专利名称：用于流体分配器的泵的制作方法
技术领域：
本发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组装的泵。本发明还涉及包括所述泵的分配器并涉及用于泵和分配器的阀排列。所述泵和装置用于分配诸如包括鼻喉喷剂在内的药液、芳香剂、化妆品、清洗产品等之类的流体。
背景技术：
从分配器中，尤其是以严格控制的量递送物质通常需要典型地具有与其相连的一个或多个阀的某些类型的泵。提供此类泵不仅增加了制造分配器的成本和复杂性(因为典型的泵包括很多单独的零件)，而且也会限制它们的整个设计。已经进行了努力来降低泵的复杂性。WO 98/08661公开了一种容易制造的泵，其具有很多小的可叠加的零件。然而，它仍然要求四个需要单独制造和组装的零件。WO 02/16047公开了另一种简单的隔膜泵，其并入一个柔韧的分配贮存器的内部；它也包括四个零件。
US 6,460,781、US 2003/0071071、US 2002/0190081和WO00/06464均描述了适于作为取样装置的简易产品分配器，其包括一个贮存器和一个弹性部件，弹性部件是可变形的以便产生来自贮存器的抽吸动作。
US 5,492,252、EP 641 722和EP 442 858每个均描述了装有泵的分配器，其利用一个弹性致动器作为插件放入包括入口端的预模塑泵室中。
尽管如此，仍存在着对于产品分配器的进一步改进的需要，使装有泵的产品分配器、具体地讲能够可靠地递送重复可控的产品剂量的那些产品分配器，能够简单地以低成本制造。一个相关的问题是实现分配器模块式构造的简单方法从而使具有不同的功能例如递送不同大小剂量的泵可被安装到一个普通分配器上，实现适于生产线的灵活方法以提供不同的产品。
一种构造简单的泵现已被开发出来，其可由少至两个单独零件制成，并且具体地讲，每个零件可通过批量生产技术例如注射模塑、压缩模塑或热成型来成型。泵可在更复杂的分配器中作为一个单独的零件使用或者甚至可被整体模塑进简单分配器中。按在分配器中以及在分配器设计中使用泵的方法，所述泵的构造提供了更大的设计自由度。
发明概述本发明涉及用于流体分配器的泵和阀排列。本发明还涉及装有泵的分配器。本文的泵包括剂量室、弹性致动器和用于控制流体流入和流出剂量室的阀。泵与流体贮存器结合提供一种流体分配器，其还可包括当流体从分配器出口中喷出时用于形成喷雾的喷雾器。
依照本发明的第一方面，提供了用于流体分配器的泵，所述流体分配器包括a)上泵半块，所述上泵半块包括一个上流入端口壁和一个上流出端口壁；b)下泵半块，所述下泵半块与上泵半块接合并包括一个下流入端口壁和一个下流出端口壁，其中所述上流入端口壁与所述下流入端口壁接合以限定一个允许流体从流体源流入泵中的泵流入端口和所述上流出端口壁与所述下流出端口壁接合以限定一个允许流体流出泵的泵流出端口；c)弹性致动器，所述弹性致动器连接到上泵半块上，d)入口和出口阀，所述入口和出口阀与泵入口和出口端相连，以用于控制流体流经它们；和e)剂量室，所述剂量室至少部分地被弹性致动器约束，以用于容纳从分配器递送之前的单次剂量。
因而，按压弹性致动器有效地通过泵流出端口分配流体剂量，并且其中上下泵半块由单次模塑成型以及至少上泵半块包括半刚性热塑性材料。
依照本发明的第二方面，提供了一种制造用于流体分配器的泵的方法，所述泵包括包含半刚性热塑性材料的上泵半块、下泵半块、剂量室、弹性致动器、泵流入端口、泵流出端口、入口阀和出口阀，所述方法包括以下步骤a)在单次模塑中成型包括弹性致动器、上流入端口壁和上流出端口壁的上泵半块；b)在单次模塑中成型包括下流入端口壁、下流出端口壁和下剂量室壁的下泵半块；和c)将上泵半块固定到下泵半块上，使得弹性致动器和下剂量室壁约束剂量室、上流入端口壁与下流入端口壁接合以限定允许流体从流体源流入泵中的泵流入端口和上流出端口壁与下流出端口壁接合以限定允许流体流出泵的泵流出端口。
依照本发明的第三方面，提供了制造用于流体分配器的泵的方法，所述泵包括包括半刚性热塑性材料的上泵半块、下泵半块、剂量室、弹性致动器、泵流入端口、泵流出端口、入口阀和出口阀，所述方法包括以下步骤a)在单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块；b)在单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块；c)将上泵半块固定到下泵半块上，使得上流入端口壁与下流入端口壁接合以限定允许流体由流体源流进泵中的泵流入端口和上流出端口壁与下流出端口壁接合以限定允许流体流出泵的泵流出端口；和d)将弹性致动器连接到上泵半块上，以便弹性致动器约束剂量室。依照本发明的第四方面，提供了用于流体分配器的泵的阀模块，所述阀模块包括a)上泵半块，所述上泵半块包括上流入端口壁、上流出端口壁和在上泵半块的上下表面之间提供流体连通的流动通道；b)下泵半块，所述下泵半块与上泵半块接合并包括下流入端口壁、下流出端口壁和下剂量室壁，其中上流入端口壁与下流入端口壁接合以限定允许流体由流体源流进泵中的泵流入端口，以及上流出端口壁与下流出端口壁接合以限定允许流体流出泵的泵流出端口；和c)入口和出口阀，所述入口和出口阀用于控制流体流经泵入口和出口端；其中所述阀模块包括一个对齐部件以使阀模块能够按固定方向安放在分配器中，对齐部件选自定位突缘、凹痕、非圆形外壁部分以及它们的组合。
依照本发明的第四方面，提供了适用于泵分配器的阀排列，阀排列包括具有半刚性上下壁的流动通道、流体从流体源通过其进入排列的流体入口和流体通过其排出阀排列的流体出口，所述流动通道还包括安装在流动通道里面的入口和出口弹性体瓣阀，每个阀具有一个固定不动地安装到流动通道上壁上的表面和一个密封地抵住流动通道下壁压缩的阀瓣，从而每个阀防止流体沿着流动通道流动，直到在阀的阀瓣的上游侧上的正向流体压力差使阀瓣抬起，从而允许流体流过阀为止，阀允许流体沿着流动通道在同一方向上流动，从而在两个阀之间的流动通道部分中的流体压力的增大使出口阀打开和入口阀保持关闭，以及在两个阀之间的流动通道部分中的流体压力的降低使入口阀打开和出口阀保持关闭。
在本发明的优选实施方案中，泵被装入分配器中，所述分配器还包括一个与泵流入端口流体连通的流体贮存器。优选地，所述贮存器与泵共模塑。
泵的弹性致动器优选地具有用于致动的阈值力，其有利于单位剂量的一致性。本文的泵、阀排列、分配器和致动器应适合于构造的模块式方法，模块式方法在批量生产环境下提供明显的灵活性。
发明详述本发明现在将根据本文的泵、阀模块和分配器的组件详细地进行说明，一般而言首先是术语，然后根据具体实施方案进行说明。
定义泵和分配器包括上阀和下阀。本文所用术语“半部”和“半块”仅用来指示相应的零件，并不用来表明尺寸、构造或功能上的任何等同性。相对于泵的术语“上”和“下”仅用来区别两个半块，并不用来表示使用时零件的任何特定方位。
本文所用术语“半刚性”是指采用ASTM D790测得的弯曲模量达至少约300，优选至少约500MPa的材料。由半刚性材料制成的本文的泵和分配器通常模塑具有自承的足够壁厚，其是指它们在自重作用下基本不会弯曲。然而，本文贮存器的某些实施方案如柔韧袋为整体由薄层压材料制成的非自承结构，即使层压材料可包括半刚性材料也是如此。
