静脉膜附接方法与流程

本发明总体涉及用于静脉(“iv”)输送的系统和方法，通过该系统和方法可以将流体直接给送至患者。更特别地，本发明涉及用于制造静脉输送系统的部件的系统和方法。根据本发明的静脉输送系统在本文中被广义地使用来描述用于将流体输送至患者的部件，以用于动脉、静脉、血管内、腹膜和/或非血管内的流体给送。当然，本领域技术人员可以使用静脉输送系统将流体给送至患者体内的其它部位。

背景技术：

将流体给送至患者的血液流中的一种常见方法是通过静脉输送系统。在许多常见的实施方案中，静脉输送系统可以包括诸如液体袋的液体源、用于确定来自液体袋的流体的流速的滴注室、用于提供液体袋与患者之间的连接的管道、以及静脉接入单元，所述静脉接入单元为例如可以在患者的静脉内定位的导管。静脉输送系统还可以包括y型连接器，其允许搭载静脉输送系统并且允许将药物从注射器给送至静脉输送系统的管道中。

通常良好的做法是从接入患者血液流的静脉输送系统中移除空气。虽然当接入动脉血液时尤其关注这一点，但当进入静脉侧时这也是一个关注点。特别地，如果在接受流体静脉给送时允许气泡进入患者的血液流，气泡可能形成空气栓塞并对患者造成严重伤害。

通常，在大多数成年人中，右心房和左心房彼此完全分开，使得血液和气泡从右心室移动到右心室，然后移动到肺部，在肺部，气泡可以被安全地排出。随后，无气泡的血液返回到左心房，在左心房，血液移动到左心室，然后送到整个身体。

然而，在婴儿和少部分成年人中，右心房和左心房未完全分开。因此，气泡可能从右心房直接移动到左心房，然后散布到整个身体。结果，这些气泡可能引起中风、组织损伤和/或死亡。因此，防止气泡进入患者的血液流是重要的。

虽然在启动加注(prime)静脉输送系统用于流体的静脉给送时移除气泡是重要的，但是完全移除气泡可能是个耗时的过程。该过程还可能因无意地触碰静脉输送系统的无菌端而导致静脉输送系统的污染。通常，当启动加注静脉输送系统时，关闭夹具以防止流体从滴注室移动通过管道。然后，静脉输送系统可以附接至iv袋或瓶上。一旦被附接，通常由透明柔性塑料制成的滴注室可以被挤压以使流体离开iv袋或瓶并进入滴注室。当打开夹具时，可以允许滴液室填充约1/3至1/2满，以允许流体通过管道流动至静脉输送系统的端部。

然而，这种初始过程通常会将空气捕获在管道中，必须移除所述空气。例如，流经静脉输送系统的管道的流体的流动可能是湍流，当流体和管道之间的边界层被剪切时，可能会将空气捕获在管道内。流出滴注室的流速可能高于进入滴注室的流体流速。当空气被从滴注室吸入到管道中时，这可能导致形成气泡梯。

另外，当流体液滴击打滴注室内流体池的表面时，也可能产生气泡。这些气泡可能被从滴注室拉入iv组件的管道中。该问题在儿科应用中可能会加剧，在儿科应用中，滴注孔口可能更小，这可能导致湍流增加。

为了从静脉输送系统中移除气泡，可以允许来自iv袋或瓶的流体流经管道，同时护理员轻拍管道以促使气泡从静脉输送系统的端部出来。由于允许流体流出静脉输送系统以从管道中清除气泡，可以允许流体流入废物篮或其他容器中。在该过程中，管道的端部可能与废物篮接触或被护理员触碰，因而被污染。该去气泡过程的另一个缺点在于其需要注意力和时间，这些注意力和时间可以用于执行可能对患者有价值的其他任务。

另一种去气泡方法是直接从静脉输送系统移除气泡。更特别地，如果静脉输送系统包括y型连接器，可以通过注射器在y型连接器处移除气泡。该方法仍然需要额外的时间和注意力，并且还可能存在污染待输送的液体的风险。

为了解决从静脉输送系统移除气泡的困难，各种现有技术的静脉输送系统已经采用了膜，所述膜用于在流体流经静脉输送系统时从流体过滤空气。例如，通常膜可以放置在滴注室的底部，使得流出滴注室的流体必须通过膜。膜可以构造成允许流体通过，但阻止空气通过。以这种方式，防止气泡进入通向患者的管道。类似地，膜可以包括在将管道联接到导管的连接器中，以阻止管道中存在的任何空气进入患者的脉管系统。

在这些现有技术的静脉输送系统设计中使用空气过滤膜是有益的。然而，这种膜会引入新的制造挑战。常规焊接工艺通常用于将具有相似熔点的材料附接在一起。焊接界面处的材料可以被熔化，从而混合在一起。然而，膜可以由具有特定流体动力特性的材料构成，其熔点可能与静脉输送系统的相邻部件中使用的材料的熔点显著不同。因此，传统焊接技术对于将膜附接在适当位置而言可能不起作用。

此外，为了将医疗保健的益处扩展到较低收入地区和个人，减少用于制造现有静脉输送系统的制造成本和工艺复杂性将是有益的。此外，提高该工艺的可靠性可以降低静脉输送系统因制造缺陷而不能正常操作的风险。

技术实现要素：

本发明的实施例大体涉及具有防干涸膜的静脉输送系统。静脉输送系统可以具有包含待输送给患者的液体的液体源、包含防干涸膜的滴注单元、和管道。管道可以具有能够连接到液体源的第一端部和能够连接到排气盖和/或静脉输送单元的第二端部。

