MXPA00002674A - Sistema surtidor y de descarga de dosificacion multiple libre de contaminacion para materiales fluidos - Google Patents

Sistema surtidor y de descarga de dosificacion multiple libre de contaminacion para materiales fluidos

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MXPA00002674A
MXPA00002674A MXPA/A/2000/002674A MXPA00002674A MXPA00002674A MX PA00002674 A MXPA00002674 A MX PA00002674A MX PA00002674 A MXPA00002674 A MX PA00002674A MX PA00002674 A MXPA00002674 A MX PA00002674A
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Bernard R Gerber
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Waterfall Company Inc
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Abstract

Una válvula (1) para sustituir el contenido fluido de un recipiente de manera que contaminantes externos tales como polvo, aire o microbios no puedan ingresar el recipiente aún después de varios ciclos de descarga, La válvula (2) comprende un válvula tipo tapón y una válvula tipo coraza elastómerica (10) tal como una válvula de charnela, una válvula de hendidura o una válvula de punta chata. Todas son dispositivos de un solo sentido, el tapón cuenta con un medio para reubicarlo en la posición de cerrado al final de cada ciclo de descarga de modo que el tapón es también un dispositivo de un solo sentido. El medio puede ser una correa elastómerica (16), la gravedad o la deformación de una parte de la válvula (22). El tapón puede contar con canales u otras presentaciones formadas o cortadas (1), por ejemplo ranuras, para facilitar el flujo de fluidos . El recipiente usado con esta invención deber ser reducción volumétrica y por lo tanto debe mantener su propia presión interna al final de un ciclo de entrega. Alternativamente, la válvula , la válvula de la presente invención puede fabricarse sin la válvula de descarga, esto es, sin las válvulas de charnela, de hendidura o punta chata. En este caso, el tapón es elúnico mecanismo de válvula de un solo sentido.

