CN103964052B - 单向阀以及使用这种阀的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种挠性袋状物和阀的组件,所述组件包括挠性袋状物,该袋状物限定相对于环境大气密封的可变容积储存腔,以便在该袋状物中在无菌条件下储存多份物质。组件的单向阀包括阀体,阀体限定轴向延伸的阀座和至少一个延伸穿过阀体和/或阀座的流通孔。阀盖安装在阀体上,并且包括轴向延伸部分,该部分叠放在阀座上并覆盖阀座的基本轴向延伸的部分。阀部分限定预定的径向厚度并与阀座形成干涉配合。阀部分和阀座限定位于其间的轴向延伸的缝隙,该缝隙形成常闭的轴向延伸的阀开口,并且阀部分可沿径向在以下位置之间移动:(i)常闭位置,(ii)打开位置。

Description

单向阀以及使用这种阀的装置和方法
本申请是名称为“单向阀以及使用这种阀的装置和方法”、国际申请日为2007年1月5日、国际申请号为PCT/US2007/000419、国家申请号为200780006559.3的发明专利申请的分案申请。
相关专利申请的交叉参照
本专利申请是提交于2005年12月5日、名称为“单向阀以及使用这种阀的装置”的美国专利申请序列号No.11/295,274的部分继续申请,并且要求提交于2006年1月5日、名称为“单向阀以及使用这种阀的装置和方法”的美国临时专利申请No.60/757,161的优先权。因此上述专利申请的每一个都作为本公开的一部分全部引入作为参考。
技术领域
本发明涉及单向阀以及使用这种阀的装置和方法,尤其涉及限定阀座和叠放在阀座上的挠性阀盖的单向阀,并涉及包括这种阀的分配器和包装以及使用这种阀的方法。
背景技术
无菌包装广泛用于延长食物和饮料产品的保存期限。常规的无菌包装在消毒或无菌条件下将产品装入并密封在包装物内。为了使打开前的保存期限最大化,可以在充装前对产品和包装材料进行消毒,并且在阻止产品再污染的条件下将产品装入包装物内。美国专利No.6,024,242展示了一个这样的现有技术的分配系统,该系统使用在无菌条件下进行充装的包装。该包装包括保存食物或饮料的袋状物,以及与袋状物连接用于分配通过此处的产品的挠性开口管。分配器内使用夹管阀来夹紧管的开口端,从而将管与环境大气封闭。为了分配产品,夹管阀从管释放,产品依次从袋状物流出并经过管的开口端。
这种类型的现有技术的分配器和包装的一个缺点就是,在袋状物和管组件安装在分配器内的过程中以及分配的过程中,存在细菌或其它不希望的物质可能进入开口管并污染产品的危险。如果产品是非酸产品,诸如奶制品,就必须在冷藏条件下保持以确保产品的贮存期。
本发明的目的是克服上述现有技术的一个或多个缺点和/或缺陷。
发明内容
根据第一方面,本发明涉及一种挠性袋状物和阀的组件,用于在无菌条件下储存物质、从其中分配多份储存物质,并使袋状物中的剩余物质保持处于相对于环境大气密封的无菌条件下。挠性袋状物和阀组件可容纳在相对刚性的外壳内,并适于与泵协作以从袋状物中泵送不连续份的物质并通过单向阀从其中分配物质。该组件包括挠性袋状物,该袋状物在其中限定相对于环境大气密封的可变容积储存腔,以便在该储存腔中在无菌条件下储存多份物质。组件的单向阀包括阀体,阀体限定轴向延伸的阀座以及至少一个延伸穿过阀体和阀座其中至少一个的流通孔。阀盖安装在阀体上,并包括由弹性材料形成的轴向延伸部分,轴向延伸部分叠放在阀座上并覆盖阀座的基本轴向延伸的部分。阀部分限定预定的径向厚度,并与阀座形成干涉配合,阀部分和阀座限定位于其间的轴向延伸的缝隙,该缝隙形成常闭的轴向延伸的阀开口,并且阀部分可沿径向在以下位置之间延伸:(i)常闭位置,处于该常闭位置时,阀部分与阀座接合,以及(ii)打开位置,处于该打开位置时,至少一段阀部分沿径向与阀座间隔开以便以流体连通的方式将阀开口与至少一个流通孔连接,由此允许可变容积储存腔内的物质通过阀开口。处于常闭和打开位置时,单向阀使可变容积储存腔中的剩余物质保持处于无菌条件下并且相对于环境大气密封。
在本发明的一些实施例中,所述挠性袋状物限定密封的空的无菌储存腔,该储存腔适于在其中容纳待储存的并且待从其中分配的物质。在本发明的一些实施例中,所述挠性袋状物在无菌条件下充装物质,该物质是食物和饮料中的至少一种。在这样的一个实施例中,袋状物由塑料层压材料形成,该层压材料包括氧气/水屏障层和核准的食物接触层。在这样的一个实施例中,所述物质选自包括以下物质的组:奶制品、牛奶、脱水牛奶、炼乳、奶油、两种成份各半的混合物、婴儿代乳品、成长牛奶、酸奶、汤、冰淇淋、果汁、糖浆、咖啡、调味品、番茄酱、芥末、蛋黄酱以及咖啡香气。
本发明的一些实施例还包括以流体连通的方式连接在袋状物和单向阀之间的挠性管。在这样的一个实施例中,挠性管通过以下方式中的至少一种方式与挠性袋状物和单向阀连接:(i)安装在挠性袋状物和单向阀中的至少一个上的配件,该配件摩擦地接合管的相应端部以在其间形成气密密封,(ii)热封,(iii)焊接,(iv)粘合剂。
在本发明的一些实施例中,所述组件还包括弹性致动器,该致动器以流体连通的方式连接在袋状物和单向阀之间,并且可手动地移动以通过单向阀泵送可变容积储存腔内的物质。在这样的一个实施例中,弹性致动器大致为圆顶形状。这样的一些实施例还包括可手动地接合的操作机构,该操作机构可手动地接合以便按压弹性致动器,并依次通过单向阀分配可变容积储存腔内的物质。在这样的一些实施例中,可手动地接合的操作机构是杆。
在本发明的一些实施例中,所述组件还包括在其中容纳挠性袋状物的相对刚性的容器。在这样的一些实施例中,相对刚性的容器由纸板或塑料制成。
根据另一方面,本发明涉及一种与分配器结合的组件,该分配器包括在其中容纳挠性袋状物的相对刚性的容器和用于支撑并定位单向阀以从其中分配物质并使所述物质进入另一个容器的表面。在这样的一个实施例中,分配器还包括可操作地连接在可变容积储存腔和单向阀之间的泵;和控制单元,该控制单元与泵电连接以控制泵的操作,并依次控制可变容积储存腔内物质的分配,使所述物质通过单向阀并进入其它容器。在这样的一个实施例中,分配器包括至少一个袋状物,并且该至少一个袋状物包括咖啡、浓缩咖啡、牛奶、奶制品、两种成份各半的混合物以及奶油中的至少一个。在这样的一个实施例中,分配器还包括至少一个容纳咖啡香气的袋状物。
根据另一方面,本发明涉及一种挠性袋状物和阀的组件,用于在无菌条件下储存物质、从其中分配多份储存物质并使袋状物中的剩余物质保持处于相对于环境大气密封的无菌条件下。挠性袋状物和阀组件可容纳在相对刚性的外壳内,并适于与泵协作以从袋状物中泵送不连续份的物质并通过单向阀从其中分配物质。所述组件包括第一装置,该第一装置在其中限定挠性的可变容积储存腔,该可变容积储存腔相对于环境大气密封以在无菌条件下在其中储存多份物质。所述组件还包括第二装置,该第二装置允许通过该第二装置分配可变容积储存腔内的物质,并且用于在通过该第二装置分配物质的过程中和之后,使可变容积储存腔内的物质保持处于无菌条件下并相对于环境大气密封。第二装置包括用于形成轴向延伸的阀座以及至少一个流通孔的第三装置。第二装置还包括第四装置,第四装置安装在第三装置上并限定挠性的轴向延伸部分,该轴向延伸部分叠放在第三装置上并覆盖第三装置的基本沿轴向延伸的部分,第四装置限定预定的径向厚度并且与第三装置形成干涉配合,并且在第三和第四装置间限定轴向延伸的缝隙以形成常闭的轴向延伸的阀开口,并且可沿径向在以下位置之间移动:(i)常闭位置,处于该常闭位置时,第四装置与第三装置接合,以及(ii)打开位置,处于该打开位置时,至少一段第四装置沿径向与第三装置间隔开以便以流体连通的方式将阀开口与至少一个流通孔连接,由此允许可变容积储存腔内的物质通过阀开口。处于常闭和打开位置时,使可变容积储存腔中的剩余物质保持处于无菌条件下并且相对于环境大气密封。
在本发明的一个实施例中,可变容积储存腔容纳奶制品,并且第二装置用于基本阻止微生物进入可变容积储存腔并且用于使奶制品在不冷藏的情形下进行储存和分配。
在本发明的一个实施例中,第一装置是挠性袋状物,第二装置是单向阀,第三装置是阀体,第四装置是挠性阀盖。
根据另一方面,本发明涉及一种储存流体并分配多份储存流体的方法,该方法包括以下步骤:
(1)提供储存腔并在该储存腔中在无菌条件下储存多份流体;
(2)提供单向阀组件,该单向阀组件包括(i)阀体,该阀体限定阀座和延伸穿过阀体和阀座中至少一个的流通孔;和(ii)阀盖,该阀盖由弹性材料形成并包括叠放在阀座上的阀部分,其中阀部分限定预定的径向厚度并与阀座形成干涉配合,阀部分和阀座在其间限定常闭的轴向延伸的阀开口,并且阀部分可相对于阀座在常闭位置和打开位置之间移动,处于常闭位置时,阀部分与阀座接合,处于打开位置时,至少一段阀部分与阀座间隔开,以便以流体连通的方式将阀开口与流通孔连接,由此允许流体从流通孔通过阀开口;并且
(3)在保存期限和通过单向阀组件分配流体的过程中,使储存腔内的流体保持处于无菌条件下。
在本发明的一些实施例中,所述方法还包括以下步骤:提供气密密封的可变容积储存腔并在基本没有空气的条件下在其中储存多份流体,并且在保存期限和通过单向阀组件分配流体的过程中,保持可变容积储存腔内的流体基本没有空气。在本发明的一些实施例中,所述方法还包括以下步骤:提供连接在储存腔和单向阀组件间的泵,并且使用泵从袋状物中泵送不连续份的流体,使其通过流通孔,并依次通过阀开口。
在本发明的一些实施例中,该方法还包括以下步骤:(i)提供储存腔、泵和单向阀组件中的至少一个,单向阀组件具有针状物可穿透的并且用热的方法再密封的部分;和(ii)通过使用针状物穿透针状物可穿透并且用热的方法再密封的部分用流体充装储存腔,通过针状物引入流体并进入储存腔,拿出针状物并通过使用加在其上的热能气密地再密封针状物可穿透并且用热的方法再密封的部分上产生的针孔。
在这样的一个实施例中,该方法还包括以下步骤:通过下列组合形成基本透明的针状物可穿透并且用热的方法可再密封的部分:(i)苯乙烯块的共聚物;(ii)石蜡;(iii)以小于大约150ppm的量加入的颜料;和(iv)润滑剂。在这样的一个实施例中,颜料是基本透明的接近红外线的吸收体。
