CN108136168B - 具有曲线阀杆的可擦洗阀 - Google Patents

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Abstract

具有可塌缩的阀杆的可擦洗阀，该阀杆具有从阀杆的边缘延伸至边缘的凹入的曲线上表面，该凹入的曲线上表面包括足以防止塌缩的阀杆在塌缩时卡在阀体内的半径，从而保证了塌缩阀杆将返回至其闭合位置，在该位置下凹入的曲线上表面与阀的末端大致齐平。

Description

具有曲线阀杆的可擦洗阀
相关申请的交叉引证
本申请要求于2015年10月17日提交的临时申请号为62/243,036的权益，在此其公开内容通过引证结合于本文中。
技术领域
本发明涉及鲁尔激活阀(Luer activated valve)。更具体地，发明涉及具有可擦洗阀杆的可擦洗阀。
背景技术
目前，存在许多类型的用于静脉注射(IV)管、容器等的可擦洗阀，这些可擦洗阀包括具有贯穿狭缝的内部弹性阀杆，该贯穿狭缝在阀体内正常被迫闭合以阻止流体流过阀。当由接入装置接入时，诸如装在注射器或其他IV组件的末端上的凸形鲁尔的末端，接入装置的末端迫使阀杆向内至阀体中，接着末端进入至狭缝中以打开阀杆允许流体从接入装置流出，通过其末端并且然后通过现在被迫打开的狭缝。一旦接入设备的末端从阀移除，阀杆的弹性特性使阀杆向外弹性移动以返回至其在阀体内的常闭位置。
本申请的代理人拥有的教导具有弹性阀杆的可擦洗阀的有代表性的专利和专利申请在美国专利6,651,956号、6,089,541号和6,036,171号，以及美国公开的专利申请2015/0141937、2008/0009822和2005/0261637中公开，在此其公开内容结合于本文中。
如在美国专利6,651,956中描述的，在图1和图2中示出的阀10包括大致管状的阀体12，该阀体具有形成扩大直径区段16和减小直径区段18的中央轴向孔14。孔14限定用于接收凸形阀组件或仪器(在下文中通常称为接入装置)22(诸如具有鲁尔末端的无针注射器)的第一开口端20，以及用于与流体管(未示出)或其他的另一接入装置连通的第二开口端24。优选地，阀体12由诸如热塑性材料(例如，聚碳酸酯)的相对刚性、耐用的材料组成。
为了便于组装，阀体12可以由两个部分形成，前主体部26和后端部28，这两部分在焊缝30处超声密封在一起以提供连续的阀体12。最终，应当理解，接缝30的位置不是必要的，而且阀体12甚至不需要由连接在一起的两个单独的部件形成，而是可以由甚至更多部件形成或者可以形成为单一的、单体的部件。作为焊缝30的替代，卡扣接合或胶粘接合可以设置在阀体12的前部26和后部28之间。如示出的，优选地，壳体12的形状使得其外表面提供大体类似凸起的形状，其中，在近端处的肩部横截面直径大于壳体的中间的横截面直径(即，壳体26在肩部21处比其在阀10的中间处更宽)，从而便于阀10的安全处置。
阀体12的后部28可以被构造成用于接收具有相应的凹形鲁尔配件的接入设备(未示出)的凸形鲁尔适配件。可替换地，后部可被配置为与诸如管子的流体管直接接合。实际上，有许多阀后端的形状和构造的替代方案。
在阀体12内的是阀杆32。优选地，杆32由硅树脂组成，但是杆32可以改为由其它有弹性的弹性材料形成，诸如天然橡胶、热塑性弹性体、或热塑性橡胶。如在图3A、图3B和图3C中最佳地示出的，杆32优选地具有大体圆锥形的前主体部34和大体圆柱形的后部或喉部36。前主体部34和喉部36两者均具有大体圆形的截面轮廓，并且使阀体12形成相对应的形状。杆32的前主体部34包括多个大体圆柱形的部分38、39和40和大体截头圆锥形的部分44，从而使得前主体部34总体上至末端46逐渐变细。
