CN103118801A - 计量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于流体的计量分配的计量装置，在该装置中，储存容器与计量头连接，其中，心轴在该计量头中被引导且具有用于传输流体的通道。

Description

计量装置
技术领域
本发明涉及一种用于流体的计量分配的计量装置，在该装置中储存容器与计量头连接，心轴在计量头中被导向且具有用于流体输送的通道。
背景技术
在现有技术中已知许多用于流体的计量分配的计量装置。
因此，例如在EP 0 473 892 A2中，描述了一种无菌流体的流体分配装置，其中，储存容器与启动按钮连接，活塞-汽缸系统被提供用于输送流体。对于这种流体分配装置而言，实现充分密封是有问题的。这种流体分配装置的密封是重要的，尤其对于实现用于敏感流体的无菌系统。这种具有活塞-汽缸系统的流体分配装置还具有不能够始终精确地确定输送量的缺点。这种流体分配装置，如在EP 0 473 892 A2中所描述的流体分配装置，如果眼药水被意图用作无菌流体的话，则其也存在困难。对于该应用情况，采用所谓的“微动力效应”实际上是很重要的。同样，利用活塞-汽缸系统来产生这样的微动力效应并不简单。
发明内容
由此，因此，本发明的目的在于提出一种计量装置，其中，一方面，实现高度密封以使流体的无菌供给成为可能，并且利用该系统，可额外地实现微动效应。
具有根据本申请权利要求1的特征组合的计量装置可实现该目的。从属权利要求披露了有利的改进。
因此，根据本发明，提出了根据本申请权利要求1的计量装置，其中，在操作状态中，储存容器与计量头连接，心轴在计量头中被引导且具有连接排出阀和进给阀的通道。
令人惊奇的是，由于根据本发明的代替活塞-汽缸系统的心轴系统的构型，因而可实现系统的完全高度密封。因此，可以实现一种无菌且可靠的流体计量。根据本发明的构型另外还具有优点：由于上文描述的设计，排出阀可以多种方式进行配置，例如还可以使用球阀配置。与使用球阀有关的优点在于：例如球阀可被配置成涂覆银的金属球从而可施加微动效应。根据本发明的计量装置的另一优点在于这样的事实：从体积的观点看，可实现待供给的流体的可靠且精确的计量。因此，由于新型的心轴系统，根据本发明的计量装置提供了高度的无菌性和操作可靠性。
有利地，因此，根据本发明的计量装置被构造成使得心轴在计量头和泵壳内被引导，被配置成圆柱形部件的心轴具有中心钻孔，该中心钻孔于是形成通道。这样构造的优点在于：由此可产生在排出阀和进给阀之间的最佳连接。优选地，通道被构造成在该通道朝向进给阀的方向上被加宽。因此，实现了将待吸入的流体最佳地输送到与进给阀配合的通道中。根据本发明的另一基本元件在于：在具有心轴的情况下，通道在排出阀方向上被调整尺寸以便排出阀接合到通道中。因此，通道被调整尺寸且配置在出口侧上以便其与排出阀配合，且排出阀可以多种方式配置以实现最佳密封。因此，通道优选地应具有小的长度以可实现小的残余量。
对于根据本发明的计量装置而言，很明显，如现有技术中已知的，例如波纹管或箔袋可被设置在储存容器中。由于波纹管和内袋或箔袋的固有材料厚度，波纹管和内袋或箔袋努力返回至其原始位置，由此产生吸力，这能够实现进一步改善的密封。
优选地，储存容器为圆柱形容器且开口设置在形成颈部的渐缩区。尤其，储存容器的该实施方式是优选的。颈部的构造是有利的，以便锁定连接件可被设置在颈上、设置在外侧上，且利于将计量头连接至泵壳。因此，在该实施方式中，锁定连接件将储存容器连接至泵壳和计量头。优选地，在计量头中，优选具有集成密封功能的弹簧或波纹管被设置在计量头的内侧和锁定连接件之间。作为弹簧，优选地可使用由金属制成的弹簧。
此外，锁定连接件通过第一密封垫连接至储存容器的开口以改善密封被证实是有利的。因此，该第一密封垫优选地设置在颈部的端侧上，并且可用于使锁定连接件密封至泵壳。如果第二密封垫，实际上位于锁定连接件和心轴之间的第二密封垫被设置在泵壳的内部，则也可实现进一步的改善。因此，心轴被引导穿过该密封垫。
