры сжатия 332, в которую из резервуара переменного объема 324 поступает каждая часть или отдельная порция, или доза дозируемой жидкости, относительно прочное седло клапана 334 и, по крайней мере, одно проточное отверстие 336, проходящее через корпус клапана 330, смежный с седлом клапана 334, и соединенное с камерой сжатия 332 так, чтобы обеспечить возможность перетекания вещества между ними. Односторонний клапан в сборе 312 дополнительно включает крышку клапана 338, изготовленную из эластичного материала и включающую основу крышки 340, установленную на корпус клапана 330 и надежно закрепленную в отношении осевого перемещения вдоль корпуса клапана 330, а также участок клапана 342, охватывающий седло клапана 334. Участок клапана 342 садится на корпус клапана 330 с натягом. Как показано на чертеже, участок клапана 342 и седло клапана 334 образуют нормально закрытое, удлиненное вдоль оси отверстие клапана или стык 344. Участок клапана 342 может перемещаться в радиальном направлении между нормально закрытым положением, показанным на чертеже, в котором участок клапана 342 соединен с седлом клапана 334, и открытым положением (не показано), в котором, по крайней мере, один сегмент участка клапана 342 отходит от седла клапана 334 в радиальном направлении для того, чтобы соединить отверстие клапана 344 с проточным отверстием 336 таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания вещества из камеры сжатия 332 в проточное отверстие 336 и через стык клапана 344.
[00072] Односторонний клапан 312 также включает впускной канал 348, проходящий через трубку 314 и соединенный с резервуаром переменного объема 324 (Фиг.14) таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания вещества между ними. Односторонний клапан 312 может быть непосредственно присоединен к резервуару переменного объема 324 и, затем, приварен или иным способом прикреплен к пакету 322 для того, чтобы предотвратить проникновение загрязнений в камеру сжатия или клапан. В альтернативном варианте выполнения впускной канал 348 может присоединяться к гибкой трубке такого типа, как показанная, например, на Фиг.2, при этом гибкая трубка, в свою очередь, соединяет клапан 312 с камерой хранения 324. Как показано на чертеже, в нормально закрытом положении затвор 317 отделяет камеру сжатия 332 от впускного канала 348 и от резервуара 324. Таким образом, во время движения куполообразного привода 315 вниз, как показано стрелкой на Фиг.11, затвор 317 не позволяет жидкости, находящейся внутри камеры сжатия 332, затекать обратно во впускное отверстие 348 и резервуар переменного объема 324 и, в свою очередь, позволяет вручную вдавленному приводу сдавить жидкость в камере сжатия настолько, чтобы обеспечить возможность преодоления давления открывания клапана и обеспечить ее дозирование через клапан. Затем, во время хода куполообразного привода 315 вверх или во время обратного хода, засасывающая сила или вакуум, созданный внутри камеры сжатия, заставляет затвор 317 выгнуться в направлении от впускного отверстия, как показано стрелкой на Фиг.11, тем самым соединяя камеру сжатия 332 с впускным каналом 348 и позволяя следующей порции жидкости перетечь в камеру сжатия.
[00073] В другом варианте выполнения клапан в сборе 312 может быть изготовлен согласно параллельным общедоступным заявкам на выдачу патента, которые ранее были включены в настоящий документ посредством ссылки на них. Согласно этим документам, по крайней мере, диаметр седла клапана D2 (как показано на Фиг.11, диаметр седла клапана постепенно уменьшается при перемещении от торца седла клапана, расположенного вверх по течению, к торцу, расположенному вниз по течению), сила сцепления участка клапана 342 с седлом клапана 334, заранее заданная радиальная толщина участка клапана 342 или заранее заданный модуль упругости материала крышки клапана 338 выбирается так, чтобы (1) обеспечить заранее заданную величину давления открытия клапана при вдавливании куполообразного привода 315, обеспечивающую прохождение жидкости из камеры сжатия 332 через нормально закрытое отверстие клапана 344, и (2) обеспечить герметичное закрытие клапана 312, и исключить возможность доступа бактерий или внесения загрязнений через отверстие клапана 344, а также в канал 348 в нормально закрытом положении. В приведенном варианте выполнения изобретения и диаметр седла клапана D2, и сила сцепления участка клапана 342 с седлом клапана 334, и заранее заданная радиальная толщина участка клапана 342, и заранее заданный модуль упругости материала крышки клапана 338 выбираются так, чтобы (1) обеспечить заранее заданную величину давления открытия клапана при вдавливании привода 315, обеспечивающую прохождение, по существу, заранее заданного объема жидкости из резервуара 324 в камеру 332 и через отверстие клапана 344, и (2) обеспечить герметичное закрытие отверстия клапана 344, и исключить возможность доступа бактерий или внесения загрязнений через отверстие клапана в нормально закрытом положении.
[00074] Клапан в сборе 312 дополнительно включает защитную крышку или козырек 366 (не показан на Фиг.10), который кольцеобразно охватывает гибкую крышку клапана 338 и проходит вдоль оси от основы крышки клапана 338 до точки, примыкающей к раздаточному носику клапана, но при этом удален от раздаточного носика на некоторое расстояние вдоль оси вовнутрь. Козырек 366 установлен на корпус клапана 330 и включает внешний фланец 367, который вдавлен в соответствующий внешний фланец 369 куполообразного привода 315 для того, чтобы надежно закрепить привод на корпусе клапана, а также включает нижний кольцеобразный фланец 371, который вдавлен в основу крышки 340 крышки клапана и надежно закрепляет крышку клапана на корпусе клапана.
[00075] Односторонний клапан в сборе 312 действует следующим образом. Куполообразный привод 315 надавливают вниз, например, вручную для того, чтобы сдавить и, в свою очередь, переместить, по существу, заранее заданный объем жидкости, расположенной в камере сжатия 332. Создающееся давление жидкости внутри камеры сжатия 332 приводит к тому, что затвор 317 закрывается, упираясь в стенку корпуса клапана, окружающую впускной канал 348, с тем, чтобы в результате предотвратить перетекание жидкости между впускным каналом и камерой сжатия. При необходимости затвор 317 и (или) стенка, окружающая впускной канал 348, могут быть выполнены изогнутыми под углом для облегчения создания уплотнения между затвором и стенкой. Затем, по существу, заранее заданный объем жидкости перемещается из камеры сжатия 332 через проточное отверстие 336 в седло клапана 334 и наружу через отверстие клапана 344. Когда привод 315 вдавливают вниз, камера 332 опустошается или в значительной степени опустошается. Когда пользователь отпускает привод 315, внутри камеры 332 создается вакуум, и затвор поворачивается от канала 348 наружу, как показано стрелкой на Фиг.11, что позволяет жидкости перетекать из резервуара 324 внутрь камеры сжатия 332.