防干涸膜可以由亲水性材料形成，并且可以具有多个孔，所述多个孔允许液体流经防干涸膜，但阻止空气通过防干涸膜。防干涸膜可以固定到形成在滴注单元的外壁上的座上，以防止空气通过防干涸膜从滴注单元的顶部分流到滴注单元的底部分。防干涸膜可以通过使用焊接工艺、例如激光焊接或超声波焊接而固定到外壁上。

防干涸膜可以由聚醚砜(pes)形成，聚醚砜的熔点明显高于其待附接的座的熔点。该熔点差异可能对焊接提出独特的挑战。在一些实施例中，可以通过使用熔点降低程序在防干涸膜制造期间改变防干涸膜的材料。这可以使防干涸膜的熔点明显低于基材(例如，聚醚砜)的熔点。防干涸膜的熔点可以在形成座的材料的熔点的20℃以内。

可附加地或可替代地，可以进行独特的激光焊接程序。激光焊接可以利用激光以将相干光引导到防干涸膜的焊接表面与座之间的接合部上的激光冲击区域处。相干光可以可选地被引导通过外壁以到达接合部。外壁可以具有与座对准并且面向外的相对表面；该相对表面可以具有表面修整面，其提供相干光的期望散射程度，以确保激光冲击区域具有适当的尺寸。激光冲击区域可以沿各个闭合路径中的任何闭合路径移动，以限定座与焊接表面之间的密封。可以在激光焊接过程之前和/或期间使用固定件以提供压制。

在替代实施例中，可以使用两件式防干涸膜以便于激光焊接。两件式防干涸膜可以具有膜部件和焊接部件。膜部件可以提供期望的液体可渗透性和空气不可渗透性，而焊接部件可以更容易地能够焊接到外壁的材料上。

可附加地或可替代地，可以使用独特的超声波焊接程序来将焊接表面固定到座上。座可以具有朝焊接表面突出的能量指引部。超声波焊头可以被推进到外壁的内部，并且与防干涸膜接触以将焊接表面压靠在座上。超声波焊头可以对焊接表面和座之间的接合部施加振动。振动可以集中在能量指引部中，该能量指引部可以优先熔化并流入邻近焊接表面的防干涸膜的孔中。

防干涸膜可以可选地具有不等的孔尺寸，例如，邻近焊接表面具有较大的孔。较大的孔可以通过接收更大量的座的熔融材料而形成更强的结合。在另外的替代实施例中，可以使用两个或更多个能量指引部，并且可以在它们之间限定中央凹部(relief)。超声波焊头可以具有匹配的中央凹部，所述中央凹部接收防干涸膜的较厚部分并且还从能量指引部接收可流动材料以提供更牢固的附接。在其他替代方案中，座可以不具有突出的能量指引部，而是可以具有渐缩形状或类似形状，其中前缘可以用作能量指引部。这种座形状可以便于外壁的注射成型。

本发明的这些和其他特征及优点可以并入到本发明的某些实施例中，并且将通过以下描述和所附权利要求变得更加全面地显而易见，或者可以通过实践下文阐述的发明而了解。本发明不要求将本文所述的所有有利特征和所有优点都并入到本发明的每个实施例中。

附图说明

为了容易地理解本发明的上述和其它特征及优点，将参照在附图中示出的本发明的特定实施例对上文简要描述的发明进行更具体的描述。这些附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不被认为限制本发明的范围。

图1是根据一个实施例的静脉输送系统的正视图；

图2是示出了根据一个实施例的制造用于静脉输送系统的滴注室的方法的流程图；

图3是根据一个实施例的滴注单元的一部分的正视截面图，示出了使用激光器将防干涸膜激光焊接到滴注单元的外壁上；

图4是根据一个替代实施例的滴注单元的一部分的正视截面图，示出了使用一个或多个激光器将两件式防干涸膜激光焊接到滴注单元的外壁上；

图5是防干涸膜的透视图，示出了使用激光器通过沿着圆形路径移动激光冲击区域而将防干涸膜激光焊接在适当位置；

图6a-6d是激光冲击区域可以遵循以便将防干涸膜固定在适当位置的各个路径的平面图；

图7是根据一个替代实施例的滴注单元的正视截面图，示出了使用超声波焊头将防干涸膜超声波焊接到滴注单元的外壁上；

图8a-8c是分别处于未压制状态、压制状态和焊接状态的图7的外壁的座和防干涸膜的焊接表面的正视截面图；

图9是根据一个替代实施例的外壁的座和防干涸膜的焊接表面的正视截面图；

图10a和10b分别是在焊接之前和在焊接期间的根据另一替代实施例的外壁的座和防干涸膜的焊接表面的正视截面图；和

图11是根据一个替代实施例的滴注单元的正视截面图，示出了使用超声波焊头将防干涸膜超声波焊接到滴注单元的外壁上。

具体实施方式

通过参照附图可以理解本发明的当前优选实施例，附图中同样的附图标记表示相同或功能相似的元件。将容易理解的是，如本文附图中大体描述和示出的本发明的部件可以布置和设计成各种各样的不同构造。因此，如附图所示的以下更详细的描述不旨在限制所要求保护的发明的范围，而是仅仅代表本发明的当前优选实施例。

