專利名稱：用于流體分配器的泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及易于由很多小模塑零件、尤其是由注射模塑零件制造和組裝的泵。本發(fā)明還涉及包括所述泵的分配器并涉及用于泵和分配器的閥排列。所述泵和裝置用于分配諸如包括鼻喉噴劑在內(nèi)的藥液、芳香劑、化妝品、清洗產(chǎn)品等之類的流體。
背景技術(shù)：
從分配器中，尤其是以嚴(yán)格控制的量遞送物質(zhì)通常需要典型地具有與其相連的一個或多個閥的某些類型的泵。提供此類泵不僅增加了制造分配器的成本和復(fù)雜性(因為典型的泵包括很多單獨(dú)的零件)，而且也會限制它們的整個設(shè)計。已經(jīng)進(jìn)行了努力來降低泵的復(fù)雜性。WO 98/08661公開了一種容易制造的泵，其具有很多小的可疊加的零件。然而，它仍然要求四個需要單獨(dú)制造和組裝的零件。WO 02/16047公開了另一種簡單的隔膜泵，其并入一個柔韌的分配貯存器的內(nèi)部；它也包括四個零件。
US 6,460,781、US 2003/0071071、US 2002/0190081和WO00/06464均描述了適于作為取樣裝置的簡易產(chǎn)品分配器，其包括一個貯存器和一個彈性部件，彈性部件是可變形的以便產(chǎn)生來自貯存器的抽吸動作。
US 5,492,252、EP 641 722和EP 442 858每個均描述了裝有泵的分配器，其利用一個彈性致動器作為插件放入包括入口端的預(yù)模塑泵室中。
盡管如此，仍存在著對于產(chǎn)品分配器的進(jìn)一步改進(jìn)的需要，使裝有泵的產(chǎn)品分配器、具體地講能夠可靠地遞送重復(fù)可控的產(chǎn)品劑量的那些產(chǎn)品分配器，能夠簡單地以低成本制造。一個相關(guān)的問題是實現(xiàn)分配器模塊式構(gòu)造的簡單方法從而使具有不同的功能例如遞送不同大小劑量的泵可被安裝到一個普通分配器上，實現(xiàn)適于生產(chǎn)線的靈活方法以提供不同的產(chǎn)品。
一種構(gòu)造簡單的泵現(xiàn)已被開發(fā)出來，其可由少至兩個單獨(dú)零件制成，并且具體地講，每個零件可通過批量生產(chǎn)技術(shù)例如注射模塑、壓縮模塑或熱成型來成型。泵可在更復(fù)雜的分配器中作為一個單獨(dú)的零件使用或者甚至可被整體模塑進(jìn)簡單分配器中。按在分配器中以及在分配器設(shè)計中使用泵的方法，所述泵的構(gòu)造提供了更大的設(shè)計自由度。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于流體分配器的泵和閥排列。本發(fā)明還涉及裝有泵的分配器。本文的泵包括劑量室、彈性致動器和用于控制流體流入和流出劑量室的閥。泵與流體貯存器結(jié)合提供一種流體分配器，其還可包括當(dāng)流體從分配器出口中噴出時用于形成噴霧的噴霧器。
依照本發(fā)明的第一方面，提供了用于流體分配器的泵，所述流體分配器包括a)上泵半塊，所述上泵半塊包括一個上流入端口壁和一個上流出端口壁；b)下泵半塊，所述下泵半塊與上泵半塊接合并包括一個下流入端口壁和一個下流出端口壁，其中所述上流入端口壁與所述下流入端口壁接合以限定一個允許流體從流體源流入泵中的泵流入端口和所述上流出端口壁與所述下流出端口壁接合以限定一個允許流體流出泵的泵流出端口；c)彈性致動器，所述彈性致動器連接到上泵半塊上，d)入口和出口閥，所述入口和出口閥與泵入口和出口端相連，以用于控制流體流經(jīng)它們；和e)劑量室，所述劑量室至少部分地被彈性致動器約束，以用于容納從分配器遞送之前的單次劑量。
因而，按壓彈性致動器有效地通過泵流出端口分配流體劑量，并且其中上下泵半塊由單次模塑成型以及至少上泵半塊包括半剛性熱塑性材料。
依照本發(fā)明的第二方面，提供了一種制造用于流體分配器的泵的方法，所述泵包括包含半剛性熱塑性材料的上泵半塊、下泵半塊、劑量室、彈性致動器、泵流入端口、泵流出端口、入口閥和出口閥，所述方法包括以下步驟a)在單次模塑中成型包括彈性致動器、上流入端口壁和上流出端口壁的上泵半塊；b)在單次模塑中成型包括下流入端口壁、下流出端口壁和下劑量室壁的下泵半塊；和c)將上泵半塊固定到下泵半塊上，使得彈性致動器和下劑量室壁約束劑量室、上流入端口壁與下流入端口壁接合以限定允許流體從流體源流入泵中的泵流入端口和上流出端口壁與下流出端口壁接合以限定允許流體流出泵的泵流出端口。
依照本發(fā)明的第三方面，提供了制造用于流體分配器的泵的方法，所述泵包括包括半剛性熱塑性材料的上泵半塊、下泵半塊、劑量室、彈性致動器、泵流入端口、泵流出端口、入口閥和出口閥，所述方法包括以下步驟a)在單次模塑中成型包括上流入端口壁和上流出端口壁的上泵半塊；b)在單次模塑中成型包括下流入端口壁和下流出端口壁的下泵半塊；c)將上泵半塊固定到下泵半塊上，使得上流入端口壁與下流入端口壁接合以限定允許流體由流體源流進(jìn)泵中的泵流入端口和上流出端口壁與下流出端口壁接合以限定允許流體流出泵的泵流出端口；和d)將彈性致動器連接到上泵半塊上，以便彈性致動器約束劑量室。依照本發(fā)明的第四方面，提供了用于流體分配器的泵的閥模塊，所述閥模塊包括a)上泵半塊，所述上泵半塊包括上流入端口壁、上流出端口壁和在上泵半塊的上下表面之間提供流體連通的流動通道；b)下泵半塊，所述下泵半塊與上泵半塊接合并包括下流入端口壁、下流出端口壁和下劑量室壁，其中上流入端口壁與下流入端口壁接合以限定允許流體由流體源流進(jìn)泵中的泵流入端口，以及上流出端口壁與下流出端口壁接合以限定允許流體流出泵的泵流出端口；和c)入口和出口閥，所述入口和出口閥用于控制流體流經(jīng)泵入口和出口端；其中所述閥模塊包括一個對齊部件以使閥模塊能夠按固定方向安放在分配器中，對齊部件選自定位突緣、凹痕、非圓形外壁部分以及它們的組合。
依照本發(fā)明的第四方面，提供了適用于泵分配器的閥排列，閥排列包括具有半剛性上下壁的流動通道、流體從流體源通過其進(jìn)入排列的流體入口和流體通過其排出閥排列的流體出口，所述流動通道還包括安裝在流動通道里面的入口和出口彈性體瓣閥，每個閥具有一個固定不動地安裝到流動通道上壁上的表面和一個密封地抵住流動通道下壁壓縮的閥瓣，從而每個閥防止流體沿著流動通道流動，直到在閥的閥瓣的上游側(cè)上的正向流體壓力差使閥瓣抬起，從而允許流體流過閥為止，閥允許流體沿著流動通道在同一方向上流動，從而在兩個閥之間的流動通道部分中的流體壓力的增大使出口閥打開和入口閥保持關(guān)閉，以及在兩個閥之間的流動通道部分中的流體壓力的降低使入口閥打開和出口閥保持關(guān)閉。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，泵被裝入分配器中，所述分配器還包括一個與泵流入端口流體連通的流體貯存器。優(yōu)選地，所述貯存器與泵共模塑。
泵的彈性致動器優(yōu)選地具有用于致動的閾值力，其有利于單位劑量的一致性。本文的泵、閥排列、分配器和致動器應(yīng)適合于構(gòu)造的模塊式方法，模塊式方法在批量生產(chǎn)環(huán)境下提供明顯的靈活性。
發(fā)明詳述本發(fā)明現(xiàn)在將根據(jù)本文的泵、閥模塊和分配器的組件詳細(xì)地進(jìn)行說明，一般而言首先是術(shù)語，然后根據(jù)具體實施方案進(jìn)行說明。
定義泵和分配器包括上閥和下閥。本文所用術(shù)語“半部”和“半塊”僅用來指示相應(yīng)的零件，并不用來表明尺寸、構(gòu)造或功能上的任何等同性。相對于泵的術(shù)語“上”和“下”僅用來區(qū)別兩個半塊，并不用來表示使用時零件的任何特定方位。
本文所用術(shù)語“半剛性”是指采用ASTM D790測得的彎曲模量達(dá)至少約300，優(yōu)選至少約500MPa的材料。由半剛性材料制成的本文的泵和分配器通常模塑具有自承的足夠壁厚，其是指它們在自重作用下基本不會彎曲。然而，本文貯存器的某些實施方案如柔韌袋為整體由薄層壓材料制成的非自承結(jié)構(gòu)，即使層壓材料可包括半剛性材料也是如此。