[00076] При необходимости, как показано на Фиг.13, корпус клапана 330 может включать плечо 319, расположенное ниже по течению жидкости и смежное с затвором 317, при этом плечо 319 находится на достаточном расстоянии от затвора 317 с тем, чтобы при нахождении затвора в нормально закрытом положении между ними образовывался зазор 321. Плечо 319 выполняет функцию упора с тем, чтобы предотвратить дальнейшее перемещение затвора по направлению течения жидкости и, таким образом, предотвратить выход затвора за пределы плеча 319. Как показано на чертеже, в плече 319 может быть выполнено одно или несколько проточных отверстий с тем, чтобы обеспечить возможность свободного течения жидкости при нахождении затвора в открытом положении. Как показано на Фиг.12, 13 и 14, клапан и трубка в сборе могут дополнительно включать крышку трубки или оболочку 321, расположенную на расстоянии от трубки и охватывающую трубку 314 снаружи, для того, чтобы закрывать трубку и при необходимости поддерживать клапан и трубку в сборе относительно коробки 325 (Фиг.10).
[00077] Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что привод 315 и камера сжатия 332 могут иметь любую из многочисленных различных форм и (или) конфигураций, подходящих для выполнения соответствующих функций, из тех, которые известны из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее, и (или) могут быть выполнены из любого из многочисленных различных материалов, подходящих для выполнения соответствующих функций, из тех, которые известны из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. Например, камера сжатия 332 может иметь криволинейную форму для того, чтобы облегчить контакт нижней части куполообразного привода и камеры сжатия при движении привода вниз.
Аналогично, нижняя часть привода может иметь более традиционную форму поршня, такую как цилиндрический выступ, который, при вдвигании входит в камеру сжатия соответствующей формы. В дополнение к этому, привод может включать коромысло или другое устройство, которое может быть приведено в действие вручную для того, чтобы вдавить привод и, в свою очередь, осуществить дозирование нормированных или в значительной степени нормированных количеств жидкостей из резервуара переменного объема и через односторонний клапан.
[00078] В альтернативном варианте выполнения, показанном на Фиг.15, границы резервуара переменного объема 324 задаются не эластичным пакетом, установленным внутри коробки, как описано выше со ссылкой на Фиг.7-14, а сравнительно прочным трубчатым корпусом 322. В трубчатый корпус 322 вставлен плунжер 325, образующий непроницаемый для жидкости затвор между внешней поверхностью плунжера и внутренней стенкой трубчатого корпуса. Как показано на чертеже, между плунжером 325 и впускным каналом 348 клапана в сборе 312 образуется резервуар переменного объема 324. Трубчатый корпус 322 включает торцевую крышку 367 с отверстием 369 для прохода жидкости или газа, обеспечивающим возможность свободного прохода воздуха с тем, чтобы обеспечить возможность перемещения плунжера 325 внутри трубчатого корпуса 322 в процессе дозирования жидкости из резервуара переменного объема 324. В данном варианте выполнения вакуум, созданный внутри камеры сжатия 322 при обратном ходе куполообразного привода 315 или при его движении вверх, затягивает жидкость из резервуара переменного объема 324 и, в свою очередь, заставляет плунжер 325 двигаться внутрь к впускному каналу 348 и соответствующим образом регулировать объем резервуара для компенсации осуществляемого дозирования жидкости.
[00079] Устройства и способы предварительной стерилизации герметичных пустых пакетов, трубок и клапанов в сборе, монтирования заглушки на пакете или другом контейнере, и (или) асептического заполнения стерилизованных пакетов, трубок и клапанов в сборе посредством иглы через заглушку, в которой иглой может быть выполнен прокол, выполненную с возможностью восстановления герметичности лазером, могут быть выполнены согласно любому документу из следующих общедоступных патентов и заявок, которые в прямой форме посредством ссылки на них включены в настоящий документ как часть раскрытия сущности изобретения: согласно заявке на выдачу патента США №10/766 172, поданной 28 января 2004 года, озаглавленной "Пузырек для медикаментов с колпачком, выполненным с возможностью восстановления герметичности под воздействием тепла, устройство и способ заполнения пузырька", которая является частичным продолжением аналогичным образом озаглавленной параллельной заявки на выдачу патента США №10/393 966, поданной 21 марта 2003 года, которая является выделенной из аналогично озаглавленной заявки на выдачу патента США №09/781 846, поданной 12 февраля 2001 года, по которой 12 августа 2003 года выдан патент США №6 604 561, которая, в свою очередь, связана с аналогично озаглавленной предварительной заявкой на выдачу патента США №60/182 139, поданной 11 февраля 2000 года; согласно предварительной заявке на выдачу патента США №60/443 526, поданной 28 января 2003 года; согласно аналогично озаглавленной предварительной заявке на выдачу патента США №60/484 204, поданной 30 июня 2003 года; согласно заявке на выдачу патента США №10/655 455, озаглавленной "Запаиваемые контейнеры, способы их изготовления и заполнения", поданной 3 сентября 2003 года, которая, в свою очередь, связана с аналогично озаглавленной предварительной заявкой на выдачу патента США №60/408 068, поданной 3 сентября 2002 года; согласно предварительной заявке на выдачу патента США №60/551 565, поданной 8 марта 2004 года, озаглавленной "Устройство и способ формовки под давлением и сборки контейнеров с заглушками"; согласно заявке на выдачу патента США №10/600525, поданной 19 июня 2003 года, озаглавленной "Устройство для стерильного заполнения с аппаратом для заполнения через иглу, расположенным внутри электроннолучевой камеры", которая, в свою очередь, связана с аналогично озаглавленной предварительной заявкой на выдачу патента США №60/390212, поданной 19 июня 2002 года; согласно заявке на выдачу патента США №10/983 178, поданной 5 ноября 2004 года, озаглавленной "Устройство для заполнения с помощью иглы и для лазерной герметизации", которая, в свою очередь, связана с аналогично озаглавленной предварительной заявкой на выдачу патента США №60/518267, поданной 7 ноября 2003 года, и с аналогично озаглавленной предварительной заявкой на выдачу патента США №60/518685, поданной 10 ноября 2003 года; согласно предварительной заявке на выдачу патента США №60/550 805, поданной 5 марта 2004 года, озаглавленной "Устройство для заполнения с помощью иглы и для восстановления герметичности с помощью лазера"; и согласно заявке на выдачу патента США №08/424 932, поданной 11 апреля 1995 года, по которой 24 июня 1997 года выдан патент США №5 641 004, озаглавленный "Способ заполнения герметичного приемника при соблюдении асептических условий".
