CN103917302A - 流体施配器 - Google Patents

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Abstract

由现有技术公开了具有壳体（20、40）、用于在排出之前容纳流体的流体存储器（12）、排出孔（76）以及能够手动操作的、用于将流体从流体存储器（12）向排出孔（76）输送的输送装置（50）的流体施配器（10）。按本发明提出，所述输送装置（50）包括具有柱状壁（62）的计量空间（60）以及在用于平滑运动的横截面方面与所述计量空间（60）的柱状壁（62）相匹配的活塞（24），其中该计量空间（60）和活塞（24）能够手动地在初始位置与最终位置之间相对移动。在此还提出，所述计量空间（60）具有出口侧（60b）和入口侧（60a），其中将出口腔室（66）连接到计量空间（60）的出口侧（60b）上并且将横截面相应大于活塞（24）的横截面的入口腔室（64）连接到计量空间（60）的入口侧（60a）上，并且所述活塞（24）在初始位置中布置在入口腔室（64）中并且在最终位置中布置在出口腔室（66）中并且在从初始位置转移到最终位置中时对计量空间（60）中的流体进行压力加载以使得流体穿过排出孔（76）排出。

Description

流体施配器
技术领域
本发明涉及一种流体施配器，其尤其用于制药学上的流体，具有壳体、用于在排出之前容纳流体的流体存储器、排出孔以能够手动操作的、用于将流体从流体存储器向排出孔输送的输送装置。本发明还涉及一种用于这种施配器的排出头。
背景技术
这种类型的流体施配器普遍由现有技术公开。例如EP 1 768 789 B1和WO 2010/004224 A2描述了所述类型的施配器。这种类型的施配器用于排出流体、如例如制药学的或化妆用的流体。所述施配器被设计成可携带的单元，病人和使用者能够毫无问题地随身携带所述单元。
由WO 2006/042641 A1公开了一种流体施配器，其计量体积通过滑阀确定，该滑阀由环形的计量腔室包围。在此，滑阀本身不直接用于对流体进行压力加载，而是仅在操作期间暂时关闭计量腔室与流体存储器之间的流体路径，从而由此间接控制计量腔室中的压力升高以及流体的从中排出。
尤其在用于排出制药学的流体的这种施配器中，根据具体的应用目的部分地实现排出的流体量方面的高精度。同时，通常不构造用于重复使用的这种类型的施配器必须能够成本低廉地进行制造。
发明内容
本发明的任务是，提供所述类型的施配器，该施配器提供高计量精度。在此，该施配器尤其也应该能够成本低廉地进行制造以及装配。
为此，按本发明提出了这种类型的施配器，其具有特别的输送装置。该输送装置包括具有柱状壁的计量空间以及在用于平滑运动的横截面方面与计量空间的柱状壁相匹配的活塞。在此，计量空间在一个端部上具有端侧的出口侧，通过该出口侧将计量空间与施配器的排出孔连接。此外，计量空间为此对置地具有端侧的入口侧，通过该入口侧将计量空间与流体存储器连接起来。在入口侧处，入口腔室连接到计量空间上。同样，出口腔室连接到计量腔室的出口侧上。入口腔室和出口腔室的横截面在此分别大于活塞的横截面。此外提出，活塞在操作输送装置的初始位置中布置在入口腔室中并且在操作的最终位置中布置在出口腔室中并且为此在从初始位置转移到最终位置中时横穿计量空间并且在此为了使流体穿过排出孔排出而对计量空间中的流体进行压力加载。
因此，所述类型的流体施配器的输送装置具有所提到的柱状的计量空间，该计量空间在操作施配器的过程中被在此贴靠在计量空间壁上的活塞横穿。当活塞位于计量空间中并且由此贴靠在计量空间的柱状壁上时，该活塞朝着计量空间的出口侧并且由此朝着排出孔挤压之前位于计量空间中的流体。
