专利名称：计量泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对液体进行计量分配的计量装置的计量泵，所述计量泵能够连接至贮存容器，并且所述计量泵包括圆柱形泵体和致动体。
背景技术：
能够连接至贮存容器且用于液体的计量分配的计量泵在本领域现有技术下是已知的。在专利文献EP O 473 892 A2和EP I 466 668 Al中披露了这样的计量泵:所述计量泵包括圆柱形泵体、致动体和闭合盖。根据上述欧洲专利申请的计量泵的必要元件是泵体(该泵体为空心圆筒形式)形式的结构体，所述泵体包括两个部分，即在空心圆柱形泵体部的内部安装有内空心缸筒，且在所述内空心缸筒中对活塞进行引导。通过布置于内侧的垫圈来实现对贮存容器的密封。专利文献W097/18902中披露了类似的技术方案，其中，为了实现贮存容器与空心圆筒形式的泵体之间的密封，同样设置有密封环。
发明内容
然而，已经呈现出来的是，上述这样的配置在防止计量过程期间内有空气渗透的抗渗性(impermeability)方面的可靠性仍然不足。此外，如果使用的是具有高的临时反压力(temporary counter-pressure)的忙存容器，那么计量期间内也会存在问题。因此，本发明的目的是提供一种用于医疗、制药、化妆液和凝胶制备领域且还用于食品领域(例如，用于食品添加剂、香草/香料等)的计量泵，所述计量泵能够与贮存容器连接，并且在此情况下，即使在不利的环境下仍能够实现防止计量过程期间内有空气渗透的抗渗性的可靠性的改善。本发明的目的是通过本专利的权利要求1的特征部分来实现的。从属权利要求披露了优选的改进实例。根据本发明，如本专利的权利要求1那样提出了一种计量泵，所述计量泵能够如同本领域现有技术下已经公知的那样(例如，参见专利文献EP O 473 892 A2、EP I 466668 Al或W097/18902)与贮存容器连接，所述计量泵被改进为使得:在泵体上在该泵体的内部，在活塞的外侧与该泵体的内侧之间设置有用于密封的密封环。此外，根据本发明的计量泵的区别技术特征还在于设置于所述贮存容器方向上的开口端处的阀部，在所述阀部中，根据本发明，进给阀(inlet valve)与布置在阀座(valve seat)中的阀球(ball)协同作业。通过上述这些措施的组合能够实现:在计量过程期间内即使在不利的条件下，即在高的温度和反压力下，仍实现了极高的抗渗性。此外，本发明还呈现出:通过本发明的结构能够显著地简化计量泵的致动，从而使得不需要像本领域现有技术中常见的那样在装填过程中实施很多次的泵浦处理，而是即使在较少次数的泵浦处理之后(通常在三次或四次之后)就能够实现可靠的准确的计量。所述计量泵的特别有益的实施例在于:在所述阀部内从所述阀部的内侧起布置有在纵长方向上延伸的支撑元件，所述支撑元件用于在所述计量泵的致动期间内界定所述阀球的顶部运动范围。这样，在由阀座和支撑元件跨过的空间中对阀球进行极其可靠的引导就变为可能。特别地，此手段显然可以导致如下事实:如上所述，通过本发明的计量泵能够实现非常可靠的操作。对于本实施例而言，已经表明了特别期望的是:设置有至少一个支撑元件，优选地设置有两个支撑元件，特别优选地设置有三个支撑元件。这些支撑元件优选地被构造为使得它们作为一体(整体地)连接至限定了所述阀部的所述内空心缸筒的内侧。优选地，采用注射成型工艺，将这些支撑元件与所述阀座及所述内空心缸筒(至少所述阀部)一起制造成一体。该区域中的薄壁构造的优点是使所述阀部具有更高的柔韧性。该提高的柔韧性使得能够对抗在泵的致动之后由内袋(其布置于所述贮存容器中)产生的“吸力/回复力”(内袋从保持折叠的形式返回松弛形式的趋势)。这意味着阀壁与阀球的接触区域因提高的柔韧性甚至密封得更加紧密，并且防止了瓶子方向上的空气进入。在更厚的壁的情况下，其结果可能是在阀球与阀的接触区域之间的区域内产生间隙，从而使得空气能够进入。