此外，附图可以示出简化或局部的视图，并且为了清楚起见，附图中的元件的尺寸可能被夸大或以其它方式不成比例。另外，除非上下文另有明确规定，单数形式“一”和“该”包括复数项。因此，例如，对一终结物的引用包括对一个或多个终结物的引用。另外，在引用一列元素(例如元素a、b、c)的情况下，这种引用本身旨在包括列出的元素中的任何一个、少于所有列出的元素的任何组合、和/或所有列出的元素的组合。

术语“基本上”意味着所记载的特征、参数或数值不需要精确地实现，而是可以出现不排除特征旨在提供的效果的量的偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素。

如本文所使用的，术语“近侧”，“顶”，“上”或“向上”表示在设备正常运行时，设备上最靠近使用该设备的医生并且最远离该设备被使用所相关的患者的位置。相反地，术语“远侧”，“底”，“下”或“向下”表示在设备正常运行时，设备上最远离使用该设备的医生并且最靠近该设备被使用所相关的患者的位置。

如本文所使用的，术语“内”或“向内”表示在正常使用期间相对于设备的朝向设备内部的位置。相反地，如本文所使用的，术语“外”或“向外”表示在正常使用期间相对于设备的朝向设备外部的位置。

参照图1，示出了根据一个实施例的静脉输送系统100的正视图。如图所示，静脉输送系统100可以具有多个部件，可以包括液体源102、滴注单元104、管道106、保持单元108、排气盖110和静脉接入单元112。图1中这些部件示出的方式仅仅是示例性的；本领域技术人员将认识到存在各种各样的静脉输送系统。因此，静脉输送系统100的各个部件可以省略、替换、和/或用不同于这些所示部件的部件补充。

液体源102可以具有容纳待静脉输送至患者的液体122的容器。液体源102例如可以具有膜120，膜可以由半透明的柔性聚合物或类似材料形成。因此，膜120可以具有袋状构造。膜120可以成形成容纳液体122。

滴注单元104可以设计成以测量的速率从膜120接收液体122，例如，作为以可预测的一致速率出现的一系列滴液。滴注单元104可以位于膜120下方，以便通过重力进给的方式接收液体122。滴注单元104可以具有从液体源102接收液体122的接收设备130、确定液体122被滴注单元104接收的速率的滴注特征部132、和限定滴注室134的外壁133，液体122被收集于该滴注室中。防干涸膜136可以定位在滴注室134内，以在液体122流入管道106的流动停止后能够在管道106内保持相当长度的流体柱，而不允许大量空气通过防干涸膜136流入管道106。

管道106可以是标准医疗级别管道。管道106可以由半透明的柔性材料形成，例如由硅橡胶形成。管道106可以具有第一端部140和第二端部142。第一端部140可以联接到滴注单元104，第二端部142可以联接到排气盖110，使得液体122从滴注单元104通过管道106流到排气盖110。

保持单元108可以用于保持静脉输送系统100的各个其它部件。如图所示，保持单元108可以具有主体150和延伸部152。一般而言，管道106可以连接至靠近第一端部140的主体150，并且连接至靠近第二端部142的延伸部152。作为保持单元108的附加或替代，可以使用各种齿条、支架和/或其他特征部。

排气盖110可以联接到管道106的第二端部142。排气盖110可以具有排气部，例如疏水性膜，该疏水性膜基本上可渗透空气、但不可渗透液体122。因此，来自排气盖110内的空气可以从静脉输送系统100排出，但限制液体122从静脉输送系统100泄漏。

静脉接入单元112可以用于将液体122供给到患者的脉管系统。静脉接入单元112可以具有第一端部170和接入端部172。第一端部170可以代替排气盖110连接到管道106的第二端部142。因此，当完全启动加注静脉输送系统100时，静脉接入单元112可以代替排气盖110联接到管道106的第二端部142。在替代实施例(未示出)中，可以使用诸如y型适配器的各种连接器来将静脉接入单元112的第一端部170连接到管道106，而不用将排气盖110从管道106的第二端部142拆卸。

静脉输送系统100的启动加注可以通过如图1所示将部件(除静脉接入单元112外)连接在一起、然后允许液体122通过滴注单元104和管道106重力进给到排气盖110内来进行。如果需要，滴注单元104可以被挤压或以其他方式加压，以加速液体122流动通过管道106。

当液体122流经管道106时，空气可能被夹带在液体122中。空气可以与液体122柱一起从管道106的第一端部140朝管道106的第二端部142移动。该夹带空气可能靠近管道106的第二端部142聚集成气泡。排气盖110可以设计成接收液体122以容许该气泡通过排气盖110从静脉输送系统100排出。

一旦液体122例如因液体源102中的液体122耗尽而停止流入液体122，防干涸膜136就可以起作用以限制空气进入管道106的运动。防干涸膜136可以具有多个孔138，每个孔的尺寸使得在防干涸膜136下方形成液体122的弯液面。每个弯液面可以经由表面张力而起到支撑管道106中的液体122柱的作用。防干涸膜136可以设计成便于在容许空气进入液体柱之前支撑具有相当长度的液体122柱。能够支撑的液体柱越长，静脉输送系统100在不同操作条件下越为坚固。

防干涸膜136可以通过使用各种制造方法固定到滴注单元104的外壁133。虽然已知各种焊接技术对于将塑料部件固定在一起是有效的，但是这种焊接技术通常依赖于部件具有相似的熔点，使得部件可以在焊接界面处熔化在一起并相互混合。将防干涸膜136附接到滴注单元104的外壁133可能会存在独特的挑战，这是因为这两个部件之间的熔点很可能不同。