“单次模塑”是指用单片成型或整个在一个模具内部成型的模塑。它可包括仅一种材料，然而术语“单次模塑”也包括由普通的模塑操作例如双色注塑中由两种或多种材料制成的工件，其中不同的材料被共注射进或顺序注射进普通模具中。
本文的“流体”是指可流动的液体或凝胶。
相对于致动器或其元件本文所用的“单稳态的”是指具有包括起动区的力变形曲线，其中所述力最初增大用于增加变形，比方说象常规弹簧那样，然后在某些阈值力处存在着至少一个拐点使得元件的进一步变形随作用力的降低而发生。图26显示了这样一条曲线。优选地，保持最初的起动区变形尽可能地小。
相对于致动器或其元件的“双稳态的”是指在超过规定的力阈值之前象一个单稳态注射器或元件那样运行，但接着“触发”永久地停留在按压位置的致动器或其元件。
剂量室依照本发明的泵包括一个剂量室。当组装泵时所述剂量室通过上下泵半块的合作来形成。剂量室保持单次剂量的待分配的流体。在优选的实施方案中，其可从与剂量室流体连通的贮存器中得到补充。剂量室与泵流入端口和泵流出端口流体连通，可从贮存器中通过泵流入端口接纳流体，并可从泵流出端口分配流体。在本文所图示说明的某些实施方案中，泵入口和出口端是在剂量室的相对两侧上并且对于很多应用场合而言，这将是最合适的几何形状，然而本发明并不受此限制。入口和出口端可彼此相邻或相对于彼此和剂量室放置在任何其它位置，只要它们执行它们的允许流体流入和流出剂量室的预期功能。流体流入和流出剂量室由下面更详细描述的入口和出口阀所控制。泵还包括弹性致动器，下面也进行进一步描述其致动导致从剂量室中分配一剂量流体。由泵分配的剂量体积通常将少于泵容积，因为泵借助于弹性致动器致动通常将不会导致包含在泵内的流体全部分配出去。根据泵的尺寸和构造，本文的剂量体积可从几微升变化到几毫升。剂量体积优选地是规定剂量，其基本上通过剂量室的尺寸预先确定。用于实现其的方法(包括限制使用者修改剂量体积的能力)，下面在弹性致动器章节中进行了进一步的描述。
在第一次使用之前，剂量室可能需要加注待分配的流体。泵容积与剂量室容积的比率越大，用从贮存器中抽取的流体置换未加注泵内部的空气所需的加注次数就越大。加注次数的优选数目是三或更小。
在本发明的优选方面，剂量室具有一个下壁，其形成弹性致动器变形的终点并在致动器遇到它时停止其运动。改变处于其静止位置的致动器和下剂量室壁之间的距离可提供精细调整泵剂量体积的方法，从而至少部分地确定规定剂量。这有利于当不同的剂量体积需要以高性价比方式进行生产时的商业生产环境。当然，剂量体积也可通过改变其它参数例如致动器形状和尺寸进行调节。
弹性致动器本文的泵的重要特征是致动器。致动器优选地是有弹力的。它可为安装到上泵半块上的单独制造的工件，然而优选为约束剂量室的上泵半块的整体的、有弹力的壁部分。弹力通过选择致动器由其制成的材料以及通过控制其厚度和形状来提供。致动器的适用材料为热塑性弹性体、硅氧烷、橡胶或软等级的聚烯烃(例如，聚乙烯或聚丙烯)。当用同一种半刚度材料加工成泵体时，致动器的适用厚度为约0.1至0.8mm，优选为约0.3至0.7mm，更优选为约0.4至0.6。在一个可供选择的实施方案中，弹力可通过双组件系统来提供，因此将弹簧或其它弹力装置放置在致动壁的正下方以在致动之后将它复原到其未受压位置。
使用者按压致动器以便减少剂量室的容积，并因此从泵中分配一剂量的流体。对于弹性致动器，当去除按力时，其弹力使致动器回弹到其初始形状，使剂量室中的压力减小将流体从贮存器中抽取进剂量室中。
致动器的设计影响剂量大小和整个系统的精度。对于很多应用场合，对递送剂量的精确要求不是那么关键，+/-20％的剂量公差是可以接受的。呈按钮形式的简单弹性致动器已为本领域所熟知。致动器可与上泵半块整体模塑(以类似于美国专利申请2002/074359中所示的气体波纹管形式)、共模塑、超模塑或单独地模塑并通过一个机械按扣或摩擦固定进行组装(例如在WO 98/08661中的泵中)或通过焊接操作进行连接。
简易致动器可具有使用者在分配流体的同时选择所施加的力的缺点，其会导致剂量数量和质量上的很大变化。作用力和致动器的变形程度之间的关系可接近于线性，或对于更大的变形至少需要连续增加力。如果使用者仅轻轻地按下，那么所分配的流体体积和压力可能不是很理想，例如导致剂量达不到或可变、喷射图案不理想或粒径分布很差。尽管对于某些应用场合或产品这可能是可以接受的，在医用装置领域的应用场合典型地要求更严格的剂量公差，尤其是在递送活性药物成分时。为了克服这种特定的缺点，本文的致动器优选地包括单稳态的或双稳态的元件。这些元件的特征在于它们不具有线性的力-变形关系。在递送系统的致动器中使用单稳态或双稳态元件给使用者的装置操作提供了额外控制。
使用呈按钮或弹片按键形式的单稳态元件在电子工业中已知呈输入装置(手机、计算器等的键盘)和电路板开关形式。美国科罗拉多州80537的Loveland的Snaptron Inc.供应各种尺寸和几何形状的金属弹片按键。呈“弹片按键”形式的单稳态元件是已知的，例如在来自例如美国专利4,933,522和5,510,584的开关中。也已经公开了用于US 6,460,781中的样本型喷射分配器的原理。转让给Valois SA的WO 02/016796描述了一种起到单稳态元件作用并可被用在分配贮存器内的双叶弹簧。这种致动元件的更详尽的细节描述于US 6,271,487中，该专利公开了一种具有触觉反馈和三态转换的开关。单稳态元件也用于玩具工业中。本文所用的单稳态元件可为单独的元件，例如位于弹性致动器下方的弹片按键，或它们可为通过如US 6,460,781中公开的合适的致动器壁构造形成的致动器的整体部件。
对于致动器中的单稳态元件，典型的力-变形曲线与图26中所示的曲线相似。初始变形需要连续增加的力。如果仅通过使用者的手指将较小的力施加于装配到加注有流体的泵的致动器上，典型地将根本不递送流体，因为所施加的力在流体上未能产生足够的压力来打开泵的出口阀。致动器具有一个阈值点，然而在该点处随着作用力的降低发生元件的进一步变形，这个阈值点应当略微大于产生足够的流体压力来打开出口阀所需的力。其实际效果是使用者手指按压的动量导致变形快速增加，使它在已经通过预定阈值点之后难以防止完全致动。结果是流体的分配量上的变化小得多和在任何相关喷射图案上的控制更好。这种通过阈值点的过程优选地伴有听得见的“滴答声”或触觉反馈以发信号给使用者修正元件的操作。优选地，过了阈值点以后，即使力F(标有牛顿的轴线)降低至少10％，变形D(标有mm的轴线)增加至少50％，更优选地即使力减少至少25％，变形增加至少75％。优选地从原点至第一个阈值点曲线的斜率为至少5Nmm-1，更优选为至少10Nmm-1。
在本发明的一个单独方面，提供了供分配泵使用的致动器，所述致动器包括一个异型的、优选地碟状的平板，所述平板包括一个处于第一平面上的外凸缘和中心的可弹性变形的圆顶，所述圆顶包括一个顶点和至少一个环形槽，因此当将致动器固定在其外凸缘处时，对于垂直于第一平面所施加的力，致动器具有包括其中所述力最初增加用于增加圆顶的变形的起动区和至少一个拐点的力-变形曲线使得圆顶的进一步变形随着作用力的减小而发生。