“單次模塑”是指用單片成型或整個在一個模具內(nèi)部成型的模塑。它可包括僅一種材料，然而術(shù)語“單次模塑”也包括由普通的模塑操作例如雙色注塑中由兩種或多種材料制成的工件，其中不同的材料被共注射進(jìn)或順序注射進(jìn)普通模具中。
本文的“流體”是指可流動的液體或凝膠。
相對于致動器或其元件本文所用的“單穩(wěn)態(tài)的”是指具有包括起動區(qū)的力變形曲線，其中所述力最初增大用于增加變形，比方說象常規(guī)彈簧那樣，然后在某些閾值力處存在著至少一個拐點(diǎn)使得元件的進(jìn)一步變形隨作用力的降低而發(fā)生。圖26顯示了這樣一條曲線。優(yōu)選地，保持最初的起動區(qū)變形盡可能地小。
相對于致動器或其元件的“雙穩(wěn)態(tài)的”是指在超過規(guī)定的力閾值之前象一個單穩(wěn)態(tài)注射器或元件那樣運(yùn)行，但接著“觸發(fā)”永久地停留在按壓位置的致動器或其元件。
劑量室依照本發(fā)明的泵包括一個劑量室。當(dāng)組裝泵時所述劑量室通過上下泵半塊的合作來形成。劑量室保持單次劑量的待分配的流體。在優(yōu)選的實施方案中，其可從與劑量室流體連通的貯存器中得到補(bǔ)充。劑量室與泵流入端口和泵流出端口流體連通，可從貯存器中通過泵流入端口接納流體，并可從泵流出端口分配流體。在本文所圖示說明的某些實施方案中，泵入口和出口端是在劑量室的相對兩側(cè)上并且對于很多應(yīng)用場合而言，這將是最合適的幾何形狀，然而本發(fā)明并不受此限制。入口和出口端可彼此相鄰或相對于彼此和劑量室放置在任何其它位置，只要它們執(zhí)行它們的允許流體流入和流出劑量室的預(yù)期功能。流體流入和流出劑量室由下面更詳細(xì)描述的入口和出口閥所控制。泵還包括彈性致動器，下面也進(jìn)行進(jìn)一步描述其致動導(dǎo)致從劑量室中分配一劑量流體。由泵分配的劑量體積通常將少于泵容積，因為泵借助于彈性致動器致動通常將不會導(dǎo)致包含在泵內(nèi)的流體全部分配出去。根據(jù)泵的尺寸和構(gòu)造，本文的劑量體積可從幾微升變化到幾毫升。劑量體積優(yōu)選地是規(guī)定劑量，其基本上通過劑量室的尺寸預(yù)先確定。用于實現(xiàn)其的方法(包括限制使用者修改劑量體積的能力)，下面在彈性致動器章節(jié)中進(jìn)行了進(jìn)一步的描述。
在第一次使用之前，劑量室可能需要加注待分配的流體。泵容積與劑量室容積的比率越大，用從貯存器中抽取的流體置換未加注泵內(nèi)部的空氣所需的加注次數(shù)就越大。加注次數(shù)的優(yōu)選數(shù)目是三或更小。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，劑量室具有一個下壁，其形成彈性致動器變形的終點(diǎn)并在致動器遇到它時停止其運(yùn)動。改變處于其靜止位置的致動器和下劑量室壁之間的距離可提供精細(xì)調(diào)整泵劑量體積的方法，從而至少部分地確定規(guī)定劑量。這有利于當(dāng)不同的劑量體積需要以高性價比方式進(jìn)行生產(chǎn)時的商業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。當(dāng)然，劑量體積也可通過改變其它參數(shù)例如致動器形狀和尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
彈性致動器本文的泵的重要特征是致動器。致動器優(yōu)選地是有彈力的。它可為安裝到上泵半塊上的單獨(dú)制造的工件，然而優(yōu)選為約束劑量室的上泵半塊的整體的、有彈力的壁部分。彈力通過選擇致動器由其制成的材料以及通過控制其厚度和形狀來提供。致動器的適用材料為熱塑性彈性體、硅氧烷、橡膠或軟等級的聚烯烴(例如，聚乙烯或聚丙烯)。當(dāng)用同一種半剛度材料加工成泵體時，致動器的適用厚度為約0.1至0.8mm，優(yōu)選為約0.3至0.7mm，更優(yōu)選為約0.4至0.6。在一個可供選擇的實施方案中，彈力可通過雙組件系統(tǒng)來提供，因此將彈簧或其它彈力裝置放置在致動壁的正下方以在致動之后將它復(fù)原到其未受壓位置。
使用者按壓致動器以便減少劑量室的容積，并因此從泵中分配一劑量的流體。對于彈性致動器，當(dāng)去除按力時，其彈力使致動器回彈到其初始形狀，使劑量室中的壓力減小將流體從貯存器中抽取進(jìn)劑量室中。
致動器的設(shè)計影響劑量大小和整個系統(tǒng)的精度。對于很多應(yīng)用場合，對遞送劑量的精確要求不是那么關(guān)鍵，+/-20％的劑量公差是可以接受的。呈按鈕形式的簡單彈性致動器已為本領(lǐng)域所熟知。致動器可與上泵半塊整體模塑(以類似于美國專利申請2002/074359中所示的氣體波紋管形式)、共模塑、超模塑或單獨(dú)地模塑并通過一個機(jī)械按扣或摩擦固定進(jìn)行組裝(例如在WO 98/08661中的泵中)或通過焊接操作進(jìn)行連接。
簡易致動器可具有使用者在分配流體的同時選擇所施加的力的缺點(diǎn)，其會導(dǎo)致劑量數(shù)量和質(zhì)量上的很大變化。作用力和致動器的變形程度之間的關(guān)系可接近于線性，或?qū)τ诟蟮淖冃沃辽傩枰B續(xù)增加力。如果使用者僅輕輕地按下，那么所分配的流體體積和壓力可能不是很理想，例如導(dǎo)致劑量達(dá)不到或可變、噴射圖案不理想或粒徑分布很差。盡管對于某些應(yīng)用場合或產(chǎn)品這可能是可以接受的，在醫(yī)用裝置領(lǐng)域的應(yīng)用場合典型地要求更嚴(yán)格的劑量公差，尤其是在遞送活性藥物成分時。為了克服這種特定的缺點(diǎn)，本文的致動器優(yōu)選地包括單穩(wěn)態(tài)的或雙穩(wěn)態(tài)的元件。這些元件的特征在于它們不具有線性的力-變形關(guān)系。在遞送系統(tǒng)的致動器中使用單穩(wěn)態(tài)或雙穩(wěn)態(tài)元件給使用者的裝置操作提供了額外控制。
使用呈按鈕或彈片按鍵形式的單穩(wěn)態(tài)元件在電子工業(yè)中已知呈輸入裝置(手機(jī)、計算器等的鍵盤)和電路板開關(guān)形式。美國科羅拉多州80537的Loveland的Snaptron Inc.供應(yīng)各種尺寸和幾何形狀的金屬彈片按鍵。呈“彈片按鍵”形式的單穩(wěn)態(tài)元件是已知的，例如在來自例如美國專利4,933,522和5,510,584的開關(guān)中。也已經(jīng)公開了用于US 6,460,781中的樣本型噴射分配器的原理。轉(zhuǎn)讓給Valois SA的WO 02/016796描述了一種起到單穩(wěn)態(tài)元件作用并可被用在分配貯存器內(nèi)的雙葉彈簧。這種致動元件的更詳盡的細(xì)節(jié)描述于US 6,271,487中，該專利公開了一種具有觸覺反饋和三態(tài)轉(zhuǎn)換的開關(guān)。單穩(wěn)態(tài)元件也用于玩具工業(yè)中。本文所用的單穩(wěn)態(tài)元件可為單獨(dú)的元件，例如位于彈性致動器下方的彈片按鍵，或它們可為通過如US 6,460,781中公開的合適的致動器壁構(gòu)造形成的致動器的整體部件。
對于致動器中的單穩(wěn)態(tài)元件，典型的力-變形曲線與圖26中所示的曲線相似。初始變形需要連續(xù)增加的力。如果僅通過使用者的手指將較小的力施加于裝配到加注有流體的泵的致動器上，典型地將根本不遞送流體，因為所施加的力在流體上未能產(chǎn)生足夠的壓力來打開泵的出口閥。致動器具有一個閾值點(diǎn)，然而在該點(diǎn)處隨著作用力的降低發(fā)生元件的進(jìn)一步變形，這個閾值點(diǎn)應(yīng)當(dāng)略微大于產(chǎn)生足夠的流體壓力來打開出口閥所需的力。其實際效果是使用者手指按壓的動量導(dǎo)致變形快速增加，使它在已經(jīng)通過預(yù)定閾值點(diǎn)之后難以防止完全致動。結(jié)果是流體的分配量上的變化小得多和在任何相關(guān)噴射圖案上的控制更好。這種通過閾值點(diǎn)的過程優(yōu)選地伴有聽得見的“滴答聲”或觸覺反饋以發(fā)信號給使用者修正元件的操作。優(yōu)選地，過了閾值點(diǎn)以后，即使力F(標(biāo)有牛頓的軸線)降低至少10％，變形D(標(biāo)有mm的軸線)增加至少50％，更優(yōu)選地即使力減少至少25％，變形增加至少75％。優(yōu)選地從原點(diǎn)至第一個閾值點(diǎn)曲線的斜率為至少5Nmm-1，更優(yōu)選為至少10Nmm-1。
