Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Ausgeben von abgemessenen Dosen aus einem Aerosolbehältnis, welches eine Flüssigkeit enthält sowie eine Aerosoldose.
Eine spezielle Anwendung der Erfindung ist das Ausgeben von Medikamenten, obschon die Erfindung generell auf das Ausgeben von Aerosolen anwendbar ist.
Beim Ausgeben von gewissen Produkten, speziell Medikamenten, ist es besonders wünschenswert, dass die ausgegebene Dosis jedesmal so nahe wie möglich einem vorgegebenen Wert entspricht. Mit vielen bekannten Ventilen von Aerosoldosen besteht das grosse Risiko, dass gelegentlich nicht die geforderte Dosis ausgegeben wird, wobei dies z.B. dann geschehen kann, wenn die Aerosoldose vor dem Ausgeben stark geschüttelt wurde. Mit diesem Problem befassend, beschreibt die GB-PS 2 004 526A ein Ventil, in welchem eine Messkammer mit dem Inneren der Aerosoldose durch eine Auslassöffnung verbunden ist, deren Grösse derart ist, dass wenn die Dose mit dem Ventil nach oben orientiert ist, sich die Messkammer schnell und komplett entleert und dass wenn die Dose umgekehrt wird, mit dem Ventil nach unten, die Messkammer schnell und komplett gefüllt wird.
Obschon das beschriebene Ventil im Prinzip das Problem des Ausgebens von verschiedenen Dosen lösen sollte, wurde festgestellt, dass es in der Praxis ökonomisch nicht möglich ist, Ventile des beschriebenen Typs herzustellen, die zufriedenstel lend sind. Es ist vorgesehen, dass die beschriebenen Ventile aus Kunststoffen hergestellt werden, und es wurde festgestellt, dass die Toleranzen derartig eng gewählt werden müssen, falls die Messkammer die geforderte Grösse haben muss, dass konventionelle Spritzgusstechniken den Produktionsanforderungen nicht genügen, wie sie dazu notwendig sind. Sogar wenn das Ventil ursprünglich mit dem geforderten Grad an Präzision hergestellt worden ist, bleibt die Präzision infolge Kriechens während der Lebensdauer nicht erhalten. Es besteht mit Kunststoffkomponenten auch das Risiko, dass diese in irgendeiner Art mit dem Inhalt der Dose reagieren können.
Dies ist besonders kritisch, falls man sich mit dem Ausgeben von Medikamenten befasst. Es ist möglich, dass entweder das Treibmittel oder das Arzneimittel selbst mit dem Kunststoffmaterial reagiert und falls dies geschieht, können die Konsequenzen gravierend sein.
Seit vielen Jahren ist es bekannt, Ventile für Aerosoldosen aus Metallkomponenten herzustellen. Der Gebrauch eines geeigneten Metalls, z.B. rostfreier Stahl, hat gewichtige Vorteile gegenüber Kunststoff in verschiedener Hinsicht. Wenn mit einer geeigneten Technik hergestellt, z.B. durch Tiefziehen, kann mit einem Metallteil ein höherer Grad an Präzision erreicht werden und zudem ist Metall weit weniger dem Kriechen unterworfen, als ein entsprechendes Kunststoffteil. Im weiteren wurden Metalle, wie rostfreier Stahl, seit vielen Jahren in medizinischen Anwendungen verwendet, und ihre Inertheit ist in vielen Situationen bewiesen worden. Entsprechend lässt sich mit Vertrauen sagen, dass ein derartiges Metall nicht mit den Inhalten von Behältnissen reagiert.
Trotz der Tatsache, dass Metallventile für einige Typen von Aerosoldosen seit vielen Jahren bekannt sind, wurde bisher nicht realisiert, dass ein Ventil mit dem Prinzip des raschen Füllens und raschen Entleerens, wie dies ein Merkmal des in der GB-PS 2 004 526A beschriebenen Ventils ist, unter Verwendung von Metallkomponenten hergestellt werden könnte. Die vorliegende Erfindung ergibt sich aus der Erkenntnis, dass ein derartiges Metallventil in der Tat hergestellt werden kann.