如开头已经说明的，根据本发明的计量装置的很大优势在于：由于心轴系统，而使得关于进给阀和排出阀的很多种变型是可能的。因此，例如，朝向容器的内部设置在内部的泵壳上的进给阀，可被构造成现有技术中本身已知的球阀的形式，或者使用塑性材料阀作为进给阀。因此，球阀按照现有技术中已知的球阀被进行构造，即球被设置在阀座中且由于不同的压缩比被传输，从而关闭或打开入口。如果使用球阀，则其可构造成包括两个环形部分，且通过心轴的启动使内环形部分提升离开环形平面。因此，实现开启，在相反的情况下，实现关闭。
关于排出阀，可能有多种实施方式。因此，排出阀也可被构造成球阀的形式。在该情况下，阀座被配置在心轴自身内。球及其配合的弹簧被设置在计量装置中的合适位置处，然后与阀座配合。
构造排出阀的另一可能性在于：提供波纹管或阀活塞来代替球。可提供波纹管式弹簧，其与塑性材料锥体一起形成排出阀。最终，排出阀也可通过特殊构造的锥体形成，锥体自身具有出口。而且如在阀的情况下所已知的，该锥体与球和弹簧配合。
为了产生微动效应，设置在阀中的球当然可用银涂覆。还可以使用陶瓷球、钢球、玻璃球或银-铜球。对于与球进行可操作连接的弹簧而言，可使用金属弹簧或者甚至使用涂覆有塑性材料的金属弹簧或者甚至使用塑性材料弹簧。
对于根据本发明的计量装置而言，如开始已经描述的，可提供波纹管或塑性材料袋或箔袋用于储存流体。因此，现有技术中本身已知的波纹管还可具有拖动活塞。对于根据本发明的计量装置而言，优选波纹管在至少一个折痕处具有接触装置，并且该接触装置与储存容器的内侧接触，。因此，利用接触装置，可实现通过储存容器的内侧接触的接触装置确保波纹管的最佳滑动。同样，波纹管或内袋由此可以维持其原始位置。
从选择材料的角度看，基本上本领域技术人员已知的所有材料可被用于波纹管和箔袋。优选的材料为聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和/或聚氨酯（PU）。为了改善微动效应，计量头自身也可选自上文所述的材料，除此之外还有添加剂，实际上优选地银可被一起加入。该添加剂在启动期间（即当流体穿过出口时）可与银接触，以便实现微动效应。
根据本发明的计量装置可尤其用于流体内容物或半固体内容物，例如凝胶、药膏或乳膏。
附图说明
通过随后的图1至图6，更详细地描述了根据本发明的计量装置。
图1示出根据本发明的具有波纹管的计量装置的第一变型；
图2示出根据本发明的具有内袋的计量装置的第二变型；
图3示出根据本发明的具有两个球阀和内袋的计量装置的第三变型；
图4示出根据本发明的计量装置的第四变型；
图5示出根据本发明的排出阀的变型；
图6示出根据本发明的排出阀的另一变型；
图7示出根据本发明的排出阀的其他变型；和
图8示出具有位于计量头中的波纹管和位于排出阀中的阀活塞的另一实施方式。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的第一计量装置，图1a示出当按压计量头时的计量装置，而图1b示出在缩回位置（即当使计量头松弛时）的计量装置。
图1示出一种计量装置1，其包括具有底部3的储存容器2。波纹管11设置在储存容器2中。开口4被设置在与底部相对的一侧，且计量头5被插入到开口4中。因此，计量头具有泵壳6、伸入到储存容器2内的进给阀7，以及排出阀9。通过设置在心轴8中的通道10，将进给阀7与排出阀9相连接。
附加地，以放大的形式示出排出阀9，计量头5具有开口16和球17，借助于设置在计量头内侧的弹簧18，球17封闭通道10。
同样，以放大的形式示出了塑性材料阀形式的进给阀7的闭合机制。
计量头5通过锁定连接件12与储存容器2连接，此处通过第一密封垫14以及设置在心轴8和锁定连接件12之间的第二密封垫15实现了密封。因此，计量头5通过弹簧13与锁定连接件12连接，弹簧13设置在计量头5的内侧和锁定连接件12之间。
当按压计量头5时，心轴8朝向储存容器2的方向移动且在泵壳6的内部产生增加的内压力。由于增加的内压力，进给阀7被关闭，同时排出阀9被由于内压力而压抵弹簧18的球17所关闭。因此，溶液从开口16排出。