典型地，在通过致动器的力-变形曲线上的阈值点以后的某些点处，实现进一步变形所需的作用力再次增加，通常因为达到了致动器的某些材料极限。变形的预定终点也可由于致动器邻接某些止动元件而实现，当然在这种情况下，对于轻微的变形或没有进一步变形，作用力将增加很快。变形终点可通过致动器的物理尺寸来确定或可引入更多的止动元件，例如下剂量室壁。
对于弹性致动器，当作用力被去除时，接下来致动器返回到其初始未变形的起始点。停留在永久按下位置的双稳态致动器不是如本文预期的弹性的。尽管这种致动器不适于反复定量给料，如果在一个分配包装中采用几个，则它可具有控制给料方式的优点。在本文本发明的另一方面，提供了包含待分配流体的贮存器，所述贮存器包括边界壁和流体出口，其中贮存器的边界壁包括多个双稳态致动器，使得双稳态致动器的每次压下导致基本同样剂量的流体从流体出口中分配出去。优选的双稳态致动器将把凸面圆顶对着贮存器的外部，并且当压下通过其阈值时，将永久地变形以将凹面浅凹对着贮存器的外部。本发明的这种另一方面的优选实施方案包括具有在贮存器的一个面上以规则阵列排列的多个外形凸面的可变形的双稳态致动器以给予水泡眼包装的外观。
阀和阀排列本文的泵的另一重要特征是入口和出口阀。入口阀与泵流入端口相连，用于控制流体流经入口端，以及出口阀与泵流出端口相连，用于控制流体流经入口端。
“与...相连”是指每个阀位于相应的端口处或在流动通道中直接连接到所述端口上。如果不位于端口处，那么阀可为端口的上游或下游，前提条件是它能够执行其控制流体流经端口的预期功能。高度优选的是入口和出口阀均为止逆型，允许流体沿着导管或流动通道在一个方向上流动，但防止流体在反方向上流动。适用的阀包括瓣阀、鸭嘴阀、球形阀和狭口阀。为易于原位模塑，瓣阀是优选的。在优选的实施方案中，入口和出口阀由弹性体材料制成，弹性体材料具有约5至90，更优选约20至约70的肖氏硬度。适用的弹性体材料包括热塑性弹性体和硅氧烷以及橡胶。瓣阀和狭口阀可为各种形状，例如矩形或三角形或更复杂的形状，如下面更详细所述。阀可为共注射的、超模塑的、作为一个额外的零件插入模塑的或例如通过焊接、过盈配合或按扣配合单独地组装。在一个可供选择的实施方案中，入口和出口阀与或是上阀半块或下阀半块由同一种半刚性热塑性材料整体模塑成它们整体模塑的半泵体。在另一个可供选择的实施方案中，入口和出口阀可被注射模塑成具有连接所述两个阀的材料跨桥的单个工件。这可能够单独加工并易于安装进泵体中并按预定的方向排列。
优选的阀排列包括安装在流动通道里面的弹性体阀，所述阀包括上表面，所述上表面被固定不动地、优选地通过注射模塑固定到流动通道上壁上，所述阀还包括具有下表面的一个阀瓣，下表面在整个阀瓣上不存在流体压力差的情况下抵住流动通道下壁被密封压缩，其中抵住瓣的下表面上的流体压力的增大从流动通道下壁抬起阀瓣并允许流体流经阀。在本文的实施方案中，上下泵半块中的一块包括阀排列的流动通道上壁以及上下泵半块的另一块包括阀瓣的下表面抵住其被密封压缩的流动通道下壁是优选的。阀瓣的下表面通常与下流动通道共面并且阀瓣沿着流动通道被定向在流体流动的方向上。如果流体中的背压将要促使流体在反方向上流动，则流体下压抵住阀瓣上表面，密封地压缩阀瓣抵住流动通道下壁，从而增加流体逆向流动的阻力。通过改变阀瓣的轮廓和/或通过设计上下泵半块，可设定想要的阀致动的阈值压力。仅在整个阀上的压力差超出阈值压力时，阀被打开。正常关闭的阀系统是有益的，因为它确保泵只应被加注一次并且它降低来自外界污染的危险性。优选地，阀的阈值压力要使得出口阀在施加到弹性致动器上的力处于弹性致动器阈值致动力的约70％至约100％，优选地约90％至约100％范围内时打开。
在一个尤其优选的阀排列中，流动通道被限制在其中沿着它流动的流体首先遇到阀的点处，并且阀包括抵住流动通道下壁被永久压缩的根部，使得通过它的唯一流体通道是沿着下流动通道上的凹槽，凹槽被侧壁围住。凹槽被一个升高到侧壁高度的密封脊桥接并且阀瓣横跨密封脊和侧壁安放，防止流体流动，直到流体压力升高到足以抬起阀瓣远离密封脊和相邻的侧壁为止。更具体地讲，优选地采用一前一后两个此类阀排列，其中每个排列中的阀彼此分离以及剂量室被布置在两个阀之间的流体流动通道上，使得阀起到剂量室的入口和出口阀的作用。
没有其弹性致动器的本文的泵可被用作阀模块并用于其自身，因为它可与不同尺寸和形状的致动器结合来提供具有不同特性例如不同剂量体积的泵。当然可设计本文的泵和阀模块以便将阀固定到或是上或是下泵半块上。
喷雾器在本文的某些实施方案中，泵或分配器包括一个与出口流动通道相连的喷雾器以将分配流体打碎成喷雾。出口流动通道可由优选地与上下泵半块整体模塑的上下出口流动通道半块构成。
US 6,059,150图示说明了一种采用一个中空喷嘴适配器用于鼻喷剂应用场合的典型喷雾器，其包括引入了涡流室几何构造的喷雾口。
可供选择地，其中杯形组件(包括喷雾口和涡流室几何构造在内)被分开组装到喷嘴适配器上的喷雾器是已知的，这样一个组件的实施例为公开于US 5,738,282中的喷头帽。
这些种类的喷雾器典型地为与泵分离的单元，并且随后需要组装到泵单元上。这典型地通过机械连接例如摩擦固定和扣合来进行并要求精密的模塑和组装工作来实现流体密封。这必定在递送系统的整体设计上强加某些限制。
对于非常通用的喷雾器设计的解决方法公开于WO 01/89958中，其中用于气溶胶喷雾装置的喷雾器用具有定制几何结构的简单注射模塑组件的两个半块来形成以允许雾化特定流体。通过以合适的方式修整流动通道几何结构，这样一种方法允许给喷雾递送装置更大的设计自由度并为各种各样的产品提供控制喷雾特性的更大部件。
对于不能打碎成小颗粒形成喷雾的高度粘性流体，普通分配孔就足够了。该孔口可整个地在上或下出口流动通道半块的任一块内部成型，或由两个半块上的部分模塑的组合来成型。在要求圆形孔口之处，则这可通过在上或下出口流动通道半块的每一块上模塑一个半圆形通道来进行。由于尺寸和公差小的缘故，它难以使顶半块和底半块的边缘精确地匹配。为了消除了这个特定问题，可将孔口制作成一侧是平直的，因此组装定位上的小变化将无关紧要。该原理图示说明于WO 01/32317中。分配孔口也可整个在上下出口流体通道半块中的任一块内部成型。
分配孔口也可包括一个活动塞在其不使用时密封孔口。这可帮助避免孔口的堵塞并也对残存在分配器中的流体提供更好的保护，防止污染。WO03/078073公开了一种排列，其中当使用者操纵装置而没有其它干预时，堵塞元件在密封和非密封位置之间是活动的。
贮液器泵的用途是能够从流体源或贮存器中分配流体。流体可为与泵的组件相容、泵起来不是太粘的任何流体，包括但不限于诸如芳香剂和洗剂之类的化妆品、药品、兽医产品、液体食品或调味品以及诸如清洗流体之类的家用产品。泵可被永久地或可分离地连接到贮存器上以及任选地喷雾嘴或施用装置上形成一个完整的分配器和/或它可形成包括诸如外壳和手柄之类的其它部件的更复杂产品的一部分。对于某些医药应用场合，例如鼻治疗或咽喉治疗，喷雾嘴是优选的。适于将流体撒布到基质上的施用装置对于其它治疗可为优选的。有用的施用装置包括撒布部件，撒布部件选自刷头、弹性体擦拭刮刀和一次性织物。泵可被直接连接到贮存器上或如果想要泵和贮存器彼此相距较远可例如借助于中间管路进行连接。可采取措施永久连接到贮存器上，例如通过共模塑具有泵流入端口的焊接喷管，以便泵可以不漏流体的方式被密封到柔韧袋上。