Erfindungsgemäss wird ein Ventil gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Es wird ein Ventil vorgeschlagen, um eine abgemessene Dosis aus einer Aerosoldose auszugeben, die eine Flüssigkeit enthält, wobei das Ventil die folgenden Teile umfasst:
- einen Metallbecher, welcher am oberen Ende offen ist und ebenfalls eine \ffnung am unteren Ende umfasst, wobei der Becher im Inneren einen Hohlraum definiert;
- erste und zweite Ventildichtungen an den entgegegengesetzten Enden des Bechers;
- einen metallenen Ventilschaft, welcher mindestens teilweise als Hohlröhre ausgebildet ist und der einen Auslass umfasst, durch welchen aus dem Behältnis eine Dosis ausgegeben werden kann, und einen Übertragungskanal, welcher sich von der Aussenseite des Ventilschaftes zum Auslassdurchgang erstreckt, wobei der Ventilschaft in gleitendem und dichtendem Kontakt durch eine \ffnung in der ersten Ventildichtung hindurch in den Hohlraum hineinragt;
- eine Messkammer, welche durch den besagten Becher, die erste und die zweite Ventildichtung und den Abschnitt des Ventilschaftes innerhalb des Hohlraumes gebildet wird; und
- Mittel, um den Ventilschaft in einer ersten Position vorzuspannen, in welcher, bei umgekehrtem Behältnis mit dem Ventil nach unten, Flüssigkeit in die Messkammer eintreten kann, durch mindestens eine Einlassöffnung mit ausreichender Grösse, um einen raschen Eintritt der Flüssigkeit zu erlauben, und, bei nicht umgekehrtem Behältnis, die Flüssigkeit die Messkammer schnell durch die mindestens eine Einlassöffnung verlassen kann, wobei der Schaft gegen die Kraft der besagten Vorspannmittel in eine zweite Position bewegbar ist, in welcher der Ventilschaft die \ffnung in der zweiten Ventildichtung schliesst, um weiteren Flüssigkeitseintritt oder -austritt in die Messkammer zu verhindern,
und in welcher der Übertragungskanal mit der Messkammer verbunden ist, damit die Flüssigkeit von der Messkammer in den Auslass des Ventilschaftes fliessen kann.
Verschiedene bevorzugte Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels verdeutlicht. Dieses ist in den beigefügten Fig. dargestellt, wobei
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den oberen Teil einer Aerosoldose darstellt, mit einem Ventil gemäss der Erfindung darauf montiert, und
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht einer zweiten Anordnung des Ventils darstellt, jedoch ohne Darstellung der Dose.
In der Anordnung gemäss Fig. 1 ist die Messkammer in einer Kapsel oder einem Deckel 1 einer Aerosoldose 2 angeordnet. Die Dose enthält ein Material, das suspendiert in einem flüchtigen Treibmittel ausgegeben werden soll. Wenn das Gerät nicht in Gebrauch ist, kann die Dose mit ihrem Ventil zuoberst abgestellt werden. Diese Position ist in der Fig. dargestellt. Wenn das Gerät in Gebrauch ist, um eine Dosis von Material auszugeben, wird die Dose aus dieser Position umgekehrt.
Das Ventil umfasst einen Ventilkörper 3, welcher von der Form einer Metallhohlröhre ist, mit einem Durchmesser grösser am Kopfende als am unteren Ende. Am oberen Ende hat der Ventilkörper 3 einen Flanschteil 4, durch welchen der Ventilkörper 3 im Deckel 1 mittels einer halsförmigen Einbuchtung 5 in Position gehalten wird. Ein zylindrischer Abschnitt 6 erstreckt sich vom Flanschteil 4 abwärts, und der Abschnitt 6 ist via einer Stufe 7 mit einem zweiten zylindrischen Abschnitt 8 verbunden. Dieser führt zu einem konischen Abschnitt 9, welcher durch einen nach innen gerichteten Flansch 10 abgeschlossen ist. Eine \ffnung 11 befindet sich am unteren Ende des Ventilkörpers 3.