杆32后主体部36优选地是大致圆柱形的以提供强的轴向压缩阻力，并且终止于总体上与末端46相对的钝的或平的端部48。杆32具有穿过其中的中央轴向流体通道50，在通道50的一端处限定杆32的前端表面46中的贯穿狭缝52并且在通道的另一端处限定相对的第二端开口54。优选地，杆32的第二末端54与阀体12的内表面密封地对齐，从而提供杆32中的流体通道50和用于运送阀10内的液体、空气或其他流体的阀体12之间的顺畅的流体流动路径。优选地，杆32的侧壁从杆32的一个端部46延伸至另一个端部48。
圆柱形部分39被构造成使得其起到减轻功能部件的作用，因为它允许部分38被压缩以更紧紧地密封闭合的狭缝52，并且将截面圆锥形部分44密封在阀体12的相应的部分65以内，从而产生对流体回压的更大的阻力。
尽管杆32的第二端部开口54始终打开，但在一个现有技术实施方式中，杆32的前部34中的狭缝52是常闭的即使在阀杆32没有被在阀体12内压缩时。
阀杆32可选地包括在其外表面上的圆形缺口58。缺口58提供阀杆32的外表面60上的薄弱的点。缺口58被构造为在凸形接入设备22与阀10接合时，使阀杆32能够在缺口58处总体向外弯曲或扩展，从而提供阀杆32内的增大的流量体积。增大的流量体积提供更小的流动阻力。当接入设备22接合于阀杆32的狭缝52中时，狭缝52相对接入设备22的外表面密封并且阀杆32向内移位至阀体12中。当狭缝52打开时，允许流体流过阀杆32，流至接入设备或从接入设备22流出。阀10的结构使得在阀10被启用时，流体可以在通过阀10的任何一个方向上流动。在接入设备22从阀杆32的端部46中的狭缝52移去时，狭缝52关闭，这样防止接入设备22进一步移去时的流体泄漏。另外，杆构造使得狭缝52在末端56被移去时擦洗或清洁接入设备22的末端56。
设置在杆32上的肩部62大体在大体圆锥形的前体部分34和大体圆柱形的部分36的接合处。肩部62可以与阀体12中的相应的肩部64接合，从而形成它们之间的密封接触的点。这个密封接触的点与接入设备22是否与阀10接合无关(参见图2)。此外，在接入设备22没有与阀10接合时，阀杆32的前部34的大体整个侧表面与阀壳体12的内表面65密封地接合。这样的密封接合是由于以下事实，即阀体12的前部26的圆锥角与阀杆32的前部34的圆锥角大体相同。
杆32的端部48还位在阀体12内的肩部66上，这样在后部28的内部上，从而形成密封接触的另一个点。为了提供额外的密封接触，杆32的端部48设置有与端部54相邻的平直部分68和从端部54突出的凸缘70两者。在凸缘70和部分68相对阀体12内的肩部66密封的同时，部分36相对阀体12内的相邻的内部侧壁25密封，从而提供杆32的端部48和阀体12之间必需的两个接触表面。因此，总的说来，阀杆32和阀体12的内部之间必需的始终有三个密封接触点(即，肩部62和肩部64之间的密封接触点，以及杆32的端部48和阀体12的内部之间的两个密封接触点)。更进一步地，如上所述，优选地，阀体12的前部26的锥角与杆32的前部34的锥角大体相同，从而使杆32的前部34的表面相对阀体12的内表面65大体密封。本领域技术人员可以认识到还有其他方式来提供杆32和阀体12之间的密封接触点。提供杆32和阀体12之间的密封接触是重要的，以防止流体在杆32和阀体12之间从流体流动区域进入或泄露至中间空间74中。
在不存在与阀接合的接入设备时，阀杆32的端部46中的狭缝52是完全闭合的，并且阀杆32的端部46与阀体12的前凹入区域23的底部大体齐平，从而使得杆32的端部46和相邻区域可以是清洁的。这个特征在医疗应用中是重要的，可以避免细菌生长。为此，消毒擦洗可用于清洁杆32的端部46和相邻区域。凹入区域23有助于将接入设备22引导至阀中。
