配给设备的制造方法_5

文档序号:9242355阅读:来源:国知局
116i内。涡流室153包 括中心圆筒室153a和多个供给通道153b,供给通道153b在中心室153a周围在切线方向 上等间隔设置。在中心室153a的中心是通道153c(出口),其将涡流室153连接到流体出 口 152。供给通道153b可以是方向的切口,并且其深度可在100至500微米之间(包括端 值),例如100至250微米(包括端值),例如在150至225微米范围内(包括端值)。宽度 可与深度相同,例如400微米。
[0213] 为了在流体流向涡流室153a时加速流体,供给通道153b的截面积在流体流动方 向上递减。
[0214] 如图17所示,在此情况下,供给通道153b在接近中心室153a时其宽度递减。递 减的截面积可随后通过沿着供给通道153b的长度维持一个恒定的深度而提供。
[0215] 在一个可选例子中,通道153b的宽度可沿着长度保持不变,而通道深度随着供给 通道153b接近中心室153a递减。在此方面,供给通道153b的深度可例如从400微米均匀 递减至225微米。
[0216] 供给通道153b的宽度和深度均可沿着其长度变化,从而沿着流体流动方向提供 了递减的截面积。在此方面,沿着供给通道153b的长度的形状比(宽度:深度)可保持不 变。
[0217] 优选地,供给通道153b具有窄的宽度以抑制由密封构件154带来的阻塞,例如来 自密封构件材料的蠕变。优选地,供给通道153b具有低的形状比(宽度:深度),即又窄又 深,优选地宽度小于深度(即具有长方形截面)。
[0218] 由图10可以理解,在密封构件154的侧面154d和喷嘴116的内腔116e的相邻 内侧面之间存在空隙以允许流体流向涡流室153。该流体流动路径可替代地由在密封构件 154的外侧面和/或喷嘴的内侧面中形成纵向槽来形成。更具体地,在密封构件154和喷嘴 116之间的缝隙/流体流动路径使得涡流室153的公共通道153b通过孔口 197n以及可选 地在密封构件154和喷嘴插入部197的前部开口 197d之间的缝隙与流体配给室146流体 连通。
[0219] 然而,如在图10中最清楚示出,柔性密封构件154的前面154c由喷嘴插入部197 保持为与喷嘴116的前端壁116i密封接合。这意味着密封构件154密封在涡流室公共通 道153b上并且穿过密封构件154的侧面154d和喷嘴116之间的缝隙的流体必须进入涡流 室公共通道153b,然后进入涡流室153的中心室153a。
[0220] 此外,回复弹簧118发生作用以将主壳体112向前偏置到喷嘴116内,由此在固定 到主壳体112的前部112h上的密封末端160将密封构件154的前面154c的中心部分推入 涡流室153的中心室153a而以密封方式关闭至流体出口 152的通道153c。以此方式,直到 密封末端160释放弹性密封构件154的中心部之前,没有流体可进出流体出口 152,或者更 具体地,进出涡流室153,这将在下面更详细描述。
[0221] 在一个变例中,涡流室153的中心室153a的直壁可被倒角以便于将密封构件154 的中心部推入其中。这在图23中示出,其中倒角的面由附图标记153d表示。
[0222] 在此实施方式中,喷嘴116由聚丙烯(PP)注射模制而成,但也可以使用其他塑料 材料。
[0223] 为了操作流体配给器110,首先需要装填设备以填充在流体出口 153和流体供给 部170之间的所有流体通道。为了进行装填,流体配给器110以完全与后面的配给操作相 同的方式操作。如图7B-C和9B-C所示,这通过如下步骤完成:(i)通过作用于喷嘴116或 者流体供给部170同时保持另一个静止,或者同时作用于二者而将喷嘴116朝向流体供给 部170相对滑动以将流体配给器从其静止位置(图7B和9B)移动到其喷射位置(图7C和 9C);以及(ii)允许回复弹簧118将喷嘴116回复到其相对于流体供给部170的分离位置 以将流体配给器回复到其静止位置。喷嘴116和流体供给部170的相对滑动通过喷嘴116 的滑块116a在固定于流体供给部170的颈部178内的止动部176的轨道内的滑动来实现。