在本发明的一些实施例中,可变容积储存腔由下列限定:(i)挠性袋状物,其例如包括挠性袋状物的内部或在挠性袋状物和相对刚性的器皿或类似体之间的空间,或(ii)刚性本体,其例如包括以滑动方式容纳在本体内的活塞,并在活塞的外周部分和本体间形成不透流体的密封,并在活塞和单向阀组件的流通孔之间限定可变容积的储存腔。在可供选择的实施例中,器皿或其它本体在其中限定储存腔并包括过滤器,该过滤器以流体连通的方式连接在储存腔和环境大气间,用于在从其中分配流体时过滤流入腔内的空气或其它气体以对流入腔内的空气或其它气体进行消毒,并因此在腔内保持流体的无菌条件。在每一个情形下,该方法还包括以下步骤:在充装前对密封的空的可变容积储存腔或其它储存腔进行消毒。优选地是,消毒步骤至少包括下列之一:(i)发射诸如伽马或电子束辐射的辐射到储存腔,和(ii)传输诸如VHP的流体消毒剂到储存腔。
在本发明的一些实施例中,该方法还包括以下步骤:在无菌条件下给储存腔充装奶制品、婴儿代乳品以及以水为基础的产品中的至少一个。这样的一个实施例还包括以下步骤:在整个充装和分配产品的过程中,在基本上没有防腐剂的条件下保持奶制品、婴儿代乳品或以水为基础的产品。这样的一个实施例还包括以下步骤:在整个保存期限和从储存腔内分配多份产品的过程中,基本在环境温度下保持奶制品、婴儿代乳品或以水为基础的产品。
本发明的一些实施例还包括以下步骤:(i)提供挠性管和以蠕动泵为形式的泵,该管以流体连通的方式在一端与储存腔连接,并且以流体连通的方式在另一端与单向阀组件连接;以及(ii)使蠕动泵和挠性管的外面部分接合,并泵送通过此处的不连续份的流体。
本发明的其它实施例还包括以下步骤:(i)提供泵,该泵表现为可手动地接合的泵或踏板驱动的泵,并包括压缩腔、可容纳在压缩腔内的压缩表面、以及与压缩腔和压缩表面中的至少一个连接的可手动地接合的致动器或踏板;和(ii)手动地与可手动地接合的致动器接合或与踏板接合,并使用致动器或踏板使压缩表面和压缩腔中的至少一个相对于另一个在静止位置和至少一个驱动位置之间移动,并依次在压缩腔内对流体加压和通过单向阀组件分配流体。
本发明装置和方法的一个优点在于,在整个保存期限和产品的多次分配中,单向阀组件可将产品气密地密封在可变容积储存腔内。因此,非酸产品,诸如奶制品在保存期限或产品的使用过程中不需要冷藏。通过下列详细描述和附图,本发明装置和方法的其它优点将变得容易理解。
附图说明
图1是体现本发明的装置的侧视图,该装置包括单向阀和管组件;
图2是使用单向阀和管组件的分配器与储存待分配的物质的储器、以及通过管和单向阀的组件将物质从储器泵出的泵的示意图;
图3是图1的单向阀组件的剖视图;
图4是图1的单向阀组件的前方透视图;
图5是另一实施例的单向阀组件的前方透视图,该单向阀组件具有移出的挠性阀盖,并包括位于分配末端的倒角边缘以阻止物质在分配后聚集在末端;
图6是图5的单向阀组件的阀体和配件的局部剖视图;
图7是容纳在盒内并安装在分配器内的挠性袋状物、管和阀组件的局部剖视示意图;
图8是图7的挠性袋状物、管和阀组件的透视图;
图9是图7的挠性袋状物上设置的端口的分解剖视图,所述袋状物包括针状物可穿透并且激光可再密封的阻塞物,以使针状物穿透该阻塞物并通过此处使袋状物充装流体,并且在抽走此处的针状物后,激光再密封阻塞物上产生的针孔;
图10是本发明另一实施例的阀组件的透视图,所述阀组件包括通过阀泵送流体的、可手动地接合的圆顶形状的致动器,其中阀安装在盒上并以流体连通的方式与位于盒内的挠性袋状物连接;
图11是图10的阀组件的剖视图;
图12是图11的阀组件的后部透视图;
图13是图11的阀组件的上部透视剖视图;
图14是与挠性袋状物相连的图11的阀组件的侧视图;
图15是与刚性本体相连的图11的阀组件的透视剖视图,该刚性本体包括可以移动的方式容纳在其中的活塞,该活塞与本体一起形成一个可变容积的储存腔;
图16是另一个实施例的阀组件、圆顶形状的致动器以及挠性袋状物的剖视图,该挠性袋状物以流体连通的方式与圆顶形状的致动器以及阀组件连接,并安装在相对刚性的容器内;
图17是图17组件的止动环的顶部平面图,该环将整体的圆顶形状的致动器和阀盖安装在容器上;以及
图18是图16的整体的圆顶形状的致动器和阀盖的顶部平面图;
图19是本发明另一装置的示意性剖视图,该装置包括可展开的囊状物或袋状物、泵以及单向阀组件,囊状物或袋状物安装在相对刚性的容器内并在其间限定可变容积的储存腔,单向阀组件与可变容积的储存腔以流体连通的方式连接以从其中分配流体产品;
图20是本发明另一装置的示意性剖视图,该装置包括容器、微生物过滤器以及泵和单向阀组件,容器在其中限定储存腔,微生物过滤器以流体连通的方式连接在环境大气和储存腔之间以过滤并依次对流入腔内的空气进行消毒,泵和单向阀组件以流体连通的方式与储存腔连接以从其中分配流体产品;
图21是本发明另一装置的示意性剖视图,该装置包括挠性袋状物、加压空气或其它气体源以及释放阀和单向阀组件,挠性袋状物在其中限定可变容积的储存腔并安装在相对刚性的容器内,加压空气或其它气体源以流体连通的方式与在挠性袋状物和容器之间形成的腔连接以对袋状物内的流体产品加压,释放阀和单向阀组件以流体连通的方式与可变容积的储存腔连接以通过单向阀组件释放储存腔内的加压流体;
图22是本发明另一装置的示意性剖视图,该装置包括用于将流体产品经单向阀从可变容积的储存腔泵出的、手动地或踏板驱动的蠕动泵;
图23是本发明另一装置的示意性剖视图,该装置包括用于将流体产品经单向阀从可变容积的储存腔泵出的、手动驱动的旋转泵。
具体实施方式
在图1和2中,体现本发明的装置总体由附图标记10指示。装置10包括以流体连通的方式与管14连接的单向阀组件12。装置10用于相对于环境大气气密地密封管14内的物质,并通过单向阀组件12分配所述物质。所述物质可以采用多种不同产品中任意一种产品的形式,这些产品为目前已知或随后变为已知的,其不受限制地包括多种不同的食物和饮料产品,诸如奶制品,包括牛奶、脱水牛奶、炼乳、奶油、两种成份各半的混合物、婴儿代乳品、成长牛奶、酸奶、汤、低酸流体、非酸流体、以及多种其它液体营养产品、冰淇淋(包括牛奶的和非牛奶的,诸如以大豆为基础的冰淇淋)、果汁、糖浆、咖啡、诸如番茄酱、芥末和蛋黄酱的调味品、诸如咖啡香气的气体、以及诸如疫苗、单克隆抗体和基因治疗的生物或生物制药产品。
参考图2,装置10可安装在分配器16内,该分配器包括泵18,该泵18可与管14连接以挤压管并依次通过单向阀12分配管内的物质并使管内的物质进入容器20。分配器还包括储器22,在图示的实施例中,储器限定可变容积的储存腔24以储存待分配的物质。储器24包括配件26,该配件与管14的与单向阀12相对的端部连接,并以流体连通的方式连接在管和可变容积的储存腔24之间,以允许物质从储存腔进入管内。可供选择地是,按照当前已知或随后变为已知的多种不同方式,管可以热封、焊接、粘合连接或以其它方式连接到储器或形成储器的材料,诸如塑料或层压袋状物。分配器16还包括封装图示的部件的外壳28,并且包括检查口或在某种意义上相关技术中普通技术人员已知的其它开口,以在储器变空和/或需要修理或更换部件时允许进入外壳内部来安装新的储器。
如图3所示,单向阀组件12包括限定第一轴向延伸通道32的阀体30、轴向延伸的阀座34、以及轴向延伸穿过阀体30与阀座34相邻并且以流体连通的方式与第一轴向延伸通道32连接的流通孔36。单向阀组件12还包括由弹性材料形成的阀盖38,该阀盖包括安装在阀体30上并且固定地固定以防止相对于阀体轴向移动的阀盖基部40,以及叠放在阀座上的阀部分42。阀部分42限定预定的径向厚度和比阀座34的外径D2小的内径D1,由此形成如图3中重叠线所指示的其间的干涉配合。可以看出,阀部分42和阀座34在其间限定常闭的、轴向延伸的阀开口或缝隙44。如下面进一步描述的,阀部分42可在如图3所示的常闭位置和打开位置(未示出)之间沿径向移动,处于常闭位置时,阀部分42与阀座34接合,处于打开位置时,至少一段阀部分42沿径向与阀座34间隔开,以便以流体连通的方式将阀开口44与流通孔36连接,由此允许物质从流通孔36通过阀开口44。另外如图3所示,配件46固定地固定在阀体30上并在其间形成气密密封。配件46限定第二通道48,该第二通道48以流体连通的方式与第一轴向延伸通道32连接以允许物质在其间流动;以及环形的轴向延伸的管连接表面50,该管连接表面50可与管14气密地连接,同时第二通道48以流体连通的方式与管连接,由此允许物质从管14通过第二通道48,并依次经过第一轴向延伸通道32、流通孔36以及阀开口44。
如图3所示,阀体30还包括阀体基部52,该阀体基部包括环形安装凸缘54,该安装凸缘从所述阀体基部沿径向向外延伸,以将阀组件安装在例如图2的分配器16内。阀体30还限定第一基本为截头圆锥形的部分56,该第一基本为截头圆锥形的部分在阀体基部52和阀座34之间延伸。可以看出,流通孔36沿轴向延伸穿过第一基本为截头圆锥形的部分56,从而流通孔36的径向内缘基本上邻接阀座34。阀盖38包括第二基本为截头圆锥形的部分58,该第二基本为截头圆锥形的部分在阀盖基部40和阀部分42之间延伸、叠放在阀体30的第一基本为截头圆锥形的部分56上,并且如图3中重叠线所指示的那样在其间形成干涉配合。
如在图3中可以看出的,在沿着从基本为截头圆锥形的部分58朝着阀部分42的方向轴向移动时,阀盖38的基本为截头圆锥形的部分58和阀部分42各自分别限定逐渐减小的径向厚度。因此,在沿着从阀内部朝着阀外部的方向轴向移动时,需要逐渐小的能量来打开阀。通过在足够压力下将物质泵送(或通过手动地、以机械方式或以机电方式挤压管14,或以其它方式泵送物质经过管或进入阀)通过流通孔36来打开阀开口或缝隙44(“阀的打开压力”),物质通过阀得到分配。一旦加压物质进入阀开口或缝隙44,在沿着从阀内部朝着阀外部的方向轴向移动时,需要逐渐减小的能量来沿径向打开阀盖的各个轴向段。因此,阀本身作为泵操作,以强制物质通过常闭的阀开口44。优选地是,在基本上遍及通过阀开口44分配物质的任何阶段,阀部分42的基本为环形的段与阀座34接合以保持阀开口44和环境大气之间的气密密封。如果需要,阀可以其它方式构造以便于在沿着从阀内部朝着阀外部的轴向方向移动时需要逐渐减小的能量来打开阀(即减少阀的打开压力)。例如,阀盖38和阀体30可以在沿着从阀组件内部朝着阀组件外部的方向移动时在其间限定减少的干涉度。可供选择地是,阀座34可以在从沿着阀座的内端朝着阀座的远端(或从阀座的内端朝着阀座的外端)的方向移动时限定逐渐增加的直径。如果需要,阀组件可以只包括这些特征中的一个,或可以包括这些特征的任何需要的组合以便于实现所需的性能特性。