[00080] В предпочтительных на текущий момент вариантах выполнения настоящего изобретения каждая заглушка, выполненная с возможностью восстановления герметичности, выполнена из термопластичной пластмассы, образующей участок, в котором иглой может быть выполнен прокол с образованием в нем отверстия от иглы, выполненный с возможностью восстановления герметичности отверстия от иглы под воздействием тепла при действии на него лазерного излучения заранее заданной длины волны и мощности. Каждая заглушка включает термопластичную основу (i) с заранее заданной толщиной стенки в осевом направлении, (ii) с заранее заданными цветом и непрозрачностью, которые в значительной степени обеспечивают поглощение лазерного излучения заранее заданной длины волны и в значительной степени обеспечивают предотвращение прохождения излучения через стенки заранее заданной толщины, и (iii) с заранее заданными цветом и непрозрачностью, которая обеспечивает возможность восстановления герметичности отверстия от иглы, образованного на участке, в котором иглой может быть выполнен прокол, в заранее заданный период времени, под воздействием лазерного излучения заранее заданной длины волны и мощности, по существу, без обгорания участка, в котором иглой может быть выполнен прокол, и (или) крышки колпачка (то есть без возникновения необратимых изменений в молекулярной структуре или химических свойствах материала). В некоторых вариантах выполнения заранее заданный период времени составляет примерно 2 секунды, предпочтительно, не более 1,5 секунд, более предпочтительно, не более примерно 1 секунды. В некоторых вариантах выполнения заранее заданная длина волны лазерного излучения составляет 980 нм, а заранее заданная мощность каждого лазера должна быть, предпочтительно, менее примерно 30 Вт, более предпочтительно, не более примерно 10 Вт либо, более предпочтительно, должна находиться в диапазоне от примерно 8 до примерно 10 Вт. Также в некоторых таких вариантах выполнения заранее заданный цвет материала является серым, а заранее заданная непрозрачность создается темно-серым красителем (или пигментом), добавленным в материал заглушки в количестве от примерно 0,3% до примерно 0,6% по весу.
[00081] В дополнение к этому, при необходимости в состав каждого из вышеупомянутых термопластичных материалов может быть включен какой-либо смазочный материал, известный из уровня техники, для предотвращения возникновения или, в противном случае, для сокращения количества частиц, образующихся при выполнении иглой прокола на термопластичном участке, в котором иглой может быть выполнен прокол. В одном из вариантов выполнения смазочным материалом является минеральное масло, добавленное в блок-сополимер на основе стирола или в другой термопластичный материал в количестве, достаточном для предотвращения либо для существенного предотвращения образования частиц при выполнении в нем прокола иглой или другим элементом для заполнения. В другом варианте выполнения смазочным материалом является силикон, такой как жидкий силикон, производимый компанией Dow Chemical Corporation под названием "360 Medical Fluid, 350 CST", или силиконовое масло, добавленное в блок-сополимер на основе стирола или в другой термопластичный материал в количестве, достаточном для предотвращения либо для существенного предотвращения образования частиц при выполнении в нем прокола иглой или другим элементом для заполнения. В одном из таких вариантов выполнения силиконовое масло добавлено в количестве от примерно 0,4% до примерно 0,6% по весу, предпочтительно в количестве примерно 0,51% или примерно 0,5% по весу.
[00082] Как описано выше, геометрия иглы, которой выполняется прокол в заглушке, силы трения, создаваемые в точках соприкосновения иглы с заглушкой, и (или) ход иглы внутри заглушки также могут контролироваться для того, чтобы дополнительно уменьшить количество частиц или существенным образом предотвратить образование частиц при выполнении в заглушке прокола иглой.
[00083] В предпочтительном на текущий момент варианте выполнения настоящего изобретения заглушка, в которой иглой может быть выполнен прокол, выполненная с возможностью восстановления герметичности под воздействием лазера, также содержит: (i) блок-сополимер стирола, такой как любой из описанных выше блок-сополимеров стирола, в количестве от примерно 80% до примерно 97% по весу (например, 95% по весу, как описано выше); (ii) олефин, например, любой из этилен-α-олефинов, полиолефинов или описанных выше олефинов, в количестве от примерно 3% до примерно 20% по весу (например, примерно 5%, как было описано выше); (iii) пигмент или краситель, добавленный в количестве, достаточном для поглощения энергии лазерного излучения, преобразования ее в тепло и расплавления материала заглушки, предпочтительно, на глубину, которая составляет, по крайней мере, от примерно 1/3 до примерно 1/2 глубины отверстия от иглы, за время, которое составляет менее примерно 3 секунд, более предпочтительно, менее примерно 1-1/2 секунды и, наиболее предпочтительно, менее примерно 1/2 секунды, и (iv) смазочное вещество, например минеральное масло, жидкий силикон, силиконовое масло, как было описано выше, добавленное в количестве, достаточном для существенного уменьшения сил трения в месте контакта иглы и заглушки в процессе выполнения иглой прокола в заглушке для того, чтобы, в свою очередь, существенным образом предотвратить образование частиц.
[00084] В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения используют пигмент, продающийся под торговой маркой LumogenТМ IR 788 компанией BASF AktiengesellschaR of Ludwigshafcn, Германия. Продукты Lumogen IR обладают высокой прозрачностью и являются селективными поглотителями ближнего инфракрасного излучения, разработанными для поглощения излучения полупроводниковых лазеров с длиной волны около примерно 800 нм. В данном варианте выполнения пигмент Lumogen добавляют в эластомерную смесь в количестве, достаточном для преобразования излучения в тепло и расплавления материала заглушки, предпочтительно, на глубину, которая составляет, по крайней мере, от примерно 1/3 до примерно 1/2 глубины отверстия от иглы, за время, которое составляет менее примерно 3 секунд, более предпочтительно, менее примерно 1-1/2 секунды и, наиболее предпочтительно, менее примерно 1/2 секунды. Пигмент Lumogen IR 788 является хорошим поглотителем при 788 нм, поэтому в настоящем варианте выполнения предпочтительно, чтобы лазер испускал излучение на длине волны примерно 788 нм (или примерно 800 нм). Одним из преимуществ пигмента Lumogen IR 788 является то, что в эластомерную смесь достаточно добавить очень малое количество этого пигмента для того, чтобы обеспечить возможность восстановления герметичности под воздействием лазера за то время и на ту глубину герметизирования, которые являются необходимыми или требуются в силу иных причин, поэтому, при необходимости, заглушка, в которой иглой может быть выполнен прокол, выполненная с возможностью восстановления герметичности под воздействием лазера, может быть прозрачной или, по существу, прозрачной. Это может быть важным эстетическим преимуществом. В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения пигмент Lumogen IR 788 добавляют в эластомерную смесь в концентрации менее примерно 150 частей на миллион, предпочтительно, от примерно 10 до примерно 100 частей на миллион, наиболее предпочтительно, от примерно 20 до примерно 80 частей на миллион. В этом варианте выполнения мощность лазера с длиной волны излучения 800 нм составляет предпочтительно менее 30 Вт или от примерно 8 Вт до примерно 18 Вт.
[00085] Также в предпочтительном на текущий момент варианте выполнения настоящего изобретения в дополнение к осуществлению контроля над одним или несколькими вышеупомянутыми параметрами для того, чтобы уменьшить количество частиц и/или предотвратить образование частиц (то есть к введению силиконового масла или другого смазочного материала в термопластичный материал, и к осуществлению контроля над геометрией иглы, над силами трения, создаваемыми в местах контакта иглы с заглушкой, и (или) над ходом иглы внутри заглушки), осуществляют подбор дифференциального удлинения термопластичных компонентов заглушки, выполненной с возможностью восстановления герметичности, с тем, чтобы уменьшить количество частиц и (или) предотвратить образование частиц.
