CN101835688A - 传送少量流体的设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在制备环境下传送少量流体的装置和方法，所述装置包括：壳体(18)；轴(22)，该轴的尺寸被设定成配合在壳体的孔洞(42)内；柱塞(24)，该柱塞的尺寸被设定成配合在轴(22)的通道(46)内；以及电机(20)，该电机连接到轴，以用于使所述轴旋转。

Description

传送少量流体的设备及其使用方法

相关专利申请

本专利申请是提交于2007年10月26日的序列号为60/982,864的美国临时申请的非临时性提交。

如本文所公开的，本发明涉及传送流体的装置和方法。

背景技术

提供给消费者的许多医疗装置处于溶液中。在大多数情况下，由于这些产品的本质，导致医疗装置的包装内所包含的溶液量必须始终一致。隐形眼镜(特别是软性隐形眼镜)是通常置于溶液中被传送给消费者的医疗装置的实例。通常，隐形眼镜被封装在单次使用容器(被称为泡罩包装)中，与约1mL的溶液一起被传送给消费者。通常，在制造处理的最终步骤中，在对隐性眼镜进行密封和消毒之前将该溶液传送到泡罩包装内。

当最初制造隐形眼镜时，所述处理为手工处理，需要多个工人的干预。制造业的发展减少了手工处理的数量并提高了生产速度，但是提高速度经常给制造处理增加问题。现有机器可以将溶液传送到包装内，但是在高速下这种机器频繁发生故障并且无法始终一致地传送精确体积的溶液。当前的机器需要针对每一个包装使用单独的泵，这些泵必须在至少2.5秒内按照若干小的增量传送液体，以精确地投放约1mL的溶液。另外，在提高的速度下使用现有的溶液传送装置会使溶液中产生泡沫和气泡。这一状况会影响在消毒之前密封包装的另外的下游处理的能力。因此，如果存在改善这些问题的方法和装置将是有益的，以下的发明满足了这种需要。

附图说明

图1示出装置的透视图。

图2示出分解的装置的透视图。

图3示出装置的截面剖视图。

具体实施方式

本发明包括用于传送溶液的装置，所述装置包括：

连接到其的流体贮存器，

壳体，该壳体包括穿过其的孔洞(bore)、入口壳体孔和出口壳体孔，

其中所述壳体孔对齐，轴，该轴包括穿过其的通道，其中所述轴的尺寸被设定成配合在所述

孔洞内并在所述孔洞和所述轴之间提供流体密封性的密封，柱塞，其中所述柱塞的尺寸被设定成配合在所述通道的一部分内，以

在所述通道的第一末端和所述通道的第二末端之间滑动，并在所述

柱塞和所述通道之间提供流体密封性的密封，电机，该电机可操作地连接到所述轴，以用于使所述轴旋转，其中当

所述轴在孔洞内旋转时，所述壳体孔与所述通道对齐和不对齐。

图1至图3示出本发明的实施例。图1示出溶液传送装置10，该溶液传送装置10通过耦接头12连接到流体贮存器(未示出)。壳体18为方形，包含壳体孔16，壳体孔16位于所述壳体的相对两个壁上(示出了一侧)，并且彼此对齐以允许物体从一头穿到另一头。电机20附接到轴22。图2示出装置的分解视图。示出了壳体18、孔洞42、壳体孔16以及轴22、可滑动柱塞24和通道46。在该视图中，壳体18被置于U形外部框架26中。框架26的一个壁包含框架孔28(仅示出一个)。框架26用覆盖件36加盖，所述覆盖件36包含通道38和孔40(未示出)。通道38连接到耦接头12(未示出)。框架末端30a和30b连同O形环32a、32b和垫圈14一起使用，以帮助提供流体密封性的密封。配件44连接到框架孔28。图3示出装置的截面剖视图。壳体18的相对两个壁用加灰部分表示，轴22的内部用斜线表示。在通道46内柱塞24用水平线表示。在通道46内柱塞24上方的空间为填充空间48。