通过计量空间不仅在其入口侧而且在其出口侧的扩展来实现排出时的高精度。这基于，在操作输送装置时只要活塞还布置在入口腔室中并且由此计量腔室在其入口侧还没有密封地封闭排出就不进行，并且在操作期间流体中形成的压力直接在活塞在计量空间的出口侧处再次失去与计量空间壁的接触的瞬间一起瓦解。活塞相对于计量空间从初始位置到最终位置的运动的为了排出流体而使用的部分距离据此是活塞第一次与计量空间壁接触的第一相对位置与再次失去该接触的第二相对位置之间的距离。
这种对于排出有效的距离与排出的流体量之间的线性关系实现了对流体施配器的计量体积的特别简单的匹配。为了所述匹配只需要改变计量空间的长度，其中这通常只要求对形成计量空间壁的构件进行匹配，而该流体施配器的所有其他构件对于所希望的不同的计量体积来说能够保持一致。
通过在按本发明的设计中横穿两侧扩展的计量空间的活塞本身用于对流体进行压力加载这种方式，与上述WO 2006/042641 A1相比实现了按本发明的施配器的相当纤细的结构。
所述流体施配器优选具有两个能够相对运动并且能够由使用者直接操作的壳体段，其中在第一壳体段上位置固定地设置了计量空间并且其中在第二壳体段上位置固定地设置了活塞。由此，壳体段的从外侧手动引起的运动也相当于活塞相对于计量空间的运动。能够省去活塞与计量空间的运动与从外面可达到的壳体段之间复杂的机械耦合。
特别优选的是，所述流体施配器经由两个不同的流体路径与输送装置连接。第一流体路径从流体存储器在外侧绕过活塞导入到入口腔室或者出口腔室中。该第一流体路径是在操作输送装置时当活塞进入到计量空间中时封闭并且当活塞在对置的端部上又从计量空间中出来时打开的流体路径。在该流体路径中，在流体存储器与活塞之间优选没有设置阀，从而在活塞于出口侧离开计量空间的时刻使流体施配器中的压力追上流体存储器。
优选地设置了第二流体路径，该第二流体路径从流体存储器穿过活塞导入到计量空间中，其中在该流体路径中设置了在超压下在计量空间中关闭的输入阀。因此，该第二流体路径不绕过活塞导向而是穿过活塞导向。因为该第二流体路径由此不直接通过使活塞穿透到计量空间中来封闭，所以其具有止回阀，该止回阀在对计量空间中的流体进行压力加载时关闭。所述第二流体路径允许，在活塞和计量空间朝着其初始位置相对运动的回程中，当活塞还布置在计量空间中时，就已经能够将新的流体从流体存储器中吸入到计量空间中。
虽然原则上也能够考虑省去该第二流体路径，使得回程随着计量空间中强烈负压的形成而进行，直到活塞到达入口腔室并且能够吸入流体。然而通过该第二流体路径明显降低了对于回程来说所需的力，从而尤其能够使用更软的复位弹簧。
为了使活塞更容易进入到计量空间中，优选提出在入口腔室与计量空间之间的过渡区域中设置环绕的倒棱（Fase）。该倒棱优选与操作方向围成15°到45°之间的角度。通过这里设置的阶段能够抵抗活塞或者说其活塞唇上损坏的产生。为了使活塞更容易进入到计量空间中，也能够通过以下方式实现入口腔室和/或出口腔室的扩展，即仅在周边的部分区域内进行扩展。这例如能够通过纵向延伸的槽实现，该槽设置在入口腔室或出口腔室的通常具有与计量腔室相同内直径的壁中。
一种特别优选的设计方案提出，将计量空间位置固定地设置在壳体的壳体段上，其中该壳体段具有至少两个相互位置固定地连接的构件，其中外侧构件能够从外侧到达并且其中的内侧构件具有计量腔室。具有计量空间的壳体段的两部分的构造使得施配器能够非常简单地模块化地匹配不同的应用目的并且尤其匹配不同的所希望的计量容积。如此，当内侧构件为了实现改变的计量容积而在其计量腔室的长度方面进行匹配时，能够保持优选类似套状地构造的外侧构件不改变，所述外侧构件用于容纳优选同样优选大致套状构造的内侧构件。结果是更少的部件种类以及由此更低的制造成本。
按本发明的流体施配器优选具有布置在其两个壳体段之间的复位弹簧，通过该复位弹簧朝着初始位置对该壳体段进行力加载。在特别优选的构造中如此布置该复位弹簧，即内侧构件通过其持续地朝外侧构件进行挤压。复位弹簧的对置的侧面通常支撑在具有设置在其上的活塞的其他壳体段上。通过朝外侧构件持续地对内侧构件进行力加载能够省去两个构件之间进一步的并且与花费相关的耦合装置。外侧构件相对于所述具有设置在其上的活塞的其他壳体段的可相对运动性优选通过相应的止挡得到限制，所述止挡由此也抵抗可分隔性。
