CN102066209A - 用于可流动物质的容器和排空装置 - Google Patents

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Abstract

用于可流动物质的容器，包括具有出口13的刚性凹形下部10和由柔韧性薄膜构成的上部11，所述柔韧性薄膜具有基本与所述下部10的内轮廓成镜面反向的凸形形状。所述上部和所述下部是半球形的，其中在容器的排空状态下所述薄膜11邻接于所述容器下部的内轮廓。压缩空气被应用于所述容器的上部以进行排空。所述出口13包括具有圆盘30的封闭件29，所述圆盘30能够围绕与所述出口13的开口部分偏离的轴线旋转并具有用于容纳分配接头32的通道31。

Description

用于可流动物质的容器和排空装置
背景技术
在电子学、牙科医学或一般的连接技术应用领域中对可流动物质(例如粘合剂、密封材料和模塑材料)的计量中，可流动物质的绝对无气泡的应用具有重要的意义。特别是在基板上施加极少量的物质的自动化的生产过程中，粘合剂中气泡的存在导致产生有缺陷的部件，从而产生次品。
除了要对所有部件进行检查以筛选有缺陷的部分之外，气泡的出现通常还导致须停止整个装置并耗费时间对其进行清洁。在存在气泡的情况下，计量的量越小，产生的次品越多。
对于贵重的粘合剂和密封剂以及牙科印模材料通常为用户提供商用刚性一次性容器作为主容器。该容器通过机械地或由压缩空气推进活塞来排空。经验显示，以无气泡方式填充和密封的容器在到达用户时都充满了气泡。
解释如下：许多单组份粘合剂在其整个贮存期间都必须被冷却或深度冷冻以避免过早固化。温度低于室温时，由于热膨胀系数的不同导致被填充的液体的收缩程度大于主容器的刚性塑料材料。液体物质在低温下将转变为部分地与容器壁脱离的固体块状。此过程将在容器腔中产生真空，从而将可通过具有摩擦的、固定的密封活塞或还可能通过前盖将空气吸入容器中。当容器中物质再融化时，即可发现气泡遍布于液体物质中。当容器经过多次冷冻与融化过程，逐渐回滑的密封活塞每次将更多的空气吸入填充室内。
可观察到在无需深度冷冻的物质中也存在相同的情况。如果在常温下将粘合剂装入容器，那么，该粘合剂在较高的温度下(例如，在夏天)贮存时将膨胀，从而将具有摩擦但可移动的密封活塞向后推动。之后，当温度冷却至室温时，粘合剂将收缩而密封活塞由于其摩擦仍保持在其回滑的位置。由此产生真空并将空气经过活塞吸入填充室中。如果通过空运货物方式运送该容器，在每个起飞及降落过程中的温度变化将导致密封活塞明显地向后移动。
综上所述，可以推出以原有的绝对无气泡的方式填充的容器在运送与贮存之后到达用户时不再是无气泡的，而将这种容器应用于生产中可导致严重的问题。
如果用于计量的开放的包装(例如开口的瓶或没有活塞的容器)长时间地暴露于压缩空气中，则原有无气泡的、粘性的流体也可充满气泡。在此期间，压缩空气渐增的部分将溶解于物质中。当该物质离开计量阀暴露于正常的大气压下时，溶解于其中的气体将膨胀，从而可发现先前无气泡的物质中将出现许多小气泡。
可观察到具有活塞的、通过压缩空气排空的填充容器也存在相同的现象。如果推进的活塞与活塞壁之间存在泄露，压缩空气将经过活塞到达液体，并随着时间的推移溶解于该物质中。
如果用柔韧性薄膜代替容器的刚性壁，则可能存在长期安全的、甚至在变化的温度下实现计量容器内的可流动物质的无气泡的解决方案。根据文件DE10311080A1，可流动的物质仍然装于常规的刚性容器中。然而，具有由柔韧性薄膜组成的活塞头的固体外部环构成密封活塞。由温度引起的物质的体积变化提起柔韧性薄膜，而活塞不移动。该解决方案的缺点在于，当通过压缩空气进行排空时，空气将经过活塞环与容器壁之间到达填充物质。另一方面，当填充物质被机械地向外挤压时，高压将推动物质环形地经过活塞，这将导致污染和物质的损失。
用于可流动物质(例如牙科材料、粘合剂和密封剂)的商用包装是在前后端均由金属片封闭的薄的复合薄膜，参照公开文件EP 0 541972 A1、DE 91 03 038 U1、EP 0 787 655 A1和DE 43 35 970 A1。填充过程通过使用传统的“香肠填充设备”以无气泡的方式进行。