当使用装置10来填充包装时，流体通过耦接头12从贮存器流到或者被抽吸到通道38，并流到或者被抽吸到壳体孔16a、通道末端46a和填充空间48上。然后，轴22顺时针转动，壳体孔16a和通道末端46a由于轴22的运动而被关闭，从而将流体封闭在填充空间48内。当继续旋转时，通道末端46a与壳体孔16b对齐，通道末端46b与壳体孔16a对齐。壳体孔16a被暴露于来自流体贮存器(未示出)的压力(水头压力(headpressure))，响应于该压力，柱塞24滑动穿过通道46，从而将包含在填充空间48内的流体通过壳体孔16b排出。同时，来自贮存器的流体流过壳体孔16a以填充到由于柱塞24的运动而生成的填充空间中。当继续旋转时，装置10恒定地将体积一致的流体通过壳体孔16排出到配件44，以将其传送到隐形眼镜包装内。这一实施例可用于传送约100μL至约5mL的溶液，更优选地是约500μL至约2mL的溶液，更优选地是约750μL至大约1mL的溶液。

壳体、轴和柱塞由膨胀系数低的材料制成。优选材料是陶瓷，例如铝的氧化物(氧化铝)或铝的氧化物的组合以及其他组分，例如镁的氧化物、铬(III)的氧化物、铁的氧化物。一种市售材料由Resco Product公司制造并销售，商品名为Exceline FG-95。O形环32a和32b由有机硅、合成橡胶或氟橡胶制成。电机20必须能够使轴22旋转。这可通过使用旋转式分度电机(rotary indexing motor)来实现，所述旋转式分度电机包括下列非限制性实例：旋转式气缸、步进电机、伺服电机、电机/制动器组合等。

相对于流体贮存器，可使用外部泵将流体抽吸穿过贮存器，或者可利用重力使流体流动。优选的是，采用重力来将流体分送到壳体。当采用重力时，流体贮存器及其相关连接件的尺寸确定流体流到壳体的流量(cm³/s)。这一流量等同于流体从所述装置分送的流量。下面的公式示出了重力供应流体贮存器及其相关连接件的尺寸之间的关系。

如果知道水头高度(“H”)(即，流体贮存器中的流体至流体在壳体上的入口点的高度)以及将流体连接到壳体的软管的直径(“D”)，则可通过下式计算该流体的流量(Q，)：

流量＝流体的速度(米/秒)×喷嘴的截面面积(m²)

流体的速度(“V”)＝(2×重力加速度)的平方根

Q＝V·面积

$Q=\sqrt{2g\·H}\·\mathrm{\Π}{(D/2)}^2$

$Q=\sqrt{2(9.8m/s^2)\·H_{\left(m\right)}}\·\mathrm{\Π}{(D_{\left(m\right)}/2)}^2$

类似地，从装置到包装的流量(cm³/s)、流体的速度(cm/s)、剂量体积(cm³)和达到剂量的时间(s)以及装置的出口直径(D)之间的关系由下面的公式表明。

流量＝流体的速度(cm/s)×喷嘴的截面面积(cm²)。

例如，如果想要在0.5秒内投放950μL(0.950cm³)，则流量为1.9cm³/s。如果出口喷嘴的内径为2mm，则喷嘴的截面面积为0.031415cm²。这些数可用于计算流体的速度，即60.5cm/s。

另外，本发明包括在生产环境下传送少量流体的方法，所述方法包括：

将流体从流体贮存器传送到设备，所述设备包括：

壳体，该壳体包括穿过其的孔洞、入口壳体孔和出口壳体孔，其中所述壳体孔对齐，

轴，该轴包括穿过其的通道，其中所述轴的尺寸被设定成配合在所述孔洞内并在所述孔洞和所述轴之间提供流体密封性的密封，

柱塞，其中所述柱塞的尺寸被设定成配合在所述通道的一部分内，以在所述通道的第一末端和所述通道的第二末端之间滑动，并在所述柱塞和所述通道之间提供流体密封性的密封，

电机，该电机可操作地连接到所述轴，以用于使所述轴旋转，

使所述轴旋转，以使得所述柱塞向着所述通道的第二末端滑动，并使得流体从所述流体贮存器穿过所述入口壳体孔流到所述通道，

使所述轴旋转，以将包含在所述通道内的流体封闭，

使所述轴旋转，以将流体从所述通道穿过所述通道的所述第一末端和所述出口壳体孔排出，并使所述柱塞向着所述通道的所述第一末端滑动，使得来自所述贮存器的流体穿过所述入口壳体孔和所述通道的所述第二末端流到所述通道。