更特别地，滴注单元104的外壁133可以由诸如pvc、sbc和tpo的各种材料中的任何材料形成。这种材料通常具有在约190℃至约210℃的范围内的熔点。相比之下，防干涸膜136可以由诸如聚醚砜(pes)的材料形成。在许多配制中，pes的熔点可以在约250℃至约350℃的范围内。因此，传统的制造技术可能不能提供防干涸膜136在外壁133上的牢固附接。外壁133可能开始熔化很久之后，防干涸膜136才达到其熔点；因此，外壁133的待附接防干涸膜136的部分可能在防干涸膜136开始熔化之前损失过多的形状和刚性。

在一些实施例中，可以通过改变防干涸膜136的性质来校正熔点的这种差异。例如，可以通过以各种方式改变用于制造防干涸膜136的工艺来降低防干涸膜136的熔点。例如，可以通过以下方式降低pes材料的熔点：(1)改变醚预聚物的化学成分以便为预聚物提供更柔性的化学结构，从而导致pes材料具有更柔性的化学结构；(2)将pes与更柔性的材料(例如，在化学结构的主链中具有多个ch2重复单元的聚醚预聚物)共聚；和/或(3)加入侧支链以增加自由体积并允许pes的芳环结构更具柔性。

这些仅仅是示例性的；本领域技术人员将认识到，除了上文特别阐述的方式之外，可以以其它方式降低pes材料的熔点。此外，本公开不限于pes材料；而是，上述熔点降低程序可以应用于在防干涸膜的形成中可使用的其它材料。这种熔点降低程序可以根据用于形成防干涸膜的特定材料(多种特定材料)的需要而进行调整。

在一些实施例中，防干涸膜136的熔点可以降低到与外壁133的熔点相似的水平。在一些示例中，防干涸膜136的熔点可以降低到外壁133的熔点的50℃以内。更准确地，防干涸膜136的熔点可以降低到外壁133的熔点的30℃以内。又更准确地，防干涸膜136的熔点可以降低到外壁133的熔点的20℃以内。仍更准确地，防干涸膜136的熔点可以降低到外壁133的熔点的10℃以内。

作为降低防干涸膜136的熔点的附加或替代，可以根据将防干涸膜136附接到外壁133的独特要求而定制焊接工艺。在一些实施例中，可以使用超声波和/或激光焊接以使外壁133的材料流入到防干涸膜136的靠近外壁133的部分的孔138中。可以通过施加压力而有助于该过程，所述压力在焊接过程之前和/或期间将防干涸膜136压靠在外壁133上以促使外壁133的熔融材料流入到孔138中。

尽管在图1中防干涸膜136位于滴注单元104内，但是本领域技术人员将认识到，在替代实施例中，防干涸膜可以定位在静脉输送系统内的其他位置。例如，防干涸膜可以定位在管道106内和/或定位在静脉进入单元112内。本发明的系统和方法也可以用于附接这样的防干涸膜以及用于附接定位在滴注单元内的那些防干涸膜。

结合图2，将以概况方式提供将防干涸膜136附接到外壁133的方法200。将结合图3-11给出更具体的示例。

参照图2，示出了根据一个实施例的制造用于静脉输送系统的滴注室的方法200的流程图。将参照图1的静脉输送系统100描述方法200。然而，本领域技术人员将认识到，方法200可以与不同的静脉输送系统一起执行。类似地，静脉输送系统100可以通过使用不同于图2的方法来制造。

方法200可以以步骤220开始210，在该步骤中，提供滴注单元104的外壁133。外壁133可以由诸如pvc、sbc和tpo的聚合物制成，并且可以通过使用各种工艺制造，包括但不限于注射成型、吹塑成型、铸造和/或类似工艺。

在步骤230中，可以提供防干涸膜136。防干涸膜136可以由诸如聚醚砜(pes)的聚合物制成，并且可以例如通过使用上文举例列出的工艺制造。用于形成防干涸膜136的工艺可以被调整以提供防干涸膜136的具有期望尺寸的孔138，所述孔可以被优化以容许液体122通过防干涸膜136、但限制空气通过防干涸膜136。

步骤230可以可选地包括上述用于将防干涸膜136的熔点降低到接近外壁133的熔点的水平的任何方法中的任何方法。在替代方案中，可以不使用这样的方法；而是，在外壁133和防干涸膜136之间的熔点存在显著差异的情况下，可以执行随后的焊接工艺，以便于将防干涸膜136附着到外壁133上。

在步骤240中，防干涸膜136可以定位在滴注室134内，该滴注室至少部分地由外壁133限定。诸如滴注特征部132的其它部件可以与外壁133协作以完全限定滴注室134。防干涸膜136可以定位成使得防干涸膜136的焊接表面邻近外壁133的座和/或与外壁的座接触。

在步骤250中，可以施加压制以将防干涸膜136的焊接表面压靠在外壁133的座上。在防干涸膜136的熔点与外壁133的熔点明显不同的情况下，该压制可以有助于在焊接过程中使座的材料流入到邻近座的防干涸膜136的孔138中。因此，在焊接过程期间可以继续施加该压制。

在步骤260中，可以通过施加相干光和/或振动以引起座和/或焊接表面的局部熔化来进行焊接。如将在后文示出和描述的，相干光可以由激光器发射并且被引导到外壁133的座与防干涸膜136的焊接表面之间的接合部处。还如将在后文示出和描述的，可以通过超声波焊头施加振动。

在步骤270中，响应于相干光和/或振动的施加，焊接表面可以附着到座上。如前所述，这可以因外壁133的座的材料流入到邻近座的防干涸膜136的孔138中而引起。然后，方法200可以结束290。