另外,阀组件12优选按照下列共同转让的、同时待审的专利申请的教导构成,这些专利申请作为本公开的一部分整体引入作为参考:提交于2003年8月13日、名称为“储存并分配物质的容器和阀的组件以及相关方法”的美国专利申请序列号No.10/640,500,提交于2003年1月27日、名称为“容器和阀的组件”的美国专利申请序列号No.29/174,939,提交于2004年9月27日、名称为“使用单向阀来储存并分配计量物质的侧向驱动的分配器”的美国专利申请60/613,583,提交于2003年8月15日、名称为“管和阀的组件”的美国专利申请序列号No.29/188,310,提交于2003年10月7日、名称为“容器和阀的组件”的美国专利申请序列号No.29/191,510,提交于2003年12月10日、名称为“用于储存并分配物质的阀组件和管具及其相关方法”的美国专利申请序列号No.60/528,429。
按照这些教导,阀座的直径D2、阀部分42和阀座34之间的干涉度(如图3中重叠线指示)、阀部分42的预定径向厚度以及阀盖38材料的预定弹性模量中的至少一个选择成用于(1)限定在挤压管14使得物质从管通过常闭的阀开口44时所产生的预定的阀打开压力,以及(2)在常闭位置气密地密封阀12并阻止细菌或污染物通过阀开口44进入并进入管14。在本发明图示的实施例中,阀座的直径D2、阀部分42和阀座34之间的干涉度、阀部分42的预定径向厚度以及阀盖38材料的预定弹性模量中的每个选择成用于(1)限定在挤压管14使得物质从管(或以流体连通的方式连接在此的可变容积储存腔)通过常闭的阀开口44时所产生的预定的阀打开压力,以及(2)气密地密封阀开口44并阻止细菌通过阀开口进入并在常闭位置进入管14。
流通孔36相对于阀座成角度地延伸。在图示的实施例中,流通孔在大约30°到大约45°的范围内成角度地延伸。但是,相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,这个角度范围只是示例性的并且可以根据要求或其它需求改变。另外例如在上面引入作为参考的共同转让的同时待审的专利申请中任意一个所展示的那样,可增加一个或多个附加流通孔36,这些附加流通孔相对于流通孔36成角度地分开。
如图3所示,阀体30限定形成于基部52和截头圆锥形部分56的连接处的环形凹槽60。阀盖38包括相应的环形凸缘62,该环形凸缘径向向内突出并容纳在阀体30的环形凹槽60内,以将阀盖固定在阀体上。可以看出的是,阀体30在环形凹槽60的轴向外侧或前侧上限定锥形表面64以便于将环形凸缘62移动到环形凹槽60内。
阀组件12还包括保护盖或罩66,其围绕挠性阀盖38成环形地延伸,并且从阀盖38的基部沿轴向延伸至与阀的分配末端相邻但沿轴向向内与之间隔开的点。如图3所示,阀体30限定形成于安装凸缘54和阀体基部52的连接处的第一外周凹槽68,而阀罩66限定相应的第一环形凸起物70,该第一环形凸起物径向向内突出并卡扣配合在外周凹槽68内以将阀罩锁定在阀体上。另外,阀罩66限定形成于第一环形凸起物70的轴向内侧上的第二外周凹槽72,而阀体基部52限定相应的第二环形凸起物74,该第二环形凸起物径向向外突出并卡扣配合在外周凹槽72内以进一步将阀罩锁定在阀体上。
另外如图3所示,阀罩66相对于第二截头圆锥形部分58和阀盖38的阀部分42沿径向间隔开以在其间形成环形的轴向延伸的间隙76。该间隙76使得阀盖在物质分配通过常闭的阀开口或缝隙44的过程中自由扩张或径向向外地移动。阀部分42的末端78限定环形部分80,该环形部分朝着阀罩66的远端82径向向外地斜削以基本阻塞环形间隙76的远端或阻塞环形间隙76远端的大部分,由此阻止任何不希望的物质堆积在所述间隙中。
配件46包括环形安装凸缘84,该安装凸缘容纳在相应的安装凹槽86内以将配件安装到阀体30。如图3所示,配件和阀体在它们的内环形表面88和90处形成干涉,以允许配件和阀体通过超声波焊接在一起并在其间在这些表面的环形接合线处形成气密密封。图示的剪切接合点设计的一个优点在于它确保了相对高的接合点强度以及整个的气密密封。相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,配件和阀体可以按照当前已知的或随后变为已知的多种不同的方式彼此连接。可供选择地是,配件和阀体可在模制阀体和配件时彼此整体地形成。将配件与阀体分开的一个优点在于不同尺寸的配件和/或不同类型的配件可以连接到阀体。如图3所示,管连接表面50是常规的带有倒钩的配合表面,该配合表面与挠性管14的内部摩擦地接合以将配件固定到管,并在其间形成气密密封。在图示的实施例中,管14是常规的硅胶管。但是相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,配件和/或管可采用多种不同构造和/或可以由多种不同材料形成,这些构造和材料是目前已知的或随后变为已知的。
如图2所示,阀和管的组件10可安装在分配器16内并与常规的蠕动泵18连接,该蠕动泵按照图2箭头的指示以旋转的方式驱动以挤压管14,并依次通过单向阀12将物质从储器24泵送到接收容器或其它容器20。可供选择地是,阀和管的组件10可以安装在多种不同的容器或分配器内,并且可与多种不同的泵结合使用,这些泵诸如是电驱动的、手动驱动的或踏板驱动的泵,或可以和采用加压空气或其它气体来经过阀泵送流体的分配器一起使用,这些分配器是目前已知或随后变为已知的。
在图5和6中,另一个体现本发明的阀组件总体由附图标记112指示。阀组件112基本上类似于上述的阀组件12,因此类似的附图标记在前加上数字“1”用于指示类似的元件。阀组件112与阀组件12相比主要区别在于:阀座134的分配末端在其中限定凹槽192,并限定形成于凹槽192和阀座134的远端边缘之间的非常细的环形倒角边缘194。可以看出的是,倒角边缘194的径向宽度基本上小于凹槽192的轴向深度以及阀座134的直径(两种情形下的大小至少大约为5,优选地至少大约为10)。在本发明的一个实施例中,边缘部分的径向宽度在大约5mm到大约25mm的范围内。这种构造的一个优点在于:这种细的环形边缘194基本阻止了任何物质在从阀分配后聚集在分配末端。优选地是,阀112安装成基本上竖直或竖立的定向(如图2所典型示出的),从而分配末端面向下(使得阀的轴线基本上垂直于水平方向定向,或相对于水平方向成锐角地定向)。环形边缘194的小表面积基本上阻止了任何流到该表面上的流体具有足够的表面张力,以克服将流体向下拉并远离该表面的重力。因此,环形边缘194基本阻止了任何流体或其它物质聚集于此,因此便于保持干净的分配末端。
在图7-9中,另一个体现本发明的管和阀的组件总体由附图标记210指示。管和阀的组件210基本上类似于上述的管和阀的组件10、110,因此类似的附图标记在前加上数字“2”或用数字“2”代替数字“1”加在前边用于指示类似的元件。管和阀的组件210与上述管和阀的组件相比主要区别在于:管214与形成储器224的挠性袋状物整体形成,并且挠性袋状物、管和阀组件可安装在相对刚性的盒225内。在一个实施例中,管214的入口端226构建在袋状物222的基部,诸如通过热封、超声波焊接、卷边或粘合将管连接到袋状物材料。相关领域的普通技术人员根据本文的教导可以认识到,管可以流体连通的方式与袋状物连接,或以当前已知或随后变为已知的多种不同的方式与袋状物整体形成。
如图7所示,当安装在分配器外壳216内时,管214与相关领域的普通技术人员已知类型的蠕动泵218连接,并且阀组件212延伸穿过在分配器外壳216的面板223上形成的分配开口221。可以看出的是,安装凸缘254坐落在面板223的内侧和夹紧件229上,该夹紧件具有一个或多个适当的紧固件231,诸如翼形螺钉,这些紧固件以可释放的方式将阀212固定在适当位置。控制单元233与泵218电连接以控制泵的操作,并依次控制袋状物222的储器224内的食物或饮料产品或其它物质通过管214、单向阀组件212进行分配,并进入杯子或其它容器220。分配器可以包括适当的控制器以允许使用者驱动控制单元233和泵218,这些控制器诸如为相关领域的普通技术人员已知的所有类型的按钮或开关。
在一个实施例中,袋状物222的材料是氧气/水屏障材料。这种材料的一个实例是具有核准的食物接触材料层的塑料层压材料。在一个实施例中,该材料是可热封的薄膜,其包括氧气/水屏障层以及优选地呈现适当耐磨和挠性特性的外层。适当外层的实例为线性或双轴定向的尼龙、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。氧气/水屏障材料的实例为乙烯乙烯醇(EVOH)和二氧化硅。可热封材料的实例为聚乙烯,诸如线性低密度、超线性低密度、高密度或茂金属催化的聚乙烯。袋状物材料的实例为层压材料,其包括位于外侧的尼龙共聚体、EVOH以及位于内侧的茂金属催化的聚乙烯,其中层压材料的这些层以相关领域的普通技术人员已知的方式粘合在一起。相关领域的普通技术人员可以认识到,如果管没有作为袋状物的整体部分提供,那就应当不用抗阻塞的添加剂以确保良好的袋状物边缘/管的熔合。
管214优选由足够软的材料形成,这样管能例如由蠕动泵218挤压或以其它方式变形,但是该管不会在如此挤压或变形的时候穿孔或永久变形。在本发明的一个实施例中,材料为复合的茂金属催化的聚乙烯,诸如由Dow Chemical Corporation销售的命名称为DowAG8180的茂金属催化的树脂。如上所指出的,管的材料可以热封、卷边或粘合地连接到袋状物材料。
