CN1046716A - 阀组件 - Google Patents

Abstract

阀组件包括一阀体，一个从侧面包住阀体外表面并且其端部被密封在阀体上的弹性包皮。一个输入通道从阀体一端沿细长方向延伸以接受来自容器的流体。输出通道位于细长方向的另一端，以排放从输入通道来的流体。从输入通道至少有一个孔通向阀体外表面，以便使流体在外表面和包皮之间流动并充胀包皮。阀体和包皮之间的流体最后流进向内通向输出通道的至少一个另外的孔中以便被排出。包皮防止了从输出通道向容器的回流。

Description

本发明涉及一种用于从容器（例如一个柔性容器）中排放流体并且防止污物通过它进入容器的阀组件。阀组件包括一个细长的阀体，阀体上有一个从侧面封盖阀体外表面的弹性包皮。流体流经过阀体进入阀体外表面与弹性包皮之间的空间。接着，流体流朝内返回阀体并通过输出或排放通道流出阀体。

在从一个容器（容器的使用寿命还要延续一段时间）中向外分配无菌流体时，很重要的一点是防止污染流在分配操作中或之后回流到容器中。源于阀组件和容器之外的污染物包括微生物，大气成分、湿气、灰尘等等。如果无菌流体被污染，就会使它的质量、效力、甚至安全性受到影响。

如果一个无菌流体容器使用一次后在一个较长时间内不再使用，流入容器的污染问题一般不存在。在Frick的美国专利2，715，980中公开的一种公知的液体处置容器中，阀机构包括一个有穿过阀体的中央孔和从中央孔延伸到其外表面的若干支孔的阀体。一个可膨胀的套，例如橡胶类材料的套，包住阀体的外表面阻止流体从支孔流出。当要分配流体时，流体流过中央孔，然后通过支孔使套膨胀，流体就可从套的一端流出。在这一流动中，污染物可能流入套的膨胀端，并接着通过支孔和中央孔，回流到容器。不能有效地阻止污染流进入容器。

另一种配有弹性管或套的阀公开在Kulle的美国专利4、346、704中。一种母溶液被通过中央管或通道分配到把流体传送到弹性套或管内表面的支孔。当流体受到压力时，使弹性管位移，允许从流体支管孔向外流到套端。Kulle的装置最初是为一次性使用设计的，例如分配麻醉剂。由于一次性使用，因此不存在污染物回流到容器的问题。Kulle的装置的意图是高速低压传送麻醉剂以便能精确地分配之。

因此，本发明的主要任务是提供一种既能容易地分配液体又能防止任何污染物通过它回流到装有剩余流体的容器中的容器用阀组件。

按照本发明，阀组件包括一个轴向细长的阀体，它有沿长度方向隔开的一个进口端、一个出口端。阀体有一个外壳面，其上套有一个弹性包皮，从侧面封住和向内压贴在外表面上。一个输入通道从进口端沿细长方向延伸一段距离。一个或多个孔或支通道从输入通道相对于细长方向径向向外延伸到阀体的外表面。在朝向阀体出口端的方向上，一个或多个孔或支通道从外表面基本径向向内地向沿细长方向延伸的输出通道延伸。输出通道的另一端位于阀体的出口端。

当阀组件不使用时，弹性包皮紧包在阀体外表面上，阻止任何通过输出通道回到容器的回流。如果把压力作用在容器上迫使流体进入输入通道，流体从输入通道流进向外通到弹性包皮的孔中。流体的压力使弹性包皮向外径向张开，使阀体外表面和包皮之间的流体流到与输出通道连接的孔中。作用在流体上的压力和弹性包皮的反作用力迫使流体流出输出通道。一旦流体流入与输出通道相连的孔，弹性包皮就恢复原状，紧紧地包住阀体并且阻止任何从与输出通道相连的孔进入阀体和包皮之间的空间的流体流动。因此，能防止向容器的回流，确保污染物不进入容器而影响流体的质量、效力或无菌性。