本文所提供的泵可以低成本进行加工并且经济地适于其中泵装设有各自的贮存器的应用场合。在这种情况下，贮存器和泵优选地通过热密封、焊接、内模塑或扣合操作永久相连。尽管存在着具体地讲泵与更复杂装置联到一起的应用场合，将贮存器可分离地连接到泵上可为有益的，使得置换贮存器可被装配到同一个泵上。尽管如果贮存器必须被置换可分离连接避免扔掉泵，为了提供可靠的、不漏流体的、可重复使用的连接，它带来了进一步的复杂性。然而，用于这种用途的适用附件已为本领域所知。示例性的附件公开于WO 99/05446、WO 00/66448和WO 03/095322中。
贮存器本身可为半刚性的或柔韧的。如果它是半刚性的，那么它可能必须提供用于给贮存器通气的部件，例如借助于允许空气进入的单向阀，以便避免在贮存器中发展成真空，这会抑制进一步分配或引起通过泵出口阀的回吸，要求泵进行重新加注。通气部件也可包括一个密网过滤器，其防止流体通过它并逸出到外部环境中。例如从吸进空气中过滤出细菌、孢子等的生物过滤器，因此使贮存器中的流体能够无防腐剂。能够保持消毒过滤屏障的生物过滤器可用GORE-TEX_扩展PTFE层压材料制成，所述材料购自美国特拉华州Newark的W.L.Gore & Associates，Inc.。在本文分配器的优选实施方案中，泵与装有流体的呈柔韧袋形式的贮存器相结合，当用泵将流体从其中抽出时，袋子变扁。由柔韧的层压材料制成的贮存器提供改进阻碍性能的有益效果。柔韧的贮存器优选地通过无气填充操作来充满流体，以便充液的贮存器不含空气。
在很多情况下，将泵制造成贮存器的外部附件将又方便又简单。然而，在总的空间存在问题的场合，那么可将贮存器围绕着泵来建造，以便泵在贮存器的内部或包含在贮存器之内，其意味着贮存器的壁基本上封围着泵，即使泵的各零件具体地讲例如它的致动器和与致动器相对的下泵表面可与贮存器的上下外壁相邻。本文优选的实施方案包括包括贮存器的分配器，贮存器具有装在贮存器内部的整体泵。可供选择地，泵可装在柔韧袋内部，以便可通过抵住袋壁处在致动器上面的那部分按压启动泵的致动器，例如如wO 02/16047的装置中所示。优选地，在其中泵装在贮存器内部的实施方案中，泵上下半块与贮存器的上下半块整体模塑。
无论贮存器是半刚性的还是柔韧的，优选的是它包括在贮存器内的浸管以根据使用时分配器的方位帮助移除贮存器中某些方位上的所有流体。浸管通常将在贮存器是半刚性的时候使用并也可用于柔韧袋。由上下模塑半块构造本文的泵、贮存器和分配器的方法也可应用于构造具有浸管的分配器装置和贮存器，即使泵未被装入。因此，在本文的另一个具有创造性的方面，提供了包括上下半块的分配装置，所述上下半块共同形成流体贮存器和在贮存器第一末端的分配出口，其特征在于上下半块每个均包括整体模塑的通道的部分，所述部分共同形成一个浸管或流动通道，其与分配出口流体连通并终止于远离第一末端接近贮存器的第二末端的入口端。优选地浸管从分配出口端至它的入口端的长度为贮存器长度的至少90％，优选地至少95％。在这种分配装置的优选实施方案中，其上下半块中的至少一块包括可弹性变形的区域，使流体能够从贮存器被抽吸过分配出口。这个可弹性变形区域可占包括它的泵半块的外部区域比方说至少30％，更优选地至少50％的基本比例。可供选择地，可变形区域可较小并呈如本文所述的弹性致动器(优选地包括单稳态元件)形式。用于从装置中分配流体的另一种机制包括提供多个双稳态致动器，如上进一步所述，使得每个致动器的压缩递送一个单位剂量的流体。至于本文的其它实施方案，这种分配装置也可包括与分配出口(以及如果需要出口阀和通气阀)流体连通的喷雾嘴。
泵的制造一般而言，本文的泵、分配器、阀、阀模块可用低成本加工模塑技术例如注射模塑、压缩模塑和热成型进行制造。注射模塑是优选的。然而，对于上下阀半块中的至少一个进行压缩模塑或热成型也是可能的，并且本发明包括具有压缩模塑的或热成型的包括如本文所述的阀的上和/或下泵半块的泵。组件的组装可通过扣合或摩擦固定或通过焊接来进行。此外，在需要的场合，可通过额外的注射模塑密封或通过本领域已知的其它技术例如超声密封、激光焊接或热密封进行密封。
在一个实施方案中，每个上下泵或分配器半块在一个单次注射模塑操作中由适用的半刚性热塑性树脂材料成型。可供选择地，上下泵或分配器半块可在模塑后进行组装。适用的树脂包括采用ASTM D790测得的具有至少300，优选地至少500MPa，优选地至少1000MPa抗弯模量的热塑性塑料，并包括聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯以及它们的混合物。优选的材料包括聚丙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯，最优选的是聚丙烯。通过仔细选择尺寸，可将瓣阀可与上或下泵半块在单次注射模塑过程中整体地模塑在一起。可供选择地，阀可用更软的材料用双色注射模塑共模塑出来。
在某些实施方案中，上下泵半块中的任一块的全部或部分适合于由更柔韧的材料例如热塑性弹性体制成。例如，上泵半块可基本上由半刚性材料构成，其中它的弹性致动器由热塑性弹性体在双色注射模塑操作中构成。具体地讲，入口和出口阀可由和优选地由在双色注射模塑操作中与上下泵半块共模塑的第二树脂材料构成。这可方便地在同一副模具或工具内进行，如第一步骤所采用的那样。第二树脂材料优选为弹性体材料，其具有采用ASTM D2240测得的5至90，优选为20至70的肖氏硬度A。
上泵半块和下泵半块然后彼此组装在一起。在使用瓣阀的地方，它们的压缩在这个阶段发生。在将两个泵半块组装好之后，可通过注射附加的树脂、将密封元件粘合到上下半块上、因此将它们保持在一起并产生不漏流体的密封而形成密封元件。用于将上下半块密封在一起的可供选择的选项是采用焊接操作，例如通过高频密封。组装上下半块的第三选项是将扣合部件集成到一个或两个半块上，其使上下半块能够在装配在一起之后保持组装好的位置。在这种情况下，它可能必须使用O形环或衬垫来提供足够的密封。在一个可供选择的实施方案中，可使用共模塑的TPE密封。
尽管在优选的实施方案中，前述步骤全部采用一副注射模塑工具集成到单次注射模塑过程中，应当理解，每一步骤均可在单独的、专用的注射模塑工具上进行。
如果弹性致动器未与泵上半块整体模塑，那么它可在单独的操作中进行制造并通过例如内模塑密封操作组装以形成完整的泵。
现在将参照优选的具体实施方案更详细地描述本发明。
附图概述
图1是依照本发明的泵的透视图，显示具有相连的喷嘴和连接器。
图2是图1泵的下半块的透视图。
图3是图1泵的上半块的透视图。
图4是图1泵的纵向局部横截面图，显示阀与剂量室的关系。
图5是图1泵的横截面图。
图6a以透视图显示用于图1泵的瓣阀。
图6b是可供选择的瓣阀形状的透视图。
图7是图1泵的下半块的透视图，显示排出口。
图8是图1泵的喷嘴的局部端视图，显示在上下泵半块的部分接线处形成出口。
图9是图1泵的纵向局部横截面图，显示被施加到弹性致动器上的初始力。
图10是图1泵的另一个横截面视图，显示当流体进行分配时弹性致动器的变形和出口阀的运行。