管214的尺寸可适合通过其分配的食物材料或其它物质的类型。在一些实施例中,管的内径在大约5mm至大约15mm的范围内,并且优选在大约7mm至大约8mm的范围内。在这样的一些实施例中,管材料的厚度在大约1mm至大约2mm的范围内,而在这样的一个实施例中,厚度为大约1.5mm。管214的长度可按照特定分配系统的要求或其它需求设定。在一些实施例中,管的长度在大约15cm至大约25cm的范围内。相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,构造袋状物、管和阀组件的材料可以采用当前已知或随后变为已知的用于执行各个部件功能的多种不同材料。类似地,这些部件的尺寸以及这些部件连接或形成的方式都可以采用多种不同的按照要求或其它需求的尺寸或构造。例如,袋状物的材料或袋状物和管的尺寸可以和美国专利No.6,024,252公开的一样,因此该专利作为本公开的一部分专门整体引用作为参考。
根据分配器外壳216的设计,没有必要将袋状物222设置在盒225内。但是,盒225可以提供用于容纳并运送挠性袋状物222和/或用于将袋状物222安装在分配器外壳216内的便利机构。在本发明的一个实施例中,盒216是相关领域的普通技术人员已知类型的纸板盒。如图9所示,盒225可限定延伸穿过其基部壁的孔227,以允许管和阀组件通过其中。可供选择地是,盒225可设置有穿孔或脆弱部分,该部分允许移除盒的一部分以便接近管和阀组件。相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,盒可由多种不同材料形成,并且可限定多种不同的形状和/或构造,这些材料、形状和构造都是当前已知或随后变为已知的。另外,挠性袋状物和阀的组件可安装在多种不同容器或分配器内,并且可与多种不同的泵结合使用,或可以与分配器一起使用,上述泵诸如是电驱动的、手动驱动的或踏板驱动的泵,上述分配器采用加压空气或其它气体来泵送或以其它方式对流体加压使流体流过阀,这些容器、分配器或泵是当前已知或随后变为已知的。
如图7-9所示,袋状物222优选包括针状物可穿透的并且可用热的方法释放的阻塞物235,以使用针状物或其它喷射件穿过阻塞物而充装储器224,并且使用激光或其它热或化学源用热的方法再密封所形成的针孔。可以看出,阻塞物235安装或以其它方式容纳在延伸穿过袋状物222上部的端口237内。如图9所示,端口237可以延伸穿过在盒225的上壁形成的孔。如果需要,可以在端口237的凸缘241和相邻的盒225的壁之间设置支撑环239。可以看出,支撑环239从端口侧向(或径向向外)延伸以在针状物通过阻塞物充装并再密封的过程中支撑该端口。袋状物、管和阀组件都优选在充装之前例如通过施加辐射进行消毒,这些辐射诸如伽马或电子束辐射,或其它类型的消毒剂,诸如蒸发的过氧化氢(“VHP”)。然后,气密密封的消毒的空袋状物、管和阀组件都在无菌条件下充装液体食物、饮料或其它容纳于此的物质。这种充装方法和构造的一个优点在于:它改善了袋状物内的物质的保存期限,并且使得袋状物在储存和整个袋状物的使用期间不进行冷藏(也就是说,在从袋状物进行分配的第一剂量到最后剂量,袋状物可以保持不进行冷藏)。
如果需要,并且按照图7中虚线典型指示的那样,在针状物充装经过并且用热的方法再密封阻塞物235以阻止阻塞物的移除之后,防窃启的盖243可以固定到端口的凸缘241上而不会损坏盖243,或以其它方式影响阻塞物。阻塞物235以本领域已知的方式与端口237一起形成不透流体的外周密封。另外,盖243可以在阻塞物和环境大气之间形成不透流体的密封,并且依次在阻塞物和环境大气之间提供附加的湿气和/或水汽传输屏障。盖243可以当前已知或随后变为已知的多种不同方式与端口连接,这些方式包括卡扣连接、超声波焊接、粘合或其它方式。
如图9所示,在可供选择的构造中,阻塞物235可以通过盖245保持在端口237内,该盖与端口237卡扣配合以将阻塞物固定地固定在端口内。盖245包括与阻塞物235的外周凸缘249接合以将阻塞物固定连接在端口内的内部凸缘247。内部凸缘247限定中心孔251来在此容纳阻塞物235中心凸起的部分253,该部分限定阻塞物的可穿透针状物并且用热的方法可再密封的部分。盖245还限定多个扳机状的凸缘,这些凸缘在内部凸缘247的下面相对于彼此成角度地间隔开。每一个扳机状的凸缘255限定锥形的剖面构造以允许盖245以滑动方式安装在端口239的凸缘237上,并与端口凸缘237的下侧接合形成卡扣安装以阻止盖从端口移出。优选地是,当内部凸缘247在适当位置卡扣移动时,其在阻塞物235的挠性凸缘249上施加基本上预定的受压预载,因此在盖、阻塞物和端口之间形成不透流体的密封。另外,阻塞物的内部外周边缘257以相关领域的普通技术人员基于本文的教导而知晓的方式构造以与端口237的内表面接合并在袋状物的整个保存期限和使用中在此其间形成不透流体的密封。盖245包括容纳在外周凹槽261内的盖盘259,该凹槽在内部凸缘247的上侧上的盖内形成。盖盘259限定环形凸起物263,并且盖盘限定环形凹槽265来在此容纳盖的环形凸起物,并因此将盖盘固定连接于此。盖盘259在针状物穿透并用热的方法再密封阻塞物的区域253之后固定连接到盖上,因此阻止进入阻塞物并提供了附加的屏障以阻止湿气、水汽或气体传输经过阻塞物。
在图10-13中,另一个体现本发明的组件总体由附图标记310指示。组件310在许多方面都类似于上述参照图7-9描述的组件210,因此类似的附图标记在前用数字“3”代替“2”加在前边用于指示类似的元件。如图10所示,单向阀组件312包括可手动地接合的、圆顶形状的致动器315来分配袋状物322(图14)中基本计量的流体,该袋状物通过阀限定可变容积的储存腔324。阀组件312包括整体的刚性管314,该管在其上游端限定安装凸缘以将管和阀组件安装在相对刚性的盒325上,该盒在其中容纳有挠性袋状物322(图14)。盒325和袋状物322可以和上边描述的盒和袋状物相同或基本类似,或它们可以由多种不同的材料形成,和/或采用多种不同的形状和/或构造,这些材料、形状和构造是当前已知或所后已知的。
圆顶形状的致动器315由弹性材料形成,该材料有挠性并且可手动地接合和向内按压以操作致动器,并因此将流体从可变容积的储存腔324泵送经过单向阀312。如图11所示,单向阀312包括从致动器315向内延伸的挡板317,限定压缩腔332的阀体330,相对刚性的阀座334,以及至少一个相邻于阀座334延伸穿过阀体330并以流体连通的方式与压缩腔332连接的流通孔336,所述压缩腔在其中容纳来自可变容积储存腔324的每一剂量或不连续份,或供应待被分配流体。单向阀组件312还包括阀盖338和叠放在阀座334上的阀部分342,阀盖由弹性材料形成,并包括安装在阀体330上的阀盖基部340,并且逆着相对的轴向移动固定连接于此。阀部分342和阀体330在其间形成干涉配合。可以看出,阀部分342和阀座334在其间限定常闭、轴向延伸的阀开口或缝隙344。阀部分342在如图示的常闭位置与打开位置(未示出)之间沿径向移动,处于常闭位置时,阀部分342与阀座334接合,处于打开位置时,至少一段阀部分342沿径向与阀座334间隔开以便以流体连通的方式将阀开口344与流通孔336连接,从而使得流体从压缩腔332流动到流通孔336,并经过阀缝隙344。
单向阀312还包括延伸穿过管314、并以流体连通的方式与可变容积的储存腔324连接的入口通道348(图12)。单向阀312可以直接与可变容积的储存腔324连接,然后焊接或以其它方式密封到袋状物322以阻止污染物进入压缩腔或阀。可供选择地是,入口通道348可以与所示类型的挠性管连接,例如图2的管,并且该挠性管可依次将阀312与储存腔324连接。可以看出,在其常闭位置,挡板317将压缩腔332与入口通道348和储存腔324分开。因此,按照图11的箭头指示,在圆顶形状的致动器315的向下冲程的过程中,挡板317阻止压缩腔332内的流体向后回流进入入口孔348和可变容积储存腔324,并依次使得手动地凹陷的致动器压缩压缩腔内的流体,使该流体基本克服阀的打开压力并通过阀得到分配。然后,在圆顶形状的致动器315的向上或返回冲程的过程中,吸入力或在压缩腔内产生的真空使得挡板317按照图11箭头的指示弯曲脱离入口孔,因此使压缩腔332与入口通道流体连通,并允许下一剂量的流体流入压缩腔。
阀组件312还可以根据上述引入作为参考的共同转让、同时待审的专利申请的教导进行构造。根据这些教导,阀座的直径D2(如图11所示,阀座在从上游朝着阀座下游端移动时限定逐步减少的直径)、阀部分342和阀座334之间的干涉度、阀部分342的预定径向厚度以及阀盖338材料的预定弹性模量中的至少一个选择成用于(1)限定在挤压圆顶形状的致动器315时所产生的预定的阀打开压力,挤压致动器使流体从压缩腔332通过常闭的阀开口344,以及(2)气密地密封阀312并阻止细菌或其它污染物通过阀开口344进入并在常闭位置进入通道348。在本发明图示的实施例中,阀座的直径D2、阀部分342和阀座334之间的干涉度、阀部分342的预定径向厚度以及阀盖338材料的预定弹性模量中的每个选择成用于(1)限定在挤压致动器315使基本上预定容积的流体从储器324流入腔332时所产生的预定的阀打开压力,并经过阀开口344,以及(2)在常闭位置气密地密封阀开口344并阻止细菌或其它污染物通过阀开口进入。
阀组件312还包括保护盖或罩366(图10中未示出),其围绕挠性阀盖338成环形地延伸,并且从阀盖338的基部轴向延伸至与阀的分配末端相邻但是在此向内轴向间隔开的点。罩366安装在阀体330上,并包括以压缩方式与圆顶形状的致动器315的相应外周凸缘369接合以将圆顶形状的致动器固定连接到阀体的外周凸缘367,并包括以压缩方式与阀盖的阀盖基部340接合以将阀盖固定连接到阀体的较低环形凸缘371。