为了确保精确并纯净的排空提供了一端具有分配端口的圆柱管状袋，但该分配端口常常滑落或被粘在袋上。为了排空，在分配端口范围内的薄膜将被机械地切割掉。
这种薄膜容器有两个主要的缺点：
已发现，对于稀的可流动的物质或成分，金属末端封闭是不够紧密的。这是由于形成软管的复合薄膜须从较大的直径减少到很小的直径。这必然会产生褶皱，允许甚至在使用非常强的密封金属片情况下少量液体向外泄露。经过长的贮存期，填充物质中的低粘度的成分通过毛细管作用向外泄露，并将整个包装袋污染。为了保护销售包装以及在拆装时保护用户双手，这种类型的薄膜容器将优选地装在塑料袋内进行运送。通过低粘度成分的泄露，原有的填充物质的组成发生改变，这是另一个缺点。
当容器通过分配装备进行排空时，在薄膜袋的缺口位置上的液体成分的泄露加强了。在这种情况下，较高的分配力施加于薄膜盖上，在该压力下泄露的液体将污染分配设备。
该薄膜容器的第二个主要的缺点是关于无气泡的计量，在容器末端折叠的薄膜和粘合的分配端口之间存在难以去除的空气。当薄膜袋被自动地用尖状物穿孔时(参照文件EP0787655A1)，将在薄膜袋和分配端口末端之间进一步产生大量空气。当薄膜容器排空时，由分配力驱动的空气将在不可预知的时间以气泡的形式泄露而产生浪费。
文件JP 07 171 461 A和EP 1 331 174 A1公开了另外的相似的薄膜容器。作为一般的特征，商用薄膜容器具有通常被折叠或被焊接入软管的圆柱形薄膜软管。分配过程可通过压缩空气或机械驱动的活塞而实现。为了避免容器的薄的薄膜或焊缝在较高的分配压力下被撕裂，薄膜容器被放置于稳定的、圆柱形的套筒。套筒的内直径和薄膜容器的外直径彼此非常精密地匹配。若薄膜软管过大，则不能插入套筒内，而薄膜尺寸过小则排空时压力可使其破裂。
当容器排空时，产生的内压力强力地将容器的薄膜软管压向套筒的壁。当容器排空时，薄膜沿套筒壁的轴向方向移动并失控地折叠。这意味着，在排空时会产生较高的对抗排空力的摩擦力。
该摩擦力一方面依赖于填充物质的粘度、排空力、焊接薄膜的重叠范围以及薄膜软管的外直径与容器内直径之间的差值。另一方面，该摩擦力还非常依赖适当的排空过程。当薄膜软管开始折叠时摩擦力是很小的，而其在排空过程中逐渐增加并在排空过程的末端增加到极点。
如果容器通过恒定的空气压力排空，则由于上述的摩擦力作用在限定的时间单位内分配的计量差别很大。由此，得出原则上该装置不适用于大多数的计量。即使该装置具有了机械上的进步，但分配量的强烈变动也须预计。
残量的排空也存在另外的缺点。通过薄膜在排空过程中不规则地折叠，将形成封闭的腔并在该腔内有不能再被挤压出的填充物质。
权利要求1的前序部分说明的具有上述概念的容器在文件CH 605328 A5中已知。在该文件中将该容器作为药物容器，允许老年人也可简单地操作。上述的无气泡的问题此处没有进行讨论。
发明内容
本发明的目的为提供用于可流动物质的计量容器和用于排空所述容器的装置，其中所述物质被确保在温度与压力的大幅变动下的贮存与运送过程中、以及在容器的更换与排空过程中是无气泡的。
当施加均匀的分配压力时，还应确保在预定的时间单位内分配均匀的计量。所述分配的均匀计量应被保持贯穿于从充满的容器排空至几乎为空的容器的整个计量过程。
权利要求1、3和4所述的容器与权利要求15所述的装置满足本
发明的目的。
本发明的优选实施方式将在从属权利要求中进行详细解释。
附图说明
在图中，示出：
图1是解释本发明的基本原理的被填充的计量容器的主体部分的纵向剖视图。
图2是与图1所示容器相似的容器部分在被填充前的示图。
图3是与图1所示容器相似的包括压力室的容器部分示图。
图4是处于未填充状态的容器下部的部分示图。
图5是与图4所示容器相似的、容器下部带有中断的凹槽的部分示图。
图6是在出口附近多个位置上的深拉薄膜的部分示图。
图7示出带有填充状态探测器的容器下部。
图8是封闭件处于闭合位置的容器下部的部分示图。
图9是封闭件处于开启位置的容器下部的部分示图。
图10是排空装置的示图。
图11是具有封闭膜的容器下部的另一种实施方式的部分示图。
图12是对应于图11的封闭膜开启的示图。
图13是具有不同容器出口的容器下部的另一种实施方式的部分示图。
