CN102574168B - 液体分配喷嘴的蒸气护套 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防止液体分配喷嘴结垢的装置。所述分配喷嘴的端部放置在箍的空心内部，所述箍运送所述喷嘴分配的相同溶剂。箍上的溶剂蒸发进入环与所述分配喷嘴之间的间隙，因此提供了蒸气护套或帮助防止分配喷嘴结垢的环境。

Description

液体分配喷嘴的蒸气护套

发明背景

1.技术领域

本发明涉及一种用于改进液体从喷嘴或类似装置的分配的装置。尤其是，本发明涉及一种在喷嘴的分配端部附近建立溶剂蒸气护套的装置，以防止由于溶剂蒸发导致的材料沉积在喷嘴端部产生的喷嘴结垢或堵塞。

2.现有技术

在液体分配技术领域，通常需要分配溶于载剂溶剂中的材料。存在许多可导致载剂溶剂蒸发的环境事件。这可能产生不希望的情况，因为当载剂溶剂蒸发时，固体材料可在分配喷嘴的端部形成。该固体材料结垢或堵塞所述喷嘴。因此，需要克服该问题的装置。

发明概述

本发明提供一种液体(fluid)分配喷嘴装置，其防止或最小化在喷嘴端部附近的溶剂蒸发。

本发明提供一种多孔或实心箍，其可放置在分配喷嘴的端部周围。分配喷嘴中的液体包括待递送至目标(例如，在药物应用中为活性成分)的成分，以及一种或多种载剂溶剂。存在于液体中经所述喷嘴分配的一种或多种相同载剂溶剂以如下所述方式提供至所述箍。产生了一种情况，其中所述箍被分配喷嘴内的一种或多种相同溶剂浸湿，或接近浸湿，使得在喷嘴端部周围局部环境中产生了蒸气护套。所述蒸气护套可在喷嘴端部，和/或可在喷嘴的分配端部周围。已经发现所述蒸气护套防止在喷嘴端部处的溶剂蒸发，因此防止喷嘴堵塞或结垢。

因此，在一个实施方案中，本发明提供了一种用于分配液体至目标上的装置。所述装置包括分配喷嘴，其具有发射液体至目标上的端部，其中所述液体包括溶剂。所述装置还包括箍，其具有空心内部和内表面。设置所述箍使得分配喷嘴的端部在所述空心内部内，而且使得所述箍的内表面与所述分配喷嘴的端部之间形成间隙。所述箍还具有存在于其中的溶剂。存在于所述箍上的溶剂蒸发进入间隙，以帮助预防在所述分配喷嘴的端部处的溶剂蒸发。

附图说明

图1表示本本发明的分配喷嘴安装组件的部件分解图；

图2表示完全组装的图1的分配喷嘴安装组件的透视图；

图3为图2的分配喷嘴安装组件的俯视图；

图4为图3的分配喷嘴安装组件沿4-4线截取的剖视图；

图5表示本发明的箍的俯视图和侧视图；

图6表示本发明的分配喷嘴安装组件的固定件(mount)的第二种实施方案；以及

图7表示图7的安装件的滴液垫板。

发明详述

参考附图，示出了分配喷嘴安装组件(mount assembly)10。组件10包括喷嘴12和箍20。箍20具有空心内部21和内表面22。如图所示以及如下详述，喷嘴12设置在穿过安装件(mount)30的孔36的顶端，且箍20安装在孔36的底端的镗孔内，使得喷嘴12的端部14位于空心内部21内。因此在分配喷嘴12的端部14与内表面22之间形成间隙25。包括一种或多种溶剂和通常至少一种其它成分(例如药物活性物质或聚合物)的液体(未示出)经喷嘴12并离开安装件30的底部32，分配至目标(未示出)上。