图11是图1泵的又一个横截面视图，显示弹性致动器返回到其开始位置和从贮存器中将泵重新加注流体(未示出)。
图12是供依照本发明的分配器使用的喷雾口的透视图。
图13是图1 2中所示的喷雾口一半的透视图。
图14是依照本发明的泵与贮存器结合成一体形成分配器的第二实施方案的透视图。
图15是图14的分配器的透视图，显示没有保护套管。
图16是具有合适的保护帽的图14的分配器的透视图。
图17是依照本发明的分配器的第三实施方案的透视图。
图18是穿过它的泵的图17分配器的横截面图。
图19是图17的分配器的下半块的透视图。
图20是图17的分配器的上半块的透视图。
图21显示用于图17的分配器的弹性致动器。
图22是装入图21致动器中的单稳态元件的平面图。
图23是图17的泵的另一个截面图，更清楚地显示图21的具有结合的单稳态元件的致动器的结构和用途。
图24是依照本发明的分配器的第四实施方案的截面图。
图25是穿过图24的分配器的单稳态弹性致动器的截面。
图26是显示单稳态元件特性的力(F)对变形(D)曲线。
图27是依照本发明的分配器的第五实施方案的截面图。
图28是从图27的分配器的上半块上面观察的透视图。
图29是从图27的分配器的上半块下面观察的透视图。
图30是从图27的分配器的下半块上面观察的透视图。
图31是图27的分配器的致动器带的透视图。
图32是用于泵的阀模块的透视图。
图33是穿过图31的阀模块的截面。
图34是显示被组装成到上泵半块中的图31的阀模块的截面图。
图35是包括图31的阀模块的组装好的泵的截面图。
优选实施方案详述图1至11显示依照本发明的泵的第一实施方案和它的运行模式。图1在透视图中显示组装好的泵101。泵1包括一个伸出的喷嘴和一个呈焊接喷管形式的连接器125，其中泵可通过其被连接到流体贮存器上(未示出)。所述泵包括通过连接元件104密封到一起的上泵半块102和下泵半块103。图2和3分别更详细地显示下和上泵半块。连接器125在这些附图中未示出。上下泵半块共同形成剂量室114、入口流动通道116和出口流动通道117，剂量室和流动通道相互流体连通以及与贮存器流体连通。连接元件104通过模塑注射来添加并将泵的上半块和下半块密封在一起。在可供选择的实施方案中，上下泵半块可通过扣合、焊接或胶结接操作直接装配到一起，消除对密封元件104的需要。
详见图2和3，下泵半块103具有与上泵半块102的几何结构对应的几何结构，上泵半块102包括用于安放下泵半块103的相对的密封脊129。密封脊129包括上流入端口壁115a、下剂量室壁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之内以限定入口流动通道116和泵流入端口112。入口密封脊108桥接下流入端口壁。下剂量室壁122被安放在剂量室上壁130之内以约束被弹性致动器105所包围的剂量室114。在该实施方案中，下剂量室壁基本上是被横贯剂量室的整个宽度延伸的流动通道分开的实心块。这使它能够限制弹性致动器105的行进并从而帮助限定剂量体积。它也具有减少泵容积以便需要更少的加注次数的作用。在下泵半块上的下流出端口壁110b被安放在上泵半块上的上流出端口壁115b之内以限定泵流出端口113。出口密封脊109桥接下流出端口壁。在下泵半块103上的出口流动通道壁111被安放在上泵半块密封脊129之内以形成从泵流出端口113通向排出口118的出口流动通道117。出口流动通道117受到上泵半块102上的出口流动通道上壁121的进一步约束。出口流动通道壁111在流动通道117的一个末端处相交形成与出口流动通道上壁121结合的排出口118，如图7和8中更清楚地所示。入口和出口定位突缘123和124在上泵半块102上提供并被安放在剂量室壁122的外缘上对应的凹槽中以帮助在泵组装期间定位和密封。
上泵半块102被显示安装有入口和出口瓣阀106和107，其在图6中单独地显示。在一个优选的实施方案中，阀或是在同一次模塑操作中或是在单独的模塑操作中被共模塑到上泵半块102上(“超模塑”)。可供选择地，阀可被独立地模塑并通过例如摩擦固定和/或通过上下泵半块之间热密封或胶接或压缩组装到上泵半块上。入口阀防止流体从剂量室114回流进贮存器中。当上下泵半块进行组装时，入口阀106的阀瓣被压缩抵住入口密封脊108和下流入端口壁110a。类似地，出口阀107的阀瓣与出口密封脊109和下流出端口壁110b共同在泵流出端口113处形成止回出口阀。出口阀防止流体从出口流动通道117回流进剂量室中。出口阀也可防止剂量室中的流体被空气或其它潜在的外部污染源污染。移动出口阀107和相应的出口密封脊109接近于泵的排出口118可帮助防止出口流动通道中的流体变干并避免某些产品的可能堵塞，以及帮助避免污染。然而，这将具有增大泵容积的后果。
上泵半块包括弹性致动器105，其是上泵半块的薄壁部分，其中它约束剂量室114。图5通过横截面显示得更清楚，在弹性致动器105和下剂量室壁122之间形成剂量室114。连接元件104帮助将上下泵半块密封在一起。使用者手指在致动器105上的压力减少剂量室114的容积，迫使流体通过泵流出端口113排出剂量室并沿着出口流动通道117朝向排出口118流出。在依照本发明的其它实施方案中，致动器可由与上泵半块材料不同的材料制成，其可在成型阀之时在同一工序中共注塑出来。应当理解，当有利于具体应用时，致动器也可通过材料的组合成型。
现在将参见图9至11以更清楚地显示泵101的运行模式。图9显示使用者最初给弹性致动器105施加力F1时的情形。泵被加注以及剂量室114包含一剂量待分配的流体。在该阶段，致动器没有一点变形并且入口和出口阀106和107仍处在被压缩抵住入口和出口密封脊108和109的其正常模式，这样泵入口和出口端112和113是关闭的。
如图10所示，当将作用力增大到致动器的阈值力F2时，致动器迅速变形，明显地减少剂量室114里面的容积和增大其容纳的流体的压力。压力上的增大具有将更大的压力施加到入口阀106的上表面上从而使入口端112保持关闭的效果。可是与此同时，出口阀107的阀瓣下侧上的压力被增加，使它抬起打开泵流出端口113，从而使流体能够流出剂量室，沿着出口流动通道117并最终通过排出口118分配出去，如箭头所示。
图11显示在所述剂量的流体已经被分配出去以及使用者除去施加到致动器上的力之后的情形。致动器的弹性马上带有力使它返回到其初始位置。其结果是增大了剂量室114里面的容积，降低了其内部压力。压力的降低导致出口阀107通过它的自然弹力与其阀瓣上表面上的气压结合再次关闭。与此同时，入口阀106阀瓣上的压力被降低，这样来自贮存器的流体压力将其抬起远离密封脊108，从而打开泵流入端口112并允许剂量室从贮存器中进行再次填充。应当理解，为使该过程有效运行，优选地贮存器需要是可收缩的或者它需要进行通气。
图12和13显示喷雾口119的横截面视图，其可被模塑在两个半块上和整体模塑成依照本发明第一实施方案的喷嘴样式。涡流室几何构造已经被集成到上下半块中围绕着排出口118，不需要在模塑工具上侧抽芯。这种几何结构将被连接到也模塑到喷嘴的每个上下半块中的导流板(未示出)上来迫使流体排出涡流室。