在一个优选实施例中，阀体在从容器流出的方向上是细长的。其一端，阀体有一个沿细长方向延伸并基本位于阀体中心的输入通道。在大多数应用中，只有一个输出通道，而按照被分配的流体的特性，可以有多个输入通道。

在输入通道的阀体的一端，即与从容器接受流体的那一端相对的一端，有一个或多个与阀体细长方向成角度径向向外延伸到阀体外表面的孔。虽然可以只用一个孔，但最好有多个孔按一定角度间隔分布，以便使向外流到弹性包皮内充胀包皮的流体均匀分布。

在细长方向上与那些把流体传送到弹性包皮内的孔相隔开的位置上，还有另外一些孔，（通常它们的数量相同），用于使液体向内流到沿阀体细长方向延伸的输出通道并且流出阀体上向外离开容器的那一端。换言之，离开孔的输出通道的一端形成阀体的排放端。

为了方便地制造阀体和提高流体流过阀体的效率，这些通道和孔的截面最好是完整的。它们的截面可以是圆形或是椭圆形的。

根据包皮的弹性特性和要分配的流体流过阀体时的压力，可以在弹性包皮外面配一个刚性圆筒形零件，以限制包皮从阀体外表面向外位移的程度。

阀组件可用于多种容器，最适用于一种可压缩的柔性容器，如塑料袋、一个可折迭的打褶的塑料容器，一个炉风箱形容器等等。一个波纹管式容器公开于Rauh等的美国专利3，506，163，和Berger等的美国专利4，526，296。这些分配容器与本发明明显相关处仅在于能对流体施加压力程度，这种压力使流体通过阀体充胀弹性包皮以使流体通过阀体到达出口端。

本阀组件可用于分配各种粘度的物质，包括液体、洗剂、胶滞体、粉末、气体等等。分配容器可贮存和提供多种产品，如食品、药制剂、化装品、工业化学品、显影液、粘接剂、颜料等等。

本发明的一个显著特点是在弹性包皮和阀体或与阀体连接的部件之间有密封。需要密封以保证从输入通道到通往阀体外表面和弹性包皮之间的流体流进输出通道的输出孔以实现流体的分配。如果包皮的一端或两端是自由的，被分配的液体就会流失，并且污染物会进入孔和通道并最终进入容器。包皮的端部可用多种方式密封，如：用O形环、粘接剂、或用热固接或化学固接把套固定在阀体上，或与之连接的部件上。包皮两端与阀体密封接合，通到包皮和阀体外表面之间的流体流只能通过输出孔和输出通道流出。因此，在分配操作中不会有流体损失。此外，包皮的弹性特性也确保在通向包皮内表面的孔口上提供一种封闭，从而阻止污染物流通过与输入通道相连的孔和输入通道进入容器。

多种材料可用于制造阀体和弹性包皮，这些材料与所分配的流体和对流体的除菌方法是相容的。如果使用高热除菌法，所选择的材料必须在除菌的温度范围内和除菌所需的时间期间内保持其完整性。可以用其他方法除菌，如辐照、乙烯氧化物等。

因为本发明的阀组件能防止任何污染流进入分配容器，所以无须添加防腐剂，使用防腐剂提高成本，影响产品效果，或有有害的副作用。

在本发明的改进中，已注意到诸如微生物这样的污染物进入分配容器将在一个较短时间内发展成很大的群体。对本发明进行了试验并已确定，本阀组件可防止任何这种污染流进入容器，因此被分配的流体在第一次分配后可以贮存较长时间而不会产生由于污染物进入容器而产生的任何有害影响。