[0224] 应当理解,喷嘴116和流体供给部170的相对于喷嘴116运动以实现装填并随后 从配给器110喷射实际上是在喷嘴116和组装在其上的部件("喷嘴组件",包括喷嘴插入 部197、套165和主壳体112)与流体供给部170和组装在其上的部件("瓶组件"包括止动 部176和活塞构件114)之间的相对运动。回复弹簧118偏置喷嘴组件使其远离瓶组件并 由此将活塞构件114偏置到其后部的、在主壳体112内的剂量室120内的静止位置。
[0225] 图22A至22J示出了用于流体配给器310的装填过程以及流体在装填过程中的流 动,然而该流体配给器310是图7至21的流体配给器110的轻微的改型(但是功能等同), 其中类似的特征用类似的附图标记表示。虽然在描述流体配给器110之后将更详细讨论图 22A至22J的流体配给器310,图22A至22J是详细描述流体配给器110的装填的有用的参 考,现在将参考图22A至22J进行描述。
[0226] 上述在喷嘴116和流体供给部170之间的滑动的每一个完整(往复)循环包括在 剂量室120内产生负压的阶段,在此阶段从流体供给部170内吸取液体至供给管172,该循 环持续进行,直至液体填满了从流体供给部170至流体出口 152的所有流体通道。
[0227] 更详细地说,液体向前流经供给管172,通过后部开口 114m进入活塞构件114的孔 网114 j,并且离开孔网114 j的前部开口 114q而通过活塞构件114的外周内的轴向槽114r 进入剂量室120的后部120b (见图22A至22C)。
[0228] 由于如上所述喷嘴116和流体供给部170分别承载主壳体112和活塞构件114, 喷嘴116和流体供给部170的相对运动的每一次往复循环都导致活塞构件114在由主壳体 112限定的剂量室120内从后部(静止)位置以相应的往复方式进行行程运动。
[0229]当活塞构件114在每个循环的第二半中从其前部位置返回其静止的后部位置时, 在剂量室120内产生负压以吸取液体进一步向前。而且,活塞构件114相对于前部密封构 件148向后移动以如上所述打开单向阀,并因此允许液体通过单向阀向前流入剂量室前部 120a(见图22D至22G)。唇密封148a和剂量室壁之间的摩擦力帮助前部密封构件148在 活塞构件114上的伸缩。
[0230] 特别是,当活塞构件114的环形凸缘114i从前部密封构件148内的孔149的中心 孔部149c的前端壁149d脱离时,到达单向阀后部的液体能够通过前部密封构件148内的 窗149f在活塞构件114的凸缘114i周围流动,越过活塞构件114的末端部114u并且通过 前部密封构件148的前孔部149a进入剂量室120的前部120a。
[0231] 在剂量室120 (包括前部120a)通过足够的循环装填流体配给器而充满液体(见 图22G)后,之后的每个循环将导致同样数量的(定量体积)的液体由剂量室120经过主壳 体112内的受限制孔部112e向前泵送(比较图22G和22H)。
[0232] 更详细地说,在活塞构件114向其剂量室120的前部位置的向前行程中,前孔部 112f内的阀机构189保持受限制的孔部112e关闭,直至前部密封构件148密封接合以剂量 室前部120a的内表面之后为止。这是因为在前部密封构件148滑移到密封接合剂量室前 部120a而以密封方式分尚剂量室前部120a和后部120b之前,阀回复弹簧193的偏置力不 能由在活塞构件114的向前行程的初始(第一)阶段产生的液体的液压力克服。
[0233] 第一阶段可称为"漏液阶段",因为其导致从剂量室120向后泵送的液体回流到流 体供给部170 (即漏液),直至活塞构件114将前部密封构件148定位于剂量室前部120内 位置(即,这样在其间就不再有任何流动,回想前面由前部密封构件148在在活塞构件114 上限定的单向阀在活塞114的向前行程中在次关闭的情况)。漏液流动受到在剂量室120 的阶梯部120s内提供的至少一个轴向槽120d的协助。