[00086] Таким образом, в соответствии с таким вариантом выполнения, заглушка, в которой иглой может быть выполнен прокол, выполненная с возможностью восстановления герметичности под воздействием лазера, содержит: (i) первый термопластичный материал в количестве от примерно 80% до примерно 97% по весу, который обладает первым удлинением; (ii) второй термопластичный материал в количестве от примерно 3% до примерно 20% по весу, который обладает вторым удлинением, которое меньше, чем удлинение первого материала; (iii) пигмент или краситель, добавленный в количестве, достаточном для поглощения энергии лазерного излучения, преобразования ее в тепло и расплавления материала заглушки, предпочтительно, на глубину, которая составляет, по крайней мере, от примерно 1/3 до примерно 1/2 глубины отверстия от иглы, за время, которое составляет менее примерно 2 секунд, более предпочтительно, менее примерно 1,5 секунд и, наиболее предпочтительно, менее примерно 1 секунды; и (iv) смазочное вещество, например минеральное масло, жидкий силикон, силиконовое масло, как было описано выше, добавленное в количестве, достаточном для существенного уменьшения сил трения в месте контакта иглы и заглушки в процессе выполнения иглой прокола в заглушке для того, чтобы, в свою очередь, существенным образом предотвратить образование частиц.
[00087] В соответствии с другим вариантом выполнения, первый материал обладает более низкой температурой плавления (или температурой размягчения по Vicat), чем второй материал. В некоторых вариантах выполнения первый материал представляет собой блок-сополимер стирола, а второй материал представляет собой олефин, любой из множества этилен α-олефинов или полиолефинов. В предпочтительном на текущий момент варианте выполнения первый материал обладает удлинением, по крайней мере, примерно 75% при нагрузке в 10 фунтов (1bs) (то есть его длина увеличивается на примерно 75% под нагрузкой в 10 фунтов), предпочтительно, по крайней мере, примерно 85% и, наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно 90%; а второй материал обладает удлинением, которое составляет, по крайней мере, примерно 5% при нагрузке в 10 фунтов, предпочтительно, по крайней мере, примерно 10%, и, наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно 15%, или составляет от примерно 15% до примерно 25%.
[00088] На Фиг.16-18 другой вариант выполнения устройства в сборе согласно изобретению обозначен номером 410. Устройство в сборе 410 во многих отношениях похоже на устройства в сборе 210 и 310, описанные выше со ссылками на Фиг.7-15, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "4" вместо цифр "2" и "3". Резервуар переменного объема 424 образован эластичным пакетом 422, вставленным внутрь сравнительно прочной коробки или другого контейнера подходящей формы 425. Трубка 414, образующая впускной канал 448, соединена с резервуаром переменного объема 424 и камерой сжатия 432, таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними. На внутренней стороне эластичного, по существу, куполообразного насоса или привода 415 выполнен элемент клапана 417 камеры сжатия с клиновидным поперечным сечением, сужающимся в направлении внутрь, к свободному концу элемента клапана. При движении куполообразного привода 415 вниз, как показано стрелками на Фиг.16, свободный конец элемента клапана 417 камеры сжатия входит во впускной канал 448 трубки 414 для того, чтобы предотвратить вытекание дополнительного количества жидкости из резервуара 424 в камеру сжатия 432, и для того, чтобы посредством дальнейшего ручного сдавливания куполообразного привода 415 можно было, в свою очередь, в достаточной степени поднять давление жидкости внутри камеры сжатия 432 с тем, чтобы преодолеть давление открывания клапана и осуществить дозирование, по существу, заранее заданного количества жидкости через односторонний клапан 412. При обратном ходе куполообразного привода 415 или при его движении вверх свободный конец элемента клапана 416 втягивается вверх и выходит из впускного канала 448 трубки 414 для того, чтобы, в свою очередь, соединить камеру сжатия 432 с резервуаром переменного объема 424 и обеспечить возможность перетекания жидкости между ними для того, чтобы, тем самым, позволить жидкости вытекать из резервуара 424 в камеру сжатия 432. Пакет 422 выполнен достаточно эластичным для того, чтобы его внутренний объем уменьшался на величину объема жидкости, вытекающей из резервуара 424 в камеру сжатия 432 при обратном ходе куполообразного привода 415. Предпочтительно, чтобы куполообразный привод 415, находящийся во вдавленном внутрь положении, после того, как он был перемещен вниз, оставался достаточно пружинистым для того, чтобы при ручном отпускании он возвращался наверх, в положение готовности, как показано на Фиг.16.
[00089] Односторонний клапан 412 включает корпус клапана 430, образующий удлиненное по оси седло клапана 434, и удлиненное проточное отверстие 436, проходящее через корпус клапана 430 и расположенное между камерой сжатия 432 и седлом клапана 434 таким образом, чтобы обеспечить перетекание жидкости между ними. Односторонний клапан в сборе 412 дополнительно включает крышку клапана 438, выполненную из эластичного материала, встроенную в куполообразный привод 415. Крышка клапана 438 включает основу крышки 440, установленную на корпус клапана 430 и надежно закрепленную в отношении перемещения относительно него с помощью фланца 467 сравнительно жесткого стопорного кольца 466, и участок крышки клапана 442, охватывающий седло клапана 434. Как показано на Фиг.18, участок крышки клапана 442 имеет изогнутую форму при рассмотрении в плоскости, перпендикулярной длинной оси "X" устройства в сборе, и, как показано на Фиг.16, участок крышки клапана 442 имеет, по существу, клиновидное поперечное сечение, сужающееся в направлении внутрь, в направлении от внутренней к наружной части клапана (или в направлении от основы к дозирующему носику клапана), при рассмотрении в плоскости длинной оси "X". Участок крышки клапана 442 имеет заранее заданную радиальную толщину, которая постепенно уменьшается в направлении от внутренней к наружной части клапана (или в направлении от основы к дозирующему носику клапана). Как показано на Фиг.16, внутренняя поверхность участка крышки клапана 442 характеризуется первым переменным радиусом R1, который постепенно увеличивается в направлении от основы к дозирующему носику крышки клапана, а внутренняя поверхность седла клапана 434 характеризуется вторым переменным радиусом R2, который аналогичным образом поступательно увеличивается в направлении от основы к дозирующему носику седла клапана. Аналогично односторонним клапанам, описанным выше, для каждого из сцепленных сегментов крышки клапана и седла клапана R2 больше R1 для того, чтобы тем самым обеспечить образование между крышкой клапана и седлом клапана соединения с натягом. В соответствии с этим, так же, как и в случае с односторонними клапанами, описанными выше, эластичный участок крышки клапана 442 и седло клапана 434 образуют нормально закрытое, удлиненное по оси отверстие клапана или стык 444 между ними. Так же, как и в случае с другими односторонними клапанами, описанными выше, участок крышки клапана 442 способен радиально перемещаться между нормально закрытым положением, как показано на Фиг.16, в котором участок крышки клапана 442 входит в зацепление с седлом клапана 434, и открытым положением (не показано), в котором, по крайней мере, один сегмент участка крышки клапана 442 радиально удален от седла клапана 434 с тем, чтобы соединить отверстие клапана 444 с проточным отверстием 436 таким образом, чтобы обеспечить возможность вытекания вещества из проточного отверстия 436 через отверстие клапана 444. Как показано на Фиг.18, участок крышки клапана 442 имеет, по существу, полукруглую форму при рассмотрении в плоскости, перпендикулярной длинной оси "X" устройства в сборе. Как показано на Фиг.16, седло клапана 434 соответствует по форме и протяженности участку крышки клапана 442 для того, чтобы образовывать нормально закрытое, удлиненное по оси отверстие клапана или стык 444 между ними. Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что форма седла клапана и участка крышки клапана, включая степень изогнутости каждой из этих деталей, может, при необходимости или в силу иных причин, определяющихся применением устройства в сборе и требуемыми рабочими характеристиками, отличаться от изображенной в данном документе. Как показано на Фиг.17, стопорное кольцо 466 включает противолежащие фланцы защелки 469, сцепленные с соответствующими боковыми участками седла клапана 434 для того, чтобы надежно закрепить стопорное кольцо относительно седла клапана и, в свою очередь, надежно удерживать крышку клапана и участок крышки клапана между ними.