具体实施方式
图1示出了计量容器14的主体部分，该容器没有压力室也没有封闭件。容器14的下部10由合成树脂制的注塑件构成，并具有旋转对称(例如球形)的内轮廓。在底端提供出口13(在图中仅示意性示出)，在上端具有周边法兰12。
容器14的上部由优选的厚度为50μm至500μm之间的薄膜11构成，该薄膜的形状与下部10的内轮廓基本形成反向对称。薄膜11由填充物质不可渗透的物质构成，例如PE或PET塑料薄膜、或由覆盖有铝的复合塑料薄膜。薄膜11的塑形可通过深拉过程实现。
某些物质在贮存过程中需要一定量的氧气或其它气体以防止该物质过早固化。由于这种可溶气体在贮存期间被消耗掉了，因此必须不断地从大气中向该物质提供氧气。如果薄膜11是可渗透氧气的，则可通过薄膜不断地、均匀地特别是大面积地补给氧气。
上部和下部通过在法兰12的最大直径处的粘合或焊接而被相互密封。如果该装置通过其入口或出口被无气泡地填充并密封，可获得相对于外环境密封的计量容器。该容器14可在填充之后封闭，使得在贮存或运送过程中不会有空气或外部物质侵入容器，而容器14中的填充物质也不会向外泄露。即使是由极端的温度变化引起的填充物质的体积变化也被薄膜11的柔韧性完全补偿，从而使容器14中不会产生过压和真空。
图2示出了填充液体之前的容器14。柔韧性薄膜11向内弯曲并与下部10的内轮廓紧密邻接。出口13处的所有残留空气量将通过真空吸取。随后，在真空条件下将液体压入容器14。
图3示出了带有圆柱形主体18的容器14，该圆柱形主体与法兰12一体形成或与法兰紧密相连，该圆柱形腔的顶端由双壁的盖19封闭。圆柱形主体18和盖19用于保护柔韧性薄膜11不受机械损伤和光的照射。盖19由通过多个垫片20而彼此相连的两个圆盘形壁21构成并具有未对齐的压力平衡孔22。
要以无气泡的方法填充容器14，需将薄膜11挤压或吸引至刚性下部10的内轮廓上。剩余的体积通过出口13暴露于真空，随后开始从下部填充容器14。
要进行排空，需将容器14与压力室相连或插入压力室(进一步的解释参照图10)，该压力室至少将圆柱形主体18的上部大部分密封地围绕。通过孔22流入的压缩空气均匀地作用于薄膜11，并将液体均匀地从容器14挤压经过出口13。当圆柱形主体18和容器下部10均被设计成薄壁形式以节省重量和成本时，将压力室被设计为在排空过程中环绕除出口13以外的整个容器14和圆柱型主体18的形式是有利的。
容器14的计量的排空通过薄膜均匀地受压(例如使用压缩空气)而实现。在法兰12处的紧密的边缘密封防止了空气向容器14内的侵入。在整个排空过程中薄膜11自身非常均匀地变形而不产生任何阻力，因为既不存在壁摩擦而薄膜也不会由于进给运动而折叠。
如果通过液压液体将压力作用于薄膜11，则容器14也适用于体积的计量。
当排空过程结束时，薄膜11将齐平地贴于容器下部10的内轮廓上而不折叠。因为在整个排空过程中薄膜11的变形不受任何力，所以在固定的时间单位内在恒定的空气压力下分配的计量也保持不变。
图4示出具有凹槽25的容器14的下部10，凹槽25向容器14的出口13径向地延伸。凹槽25确保随着时间推移液体的分配量保持不变直至整个容器被排空。在出口13附近提供突出的连结板26以防止薄膜11在排空过程接近结束时阻挡出口13的开口部分从而阻止或抑制完全排空。连结板26使薄膜11与出口13的开口部分之间保持一段距离，以确保液体可自由流出直至容器14完全清空。
在粘合剂的加工生产线上，尤其是在容器的排空过程接近结束时，需要与可用的剩余量相关的信息。只有这样才能及时更换容器以避免错误的计量。在常规的容器中，其可通过例如对封闭活塞位置的探测而实现。这对于此处描述的容器14是不可行的，因为其背部是由柔韧性薄膜11密封的而不是刚性的活塞。在排空过程中薄膜不规则地变形并因此不易作为填充状态的指示。然而，接近排空结束时，薄膜11将与下部的内部轮廓邻接。
如图5示出的实施方式中，部分连结板26在出口13(此处未示出)附近被中断。在下部10的外表面的范围27内安装有电感或电容式的传感器41，其信号被提供给评估电路(未示出)。