使用这种方法代替本发明的已知方法，可以极大地减少排出到包装内的气泡和泡沫的量。另外，由于本发明的优选方法使用重力来供应流体，所以使用本发明的设备和方法可以节省能源和设备成本。尽管本发明可用于精确地将少量流体传送到许多不同类型的包装，但是本发明的方法和设备特别适合于眼科镜片包装的封装溶液传送。在本专利申请中，壳体孔的数量增加，从而能够同时对多个包装进行投放。优选地，存在至少三个入口壳体孔和至少三个出口壳体孔。如本发明中所表明的，这种装置中通道的数量也为至少三个。

另外，如图所示，可利用垫圈、O形环等将不止一个的壳体连接在一起，以产生多个投放部位。

如本文所用，“眼科镜片”是指位于眼睛内或眼睛上的装置。这些装置可提供光学矫正或可以起到美容作用。眼科镜片包括(但不限于)软性隐形眼镜、人工晶状体、覆盖镜片(overlay lenses)、眼部插件和光学插件。本发明的特别优选的眼科镜片为按照美国药物命名(United StatesApproved Names)的etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、lotrifilcon A、lotrifilcon B、balifilcon A、polymacon、bafilcon、acofilcon A acquafilcon A、alofilcon A alphafilcon A、amifilconA、astifilcon A、atalafilcon A、bisfilcon A bufilcon A、crofilconA、cyclofilcon A、darfilcon A deltafilcon A、deltafilcon B、dimefilcon A、drooxifilcon A、epsifilcon A、esterifilcon A、focofilcon A、galyfilcon A、govafilcon A、hefilcon A hefilcon B、hefilcon D、hilafilcon A、hilafilcon B、hixoifilcon A、hioxifilconB、hioxifilcon C、hydrofilcon A、lenefilcon A、licryfilcon A、licryfilcon B、lidofilcon B、lidofilcon A、mafilcon A、mesifilconA、methafilcon B、mipafilcon A、nelfilcon A、netrafilcon A、ocufilcon A、ocufilcon B、ocufilcon C、ocufilcon D、ocufilcon E、ofilcon A、omafilcon A、oxyfilcon A、pentafilcon A、perfilcon A、pevafilcon A、phemfilcon A、senofilcon A、silafilcon A、siloxyfilcon A、tefilcon A、tetrafilcon A、trifilcon A或者xylofilcon A。本发明的更特别优选的眼科镜片为genfilcon A、lenefilcon A、lotrfilcon A、lotrifilcon B或者balifilcon A。最优选的镜片包括(但不限于)etafilcon A、nelfilcon A、hilafilcon和polymacon。

许多眼科镜片被封装在单独的泡罩包装中，在将镜片分送给用户之前被密封和消毒。在下列参考文献中公开了泡罩包装和消毒技术的实例：美国专利No.D435,966 S；No.4,691,820；No.5,467,868；No.5,704,468；No.5,823,327；No.6,050,398，No.5,696,686；No.6,018,931；No.5,577,367和No.5,488,815，这些专利全文以引用方式并入本文。