在本發(fā)明的一個單獨(dú)方面，提供了供分配泵使用的致動器，所述致動器包括一個異型的、優(yōu)選地碟狀的平板，所述平板包括一個處于第一平面上的外凸緣和中心的可彈性變形的圓頂，所述圓頂包括一個頂點(diǎn)和至少一個環(huán)形槽，因此當(dāng)將致動器固定在其外凸緣處時，對于垂直于第一平面所施加的力，致動器具有包括其中所述力最初增加用于增加圓頂?shù)淖冃蔚钠饎訁^(qū)和至少一個拐點(diǎn)的力-變形曲線使得圓頂?shù)倪M(jìn)一步變形隨著作用力的減小而發(fā)生。
典型地，在通過致動器的力-變形曲線上的閾值點(diǎn)以后的某些點(diǎn)處，實現(xiàn)進(jìn)一步變形所需的作用力再次增加，通常因為達(dá)到了致動器的某些材料極限。變形的預(yù)定終點(diǎn)也可由于致動器鄰接某些止動元件而實現(xiàn)，當(dāng)然在這種情況下，對于輕微的變形或沒有進(jìn)一步變形，作用力將增加很快。變形終點(diǎn)可通過致動器的物理尺寸來確定或可引入更多的止動元件，例如下劑量室壁。
對于彈性致動器，當(dāng)作用力被去除時，接下來致動器返回到其初始未變形的起始點(diǎn)。停留在永久按下位置的雙穩(wěn)態(tài)致動器不是如本文預(yù)期的彈性的。盡管這種致動器不適于反復(fù)定量給料，如果在一個分配包裝中采用幾個，則它可具有控制給料方式的優(yōu)點(diǎn)。在本文本發(fā)明的另一方面，提供了包含待分配流體的貯存器，所述貯存器包括邊界壁和流體出口，其中貯存器的邊界壁包括多個雙穩(wěn)態(tài)致動器，使得雙穩(wěn)態(tài)致動器的每次壓下導(dǎo)致基本同樣劑量的流體從流體出口中分配出去。優(yōu)選的雙穩(wěn)態(tài)致動器將把凸面圓頂對著貯存器的外部，并且當(dāng)壓下通過其閾值時，將永久地變形以將凹面淺凹對著貯存器的外部。本發(fā)明的這種另一方面的優(yōu)選實施方案包括具有在貯存器的一個面上以規(guī)則陣列排列的多個外形凸面的可變形的雙穩(wěn)態(tài)致動器以給予水泡眼包裝的外觀。
閥和閥排列本文的泵的另一重要特征是入口和出口閥。入口閥與泵流入端口相連，用于控制流體流經(jīng)入口端，以及出口閥與泵流出端口相連，用于控制流體流經(jīng)入口端。
“與...相連”是指每個閥位于相應(yīng)的端口處或在流動通道中直接連接到所述端口上。如果不位于端口處，那么閥可為端口的上游或下游，前提條件是它能夠執(zhí)行其控制流體流經(jīng)端口的預(yù)期功能。高度優(yōu)選的是入口和出口閥均為止逆型，允許流體沿著導(dǎo)管或流動通道在一個方向上流動，但防止流體在反方向上流動。適用的閥包括瓣閥、鴨嘴閥、球形閥和狹口閥。為易于原位模塑，瓣閥是優(yōu)選的。在優(yōu)選的實施方案中，入口和出口閥由彈性體材料制成，彈性體材料具有約5至90，更優(yōu)選約20至約70的肖氏硬度。適用的彈性體材料包括熱塑性彈性體和硅氧烷以及橡膠。瓣閥和狹口閥可為各種形狀，例如矩形或三角形或更復(fù)雜的形狀，如下面更詳細(xì)所述。閥可為共注射的、超模塑的、作為一個額外的零件插入模塑的或例如通過焊接、過盈配合或按扣配合單獨(dú)地組裝。在一個可供選擇的實施方案中，入口和出口閥與或是上閥半塊或下閥半塊由同一種半剛性熱塑性材料整體模塑成它們整體模塑的半泵體。在另一個可供選擇的實施方案中，入口和出口閥可被注射模塑成具有連接所述兩個閥的材料跨橋的單個工件。這可能夠單獨(dú)加工并易于安裝進(jìn)泵體中并按預(yù)定的方向排列。
優(yōu)選的閥排列包括安裝在流動通道里面的彈性體閥，所述閥包括上表面，所述上表面被固定不動地、優(yōu)選地通過注射模塑固定到流動通道上壁上，所述閥還包括具有下表面的一個閥瓣，下表面在整個閥瓣上不存在流體壓力差的情況下抵住流動通道下壁被密封壓縮，其中抵住瓣的下表面上的流體壓力的增大從流動通道下壁抬起閥瓣并允許流體流經(jīng)閥。在本文的實施方案中，上下泵半塊中的一塊包括閥排列的流動通道上壁以及上下泵半塊的另一塊包括閥瓣的下表面抵住其被密封壓縮的流動通道下壁是優(yōu)選的。閥瓣的下表面通常與下流動通道共面并且閥瓣沿著流動通道被定向在流體流動的方向上。如果流體中的背壓將要促使流體在反方向上流動，則流體下壓抵住閥瓣上表面，密封地壓縮閥瓣抵住流動通道下壁，從而增加流體逆向流動的阻力。通過改變閥瓣的輪廓和/或通過設(shè)計上下泵半塊，可設(shè)定想要的閥致動的閾值壓力。僅在整個閥上的壓力差超出閾值壓力時，閥被打開。正常關(guān)閉的閥系統(tǒng)是有益的，因為它確保泵只應(yīng)被加注一次并且它降低來自外界污染的危險性。優(yōu)選地，閥的閾值壓力要使得出口閥在施加到彈性致動器上的力處于彈性致動器閾值致動力的約70％至約100％，優(yōu)選地約90％至約100％范圍內(nèi)時打開。
在一個尤其優(yōu)選的閥排列中，流動通道被限制在其中沿著它流動的流體首先遇到閥的點(diǎn)處，并且閥包括抵住流動通道下壁被永久壓縮的根部，使得通過它的唯一流體通道是沿著下流動通道上的凹槽，凹槽被側(cè)壁圍住。凹槽被一個升高到側(cè)壁高度的密封脊橋接并且閥瓣橫跨密封脊和側(cè)壁安放，防止流體流動，直到流體壓力升高到足以抬起閥瓣遠(yuǎn)離密封脊和相鄰的側(cè)壁為止。更具體地講，優(yōu)選地采用一前一后兩個此類閥排列，其中每個排列中的閥彼此分離以及劑量室被布置在兩個閥之間的流體流動通道上，使得閥起到劑量室的入口和出口閥的作用。
沒有其彈性致動器的本文的泵可被用作閥模塊并用于其自身，因為它可與不同尺寸和形狀的致動器結(jié)合來提供具有不同特性例如不同劑量體積的泵。當(dāng)然可設(shè)計本文的泵和閥模塊以便將閥固定到或是上或是下泵半塊上。
噴霧器在本文的某些實施方案中，泵或分配器包括一個與出口流動通道相連的噴霧器以將分配流體打碎成噴霧。出口流動通道可由優(yōu)選地與上下泵半塊整體模塑的上下出口流動通道半塊構(gòu)成。
US 6,059,150圖示說明了一種采用一個中空噴嘴適配器用于鼻噴劑應(yīng)用場合的典型噴霧器，其包括引入了渦流室?guī)缀螛?gòu)造的噴霧口。
可供選擇地，其中杯形組件(包括噴霧口和渦流室?guī)缀螛?gòu)造在內(nèi))被分開組裝到噴嘴適配器上的噴霧器是已知的，這樣一個組件的實施例為公開于US 5,738,282中的噴頭帽。
這些種類的噴霧器典型地為與泵分離的單元，并且隨后需要組裝到泵單元上。這典型地通過機(jī)械連接例如摩擦固定和扣合來進(jìn)行并要求精密的模塑和組裝工作來實現(xiàn)流體密封。這必定在遞送系統(tǒng)的整體設(shè)計上強(qiáng)加某些限制。
對于非常通用的噴霧器設(shè)計的解決方法公開于WO 01/89958中，其中用于氣溶膠噴霧裝置的噴霧器用具有定制幾何結(jié)構(gòu)的簡單注射模塑組件的兩個半塊來形成以允許霧化特定流體。通過以合適的方式修整流動通道幾何結(jié)構(gòu)，這樣一種方法允許給噴霧遞送裝置更大的設(shè)計自由度并為各種各樣的產(chǎn)品提供控制噴霧特性的更大部件。
對于不能打碎成小顆粒形成噴霧的高度粘性流體，普通分配孔就足夠了。該孔口可整個地在上或下出口流動通道半塊的任一塊內(nèi)部成型，或由兩個半塊上的部分模塑的組合來成型。在要求圓形孔口之處，則這可通過在上或下出口流動通道半塊的每一塊上模塑一個半圓形通道來進(jìn)行。由于尺寸和公差小的緣故，它難以使頂半塊和底半塊的邊緣精確地匹配。為了消除了這個特定問題，可將孔口制作成一側(cè)是平直的，因此組裝定位上的小變化將無關(guān)緊要。該原理圖示說明于WO 01/32317中。分配孔口也可整個在上下出口流體通道半塊中的任一塊內(nèi)部成型。