在图1b中示出了松弛过程。由于溶液的排出，泵壳6内部的内压力减小。因此，弹簧18返回至其初始状态且向下挤压球17从而使排出阀9关闭。由于心轴8向上移动和排出阀9被关闭，结果泵壳6内部的压力下降，因此进给阀7打开。随后，实现了泵壳6的内部和波纹管11之间的压力均衡。在计量头5返回至其初始位置时，泵壳6的区域中的内压力变得几乎均衡，进给阀7被关闭。
当泵头释放时，实现了心轴8的向上移动。因此，在泵壳6的内部和通道10的内部产生吸力。该吸力导致流体穿过进给阀7同时流入泵壳6的内部和通道10的内部，另一方面，导致上部阀密封件（即，球17）朝向心轴通道的下出口22的牢固吸入。这具有进给阀7和排出阀9不再同时开启的效果。
在图2中，示出了可与图1比较的计量装置1，其贮藏储存容器2中的内袋40，而不是波纹管。
在图2a中还示出了当计量头被按压时的计量装置，而图1b示出在缩回位置（即当使计量头松弛时）的计量装置。
当计量头5被按压时，心轴8朝向储存容器2的方向移动且在泵壳6内部产生增加的内压力。由于增加的内压力，进给阀7被关闭，而排出阀9被由于内压力而压抵弹簧18的球17所关闭。因此，溶液可从开口16中排出。
在图2b中示出松弛过程。由于溶液的排出，泵壳6内部的内压力减小。因此，弹簧18返回至其初始状态且向下挤压球17以使排出阀9被关闭。由于心轴8向上移动且排出阀9被关闭，结果是泵壳6内部的压力下降，因此，进给阀7被打开。随后，实现了泵壳6内部和内袋40之间的压力均衡。在计量头5返回至其初始位置时，泵壳6的区域中的内压力变得几乎均衡，进给阀7被关闭。
当泵头释放时，实现了心轴8的向上移动。因此，在泵壳6的内部和通道10的内部产生吸力。该吸力导致流体穿过进给阀7同时流入泵壳6的内部和通道10的内部，另一方面，导致上部阀密封件（即，球17）朝向心轴通道的下部出口22的牢固吸入。这具有进给阀7和排出阀9不再同时开启的效果。
在图3中，示出根据本发明的具有类似于图2的内袋30的计量装置。该计量装置的额外不同之处在于：使用具有金属球的球阀来代替塑性材料阀作为进给阀7。
当计量头5被按压时，心轴8朝向储存容器2的方向移动且在泵壳6内部产生增加的内压力。由于增加的内压力，进给阀7被向下挤压的球20关闭，而排出阀9被由于内压力而压抵弹簧18的球17所关闭。因此，溶液可从开口16中排出。
在图3b中示出松弛的过程。由于溶液的排出，泵壳6内部的内压力减小。因此，弹簧18返回至其初始状态且向下挤压球17以使排出阀9被关闭。由于心轴8向上移动且排出阀9被关闭，结果泵壳6内部的压力下降，因此，进给阀7被打开。随后，实现了泵壳6内部和内袋30之间的压力均衡。在计量头5返回至其初始位置时，泵壳6的区域中的内压力变得几乎均衡，并且进给阀7被关闭。
当泵头释放时，实现了心轴8的向上移动。因此，在泵壳6的内部和通道10的内部产生吸力。该吸力导致流体穿过进给阀7同时流入泵壳6的内部和通道10的内部，另一方面，导致上部阀密封件（即，球17）朝向心轴通道的下部出口22的牢固吸入。这具有进给阀7和排出阀9不再同时开启的效果。
在图4中，示出了可与图1比较的计量装置1，该计量装置除了排出阀9内的弹簧26外，还具有锥体23。
具有出口的锥体23可移动地安装在球17和弹簧26之间，并形成排出阀9的上部区。当启动泵时，锥体23被向下按压以接近球17，且球17朝向心轴通道的下部出口被按压。
同时，排出阀9的腔室内的流体体积几乎完全由向下导向的锥体23所替代，且流体穿过锥体23中的出口25排出到外部，因此，阀腔室内的残余体积量最小。由于出口25存在于锥体23中，因此在锥体23一侧的流体无法排出。在流体出来后，锥体23通过内弹簧26继续向下挤压，以便球17被稳固地朝向心轴通道的出口24挤压，即阀形成紧密的密封。
当泵头释放时，实现了心轴8的向上移动。因此，在泵壳6的内部和通道10的内部产生吸力。该吸力导致流体穿过进给阀7同时流入泵壳6的内部和通道10的内部，另一方面，导致上部阀密封件（即，球17）朝向心轴通道的下部出口22的牢固吸入。这具有进给阀7和排出阀9不再同时开启的效果。