防干涸膜136至外壁133的附着可以发生在闭合路径中，该闭合路径限定焊接表面与座之间的基本不透流体的密封。该密封可以使滴注室的上部分与下部分之间移动的任何液体或气体经过防干涸膜136。

将在图3至图11中详细示出和描述用于执行方法200的各种系统、程序和/或构造。更特别地，将参照图3至图6示出和描述示例性激光焊接技术。将参照图7至图11示出和描述示例性超声波焊接技术。

参照图3，示出了根据一个实施例的滴注单元300的一部分的正视截面图。滴注单元300可以具有外壁310和防干涸膜320。外壁310可以具有圆柱形状、截锥形状和/或其它形状，其限定接收液体122的滴注室330。外壁310可以具有搁板332，座334形成在该搁板上，面向防干涸膜320。搁板332还可以具有与座334对准并且面向外的相对表面336。座334不需要具有任何特定的几何形状，而是可以简单地是平坦的环形表面。

防干涸膜320可以具有面向座334的近侧表面340和背离座334的远侧表面342。近侧表面340的子部件，例如周边环，可以用作焊接表面346，该焊接表面搁靠在座334上并且将被激光焊接到座334上。

焊接可以通过使用激光器350来执行，激光器在座334和焊接表面346之间的接合部处投射相干光352。相干光352可以投射在激光冲击区域354处。相干光352可以在图3所示的位置处投射足够的时间以使座334的部分材料变得可流动。然后，座334的可流动材料可以流入焊接表面346的孔138中，以在该位置处实现座334到焊接表面346的附着。一旦已经完成该操作，可以使激光冲击区域354移动到座334和焊接表面346之间的接合部的尚未焊接的不同部分。这可以例如通过以各种闭合形状中的任何闭合形状移动激光冲击区域354来进行，正如将在后文讨论的。

如在图2的描述中提到的，可以施加压制以将焊接表面346压靠在座334上。这可以例如利用固定件360来进行。固定件可以简单地是圆柱形金属件。另一固定件(未示出)可以放置在滴注单元300的相对侧上，以在压制和/或焊接过程期间将外壁310保持在适当位置。这种附加的固定件可以有利地避免在焊接过程期间阻挡相干光352所采取的任何路径。

外壁310可以由大体半透明的材料形成。因此，相干光352可以穿过相对表面336并穿过搁板332的内部到达座334与焊接表面346之间的接合部。如图所示，相对表面336可以沿基本垂直于相干光352被引导的方向的方向定向。这可以有助于使因折射引起的激光冲击区域354的不希望的位移最小化。

激光器350可以设计成产生具有适于引起该局部熔化发生的波长的相干光352。在一些示例中，相干光352可以具有较大的波长，即超过2000纳米的波长。这样的波长可以便于透明塑料的激光焊接，例如在外壁310和/或防干涸膜320的构造中使用的材料的激光焊接，而不需要使用添加剂，例如吸收相干光352的吸收剂。在替代实施例(未示出)中，较低波长的相干光可以与这种吸收剂结合使用。

相对表面336可以具有特别选择成使激光冲击区域354具有期望尺寸的表面粗糙度。如果相对表面336具有光滑的修整面，则其可能导致相干光352具有很小的散射，从而使激光冲击区域354较小。相反地，如果相对表面336具有粗糙的修整面，则可能发生相干光352的相当大的散射，从而导致激光冲击区域354较大。具有适当尺寸的激光冲击区域354是有益的。特别地，如果激光冲击区域354太小，则激光冲击区域354周围的材料可能过热，导致过度的熔体流动。相反地，如果激光冲击区域354太大，则激光冲击区域354周围的材料可能变得不具有足够的流动性，或者不意图被焊接的材料可能变得可流动，导致对外壁310的损坏。

在一些实施例中，可能期望的是，使用两件式防干涸膜以便于激光焊接和/或超声波焊接。将结合图4示出和描述一个这样的示例。

参照图4，示出了根据一个替代实施例的滴注单元400的一部分的正视截面图。滴注单元400可以具有类似于图3的滴注单元300的外壁410以及具有两件式构造的防干涸膜420。外壁410可以具有圆柱形状、截锥形状和/或其他形状，其限定接收液体122的滴注室430。外壁410可以具有搁板432和定位在该搁板上方的座434，该座面向内朝向防干涸膜420。外壁410可以具有与座434对准并面向外的相对表面436。

防干涸膜420可以具有两件式设计。特别地，防干涸膜420可以具有提供期望的液体可渗透性和空气不可渗透性的膜部件422以及便于将防干涸膜420焊接到外壁410的焊接部件424。膜部件422可以具有面向搁板432的近侧表面440和背离搁板432的远侧表面342。焊接部件424可以具有膜附接表面444和焊接表面446。膜附接表面444可以固定到膜部件422的远侧表面442上，焊接表面446可以通过激光焊接固定到座434上。焊接部件424可以具有环形形状，并且具有穿过其内部的孔448。

膜附接表面444可以以各种方式中的任何方式固定到膜部件422。在一些实施例中，膜附接表面444可以通过使用诸如热焊接、超声波焊接、激光焊接、摩擦焊接和/或类似的工艺而焊接到膜部件422。可附加地或可替代地，膜附接表面444可以通过使用其它附接方法(例如机械紧固、化学结合、粘合剂粘合和/或类似方法)而固定到膜部件422。焊接部件424可以由能够容易地附接到膜部件422(通过使用上文所述的附接方法之一)和外壁410的材料形成。在一些实施例中，焊接部件424可以由熔点在膜部件422的熔点与外壁410的熔点之间的材料形成。因此，焊接部件424可以能够容易地焊接到膜部件422和外壁410两者上。