杆32优选地被构造成使得，在接入设备22没有与阀10接合时，阀杆32自然地放置在图1中示出的位置中。然而，可以设置推动杆32的端部46向着阀体12的端部20的器件。具体地，压缩弹簧(未示出)可以设置在杆32和阀体12之间的中间空间74中。
在压缩弹簧可以设置在杆32和阀体12之间的同时，最好是杆32的后主体部36被设置为具有厚壁并且是坚固的，足以提供足够的弹簧应变率或力，从而推动杆32的端部48向着阀体12的第一端部20。
现在将结合接入设备22与阀的接合来描述阀10的操作。如所提到的，将与阀10接合的接入设备22可以是具有凸形鲁尔末端的无针注射器。在接入设备22与阀10接合之前，阀10处于在图1中示出的情形。在那时，狭缝52是闭合并且气密的。另外，如上所述，杆32在各个点相对阀体12密封(即，杆32的相对的端部48，肩部62，以及前部34的整个表面)。
在接入设备22的末端56首先与杆32的端部46中的狭缝52接合时，狭缝52最初抵抗接入设备的插入。然而，随着接入设备22的末端56被进一步推进或接合至狭缝52中以使杆32向内移动，狭缝52最终变形或打开以允许接入设备22的末端56进入，如图4所示，并且由于杆32的弹性，在杆32和接入设备22的末端56之间形成紧密的气密密封。末端56与杆32的接合起到进一步压缩杆32并进一步增强内部密封的作用，尤其是在端部54处。
随着接入设备22的末端56进一步推进至杆32中的狭缝52中，杆32的端部46进一步向内推进至阀体12中，并且，如图2所示，杆32在缺口58处总体向外弯曲或扩展。杆32的端部46在接近于位于最小壁厚度的区域的支点35周围向内塌缩并折叠至空腔50中。狭缝52完全打开并允许流体流过阀杆32，去往或返回接入设备22。在接入设备22从阀杆32的端部46中的狭缝52移去时，狭缝52关闭，这样防止流体泄漏。另外，在移去时，杆32将末端56擦拭或擦洗干净。
内螺纹或鲁尔锁定装螺纹76可以在阀体的端部20附近设置在阀体12上，用于与接入设备22上的相应的外鲁尔锁定螺纹78接合。或者，其他相应的结构可以设置在阀10和接入设备22之间用于它们之间的接合。优选地，提供所描述的鲁尔锁定螺纹或其它接合结构，因为阀10和接入设备22之间的接合有助于在为接入设备提供机械优势来克服狭缝52的阻力，以扩大并容纳接入设备22的末端56的同时使阀与接入设备22对准。然而，应当指出阀体12和接入设备22之间的螺纹接合不是使接入设备22的末端56和杆32的狭缝52保持接合所必需的，因为接入设备22的末端56和阀体12的区段18之间的紧夹或摩擦接合，加上末端56周围的狭缝52的接合，足以保持接入设备22和阀10的接合。然而，当大的分离力将存在于接入设备和阀体之间时，可以期望分别在接入设备22和阀体12上设置上述鲁尔锁定螺纹76和78，或者其它接合结构。当然，这取决于使用阀10的应用。
在接入设备22的末端56与狭缝52接合之后，流体可以通过杆32经由末端56注入或取出，就是说，接入设备22可以通过杆32吸入或注射流体。在流体流动时，没有流体进入杆32和阀体12之间的中间空间74。因此，不会促进中间空间74中的细菌生长。
现在考虑在接入设备22从阀10脱离时会发生什么。在接入设备22的末端56最初从杆32的端部46中的狭缝52取出时，由于杆的固有弹性，推动杆32向着阀体12的端部20。作为杆32向着末端56偏压的结果，在末端56被撤回时阀杆32中的狭缝52和相邻的内部杆壁在几乎没有流体的情况下擦拭或擦洗末端56。在医疗应用中，这可以减少昂贵的可注射溶液的浪费并使人意外地、不希望地暴露于流体的情况最小化，该流体可能被污染或该流体是生物危害性的流体。