单向阀组件312以下操作。圆顶形状的致动器315诸如通过手动接合向下按压以压缩并依次将基本预定容积的、位于压缩腔332内的流体转移。压缩腔332内产生的流体压力使得挡板317将其自身密封在围绕入口通道348的阀体上以阻止入口通道和压缩腔之间的流体连通。如果需要,挡板317和/或围绕入口通道348的壁可以转动一定角度以帮助在挡板和壁之间产生密封。基本预定容积的流体然后从压缩腔332移动经过流通孔336,进入阀座334,并通过阀开口344流出。当致动器315向下按压时,腔332变空或基本上变空。当使用者释放致动器315时,腔332内产生真空,并且挡板按照图11的箭头指示向外摆动远离通道348,这使得流体流出储器324并进入压缩腔332。
如果需要,并且按照图13所典型指示的那样,阀体330可以包括臂状物319,该臂状物与挡板317相邻,并在下游间隔开一段基本的距离以当挡板处于常闭位置时在臂状物和挡板之间限定间隙321。臂状物319作为障碍操作以阻止挡板下游的进一步移动,因此阻止挡板在不适当的位置摆动。如图所示,臂状物319可以限定一个或多个通过自身的流通孔以使流体在挡板处于打开位置时自由流动。如图12、13和14所示,阀和管组件还可以包括管套或壳321,其与管314径向向外间隔开以覆盖管,并且如果需要靠着盒325支撑管和阀组件(图10)。
相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,致动器315和压缩腔332可以采用多种不同的形状和/或构造,和/或可以由多种不同的材料形成,这些形状、构造和材料是执行这些部件功能时当前已知或随后变为已知的。例如,压缩腔332可以限定曲线的形状以便于当致动器向下冲程的时候在圆顶形状的致动器的下侧和压缩腔之间形成接合。类似地,致动器的下侧可形成更常规的活塞形状,诸如圆柱形的凸起物,该凸起物可滑动地容纳在相应形状的压缩腔内。另外,致动器可以包括杆或其它操作机构,该机构可手动地进行接合来按压致动器并依次从可变容积的储存腔内分配计量或基本计量的流体,使之经过单向阀。
在图15所示的可供选择的实施例中,可变容积的储存腔324不受如上参照图7-14进行描述的、安装在盒内的挠性袋状物限定,但是更适于由相对刚性的管状体322限定。活塞325可以滑动方式安装在管状体322内,并在活塞的外周表面和管状体的内壁之间形成不透流体的密封。可以看出,可变容积的储存腔324在活塞325和到阀组件312为止的入口通道348之间形成。管状体322包括端盖367,该端盖在其中限定流体流通孔369以使空气自由通过此处由此允许活塞325在流体从可变容积储存腔324分配时在管状体322内向内滑动。在该实施例中,当圆顶形状的致动器315向上或返回冲程时,压缩腔332内产生的真空将流体抽出可变容积的储存腔324,并依次使得活塞325向内朝着入口通道348移动,并相应调整储存腔的容积以对流体的分配进行补偿。
为了将阻塞物装配到袋状物或其它容器,和/或在无菌条件下使针状物经由针状物可穿透并且激光可再密封的阻塞物充装到消毒的袋状物、管和阀组件,对密封的空袋状物、管和阀组件进行预先消毒的装置和方法可以采用下列共同转让的专利和专利申请中公开的装置和方法,这些专利和专利申请因此作为本公开的一部分专门引用作为参考:提交于2004年1月28日、名称为“具有可热封盖的药剂瓶以及充装该瓶的装置和方法”的美国专利申请序列号No.10/766,172,该专利申请是提交于2003年10月27日、类似名称的美国专利申请序列号No.10/694,364的部分继续申请,后一专利申请是提交于2003年3月21日、类似名称的同时待审的美国专利申请序列号No.10/393,966的继续,后一申请是提交于2001年2月12日、类似名称的美国专利申请序列号No.09/781,846、目前于2003年8月12日公布的美国专利No.6,604,561的分案,该专利又要求于2000年2月11日提交的、类似名称的美国临时申请No.60/182,139的权益;以及提交于2003年1月28日的美国临时专利申请No.60/443,526;以及提交于2003年6月30日、类似名称的美国临时专利申请No.60/484,204;提交于2003年9月3日、名称为“密封容器和制造并充装该容器的方法”的美国专利申请序列号No.10/655,455,该专利申请依次要求提交于2002年9月3日、类似名称的美国临时专利申请No.60/408,068的权益;提交于2004年3月8日、名称为“成型并装配具有阻塞物的容器的装置和方法”的美国临时专利申请No.60/551,565;提交于2003年6月19日、名称为“在电子束腔内具有针状物充装位置的消毒充装机器”的美国专利申请序列号No.10/600,525,该专利申请又依次要求提交于2002年6月19日、类似名称的美国临时申请No.60/390,212的权益;提交于2004年11月5日、名称为“针状物充装以及激光密封位置”的美国专利申请序列号No.10/983,178,该专利申请又依次要求提交于2003年11月7日、类似名称的美国临时专利申请No.60/518,267以及提交于2003年11月10日、类似名称的美国临时专利申请No.60/518,685的权益;提交于2004年3月5日、名称为“针状物充装以及激光再密封的装置”的美国临时专利申请No.60/550,805;以及提交于1995年4月11日的美国专利申请序列号No.08/424,932、目前于1997年6月24日公布、名称为“在无菌条件下充装密封容器的过程”的美国专利No.5,641,004。
在本发明目前优选的实施例中,每一个可再密封的阻塞物由限定针状物穿透区域的热塑材料形成,该区域使用针状物来穿透以形成在此经过的针孔,并且该区域可用热的方法再密封以通过在其上使用预定波长和能量的激光辐射对针孔进行气密密封。每一个阻塞物包括热塑体,其限定(i)在其轴向方向上的预定壁厚,(ii)能基本吸收预定波长的激光辐射并基本阻止辐射通过其预定壁厚的预定颜色和不透明度,以及(iii)使得预定波长和能量的激光辐射对在预定时间段内在其针状物穿透区域上形成的针孔进行气密密封而不会燃烧针状物穿透区域和/或盖的套部分的预定颜色和不透明度(也就是说,不会对材料的分子构造或化学特性产生不可改变的变化)。在一些实施例中,预定的时间段大约为2秒,优选小于或等于大约1.5秒,最优选的小于或等于大约1秒。在一些这样的实施例中,激光辐射的预定波长大约为980nm,每个激光的预定能量优选小于大约30瓦特,并且优选小于或等于大约10瓦特,或在大约8至10瓦特的范围内。另外在这样的一些实施例中,材料的预定颜色是灰色,并且预定的不透明度通过暗灰着色剂(或颜料)以大约范围在0.3%至大约0.6%(按照重量计算)的量加在阻塞物材料上来限定。
另外,如果需要,相关领域的普通技术人员已知类型的润滑剂可以加在或含在每一个上述的热塑化合物中,以便于在使用针状物穿透热塑部分的穿透区域时阻止或以其它方式减少微粒的变形。在一个实施例中,润滑剂为矿物油,其以足够的量加在苯乙烯块的共聚物上或其它热塑化合物上以在使用针状物或其它充装件穿透相同部位时阻止或基本阻止微粒的变形。在另一个实施例中,润滑剂为硅树脂,诸如由Dow Corning Corporation以“360医用流体、350CST”命名销售的液体硅树脂,或硅树脂油,它们以足够的量加在苯乙烯块的共聚物上或其它热塑化合物上以在使用针状物或其它充装件穿透相同部位时阻止或基本阻止微粒的变形。在一个这样的实施例中,硅树脂油包含的量在大约0.4%至大约1%(按照重量计算)的范围内,优选在大约0.4至0.6%(按重量计算)的范围内,最优选在大约0.51至大约0.5%(按照重量计算)的范围内。
如上所述,穿透阻塞物的针状物的构造、在针状物/阻塞物接触面产生的摩擦力,和/或通过阻塞物的针状物的冲击都可以进行控制以进一步减少或在使用针状物穿透阻塞物的时候基本阻止微粒的变形。
另外根据当前的优选实施例,针状物可穿透并且激光可再密封的阻塞物包括:(i)苯乙烯块的共聚物,诸如上边描述的任何这种苯乙烯块的共聚物,其范围在大约80%至97%(按照重量计算)的范围内(例如上边描述的按照重量计算为95%);(ii)石蜡,诸如甲基石蜡乙烯、聚烯烃或上边描述的石蜡中的任何一个,其范围在大约3%至大约20%(按照重量计算)的范围内(例如如上所述的大约5%);(iii)在小于大约3秒,优选为小于大约1-1/2秒,最优选为小于大约1/2秒的时间段内,以足够的量加入来吸收激光能量、将辐射转化为热并且融化阻塞物材料的颜料或着色剂,其加入的深度优选至少等于针孔深度的大约1/3至大约1/2;以及(iv)润滑剂,诸如如上所述的矿物油、液体硅树脂或硅树脂油,其以足够的量加入以在针状物穿透阻塞物的过程中基本减少在针状物/阻塞物的接触面上的摩擦力,并依次基本阻止微粒变形。
在本发明的一个实施例中,颜料由德国路德维希港的BASE Aktiengesellschaft以LumogenTMIR788为商标名销售。LumogenIR产品都是接近红外线的、非常透明的选择性吸收体,它们设计用于吸收来自于半导体激光的具有大约800nm波长的辐射。在该实施例中,在小于大约3秒,优选小于大约1-1/2秒,最优选为小于大约1/2秒的时间段内,Lumogen颜料以足够的量加入挠性混合物以将辐射转化为热并且融化阻塞物材料,其加入的深度优选等于至少针孔深度的大约1/3至大约1/2。LumogenIR788颜料在大约788nm具有非常高的吸收性,因此与该实施例结合,激光优选传递大约788nm(或大约800nm)的辐射。LumogenIR788颜料的一个优点在于,在挠性混合物中加入非常少量的这种颜料就能在时间段内以所需的或其它要求的再密封深度实现激光的再密封,因此如果需要,针状物可穿透并且激光可再密封的阻塞物可以是透明的或基本透明。这在审美上具有非常显著的的优点。在本发明的一个实施例中,LumogenIR788颜料以小于大约150ppm的浓度加在挠性混合物中,浓度优选在大约10ppm至大约100ppm的范围内,最优选在大约20ppm至大约80ppm的范围内。在该实施例中,800nm激光的能量级别优选小于大约30瓦特,或在大约8瓦特至18瓦特的范围内。