焊接部件424的焊接表面446可以通过使用一个或多个激光器350经由激光焊接而焊接到座434上，每个激光器在激光冲击区域354处投射相干光352。如图所示，这可以通过沿各个方向投射相干光352来进行。在一些实施例中，如图所示，激光器350可以位于焊接部件424的平面内，相干光352可以沿基本垂直于焊接表面446的方向穿过相对表面436投射。如果需要，相干光352可以沿不垂直于相对表面436的方向投射。可以考虑相干光352的衍射，以便确定相干光352应该投射在何处以便使激光冲击区域354处于期望位置。

在其他实施例中，激光器350可以定位成将相干光352直接投射在座434和焊接表面446之间的接合部处。还是如图所示，这可以例如通过将激光器350定位在焊接部件424上方来进行。在这样的实施例中，激光冲击区域354的尺寸可以不由外壁410的表面粗糙度来确定。如果需要，可以使用各种光学部件(例如透镜、扩散器和/或类似部件)，以使激光冲击区域354具有期望尺寸。

焊接部件424到膜部件422的附接可以围绕膜附接表面444的整个圆周限定与膜部件422的密封。此外，将座434激光焊接到焊接表面446可以围绕整个圆周限定焊接部件424与座434之间的密封。因此，为了从滴注室430的上部分流到滴注室430的下部分，流体可能必须通过孔448并通过膜部件422，该膜部件可以作为上文所述的空气通过的屏障。

如前所述，激光冲击区域可以沿各种闭合路径中的任何闭合路径移动，以便形成防干涸膜(单件式防干涸膜，或不同构造的防干涸膜、例如两件式防干涸膜)与外壁之间的密封。将结合图5至图6d示出和描述示例性路径。

参照图5，示出了防干涸膜520的透视图。图5示出了使用激光器350通过将相干光352投射在防干涸膜510的表面上的激光冲击区域354处而将防干涸膜520激光焊接在适当位置。激光冲击区域354可以沿圆形路径530移动。圆形路径530可以延伸完整的圆，使得防干涸膜520的整个圆周都被焊接在适当位置，从而限定与相关联的外壁(未示出)的密封。

应注意，激光冲击区域354可以以各种方式移动。如果需要，激光器350可以相对于防干涸膜520以圆形模式移动，而不显著改变相干光352冲击在防干涸膜520上的角度。可替代地，激光器350可以相对于防干涸膜520保持静止，并且可以改变取向以沿着将激光冲击区域354定位在圆形路径530上的期望位置所需的方向投射相干光352。在这种示例中，相干光352可以不引导成垂直于防干涸膜520的表面，而是可以沿各种其它角度冲击在防干涸膜520的表面上。上文提及的相对运动可以通过移动激光器350和防干涸膜520中的任一个、同时保持另一个静止而提供。

可以使用各种其它路径来提供密封。下面将结合图6a至图6d示出和描述这种路径的示例。

参照图6a至图6d，示出了激光冲击区域可以遵循以将防干涸膜固定在适当位置的各种路径的平面图。这些图中的每个图示出了闭合路径，激光焊接可以使用该封闭路径形成密封。

图6a示出了包括圆形路径610的焊接模式600，其类似于图5的圆形路径530。如图5中那样，圆形路径610可以是闭合路径，其结束点与起始点基本相同。

图6b示出了包括多个路径630的焊接模式620，所述多个路径可以彼此相邻放置以限定圆形模式。每个路径630可具有圆形、椭圆形或其它闭合形状。路径630可以全部由单个激光器遵循，或者可替代地，每个路径630可以由一个激光器遵循以加快进行焊接所需的时间。如图所示，路径630可以稍微重叠以确保它们之间没有间隙，否则可能会导致形成不完整的密封。

除了加快制造之外，路径630还可以提供有效更宽的焊接区域，并且具有冗余的密封。因此，如果出于某些原因路径630之一的一部分未形成适当的密封焊缝(即，未以完全闭合形状延伸的焊缝)，只要路径630中没有其他裂缝，流体可以仍然不能流经路径630的剩余部分。因此，图6b的焊接模式620可以对焊接过程中的缺陷相对宽容。路径的尺寸和形状仅仅是示例性的，并且为了清楚起见，其在图6b可能被放大；路径630可以制造得足够窄，使得其被待焊接在一起的焊接表面和座的几何形状所收容。

图6c示出了焊接模式650，其包括第一圆形路径660和平行于第一圆形路径660的第二圆形路径670。第二圆形路径670可以嵌套在第一圆形路径660的内部内。因此，第一圆形路径660和第二圆形路径670可以协作以限定两个同心圆。

类似于图6b的焊接模式620，图6c的焊接模式可以对焊缝中的裂缝相对宽容。例如，如果第一圆形路径660和第二圆形路径670中的任一个具有裂缝，只要第一圆形路径660和第二圆形路径670中的另一个未断裂，则焊接模式650可以仍然保持密封。此外，焊接模式650可以沿较宽区域提供焊接。为了清楚起见，夸大了第一圆形路径660和第二圆形路径670的相对尺寸；第一圆形路径660和第二圆形路径670可以足够接近，使得它们都被待焊接在一起的焊接表面和座的几何形状所收容。