[00090] Как показано на Фиг.16, трубка 414 на одном конце выполнена неразъемной со стенкой основы 471 камеры сжатия 432, а на другом конце выполнена неразъемной с фланцем 473, надежно закрепленным на пакете 422. Стенка основы 471 камеры сжатия 432 входит в отверстие 475 контейнера 425 и включает внешний фланец 477, входящий внутрь кольцеобразной выемки 479 контейнера с образованием герметичного соединения. Стопорное кольцо 466 включает внешний защелкиваемый фланец 481, входящий в зацепление с нижней стороной внешнего фланца 483 контейнера 425 таким образом, чтобы прижать внешний фланец 469 и основу крышки 440 к стопорному кольцу и фланцу контейнера с заранее заданной прижимающей силой с тем, чтобы на протяжении всего срока годности и срока использования устройства в сборе предотвратить утечку, и таким образом, чтобы, тем самым, надежно скрепить неразъемный куполообразный привод в сборе и крышку клапана, трубку и пакет в сборе, а также контейнер.
[00091] При использовании устройства в сборе 410 пользователь осуществляет дозирование, по существу, заранее заданного количества жидкости через односторонний клапан 412 путем воздействия на куполообразный привод 415 вручную, например, одним или несколькими пальцами или ладонью руки, и вдавливает куполообразный привод вниз. При движении привода вниз или при движении привода внутрь свободный конец элемента клапана 417 камеры сжатия входит внутрь выпускного отверстия 448 трубки 414 с тем, чтобы предотвратить перетекание жидкости между камерой сжатия 432 и резервуаром 424. Затем, по мере дальнейшего вдавливания куполообразного привода 415, давление жидкости внутри камеры сжатия 432 существенно возрастает настолько, что превышается давление открытия одностороннего клапана 412, и клапан, в свою очередь, открывается, и через клапан осуществляется дозирование, по существу, всей жидкости, находящейся внутри камеры сжатия. Затем пользователь убирает свою руку с куполообразного привода 415, и сила упругости эластичного куполообразного привода заставляет привод принять первоначальную форму или вернуться в положение готовности, как показано на Фиг.16. Как только куполообразный привод 415 возвращается в положение готовности, свободный конец элемента клапана 417 камеры сжатия выходит из впускного канала 448, что, в свою очередь, позволяет засосать жидкость из камеры хранения вверх, в камеру сжатия, за счет вакуума или всасывающей силы, создаваемых внутри камеры сжатия при движении куполообразного привода вверх. Когда куполообразный привод 415 возвращается в свое исходное положение, камера сжатия 432 заполняется жидкостью, и устройство в сборе готово к дозированию следующего заранее заданного объема жидкости. Хотя это и не показано, в коробке 425 может быть выполнено, по крайней мере, одно вентиляционное отверстие с тем, чтобы воздух мог проходить в пространство между пакетом 422 и коробкой 425 для того, чтобы облегчать сворачивание пакета вовнутрь при дозировании жидкости из него.
[00092] Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что пакет или куполообразный привод могут включать заглушку, в которой иглой может быть выполнен прокол, и которая выполнена с возможностью восстановления герметичности под воздействием лазера, или другой участок для заполнения резервуара переменного объема через иглу, выполненный с возможностью запаивания образовавшегося от иглы отверстия лазером, как описано выше. Пакет 422 и коробка 425 могут быть выполнены из того же материала, что и, соответственно, пакет с коробкой, описанные выше, либо могут быть выполнены из любого из многочисленных других материалов, из тех, которые известны из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. Например, коробка 425 может быть выполнена из пластмассы, например, посредством формовки выдуванием или горячего формования. В дополнение к этому, односторонний клапан 412 может быть выполнен также или может быть выполнен более похожим на любой из односторонних клапанов, описанных выше при раскрытии других вариантов выполнения изобретения.
[00093] На Фиг.19 другой вариант выполнения устройства согласно изобретению обозначен, как правило, номером 510. Устройство 510 во многих отношениях похоже на различные варианты выполнения, описанные выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "5", или к которым цифра "5" приписана спереди вместо другой цифры. Основное отличие устройства 510 от устройств, описанных выше, заключается в том, что устройство 510 включает складной эластичный баллон или пакет 522, установленный внутри относительно жесткого контейнера 528, между которыми находится резервуар переменного объема 524 для хранения дозируемой жидкости. В предпочтительном варианте выполнения жидкость хранится в резервуаре 524, по существу, без доступа воздуха, в герметично закрытом состоянии на протяжении всего срока годности и срока использования устройства (то есть при осуществлении дозирования множества доз или порций продукта из устройства). Впускное окно 525 соединено с внутренней камерой 527 складного эластичного баллона 522 таким образом, чтобы позволить воздуху или другому газу проходить внутрь внутренней камеры 527 для того, чтобы, в свою очередь, эластичный баллон 522 мог расширяться наружу в процессе дозирования жидкости из резервуара переменного объема 524 и через односторонний клапан в сборе 512. В одном из вариантов выполнения складной эластичный баллон 522 является упругим и смещен наружу таким образом, чтобы расширяться наружу в процессе дозирования жидкости из резервуара переменного объема 524. В другом варианте выполнения устройство включает впускной клапан 529, соединенный с внутренней камерой 527 пакета и с окружающей атмосферой, и (или) с источником сжатого газа (не показан) таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания газа между ними и возможность регулирования потока воздуха или другого газа, поступающего во внутреннюю камеру 527. В одном из таких вариантов выполнения сжатый газ поступает через впускной клапан 529 внутрь внутренней камеры 527 для того, чтобы повысить давление в складном эластичном баллоне 522 и, в свою очередь, повысить давление жидкости в резервуаре переменного объема 524 с тем, чтобы облегчить дозирование жидкости через односторонний клапан в сборе 512. В показанном варианте выполнения устройство включает ручной привод 515 для перекачивания нормированных порций или доз жидкости через клапан в сборе 512. Тем не менее, специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что точно так же могут быть использованы любые из многочисленных различных насосов с ручным приводом, педальным приводом, электроприводом или электромеханическим приводом, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее.