分配孔口也可包括一個活動塞在其不使用時密封孔口。這可幫助避免孔口的堵塞并也對殘存在分配器中的流體提供更好的保護(hù)，防止污染。WO03/078073公開了一種排列，其中當(dāng)使用者操縱裝置而沒有其它干預(yù)時，堵塞元件在密封和非密封位置之間是活動的。
貯液器泵的用途是能夠從流體源或貯存器中分配流體。流體可為與泵的組件相容、泵起來不是太粘的任何流體，包括但不限于諸如芳香劑和洗劑之類的化妝品、藥品、獸醫(yī)產(chǎn)品、液體食品或調(diào)味品以及諸如清洗流體之類的家用產(chǎn)品。泵可被永久地或可分離地連接到貯存器上以及任選地噴霧嘴或施用裝置上形成一個完整的分配器和/或它可形成包括諸如外殼和手柄之類的其它部件的更復(fù)雜產(chǎn)品的一部分。對于某些醫(yī)藥應(yīng)用場合，例如鼻治療或咽喉治療，噴霧嘴是優(yōu)選的。適于將流體撒布到基質(zhì)上的施用裝置對于其它治療可為優(yōu)選的。有用的施用裝置包括撒布部件，撒布部件選自刷頭、彈性體擦拭刮刀和一次性織物。泵可被直接連接到貯存器上或如果想要泵和貯存器彼此相距較遠(yuǎn)可例如借助于中間管路進(jìn)行連接?？刹扇〈胧┯谰眠B接到貯存器上，例如通過共模塑具有泵流入端口的焊接噴管，以便泵可以不漏流體的方式被密封到柔韌袋上。
本文所提供的泵可以低成本進(jìn)行加工并且經(jīng)濟(jì)地適于其中泵裝設(shè)有各自的貯存器的應(yīng)用場合。在這種情況下，貯存器和泵優(yōu)選地通過熱密封、焊接、內(nèi)模塑或扣合操作永久相連。盡管存在著具體地講泵與更復(fù)雜裝置聯(lián)到一起的應(yīng)用場合，將貯存器可分離地連接到泵上可為有益的，使得置換貯存器可被裝配到同一個泵上。盡管如果貯存器必須被置換可分離連接避免扔掉泵，為了提供可靠的、不漏流體的、可重復(fù)使用的連接，它帶來了進(jìn)一步的復(fù)雜性。然而，用于這種用途的適用附件已為本領(lǐng)域所知。示例性的附件公開于WO 99/05446、WO 00/66448和WO 03/095322中。
貯存器本身可為半剛性的或柔韌的。如果它是半剛性的，那么它可能必須提供用于給貯存器通氣的部件，例如借助于允許空氣進(jìn)入的單向閥，以便避免在貯存器中發(fā)展成真空，這會抑制進(jìn)一步分配或引起通過泵出口閥的回吸，要求泵進(jìn)行重新加注。通氣部件也可包括一個密網(wǎng)過濾器，其防止流體通過它并逸出到外部環(huán)境中。例如從吸進(jìn)空氣中過濾出細(xì)菌、孢子等的生物過濾器，因此使貯存器中的流體能夠無防腐劑。能夠保持消毒過濾屏障的生物過濾器可用GORE-TEX_擴(kuò)展PTFE層壓材料制成，所述材料購自美國特拉華州Newark的W.L.Gore & Associates，Inc.。在本文分配器的優(yōu)選實施方案中，泵與裝有流體的呈柔韌袋形式的貯存器相結(jié)合，當(dāng)用泵將流體從其中抽出時，袋子變扁。由柔韌的層壓材料制成的貯存器提供改進(jìn)阻礙性能的有益效果。柔韌的貯存器優(yōu)選地通過無氣填充操作來充滿流體，以便充液的貯存器不含空氣。
在很多情況下，將泵制造成貯存器的外部附件將又方便又簡單。然而，在總的空間存在問題的場合，那么可將貯存器圍繞著泵來建造，以便泵在貯存器的內(nèi)部或包含在貯存器之內(nèi)，其意味著貯存器的壁基本上封圍著泵，即使泵的各零件具體地講例如它的致動器和與致動器相對的下泵表面可與貯存器的上下外壁相鄰。本文優(yōu)選的實施方案包括包括貯存器的分配器，貯存器具有裝在貯存器內(nèi)部的整體泵?？晒┻x擇地，泵可裝在柔韌袋內(nèi)部，以便可通過抵住袋壁處在致動器上面的那部分按壓啟動泵的致動器，例如如wO 02/16047的裝置中所示。優(yōu)選地，在其中泵裝在貯存器內(nèi)部的實施方案中，泵上下半塊與貯存器的上下半塊整體模塑。
無論貯存器是半剛性的還是柔韌的，優(yōu)選的是它包括在貯存器內(nèi)的浸管以根據(jù)使用時分配器的方位幫助移除貯存器中某些方位上的所有流體。浸管通常將在貯存器是半剛性的時候使用并也可用于柔韌袋。由上下模塑半塊構(gòu)造本文的泵、貯存器和分配器的方法也可應(yīng)用于構(gòu)造具有浸管的分配器裝置和貯存器，即使泵未被裝入。因此，在本文的另一個具有創(chuàng)造性的方面，提供了包括上下半塊的分配裝置，所述上下半塊共同形成流體貯存器和在貯存器第一末端的分配出口，其特征在于上下半塊每個均包括整體模塑的通道的部分，所述部分共同形成一個浸管或流動通道，其與分配出口流體連通并終止于遠(yuǎn)離第一末端接近貯存器的第二末端的入口端。優(yōu)選地浸管從分配出口端至它的入口端的長度為貯存器長度的至少90％，優(yōu)選地至少95％。在這種分配裝置的優(yōu)選實施方案中，其上下半塊中的至少一塊包括可彈性變形的區(qū)域，使流體能夠從貯存器被抽吸過分配出口。這個可彈性變形區(qū)域可占包括它的泵半塊的外部區(qū)域比方說至少30％，更優(yōu)選地至少50％的基本比例?？晒┻x擇地，可變形區(qū)域可較小并呈如本文所述的彈性致動器(優(yōu)選地包括單穩(wěn)態(tài)元件)形式。用于從裝置中分配流體的另一種機(jī)制包括提供多個雙穩(wěn)態(tài)致動器，如上進(jìn)一步所述，使得每個致動器的壓縮遞送一個單位劑量的流體。至于本文的其它實施方案，這種分配裝置也可包括與分配出口(以及如果需要出口閥和通氣閥)流體連通的噴霧嘴。
泵的制造一般而言，本文的泵、分配器、閥、閥模塊可用低成本加工模塑技術(shù)例如注射模塑、壓縮模塑和熱成型進(jìn)行制造。注射模塑是優(yōu)選的。然而，對于上下閥半塊中的至少一個進(jìn)行壓縮模塑或熱成型也是可能的，并且本發(fā)明包括具有壓縮模塑的或熱成型的包括如本文所述的閥的上和/或下泵半塊的泵。組件的組裝可通過扣合或摩擦固定或通過焊接來進(jìn)行。此外，在需要的場合，可通過額外的注射模塑密封或通過本領(lǐng)域已知的其它技術(shù)例如超聲密封、激光焊接或熱密封進(jìn)行密封。
在一個實施方案中，每個上下泵或分配器半塊在一個單次注射模塑操作中由適用的半剛性熱塑性樹脂材料成型?？晒┻x擇地，上下泵或分配器半塊可在模塑后進(jìn)行組裝。適用的樹脂包括采用ASTM D790測得的具有至少300，優(yōu)選地至少500MPa，優(yōu)選地至少1000MPa抗彎模量的熱塑性塑料，并包括聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯以及它們的混合物。優(yōu)選的材料包括聚丙烯、聚乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯，最優(yōu)選的是聚丙烯。通過仔細(xì)選擇尺寸，可將瓣閥可與上或下泵半塊在單次注射模塑過程中整體地模塑在一起?？晒┻x擇地，閥可用更軟的材料用雙色注射模塑共模塑出來。
在某些實施方案中，上下泵半塊中的任一塊的全部或部分適合于由更柔韌的材料例如熱塑性彈性體制成。例如，上泵半塊可基本上由半剛性材料構(gòu)成，其中它的彈性致動器由熱塑性彈性體在雙色注射模塑操作中構(gòu)成。具體地講，入口和出口閥可由和優(yōu)選地由在雙色注射模塑操作中與上下泵半塊共模塑的第二樹脂材料構(gòu)成。這可方便地在同一副模具或工具內(nèi)進(jìn)行，如第一步驟所采用的那樣。第二樹脂材料優(yōu)選為彈性體材料，其具有采用ASTM D2240測得的5至90，優(yōu)選為20至70的肖氏硬度A。
上泵半塊和下泵半塊然后彼此組裝在一起。在使用瓣閥的地方，它們的壓縮在這個階段發(fā)生。在將兩個泵半塊組裝好之后，可通過注射附加的樹脂、將密封元件粘合到上下半塊上、因此將它們保持在一起并產(chǎn)生不漏流體的密封而形成密封元件。用于將上下半塊密封在一起的可供選擇的選項是采用焊接操作，例如通過高頻密封。組裝上下半塊的第三選項是將扣合部件集成到一個或兩個半塊上，其使上下半塊能夠在裝配在一起之后保持組裝好的位置。在這種情況下，它可能必須使用O形環(huán)或襯墊來提供足夠的密封。在一個可供選擇的實施方案中，可使用共模塑的TPE密封。
盡管在優(yōu)選的實施方案中，前述步驟全部采用一副注射模塑工具集成到單次注射模塑過程中，應(yīng)當(dāng)理解，每一步驟均可在單獨(dú)的、專用的注射模塑工具上進(jìn)行。