在所述阀球不是理想球形或者所述阀球涂敷不均匀的情况下尤其会导致上述结果。所述支撑元件包括了本领域现有技术中已知的所有能够导致所述阀球稳定的可能方案。优选的支撑元件是被构造为楔形的支撑元件。更重要的是，已采用将至少所述阀部构造为使得所述阀部的壁的厚度在0.2mm 1.0mm的范围内，优选地在0.3mm 0.5mm的范围内。此时，能使加工更为容易的注射成型工艺是有优势的。由此，提高了支撑元件的形状的可再现性，并因此允许阀球的精确作用和移动。因此，在上述范围内的薄壁形式的构造是本实施例的重要基础。如果超过了 1.0_的上限，已表明其可能会导致在后续的使用中的密封不良。另外，该刚度过高以致于壁的柔韧性降低了太大程度而无法可靠地密封所述阀球。此外，利用小于0.2_的厚度，无法获得足够的稳定性。在另一优选实施例中，提出了对所述阀球进行涂敷。所述阀球的涂层是以覆盖在所述阀球周围的整个表面上的薄层来实现的。特别地，涂层的合适材料是LD-PE (低密度聚乙烯)。通过该措施实现了计量效果的改善。由被批准用于医药用途的此种材料形成的涂层使得能够在管理特别严格的市场中获得医药产品的授权。所述阀球自身可以是例如不锈钢，或者是具有杀菌能力的镀银球体。根据本发明提出的垫圈在优选实施例中为密封环。根据本发明，密封环被布置在指向所述致动体方向的所述空心圆柱形泵体部的内部。因此，应当选择这样的布置:其使得对于在所述空心缸筒的内部被引导的活塞而言获得尽可能好的密封效果。所述密封环也可作为相应的泵体部中的整体构件。因此，以有利的方式，将所述密封环构造为使其与所述活塞外壁之间具有间隔并且使其设置有合适的密封唇部。于是，借助这些密封唇部实现了对于所述活塞的密闭性。所述密封唇部能够被构造为单个的独立唇部并且指向所述致动体方向。因此，所述密封环可以具有至少一个唇部，优选为3 5个唇部。
为了所述密封环在所述空心圆柱形泵体部的内部中的可靠安装，本发明的改进实例提出将所述密封环构造为在外形上呈U形并且所述U形的一个腿部被接合在所述泵体部内的槽中。所述U形的第二个腿部用于密封效果。所述U形的该第二个腿部也可被构造为使其相对于所述活塞的外侧具有间隔并且使其通过唇部产生密封效果。从选择材料的角度而言，基本上所有的、通常用于垫圈的材料都可被采用。因此，材料的选择取决于不同应用领域的安全性要求。可以是热塑性塑料和热塑性弹性体。作为例子，有PTFE (聚四氟乙烯)、PU (聚氨酯)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、LD-PE (低密度聚乙烯)、HD-PE (高密度聚乙烯)和PP (聚丙烯)。当然，根据本发明的计量泵甚至能够如本领域现有技术中那样还具有用于针对所述贮存容器进行密封的额外垫圈。因此，优选地，在所述内空心缸筒及所述圆柱形泵体部与所述贮存容器(未图示)之间内置有垫圈。所述圆柱形泵体优选是由诸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等塑料材料形成的。对于材料的选择而言重要的是:医药和制药安全性以及食品领域中的材料安全性。因此，所述圆柱形泵体的内表面还可以具有用于杀菌目的的涂层。本发明还包括类似于专利文献EP I 466 668 Al的实施例，其中，形成压力腔室的所述内空心缸筒能够更换。当然，根据本发明的所述计量泵还具有与所述活塞和所述圆柱形泵体连接的致动体。所述致动体的构造也是基于本领域现有技术。在这方面请参照专利文献EP O 473 892A2、EP I 466 668 Al和 WO 97/18902。本领域现有技术中的所有贮存容器基本上都可以作为能够与所述计量泵连接的所述贮存容器。在这方面请参照前一段中提到的专利文献。这些贮存容器必须能够在气压不均衡的情况下进行操作，即，例如是具有柔软内袋或阻力活塞(drag piston)的容器。除了可使用由稳定的塑料材料制造的圆柱形容器之外，整个地包含于单独的容器内的塑料材料袋也是适合的。当使用阻力活塞瓶时，应该期望有较低的压力。较佳地,所述忙存容器通过弹簧扣盖(snap-on closure)或通过螺纹与所述计量泵连接。