[00094] На Фиг.20 другое устройство, выполненное согласно изобретению, обозначено, как правило, номером 610. Устройство 610 во многих отношениях похоже на различные варианты выполнения, описанные выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "6", или к которым цифра "6" приписана спереди вместо другой цифры. Основное отличие устройства 610 от устройств, описанных выше, заключается в том, что устройство 610 не включает складной эластичный баллон или пакет, ограничивающий резервуар переменного объема, а границы резервуара 624 образованы внутренней частью контейнера 628. На контейнере 628 установлен стерилизующий фильтр 631, который соединен с резервуаром 624 и окружающей атмосферой таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания газа между ними и позволить воздуху или другому газу проходить внутрь резервуара, и который обеспечивает стерилизацию воздуха или другого газа при его прохождении через фильтр для того, чтобы, тем самым, поддерживать жидкий продукт в контейнере в асептических условиях. В качестве фильтра 631 может быть использован любой из многочисленных различных фильтров, пригодных для выполнения функции фильтра 631, которые известны из уровня техники или станут известными позднее, в том числе микробный фильтр. В одном из вариантов выполнения размер пор фильтра составляет менее примерно 10 микрон, предпочтительно, менее примерно 5 микрон, наиболее предпочтительно, менее или примерно 2 микрона. Контейнер 628 может быть жестким, полужестким или эластичным, может быть выполнен из любого из многочисленных различных материалов, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее, или может иметь любую из многочисленных различных форм или конфигураций, которые известны из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. В показанном варианте выполнения устройство включает ручной привод 615 для перекачивания нормированных порций или доз жидкости через клапан в сборе 612. Тем не менее, специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что точно так же могут быть использованы любые из многочисленных различных насосов с ручным приводом, педальным приводом, электроприводом или электромеханическим приводом, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее.
[00095] На Фиг.21 другое устройство, выполненное согласно изобретению, обозначено, как правило, номером 710. Устройство 710 во многих отношениях похоже на различные варианты выполнения, описанные выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "7", или к которым цифра "7" приписана спереди вместо другой цифры. Как и в случае различных вариантов выполнения, описанных выше, устройство 710 включает эластичный пакет 722, определяющий границы резервуара переменного объема 724, односторонний клапан в сборе 712 и гибкую трубку 714, соединенную с односторонним клапаном и резервуаром таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними. На контейнере 728 установлен впускной клапан 729, выполненный с возможностью соединения с источником сжатого газа, например воздуха или другого газа, и с внутренней камерой 727, образованной между эластичным пакетом 722 и относительно жестким контейнером 728, таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания газа между источником сжатого газа и внутренней камерой 727. В одном из вариантов выполнения источник сжатого газа 733 обеспечивает поступление сжатого воздуха или другого газа в камеру 727 для того, чтобы, в свою очередь, сдавить пакет 722 и жидкий продукт, находящийся внутри пакета. Клапан 715 известного специалистам в данной области техники типа выполнен с возможностью перемещения между (i) закрытым положением, в котором он пережимает гибкую трубку 714, переводя ее в закрытое положение с тем, чтобы предотвратить прохождение жидкости через нее, и (ii) открытым положением, в котором он освобождает гибкую трубку 714 и позволяет жидкости проходить через нее. В открытом положении сжатый газ, находящийся внутри камеры 727, создает давление, достаточное для того, чтобы жидкий продукт проходил через односторонний клапан 712. Клапан 715 может быть открыт и закрыт вручную, либо может переключаться между открытым и закрытым положениями под действием электрического или электромеханического привода. В одном из вариантов выполнения контейнер изначально заполнен сжатым газом, и этого количества сжатого газа достаточно для того, чтобы осуществить дозирование всего жидкого продукта через клапан. В альтернативном варианте выполнения источником сжатого газа 733 может быть насос, выполненный с возможностью накачивания сжатого воздуха или другого газа внутрь камеры 727 с тем, чтобы обеспечить возможность дозирования продукта через односторонний клапан. В этом варианте выполнения клапан 715 может отсутствовать, а для дозирования жидкости через клапан может быть использован насос 733. Также в этом варианте выполнения в качестве насоса 733 может быть использован любой из многочисленных различных насосов с ручным приводом, педальным приводом, электроприводом или электромеханическим приводом, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее.
[00096] На Фиг.22 другое устройство, выполненное согласно изобретению, обозначено, как правило, номером 810. Устройство 810 во многих отношениях похоже на различные варианты выполнения, описанные выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "8", или к которым цифра "8" приписана спереди вместо другой цифры. Как и в случае различных вариантов выполнения, описанных выше, устройство 810 включает эластичный пакет 822, определяющий границы резервуара переменного объема 824, односторонний клапан в сборе 812 и гибкую трубку 814, соединенную с односторонним клапаном и резервуаром таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними. Устройство 810 включает перистальтический насос 815 с ручным приводом, установленный на гибкой трубке 814 таким образом, чтобы обеспечить возможность перекачивания нормированных порций или доз жидкого продукта из резервуара переменного объема 824 через трубку 814 и односторонний клапан в сборе 812. В показанном варианте выполнения насос 815 приводится в действие с помощью ручного или педального привода и включает элемент перистальтического насоса 835, установленный с возможностью вращения и включающий множество роликов 837, установленных на его периферии, которые при вращении входят в контакт с гибкой трубкой 814 и пережимают трубку так, чтобы, в свою очередь, перекачивать жидкий продукт через нее. На противоположной, по отношению к элементу перистальтического насоса 835, стороне гибкой трубки 814 установлен искривленный жесткий блок насоса 839, позволяющий роликам 837 прижимать гибкую трубку 814 к блоку и перекачивать жидкий продукт через нее. Рычажный механизм в сборе 841, например, показанный многоплечий рычажный механизм, соединен с элементом перистальтического насоса 835 таким образом, чтобы обеспечить возможность приведения элемента насоса во вращение. Ручной рычаг или ножная педаль (не показана) соединена с рычажным механизмом 841 для того, чтобы приводить рычажный механизм в действие и, в свою очередь, приводить элемент перистальтического насоса 835 во вращение с тем, чтобы перекачивать нормированные порции жидкого продукта из резервуара переменного объема 824 через односторонний клапан в сборе 812. Эластичный пакет, трубка и клапан в сборе являются одноразовыми и могут быть утилизированы после опорожнения, в то время как контейнер 810 и насос 815, как правило, не соприкасаются с жидким продуктом и поэтому могут быть использованы повторно, вместе с многочисленными различными пакетами, трубками и клапанами в сборе, либо, аналогичным образом, могут являться одноразовыми.