上述阀10提供超过现有技术的几个优点。例如，中间空间74对于流体流是密封起来的。因此，没有流体会泄露至其中，并且如果压缩弹簧设置在杆32和阀体12之间，压缩弹簧不会暴露于流动的流体。另外，接入设备22的末端56在末端56从阀10取出时在几乎没有流体的情况下被擦拭。另外，阀10没有为细菌生长提供可用的区域。更进一步地，杆32被构造成具有减轻功能部件39以实现端部46处的变平和折皱相对自由的顶表面。所有的组件具有圆形横截面的几何形状并且因此在阀的组装过程中不需要精确的部分定位，允许可靠高速的制造。更进一步地，杆32被构造为在接入设备22的末端56插入杆32的端部46中的狭缝52中时弯曲，这样提供了增大的内部流动体积和对流体流的更小的阻力。该发明提供了更多的优点并且先前已经在本文中描述了。本领域技术人员可以容易地实现甚至更多的优点。
如上所述并且如在图3A-图3E中示出的，在静止状态时(即，没有安装在阀体12中)，杆32的暴露的上表面46包括大体平直的构造。如图3F所示，在阀杆32被安装在阀体12内之后被压缩时，暴露的上表面46变得稍微凸起。这个构造的阀杆32已由美国专利6,651,956的受让人成功商品化多年。
历史上，阀杆32已经由具有硬度计值约40的硅树脂组成。应注意在切割贯穿狭缝52的过程中，切削刀片通常要加润滑油以最小化切割时的撕裂，并且在随后消毒组装的阀10时最小化狭缝的合拢。还应注意在组装过程中，阀杆32通常要加润滑油以增强阀杆减少其前圆锥形部分34与阀体12的扩大的和减小的直径部分16和18之间的摩擦系数的能力，从而允许阀杆32在与接入设备22接合时更自由地塌缩并且然后在与接入设备分离时返回至其静止位置。
制造商的使用说明(IFU)要求阀10由接入设备22同轴地接入，使得接入设备22的末端推动杆32向主体12轴向向内以均匀塌缩阀杆32。然而，遗憾的是，存在这样的实例，其中如果接入设备的末端以锐角被推动至阀10中(没有根据IFU)，则阀杆32在塌缩之后可能会卡在阀体12内部。图4A和图4B示出了卡在阀体12内部的阀杆32。阀杆中的狭缝的上述润滑降低了卡住的阀杆的频率，即使在阀与IFU相违背地被接入；然而，偶而才有关于卡住的阀杆32的事故的报告。
因此，本发明的一个目的是提供克服现有技术装置的上述不足之处的一种改进，并且提供对可擦洗阀技术的进步有显著贡献的一种改进。
本发明的另一个目的是提供一种具有不会卡在阀体内的阀杆的可擦洗阀，即使在阀体被故意以与IF相悖的锐角接入时。
本发明的另一个目的是提供一种具有在足以防止阀杆卡在阀体内的深度从边缘延伸到边缘的凹入的曲线表面。
前面已经概述了本发明的一些相关的目的。这些目的应被理解为仅仅是对本发明的其中一些更突出的特点和应用的说明。通过在本公开的范围内以不同的方式应用所公开的发明或修改本发明，可实现许多其它有益的结果。因此，除了结合附图由权利要求所限定的本发明范围之外，本发明的其它目的以及对本发明的更充分理解还可以通过参考本发明的发明内容以及优选的实施方式的详细描述而获得。
发明内容
为了概括本发明的目的，本发明包括具有可塌缩的阀杆的可擦洗阀，该阀杆具有凹入曲线上表面。优选地，凹入曲线上表面从阀杆的边缘延伸至边缘。更优选地，凹入曲线上表面包括足以防止塌缩的阀杆在塌缩时卡在阀体内的半径，从而保证了塌缩的阀杆将返回至阀杆的闭合位置，在该位置下凹入的曲线上表面与阀的端部大致齐平。更加优选地，凹入曲线上表面的半径不会过大而使得阀杆的上表面过深并且因此难以在清洁/杀菌过程中被充分地擦洗。