Ein Metallbecher 12 ist im zylindrischen Abschnitt 6 des Ventilkörpers 3 eingeführt. An seinem oberen Ende hat der Becher 12 ein Flanschteil 13, welches auf dem Flanschteil 4 des Ventilkörpers 3 aufsitzt. An seinem unteren Ende hat der Becher 12 einen nach innen gerichteten Flansch 14, welcher eine \ffnung 15 festlegt.
Eine obere Ventildichtung 16 wird zwischen dem oberen Abschnitt des Bechers 1 und dem Flanschteil 13 des Bechers 12 gehalten. Eine untere Ventildichtung 17 wird zwischen dem Flanschteil 14 des Bechers 12 und einem Metalldichtungsring 18 gehalten, welcher auf der Stufe 7 angeordnet ist. Ebenfalls ist dort eine Dichtung 19 angeordnet, die einen dichten Kontakt zwischen dem Becher 1 und der Dose 2 sicherstellt. Es ist festzuhalten, dass die Dose 2 an ihrem oberen Ende offen ist, durch eine \ffnung 20.
Ein Ventilschaft 21 ist mit seinem unteren Ende innerhalb des Ventilkörpers 3 angeordnet, wobei der Ventilschaft durch eine \ffnung in der Dichtung 16 und eine \ffnung am Kopfende des Deckels 1 hindurchragt, so dass sein oberes Ende ausserhalb der Dose ist. Der Ventilschaft besteht aus drei Metallteilen, nämlich einer oberen Röhre 22, einem Zwischenstück 23 und einem unteren Becher 24. Die drei Teile sind miteinander verpresst. Die Röhre 22 hat eine Auslassöffnung 28 an ihrem oberen Ende, und einen Übertragungskanal 29, welcher durch die Zylinderwand hindurch herausragt. Das Rohr ist an seinem unteren Ende geschlossen. Das Zwischenstück 23 hat einen Flansch 25 an seinem oberen Ende, welcher, wenn der Ventilschaft in der in der Fig. gezeigten Position ist, gegen die Unterseite der Ventildichtung 16 drückt.
Das Zwischenstück 23 umfasst weiter einen oberen und einen unteren zylinderförmigen Abschnitt 26 und 27, wobei der Abschnitt 26 mit dem unteren Ende des Rohres 22 verpresst ist und der Abschnitt 27 einen kleineren Durchmesser aufweist als der Abschnitt 26. Das untere Ende des Abschnittes 27 ist geschlossen. Der Becher 24 ist mit dem Abschnitt 27 verpresst und weist einen oberen, nach aussen ragenden Flansch 30 auf. Eine Druckfeder 31 erstreckt sich zwischen den Flanschen 10 und 30, um den Ventilschaft in die in den Fig. gezeigte Position vorzuspannen.
Der Ventilkörper 3, der Becher 12 und die drei Teile, aus welchen der Ventilschaft besteht, können alle durch Tiefziehen hergestellt werden. Vorzugsweise sind alle diese Teile aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Im Gebrauch wird die Dose umgekehrt und Flüssigkeit fliesst durch die \ffnung 11, passiert entlang dem Becher 24 durch die \ffnung 15 und von da in die Messkammer 32. Um sicherzustellen, dass dieser Fluss genügend rasch geschehen kann, ist der Querschnitt des Weges, entlang welchem die Flüssigkeit hindurchfliesst, um die Messkammer zu erreichen, derart gewählt, dass er an keiner Stelle kleiner ist als ein bestimmter Minimalwert, welcher von der Viskosität der Flüssigkeit abhängt. Normalerweise sollte der Querschnitt nicht kleiner sein als ungefähr 6 oder 7 mm<2>, je nachdem, wie die Viskosität der Flüssigkeit ist. Der Benützer drückt den Ventilschaft 21 gegen die Kraft der Feder 31.