[0234] -旦前部密封构件148位于前部剂量室120a内,前部剂量室120a和将其充满的 定量体积的液体被密封。槽120d不再提供进入剂量室前部120a的流体流动通道,因为前 部密封构件148处于槽120d的前端或者在其前方,并且密封接合该剂量室部分120a的内 壁。
[0235] 在活塞构件114的持续向前行程的下一(第二)阶段,活塞构件114增加在剂量 室前部120a内的液体的液压力,因为其朝向由主壳体112的环形肩部112d表示的剂量室 前部120a的前端壁120c相对运动。
[0236] 在活塞构件114的向前行程的第二阶段的某个点,该点可以是接近于瞬时性的 点,在剂量室前部120a内的液体的液压力处于大于阀机构189的回复弹簧193内的偏置力 的水平,由此阀构件191被迫压而脱离与受限制的孔部112e(其用作"阀座")的密封接合 状态,如图22H所示。这是活塞构件114的持续向前行程的最后(第三)阶段的开始,其在 活塞构件114抵达其前部位置时结束,该前部位置由前部密封构件148的前端148c与剂量 室120的前端壁120c的抵接而限定。在此最后阶段,在剂量室前部120a内的定量体积的 液体通过受限制的孔部112e被配给出去,沿着在阀构件191内的槽191e被输送到主壳体 112的前孔部112f,此后阀机构189通过回复弹簧193将阀构件191回复到密封接合在受 限制的孔部112e内而再次关闭。
[0237] 阀机构189仅在此最后(第三)阶段打开,在所有其他时间都关闭。
[0238] 第二和第三阶段可一起被称为"配给阶段"。
[0239] 由回复弹簧118驱动的活塞构件114在剂量室120内的回复、向后行程的初始(第 一)阶段,活塞构件114不仅相对于剂量室120而且相对于前部密封构件148向后移动,从 而打开单向阀,如上所述。而且,在向后移动的活塞构件114的前方在剂量室前部120a内形 成的前部空间内产生了一个负压(或真空)。该负压从流体供给部170吸取了更多流体,并 且流体通过打开的单向阀进入剂量室前部120a,直至前部密封构件148从剂量室前部120a 脱离而进入阶梯部120s (见图221)。在活塞114上提供的、在回复行程的初始阶段打开的 单向阀避免了在活塞构件114前方产生的任何液压闭锁,否则液压闭锁将阻止或抑制回复 行程。
[0240] 在活塞构件114的向后行程的最后(第二)阶段,活塞构件114从中间位置移动, 在此位置,前部密封构件148刚刚在阶梯部120s中被置于其后部位置。在此最后阶段,液 体能够被从剂量室后部120b吸取出来,除了通过打开的单向阀之外还直接在前部密封构 件148的外侧周围进入剂量室前部120a。当前部密封构件148在阶梯部120s中向后移动 时,液体在其周围通过槽120d流动。伴随而来的是,从剂量室前部120a至剂量室后部120b 的漏液通过槽120d进行,此时前部密封构件148在阶梯部120s中正朝向前部120a向前移 动。
[0241] 在回复、向后行程的末尾,剂量室120充满了液体。换言之,在后部密封构件128 的前部唇密封128a和剂量室120的前端壁120c之间的容积被充满。回复行程可由此被称 为"填充阶段"。
[0242] 在活塞构件114的每次随后的运动循环中,向前行程导致另一定量体积的液体被 收集的剂量室前部120a内并随后通过受限制的孔部112e排出,而向后行程导致液体被从 流体供给部吸取出来以再充填剂量室120。
[0243] 在装填过程中,这种后续泵送循环持续进行,直至液体充满从剂量室120至流体 出口 152的液体流动路径(见图221)。在此方面,经过受限制的孔部112e的液体流经主壳 体112的前孔部112f,通过安装在主壳体112的前端上的套165的前端壁165b中的孔口 165e进入流体配给室146,通过安装在喷嘴116内侧以封闭套165的喷嘴插入部197内的 孔口 197n进入密封构件154周围的空间,并由此通过涡流室153的供给通道153b进入涡 流室153。