图14至16显示依照本发明的第二实施方案，其为一个分配器250，包括具有与图1的泵基本相同构造的泵，但对喷嘴进行了修改。柔韧的层压材料贮存器220被粘合到焊接喷管连接器225上。为给贮存器提供某些保护并提供更美观动人的包装，将贮存器装入套管260(其可由比方说折叠硬纸板或塑料制成)。套管上的一个孔提供接近弹性致动器205的通道。如果套管是柔韧的，那么它当然可不开设孔并可透过套管按压致动器。在这种情况下，在套管上可提供标记来指示使用者需要按压何处。对喷嘴266的修改包括提供一个凸肩265和帽255，凸肩提供对于套管260的支撑，帽255用来覆盖喷嘴并保持其清洁。凸肩265可与泵和喷嘴整体模塑在两个半块上，或可供选择地，如此时这样，它可为通过夹/扣或摩擦固定组装的单独零件。
图17和20显示了对于依照本发明的分配器的一个非常不同的解决方案，其代表本发明的第三实施方案。在该实施方案中，整个分配器350，包括贮存器320在内，与泵301整体模塑在两个半块上。遵循这种方法的优点是，用最少的零件和模塑/组装操作可获得完整的多重控制剂量的分配器。与图14至16所示的分配器250相比，这种解决方案对于相同量的容纳流体提供了更紧凑的分配器，因为通过围绕泵构造贮存器它利用了其它方法未使用的空间，这样泵在贮存器的内部。对被模塑的贮存器的要求对可用于贮存器的材料强加了某些限制，例如，层压材料一般将不适合，然而对于某些应用场合，这并不关键。这种设计也要求用于密封两个区域的方法第一内密封和在外周边处的第二外密封，第一内密封将包括出口流动通道317在内的泵组件与贮存器320隔离，第二外密封使贮存器320与外界空气隔绝。对于这种设计，内密封可不再如图1的泵中一样通过注射模塑的连接元件所产生。取而代之，当上泵/分配器半块302被组装到下半块303上时密封通过扣合、焊接或胶接方法来产生。外密封可采用其它方法例如前述的连接元件或通过采用内模塑密封来形成。分配器还包括一个喷雾器319以在流体排出出口流动通道317时产生源自分配流体的喷雾。入口流动通道316在接近于设置在喷雾器319对面的分配器末端的点处对贮存器320打开，提供流体可由此从贮存器中被抽取进流动通道中的入口点。让入口点接近于分配器的末端确保在正常使用时大部分流体可从贮存器中被分配出去。总之，入口和出口流动通道和泵301形成一个连续的贮存器流动路径，作用象一个浸管，具有一个流体通过其从分配器进行分配的出口端和一个流体通过其从贮存器中进行抽取的入口端，除了在其入口端之外，流动路径沿着其长度与贮存器隔离。为了优化从贮存器中抽取流体，贮存器流动路径具有的从其出口端至其入口端的长度优选为分配器长度的至少90％，优选地至少95％。
贮存器320是呈关于泵301以及入口和出口流动通道316和317对称设置的隔室形式。在附图中未示出入口和出口阀，但它们如已经相对于图9至11所述的那样按同一方式运行，使得在一剂量流体已经从剂量室314中分配出去之后，流体通过入口流动通道316从贮存器中被抽取进来重新填充剂量室。尽管在附图中未示出，贮存器也装设通风膜过滤器以将贮存器保持在大气压力下是高度优选的。在开始制造期间，贮存器在上下半块302和303组装之后通过充液口381填充流体，充液口然后用充液口塞380密封，充液口塞可被整体模塑到或是上半块或是下半块302和303上。应当理解，分配器350可为各种形状和厚度，并具有适合特定应用场合的尺寸。它也可与用于安放保护帽的凸肩进行模塑。在药物分配器的优选实施方案中，所述分配器具有约20至约100mm，更优选为约40至约70mm的长度，约15至约80mm，更优选为约20至约55mm的宽度和约5至约10mm的深度。贮存器优选地具有约0.5至约40mL的容积。当然对于其它应用场合，大得多的贮存器可能更合适。
尽管分配器350可并入一个整体模塑的致动器作为上半块302的一部分，如第一实施方案中所述，图21至23更详细地显示了一个用于第三实施方案的复合弹性致动器305。致动器包括用柔软的弹性体材料覆盖在顶表面和底表面上的单独的单稳态按钮340以形成弹性致动器。单独的单稳态元件可由各种材料制成，在该实施方案中，它是可商购自Snaptron Inc.的金属弹片按键。致动器借助于定位突缘341被插入模塑进其就位和固定的上泵半块302中。
图24显示本发明的第四实施方案，其包括结构与图17至20所示的分配器结构类似的分配器450，包括围绕着整体泵模塑的贮存器420在内，全部是在两个半块中。贮存器420包括密封贮存器可在制造期间通过其填充流体的充液口的充液口塞480。在该实施方案中，与剂量室414流体连通的出口流动通道417延伸象上半块402上的圆柱体突出一样远，所述突出与下半块403中凸台上形成的对应凹槽相配合，凹槽通过排出口418向外侧敞开。尽管圆柱体突出和排出口418被显示垂直地经过下半决403，它们当然可按与其倾斜的角度成型，以便例如分配的流体与贮存器平面成一个角度涌出。
该实施方案的弹性致动器405是热成型的聚丙烯圆盘，其插入模塑到上半块402上对应的凹槽上。在图25中的截面中显示的致动器给予了其形状的更好理解。它包括一个中心圆顶487、一个用于将致动器固定到泵上的凸缘486和一个环形槽485。环形槽的功能是使中心圆顶能够扭转到足以颠倒，其扭转不会被保持固定的凸缘所抑制。如在第一实施方案中，也可将致动器提供成上半块402的整体模塑的薄壁部分。
图27显示依照本发明的第五实施方案的分配器550的截面图。分配器的这种构造给予了在附加零件费用上构造和组装上的一些优点，因为分配器现在需要最少三个零件。在该分配器中，在图28和29中从上面和下面单独显示的是上泵半块502，其包括下剂量室壁522。在下剂量室壁的中心是泵流入端口512，提供剂量室和入口流体通道之间的流体连通。在该实施方案中，弹性致动器505与从其延伸出来的两个整体成型的带成型为单独注射模塑的工件，如图31所示。上泵半块502还包括在致动器和带模塑的轮廓形状上对应的凹陷部分。该凹陷部分包括入口流动通道516和出口流动通道517的下面部分的基本部分因为凹槽沿着凹陷部分的中心纵向延伸。对于这些流动通道部分，出口流动通道上壁521和入口流动通道516的上部由致动器和带模塑来提供。在入口流动通道516的一个末端处的贮存器端口526提供入口流动通道516和贮存器520之间的流体连通。
再次参见图27，入口阀506和出口阀507为预成型的鸭嘴阀，位于上泵半块502的凹槽中，凹槽具有在底部的孔用于与下泵半块503流体连通。这些孔中的一个起到泵流出端口513的作用。适用的鸭嘴阀包括购自荷兰7575 BP Oldenzaal的Minivalve International ofJaartsveldstraat 5a的DU 027.001 SD阀。可供选择的阀例如狭口阀可与上半块502、下半块503或者甚至与致动器整体成型的带共模塑。
现在参见图30，下泵和分配器半块503进行简单模塑，其包括在哑铃型的壁的一个末端处限定入口流动通道516一部分的下流入端口壁510a。另一个哑铃型的壁提供下流出端口壁510b，其与出口流动通道侧壁511连续，后者限定出口流动通道517的短部分。绕着下泵和分配器半块的周边延伸的凸起唇缘适合地扣合在上泵和分配器半块502的外侧壁里面。两个哑铃型的壁在它们的内部空间中安放图29中所示的在上泵和分配器半块502上的相应形状的突出。突出包括上流入端口壁515a和上流出端口壁515b。