在本处理方法中使用的“封装溶液”可以是水性溶液。典型的溶液包括(但不限于)盐水溶液、其他缓冲液和去离子水。优选的水溶液为去离子水或者含盐的盐水溶液，这些盐包括(但不限于)：氯化钠、硼酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或者它们对应的钾盐。这些成分通常结合形成包括酸及其共轭碱的缓冲液，使得酸和碱的加入只会引起pH相对较小的变化。缓冲液还可以包括2-(N-吗啉)乙磺酸(EMS)、氢氧化钠、2，2-二(羟甲基)-2，2’，2”-次氮基三乙醇、n-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸、柠檬酸、柠檬酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸、醋酸钠、乙二胺四乙酸等以及它们的组合。优选地，封装溶液为硼酸盐缓冲或者磷酸盐缓冲盐水溶液或者去离子水。

本发明的上述说明非意在限制本发明，而仅是示出其使用。对于本领域技术人员而言，根据上述文本，被视为落入本发明范围内的其他修改将是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于传送溶液的装置，包括：

连接到其的流体贮存器，

壳体，所述壳体包括穿过其的孔洞、入口壳体孔和出口壳体孔，其中所述壳体孔对齐，

轴，所述轴包括穿过其的通道，其中所述轴的尺寸被设定成配合在所述孔洞内并在所述孔洞和所述轴之间提供流体密封性的密封，

柱塞，其中所述柱塞的尺寸被设定成配合在所述通道的一部分内，以在所述通道的第一末端和所述通道的第二末端之间滑动，并在所述柱塞和所述通道之间提供流体密封性的密封，

电机，所述电机可操作地连接到所述轴，以用于使所述轴旋转，其中当所述轴在所述孔洞内旋转时，所述壳体孔与所述通道对齐和不对齐。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述柱塞和所述通道的尺寸被设定成使得在所述柱塞被插入到所述通道中时，约100μL和约5mL之间的溶液能够被添加到通道中。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述柱塞和所述通道的尺寸被设定成使得在所述柱塞被插入到所述通道中时，约500μL和约2mL之间的溶液能够被添加到所述通道中。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述柱塞和所述通道的尺寸被设定成使得在所述柱塞被插入到所述通道中时，约700μL和约1mL之间的溶液能够被添加到所述通道中。

5.根据权利要求1所述的装置，包括至少三个入口壳体孔和至少三个出口壳体孔。

6.根据权利要求1所述的装置，包括：

两个壳体，其中每个壳体包括穿过其的孔洞、至少三个入口壳体孔和三个出口壳体孔，其中所述壳体孔对齐，

两个轴，其中每个轴包括穿过其的三个通道，其中所述轴的尺寸被设定成配合在所述孔洞内并在所述孔洞和所述轴之间提供流体密封性的密封，

六个柱塞，其中，每个所述柱塞的尺寸被设定成配合在所述通道的一部分内，以在所述通道的第一末端和所述通道的第二末端之间滑动，并在所述柱塞和所述通道之间提供流体密封性的密封。

7.一种在制备环境下传送少量流体的方法，包括：

将流体从流体贮存器传送到设备，所述设备包括：

壳体，所述壳体包括穿过其的孔洞、入口壳体孔和出口壳体孔，其中所述壳体孔对齐，

轴，所述轴包括穿过其的通道，其中所述轴的尺寸被设定成配合在所述孔洞内并在所述孔洞和所述轴之间提供流体密封性的密封，

柱塞，其中所述柱塞的尺寸被设定成配合在所述通道的一部分内，以在所述通道的第一末端和所述通道的第二末端之间滑动，并在所述柱塞和所述通道之间提供流体密封性的密封，

电机，所述电机可操作地连接到所述轴，以用于使所述轴旋转，

使所述轴旋转，以使得所述柱塞向着所述通道的第二末端滑动，并使得流体从所述流体贮存器穿过所述入口壳体孔流到所述通道，

使所述轴旋转，以将包含在所述通道内的流体封闭，

使所述轴旋转，以将流体从所述通道穿过所述通道的所述第一末端和所述出口壳体孔排出，并使所述柱塞向着所述通道的所述第一末端滑动，并使来自所述贮存器的流体穿过所述入口壳体孔和所述通道的所述第二末端流到所述通道。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述少量流体在约100μL和约5mL之间。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述少量流体在约500μL和约2mL之间。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述少量流体在约700μL和约1mL之间。

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