接下来将参照附图详细说明本发明。图1示出了本发明的密封元件的实施例。图2示出了图1中的本发明的密封元件的放大图。图3示出了将密封元件构造为U形的实施例。图4示出了图3中的本发明的密封元件的放大图。图5按照(I)至(3)的顺序示出了阀区域在不同工作状态下的剖面图(cut-out)。图6示出了阀区域的尺寸。
具体实施例方式图1示意性地示出了根据本发明的计量泵的结构，这里用具有致动体20的圆柱形泵体I来代表计量泵。由优选与圆柱形泵体的材料相同的材料(即，例如PE)构成的致动体20例如借助弹簧扣盖或插拔连接(plug-1n connection)与泵体I连接。在图1、图2、图3及图4中未图示出贮存容器，因为这对于理解本发明而言不是必需的。关于贮存容器以及关于对致动体20的说明，请参照专利文献EP O 473 892 A2、EP I 466668 Al或者WO97/18902。在图1中，图示了具有致动体20(其在本领域现有技术中是已知的)的计量泵的圆柱形泵体I。圆柱形泵体I包括在贮存容器(未图示)方向上开口的空心圆柱形泵体部
2和在致动体20方向上开口的第二空心圆柱形泵体部3。附图标记15表示布置在第二空心圆柱形泵体部3的内壁上的槽。在空心圆柱形泵体部2与第二空心圆柱形泵体部3之间安装有内空心缸筒4。在图1的实施例中，内空心缸筒4在空心圆柱形泵体部2和第二空心圆柱形泵体部3中的安装是通过接合在槽中而得以实现的。如图1中还显示出的那样，活塞5在内空心缸筒4中被引导。如本领域现有技术中所公知的那样，借助弹簧9在内空心缸筒4的内部对活塞5进行支撑。内空心缸筒4在本实施例中设置有进给阀6，进给阀6被构造成具有与阀座7协同作业的阀球8。用标记30表示阀区域。为了确保所述贮存容器(未图示)与周围环境之间的气密密封，在该图中的下侧处设有垫圈构件10。如图2中详细示出的那样，本发明必不可少的密封元件11被构造为环形，并且被安装在第二空心圆柱形泵体部3的内部，并且优选与活塞5的外壁之间留有间隔。为了改善密封效果，如图2中所示，设置有密封唇部12，12'，它们提供了甚至能够防止泵浦过程中的空气渗透的可靠性密封。因此，本发明当然还包括其中设置有至少一个密封唇部的实施例。在如图1或图2中所示的上述实施例的变形例中，图3还示出了被构造为U形的密封元件11。在本变形例中，借助该U形的一个腿部将密封环11安装于第二空心圆柱形泵体部3内部的槽15中。该U形的第二个腿部起到相对于活塞5的外壁的密封元件的作用。在图3的变形例中，为了能够在内空心缸筒4的内部对活塞进行理想的引导和密封，也设置有密封唇部12，12'。在图4中，放大地图示了图3中所示的变形例的部分区域。密封唇部12，12'被设置用来改善密封效果。它们使得能够实现也防止泵浦过程中的空气渗透的可靠密封。图4中所示的密封环11是U形的。图5按照(I)至(3)的顺序示出了阀区域30在致动过程中在不同工作状态下的剖面图。在图5中，图示出了楔形的支撑元件31。支撑元件31以及阀座7与内空心缸筒4的内侧构成为一个整体。这样的构造优选是通过如下方式得以实现的，即:使用合适的塑料材料、采用注射成型工艺，至少将内空心缸筒的被阀区域30界定的部分制造成一个整体。通过阀区域30的如上所述的构造，按照该图中的(I)至(3)的顺序所示，在活塞的致动期间内实现了阀6的可靠封闭。该图中的(2)和(3)示出了在计量泵的致动期间内阀球8的位置变化，以及对阀球8起到可靠性、限定性的稳固作用的楔形支撑元件31的作用方式。如图6所示，本发明的另一个必要元件在于由具有相对较薄的壁的内空心缸筒4形成的阀区域30。因而，内空心缸筒4的阀部30的壁的厚度优选在0.2 1.0mm的范围内，更加优选在0.3 0.5mm的范围内。已表明:在这样薄的材料厚度的情况下，能够获得最佳的柔韧性和足够的稳定性，以便于阀座的形状相对于阀球获得最佳的适应且该阀座仍能够稳固地支承阀球。这样就实现了密封。根据本发明，计量泵被构造为使得至少在阀区域的区域中保持内空心缸筒的壁的上述尺寸。