尤其有利的是，为排出孔分配了根据压力打开的输出阀。该输出阀确保排出时流体的最小压力，例如用于产生射束。也确保了在活塞进入到计量空间中之前介质不能流出，因为通过入口腔室中的活塞还在进入计量腔室之前的运动所产生的微小超压不足以打开输出阀。此外，所述阀使得在回程期间封闭排出孔，从而没有空气能够穿过该排出孔被吸入到所述施配器中。
此外，从特别简单的结构形式的意义上来看有利的是，在施配器上设置一体的构件，该构件一方面用于固定在瓶状构造的流体存储器的输出管接头上并且另一方面在其上设置了活塞。
此外，本发明也涉及一种用于上述类型的施配器的排出头。上面与施配器结合说明的优点以及变型方案也同样适用于这种按本发明的排出头。
附图说明
本发明的其他方面和优点除了由权利要求书给出还由下面对本发明的优选实施例的描述给出，下面根据附图对该实施例进行阐述。在此：
图1示出按本发明的流体施配器的总图，并且
图2a到2c示出处于操作期间的三个阶段中的、根据图1的流体施配器的排出头。
具体实施方式
图1示出了按本发明的具有瓶状的流体存储器12的施配器以及安置在其上的排出头14。排出头14包括作为主要组成部分的为了安置在流体存储器12上而设置的第一壳体段20以及与此相对沿着操作方向2可相对运动的第二壳体段40。在壳体段20、40之间设置了复位弹簧16，该复位弹簧持续地朝着其在图1中所示的上终端位置对第二壳体段40进行力加载。
第一壳体段20和第二壳体段40共同地形成了下面所述类型的输送装置50。一体构造的壳体段20在中央具有向上延伸的并且以空心管的形式构造的突起部22，该突起部在其上端部处转变为带有环绕的活塞唇24a的活塞24。在该突起部22内部设置了上升管18，流体穿过该上升管能够从流体存储器12到达突起部22的上端部。在那里，流体能够沿着第一流体路径4穿过径向通道26在侧面从突起部22中流出。然而流体也能够通过构造成止回阀的输入阀28沿着第二流体路径6在端侧从而由此在活塞唇24a的内侧从突起部22流出。
所述突起部22延伸进入到第二壳体段40中，该第二壳体段尤其具有外侧构件42和内侧构件44。该内侧构件44构造成管状的或者套状的并且插入到构造成套状的外侧构件42中。在此，通过两个构件42、44上相应的止挡44a、42a限定了相对位置。不需要将内侧构件44固定在外侧构件42中的特殊形式，因为内侧构件44通过复位弹簧16持续地朝外侧构件42挤压。外侧构件42又通过第一壳体段20上转向内的保持凸缘42b在其相对于第一壳体段20的可运动性方面受到限制。内侧构件44连同突起部22的柱状区域一起相对于周围环境密封施配器的导引流体的区域、即排出头14并且为此在下端部处具有面转向内成形的密封圈44c。
为了与活塞24共同作用，在第二壳体段40上、更确切地说在其内侧构件44上设置了计量空间60。该计量空间60通过以下方式限定，即其由环绕的壁62包围，所述环绕的壁如此适应活塞24，从而使得在贴靠在计量腔室壁62上的活塞唇24a附近，来自计量空间60的流体不再能够沿着第一流体路径4朝着流体存储器12返回。在计量腔室的入口侧60a处连接着带有扩展的横截面的入口腔室64。在计量腔室60的出口侧60b处连接着同样扩展的出口腔室66。
对于活塞24以及尤其其活塞唇24a的布置结构而言无论是在入口腔室64中还是在出口腔室66中所述活塞唇24a都至少不环绕密封地贴靠在内侧构件44的内壁上。因此，仅在活塞24位于计量空间60内部并且其活塞唇24a贴靠在计量腔室壁62上时，活塞24上方的压力才与流体施配器12中的压力完全隔开。相对地，无论是在活塞24从下面进入到计量腔室60中之前还是在活塞24从计量腔室60向上出去之后，施配器内部的所有导引流体的区域之间都存在相通的连接。