优选地，形成在阀杆中的狭缝是大体直的贯穿狭缝，如上述美国专利6,651,956中所示的，其中狭缝在未被压缩时是正常闭合的，但是在被插入阀体中时由于阀杆的压缩而被迫更紧密地闭合。可替换地，阀杆可包括正常打开的狭缝，诸如美国专利5,699,821中公开的，在此其公开内容通过引证结合于本文中的，然后该狭缝在阀杆被插入阀体中时被紧压闭合。
在具有凹入的半径的表面的大部分优选的实施方式中，阀可在与比平直表面通常可达到的回压相比增大的回压下操作(例如，增加10磅/平方英寸)。人们相信增大的回压使得阀杆的表面的凹入构造比平直构造的结果更有利。
最后，应注意与美国专利8,221,363(在此其公开内容通过引证结合于本文中)不同，阀杆的减少直径部分包括在阀体的上轮缘以下相对阀体的内部内腔密封的大体圆形的圆柱形构造，使得在塌缩过程中在狭缝开始打开时阀杆的减少直径部分向阀体内移动明显的距离。
上文已经相当广泛地概述了本发明的更相关的和重要的特征，以便可以更好地理解随后的本发明的详细描述，从而可以更充分地理解本发明对该技术的贡献。本发明的附加特征将在下文中描述，其形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应该理解的是，所公开的构思和具体实施方式可以被容易地用作修改或设计其它结构的基础，以便实现本发明的相同目的。本领域技术人员还应当认识到的是，这些等效的构造不背离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。
附图说明
图1、图2为根据现有技术的阀的剖视图。
图3A-图3F为根据现有技术的阀杆的多个视图。
图4A-图4B为根据现有技术的阀的图片。
图5A-图5C为根据本发明的阀杆的多个视图，图5D-图5E为根据本发明的阀的图片。
图6A-图6C为凹入上曲线表面的半径为0.416英寸的阀杆的多个视图，图6D-图6E为具有该阀杆的阀的图片。
具体实施方式
参照图5A、图5B和图5C，本发明的改善的阀杆100包括凹入的曲线上表面102，该上表面优选地以取自阀杆32的中心线104的凹入半径(例如，0.208英寸)形成并且从减轻部分39的边缘延伸至边缘。如图5D和图5E所示，接入设备以各个锐角进行的重复接合没有使阀杆32卡在阀体12内；从而保证了阀杆32始终自然地返回至其正确的关闭位置。
已经发现具有从减轻部分39的边缘延伸至边缘的太长的凹入半径(例如，0.416英寸)的曲线上表面(参见图6A、图6B和图6C)会限定更浅的凹入表面，从而在接入设备以锐角与阀杆32接合时，会导致阀杆32卡在阀体12内(参见图6D和图6E)。
相信对于凹入的曲线表面的约0.208英寸半径为“最佳点”，在该尺寸下阀杆32在塌缩之后将不再卡在阀体12内。更小尺寸的半径同样可以防止卡住；然而，太短的半径将会加深凹入表面并且将因此增加在清洁和消毒过程中擦洗表面的困难。
更具体地，已利用40硬度的杆的组在0.416、0.208和0.125英寸的半径下进行了实验。在行业标准40硬度下的阀杆的情况下，0.418的半径的杆的狭缝经历了部分凸缘塌缩和一些侧面塌缩，而0.125的半径的杆的狭缝经历了一些凸缘塌缩。然而，0.208的半径的杆的狭缝没有经历凸缘或侧面塌缩。因此，具有0.208的半径的40硬度的杆看起来实现了最优结果。
为了确定将杆的硬度从行业标准的40硬度计值改变的效果，已利用30和50硬度计值的杆在0.416、0.208、0.125英寸的三个半径下进行了额外的实验。30硬度计值的杆的狭缝在三个半径的每个下均经历了凸缘或侧面塌缩，而50硬度计值的杆经历了一些凹进的杆(即，在被接入之后，杆没有完全返回)和具有凸缘或侧面塌缩的狭缝。因此，行业标准40硬度的杆看起来在以上指出的0.208英寸的半径的最优半径下实现了最优结果。