如图6所示，提供了具有凹槽28的薄膜11，该带有金属片40的凹槽位于容器下部10的范围27内，该金属片40可能是圆形的，被放置于凹槽28内。
图7示出处于排空状态的下部10，其中薄膜11邻接于下部10的内壁上。在该状态下由传感器41探测金属薄膜40。
由此，在容器出口13附近的薄膜11的邻接将被探测到，从而提供粘合剂剩余量的指示。由于薄膜11并不是同时邻接容器壁的所有位置，所以薄膜11的位置由多个(例如四个)边缘的位置探测。当薄膜11邻接于多个位置中的一个位置时，评估电路可给出更换容器的预先警告。当薄膜邻接例如三个位置时，系统可关闭整个设备以避免错误的计量。
如果要保持贯穿整个计量过程直到物质由下游的计量阀分配时的填充物质是无气泡的，必须确保计量容器14与计量系统的供给软管连接时，没有空气侵入。
此外，当使用商用容器封闭时，上述容器14开启时薄膜11存在附加的问题。例如，如果是低粘度的产品，当移除密封罩时填充物质将流出，因为柔韧性薄膜11不能像容器活塞一样将物质保留。另一方面，如果出口向上，则由于填充物质的重量和柔韧薄膜11容器14将吸入空气。
为了解决这个问题，如图8所示，在容器14下部10的出口13的末端设置圆盘30，该圆盘的平表面可将出口13密封。容器14的液体33与该表面无气泡地邻接。在贮存与运送过程中，环绕的密封唇35(例如O形环)提供最大限度的密封性。
旋转对称的圆盘30被安装为能够围绕与出口13偏离的轴线而旋转。圆盘30具有用于容纳供给软管的接头32的通道31。通道31呈圆锥形或半球形并由外向内逐渐变细(如图8和图9中从下部向上部)，通道31的直径和接头32的直径之间的差值从开始的正值直到至少为零或更小。通道31的特殊形状避免了插入接头32时气垫的产生。供给软管导向下游的计量阀(未示出)。
通过圆盘30围绕其轴的转动，接头32直接移动至容器14的出口13下方并由弹簧34向通道31内压入一小段距离(参照图9)。如果供给软管被液体完全充满，则可确定在生产线连接时没有空气侵入。因为出口13从来没有对外部环境开放，所以不可能有物质流出或吸入空气。上述的薄膜作用对此没有影响。计量容器14实现以无气泡方式的连接与更换。
在实践中，在生产日计量容器14可以仅排空一部分。该部分填充的容器须在冷却或冷冻的条件下贮存过夜、过周末或直到处理下一个生产订单时。如图8和图9所示的设置防止了部分填充的计量容器14在生产线上移除与再连接过程中的不需要的空气的侵入，并确保了可靠的、无故障的生产过程。
图10示出包括具有刺刀形密封罩51(在文件EP 0 532 945 A1中已知)的压力容器50的排空装置。接头32由中间壁52上的压力弹簧34支承，该中间壁还承担向上耸立的止动销53。与接头32耦合的供给软管54导向外部的连接件55。
压力容器50具有使其与所围绕的放置于其中的容器14之间存在较小间隙的内直径。当罩51关闭时，带有图3所示的圆柱形体18的容器14被向下挤压至弹簧34支承的接头32上，使得接头32居于圆锥形或半球形的开放通道31的中心。同时，止动销53嵌入存在于容器14的密封圆盘30中的螺栓孔57内。对于随后的锁定，罩51围绕压力容器50旋转，其中罩带动容器14而圆盘30由止动销固定。以此方式，容器14开启的同时压力容器50关闭，因此，容器14可通过供给软管54导入压力容器50中的压力而排空。
顶端开启的接头32防止了发生于松散的或向下开启的生产线中的液体从供给软管54流出。另外，所述配置无需在接头32中设置阀门，其会导致对流量的阻碍以及更高的清洗需求。
在可选择的实施方式中，将在容器14的出口13上直接安装狭窄的、柔软的、弹性的密封膜60。图11示出由膜60密封的下部，图12示出其开启状态。膜60提供在组装过程中针对液体意外流出或空气吸入的足够的阻力。
图13所示的可选择的实施方式中，出口13的膜60由具有窄通孔(毛细管)63(例如直径从0.1至1.0mm)的插入件62替代，该插入件通过流动阻力防止液体的意外流出。
参考标号列表
10 下部
11 薄膜
12 法兰
13 出口
14 计量容器
18 主体
19 盖
20 垫片
21 圆盘形壁
22 压力平衡孔
25 槽
26 连结板
27 中断范围
28 凹陷
29 封闭件
30 圆盘