如图31中最清楚地可见，结合了致动器的带具有在其下侧上的两个C型突出，其定位于上泵半块502的凹槽内，将鸭嘴阀固定在适当位置。带的一部分包括出口流动通道上壁521，其覆盖在它的上侧上的出口流动通道517。同样，在致动器的相对侧的带的一部分覆盖在它的上侧上的入口流动通道516。
当用足够的力按压致动器505时，位于下剂量室壁522和致动器505之间的剂量室中的流体通过位于出口端513中的出口阀507并沿着上下半块502和503之间形成的出口流动通道517部分进行分配。流体然后在通过排出口进行分配之前经过在上半块中形成的连接通道并沿着出口流动通道517处在出口流动通道上壁521和上泵和分配器半块之间的剩余部分流动。
当释放致动器时，来自贮存器520的流体沿着入口流动通道516处于上泵和分配器半块502和致动器的一个带伸出部之间的部分被抽取。流体然后流经入口阀506并沿着入口流动通道516在上下半块502和503之间形成的部分流动，从此处流体流经泵流入端口512进入剂量室中。尽管在附图中未示出，该实施方案的贮存器，象第四实施方案分配器的一样，还可包括一个通气阀，使得贮存器内的压力被保持在大气压力。通气阀上的微过滤器可基本上防止外界污染贮存器中的流体。
最后，本发明的第六实施方案是一个如图32至35所示的阀模块。所述阀模块可被制造成单独的制品，用于组装到各种形状的泵或分配器构造上，因此提供更大的生产灵活性。阀模块包括上下半块602和603。下半块603包括一个注射模塑的平直带，其具有中心凹槽，形成入口和出口端612和613的基础。凹槽被入口和出口密封脊608和609中断，入口和出口阀606和607的阀瓣被压缩抵住入口和出口密封脊，防止流体沿着凹槽流动直到由流体施加足够的压力抬起阀瓣为止(在分配期间就出口阀607而论或在剂量室重新填充期间就入口阀606而论)。上半块602的上表面提供下剂量室壁622。通道经过上表面的中心以提供剂量室和入口以及出口端之间的流体连通。下剂量室壁被凸起的环形边界壁631约束，如图示说明阀模块组装成分配器部分的图34和35所示(仅显示了局部)，其用于安放致动器或与分配器相互作用，包含弹性致动器605来提供完整的泵601。阀模块的下半块603被成型具有一个大致矩形的外壁部分，提供用于确保阀模块与分配器的它要与之配合的其它零件正确对齐的部件。可使用的可供选择的对齐部件包括定位突缘和凹痕。当然可使用一种以上的对齐部件。该实施方案的重要特征是，阀被夹在上下半块602和603之间，因此能够提供紧凑的阀模块并提供显著的设计灵活性。
附图中所示零件的对照索引下面的列表提供附图和它们的前述说明中所用的零件号码的索引。同一零件号码可在本发明的不同实施方案中被涉及到并将用指示实施方案号码的数字作为开始数字。因此，当看作第一实施方案的一部分时，下文中为“12”的“泵流入端口”将表示成“112”，但在看作第六实施方案的一部分时表示成“612”。为使编号方式一致，在添加实施方案号码之前，下文中单个数字号码将在前面填补0到两个数字。因此，“弹性致动器”(下文中号码5)当描述成第四实施方案的一部分时将在说明书中表示成405。在每个实施方案中并不是所有的零件均被描述或必须使用。
1泵2上泵(以及任选地，分配器)半块3下泵(以及任选地，分配器)半块4连接元件
5弹性致动器6入口阀7出口阀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出口流动通道侧壁12泵流入端口13泵流出端口14剂量室15a上流入端口壁15b上流出端口壁16入口流动通道17出口流动通道18排出口19喷雾器20贮存器21出口流动通道上壁22下剂量室壁23入口定位突缘24出口定位突缘25连接器26贮存器端口29上泵半块密封脊30剂量室上壁31边界壁40用于弹性致动器的单稳态按钮41单稳态按钮定位突缘50分配器
55帽60套管65凸肩66喷嘴80充液口塞81充液口85致动器环形槽86致动器凸缘87致动器圆顶
权利要求
1.一种用于流体分配器的泵(101，201，301)，所述泵包括a)上泵半块(102，302)，所述上泵半块包括上流入端口壁(115a，515a)和上流出端口壁(115b，515b)；b)下泵半块(103)，所述下泵半块与所述上泵半块(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)与下流入端口壁(110a，510a)接合以限定允许流体从流体源流进所述泵中的泵流入端口(112，512)，并且所述上流出端口壁(115b，515b)与所述下流出端口壁(110b，510b)接合以限定允许流体流出所述泵的泵流出端口(113，513)；c)弹性致动器(105，205，305，405，505)，所述弹性致动器连接到所述上泵半块上；d)入口阀(106，506)，所述入口阀与所述泵流入端口(112，512)相连，以用于控制流体流经所述泵流入端口；和e)出口阀(107，507)，所述出口阀与所述泵流出端口(113，513)相连，以用于控制流体流经所述泵流出端口；f)剂量室(114，314，414)，所述剂量室至少部分地被所述弹性致动器约束，以用于在从所述分配器递送之前容纳单次剂量；从而按压所述弹性致动器可有效地通过所述泵流出端口分配所述剂量的流体，并且其中所述上下泵半块由单次模塑构成并且至少所述上泵半块包括半刚性的热塑性材料。
2.如权利要求1所述的泵，其中所述剂量室(114，414)被下剂量室壁(122，522)约束，如此布置使得它限制了所述弹性致动器的运动，从而至少部分地限定了规定剂量。
3.如前述任一项权利要求所述的泵，其中所述下泵半块(103)由单次模塑构成，所述下泵半块包括半刚性热塑性材料。
4.如前述任一项权利要求所述的泵，其中所述入口和出口阀中的一个或多个由具有5至90肖氏硬度A的弹性体材料制成。
5.如权利要求4所述的泵，其中所述入口和出口阀中的一个或多个与所述上泵半块或所述下泵半块整体模塑。
6.如权利要求1至3中任一项所述的泵，其中所述入口和出口阀中的一个或多个由所述半刚性的热塑性材料与上泵半块或下泵半块整体模塑。
7.如权利要求1所述的泵，其中所述上下泵半块中的至少一个是热成型的。
8.如权利要求1所述的泵，其中所述上下泵半块中的至少一个是压缩模塑的。
9.如前述任一项权利要求所述的泵，其中所述弹性致动器与所述上泵半块整体模塑。
10.如前述任一项权利要求所述的泵，其中所述弹性致动器(305)包括单稳态元件(340)。
11.如前述任一项权利要求所述的泵，其中所述泵与焊接喷管(125)共模塑用于连接到柔韧袋上。
12.如前述任一项权利要求所述的泵，其中所述半刚性的热塑性材料选自由下列组成的组聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯以及它们的混合物，优选选自聚丙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