在一种典型的实施例中，可折迭的容器用聚烯烃制成，阀体用聚四氟乙烯制成，其外径为0.5时，弹性包皮用合成橡胶制成，其肖氏（Shore）硬度为50，内径为0.375吋，外径为0.405吋。弹性包皮外可围绕一钢性包皮，其内径为0.530吋，当弹性包皮套在阀体上时就被撑开以确保所需的与阀体外表面的紧密接触，以便在不使用时阀组件阻止污染流。还可以用天然橡胶和古搭波胶（gutta-percha）制造。

使本发明具有独特特点的各种新的特征在所附的权利要求书中给出并且构成本公开的一部分。为了更好地理解本发明，它的操作优点和使用它能达到的目的，应当参考附图及其说明，在这些部分对本发明的实施例5进行了说明和叙述。

图1是构成本发明的装在一个波纹管式柔性容器中的阀组件的立体图。

图2是图1中阀组件的一个实施例的纵剖视图。

图3a是沿图2中3a-3a线的横剖视图。

图3b是沿图2中3b-3b线的横剖视图。

图3c是沿图2中3c-3c线的横剖视图。

图3d是沿图2中3d-3d线的横剖视图。

图4是与图2相似的视图，在阀组件外面包围有一个刚性筒状件。

图5是本发明另一实施例的纵向剖视图。

图6是沿图5中Ⅵ-Ⅵ线的横剖视图。

图7是与图5相似的另一个实施例的视图。

图8是沿图7中Ⅷ-Ⅷ线的横剖视图。

图9a是装在炉子波纹管型柔性容器上的本发明的阀组件的立体图，和

图9b是图9a转动90°后的立视图。

图1中，显示了波纹管式柔性容器10和装在容器一端的阀组件12，阀组件12的构造使得当容器10被压缩时，其中的液体可以分出。

图2显示了阀组件12的一个实施例，它包括一个在进口端16和出口端18之间延伸的细长的阀体14。当阀体14被设置在分配容器上，进进口端16与容器内部相通。

输入通道20从阀体14的进口端16延伸一段长度。如图2所示，进口通道延伸长度大约为阀体的三分之一。输入通道20的与进口端16相反端分成四个单独的口22，它们等角度地排列并且延伸到阀体14的外表面14a。口24位向阀体出口端18，它们等角度间隔地从外表面14a向内延伸并终止于输出通道26的内端。输出通道26与输入通道20轴向对准，这两个通道在阀体的纵向互相分隔开。

弹性包皮28包围外表面14a并且基本上紧紧包住外表面。如图2所示，弹性包皮从阀体的进口端16附近延伸到出口端18附近，包皮28的每一端沿阀体长度向设置都被封在阀体的外表面14a上。如图3a、3b和3d所示，当包皮28被放在阀体上时被拉紧，以至紧紧包住阀体，从而形成口22、24的通到阀体14外表面的开孔孔封闭物。

如图2所示，包皮被座于阀体14外表面上的槽32中的O形环件30固定在阀体14的外表面上。用于密封包皮相对两端的方式可依材料类型和被分配的流体的特性而改变。除O形环件30外，还可用热或化学固接方法或使用粘接剂来密封住包皮。

如果图1中的容器10受到挤压或在其长度方向上受到压缩，其中容纳的物质就会先通过输入通道20进入阀体14，然后通过阀组件12流出。当流体流出输入通道20，就进入四个孔22之中的一个孔并且径向向外流到阀体外表面14a。流体的压力迫使包皮28向外膨胀，使流体在阀体外表面14a和弹性包皮内表面之间流动，直到到达另一组使流体径向向内流动的孔24中的一个。从孔24来的流体通过输出通道从阀组件排出。

当阀组件12中没有流体通过时，弹性包皮28就成为阀体14外表面上孔22、24的封闭物。结果，防止脏物从阀组件倒流入容器。当流体使包皮28膨胀时，流体就能阻止脏物进入容器。一旦流体到达孔24，弹性包皮就会收缩并且封住阀体14外表面14a上的孔24，因而防止流体经过输出通道26向容器回流。