在出口腔室66那侧连接着根据压力打开的输出阀70，该输出阀具有弹簧72，通过该弹簧将阀体74持续地朝排出孔76挤压。仅在足够的超压下该阀体74才能够克服弹簧72的力向下移动，从而使得该阀体为了流体输出释放开排出孔76。
图2a到2c说明了借助图1的流体施配器的输出过程。在此将施配器视作已经可交付使用的。也就是说，输送装置50区域内的所有按规定导引流体的空间都已经填充了流体。下面再详细探讨可交付使用的状态的形成。
图2a示出了位于初始位置中的、图1的施配器的排出头14，在该初始位置中第二壳体段40相对于流体存储器固定的第一壳体段20占据其上终端位置。从该初始状态起进行操作，其方式为该第二壳体段40朝着箭头2a的方向克服复位弹簧16的力向下挤压。伴随着活塞24相对于内侧构件44的移动的所述向下挤压导致输送装置50区域内导引流体的容积降低。将来自输送装置的多余流体沿着第一流体路径4挤压回上升管18中。当活塞的活塞唇24a从入口侧60a进入到计量腔室60中时，所述操作的第一阶段结束。此时，活塞唇24a贴靠在计量腔室壁62上并且由此封闭第一流体路径4。穿过输入阀28的第二流体路径6同样最晚在这个瞬间在压入压力腔室60中设定的超压的情况下关闭。
随着活塞唇24a环绕地开始贴靠在计量腔室壁62上的瞬间，所述操作的第二阶段开始，其通过图2b得到说明。第二壳体段40的持续向下挤压导致了对计量腔室60中流体的压力加载。因为该流体不再能够朝着流体存储器12漏出，所以所形成的压力使得输出阀70打开，从而使来自计量腔室60及输出阀70区域中的其他导引流体的区域的流体能够穿过排出孔76到达外面。
在密封唇24a进入到出口腔室66中的瞬间排出过程结束。在此，密封唇24a至少局部失去了与壁62的接触，从而以图2c中说明的方式和方法再次打开第一流体路径4。出口腔室66中的压力和输出阀70的导引流体的区域中的压力冲击式地一起瓦解，使得输出阀70直接关闭并且壳体段20、40之间相对运动的可能的继续仍只会造成流体从该区域泄漏到上升管18中。
在下面的回程中，活塞24又进入到计量空间60中并且在此又封闭了第一流体路径4。然而，在回程期间在计量空间60中设定的负压（Unterdruck）导致输入阀28打开，从而使得在回程期间流体沿着第二流体路径6从流体存储器12穿过上升管18吸入到计量空间60中。一旦回程结束并且由此又达到图2a的状态，施配器就为新的排出做好了准备。
在第一次开始运行施配器10之前，计量腔室60、入口腔室64和出口腔室66以及阀70区域中的自由空间还填充有空气。第一、二、三冲程使得向外挤压所述空气。所述空气在所谓的起始冲程（Priming-Hübe）的范围内如此进行压缩，使得输出阀70打开并且空气能够漏出。
所示出的施配器以及尤其所示出的排出头14在结构非常简单并且部件数量非常少的情况下允许精确地排出预先给定的流体量。在此，在操作运动的范围内有待排出的流体仅通过计量空间60的柱状容积限定。因此，将所述施配器与不同的计量体积相匹配能够非常简单。对该施配器而言足以将内侧构件44换成容易改变的内侧构件44，其计量空间通过入口腔室与计量空间之间的过渡区域的移动来改变。不需要匹配施配器的其他构件。

Claims (9)

1. 流体施配器（10），其尤其用于制药学的流体，具有
-壳体（20、40），
-用于在排出之前容纳流体的流体存储器（12），
-排出孔（76）以及
-能够手动操作的、用于将流体从所述流体存储器（12）向所述排出孔（76）输送的输送装置（50），
其特征在于，
所述输送装置（50）包括具有柱状壁（62）的计量空间（60）以及在用于平滑运动的横截面方面与所述计量空间（60）的柱状壁（62）相匹配的活塞（24），其中所述计量空间（60）和所述活塞（24）能够手动地在初始位置和最终位置之间相对移动，其中
-所述计量空间（60）具有出口侧（60b）和入口侧（60a），通过所述出口侧将所述计量空间与所述排出孔（76）连接并且通过所述入口侧将所述计量空间与所述流体存储器（12）连接，