箍20被经喷嘴12以液体形式和以如下讨论的方式分配的相同溶剂(一种或多种)浸湿(saturate)。溶剂被按需要补充，以将箍20保持在所需的溶剂浸湿水平。不受限于任何理论，存在于箍20上或箍20内的液体溶剂蒸发进入内表面22与喷嘴12的端部14之间的间隙25，因此在间隙25内维持较高的溶剂蒸气浓度。这有助于防止喷嘴12内的溶剂蒸发，其有助于防止上面讨论的堵塞或结垢问题。因此，提供非常简单和廉价的装置，本发明改进了分配喷嘴的效率。

如图4所示，喷嘴12的端部14优选不延伸至滴液垫板(drip gasket)18的顶部表面之下(下文进一步详细讨论)，而且应当保持在箍20的空心内部21内。这将有助于确保间隙25内溶剂的蒸气压力防止喷嘴12结垢。然而，本发明还包括(contemplate)其中端部14实际上延伸至滴液垫板18的孔19内的实施方案。

箍20可由适合以上述方式在所需的浸湿水平保持溶剂的任何多孔性材料制成。在一个实施方案中，尤其对于药物应用，箍20由多孔性塑性材料，例如聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)制成。其它合适的聚合物包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、尼龙-6、聚氨基甲酸酯(PE)和PE/PP共聚物。这些聚合物可购自Porex Corporation(见 http: //www.porex.com/porous_mat.cfm)。

适合具体应用的材料的类型将取决于要通过喷嘴12分配的溶剂。例如，当所述溶剂为醇或丙酮时，PTFE特别适合。所述塑料可为多孔的或烧结的，使得所述溶剂以如下讨论的方式沉积在箍20的外表面23上，并经箍20的孔迁移至箍20的内表面21。在任何给定时间，所述溶剂可存在于内表面22、外表面23、或其两者上。当所述塑料为多孔的时，其可具有20％至80％范围、或其中任何子范围的孔隙率。

在另一实施方案中，箍20的材料完全不具备多孔性，只要其能够以所需方式保持溶剂即可，即通过在间隙25内产生所需的蒸气浓度。例如，至少在内表面22上具有高表面粗糙度的实心(即，非-多孔性)材料能够在内表面22上保持充足的溶剂，使得箍20保持湿润，并允许溶剂蒸发到间隙25中。

尽管在许多应用中，例如涉及药物活性物质的那些应用中，箍20常常需要由塑性材料制成，本发明包括用于箍20的其它材料。例如，箍20可由金属或纤维材料制成，其也可为多孔，或烧结的。

在所示实施方案中，箍20为多孔的圆环形环。具体参考图4和5，箍20可具有外径OD，其可对应于安装件30中的孔36的直径，其中喷嘴12被放置穿过该孔36。在一个实施方案中，所述外径OD可为大约0.336”至大约0.372”(英寸)，或精确地为0.336”至0.372”并且在上述范围的两个端值+/-0.005”。箍20还可具有内径ID，其可为大约0.217”至大约0.218”，或精确地为0.217”至0.218”并且在上述范围的两个端值+/-0.005”。箍20可具有的高度H为大约0.236”至大约0.32”，或精确地为0.236”至0.32”并且在上述范围的两个端值+/-0.01”。环厚度T可为大约0.077”或精确地为0.077”+/-0.005”。喷嘴12的端部14可具有的直径N为大约0.050”，或精确地为0.050”+/-0.005”。喷嘴12的端部14可在滴液垫板18的顶部表面以上高度A处，其可在滴液垫板18顶部表面以上大约0.024”，或精确地为0.024”+/-0.005”处。

箍20的内径与喷嘴12之间的间隙25应当具有合适尺寸，使得间隙25内溶剂或蒸气环境的蒸气压力足以防止喷嘴12内或喷嘴12的端部14处的溶剂蒸发，如上所讨论。在一个实施方案中，间隙25可为大约0.084”，或精确地为0.084”+/-0.005”的距离G，从喷嘴12的端部14至箍20的内表面测量。如在本发明中所使用的，涉及尺寸特征的术语“大约”是指所列数值，给定或采用测量公差。上面讨论的尺寸还可是准确值——例如，间隙25可准确地为0.084”，或箍20可具有0.32”的准确高度H。