[00097] На Фиг.23 другое устройство, выполненное согласно изобретению, обозначено, как правило, номером 910. Устройство 910 во многих отношениях похоже на различные варианты выполнения, описанные выше, поэтому аналогичные элементы обозначены соответствующими номерами, к которым спереди приписана цифра "9", или к которым цифра "9" приписана спереди вместо другой цифры. Как и в случае различных вариантов выполнения, описанных выше, устройство 910 включает эластичный пакет 922, определяющий границы резервуара переменного объема 924, односторонний клапан в сборе 912 и гибкую трубку 914, соединенную с односторонним клапаном и резервуаром таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними. В показанном варианте выполнения насос 915 с ручным или педальным приводом включает блок насоса 939, установленный по одну сторону от гибкой трубки 914, и коромысло 935, опирающееся на противоположную сторону гибкой трубки. Как показано стрелкой и пунктирными линиями на чертеже, коромысло вручную перемещают вниз (согласно чертежу) для того, чтобы оно вошло в контакт с гибкой трубкой 914 и, в свою очередь, сжало трубку таким образом, чтобы обеспечить перекачивание нормированных порций или доз жидкого продукта через нее. Коромысло 935 может быть непосредственно приведено в действие вручную, или же для того, чтобы указанным образом перемещать коромысло и, в свою очередь, перекачивать нормированные порции жидкого продукта через односторонний клапан, с коромыслом может быть соединен рычаг с ручным приводом либо другой привод. Эластичный пакет, трубка и клапан в сборе являются одноразовыми и могут быть утилизированы после опорожнения, в то время как контейнер 910 и насос 915, как правило, не соприкасаются с жидким продуктом и поэтому могут быть использованы повторно, вместе с многочисленными различными пакетами, трубками и клапанами в сборе, либо, аналогичным образом, могут являться одноразовыми.
[00098] Одним из преимуществ настоящего изобретения является то, что один и тот же продукт, хранящийся в пакете, может оставаться годным к употреблению на протяжении всего срока годности и на протяжении всего срока использования пакета независимо от того, в охлажденном или неохлажденном виде он находится. В соответствии с этим, настоящее изобретение особенно подходит для хранения и дозирования напитков, готовых к употреблению, в том числе, некислых продуктов, таких как продукты, которые, как правило, с трудом можно сохранить после открытия упаковки, в том числе, без ограничений, напитки, такие как вино, молочные напитки, напитки на основе какао, напитки на основе солода, чай, кофе, концентрированный кофе, концентрированный чай, другие концентрированные напитки для приготовления напитков или пищевых продуктов, соусы, такие как сырные, молочные или мясные соусы, подливки, супы и питьевые пищевые добавки, заменители еды, детское питание, молочные продукты, питательные молочные смеси и т.д. В соответствии с этим, существенное преимущество предпочтительных на текущий момент вариантов выполнения изобретения заключается в том, что вышеупомянутые и любые из многих других продуктов можно дозировать и хранить при температуре окружающей среды, при этом продукт остается годным к употреблению даже после того, как было осуществлено дозирование продукта из пакета, независимо от того, в охлажденном или неохлажденном виде он хранится. Тем не менее, определенные продукты, предпочтительно, должны быть охлаждены с тем, чтобы они стали более вкусными, с тем, чтобы продукт приобрел требуемую или привычную температуру или по многим другим причинам, которые известны на текущий момент или которые станут известными позднее.
[00099] Настоящая заявка на выдачу патента содержит объекты изобретения, связанные с раскрытыми в заявке на выдачу патента США №11/295274, поданной 5 декабря 2005 года, озаглавленной "Односторонний клапан и устройство, в котором используется клапан", в заявке на выдачу патента США №11/295251, поданной 5 декабря 2005 года, озаглавленной "Способ использования одностороннего клапана и соответствующее устройство", в предварительной заявке на выдачу патента США №60/633332, поданной 4 декабря 2004 года, и в предварительной заявке на выдачу патента США №60/644130, поданной 14 января 2005 года, озаглавленных "Односторонний клапан, устройство и способ использования клапана", в предварительной заявке на выдачу патента США №60/757161, поданной 5 января 2006 года, и в предварительной заявке на выдачу патента США №60/843131, поданной 9 сентября 2006 года, озаглавленных "Односторонний клапан, устройство и способ использования клапана". Каждая из вышеуказанных заявок на выдачу патента в полном объеме включена в настоящий документ, раскрывающий сущность изобретения, посредством ссылки на нее.
[000100] Специалисты в этой области техники, основываясь на информации, приведенной в настоящем документе, могут сделать заключение о том, что в вышеописанные и другие варианты выполнения изобретения могут быть внесены многочисленные изменения и модификации, не выходящие за рамки изобретения, установленные в формуле изобретения. Например, компоненты устройства могут быть выполнены из любого из многочисленных различных материалов, известных из уровня техники, либо из тех, которые станут известными позднее, пригодных для выполнения функции (функций) соответствующего компонента. Аналогично, компоненты устройства могут иметь любую из многочисленных различных форм и/или конфигураций, могут быть выполнены дополнительные компоненты, компоненты могут быть скомбинированы друг с другом, один или несколько компонентов или признаков могут быть исключены.
[000101] В дополнение к этому устройство может быть использовано в любой из многочисленных различных областей применения для дозирования жидкостей или других веществ любого из многочисленных различных типов, в том числе, например, в областях применения, имеющих отношение к питанию, пище, напиткам, больницам, биофармацевтике, биотехнологии и фармацевтике. Например, дозатор может быть выполнен в виде разливного автомата для дозирования еды или напитков согласно заявке на выдачу патента США №10/328826, поданной 24 декабря 2002 года, озаглавленной "Разливной автомат для дозирования еды или напитков с возможностью очистки на месте" (номер публикации US 2004/0118291 А1), или согласно заявке на выдачу патента США №10/833110, поданной 28 апреля 2004 года, озаглавленной "Разливной автомат для дозирования еды или напитков с возможностью очистки на месте" (номер публикации US 2004/0194811 А1), каждая из которых включена в настоящий документ, раскрывающий сущность изобретения, посредством ссылки на нее. В данном типичном варианте выполнения трубка и односторонний клапан в сборе, раскрытые в настоящем документе, заменяют трубку и пережимной клапан, соединяющие резервуар и распределительную коробку. В альтернативном варианте выполнения односторонний клапан, трубка и пакет в сборе, раскрытые в настоящем документе, заменяют каждую из трубок и пережимных клапанов, а также соответствующих резервуаров, раскрытых в таких заявках на выдачу патента. Существенное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что односторонний клапан, по существу, предотвращает попадание микроорганизмов внутрь резервуара, который может содержать молочный продукт, и в дополнение позволяет осуществлять дозирование молочного продукта при температуре окружающей среды без необходимости охлаждения контейнера. В дополнение к этому, односторонний клапан, трубка и пакет в сборе могут быть использованы для хранения любого из многочисленных различных дозируемых продуктов, таких как молочные продукты, в том числе, концентрированное молоко, смеси молока и сливок и другие молочные продукты, детское питание или детские молочные смеси, питательные молочные смеси, другие жидкие продукты питания, кофе, концентрированный кофе, чай, концентрированный чай, сиропы, такие как шоколадные сиропы для приготовления горячего шоколада, сиропы для капучино или другие питьевые смеси или сиропы, ароматизированный кофе для разлива "свежего" ароматизированного кофе одновременно или, по существу, одновременно с разливом кофе или других молочных продуктов, таких как йогурты и мороженое, или продуктов не на молочной основе, таких как соки, продукты на соевой основе, напитки с пищевыми добавками, функциональные пищевые продукты, питьевые смеси или напитки, заменяющие еду.