13.一种制造用于流体分配器的泵(101)的方法，所述泵包括包含半刚性热塑性材料的上泵半块(102)、下泵半块(103)、剂量室(114)、弹性致动器(105)、泵流入端口(112)、泵流出端口(113)、入口阀(106)和出口阀(107)，所述方法包括以下步骤a)在单次模塑中成型包括所述弹性致动器(105)、上流入端口壁(115a)和上流出端口壁(115b)的上泵半块(102)；b)在单次模塑中成型包括下流入端口壁(110a)和下流出端口壁(110b)和下剂量室壁(122)的下泵半块(103)；和c)将所述上泵半块(102)固定在所述下泵半块(103)上以便所述弹性致动器(105)和所述下剂量室壁(122)约束所述剂量室(114)，所述上流入端口壁(115a)与所述下流入端口壁(110a)接合以限定允许流体从流体源流入所述泵的泵流入端口(112)，并且所述上流出端口壁(115b)与所述下流出端口壁(110b)接合以限定允许流体流出所述泵的泵流出端口(113)。
14.一种制造用于流体分配器的泵(101)的方法，所述泵包括包含半刚性热塑性材料的上泵半块(102)、下泵半块(103)、剂量室(114)、弹性致动器(105)、泵流入端口(112)、泵流出端口(113)、入口阀(106)和出口阀(107)，所述方法包括以下步骤a)在单次模塑中成型包括上流入端口壁(115a)和上流出端口壁(115b)的上泵半块(102)；b)在单次模塑中成型包括下流入端口壁(110a)和下流出端口壁(110b)的下泵半块(103)；c)将所述上泵半块(102)固定在所述下泵半块(103)上以便所述上流入端口壁(115a)与所述下流入端口壁(110a)接合以限定允许流体从流体源流入所述泵的泵流入端口(112)，并且所述上流出端口壁(115b)与所述下流出端口壁(110b)接合以限定允许流体流出所述泵的泵流出端口(113)；和d)将弹性致动器(105)连接到所述上泵半块(102)上以便所述弹性致动器(105)约束所述剂量室(114)。
15.如权利要求13或权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤在所述上泵半块(102)被固定到所述下泵半块(103)上之前，将所述入口阀(106)和所述出口阀(107)连接到所述上泵半块(2)或下泵半块(103)上，所述入口和出口阀由弹性体材料制成。
16.如权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述入口阀(106)和所述出口阀(107)与所述上泵半块(2)或所述下泵半块(103)在单次模塑中成型。
17.如权利要求13至16中任一项所述的方法，其中所述上下泵半块通过注射模塑成型。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述入口和出口阀通过注射模塑成型。
19.一种分配器，所述分配器包括如权利要求1至12中任一项所述的泵和与所述泵流入端口(112)流体连通的流体贮存器(120)，从而使所述流体贮存器起到所述流体源的作用。
20.如权利要求19所述的分配器，其中所述流体贮存器包括分别与所述上下泵半块整体模塑的上下半块。
21.如权利要求19或权利要求20所述的分配器，其中所述泵位于所述流体贮存器的内部。
22.如权利要求19所述的分配器，所述分配器还包括与所述泵流出端口(113)流体连通的喷雾器(119)。
23.如权利要求22所述的分配器，其中所述喷雾嘴由分别与所述泵的上下半块整体模塑的上下半块形成。
24.如权利要求19所述的分配器，所述分配器还包括适于将所述流体撒布到底物上的施用装置。
25.如权利要求24所述的分配器，其中所述施用装置包括撒布部件，所述撒布部件选自刷头、弹性体擦拭刮刀和一次性擦布。
26.如权利要求21所述的分配器，其中包括具有流体通过其从所述分配器中分配出去的出口端和流体通过其从所述贮存器中抽取进来的入口端的贮存器流动路径，所述流动路径除了在其入口端之外沿着其长度与所述贮存器隔离并且从它的出口端至它的入口端的长度为所述分配器长度的至少90％，优选为至少95％。
27.一种用于流体分配器的泵的阀模块，所述阀模块包括a)上泵半块(602)，所述上泵半块包括上流入端口壁、上流出端口壁和在所述上泵半块的上下表面之间提供流体连通的流动通道；b)下泵半块(603)，所述下泵半块与所述上泵半块(602)接合并包括下流入端口壁、下流出端口壁和下剂量室壁(622)，其中所述上流入端口壁与所述下流入端口壁接合以限定允许流体从流体源流进所述泵中的泵流入端口(612)，并且所述上流出端口壁与所述下流出端口壁接合以限定允许流体流出所述泵的泵流出端口(613)；和c)入口阀(606)和出口阀(607)，所述入口阀和出口阀用于分别控制流体流经所述泵的入口和出口端口；其中所述阀模块包括对齐部件以使所述阀模块能够以固定方位被安放在分配器中，所述对齐部件选自定位突缘、凹痕、非圆形外壁部分以及它们的组合。
28.如权利要求27所述的阀模块，其中所述下剂量室壁(622)由所述上泵半块的上表面来提供。
29.如权利要求28所述的阀模块，其中所述下剂量室壁由凸起的边界壁(631)约束，以用于安放致动器或与分配器相互作用。
30.如权利要求27至29中任一项所述的阀模块，其中所述入口和出口阀被连接到所述上泵半块的下表面上。
31.如权利要求27至30中任一项所述的阀模块，其中所述入口和出口阀分别位于提供所述上泵半块的上下表面之间流体连通的所述流动通道的上游和下游。
32.一种阀排列，所述阀排列适用于泵分配器，所述阀排列包括具有半刚性上下壁、流体通过其从流体源进入所述排列的流体入口和流体通过其排出所述阀排列的流体出口的流动通道，所述流动通道还包括安装在所述流动通道里面的入口和出口弹性体瓣阀，每个阀具有固定不动地固定到所述流动通道上壁上的表面和密封地抵住所述流动通道下壁压缩的阀瓣，从而每个阀防止流体沿着所述流动通道流动直到所述阀的阀瓣的上游侧上的正向流体压力差使所述阀瓣抬起，从而使流体能够流出所述阀，所述阀允许流体沿着所述流体通道在同一方向流动，从而在所述两个阀之间的一部分流体通道上的流体压力的增大使所述出口阀打开并使所述入口阀保持关闭，并且在所述两个阀之间的一部分流体通道上的流体压力的降低使所述入口阀打开并使所述出口阀保持关闭。
33.如权利要求32所述的阀排列，其中所述流动通道包括至少一个密封脊(108，109)，所述密封脊在所述流动通道下壁上形成，所述阀之一的阀瓣抵住其被压缩。
全文摘要
本文的本发明涉及用于流体分配器的泵和阀排列。本文的泵包括剂量室、弹性致动器、用于控制流体流入和流出剂量室的阀和每个均由单次模塑构成的上下泵半块，至少所述上泵半块包括半刚性热塑性材料。通过注射模塑可容易地由很多小零件制成泵。泵与流体贮存器的组合提供了一种流体分配器，所述分配器还可包括一个用于在流体从分配器出口喷射出去时形成喷雾的喷雾器。本发明也提供了制造泵和阀排列的方法。
文档编号B05B11/00GK1953819SQ200580015789
公开日2007年4月25日 申请日期2005年5月23日 优先权日2004年5月21日
发明者R·斯塔克, M·A·贾维斯, W·J·康塔利, A·B·科尔曼 申请人:宝洁公司