图4中，阀组件的结构与图2的相似，然而，在弹性包皮稍外一点，包有一个细长的刚性圆筒件34。圆筒件34约束了包皮28的径向向外膨胀运动。假如包皮的膨胀有失去控制的倾向，则圆筒件34能限制其向外运动。圆筒件34只在特定的场合才需要，它并不是本阀体组件的必不可少的元件。

图5和图6显示了本发明的另一实施例。阀组件112有一个阀体114，它有一个进口端116和一个出口端118。阀体114在进口-出口方向上是细长的。

阀体有一个输入通道120，它从进口端116延伸的长度大约等于阀体两端间长度的 1/4 。与图2、3和4的实施例不同，从输入通道120的进口端116只有一个孔122向内延伸到阀体的外表面114a。在阀体上径向相对一侧，另一个孔124从外表面径向延伸到输出通道126的内端。阀体外表面上的孔122，124的开口在细长方向上是隔开的。这种独特的布置可从防止在弹性包皮128和阀体114的外表面114a之间产生流动沟通。因此，在孔122中产生的流体流在外表面114a和包皮128之间绕着阀体流进孔124。

如图5中所示，弹性包皮的两相对端被O形环130封死在阀体114的外表面114a上。

图6中，孔122介于进口端和出口端之间。此外，弹性包皮128紧包在阀体114的外表114a上，封住孔122、124。阀组件112的工作方式与带包皮28的阀组件12的工作方式基本相同，只有当流体被从容器压入输入通道120以便通过和绕过阀体进入输出通道126时，弹性包皮128才向外扩张。

图7和图8显示了本发明又一个实施例。与前述各实施例不同，本实施例有一个阀组件212，它包括一个细长的阀体214。阀体在进口端216和出口端218之间的长度方向上延伸。与图5和6不同，阀组件212有两个孔222，从输入通道220的下流端向外分出。两个孔222相隔180°设置，都延伸到阀体的外表面214a。在外表面上与孔222隔开一些距离，有另一对孔224从外表面向内延伸并终止于输出通道226的下游端或内端。在图7中，孔222和224好象在一个平面内，实际上在此图中把孔224向孔222转动了90°，以便取得与图5和6的实施例中相同的效果，即，防止流过阀组件的流体产生沟通。

一个弹性包皮228在进口端216附近到出口端218附近之间从侧面包住阀体外表面，盖住了阀体外表面上的孔222、224。和前述各实施例一样，弹性包皮228的两端被O形环230封在阀体214的外表面上。O形环卧入槽232中。如前所述，也可用其他方式固定包皮的端部，以使被通过阀组件分配的流体不绕过通向输出通道226的孔224旁路。

从图8可看出，各孔径向相对。另外的孔224与图中所示的孔相隔90°。

图9a和9b，与阀组件312一起显示出容器310，阀组件在容器顶端与高度方向成横向伸出。容器的壁为炉风箱形式，见图9a，所以把侧边互相向里压，就可以通过阀组件312分配流体。

容器10和310都是柔性容器，也可以采用非柔性结构，而采用一种可折迭的结构，这种容器的一部分可以在其另一部分中伸缩，以此方式分配流体。一个本领域的技术人员可以把各种容器结构与本发明的阀组件配用。

虽然已经显示了特定的实施例并且详细叙述了发明原理的应用，应该理解，在不背离这些原理的情况下还可以用其他方式实施本发明。

Claims (24)