本发明包括包含在所附权利要求书的内容、以及前面描述中的内容。虽然本说明书已经以其具有一定程度的特殊性的优选形式进行了描述，但应理解的是，本公开的优选形式已仅通过实例的方式给出，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对其部件的构造、组合和布置的细节进行多种改变。
已经描述了本发明。
所要求保护的范围见所附权利要书。

Claims (9)

1.一种可擦洗阀(10)，包括塌缩至阀体(12)中的阀杆(100)，所述阀体(12)包括具有圆形边缘的圆柱形减小直径区段(18)，所述阀杆(100)具有完全延伸入所述阀体(12)的所述圆柱形减小直径区段(18)的圆柱形减小直径部分(38)，所述圆柱形减小直径部分(38)具有贯穿狭缝(52)，所述贯穿狭缝当所述阀杆(100)塌缩至所述阀体(12)中时打开，所述阀杆(100)具有凹入曲线上表面(102)，当所述阀杆(100)未塌缩至所述阀体(12)中时所述凹入曲线上表面(102)与所述阀体的所述圆柱形减小直径区段(18)的圆形边缘大致齐平；其中，所述阀杆(100)的所述凹入曲线上表面(102)所述阀体(12)的所述圆柱形减小直径部分(38)内从边缘延伸至边缘。
2.根据权利要求1中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述阀杆(100)的所述凹入曲线上表面(102)的半径足以防止所述阀杆在塌缩时卡在所述阀体(12)内，从而保证了所述阀杆(100)返回至所述凹入曲线上表面(102)与所述阀体(12)的所述圆柱形减小直径区段(18)的圆形边缘大致齐平的非塌缩位置。
3.根据权利要求2中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述凹入曲线上表面(102)的所述半径不会过大使得所述阀杆(100)的所述凹入曲线上表面(102)在所述阀体(12)的所述圆柱形减小直径区段(18)的圆形边缘内过深并且因此难以充分地擦洗。
4.根据权利要求2中所述的可擦洗阀(10)，其中，形成在所述阀杆(100)中的所述贯穿狭缝(52)包括大体笔直的贯穿狭缝(52)。
5.根据权利要求4中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述阀杆(100)中形成的所述贯穿狭缝(52)在未被压缩时是常闭的，但是在所述阀杆(100)被插入所述阀体(12)中时由于所述阀杆的压缩而被迫更紧密的闭合。
6.根据权利要求4中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述阀杆(100)中形成的所述贯穿狭缝(52)包括常开的狭缝(52)，该常开的狭缝在所述阀杆(100)被插入所述阀体(12)中时被挤压闭合。
7.根据权利要求1中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述阀杆(100)为约40的硬度计值。
8.根据权利要求1中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述凹入曲线上表面(102)的半径为约0.208英寸。
9.根据权利要求1中所述的可擦洗阀(10)，其中，所述阀杆(100)为约40的硬度计值并且所述凹入曲线上表面(102)的半径为约0.208英寸。
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