图6d示出了包括两个半圆形路径690的焊接模式680。半圆形路径690可以以头对尾的方式布置，使得它们协作以限定一个圆。形成的焊缝可以类似于由图6a的焊接模式600提供的焊缝。然而，焊接模式680可以容易地用两个激光器进行，这两个激光器定位成在横穿焊接模式680的中心的直径上彼此相对。因此，完成焊接所需的时间可以减少到图6a的焊接模式600的约一半。

焊接模式600、焊接模式620、焊接模式650和焊接模式680仅作为示例提供。借助于本公开，本领域技术人员将认识到，可以使用各种其它焊接模式来提供密封完整性与焊接速度之间的期望的平衡。此外，这些焊接模式涉及待在平面的焊接接合部上进行焊接的实施例，如图3的实施例那样。借助于本公开，本领域技术人员将认识到，焊接模式600、焊接模式620、焊接模式650和/或焊接模式680可以以各种方式进行修改，以在类似于图4的非平面的接合部处形成焊缝。

可以使用许多其它构造和方法来将防干涸膜激光焊接到滴注单元的室壁上。此外，作为激光焊接的附加或替代，可以应用其它焊接方法。一种这样的方法是超声波焊接。将结合图7至图11示出和描述将防干涸膜超声波焊接到滴注单元的室壁的各种构造和方法。

参照图7，示出了根据一个替代实施例的滴注单元700的正视截面图。滴注单元700可以具有外壁710和防干涸膜720。外壁710可以具有圆柱形状、截锥形状和/或其他形状，其限定接收液体122的滴注室730。外壁710可以具有搁架732，座734形成在该搁架上，面向防干涸膜720。座734可以具有形成于其上的能量指引部736。能量指引部736可以从搁板732朝防干涸膜720突出。

防干涸膜720可以具有面向座734的近侧表面740和背离座734的远侧表面742。近侧表面740的子部件，例如周边环，可以用作搁靠在座734上并且待被超声波焊接到座734上的焊接表面746。

焊接表面746可以通过使用超声波焊头760而被超声波焊接到座734上。超声波焊头760可以具有大体圆柱形状，其尺寸设计成配合到外壁710的内部中。超声波焊头760可以具有环形形状的焊接边沿762和位于焊接边沿762内部的凹部764。

在图2的方法200的步骤250中所指的压制可以由超声波焊头760提供。特别地，可以用预定力将超声波焊头760压靠在防干涸膜720的远侧表面742上，从而压制焊接表面746使其抵靠在座734的能量指引部736上。超声波焊头760可以联接至振动源，例如偏心马达、电磁体等等。当焊接边沿762压制焊接表面746使其抵靠在座734上时，振动源可以致使超声波焊头760以适于引起焊接表面746的材料和/或搁板732的材料局部熔化的频率振动。这样的频率可以是例如15khz、20khz、30khz、35khz、40khz或70khz。将结合图8a至图8c示出和描述由此发生的焊接。

参照图8a至图8c，示出了分别处于未压制状态、压制状态和焊接状态的图7的外壁710的座734和防干涸膜736的焊接表面746的正视截面图。这些图示出了响应于由超声波焊头760提供的压制和/或振动发生的焊接的方式。

图8a示出了在施加来自超声波焊头760的压制之前的座734和焊接表面746之间的接合部。如图所示，防干涸膜720的焊接表面746可以以基本未压制状态搁置在座734的能量指引部736上。

图8b示出了在施加来自超声波焊头760的压制之后的座734和焊接表面746之间的接合部。防干涸膜720的邻近能量指引部736的部分可以被压制在能量指引部736和超声波焊头760的焊接边沿762之间。在该状态下，振动可以经由焊接边沿762传递到焊接表面746和能量指引部736。座734的几何形状可以使振动在能量指引部736中较强，从而导致能量指引部736的熔化优先发生。

图8c示出了在完成焊接过程并移除超声波焊头760之后的座734和焊接表面746之间的接合部。在焊接期间，能量指引部736的被熔化的可流动部分可以流入到防干涸膜720的邻近焊接表面746的孔138中。该材料流动可以沿箭头770所示的方向发生。如图所示，在停止振动之后，孔138内的能量指引部736的材料可以固化，从而使焊接表面746附着在座734上。

图7至图8d的座734和焊接表面746的几何形状仅仅是示例性的。可以采用替代的几何形状来改变焊接发生的方式，以在焊接强度、焊接一致性和焊接时间之间提供期望的平衡。将结合图9-11示出和描述其它示例性几何形状。

参照图9，示出了根据一个替代实施例的外壁的座934和防干涸膜920的焊接表面946的正视截面图。座934可以定位在外壁的搁板或其他特征部(未示出)上。座934的构造可以与图7的座734的构造相似，并且因此可以具有能量指引部936，该能量指引部可以作为超声波振动的焦点，并且因此可以作为优先熔化位置。

防干涸膜920的构造可以与图7至图8c的防干涸膜720的构造不同。更确切地说，防干涸膜920可以具有不同性质的近侧表面940和远侧表面942。近侧表面940的构造可以与前述实施例的近侧表面740的构造相似。靠近近侧表面940，防干涸膜920可以具有较小的孔138。然而，如果需要，远侧表面942相较于近侧表面940可以具有粗糙表面。可附加地或可替代地，靠近远侧表面942，孔138可以较大。