需要强调的是上述尺寸仅用于具体实施方案，并且任何尺寸值的箍20将提供本发明所述的功能和特征。与箍20和间隙25有关的合适的尺寸将取决于所用溶剂的量和类型，以及喷嘴12的尺寸等。另外，尽管在所示实施方案中箍20为具有恒定内径ID、外径OD和厚度T的圆环形环，本发明包括箍20的其它环形，例如卵形、正方形、矩形、椭圆形，或任何其它可在间隙25内提供所需的蒸气压力的形状。

再次参考图1、2和4，组件20可具有连接至安装件30的底部32的滴液垫板18，其低于喷嘴12和箍20。所述滴液垫板18可捕获从箍20落下或滴落的溢流的溶剂。这有助于防止任何额外溶剂落在目标基板上。另外，滴液垫板18可提供更大的溶剂蒸发表面，因此保持目标不会受到过量溶剂，并可能有助于间隙25内所述溶剂的蒸气压力。参考图1和4，滴液垫板18可具有布置于其中的孔19，其对应于喷嘴12的端部14，使得离开喷嘴12并移动至目标基板的液体可穿过滴液垫板18。在一些实施方案中，可能需要在箍20的底部表面与滴液垫板18的顶部表面之间具有间隙或间距。这将防止滴液垫板18从箍20吸走溶剂。所述间隙见图4。

参考图1、2和4，组件10还可包括溶剂供给管40，其可经螺母42和套圈44与安装件30相连。管40可与溶剂源(未示出)液体联通，以确保箍20保持装载所需量的溶剂。溶剂可以以连续流动方法或断续流动方法通过管40供应至箍20的外表面23，或经过以预定间隔递送溶剂至箍20的装置(未示出)供应。在一个实施方案中，溶剂以10-20μL/分钟的速度经管40供应至箍20。虽然，在多孔箍的情况下，优选和易于向外表面22添加溶剂，但是本发明也可包括向箍20的内表面21添加溶剂。

使用时，箍20放置在安装件30的底部32中的孔36中，如图1所示。喷嘴12可用一个或多个柱塞28固定在合适位置。参考图3，安装件30可用一个或多个螺栓或紧固件37和垫圈38连接至机器的其它部件上。喷嘴12然后可以连接至分配液体源(未示出)，用于所需应用。

参考图6和7，表示安装件30的另一种设计，并参考标号130。安装件130在其顶部表面上具有分配开口112，分配器12的端部14可以穿过该开口112放置。箍20可放置在位于安装件130的底部表面中的凹口120内。安装件130还具有位于侧面的溶剂分配开口140，溶剂穿过该开口140供应至箍20。滴液垫板118具有匹配安装件130的底部中的垫板凹槽117的形状(如图7所示，其为正方形)，并且以该方式与安装件130连接。滴液垫板118与安装件130连接使得垫板孔119对应于分配开口112和箍20的内径，如上面对于安装件30所述。除了上述特征，使用安装件130的组件10的实施方案与如上面对于安装件30所述的相同方式工作。

组件10可以用于许多应用中，其中需要其供应液体至目标，例如药物、食品加工应用、或电子器件应用。分配液体的目标可为许多表面，例如但不限于金属、塑料、玻璃、木材、或食品。所述目标还可为用于药物应用，例如片剂、小胶囊、胶囊、或瓶托盘的基质。所述目标还可为用于电子应用的材料，例如电路板。所述目标还可为开口容器，例如瓶。所述目标还可为诊断或医疗设备。

除了供应至箍20的液体溶剂外，或代替供应至箍20的液体溶剂，溶剂蒸气流可以被泵送或递送至喷嘴12周围区域。该蒸气供应将大体上以与从箍20蒸发的蒸气相同的方式起作用，即在喷嘴12周围提供充分的蒸气环境，以防止喷嘴12上或喷嘴12内溶剂蒸发。在任何提供合适安全措施的实施方案中，可以使用加热增加溶剂蒸发。