如果彈性致動器未與泵上半塊整體模塑，那么它可在單獨(dú)的操作中進(jìn)行制造并通過例如內(nèi)模塑密封操作組裝以形成完整的泵。
現(xiàn)在將參照優(yōu)選的具體實施方案更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
附圖概述

圖1是依照本發(fā)明的泵的透視圖，顯示具有相連的噴嘴和連接器。
圖2是圖1泵的下半塊的透視圖。
圖3是圖1泵的上半塊的透視圖。
圖4是圖1泵的縱向局部橫截面圖，顯示閥與劑量室的關(guān)系。
圖5是圖1泵的橫截面圖。
圖6a以透視圖顯示用于圖1泵的瓣閥。
圖6b是可供選擇的瓣閥形狀的透視圖。
圖7是圖1泵的下半塊的透視圖，顯示排出口。
圖8是圖1泵的噴嘴的局部端視圖，顯示在上下泵半塊的部分接線處形成出口。
圖9是圖1泵的縱向局部橫截面圖，顯示被施加到彈性致動器上的初始力。
圖10是圖1泵的另一個橫截面視圖，顯示當(dāng)流體進(jìn)行分配時彈性致動器的變形和出口閥的運(yùn)行。
圖11是圖1泵的又一個橫截面視圖，顯示彈性致動器返回到其開始位置和從貯存器中將泵重新加注流體(未示出)。
圖12是供依照本發(fā)明的分配器使用的噴霧口的透視圖。
圖13是圖1 2中所示的噴霧口一半的透視圖。
圖14是依照本發(fā)明的泵與貯存器結(jié)合成一體形成分配器的第二實施方案的透視圖。
圖15是圖14的分配器的透視圖，顯示沒有保護(hù)套管。
圖16是具有合適的保護(hù)帽的圖14的分配器的透視圖。
圖17是依照本發(fā)明的分配器的第三實施方案的透視圖。
圖18是穿過它的泵的圖17分配器的橫截面圖。
圖19是圖17的分配器的下半塊的透視圖。
圖20是圖17的分配器的上半塊的透視圖。
圖21顯示用于圖17的分配器的彈性致動器。
圖22是裝入圖21致動器中的單穩(wěn)態(tài)元件的平面圖。
圖23是圖17的泵的另一個截面圖，更清楚地顯示圖21的具有結(jié)合的單穩(wěn)態(tài)元件的致動器的結(jié)構(gòu)和用途。
圖24是依照本發(fā)明的分配器的第四實施方案的截面圖。
圖25是穿過圖24的分配器的單穩(wěn)態(tài)彈性致動器的截面。
圖26是顯示單穩(wěn)態(tài)元件特性的力(F)對變形(D)曲線。
圖27是依照本發(fā)明的分配器的第五實施方案的截面圖。
圖28是從圖27的分配器的上半塊上面觀察的透視圖。
圖29是從圖27的分配器的上半塊下面觀察的透視圖。
圖30是從圖27的分配器的下半塊上面觀察的透視圖。
圖31是圖27的分配器的致動器帶的透視圖。
圖32是用于泵的閥模塊的透視圖。
圖33是穿過圖31的閥模塊的截面。
圖34是顯示被組裝成到上泵半塊中的圖31的閥模塊的截面圖。
圖35是包括圖31的閥模塊的組裝好的泵的截面圖。
優(yōu)選實施方案詳述圖1至11顯示依照本發(fā)明的泵的第一實施方案和它的運(yùn)行模式。圖1在透視圖中顯示組裝好的泵101。泵1包括一個伸出的噴嘴和一個呈焊接噴管形式的連接器125，其中泵可通過其被連接到流體貯存器上(未示出)。所述泵包括通過連接元件104密封到一起的上泵半塊102和下泵半塊103。圖2和3分別更詳細(xì)地顯示下和上泵半塊。連接器125在這些附圖中未示出。上下泵半塊共同形成劑量室114、入口流動通道116和出口流動通道117，劑量室和流動通道相互流體連通以及與貯存器流體連通。連接元件104通過模塑注射來添加并將泵的上半塊和下半塊密封在一起。在可供選擇的實施方案中，上下泵半塊可通過扣合、焊接或膠結(jié)接操作直接裝配到一起，消除對密封元件104的需要。
詳見圖2和3，下泵半塊103具有與上泵半塊102的幾何結(jié)構(gòu)對應(yīng)的幾何結(jié)構(gòu)，上泵半塊102包括用于安放下泵半塊103的相對的密封脊129。密封脊129包括上流入端口壁115a、下劑量室壁130和上流出端口壁115b。下流入端口壁110a被安放在上流入端口壁115a之內(nèi)以限定入口流動通道116和泵流入端口112。入口密封脊108橋接下流入端口壁。下劑量室壁122被安放在劑量室上壁130之內(nèi)以約束被彈性致動器105所包圍的劑量室114。在該實施方案中，下劑量室壁基本上是被橫貫劑量室的整個寬度延伸的流動通道分開的實心塊。這使它能夠限制彈性致動器105的行進(jìn)并從而幫助限定劑量體積。它也具有減少泵容積以便需要更少的加注次數(shù)的作用。在下泵半塊上的下流出端口壁110b被安放在上泵半塊上的上流出端口壁115b之內(nèi)以限定泵流出端口113。出口密封脊109橋接下流出端口壁。在下泵半塊103上的出口流動通道壁111被安放在上泵半塊密封脊129之內(nèi)以形成從泵流出端口113通向排出口118的出口流動通道117。出口流動通道117受到上泵半塊102上的出口流動通道上壁121的進(jìn)一步約束。出口流動通道壁111在流動通道117的一個末端處相交形成與出口流動通道上壁121結(jié)合的排出口118，如圖7和8中更清楚地所示。入口和出口定位突緣123和124在上泵半塊102上提供并被安放在劑量室壁122的外緣上對應(yīng)的凹槽中以幫助在泵組裝期間定位和密封。
上泵半塊102被顯示安裝有入口和出口瓣閥106和107，其在圖6中單獨(dú)地顯示。在一個優(yōu)選的實施方案中，閥或是在同一次模塑操作中或是在單獨(dú)的模塑操作中被共模塑到上泵半塊102上(“超模塑”)?？晒┻x擇地，閥可被獨(dú)立地模塑并通過例如摩擦固定和/或通過上下泵半塊之間熱密封或膠接或壓縮組裝到上泵半塊上。入口閥防止流體從劑量室114回流進(jìn)貯存器中。當(dāng)上下泵半塊進(jìn)行組裝時，入口閥106的閥瓣被壓縮抵住入口密封脊108和下流入端口壁110a。類似地，出口閥107的閥瓣與出口密封脊109和下流出端口壁110b共同在泵流出端口113處形成止回出口閥。出口閥防止流體從出口流動通道117回流進(jìn)劑量室中。出口閥也可防止劑量室中的流體被空氣或其它潛在的外部污染源污染。移動出口閥107和相應(yīng)的出口密封脊109接近于泵的排出口118可幫助防止出口流動通道中的流體變干并避免某些產(chǎn)品的可能堵塞，以及幫助避免污染。然而，這將具有增大泵容積的后果。
上泵半塊包括彈性致動器105，其是上泵半塊的薄壁部分，其中它約束劑量室114。圖5通過橫截面顯示得更清楚，在彈性致動器105和下劑量室壁122之間形成劑量室114。連接元件104幫助將上下泵半塊密封在一起。使用者手指在致動器105上的壓力減少劑量室114的容積，迫使流體通過泵流出端口113排出劑量室并沿著出口流動通道117朝向排出口118流出。在依照本發(fā)明的其它實施方案中，致動器可由與上泵半塊材料不同的材料制成，其可在成型閥之時在同一工序中共注塑出來。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)有利于具體應(yīng)用時，致動器也可通過材料的組合成型。
現(xiàn)在將參見圖9至11以更清楚地顯示泵101的運(yùn)行模式。圖9顯示使用者最初給彈性致動器105施加力F1時的情形。泵被加注以及劑量室114包含一劑量待分配的流體。在該階段，致動器沒有一點(diǎn)變形并且入口和出口閥106和107仍處在被壓縮抵住入口和出口密封脊108和109的其正常模式，這樣泵入口和出口端112和113是關(guān)閉的。
如圖10所示，當(dāng)將作用力增大到致動器的閾值力F2時，致動器迅速變形，明顯地減少劑量室114里面的容積和增大其容納的流體的壓力。壓力上的增大具有將更大的壓力施加到入口閥106的上表面上從而使入口端112保持關(guān)閉的效果?？墒桥c此同時，出口閥107的閥瓣下側(cè)上的壓力被增加，使它抬起打開泵流出端口113，從而使流體能夠流出劑量室，沿著出口流動通道117并最終通過排出口118分配出去，如箭頭所示。