另外根据当面优选的实施例,另外控制一个或多个上述的参数以减少和/或消除微粒的变形(也就是说,在热塑化合物中包括硅树脂油或其它润滑剂,并且控制针状物的构造、针状物/阻塞物接触面上的摩擦度、和/或通过阻塞物的针状物的冲击),可再密封阻塞物的热塑化合物的不同伸长率进行选择以减少和/或消除微粒的变形。
因此,根据这种实施例,针状物可穿透并且激光可再密封的阻塞物包括:(i)第一热塑材料,其重量在大约80%至大约97%的范围内,并且限定第一伸长率;(ii)第二热塑材料,其重量在大约3%至大约20%的范围内,并且限定比第一材料的伸长率小的第二伸长率;(iii)颜料或着色剂,在小于大约2秒,优选小于大约1.5秒,最优选小于大约1秒的时间段内,它们以足够的量加入以吸收激光能量、将辐射转化为热并融化阻塞物材料,其加入的深度优选等于至少针孔深度的大约1/3至大约1/2;以及(iv)润滑剂,诸如上述的矿物油、液体硅树脂或硅树脂,在针状物穿透阻塞物的过程中,润滑剂以足够的量加入以基本减少针状物/阻塞物接触面上的摩擦力,并依次基本阻止微粒的变形。
根据其它方面,第一材料限定的熔点(或维卡软化温度)比第二材料限定的熔点低。在一些实施例中,第一材料是苯乙烯块的共聚物,而第二材料是石蜡,诸如多种的甲基石蜡乙烯或聚烯烃。另外根据当前的优选实施例,第一材料在10磅力时限定至少大约75%的伸长率(也就是说,当承受10磅力时,长度增加大约75%),优选至少大约85%,最优选为至少大约90%;而第二材料在10磅力时限定至少大约5%的伸长率,优选至少大约10%,最优选为至少大约15%,或在大约15%至大约25%的范围内。
在图16-18中,另一个体现本发明的组件总体由附图标记410指示。组件410在许多方面都类似于上述参照图7-15描述的组件210和310,因此类似的附图标记用数字“4”代替数字“2”或“3”加在前边用于指示类似的元件。可变容积储存腔424由挠性袋状物422限定,袋状物容纳在相对刚性的盒或其它适于形状的容器425内。限定入口通道448的管414以流体连通的方式连接在可变容积储存腔424和压缩腔432之间。基本挠性的圆顶形状的泵或致动器415在其中侧限定压缩腔阀件417,该阀件形成朝着阀件的自由端向内逐渐变细的锥形剖面构造。当圆顶形状的致动器415按照图16箭头指示的那样向下冲程时,压缩腔阀件417的自由端容纳在管414的入口通道448内,因此阻止了任何附加流体从储存腔424流入压缩腔432,并且依次通过其它的圆顶形状的致动器415的手动压缩基本压缩压缩腔432内的流体来克服阀的打开压力并通过单向阀412分配预定量的流体。当圆顶形状的致动器415返回或向上冲程时,阀件417的自由端被向上拉动并离开管414的入口通道448以依次使压缩腔432与可变容积储存腔424进行流体连通,由此允许流体从储存腔424流入压缩腔432。袋状物422具有足够的挠性来以一定的量减少内部容积,该数量相应于在圆顶形状的致动器415的返回冲程时从储存腔424流入压缩腔432的流体量。优选地是,圆顶形状的致动器415被构造成在其向下冲程受到向内按压时保持足够的弹力来向上拉动自身并返回到手动释放时如图16所典型示出的就绪位置。
单向阀组件412包括限定轴向延伸的阀座434的阀体430,以及在阀体430内形成并以流体连通的方式在压缩腔432和阀座434之间延伸的细长流通孔436。单向阀组件412还包括阀盖438,该阀盖由弹性材料形成并整体形成有圆顶形状的致动器415。阀盖438包括安装在阀体430上的阀盖基部440以及叠放在阀座434上的阀部分442,阀盖基部通过相对刚性的止动环466的凸缘467逆着相对的轴向移动固定连接于此。如图18所示,当在垂直于组件的细长轴“X”的平面上看时,阀部分442具有弓形形状,并且如图16所典型示出的那样,当在细长轴X的平面内看时,阀部分442限定基本锥形的剖面构造,该构造在从阀内部朝着阀外部的方向(或从基部朝着阀的分配末端)上移动时向内逐渐变细。阀部分442限定预定的径向厚度,该厚度在沿着从内部朝着阀外部(或从基部朝着分配末端)的方向移动时逐渐变小。如图16所示,阀盖442的内表面由第一可变半径R1限定,在沿着从基部朝着阀盖的分配末端的方向移动时,该半径大小逐渐增加,而阀座434的外表面由第二可变半径R2限定,在沿着从基部朝着阀座的分配末端的方向移动时,该半径大小同样逐渐增加。类似于上述的单向阀,对于阀盖和阀座的每一个接合段,R2比R1大,因此在阀盖和阀座之间形成干涉配合。因此,当具有上述单向阀时,挠性阀部分442和阀座434协作以在其间限定常闭、轴向延伸的阀开口或缝隙444。另外类似于上述的单向阀,阀部分442在如图16所示的常闭位置与打开位置(未示出)之间沿径向移动,处于常闭位置时,阀部分442与阀座434接合,处于打开位置时,至少一段阀部分442沿径向与阀座434间隔开以便以流体连通的方式将阀开口444与流通孔436连接,从而使物质从流通孔436通过阀开口444。如图18所典型示出的那样,当在垂直于组件的细长轴“X”的平面上看时,阀部分442基本上是半圆形。如图16所指出的那样,阀座434在形状上对应,并且延伸至阀部分442,因此在其间形成常闭的轴向延伸的阀开口或缝隙444。相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,阀座和阀部分的形状,其包括每个这种部件的弓形延伸可以不同于本文根据需要所展示的或其它由组件的应用以及所希望的性能特性所指示的形状。如图17所示,止动环466包括相对的弹性凸缘469,该弹性凸缘与阀座434的相应侧向部分接合以将止动环固定连接到阀座,并依次将阀座和阀部分固定连接在二者之间。
如图16所示,管414在其一端整体形成有压缩腔432的基部壁471,而在其另一端整体形成有固定连接到袋状物422的凸缘473。压缩腔432的基部壁471容纳在容器425的孔475内,并且包括以密封的方式接合在容器的环形凹槽479内的外周凸缘477。止动环466限定外周的弹性凸缘481,该弹性凸缘与容器425的外周凸缘483的下侧接合,以在基本预定的压缩预载下在止动环和容器凸缘之间压缩外周凸缘469和阀盖基部440,从而阻止整个保存期限和组件的使用中的任何泄漏,因此将整体组合的圆顶形状的致动器和阀盖、管和袋状物组件以及容器固定连接在一起。
在组件410的操作中,使用者通过手动方式接合具有例如一个或多个指状物或手掌的圆顶形状的致动器来借助于单向阀412分配基本预定量的流体,并且向下按压该圆顶形状的致动器。在致动器向下或内部冲程时,压缩腔阀件417的自由端容纳在管414的出口孔448内,因此阻止了压缩腔432和储存腔424之间的流体流动。然后,当圆顶形状的致动器415进一步得到按压时,压缩腔432内的流体得到基本压缩以超过单向阀412的阀打开压力,并依次打开阀和通过阀分配压缩腔内基本所有的流体。然后,使用者从圆顶形状的致动器415上移走他或她的手,而挠性圆顶形状的致动器内的固有弹力驱动致动器返回至其初始形状或如图16所典型示出的就绪位置。当圆顶形状的致动器415返回至其就绪位置时,压缩腔阀件417的自由端离开入口通道448,由于圆顶形状的致动器向上冲程的时候在压缩腔内产生真空或吸力,该入口通道依次使得流体从储存腔向上引出并进入压缩腔。当圆顶形状的致动器415返回到其初始位置时,压缩腔432充装流体并且组件预备分配另一预定量的流体。虽然没有示出,但是盒425可以限定至少一个通风口以使空气流入袋状物422和盒425之间的空间,以便于袋状物在分配其内的流体时向内折叠。
相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,袋状物或圆顶形状的致动器可以包括针状物可穿透并且激光可再密封的阻塞物或其它用于针状物充装在可变容积的储存腔并且激光可再密封如上所述而产生的针孔的部分。袋状物422和盒425可以分别由与上述袋状物和盒相同的材料形成,或它们可以由当前已知或随后变为已知的多种其它材料形成。例如,盒425可由诸如吹塑或热压成形的塑料制成。另外,单向阀412可以限定与其它实施例有关的上述任一单向阀相同或类似的构造。
在图19中,另一个体现本发明的装置总体由附图标记510指示。该装置510在许多方面都类似于上述不同的实施例,因此类似的附图标记在前加上数字“5”,或由数字“5”代替另一个数字加在前边来指示类似的元件。装置510与上述的装置相比主要区别在于:装置510包括可展开的囊状物或袋状物522,其安装在相对刚性的容器528内并在其间限定可变容积的储存腔524来在此储存待被分配的流体。优选地是,在整个保存期限和装置的使用(也就是说,从装置分配多剂量或多部分的产品的整个过程)中,流体以基本不透风并且气密密封的条件储存在腔524内。为了使空气或其它气体流入内部腔527,并且依次使得囊状物522在使流体从可变容积的储存腔524分配并经过单向阀组件512的时候向外展开,入口端525以流体连通的方式连接在可展开的囊状物522的内部腔之间。在一个实施例中,可展开的囊状物522具有固有的挠性并且在从可变容积的储存腔524分配流体的时候向外倾斜以向外展开自己。在另一个实施例中,装置包括入口阀529,该阀以流体连通的方式连接在袋状物的内部腔527和环境大气和/或压缩气体源(未示出)之间,以控制空气或其它气体流入内部腔527。在这样的一个实施例中,加压空气通过入口阀529引入并进入内部腔527以向外压缩可展开的囊状物522,并且依次在可变容积的储存腔524内对流体加压以便于通过单向阀组件512分配流体。在图示的实施例中,装置包括手动方式接合的致动器515,该致动器通过单向阀512泵送计量部分或多剂量的流体。但是,相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,那些当前已知或随后变为已知的多种不同的手动地接合、踏板驱动、电驱动或以机电方法驱动的泵都可以使用。