权利要求
1.一种用于对液体进行计量分配的计量装置的计量泵，所述计量泵能够与贮存容器连接，所述计量泵包括圆柱形的泵体(I)且还包括与所述泵体(I)连接的致动体(20)，所述泵体(I)包括:在所述贮存容器方向上开口的第一空心圆柱形泵体部(2);在所述致动体方向上开口的第二空心圆柱形泵体部(3);以及安装至上述两个泵体部(2，3)之间且在两端均开口的内空心缸筒(4),在所述内空心缸筒(4)中对一个活塞(5)进行引导， 其特征在于，在所述第二空心圆柱形泵体部(3)的内部，在所述活塞(5)的外侧与所述第二空心圆柱形泵体部(3)的内侧之间布置有用于密封所述活塞(5)的密封元件(11)，并且 其特征在于，所述内空心缸筒(4)在它的位于所述贮存容器方向上的开口端处具有阀部(30)，在所述阀部(30)中，进给阀(6)与布置于阀座(7)中的阀球(8)协同作业。
2.根据权利要求1所述的计量泵，其特征在于，在所述阀部(30)中，从所述阀部(30)的内侧起布置有在纵长方向上延伸的支撑元件(31)，所述支撑元件(31)用于在所述计量泵的致动期间内界定所述阀球(8)的顶部运动范围。
3.根据权利要求2所述的计量泵，其特征在于，至少一个，优选两个，特别优选三个所述支撑元件(31)被设置为楔形。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的计量泵，其特征在于，所述阀部(30)的壁的厚度在0.2mm 1.0mm范围内，优选在0.3mm 0.5mm范围内。
5.根据权利要求1至4之一所述的计量泵，其特征在于，至少所述内空心缸筒(4)的所述阀部(30)的区域与所述阀座(7)及所述支撑元件(31)被构造成一个整体。
6.根据权利要求5所述的计量泵，其特征在于，至少所述阀部(30)是以注射成型工艺制成的。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的计量泵，其特征在于，所述阀球(8)具有涂层。
8.根据权利要求1至7之一所述的计量泵，其特征在于，所述密封元件(11)是密封环。
9.根据权利要求1至8之一所述的计量泵，其特征在于，所述密封元件(11)与所述活塞(5)的外侧之间具有间隔，并且所述密封元件(11)具有指向所述活塞(5)方向的至少一个唇部，优选两个唇部(12,12')。
10.根据权利要求9所述的计量泵，其特征在于，所述密封元件(11)具有U形外形，并且所述U形的一个腿部被接合在槽(15)中，所述槽(15)布置于所述第二空心圆柱形泵体部(3)的内侧。
11.根据权利要求1至10中至少一项所述的计量泵，其特征在于，所述密封元件是由聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和/或聚氨酯(PU)构成的,或者包括上述这些材料。
12.根据权利要求1至11中至少一项所述的计量泵，其特征在于，在所述内空心缸筒(4)及所述第一圆柱形泵体部(2)与未图示的所述贮存容器之间内置有垫圈(10)。
13.根据权利要求1至12中至少一项所述的计量泵，其特征在于，设置有弹簧(9)，所述弹簧(9 )被安装在所述活塞(5 )上并且被支撑于所述内空心缸筒(4 )的内部中。
全文摘要
本发明涉及一种用于对液体进行计量分配的计量装置的计量泵，所述计量泵能够与贮存容器连接，所述计量泵包括圆柱形泵体和致动体。
文档编号B05B11/00GK103180051SQ201180050703
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者耶克-希·李, 乌塔·施泰因菲尔德, 弗兰克·霍二策, 马库斯·马勒 申请人:乌尔萨法姆药物有限责任公司