防干涸膜920的这种构造可以便于将焊接表面946牢固地焊接到座934上。如果远侧表面942是粗糙的，该附加的表面特征可以在焊接过程期间提供额外的表面积，用于能量指引部936的可流动材料的浸入和/或附着。类似地，如果靠近远侧表面942的孔138较粗(即，较大)，它们可以如箭头970所示在焊接期间以更大的量接收能量指引部936的可流动材料，从而导致更牢固的附着。因此，防干涸膜920的非对称性质可以便于焊接到座934上，同时使得防干涸膜920能够根据需要用作气流的屏障。因此，防干涸膜920可以通过诸如结合图7讨论的方法而便于超声波焊接，或者还可以便于将防干涸膜920附接到外壁的不同模式。

防干涸膜920仅代表许多可能的实施例之一，在这些可能的实施例中，防干涸膜的性质在空间上是变化的，以便于将防干涸膜附接到外壁上。在一些示例性实施例(未示出)中，防干涸膜的近侧表面和远侧表面可以具有基本相同(粗)的孔尺寸，并且朝防干涸膜的中心具有更小的孔。

在其它替代实施例中，可以改变外壁的座的几何形状以便于牢固地焊接。下面将结合图10a和图10b示出和描述一个这样的实施例。

参照图10a和图10b，示出了分别在焊接之前和在焊接期间的根据另一替代实施例的外壁的座1034和防干涸膜720的焊接表面746的正视截面图。防干涸膜720可以类似于图7的防干涸膜，并且因此可以具有近侧表面740和远侧表面742，其中近侧表面740的一部分用作焊接表面746。座1034可以定位在外壁(未示出)的搁板或其他特征部上。

如图10a所示，座1034可以具有第一能量指引部1036和第二能量指引部1038。类似于第一能量指引部1036，第二能量指引部1038可以朝防干涸膜720的近侧表面740突出。第一能量指引部1036和第二能量指引部1038可以由中央凹部1040分开。当将防干涸膜720置于适当位置时，该防干涸膜可以位于第一能量指引部1036和第二能量指引部1038的远侧表面上。

如图10b所示，可以使用超声波焊头1060来提供压制和振动以将防干涸膜720超声波焊接到座1034上。超声波焊头1060可以具有第一焊接边沿1062和偏离第一焊接边沿1062的第二焊接边沿1064，所述第二焊接边沿通过中央凹部1066而与第一焊接边沿1062分开。如图所示，超声波焊头1060可以被移动成与防干涸膜720的远侧表面742接合，使得第一焊接边沿1062与第一能量指引部1036对准，并且第二焊接边沿1064与第二能量指引部1038对准。类似地，超声波焊头1060的中央凹部1066可以与座1034的中央凹部1040对准。

如在前面实施例中那样，响应于振动的施加，第一能量指引部1036和第二能量指引部1038的边缘处的材料可以变得可流动并且进入到防干涸膜720的孔138中。此外，超声波焊头1060中的中央凹部1066的存在可以导致位于中央凹部1066与中央凹部1040之间的防干涸膜720的材料要比周围的材料处于更小的压制下。结果，如箭头1070所示，座1034的材料可以流入到中央凹部1040中并且接合防干涸膜720的焊接表面746的毗邻部分。这可以在防干涸膜720与座1034之间提供额外的机械重叠，从而提高防干涸膜720与座1034之间的附着强度。

如前所述，滴注单元的外壁，例如图7的外壁710，可以通过使用注射成型等形成。形成诸如图7和8的能量指引部736、图9的能量指引部936以及图10的第一能量指引部1036和第二能量指引部1038的突出部可能对注射成型提出独特的挑战，特别是在它们明显偏离熔融塑料进入模具的浇口的情况下。因此，使用具有替代构造的能量指引部可以是有利的。将结合图11示出和描述一个这样的替代构造。

参照图11，示出了根据一个替代实施例的滴注单元1100的正视截面图。滴注单元1100可以具有外壁1110和防干涸膜720，该防干涸膜可以类似于图7的防干涸膜，并且为了清楚起见已经在图11中省略。外壁1110可以具有圆柱形状、截锥形状和/或其它形状，其限定接收液体122的滴注室1130。外壁1110可以具有搁板1132，座1134形成在该搁板上，面向防干涸膜720。座1134可以采取渐缩表面的形式。

更特别地，座1134可以具有基本截锥形状，并且相对于超声波焊头760的焊接边沿762以角度1138倾斜。座1134可以具有朝向超声波焊头760定位的前缘1136。超声波焊头760可以构造成类似于图7的超声波焊头，并且可以用于对防干涸膜720施加压制并将防干涸膜超声波焊接到座1134上。超声波焊头760可以接触前缘1136并将压制和振动直接传递到前缘1136。压制和振动可以集中在前缘1136中，前缘可以用作能量指引部。因此，前缘1136可以经受优先熔化，并且流入到防干涸膜720的焊接表面746的孔138中。

有利地，座1134没有突出部件。因此，即使座1134明显偏离模具的浇口，外壁1110也可以具有通过注射成型容易地形成的形状。没有盲凹坑可以有助于避免在注射成型过程中出现气体捕获和分开的零件。借助于本公开，本领域技术人员将认识到，可以使用各种各样的其他的座的几何形状以便于焊接防干涸膜，而不妨碍用于形成外壁的注射成型过程。

本发明可以以其他特定形式体现而不背离本文广泛描述并在后文要求保护的结构、方法或其它基本特征。在所有方面都应认为所描述的实施例仅是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非前文描述来表示。在权利要求的等同含义和范围内的所有变化都将被包括在权利要求的范围内。