[0244] 当液体充满从流体供给部170至流体出口 152的流体通道时,活塞构件114相对 于剂量室120的、在下一次泵送循环中的向前行程导致另一定量体积的液体通过受限制的 孔部112e被泵送,由此加压停留在受限制的孔部112e的下游的液体。在流体配给室146 中的此压力导致在喷嘴插入部197内的套165(以及主壳体112)克服回复弹簧118的回复 力向后滑动,由此密封末端160在密封构件154内向后以密封方式滑动。这是因为束缚流 体配给室146 (并由此受到加压流体作用)的密封套165的表面积大于喷嘴插入部197的 表面积。
[0245] 由此,密封构件154的弹性展平密封构件154的前表面154c并使其回到其初始 状态以打开涡流室153的中心室153a和通道153c (见图9C)。因此,定量体积的液体经由 涡流室153并通过流体出口被泵送以将其雾化,从而为在此向前行程中通过受限制的孔部 112e泵送的定量体积腾出空间(见图22J)。
[0246] 在密封构件154和密封末端160的相对纵向侧之间的动态密封防止液体在液压下 进入其中设置了密封末端160的密封构件腔154e (图10),并且用于阻止密封构件154的前 面154c的中心部在被密封末端160释放时返回其最初的状态。
[0247] 一旦回复弹簧118的回复力大于流体配给室146内的液压力,则该回复力就将主 壳体112和密封套165移回(向前)其在喷嘴插入部197内的正常的、静止位置,从而密封 末端160偏转密封构件154以(再次)关闭流体出口 152。
[0248] 密封构件154由此保护流体配给器110内的液体免受设备110外的污染物通过流 体出口 152进来而产生污染,因为流体出口 152仅在配给过程中(即,当流体配给器110喷 射时)打开。
[0249] 相同的泵送循环的向后行程从液体供给部170吸取液体以再填充剂量室120,准 备好下次泵送循环。
[0250] 现在设备已经完全装填,之后的每次泵送循环导致恒定的定量体积的液体从流体 出口 152被泵送除了,直至流体供给部170被耗尽。
[0251] 应当理解,流体配给器110构造成使得在剂量室120和流体出口 152之间的通道 内没有或者基本没有回流的液体停留,因为受限制的孔部112e除了在向前行程的配给阶 段之外由阀机构189以密封方式关闭。由此,避免了或者基本上避免了再装填设备的需要。 此外,由密封构件154和密封末端160形成的末端密封装置以及阀机构189防止或基本上 防止了环境空气由在填充阶段在剂量室120内产生的负压(即真空)通过流体出口 152被 吸入流体配给器110。
[0252] 应当注意,在流体配给器110的装填过程中,在头部空间内液体之上的空气(或任 何其他气体)通过如上针对液体所述的相同机构被泵送出流体出口 152。
[0253] 如前所述,套165的前端壁165b与喷嘴插入部197的端壁197c的后侧的接合限制 了能够突出过喷嘴插入部197而抵达密封构件154的后表面上的密封末端160的长度。以 此方式,由密封末端160施加到密封构件154的应力受到控制,并由此控制了密封构件154 在配给器110的寿命内的蠕变。因此,在此装置中,密封构件154将不易于发生蠕变而进入 涡流室供给通道153b以在其中产生永久的阻碍,并且不易于失去弹性/形状记忆特性,而 密封构件154依赖于此弹性/形状记忆特性而在使用流体配给器110中当密封末端160向 后移动时打开流体出口 152,如上所述。
[0254] 此外,密封套165和喷嘴插入部197的上述接合划定了主壳体112在喷嘴116内 的最前方未知,注意喷嘴插入部197通过喷嘴插脚197i在T形切口 116g内的接合在喷嘴 116内固定了位置。主壳体112在喷嘴116内的最前方位置由于回复弹簧118的作用是其 正常的静止位置。主壳体112仅在流体配给室146内的流体在流体配给器110的操作循环 的配给阶段中被加压时从其静止位置向后移动。主壳体112在喷嘴116中的固定的静止位 置保证了活塞构件114能够在配给阶段抵靠剂量室120的前端壁120c以可靠地从剂量室 120中进行计量,注意,如果主壳体112在喷嘴116中是"浮动的"而能够在其中进一步向 前移动,活塞构件114将在活塞构件114的向前行程的末尾向后与剂量室前端壁120c间隔 开,这由止动部176的顶板176c与喷嘴116的后端116f的接合定界。