圖11顯示在所述劑量的流體已經(jīng)被分配出去以及使用者除去施加到致動器上的力之后的情形。致動器的彈性馬上帶有力使它返回到其初始位置。其結(jié)果是增大了劑量室114里面的容積，降低了其內(nèi)部壓力。壓力的降低導(dǎo)致出口閥107通過它的自然彈力與其閥瓣上表面上的氣壓結(jié)合再次關(guān)閉。與此同時，入口閥106閥瓣上的壓力被降低，這樣來自貯存器的流體壓力將其抬起遠(yuǎn)離密封脊108，從而打開泵流入端口112并允許劑量室從貯存器中進(jìn)行再次填充。應(yīng)當(dāng)理解，為使該過程有效運(yùn)行，優(yōu)選地貯存器需要是可收縮的或者它需要進(jìn)行通氣。
圖12和13顯示噴霧口119的橫截面視圖，其可被模塑在兩個半塊上和整體模塑成依照本發(fā)明第一實施方案的噴嘴樣式。渦流室?guī)缀螛?gòu)造已經(jīng)被集成到上下半塊中圍繞著排出口118，不需要在模塑工具上側(cè)抽芯。這種幾何結(jié)構(gòu)將被連接到也模塑到噴嘴的每個上下半塊中的導(dǎo)流板(未示出)上來迫使流體排出渦流室。
圖14至16顯示依照本發(fā)明的第二實施方案，其為一個分配器250，包括具有與圖1的泵基本相同構(gòu)造的泵，但對噴嘴進(jìn)行了修改。柔韌的層壓材料貯存器220被粘合到焊接噴管連接器225上。為給貯存器提供某些保護(hù)并提供更美觀動人的包裝，將貯存器裝入套管260(其可由比方說折疊硬紙板或塑料制成)。套管上的一個孔提供接近彈性致動器205的通道。如果套管是柔韌的，那么它當(dāng)然可不開設(shè)孔并可透過套管按壓致動器。在這種情況下，在套管上可提供標(biāo)記來指示使用者需要按壓何處。對噴嘴266的修改包括提供一個凸肩265和帽255，凸肩提供對于套管260的支撐，帽255用來覆蓋噴嘴并保持其清潔。凸肩265可與泵和噴嘴整體模塑在兩個半塊上，或可供選擇地，如此時這樣，它可為通過夾/扣或摩擦固定組裝的單獨(dú)零件。
圖17和20顯示了對于依照本發(fā)明的分配器的一個非常不同的解決方案，其代表本發(fā)明的第三實施方案。在該實施方案中，整個分配器350，包括貯存器320在內(nèi)，與泵301整體模塑在兩個半塊上。遵循這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，用最少的零件和模塑/組裝操作可獲得完整的多重控制劑量的分配器。與圖14至16所示的分配器250相比，這種解決方案對于相同量的容納流體提供了更緊湊的分配器，因為通過圍繞泵構(gòu)造貯存器它利用了其它方法未使用的空間，這樣泵在貯存器的內(nèi)部。對被模塑的貯存器的要求對可用于貯存器的材料強(qiáng)加了某些限制，例如，層壓材料一般將不適合，然而對于某些應(yīng)用場合，這并不關(guān)鍵。這種設(shè)計也要求用于密封兩個區(qū)域的方法第一內(nèi)密封和在外周邊處的第二外密封，第一內(nèi)密封將包括出口流動通道317在內(nèi)的泵組件與貯存器320隔離，第二外密封使貯存器320與外界空氣隔絕。對于這種設(shè)計，內(nèi)密封可不再如圖1的泵中一樣通過注射模塑的連接元件所產(chǎn)生。取而代之，當(dāng)上泵/分配器半塊302被組裝到下半塊303上時密封通過扣合、焊接或膠接方法來產(chǎn)生。外密封可采用其它方法例如前述的連接元件或通過采用內(nèi)模塑密封來形成。分配器還包括一個噴霧器319以在流體排出出口流動通道317時產(chǎn)生源自分配流體的噴霧。入口流動通道316在接近于設(shè)置在噴霧器319對面的分配器末端的點(diǎn)處對貯存器320打開，提供流體可由此從貯存器中被抽取進(jìn)流動通道中的入口點(diǎn)。讓入口點(diǎn)接近于分配器的末端確保在正常使用時大部分流體可從貯存器中被分配出去。總之，入口和出口流動通道和泵301形成一個連續(xù)的貯存器流動路徑，作用象一個浸管，具有一個流體通過其從分配器進(jìn)行分配的出口端和一個流體通過其從貯存器中進(jìn)行抽取的入口端，除了在其入口端之外，流動路徑沿著其長度與貯存器隔離。為了優(yōu)化從貯存器中抽取流體，貯存器流動路徑具有的從其出口端至其入口端的長度優(yōu)選為分配器長度的至少90％，優(yōu)選地至少95％。
貯存器320是呈關(guān)于泵301以及入口和出口流動通道316和317對稱設(shè)置的隔室形式。在附圖中未示出入口和出口閥，但它們?nèi)缫呀?jīng)相對于圖9至11所述的那樣按同一方式運(yùn)行，使得在一劑量流體已經(jīng)從劑量室314中分配出去之后，流體通過入口流動通道316從貯存器中被抽取進(jìn)來重新填充劑量室。盡管在附圖中未示出，貯存器也裝設(shè)通風(fēng)膜過濾器以將貯存器保持在大氣壓力下是高度優(yōu)選的。在開始制造期間，貯存器在上下半塊302和303組裝之后通過充液口381填充流體，充液口然后用充液口塞380密封，充液口塞可被整體模塑到或是上半塊或是下半塊302和303上。應(yīng)當(dāng)理解，分配器350可為各種形狀和厚度，并具有適合特定應(yīng)用場合的尺寸。它也可與用于安放保護(hù)帽的凸肩進(jìn)行模塑。在藥物分配器的優(yōu)選實施方案中，所述分配器具有約20至約100mm，更優(yōu)選為約40至約70mm的長度，約15至約80mm，更優(yōu)選為約20至約55mm的寬度和約5至約10mm的深度。貯存器優(yōu)選地具有約0.5至約40mL的容積。當(dāng)然對于其它應(yīng)用場合，大得多的貯存器可能更合適。
盡管分配器350可并入一個整體模塑的致動器作為上半塊302的一部分，如第一實施方案中所述，圖21至23更詳細(xì)地顯示了一個用于第三實施方案的復(fù)合彈性致動器305。致動器包括用柔軟的彈性體材料覆蓋在頂表面和底表面上的單獨(dú)的單穩(wěn)態(tài)按鈕340以形成彈性致動器。單獨(dú)的單穩(wěn)態(tài)元件可由各種材料制成，在該實施方案中，它是可商購自Snaptron Inc.的金屬彈片按鍵。致動器借助于定位突緣341被插入模塑進(jìn)其就位和固定的上泵半塊302中。
圖24顯示本發(fā)明的第四實施方案，其包括結(jié)構(gòu)與圖17至20所示的分配器結(jié)構(gòu)類似的分配器450，包括圍繞著整體泵模塑的貯存器420在內(nèi)，全部是在兩個半塊中。貯存器420包括密封貯存器可在制造期間通過其填充流體的充液口的充液口塞480。在該實施方案中，與劑量室414流體連通的出口流動通道417延伸象上半塊402上的圓柱體突出一樣遠(yuǎn)，所述突出與下半塊403中凸臺上形成的對應(yīng)凹槽相配合，凹槽通過排出口418向外側(cè)敞開。盡管圓柱體突出和排出口418被顯示垂直地經(jīng)過下半決403，它們當(dāng)然可按與其傾斜的角度成型，以便例如分配的流體與貯存器平面成一個角度涌出。
該實施方案的彈性致動器405是熱成型的聚丙烯圓盤，其插入模塑到上半塊402上對應(yīng)的凹槽上。在圖25中的截面中顯示的致動器給予了其形狀的更好理解。它包括一個中心圓頂487、一個用于將致動器固定到泵上的凸緣486和一個環(huán)形槽485。環(huán)形槽的功能是使中心圓頂能夠扭轉(zhuǎn)到足以顛倒，其扭轉(zhuǎn)不會被保持固定的凸緣所抑制。如在第一實施方案中，也可將致動器提供成上半塊402的整體模塑的薄壁部分。
圖27顯示依照本發(fā)明的第五實施方案的分配器550的截面圖。分配器的這種構(gòu)造給予了在附加零件費(fèi)用上構(gòu)造和組裝上的一些優(yōu)點(diǎn)，因為分配器現(xiàn)在需要最少三個零件。在該分配器中，在圖28和29中從上面和下面單獨(dú)顯示的是上泵半塊502，其包括下劑量室壁522。在下劑量室壁的中心是泵流入端口512，提供劑量室和入口流體通道之間的流體連通。在該實施方案中，彈性致動器505與從其延伸出來的兩個整體成型的帶成型為單獨(dú)注射模塑的工件，如圖31所示。上泵半塊502還包括在致動器和帶模塑的輪廓形狀上對應(yīng)的凹陷部分。該凹陷部分包括入口流動通道516和出口流動通道517的下面部分的基本部分因為凹槽沿著凹陷部分的中心縱向延伸。對于這些流動通道部分，出口流動通道上壁521和入口流動通道516的上部由致動器和帶模塑來提供。在入口流動通道516的一個末端處的貯存器端口526提供入口流動通道516和貯存器520之間的流體連通。