31 通道
32 接头
33 液体
34 弹簧
35 密封唇
40 金属片
41 传感器
50 压力器皿
51 罩
52 中间壁
53 止动销
54 供给软管
55 连接件
57 螺栓孔
60 密封膜
62 插入件
63 窄通孔

Claims (19)

1.用于可流动物质的容器，包括具有出口(13)的刚性凹形下部(10)和由柔韧性薄膜构成的上部(11)，所述柔韧性薄膜具有基本与所述下部(10)的内轮廓成镜面反向的凸形形状，所述容器的特征在于，所述出口(13)包括具有圆盘(30)的封闭件(29)和用于容纳分配接头(32)的通道(31)，所述圆盘(30)能够围绕与所述出口(13)的开口部分偏离的轴线旋转。
2.如权利要求1所述的容器，其中所述通道(31)逐渐变细，以使所述通道(31)的直径与所述分配接头(32)的直径之间的差值从正值下降到至少为零。
3.如权利要求2所述的容器，其中所述通道(31)是圆锥形或半球形的。
4.用于可流动物质的容器，包括具有出口(13)的刚性凹形下部(10)和由柔韧性薄膜构成的上部(11)，所述柔韧性薄膜具有基本与所述下部(10)的内轮廓成镜面反向的凸形形状，所述容器的特征在于，所述出口(13)由具有凹槽的薄膜(60)封闭。
5.用于可流动物质的容器，包括具有出口(13)的刚性凹形下部(10)和由柔韧性薄膜构成的上部(11)，所述柔韧性薄膜具有基本与所述下部(10)的内轮廓成镜面反向的凸形形状，所述容器的特征在于，所述出口(13)具有至少一个导通毛细管(63)。
6.如权利要求5所述的容器，其中在所述出口(13)内提供具有多个所述导通毛细管(63)的插入件(62)。
7.如上述任一项权利要求所述的容器，包括围绕所述上部(11)并与所述下部(10)相连接的主体(18)。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述主体(18)由双壁式盖(19)封闭，所述双壁式盖的两个圆盘形壁(21)具有未对准的压力平衡孔(22)。
9.如上述任一项权利要求所述的容器，其中所述下部(10)和所述上部(11)基本为半球形，所述上部(11)密封地固定于所述下部(10)的向外凸起的法兰(12)处，所述法兰在所述下部的赤道平面内延伸。
10.如上述任一项权利要求所述的容器，其中所述下部(10)具有向所述出口(13)径向延伸的内凹槽(25)。
11.如权利要求(10)所述的容器，其中所述凹槽(25)的深度向所述出口(13)的方向逐渐增大。
12.如上述任一项权利要求所述的容器，其中所述下部(10)具有位于所述出口(13)附近的至少一个向内突起件(26)。
13.如上述任一项权利要求所述的容器，包括传感器(41)，所述传感器(41)位于所述下部(10)并用于探测所述薄膜(11)与所述下部(10)的内壁的邻接。
14.如权利要求13所述的容器，其中所述传感器(41)与所述薄膜(11)上的金属体(40)电感耦合或电容耦合。
15.如权利要求14所述的容器，其中多个传感器(41)位于所述出口(13)附近。
16.用于排空权利要求1至3与7至15中的任一项所述的容器的装置，包括：
用于容纳所述容器(14)的器皿(50)；
适合插入所述通道(31)内的分配接头(32)；以及
用于在所述分配接头(32)和所述容器(14)之间产生压力的装置(51、34)。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述器皿(50)被设置用于容纳所述通道(31)向下延伸的所述容器(14)，所述分配接头(32)适合于从下方插大所述通道(31)。
18.如权利要求16或17所述的装置，其中所述器皿是具有盖(51)的压力器皿(50)，所述盖(51)用于将所述容器(14)压向弹簧支承的所述分配接头(32)。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述压力器皿(50)包括与所述圆盘(30)中的保持开口(57)接合的止动销(53)。
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