可替换地，塑性材料阀也可代替球17。在该情况下，锥体可具有在底面的平面构型以与阀密封件尽可能紧密的接触。
图5示出排出阀9的多种实施方式。
因此，图5a示出一种提供波纹管27来代替球的变型。当内压力出现时，这些波纹管被向上挤压，然而，当松弛时（即内部的内压力减少时），波纹管朝向心轴通道的出口24的方向移动且紧紧密封该出口。
图5b示出一种具有锥形渐缩尖端29的波纹管28的变型。当松弛时，该锥形渐缩的尖端朝向心轴通道的出口24的方向移动，以便出口24被尖端29关闭且密封。
图5c示出一种具有弹簧30的变型，该弹簧30具有朝向出口方向的塑性材料锥体31。当松弛时，该塑性材料锥体31朝向心轴通道的出口24的方向移动且被放置在出口24上从而关闭出口24。
图6示出排出阀9的另一实施方式。这里示出了还可以使用波纹管19来代替弹簧18以对球17施加回复力。
图7示出排出阀9的其他变型。
在图7a中，示出具有球17、锥体23和弹簧26的变型。这里设置横向出口通道32，通过该横向出口通道，溶液可以排出。
图7b示出具有整体式（one-part）塑性材料锥体23和弹簧26的变型。在这里也设置有横向出口通道32。
图7c示出具有整体式塑性材料锥体23和弹簧26的变型。由于出口25存在于锥体23中，因此在这里锥体23一侧的流体无法排出。
图8示出了根据本发明的计量装置的另一实施方式。在图8a中，再次示出了具有计量头5和储存容器2的完整计量装置。该实施方式的必要元件为设置在介于计量头5的内侧和锁定连接件12之间的、位于计量头中的波纹管41。因此，根据图8a的实施方式提供了整体式弹性波纹管41，其在两侧额外具有集成密封功能。出于该目的，弹性波纹管41与密封元件43连接，该密封元件43可在朝向计量头内侧的方向上实现波纹管的最佳密封。其他构造与前面图中详细描述的构造相似。计量头5具有关于排出阀9的另一变形，在此作为另一替换方案。此时的排出阀9被构造成已经描述的实施方式的一个变形，从而提供阀活塞40来代替球。由此，阀活塞40被构造成以在其指向开口的一侧具有半圆形突起，从而阀开口45可被关闭。根据图8b的实施方式的另一优势在于可以提供横向阀开口42，待输送的流体穿过该横向阀开口42朝向出口的方向被传输。
作为该实施方式的关键优势，应当提到的是波纹管41被构造成弹性波纹管，且由于该弹性波纹管的集成密封功能，从而实现了计量装置的最佳操作。

Claims (21)

1.一种用于流体的计量分配的计量装置（1），所述装置包括：储存容器（2），所述储存容器具有开口（4），所述开口被设置在与底部（3）相对的一侧上；计量头（5），在工作状态中，所述计量头连接至所述开口（4）且所述计量头具有排出阀；以及泵壳（6），所述泵壳连接至所述开口（4）的内侧且所述泵壳具有进给阀（7），且所述进给阀朝向所述储存容器（2）的内部设置，所述计量头（5）具有心轴（8），且所述心轴具有连接所述排出阀（9）和所述进给阀（7）的通道（10）。
2.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述心轴（8）在所述计量头（5）和所述泵壳（6）中被引导，且具有形成所述通道（10）的中心钻孔。
3.根据权利要求2所述的计量装置，其特征在于，所述通道（10）在朝向所述进给阀（7）的方向上被加宽。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的计量装置，其特征在于，所述通道（10）在朝向所述排出阀（9）的方向上被调整尺寸，以便所述排出阀（9）能够接合所述通道。
5.根据权利要求1至4中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，在所述储存容器（2）中设置有波纹管（11）或箔袋（30），所述波纹管或所述箔袋连接至所述泵壳（6）以形成密封。