在图20中,另一个体现本发明的装置总体由附图标记610指示。装置610在许多方面都类似于上述不同的实施例,因此类似的附图标记在前加上数字“6”,或由数字“6”代替另一个数字加在前边来指示类似的元件。装置610与上述的装置相比主要区别在于:装置610不包括限定可变容积的储存腔的挠性囊状物或袋状物,但更确切地说,该储存腔624由容器628的内部限定。消毒过滤器631安装在容器628上,并以流体连通的方式连接在储存腔624和环境大气之间以使空气或其它气体流入储存腔并在流经过滤器的时候消毒空气或其它气体,因此使容器内的流体产品保持处于无菌条件下。过滤器631可采用多种不同的过滤器来执行过滤器631的功能,这些过滤器是当前已知或随后变为已知的,其包括微生物过滤器。这样的一个过滤器限定小于大约10微米,优选小于大约5微米,最优选小于或等于大约2微米的气孔。容器628可以是刚性的、半刚性的或挠性的,并且可以由多种不同的材料形成,或形成多种不同的形状或构造,这些材料、形状和构造都是当前已知或随后变为已知的。在图示的实施例中,装置包括手动方式接合的致动器615以通过阀组件612泵送计量流体或多剂量流体。但是,相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,那些当前已知或随后变为已知的多种不同的可手动地接合、踏板驱动、电驱动或以机电方式驱动的泵都可以使用。
在图21中,另一个体现本发明的装置总体由附图标记710指示。装置710在许多方面都类似于上述不同的实施例,因此类似的附图标记在前加上数字“7”,或由数字“7”代替另一个数字加在前边来指示类似的元件。与上述多个实施例一样,装置710包括限定可变容积储存腔724的挠性袋状物722,单向阀组件712,和以流体连通的方式连接在单向阀和储存腔之间的挠性管714。入口阀729安装在容器728上,并以流体连通的方式连接在诸如空气或其它气体的加压流体源和在挠性袋状物722和相对刚性的容器728内形成的内部腔727之间。在一个实施例中,压力源733将加压空气或其它气体引入腔727来依次对袋状物722和袋状物内容纳的流体产品加压。相关领域的普通技术人员已知类型的阀715可在以下位置之间移动:(i)闭合位置,处于闭合位置时该阀夹紧挠性管714,使其处于闭合位置以阻止流体通过其中,和(ii)打开位置,处于该位置时阀释放挠性管714,并使得流体流过其中。处于打开位置时,腔727内的压缩气体产生足够的压力以移动流体产品通过单向阀712。阀715可手动地接合以便打开并关闭此阀,或在打开和闭合位置之间电驱动或以机电方式驱动。在一个实施例中,容器最初充装压缩气体,并且压缩气体的量足以通过阀来分配所有的流体产品。在另一个实施例中,压力源733可采用泵的形式,该泵将加压空气或其它气体泵送入腔727内以通过单向阀分配产品。在该实施例中,阀715可以除去,而泵733可以驱动以通过阀分配流体。还是在该实施例中,泵733可以采用多种不同的手动地接合、踏板驱动、电驱动或以机电方式驱动的泵,而这些泵都是当前已知或随后变为已知的。
在图22中,体现本发明的另一个装置总体由附图标记810指示。装置810在许多方面都类似于上述不同的实施例,因此类似的附图标记在前加上数字“8”,或由数字“8”代替另一个数字加在前边来指示类似的元件。与上述多个实施例一样,装置810包括限定可变容积储存腔824的挠性袋状物822,单向阀组件812,和以流体连通的方式连接在单向阀和储存腔之间的挠性管814。装置810包括手动驱动的蠕动泵815,该泵相邻于挠性管814固定,并且与该管接合以通过管814和单向阀组件812从可变容积的储存腔824泵送计量或多剂量的流体产品。在图示的实施例中,泵815手动或踏板驱动,并且包括以可旋转方式固定的蠕动泵送件835,该泵送件包括多个在其外周固定的转子837来以可选转的方式与挠性管814接合并挤压该管,从而依次将流体产品泵送经过此处。曲线形状的刚性泵块839相对于蠕动泵送件835安装在挠性管814的相对侧,以使转子837将挠性管814压在块上,并泵送流体产品经过此处。连杆组件841,诸如图示的多棒连杆以可推进的方式与蠕动泵送件835连接,从而以可旋转的方式驱动泵送件。可手动地接合的杆或脚踏板(未示出)以可推进的方式与连杆841连接,从而驱动连杆,并依次以可选转的方式驱动蠕动泵送件835来通过单向阀组件812从可变容积的储存腔824内泵送计量部分的流体产品。挠性袋状物、管和阀组件都以一次性的形式提供,这样当其空的时候就可以处理掉;但是,容器810和泵815通常都不会接触流体产品,因此它们可以和多种不同的袋状物、管和阀组件一起再利用,或同样以一次性的形式提供。
在图23中,体现本发明的另一个装置总体由附图标记910指示。装置910在许多方面都类似于上述不同的实施例,因此类似的附图标记在前加上数字“9”,或由数字“9”代替另一个数字加在前边来指示类似的元件。与上述多个实施例一样,装置910包括限定可变容积储存腔924的挠性袋状物922、单向阀组件912和以流体连通的方式连接在单向阀和储存腔之间的挠性管914。在图示的实施例中,泵915手动或踏板驱动,并且包括安装在挠性管914一侧的泵块939以及以可枢转的方式安装在挠性管相对侧的摇臂935。如图中由箭头和虚线指示的那样,图中的摇臂手动地向下驱动以与挠性管914接合,并依次挤压管来在此泵送计量部分或多剂量的流体产品。摇臂935本身可手动地接合,或可手动地接合的杆或其它致动器可以与该摇杆连接来以指示的方式移动摇臂,并依次通过单向阀泵送计量部分的流体产品。挠性袋状物、管和阀组件都以一次性的形式提供,这样当其空的时候就可以处理掉;但是,容器810和泵815通常都不会接触流体产品,因此它们可以和多种不同的袋状物、管和阀组件一起再利用,或同样以一次性的形式提供。
本发明的一个优点在于,无论冷藏与否,同一产品可以在其整个保存期限和袋状物的使用中稳定的储存在袋状物中。因此,本发明特别适于储存和分配备饮的产品,这些产品包括非酸产品,诸如那些通常在打开包装的时候难于保存的产品,其不受限制的包括诸如酒的饮料、含有牛奶的饮料、以可可为基础的饮料、以麦芽为基础的饮料、茶、咖啡、浓缩咖啡、浓茶、制造饮料或食品的其它浓缩物、诸如干酪和牛奶的酱汁、或以肉为基础的酱汁、肉汁、汤、以及营养饮料的补充物、肉的代用品、婴儿代乳品、牛奶、成长牛奶等。因此,本发明当前优选实施例的显著优点在于,无论冷藏与否,本发明使上述产品以及多种其它产品得以分配并储存在大气温度下,以及甚至在从袋状物分配产品后仍能使产品保持稳定的储存。但是,对于一定产品来说,希望冷藏产品来提供更好的味道、在希望或通常的温度下提供产品,或出于多种当前已知或所后已知的原因。
该专利申请包含的主题涉及以下公开的内容:提交于2005年12月5日、名称为“单向阀和使用该阀的装置”的美国专利申请序列号No.11/295,274,提交于2005年12月5日、名称为“使用单向阀及相关装置的方法”的美国专利申请序列号No.11/295,251,提交于2004年12月4日的美国临时专利申请No.60/633,332,提交于2005年1月14日的美国临时专利申请No.60/644,430,后两个临时专利申请的名称都是“单向阀,使用该阀的装置和方法”,提交于2006年1月5日的美国临时专利申请No.60/757,161以及提交于2006年9月9日的美国临时专利申请No.60/843,131,这两个临时申请的名称都是“单向阀以及使用该阀的装置和方法”。前述专利申请的每一个都因此作为本公开的一部分整体引用作为参考。
相关领域的普通技术人员基于本文的教导可以认识到,在不脱离本发明的本质的情况下,本发明上述以及其它实施例都可以进行多种改变和修正。例如,这些装置的部件可以由多种不同的材料形成,这些材料都是当前已知或随后变为已知的用于执行每一个这样部件的功能的材料。类似地,这些装置的部件都可以采用多种不同的形状和/或构造,可以增加附加部件,部件可以进行组合,并且可以去掉一个或多个部件或特征。
另外,装置可以用于分配多种不同类型的流体或其它物质用于多种不同的应用,这些应用例如包括营养的、食物、饮料、医院、生物制药、生物处理以及制药应用。例如,分配器可以采用以下专利申请公开的自动食物或饮料分配器类型:提交于2002年12月24日、名称为“适当清洁的自动食物或饮料分配器”的美国专利申请序列号No.10/328,826(公开号为US2004/0118291A1),或提交于2004年4月28日、名称为“适当清洁的自动食物或饮料分配器”的美国专利申请序列号No.10/833,110(公开号为US2004/0194811A1),每一个专利申请都因此作为本公开的一部分特别引用作为参考。在该示范性的应用中,本文公开的管和单向阀组件代替储器和集管之间连接的管和夹管阀。可供选择地是,本文公开的单向阀、管和袋状物组件代替这种专利申请公开的每一个管、夹管阀和相关联的储器。该申请的显著优点在于,单向阀基本阻止了任何微生物组织进入可容纳奶制品的储器,并进一步使得奶制品在环境大气下分配而不需要冷藏容器。另外,单向阀、管和袋状物组件可以用于储存多种不同的用于分配的产品,诸如奶制品,其包括浓牛奶、两种成份各半的混合物以及其它奶油、婴儿代乳品、成长牛奶,和其它液体营养产品、咖啡、浓缩咖啡、茶、浓茶、诸如热巧克力的巧克力糖浆、热牛奶咖啡糖浆或其它饮料混合物或糖浆的糖浆、在分配咖啡的时候或基本上同时分发“新鲜”咖啡香气的咖啡香气、或其它诸如酸奶和冰淇淋的日常产品、或诸如果汁、以大豆为基础的产品、营养补充物饮料、功能食品、饮料混合物或膳食替代物饮料。