Dadurch wird die äussere Oberfläche des Abschnittes 26 des Zwischenstückes 23 vom Ventilschaft in dichtenden Kontakt mit der runden, inneren Oberfläche der unteren Ventildichtung 17 gebracht, womit die Messkammer 32 vom Rest des Inhaltes der Dose isoliert wird. Fortgesetztes Drücken des Ventilschaftes bringt den Übertragungskanal 29 in Verbindung mit der Messkammer, so dass die Flüssigkeit von der Messkammer durch den Übertragungskanal 29 ins Innere der Röhre 22 des Ventilschaftes 21 fliessen kann und von da aus durch die Auslassöffnung 28 nach aussen.
Die Anordnung von Fig. 2 ist in vielen Beziehungen ähnlich zu derjenigen von Fig. 1. Teile in Fig. 2, die mit Teilen in Fig. 1 korrespondieren, sind durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet, allerdings durch Hinzuzählen von 100. Wegen der Ähnlichkeiten werden die Teile von Fig. 2 nicht im Detail beschrieben, sondern es wird nur auf eine Anzahl von Unterschieden hingewiesen.
Die untere Ventildichtung 17 von Fig. 1 ist durch eine verlängerte und daher flexiblere Dichtung 117 ersetzt. Die Dichtung 117 ist von allgemeiner zylindrischer Form, deren obere und untere Abschnitte dicker sind als ein Zwischenabschnitt davon. Die Konstruktion der Dichtung 117 ist weniger geeignet, um den Ventilschaft in seiner Betriebsposition festzuklemmen, als die Konstruktion der Dichtung 17. Der Dichtungsring 18 von Fig. 1, auf welchem die Ventildichtung 17 aufliegt, ist durch einen äusseren Becher 118 ersetzt, welcher den Becher 112 umgibt, der die Messkammer bildet, und welcher an seinem oberen Ende zwischen dem Becher 112 und dem Ventilkörper 103 gehalten wird. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Form des Ventilkörpers, indem die Stufe 7 weggelassen wird.
Weiter ist noch zu erwähnen, dass zusätzlich zu einer \ffnung 111 im unteren Ende des Ventilkörpers seitliche \ffnungen 111a angeordnet sind.
Die Konstruktion des Ventilschaftes 121 unterscheidet sich vom Ventilschaft 21 von Fig. 1 in verschiedenen Punkten. Zunächst hat das Zwischenstück 123 keinen Flansch an seinem oberen Ende und an dessen Stelle ist ein ringförmiger Kragen 125 an der Aussenseite der oberen Röhre 122 ausgebildet, um gegen die obere Ventildichtung 116 zu drücken. Im weiteren weist der untere Becher 124 eine stufenförmige Form auf, und das obere Ende des Bechers ist radial nach aussen verlaufend, bis nahe an die innere Wand des Ventilkörpers 103 ausgebildet. Dadurch wird eine Führung für den Ventilschaft erzeugt, wenn er auf- und abbewegt wird, und dadurch wird die Auslenkung des Ventilschaftes reduziert, und das Risiko der Beschädigung oder des Festklemmens des Ventils verringert.
The present invention relates to a valve for dispensing measured doses from an aerosol container which contains a liquid, and an aerosol can.
A particular application of the invention is the dispensing of drugs, although the invention is generally applicable to the dispensing of aerosols.
When dispensing certain products, especially medication, it is particularly desirable that the dispensed dose each time be as close as possible to a predetermined value. With many known valves of aerosol cans there is a great risk that the required dose will not be dispensed occasionally, e.g. can happen if the aerosol can has been shaken vigorously before dispensing. Addressing this problem, GB-PS 2 004 526A describes a valve in which a measuring chamber is connected to the interior of the aerosol can through an outlet opening, the size of which is such that when the can is oriented with the valve upwards, the Measuring chamber emptied quickly and completely and that when the can is turned over with the valve down, the measuring chamber is filled quickly and completely.