[0255] 还应理解,密封套165与喷嘴插入部197的内部接合还阻止活塞构件114能够在 活塞构件114接触剂量室120的前端壁120c时进一步向密封构件154内推动密封末端160。
[0256] 图7A和9A示出流体配给器110处于打开(完全展开)位置,在此位置喷嘴116 (及 其附着部件)比在图7B和9B示出的静止位置与瓶170(及其附着部件)隔开地更远。更具 体地,在静止位置,承载构件195位于或者很接近于止动部176的顶板c,由此在打开位置, 承载构件195与止动部顶板176c隔开。在打开位置,在喷嘴116的滑块116a上的夹持部 116b处于相对于止动部176上的轨道176m最前方的位置,如图9A所示。在静止位置,与此 相反,夹持部116b与最靠如位置向后隔开,如图9B所不。喷嘴116和瓶170能够进一步从 正常的静止位置分开的能力在流体配给器坠落或者受到撞击时保护流体配给器免于破裂。
[0257] 可以理解,流体配给器110能够通过承载构件195与止动部176分开而采用打开 位置。图7B示出在静止位置,承载构件195的夹持部195d位于T形轨道116g的后端。仅 能允许喷嘴116相对于瓶170的向前运动,因为承载构件195能够利用喷嘴116相对于瓶 170向前承载。
[0258] 下面将描述能够用于流体配给器110的可选密封装置,其中类似的附图标记表示 与图7至21中的密封装置的类似的部件和特征。
[0259] 在图24和25A-B中示出了能够用于流体配给器110的第一可选末端密封装置。 在图24中,密封构件154'和喷嘴插入部197'与其在图7至21的流体配给器110中的对 应部件相比具有不同的形状,但是功能与其对应部件相同。然而,套165的前端壁165b现 在由回复弹簧118偏置到直接与密封构件154'的后表面154b'直接接触。这是因为去除 了在喷嘴插入部197'的中心孔口 197d'内的阶梯部或肩部,其支撑在图7至21中的密封 构件154以允许长的密封构件154'穿过而接触密封套165。喷嘴插入部197'和密封构件 154'是由与针对图7至21的流体配给器110所述的材料相同的材料制成。
[0260] 在图26中示出了可用于流体配给器110的第二可选末端密封装置,该装置与第一 可选末端密封装置类似。在此第二可选末端密封装置中,密封构件154"和喷嘴插入部197" 与其在图24和25A-B中的第一可选末端密封装置中的其对应部件具有不同的形状,但是功 能相同,并且由与这些对应部件相同的材料制成。
[0261] 在图27中示出了用于流体配给器110的不同类型的密封装置,而图28至31示出 了用于此密封装置的部件。
[0262] 替代弹性密封构件154,这里提供了由塑料材料制成的环形背板254 (图29A-B)。 在此实施方式中,背板由聚丙烯(PP)注射模制而成。背板254的前表面254c由一个改型 喷嘴插入部297保持与喷嘴116的前端壁116i密封接合,从而密封在涡流室公共通道153b 上,由此任何流过背板254的侧面254d和喷嘴116之间的缝隙的液体必须通过涡轮室供给 通道153b。可以看到,在板侧面254d中设置了纵向沟或槽243y,作为在板254和喷嘴116 之间的流体流动通道。
[0263] 密封销255 (图28A-B)置于喷嘴插入部297上,从而密封销255的前密封部255a 突出而穿过背板254中的通孔254n并进入涡流室153的中心室153a,从而以密封方式封闭 通道153c。由此,密封销255的功能类似于弹性密封构件154。
[0264] 如图27所示,密封销255具有放大的外形渐缩的后端255d,其保持在改型的套 265的前端壁265b的通孔265n中(图31A-B),从而密封销255与其上固定了套265的主 壳体112-起移动。
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