因此具体参考一些实施方案公开了本发明，在不违背本发明的精神和范围的前提下，可进行的各种变化和改进是显而易见的。

Claims (16)

1.一种用于分配液体至目标上的装置，其包括：

分配喷嘴，其具有发射液体至目标上的端部，其中所述液体包括溶剂；

多孔箍，其具有空心内部、内表面和外表面，其中所述多孔箍被定位为使得所述分配喷嘴的所述端部在所述空心内部内，并形成所述多孔箍的所述内表面与所述分配喷嘴的所述端部之间的间隙；

用于保持所述分配喷嘴和所述多孔箍的安装件，所述安装件具有穿过其中和具有顶部开口和底部开口的孔，其中所述分配喷嘴位于所述孔的所述顶部开口内，且其中所述多孔箍位于所述孔的所述底部开口内；和

溶剂供给管，其用于供应所述溶剂至所述多孔箍，其中所述溶剂供给管以选自连续、断续和以预定间隔的方式供应所述溶剂至所述多孔箍的所述外表面，以在间隙中维持蒸气护套。

2.权利要求1的装置，其中所述多孔箍为圆环形多孔箍，其具有恒定的内径、外径和环厚度。

3.权利要求1的装置，其中所述多孔箍为多孔性塑性材料。

4.权利要求3的装置，其中所述多孔性塑性材料为聚合物。

5.权利要求4的装置，其中所述聚合物选自：聚丙烯、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、尼龙-6、聚氨基甲酸酯、聚乙烯/聚丙烯共聚物，及其任意组合。

6.权利要求5的装置，其中所述聚合物选自聚丙烯、聚四氟乙烯，及其组合。

7.权利要求1的装置，其中所述多孔箍具有多个孔，且所述溶剂存在于选自以下的区域：所述多孔箍的所述内表面上、所述多孔箍的孔的内部，和其组合。

8.权利要求1的装置，其中所述多孔箍具有20％至80％的孔隙率。

9.权利要求1的装置，其中所述安装件还包括底部表面，滴液垫板连接于该底部表面上，其中所述滴液垫板接收从所述多孔箍溢出的所述溶剂。

10.权利要求1的装置，其中所述多孔箍具有选自卵形、正方形、矩形和椭圆形的形状。

11.权利要求1的装置，其还包括用于提供热量以帮助从所述多孔箍蒸发所述溶剂的热源。

12.权利要求1的装置，其中存在于所述多孔箍上的所述溶剂蒸发进入所述间隙，以帮助防止在所述分配喷嘴的所述端部的溶剂蒸发。

13.权利要求1的装置，其中所述溶剂供给管通过连续流动或断续流动供应所述溶剂至所述多孔箍的所述外表面。

14.一种分配液体至目标上的方法，所述液体包括溶剂，所述方法包括：

提供用于保持分配喷嘴和多孔箍的安装件，所述安装件具有穿过其中和具有顶部开口和底部开口的孔，其中所述分配喷嘴位于所述孔的所述顶部开口内，且其中所述多孔箍位于所述孔的所述底部开口内；

在所述分配喷嘴内供应所述液体，所述分配喷嘴具有端部，经过该端部所述液体被分配至目标上；

放置所述分配喷嘴的所述端部在所述多孔箍的空心内部中，其中所述多孔箍具有内表面和外表面以形成所述分配喷嘴的所述端部与所述多孔箍的所述内表面之间的间隙，其中所述多孔箍在所述内表面的至少一部分上具有溶剂；

使得所述多孔箍的所述内表面上的溶剂蒸发进入所述间隙；

以选自连续、断续和以预定间隔的方式供应另外量的所述溶剂至所述多孔箍的所述外表面，以在间隙中维持蒸气护套；

并分配所述液体至目标上。

15.权利要求14的方法，其还包括供应热量至所述多孔箍、所述间隙、或两者的步骤，以帮助蒸发所述溶剂。

16.权利要求14的方法，其中所述供应通过连续流动或断续流动得以继续。