-将出口腔室（66）连接到所述计量空间（60）的出口侧（60b）上并且将横截面相应大于所述活塞（24）的横截面的入口腔室（64）连接到所述计量空间（60）的入口侧（60a）上，并且
-所述活塞（24）在初始位置中布置在所述入口腔室（64）中并且在所述最终位置中布置在所述出口腔室（66）中并且在从所述初始位置转移到所述最终位置中时对所述计量空间（60）中的流体进行压力加载以使得流体穿过所述排出孔（76）排出。
2. 按权利要求1所述的流体施配器（10），
其特征在于，
所述壳体具有两个能够相对运动的壳体段（20、40），其中在第一壳体段（40）上位置固定地设置了所述计量空间（60），并且其中在第二壳体段（20）上位置固定地设置了活塞（24）。
3. 按权利要求1或2所述的流体施配器（10），
其特征在于，
所述流体存储器（12）经由两条流体路径（4、6）与所述输送装置连接，其中
-第一流体路径（4）从所述流体存储器绕过所述活塞（24）导入到所述入口腔室（64）或所述出口腔室（66）中，并且
-第二流体路径（6）从所述流体存储器（12）穿过所述活塞（24）导入到所述计量空间（60）中，其中在所述第二流体路径中设置了在所述计量空间（60）中存在超压时关闭的输入阀（28）。
4. 按上述权利要求中任一项所述的流体施配器（10），
其特征在于，
在所述入口腔室（64）和所述计量腔室（60）之间的过渡区域中设置倒棱，所述倒棱优选相对于操作方向（2）具有15°到45°之间的角度。
5. 按上述权利要求中任一项所述的流体施配器（10），
其特征在于，
所述计量空间（60）位置固定地设置在所述壳体的壳体段（40）上，其中所述壳体段（40）具有至少两个相互位置固定地连接的构件（42、44），其中外侧构件（42）能够从外侧到达并且其中内侧构件（44）具有所述计量腔室（60）。
6. 按权利要求5所述的流体施配器（10），
其特征在于，
所述流体存储器（12）具有用于将所述壳体段（20、40）从所述最终位置转移到所述初始位置中的复位弹簧（16），其中通过所述复位弹簧（16）将所述内侧构件（44）持续地朝所述外侧构件（42）进行挤压。
7. 按上述权利要求中任一项所述的流体施配器（10），
其特征在于，
为所述排出孔（76）分配了根据压力打开的输出阀（70）。
8. 按上述权利要求中任一项所述的流体施配器（10），
其特征在于，
所述流体存储器（12）带有输出管接头地构造成瓶状，其中设置了一体的构件（20），所述构件设置用于固定在所述输出管接头上并且在所述输出管接头上设置了活塞（24）。
9. 用于流体施配器（10）的排出头（14），其尤其用于制药学的流体，具有
-壳体（20、40），具有用于安置在流体存储器（12）上的耦合段，
-排出孔（76）以及
-能够手动操作的、用于将流体从所述耦合段向所述排出孔（76）输送的输送装置（50），
其特征在于，
所述输送装置（50）包括具有柱状壁（62）的计量空间（60）以及在用于平滑运动的横截面方面与所述计量空间（60）的柱状壁相匹配的活塞（24），其中所述计量空间（60）和所述活塞（24）能够手动地在初始位置与最终位置之间相对移动，其中
-所述计量空间（60）具有出口侧（60b）和入口侧（60a），通过所述出口侧将所述计量空间与所述排出孔（76连接并且通过所述入口侧将所述计量空间与所述耦合段连接，
-将所述出口腔室（66）连接到所述计量空间（60）的出口侧（60b）上并且将横截面相应大于所述活塞（24）的横截面的入口腔室（64）连接到所述计量空间（60）的入口侧（60a）上，并且
-所述活塞（24）在所述初始位置中布置在所述入口腔室（64）中并且在所述最终位置中布置在所述出口腔室（66）中并且在从所述初始位置转移到所述最终位置中时对所述计量空间（60）中的流体进行压力加载以使得流体穿过所述排出孔（76）排出。
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