6.根据权利要求1至5中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述储存容器（2）为圆柱形容器，且所述开口（4）设置在构造成颈部的渐缩区。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的计量装置，其特征在于，在所述储存容器（2）的开口（4）处设置有锁定连接件（12），所述锁定连接件将所述泵壳（6）连接至所述储存容器（2）和所述计量头（5）。
8.根据权利要求1至7中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，在所述计量头（5）中，具有集成密封功能的弹簧（13）或波纹管（41）被设置在所述计量头（5）的内侧和所述锁定连接件（12）之间，且所述弹簧或波纹管与所述锁定连接件（12）可操作地连接。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的计量装置，其特征在于，所述锁定连接件（12）通过第一密封垫（14）连接至所述储存容器（2）的开口（4）。
10.根据权利要求1至9中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，第二密封垫（15）设置于所述锁定连接件（12）和所述心轴（8）之间。
11.根据权利要求1至10中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述进给阀（7）为球阀，优选地为具有银涂层的球阀，或者为塑性材料阀。
12.根据权利要求1至11中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述排出阀（9）通过位于所述计量头（5）中的开口（16）而形成，且所述开口与球（17）、弹簧（18）、波纹管（19）或阀活塞（40）配合，或者所述排出阀通过具有弹簧（31）的塑性材料锥体（30）而形成。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的计量装置，其特征在于，所述球（17）为涂覆银的钢球、玻璃球、银-铜球或陶瓷球。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的计量装置，其特征在于，所述弹簧（18、26）为金属弹簧、涂覆有塑性材料的金属弹簧、或者塑性材料弹簧。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的计量装置，其特征在于，所述排出阀（9）通过具有出口（25）的锥体（23）而形成，所述锥体与球（17）和弹簧（26）配合。
16.根据权利要求5至15中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述波纹管（11）具有拖动活塞。
17.根据权利要求5至16中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述波纹管（11）在至少一个折痕处具有接触装置，该接触装置与所述储存容器（2）的内侧接触。
18.根据权利要求5至17中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述波纹管（11）或所述箔袋（40）包括塑性材料，所述塑性材料选自PA、PET、PTEE、PP、PE或PU。
19.根据权利要求1至18中的至少一项所述的计量装置，其特征在于，所述计量头（5）的金属、所述泵壳（6）的金属和所述储存容器（2）的金属选自塑性材料PA、PET、PTEE、PP、PE或PU。
20.根据权利要求19所述的计量装置，其特征在于，所述计量头（5）的材料优选包括位于所述出口（16）的区域内的作为添加剂的银。
21.根据权利要求1至20中的至少一项所述的计量装置作为用于流体内容物或半固体内容物的计量装置的用途，该内容物为例如凝胶、药膏或乳膏等。
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