Although the valve described should in principle solve the problem of dispensing different doses, it has been found that in practice it is not economically feasible to manufacture valves of the type described which are satisfactory. It is envisaged that the valves described will be made of plastics, and it has been determined that the tolerances must be chosen so narrowly if the measuring chamber has to be of the required size so that conventional injection molding techniques do not meet the production requirements as are necessary for this. Even if the valve was originally manufactured with the required level of precision, the precision due to creep will not be preserved during its lifetime. There is also a risk with plastic components that they can react in any way with the contents of the can.
This is particularly critical when dealing with drug dispensing. It is possible that either the propellant or the drug itself reacts with the plastic material and if this happens the consequences can be serious.
It has been known for many years to manufacture valves for aerosol cans from metal components. The use of a suitable metal, e.g. stainless steel, has significant advantages over plastic in various ways. If made with a suitable technique, e.g. by deep drawing, a higher degree of precision can be achieved with a metal part and metal is also less susceptible to creep than a corresponding plastic part. Furthermore, metals such as stainless steel have been used in medical applications for many years and their inertness has been proven in many situations. Accordingly, it can be said with confidence that such a metal does not react with the contents of containers.
Despite the fact that metal valves for some types of aerosol cans have been known for many years, it has not hitherto been realized that a valve with the principle of rapid filling and rapid emptying, as is a feature of the valve described in GB-PS 2 004 526A could be manufactured using metal components. The present invention arises from the knowledge that such a metal valve can indeed be manufactured.
According to the invention, a valve according to the wording of claim 1 is proposed.
A valve is proposed for dispensing a metered dose from an aerosol can containing a liquid, the valve comprising the following parts:
a metal cup which is open at the upper end and likewise comprises an opening at the lower end, the cup defining a cavity in the interior;
- First and second valve seals at the opposite ends of the cup;
- A metal valve stem, which is at least partially designed as a hollow tube and which comprises an outlet through which a dose can be dispensed from the container, and a transmission channel which extends from the outside of the valve stem to the outlet passage, the valve stem in sliding and sealing contact protrudes through an opening in the first valve seal into the cavity;
a measuring chamber formed by said cup, the first and second valve seals and the portion of the valve stem within the cavity; and
Means for biasing the valve stem in a first position in which, with the valve in the opposite container, liquid can enter the measuring chamber through at least one inlet opening of sufficient size to allow rapid entry of the liquid, and in the case of a container which is not reversed, the liquid can quickly leave the measuring chamber through the at least one inlet opening, the shaft being movable against the force of the said biasing means into a second position in which the valve shaft closes the opening in the second valve seal in order to allow further liquid to enter prevent or leak into the measuring chamber,
and in which the transmission channel is connected to the measuring chamber so that the liquid can flow from the measuring chamber into the outlet of the valve stem.
Various preferred features are illustrated by the following description of a preferred embodiment. This is shown in the accompanying figures
Fig. 1 shows a vertical section through the upper part of an aerosol can, with a valve according to the invention mounted thereon, and
Fig. 2 shows a similar view of a second arrangement of the valve, but without showing the can.
In the arrangement according to FIG. 1, the measuring chamber is arranged in a capsule or a lid 1 of an aerosol can 2. The can contains a material that is to be dispensed suspended in a volatile propellant. When the device is not in use, the can with its valve can be placed on top. This position is shown in the figure. When the device is in use to dispense a dose of material, the can is reversed from this position.
The valve comprises a valve body 3, which is in the form of a hollow metal tube, with a diameter larger at the head end than at the lower end. At the upper end, the valve body 3 has a flange part 4, by means of which the valve body 3 is held in position in the cover 1 by means of a neck-shaped indentation 5. A cylindrical section 6 extends downward from the flange part 4 and the section 6 is connected via a step 7 to a second cylindrical section 8. This leads to a conical section 9, which is closed by an inwardly directed flange 10. An opening 11 is located at the lower end of the valve body 3.
A metal cup 12 is inserted into the cylindrical portion 6 of the valve body 3. At its upper end, the cup 12 has a flange part 13 which is seated on the flange part 4 of the valve body 3. At its lower end, the cup 12 has an inwardly directed flange 14 which defines an opening 15.