再次參見圖27，入口閥506和出口閥507為預(yù)成型的鴨嘴閥，位于上泵半塊502的凹槽中，凹槽具有在底部的孔用于與下泵半塊503流體連通。這些孔中的一個起到泵流出端口513的作用。適用的鴨嘴閥包括購自荷蘭7575 BP Oldenzaal的Minivalve International ofJaartsveldstraat 5a的DU 027.001 SD閥?？晒┻x擇的閥例如狹口閥可與上半塊502、下半塊503或者甚至與致動器整體成型的帶共模塑。
現(xiàn)在參見圖30，下泵和分配器半塊503進(jìn)行簡單模塑，其包括在啞鈴型的壁的一個末端處限定入口流動通道516一部分的下流入端口壁510a。另一個啞鈴型的壁提供下流出端口壁510b，其與出口流動通道側(cè)壁511連續(xù)，后者限定出口流動通道517的短部分。繞著下泵和分配器半塊的周邊延伸的凸起唇緣適合地扣合在上泵和分配器半塊502的外側(cè)壁里面。兩個啞鈴型的壁在它們的內(nèi)部空間中安放圖29中所示的在上泵和分配器半塊502上的相應(yīng)形狀的突出。突出包括上流入端口壁515a和上流出端口壁515b。
如圖31中最清楚地可見，結(jié)合了致動器的帶具有在其下側(cè)上的兩個C型突出，其定位于上泵半塊502的凹槽內(nèi)，將鴨嘴閥固定在適當(dāng)位置。帶的一部分包括出口流動通道上壁521，其覆蓋在它的上側(cè)上的出口流動通道517。同樣，在致動器的相對側(cè)的帶的一部分覆蓋在它的上側(cè)上的入口流動通道516。
當(dāng)用足夠的力按壓致動器505時，位于下劑量室壁522和致動器505之間的劑量室中的流體通過位于出口端513中的出口閥507并沿著上下半塊502和503之間形成的出口流動通道517部分進(jìn)行分配。流體然后在通過排出口進(jìn)行分配之前經(jīng)過在上半塊中形成的連接通道并沿著出口流動通道517處在出口流動通道上壁521和上泵和分配器半塊之間的剩余部分流動。
當(dāng)釋放致動器時，來自貯存器520的流體沿著入口流動通道516處于上泵和分配器半塊502和致動器的一個帶伸出部之間的部分被抽取。流體然后流經(jīng)入口閥506并沿著入口流動通道516在上下半塊502和503之間形成的部分流動，從此處流體流經(jīng)泵流入端口512進(jìn)入劑量室中。盡管在附圖中未示出，該實施方案的貯存器，象第四實施方案分配器的一樣，還可包括一個通氣閥，使得貯存器內(nèi)的壓力被保持在大氣壓力。通氣閥上的微過濾器可基本上防止外界污染貯存器中的流體。
最后，本發(fā)明的第六實施方案是一個如圖32至35所示的閥模塊。所述閥模塊可被制造成單獨(dú)的制品，用于組裝到各種形狀的泵或分配器構(gòu)造上，因此提供更大的生產(chǎn)靈活性。閥模塊包括上下半塊602和603。下半塊603包括一個注射模塑的平直帶，其具有中心凹槽，形成入口和出口端612和613的基礎(chǔ)。凹槽被入口和出口密封脊608和609中斷，入口和出口閥606和607的閥瓣被壓縮抵住入口和出口密封脊，防止流體沿著凹槽流動直到由流體施加足夠的壓力抬起閥瓣為止(在分配期間就出口閥607而論或在劑量室重新填充期間就入口閥606而論)。上半塊602的上表面提供下劑量室壁622。通道經(jīng)過上表面的中心以提供劑量室和入口以及出口端之間的流體連通。下劑量室壁被凸起的環(huán)形邊界壁631約束，如圖示說明閥模塊組裝成分配器部分的圖34和35所示(僅顯示了局部)，其用于安放致動器或與分配器相互作用，包含彈性致動器605來提供完整的泵601。閥模塊的下半塊603被成型具有一個大致矩形的外壁部分，提供用于確保閥模塊與分配器的它要與之配合的其它零件正確對齊的部件。可使用的可供選擇的對齊部件包括定位突緣和凹痕。當(dāng)然可使用一種以上的對齊部件。該實施方案的重要特征是，閥被夾在上下半塊602和603之間，因此能夠提供緊湊的閥模塊并提供顯著的設(shè)計靈活性。
附圖中所示零件的對照索引下面的列表提供附圖和它們的前述說明中所用的零件號碼的索引。同一零件號碼可在本發(fā)明的不同實施方案中被涉及到并將用指示實施方案號碼的數(shù)字作為開始數(shù)字。因此，當(dāng)看作第一實施方案的一部分時，下文中為“12”的“泵流入端口”將表示成“112”，但在看作第六實施方案的一部分時表示成“612”。為使編號方式一致，在添加實施方案號碼之前，下文中單個數(shù)字號碼將在前面填補(bǔ)0到兩個數(shù)字。因此，“彈性致動器”(下文中號碼5)當(dāng)描述成第四實施方案的一部分時將在說明書中表示成405。在每個實施方案中并不是所有的零件均被描述或必須使用。
1泵2上泵(以及任選地，分配器)半塊3下泵(以及任選地，分配器)半塊4連接元件
5彈性致動器6入口閥7出口閥8入口密封脊9出口密封脊10a下流入端口壁10b下流出端口壁11出口流動通道側(cè)壁12泵流入端口13泵流出端口14劑量室15a上流入端口壁15b上流出端口壁16入口流動通道17出口流動通道18排出口19噴霧器20貯存器21出口流動通道上壁22下劑量室壁23入口定位突緣24出口定位突緣25連接器26貯存器端口29上泵半塊密封脊30劑量室上壁31邊界壁40用于彈性致動器的單穩(wěn)態(tài)按鈕41單穩(wěn)態(tài)按鈕定位突緣50分配器
55帽60套管65凸肩66噴嘴80充液口塞81充液口85致動器環(huán)形槽86致動器凸緣87致動器圓頂
權(quán)利要求
1.一種用于流體分配器的泵(101，201，301)，所述泵包括a)上泵半塊(102，302)，所述上泵半塊包括上流入端口壁(115a，515a)和上流出端口壁(115b，515b)；b)下泵半塊(103)，所述下泵半塊與所述上泵半塊(102)接合并包括下流入端口壁(110a，510a)和下流出端口壁(110b，510b)，其中所述上流入端口壁(115a，515a)與下流入端口壁(110a，510a)接合以限定允許流體從流體源流進(jìn)所述泵中的泵流入端口(112，512)，并且所述上流出端口壁(115b，515b)與所述下流出端口壁(110b，510b)接合以限定允許流體流出所述泵的泵流出端口(113，513)；c)彈性致動器(105，205，305，405，505)，所述彈性致動器連接到所述上泵半塊上；d)入口閥(106，506)，所述入口閥與所述泵流入端口(112，512)相連，以用于控制流體流經(jīng)所述泵流入端口；和e)出口閥(107，507)，所述出口閥與所述泵流出端口(113，513)相連，以用于控制流體流經(jīng)所述泵流出端口；f)劑量室(114，314，414)，所述劑量室至少部分地被所述彈性致動器約束，以用于在從所述分配器遞送之前容納單次劑量；從而按壓所述彈性致動器可有效地通過所述泵流出端口分配所述劑量的流體，并且其中所述上下泵半塊由單次模塑構(gòu)成并且至少所述上泵半塊包括半剛性的熱塑性材料。
2.如權(quán)利要求1所述的泵，其中所述劑量室(114，414)被下劑量室壁(122，522)約束，如此布置使得它限制了所述彈性致動器的運(yùn)動，從而至少部分地限定了規(guī)定劑量。
3.如前述任一項權(quán)利要求所述的泵，其中所述下泵半塊(103)由單次模塑構(gòu)成，所述下泵半塊包括半剛性熱塑性材料。
4.如前述任一項權(quán)利要求所述的泵，其中所述入口和出口閥中的一個或多個由具有5至90肖氏硬度A的彈性體材料制成。
5.如權(quán)利要求4所述的泵，其中所述入口和出口閥中的一個或多個與所述上泵半塊或所述下泵半塊整體模塑。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的泵，其中所述入口和出口閥中的一個或多個由所述半剛性的熱塑性材料與上泵半塊或下泵半塊整體模塑。
7.如權(quán)利要求1所述的泵，其中所述上下泵半塊中的至少一個是熱成型的。
8.如權(quán)利要求1所述的泵，其中所述上下泵半塊中的至少一個是壓縮模塑的。
9.如前述任一項權(quán)利要求所述的泵，其中所述彈性致動器與所述上泵半塊整體模塑。
10.如前述任一項權(quán)利要求所述的泵，其中所述彈性致動器(305)包括單穩(wěn)態(tài)元件(340)。