[000102] Кроме того, устройства для заполнения, предназначенные для заполнения резервуаров, используемых в устройстве согласно изобретению, могут иметь любую из тех многочисленных различных конфигураций, приспособленных для заполнения резервуаров, пакетов или дозаторов, которые известны из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. Например, устройства для заполнения могут включать любые из многочисленных различных механизмов для стерилизации, питания, откачки и (или) заполнения одностороннего клапана, трубки и пакета в сборе, либо другие механизмы для заполнения резервуаров. В дополнение к этому, вместо использования заглушки, в которой иглой может быть выполнен прокол, выполненной с возможностью восстановления герметичности, резервуар может включать заправочный клапан, раскрытый в следующей заявке на получение патента, поданной заявителем настоящего изобретения, которая посредством ссылки на нее включена в настоящий документ, раскрывающий сущность изобретения: в заявке на выдачу патента США №10/843 902, поданной 12 мая 2004 года, озаглавленной "Дозатор, устройство и способ заполнения дозатора". В таких альтернативных вариантах выполнения заправочный клапан может проходить через пакет или иным образом может быть соединен с резервуаром так, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними, опорожнения и (или) заполнения резервуара. В альтернативном варианте выполнения резервуар может включать односторонний клапан для опорожнения внутренней части резервуара и другой клапан для заполнения резервуара. Кроме того, вместо этого могут быть использованы любые из многочисленных различных типов устройств для заполнения пакетов и (или) способов заполнения пакетов, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. Кроме того, насос и (или) дозирующий клапан могут иметь конфигурации, отличные от тех, которые раскрыты в настоящем документе. Например, в качестве насоса может быть использован любой из многочисленных различных насосов, известных из уровня техники, или из тех, которые станут известными позднее. Например, насос может включать поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри поршневой камеры, соединенной с трубкой и (или) резервуаром переменного объема таким образом, чтобы обеспечить возможность перетекания жидкости между ними, а также участок, с помощью которого можно вручную перемещать поршень и, в свою очередь, перекачивать вещество из резервуара переменного объема через односторонний клапан. В альтернативном варианте выполнения вместо куполообразного элемента насос может включать эластичный сжимаемый сосуд, который можно вручную сжать для того, чтобы осуществить дозирование нормированного объема жидкости из резервуара переменного объема через односторонний клапан, либо может включать ручной привод другого типа и пружину другого типа, например, цилиндрическую пружину или эластичную пружину, обеспечивающую создание такой силы сжатия при движении ручного привода вниз, которая достаточна для возвращения привода в положение готовности после отпускания его пользователем. В альтернативном варианте выполнения насос может включать рычаг, соединенный с поршнем или куполообразным элементом и предназначенный для дозирования жидкостей через клапан, либо может включать приводимый в действие вручную элемент или приводимую в действие вручную педаль другого типа, которые известны из уровня техники, или те, которые станут известными позднее. В соответствии с этим настоящее подробное описание вариантов выполнения изобретения, которые на текущий момент являются предпочтительными, носит характер пояснения, а не ограничительный характер.
Реферат
Изобретение относится к комплекту для асептического хранения вещества в эластичном пакете и дозирования порций вещества. Комплект помещен в корпус и приспособлен для взаимодействия с насосом. Комплект включает эластичный пакет, образующий герметичный резервуар переменного объема для асептического хранения порций вещества, и односторонний клапан для соединения с резервуаром для обеспечения возможности перемещения жидкости между ними, включающий седло клапана и крышку клапана, охватывающую седло клапана. Крышка клапана определяет посадку на седло клапана с натягом. Крышка клапана и седло клапана образуют нормально закрытое отверстие клапана между ними. Крышка клапана выполнена с возможностью перемещения между нормально закрытым положением, в котором крышка клапана входит в зацепление с седлом клапана, и открытым положением, в котором по крайней мере один сегмент крышки клапана пространственно удален от седла клапана таким образом, чтобы соединять отверстие клапана с проточным отверстием для перетекания вещества между ними и протекания вещества из резервуара через отверстие клапана. В нормально закрытом и открытом положениях односторонний клапан сохраняет вещество, остающееся в резервуаре переменного объема, в асептическом состоянии, герметично изолированным от воздействия на него окружающей атмосферы. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 23 ил.
Формула
(i) крышка клапана и седло клапана задают уменьшение степени натяжения между ними по мере продвижения от входной к выходной части отверстия клапана;
(ii) крышка клапана задает уменьшение радиальной толщины по мере продвижения от входной к выходной части отверстия клапана;
(iii) крышка клапана и седло клапана задают конфигурацию, при которой энергия, которую необходимо затрачивать для открывания соответствующих сегментов в крышке клапана, постепенно уменьшается в направлении от входной к выходной части отверстия клапана.
(1) обеспечение резервуаром для хранения в нем нескольких порций вещества в асептическом состоянии;
(2) обеспечение односторонним клапаном, который может быть соединен с резервуаром для хранения таким образом, чтобы обеспечить возможность перемещения вещества между ними, где односторонний клапан включает седло клапана и крышку клапана, охватывающую седло клапана, при этом крышка клапана определяет посадку на седло клапана с натягом, крышка клапана и седло клапана образуют нормально закрытое отверстие клапана между ними, и крышка клапана выполнена с возможностью перемещения относительно седла клапана между нормально закрытым положением, в котором крышка клапана входит в зацепление с седлом клапана, и открытым положением, в котором, по крайней мере, один сегмент крышки клапана пространственно удален от седла клапана таким образом, чтобы обеспечить возможность прохождения вещества через отверстие клапана; и
(3) поддержание вещества в резервуаре для хранения в асептическом состоянии в течение срока годности и в процессе дозирования вещества через односторонний клапан.
(i) крышка клапана и седло клапана задают уменьшение степени натяжения между ними по мере продвижения от входной к выходной части отверстия клапана;
(ii) крышка клапана задает уменьшение радиальной толщины по мере продвижения от входной к выходной части отверстия клапана;
(iii) крышка клапана и седло клапана задают конфигурацию, при которой энергия, которую необходимо затрачивать для открывания соответствующих сегментов в крышке клапана, постепенно уменьшается в направлении от входной к выходной части отверстия клапана.