1、一种液体分配组件，包括一个容器和一个从容器分配流体并防止在流体分配中或分配后出现脏物向容器回流的分配阀，该容器有一个出口，并且当向容器内的流体施加压力时能够把流体从中排出，该分配阀包括一个在细长方向有隔开的进口端和出口端的细长阀体和在进口端与出口端之间沿细长方向延伸的外表面，该进口端与容器出口相连以便接受来自容器的流体流，在阀体内的输入通道，其第一端在该阀体的进口端，而第二端向着该阀体出口端方向与该第一端隔开，该输入通道用于从容器接受流体，在该阀体内至少有一个从通过该阀体的该输入通道的第二端向外表面延伸并开通的第一孔，在阀体内的输出通道，其第一端位于该阀体出口端附近，而其第二端在朝着该阀体进口端的方向上与该第一端隔开，在该阀体内至少有一个从该输出通道的第二端向该阀体的外表面延伸并开通，并且与该第一孔的开口隔开的第二孔，一个弹性包皮从侧面包住该阀体的外表面并延伸过该第一孔和该第二孔，形成该第一孔和该第二孔的封盖物，该弹性包皮在包在该阀体上之前的内径小于该阀体的外径，因而包皮被拉伸并紧包在该阀体上，该弹性包皮在封住阀体外表面上该第一孔和第二孔的第一位置和与该第一孔和第二孔向外分开第二位置之间可以弹性变形，以便使流过该输入通道进入该第一孔的流体进入该阀体外表面和该包皮之间并且在其间流向该第二孔并随后通过该第二孔流向该输出通道进而从该输出通道的第一端排出，该弹性包皮在该第二孔的上游流过该阀体的方向上和在该第一孔的下游流过该阀体的方向上与该阀体密封结合，以使进入该阀体该外表面与该包皮之间的流体只通过该第一和第二孔。

2、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该阀体有一个沿细长方向延伸的中心轴线和多个该第一孔和第二孔，该第一孔和该第二孔绕中心轴线成角度地隔开。

3、如权利要求2所述的流体分配组件，其中该第一孔和该第二孔的数量相等，并且该第一孔和该第二孔绕中心轴线等角度分布。

4、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该输入通道，输出通道，第一和第二孔分别被横向延伸的曲线表面所限定。

5、如权利要求4所述的流体分配组件，其该输入通道，输出通道，第一和第二通道的横截面为圆形。

6、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮是合成橡胶制成。

7、如权利要求1所述的流体分配器，其中该弹性包皮是天然橡胶制成。

8、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮由古搭波胶（gutta-percha）制成。

9、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮由柔性塑料材料制成。

10、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮的在细长方向上相隔开的每一端都有一个O形环，并且使该弹性包皮与该阀体的外表面密封接合。

11、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮在细长方向隔开的相对的端都是热封在该阀体的外表面上的。

12、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮在细长方向隔开的相对的端部是化学地固接在该阀体外表面上的。

13、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该弹性包皮在细长方向隔开的相对的端部是粘在该阀体的外表面上的。

14、如权利要求1所述的流体分配组件，其中从该输入通道通向该阀体外表面的一个该第一孔和从该阀体外表面通向该输出通道的一个该第二孔和该第一孔和第二孔在该阀体上径向相对布置。

15、如权利要求1所述的流体分配组件，其中两个该第一孔从该输入通道径向相对地向外延伸，两个该第二孔从该输出通道径向相对地向外延伸，并且该第一孔与该第二孔相隔90°。

16、如权利要求1所述的流体分配组件，其中，一个刚性圆筒件从侧面包住并且与弹性包皮的第一位置径向向外分离，并且限制该弹性包皮在第二位置的径向向外位移。

17、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该容器是柔性的。

18、如权利要求17所述的流体分配组件，其中该容器是波纹管式的另件。

19、如权利要求17所述的流体分配组件，其中该容器是柔性的炉风箱形式。

20、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该容器是可折迭的，以便当折迭时可向该阀体供应流体。

21、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该第一孔在一个比该第二孔更接近于进口端的位置延伸到该外表面。

22、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该阀体由塑料制成。

23、如权利要求22所述的流体分配组件，其中该阀体由聚四氟乙烯（Telflon）制成。

24、如权利要求1所述的流体分配组件，其中该输入通道和该输出通道在该阀体的细长方向上对准，该输入通道的第二端和该输出通道的第二端在细长方向上是隔开的。

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