11.如前述任一項權(quán)利要求所述的泵，其中所述泵與焊接噴管(125)共模塑用于連接到柔韌袋上。
12.如前述任一項權(quán)利要求所述的泵，其中所述半剛性的熱塑性材料選自由下列組成的組聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯以及它們的混合物，優(yōu)選選自聚丙烯、聚乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯。
13.一種制造用于流體分配器的泵(101)的方法，所述泵包括包含半剛性熱塑性材料的上泵半塊(102)、下泵半塊(103)、劑量室(114)、彈性致動器(105)、泵流入端口(112)、泵流出端口(113)、入口閥(106)和出口閥(107)，所述方法包括以下步驟a)在單次模塑中成型包括所述彈性致動器(105)、上流入端口壁(115a)和上流出端口壁(115b)的上泵半塊(102)；b)在單次模塑中成型包括下流入端口壁(110a)和下流出端口壁(110b)和下劑量室壁(122)的下泵半塊(103)；和c)將所述上泵半塊(102)固定在所述下泵半塊(103)上以便所述彈性致動器(105)和所述下劑量室壁(122)約束所述劑量室(114)，所述上流入端口壁(115a)與所述下流入端口壁(110a)接合以限定允許流體從流體源流入所述泵的泵流入端口(112)，并且所述上流出端口壁(115b)與所述下流出端口壁(110b)接合以限定允許流體流出所述泵的泵流出端口(113)。
14.一種制造用于流體分配器的泵(101)的方法，所述泵包括包含半剛性熱塑性材料的上泵半塊(102)、下泵半塊(103)、劑量室(114)、彈性致動器(105)、泵流入端口(112)、泵流出端口(113)、入口閥(106)和出口閥(107)，所述方法包括以下步驟a)在單次模塑中成型包括上流入端口壁(115a)和上流出端口壁(115b)的上泵半塊(102)；b)在單次模塑中成型包括下流入端口壁(110a)和下流出端口壁(110b)的下泵半塊(103)；c)將所述上泵半塊(102)固定在所述下泵半塊(103)上以便所述上流入端口壁(115a)與所述下流入端口壁(110a)接合以限定允許流體從流體源流入所述泵的泵流入端口(112)，并且所述上流出端口壁(115b)與所述下流出端口壁(110b)接合以限定允許流體流出所述泵的泵流出端口(113)；和d)將彈性致動器(105)連接到所述上泵半塊(102)上以便所述彈性致動器(105)約束所述劑量室(114)。
15.如權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的方法，所述方法還包括以下步驟在所述上泵半塊(102)被固定到所述下泵半塊(103)上之前，將所述入口閥(106)和所述出口閥(107)連接到所述上泵半塊(2)或下泵半塊(103)上，所述入口和出口閥由彈性體材料制成。
16.如權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的方法，其中所述入口閥(106)和所述出口閥(107)與所述上泵半塊(2)或所述下泵半塊(103)在單次模塑中成型。
17.如權(quán)利要求13至16中任一項所述的方法，其中所述上下泵半塊通過注射模塑成型。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述入口和出口閥通過注射模塑成型。
19.一種分配器，所述分配器包括如權(quán)利要求1至12中任一項所述的泵和與所述泵流入端口(112)流體連通的流體貯存器(120)，從而使所述流體貯存器起到所述流體源的作用。
20.如權(quán)利要求19所述的分配器，其中所述流體貯存器包括分別與所述上下泵半塊整體模塑的上下半塊。
21.如權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的分配器，其中所述泵位于所述流體貯存器的內(nèi)部。
22.如權(quán)利要求19所述的分配器，所述分配器還包括與所述泵流出端口(113)流體連通的噴霧器(119)。
23.如權(quán)利要求22所述的分配器，其中所述噴霧嘴由分別與所述泵的上下半塊整體模塑的上下半塊形成。
24.如權(quán)利要求19所述的分配器，所述分配器還包括適于將所述流體撒布到底物上的施用裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的分配器，其中所述施用裝置包括撒布部件，所述撒布部件選自刷頭、彈性體擦拭刮刀和一次性擦布。
26.如權(quán)利要求21所述的分配器，其中包括具有流體通過其從所述分配器中分配出去的出口端和流體通過其從所述貯存器中抽取進(jìn)來的入口端的貯存器流動路徑，所述流動路徑除了在其入口端之外沿著其長度與所述貯存器隔離并且從它的出口端至它的入口端的長度為所述分配器長度的至少90％，優(yōu)選為至少95％。
27.一種用于流體分配器的泵的閥模塊，所述閥模塊包括a)上泵半塊(602)，所述上泵半塊包括上流入端口壁、上流出端口壁和在所述上泵半塊的上下表面之間提供流體連通的流動通道；b)下泵半塊(603)，所述下泵半塊與所述上泵半塊(602)接合并包括下流入端口壁、下流出端口壁和下劑量室壁(622)，其中所述上流入端口壁與所述下流入端口壁接合以限定允許流體從流體源流進(jìn)所述泵中的泵流入端口(612)，并且所述上流出端口壁與所述下流出端口壁接合以限定允許流體流出所述泵的泵流出端口(613)；和c)入口閥(606)和出口閥(607)，所述入口閥和出口閥用于分別控制流體流經(jīng)所述泵的入口和出口端口；其中所述閥模塊包括對齊部件以使所述閥模塊能夠以固定方位被安放在分配器中，所述對齊部件選自定位突緣、凹痕、非圓形外壁部分以及它們的組合。
28.如權(quán)利要求27所述的閥模塊，其中所述下劑量室壁(622)由所述上泵半塊的上表面來提供。
29.如權(quán)利要求28所述的閥模塊，其中所述下劑量室壁由凸起的邊界壁(631)約束，以用于安放致動器或與分配器相互作用。
30.如權(quán)利要求27至29中任一項所述的閥模塊，其中所述入口和出口閥被連接到所述上泵半塊的下表面上。
31.如權(quán)利要求27至30中任一項所述的閥模塊，其中所述入口和出口閥分別位于提供所述上泵半塊的上下表面之間流體連通的所述流動通道的上游和下游。
32.一種閥排列，所述閥排列適用于泵分配器，所述閥排列包括具有半剛性上下壁、流體通過其從流體源進(jìn)入所述排列的流體入口和流體通過其排出所述閥排列的流體出口的流動通道，所述流動通道還包括安裝在所述流動通道里面的入口和出口彈性體瓣閥，每個閥具有固定不動地固定到所述流動通道上壁上的表面和密封地抵住所述流動通道下壁壓縮的閥瓣，從而每個閥防止流體沿著所述流動通道流動直到所述閥的閥瓣的上游側(cè)上的正向流體壓力差使所述閥瓣抬起，從而使流體能夠流出所述閥，所述閥允許流體沿著所述流體通道在同一方向流動，從而在所述兩個閥之間的一部分流體通道上的流體壓力的增大使所述出口閥打開并使所述入口閥保持關(guān)閉，并且在所述兩個閥之間的一部分流體通道上的流體壓力的降低使所述入口閥打開并使所述出口閥保持關(guān)閉。
33.如權(quán)利要求32所述的閥排列，其中所述流動通道包括至少一個密封脊(108，109)，所述密封脊在所述流動通道下壁上形成，所述閥之一的閥瓣抵住其被壓縮。
全文摘要
本文的本發(fā)明涉及用于流體分配器的泵和閥排列。本文的泵包括劑量室、彈性致動器、用于控制流體流入和流出劑量室的閥和每個均由單次模塑構(gòu)成的上下泵半塊，至少所述上泵半塊包括半剛性熱塑性材料。通過注射模塑可容易地由很多小零件制成泵。泵與流體貯存器的組合提供了一種流體分配器，所述分配器還可包括一個用于在流體從分配器出口噴射出去時形成噴霧的噴霧器。本發(fā)明也提供了制造泵和閥排列的方法。
文檔編號B05B11/00GK1953819SQ200580015789
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者R·斯塔克, M·A·賈維斯, W·J·康塔利, A·B·科爾曼 申請人:寶潔公司