另外,用于充装本发明装置使用的储器的充装机器可采用多种不同的构造,这些构造都是当前已知或随后变为已知用于充装储器、袋状物或分配器的构造。例如,充装机器可以具有多种不同的用于消毒、进料、抽气和/或充装单向阀、管和袋状物组件的机构,或其它充装储器的机构。另外,胜于使用针状物可穿透并且可再密封的阻塞物,储器可以使用下列专利申请中公开的充装阀,该专利申请转让给本发明受让人,因此作为本发明公开的一部分引用作为参考:提交于2004年5月12日、名称为“分配器和充装分配器的装置和方法”的美国专利申请序列号No.10/843,902。在这种可供选择的实施例中,充装阀可以延伸穿过袋状物或另外以流体连通的方式与储存腔连接以排空和/或充装储存腔。可供选择地是,储器可以包括排空储器内部的单向阀和充装储器的储存腔的另一个阀。另外,那些当前已知或随后变为已知的多种不同类型的袋状物充装机器和/或方法可以替换使用。此外,泵和/或分配阀每一个都采用不同于本文公开的构造。例如,泵可以采用多种不同的、当前已知或随后变为已知的泵。例如,泵可以包括活塞和可手动地接合的部分,活塞可以在以流体连通的方式与管和/或可变容积的储存腔连接的活塞腔内移动,而可手动地接合的部分可手动地接合以便移动活塞,并依次通过单向阀从可变容积的储存腔内泵送物质。可供选择地是,代替圆顶形状的件,泵可以限定挠性挤压球状物,该球状物被手动地挤压来通过单向阀从可变容积的储存腔内分配基本计量容积的流体,或泵可以限定不同类型的可手动地接合的致动器以及不同类型的弹簧,诸如盘簧或弹簧,当使用者释放弹簧时,在可手动地接合的致动器向下冲程时,这些弹簧产生足够的弹力以使致动器返回到其就绪位置。可供选择地是,泵可以包括与活塞连接或与圆顶形状的件连接的杆来通过阀分配流体,或泵可以包括另一个类型的可手动地接合的件或踏板,该件或踏板是当前已知或随后变为已知的。因此,当前优选实施例的详细描述是举例性的,不对发明进行限制。

Claims (24)

1.一种挠性袋状物和阀的组件,用于在无菌条件下储存物质、从其中分配多份储存物质并使袋状物中的剩余物质保持处于相对于环境大气密封的无菌条件下,其中挠性袋状物和阀组件可容纳在相对刚性的外壳内,并适于与泵协作以从袋状物中泵送不连续份的物质并通过单向阀从其中分配物质,所述组件包括:
挠性的袋状物,该袋状物在所述袋状物中限定相对于环境大气密封的空的无菌密封的可变容积储存腔,该可变容积储存腔适于无菌地容纳待储存的物质,以便在该可变容积储存腔中在无菌条件下储存多份物质,并且从所述可变容积储存腔中分配所述多份物质;
针状物可穿透并且可再密封的部分,用于用针状物或其它注射部件穿过该针状物可穿透并且可再密封的部分填充所述可变容积储存腔,并气密地再密封所获得的针孔;和
单向阀,该单向阀连接至密封的空的所述袋状物并且与所述袋状物流体连通,所述单向阀包括阀体和阀盖,阀体限定轴向延伸的阀座以及至少一个延伸穿过阀体和阀座中至少一个的流通孔,阀盖安装在阀体上并包括由弹性材料形成的轴向延伸部分,该轴向延伸部分叠放在阀座上并覆盖阀座的沿轴向延伸的部分,其中阀部分限定预定的径向厚度并与阀座形成干涉配合,阀部分和阀座限定位于其间的轴向延伸的缝隙,该缝隙形成常闭的轴向延伸的阀开口,并且阀部分可沿径向在以下位置之间移动:(i)常闭位置,处于该常闭位置时,阀部分与阀座接合,以及(ii)打开位置,处于该打开位置时,至少一段阀部分沿径向与阀座间隔开,以便以流体连通的方式将阀开口与所述至少一个流通孔连接,由此允许可变容积储存腔内的物质通过阀开口,其中处于常闭和打开位置时,单向阀使可变容积储存腔中的剩余物质保持处于无菌条件下并且相对于环境大气密封。
2.如权利要求1所述的组件,其中所述挠性袋状物在无菌条件下充装物质,该物质是食物和饮料中的至少一种。
3.如权利要求2所述的组件,其中所述物质选自包括以下物质的组:牛奶、奶油、两种成份各半的混合物、酸奶、调味品以及咖啡。
4.如权利要求1所述的组件,还包括以流体连通的方式连接在袋状物和单向阀之间的挠性管。
5.如权利要求4所述的组件,其中所述挠性管通过以下方式中的至少一种方式与挠性袋状物和单向阀连接:(i)安装在挠性袋状物和单向阀中的至少一个上的配件,该配件摩擦地接合管的相应端部以在其间形成气密密封,(ii)热封,(iii)焊接,和(iv)粘合剂。
6.如权利要求1所述的组件,其中所述袋状物由塑料层压材料形成,该层压材料包括氧气/水屏障层和核准的食物接触层。
7.如权利要求1所述的组件,所述组件与分配器结合,该分配器包括在其中容纳挠性袋状物的相对刚性的容器和用于支撑并定位单向阀以从其中分配物质并使所述物质进入另一个容器的表面。
8.如权利要求7所述的组件,其中所述分配器还包括:可操作地连接在可变容积储存腔和单向阀之间的泵;和控制单元,该控制单元与泵电连接以控制泵的操作,并依次控制可变容积储存腔内物质的分配,使所述物质通过单向阀并进入其它容器。
9.如权利要求8所述的组件,其中所述分配器包括至少一个袋状物,并且该至少一个袋状物包括咖啡、两种成份各半的混合物以及奶油和牛奶中的至少一个。
10.如权利要求9所述的组件,其中所述分配器包括至少一个容纳咖啡香气的袋状物。
11.如权利要求1所述的组件,还包括弹性致动器,该弹性致动器以流体连通的方式连接在袋状物和单向阀之间,并且可手动地移动以通过单向阀泵送可变容积储存腔内的物质。
12.如权利要求11所述的组件,其中所述弹性致动器为圆顶形状。
13.如权利要求12所述的组件,还包括可手动地接合的操作机构,该操作机构可被手动地接合以便按压弹性致动器,并依次通过单向阀分配可变容积储存腔内的物质。
14.如权利要求13所述的组件,其中所述可手动地接合的操作机构是杆。
15.如权利要求13所述的组件,还包括在其中容纳挠性袋状物的相对刚性的容器。
16.如权利要求15所述的组件,其中所述相对刚性的容器由纸板或塑料制成。
17.一种组件,用于在无菌条件下储存物质、从其中分配多份储存物质并使储存在其中的剩余物质保持处于相对于环境大气密封的无菌条件下,其中所述组件可容纳在相对刚性的外壳内,并适于与泵协作以通过单向阀泵送不连续份的物质,从而从该组件中分配所述物质,所述组件包括:
第一装置,该第一装置在其中限定挠性的密封的空的无菌的可变容积储存腔,该可变容积储存腔相对于环境大气密封以在所述可变容积储存腔中无菌地容纳待储存的物质,并且在无菌条件下在所述可变容积储存腔中储存多份物质,和从所述可变容积储存腔中分配所述多份物质;
针状物可穿透并且可再密封的部分,用于用针状物或其它注射部件穿过该针状物可穿透并且可再密封的部分填充所述可变容积储存腔,并气密地再密封所获得的针孔;和
第二装置,该第二装置允许通过该第二装置分配可变容积储存腔内的物质,并且用于在通过该第二装置分配物质的过程中和之后,使可变容积储存腔内的剩余物质保持处于无菌条件下并相对于环境大气密封,所述第二装置与所述第一装置连接并且与所述第一装置流体连通,其中第二装置包括第三装置和第四装置,第三装置用于形成轴向延伸的阀座以及至少一个流通孔,第四装置安装在第三装置上并包括弹性的轴向延伸部分,该轴向延伸部分叠放在第三装置上并覆盖第三装置的沿轴向延伸的部分,第四装置限定预定的径向厚度并且与第三装置形成干涉配合,并且在第三和第四装置之间限定轴向延伸的缝隙以形成常闭的轴向延伸的阀开口,并且用于沿径向在以下位置之间移动:(i)常闭位置,处于该常闭位置时,第四装置与第三装置接合,以及(ii)打开位置,处于该打开位置时,至少一段第四装置沿径向与第三装置间隔开以便以流体连通的方式将阀开口与所述至少一个流通孔连接,由此允许可变容积储存腔内的物质通过阀开口,并且处于常闭和打开位置时,用于使可变容积储存腔中的剩余物质保持处于无菌条件下并且相对于环境大气密封。
18.如权利要求17所述的组件,其中所述可变容积储存腔容纳奶制品,并且第二装置用于阻止微生物进入可变容积储存腔,并且用于使奶制品在不冷藏的情形下进行储存和分配。
19.如权利要求17所述的组件,其中所述第一装置是挠性袋状物,第二装置是单向阀,第三装置是阀体,第四装置是挠性阀盖。
20.一种储存流体并分配多份储存流体的方法,该方法包括以下步骤:
(1)提供密封的空的无菌储存腔,用于在该储存腔中在无菌条件下储存多份流体,并提供针状物可穿透并且可再密封的部分,用于用针状物或其它注射部件穿过该针状物可穿透并且可再密封的部分填充所述无菌储存腔,并气密地再密封所获得的针孔;
(2)提供单向阀组件,该单向阀组件连接至密封的空的所述储存腔并且与所述储存腔流体连通,所述单向阀组件包括(i)阀体,该阀体限定阀座和延伸穿过阀体和阀座中至少一个的流通孔;和(ii)阀盖,该阀盖由弹性材料形成并包括叠放在阀座上的阀部分,其中阀部分限定预定的径向厚度并与阀座形成干涉配合,阀部分和阀座在其间限定常闭的轴向延伸的阀开口,并且阀部分可相对于阀座在常闭位置和打开位置之间移动,处于常闭位置时,阀部分与阀座接合,处于打开位置时,至少一段阀部分与阀座间隔开,以便以流体连通的方式将阀开口与流通孔连接,由此允许流体从流通孔通过阀开口;
(3)在该单向阀组件密封并且连接至所述储存腔并且与所述储存腔流体连通的情况下,通过用针状物或其它注射部件穿透所述针状物可穿透并且可再密封的部分而通过所述针状物或其它注射部件引入流体并将流体引入所述储存室,而用流体无菌地填充密封的空的所述储存腔,抽出所述针状物,并气密地再密封在所述针状物可穿透并且可再密封的部分中得到的针孔;并且
(4)在保存期限和通过单向阀组件分配流体的过程中,使储存腔内的流体保持处于无菌条件下。
21.如权利要求20所述的方法,还包括以下步骤:提供气密密封的可变容积储存腔并在没有空气的条件下在其中储存多份流体,并且在保存期限和通过单向阀组件分配流体的过程中,保持可变容积储存腔内的流体没有空气。
22.如权利要求20所述的方法,还包括以下步骤:在无菌条件下给储存腔充装以水为基础的产品。
23.如权利要求22所述的方法,还包括以下步骤:在整个充装和分配产品的过程中,保持以水为基础的产品没有防腐剂。
24.如权利要求22所述的方法,还包括以下步骤:在整个保存期限和从储存腔内分配多份产品的过程中,在环境温度下保持以水为基础的产品。
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