An upper valve seal 16 is held between the upper portion of the cup 1 and the flange portion 13 of the cup 12. A lower valve seal 17 is held between the flange part 14 of the cup 12 and a metal sealing ring 18 which is arranged on the step 7. A seal 19 is also arranged there, which ensures tight contact between the cup 1 and the can 2. It should be noted that the top of the can 2 is open through an opening 20.
A valve stem 21 is arranged with its lower end inside the valve body 3, the valve stem protruding through an opening in the seal 16 and an opening at the head end of the cover 1, so that its upper end is outside the can. The valve stem consists of three metal parts, namely an upper tube 22, an intermediate piece 23 and a lower cup 24. The three parts are pressed together. The tube 22 has an outlet opening 28 at its upper end and a transmission channel 29 which protrudes through the cylinder wall. The tube is closed at its lower end. The intermediate piece 23 has a flange 25 at its upper end which, when the valve stem is in the position shown in the figure, presses against the underside of the valve seal 16.
The intermediate piece 23 further comprises an upper and a lower cylindrical section 26 and 27, the section 26 being pressed with the lower end of the tube 22 and the section 27 having a smaller diameter than the section 26. The lower end of the section 27 is closed . The cup 24 is pressed with the section 27 and has an upper, outwardly projecting flange 30. A compression spring 31 extends between the flanges 10 and 30 to bias the valve stem into the position shown in the figures.
The valve body 3, the cup 12 and the three parts that make up the valve stem can all be made by deep drawing. Preferably all of these parts are made of stainless steel.
In use, the can is inverted and liquid flows through the opening 11, passes along the cup 24 through the opening 15 and from there into the measuring chamber 32. In order to ensure that this flow can occur sufficiently quickly, the cross section of the path is along which the liquid flows in order to reach the measuring chamber, selected such that it is at no point smaller than a certain minimum value, which depends on the viscosity of the liquid. Typically, the cross section should not be less than about 6 or 7 mm 2, depending on the viscosity of the liquid. The user presses the valve stem 21 against the force of the spring 31.
This brings the outer surface of section 26 of intermediate piece 23 from the valve stem into sealing contact with the round, inner surface of lower valve seal 17, thereby isolating measuring chamber 32 from the rest of the contents of the can. Continued pressing of the valve stem brings the transmission channel 29 into connection with the measuring chamber, so that the liquid can flow from the measuring chamber through the transmission channel 29 into the interior of the tube 22 of the valve stem 21 and from there through the outlet opening 28 to the outside.
The arrangement of FIG. 2 is similar in many respects to that of FIG. 1. Parts in FIG. 2 that correspond to parts in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, but by adding 100. Because of the similarities, the Parts of FIG. 2 are not described in detail, but only a number of differences are pointed out.
The lower valve seal 17 of FIG. 1 is replaced by an elongated and therefore more flexible seal 117. The seal 117 is of a generally cylindrical shape, the upper and lower portions of which are thicker than an intermediate portion thereof. The construction of the seal 117 is less suitable for clamping the valve stem in its operating position than the construction of the seal 17. The sealing ring 18 of FIG. 1, on which the valve seal 17 rests, is replaced by an outer cup 118 which holds the cup 112 surrounds, which forms the measuring chamber, and which is held at its upper end between the cup 112 and the valve body 103. This enables the shape of the valve body to be simplified by omitting the step 7.
It should also be mentioned that, in addition to an opening 111 in the lower end of the valve body, lateral openings 111a are arranged.
The construction of the valve stem 121 differs from the valve stem 21 of FIG. 1 in different points. First, the intermediate piece 123 does not have a flange at its upper end, and in its place an annular collar 125 is formed on the outside of the upper tube 122 to press against the upper valve seal 116. Furthermore, the lower cup 124 has a step-like shape, and the upper end of the cup extends radially outwards, up to close to the inner wall of the valve body 103. This creates a guide for the valve stem when it is moved up and down, thereby reducing the deflection of the valve stem and reducing the risk of damage or jamming of the valve.