Description

SISTEMA SURTIDOR Y DE DESCARGA DE DOSIFICACIÓN MÚLTIPLE LIBRE DE CONTAMINACIÓN PARA MATERIALES FLUIDOS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El campo de la invención esta relacionado generalmente con sistemas surtidores y dispositivos para descarga de materiales fluidos como líquidos, soluciones, dispersiones, suspensiones, geles, pastas y otros fluidos. Más particularmente, el campo de la invención esta relacionado con un sistema surtidor de dosificación múltiple para descargar dosis de materiales fluidos y evitar el influjo de contaminantes externos durante y entre las descargas . El surtidor de materiales fluidos en una manera libre de contaminantes, especialmente durante periodos prolongados de tiempo o en una manera repetitiva, por ejemplo, en dosificaciones múltiples, que presentan muchas dificultades. Los problemas principales están relacionados pera precisar el control de flujo y la prevención de un flujo inverso o reflujo. En un sistema surtidor convencional, los contaminantes externos pueden entrar fácilmente en el recipiente con el flujo inverso al final del ciclo de descarga. La mayoría de los recipientes que se pueden colapsar para materiales fluidos tienen un puerto de descarga tal como un orificio, boquilla, canalón u otro tipo de abertura. El contenido de los recipientes, tal como pastas, líquidos u otros fluidos, salen a través del puerto de descarga impulsado por la presión interna. Este método para surtir el material fluido frecuentemente es inexacto y no evita la entrada de contaminantes externos dentro del recipiente. Por lo tanto, dispositivos adicionales para surtir o verter deben montarse en o dentro del puerto de descarga cuando se desee un control preciso de las características de surtido. Estos dispositivos deben de ser simples, efectivos y de bajo costo, especialmente si están pretendidos para uso domestico y ampliamente comercial. Un número de patentes han sido expedidas sobre válvulas y dispositivos de control de flujo para la industria pesada. Por ejemplo, Colvard, Patente Norteamericana 5,411,049 describe una válvula de control de flujo para equipo de cementación utilizado en operaciones para perforar pozos. La válvula permite flujo de fluido en cualquier dirección. Swearingen, Patente Norteamericana 5,392,862 enseña un auxiliar de control de flujo para herramientas hidráulicas utilizadas en operaciones de perforaciones de flujo de lodo en los campos de petróleo. Mueller et al., Patente Norteamericana 5,181,571 enseña un dispositivo y proceso para perforar pozos y colocar forros para petróleo, gas y otros acabados. La Patente Norteamericana 4,067,358 y 3,957,114 expedida a Streich describe válvulas adicionales para operaciones de cementación. Todas las válvulas de control de flujo anteriores están adaptadas para maquinaria pesada en condiciones en el campo y no se pueden adaptar para mantener esterilidad de los sistemas en los cuales se usan. Específicamente, estas válvulas de control de flujo no se adaptan para asegurar flujo en un solo sentido (algunos de los dispositivos, de hecho, permiten un reflujo libre) . Y no se pueden ajustar en recipientes que se pueden colapsar. Además, estos dispositivos contiene muchas partes y son típicamente costosos, cada uno costando cientos o miles de dólares norteamericanos . Típicamente, un aparato surtidor tiene un mecanismo de válvula que asegura una descarga precisa. La Patente Norteamericana 5,033,655 enseña como surtir productos fluidos de un recipiente no colapsable empleando un sistema con una válvula de hendidura. El sistema deja entrar aire para evitar el colapso del recipiente a medida que el fluido es descargado al usuario. Este tiene un desventaja en que los contaminantes externos contenidos en el aire son forzados dentro de la solución restante en el recipiente. Claramente, el aparato surtidor no es adecuado para un surtido de dosis de dosificaciones múltiples libres de contaminación de un recipiente que se puede colapsar. Una solución simple en la forma de una válvula de apriete con un sellado aumentado es presentada por la Patente Norteamericana 5,265,847. Este aparato se adapta a un recipiente cuyo contenido es expulsado bajo la fuerza de la gravedad. La Patente Norteamericana 5,099,885 describe una válvula de charnela, la cual descarga fluidos viscosos por medio de una bomba. Esta solución no se puede aplicar a todos los tipos de líquidos y fluidos. Por ejemplo, una válvula de charnela no es apropiada para material altamente viscoso y no se puede utilizar para suspensiones o dispersiones. De igual manera, en la Patente Norteamericana ,346,108 Pasinski se describe un aparato surtidor con boquilla para descargar una cantidad predeterminada de fluido generalmente viscoso. El aparato tiene una flexión con una orientación bi-estable, cóncava a convexa. Los contaminantes del aire pueden entrar en el aparato a medida que la flexión regresa a su posición original. En los dispositivos de Vorhis, Nilsson y Pasinski el aire y sus contaminantes entran para reemplazar el volumen de la solución descargada. Estos dispositivos no se reclaman como libres de contaminación. Además de las desventajas ya mencionadas, las soluciones de la técnica anterior, mencionadas anteriormente, no están específicamente diseñadas para evitar el flujo inverso. Haviv enseña en su Patente Norteamericana 5,080,138 un ensamble de válvula que se basa en una válvula de manguito y que consiste de componentes múltiples. Se impide el flujo inverso mediante una coraza la cual permite que el fluido fluya fuera de la válvula pero evita cualquier flujo inverso dentro del recipiente. Desafortunadamente, este dispositivo es complicado, costoso para fabricar y difícil de ensamblar. Una boquilla de descarga simple es presentada por Latham en la Patente Norteamericana 5,398,853. La boquilla se adapta para la descarga de pastas, por ejemplo, pasta de dientes. Aunque Latham no intenta eliminar la transferencia de gérmenes entre la abertura de descarga y la superficie secundaria donde la pasta es aplicada, su boquilla no evita el influjo de bacterias. Por ejemplo, las bacterias pueden entrar cuando la boquilla se sumerge en una solución. Métodos más efectivos de surtido libre de contaminación se describe en las Patentes Norteamericanas 5,305,786 y 5,092,855 expedidas por Debush y Pardes respectivamente. Debush describe una modificación en la Reexpedición Norteamericana 34,243 anterior del solicitante basándose en un manguito elastomérico expandible apretadamente ajustado alrededor de un cuerpo de válvula con puertos de entrada y salida. Los mejoramientos de Debush están dirigidos para simplificar el ensamble. Desafortunadamente, su solución requiere más material e incrementa considerablemente el costo de la fabricación de la válvula. Además, es difícil de producir una válvula en forma de disco al igual que adaptar el aparato a recipientes colapsables. Pardes describe un manguito de cubierta rígido para retener la coraza elastomérica contra el cuerpo de válvula, de este modo proporcionando un sello entre la coraza y el cuerpo de válvula. Esto esta estrechamente relacionado con las enseñanza del solicitante en la Reexpedición Norteamericana 34,243. La válvula de Pardes opera a través de dos conjuntos de puerto dentro de un cuerpo de válvula, haciendo de este modo al dispositivo y su fabricación innecesariamente complejos. Las soluciones anteriores tiene desventajas en cuanto a que no se pueden hacer más pequeñas para recipientes pequeños. La proporción de longitud a diámetro es grande y de este modo limita el volumen de flujo para recipientes pequeños . Ninguno de los dispositivos surtidores de la técnica anterior son de bajo costo, simples en construcción y capaces de descargar un material fluido que varía desde una alta viscosidad hasta una baja viscosidad en dosificaciones múltiples en una manera libre de contaminación. En vista de lo anterior, es obvio que lo que se necesita es un sistema el cual proporcione un sistema surtidor de dosificación múltiple para materiales fluidos en el cual la esterilidad o pureza del material fluido se conserva. En particular, el sistema de la presente invención evita que los contaminantes pasen inversamente a través de la válvula dentro del deposito de material fluido. También lo que se necesita es un sistema simplificado para surtir un material fluido sin contaminación del aire el cual pueda adaptarse, simple en construcción y se pueda montar sobre o dentro de cualquier recipiente del tipo el cual mantenga su propia presión interna, es decir, no produzca un vació interno sustancial cuando el material fluido es descargado. Ejemplos de lo recipientes son los recipientes de reducción volumétrica como un tubo flexible, una bolsa flexible o una botella flexible. El recipiente también puede ser un recipiente rígido ventilado que incluye una bolsa flexible de material fluido. Lo que también se necesita es un sistema mejorado para evitar que los contaminantes del aire entren en el material fluido los cuales comprenden polvos como talco, o los similares. El sistema también deberá poderse aplicar a una medicina descargada como polvo o aerosol donde es importante evitar la contaminación del aire de fibras, polvo, polen, microorganismo o las formas similares de los contaminantes del aire. Otros objetos y ventajas de la invención serán obvios al leer la descripción detallada de la invención. Los objetivos anteriores se logran utilizando una válvula de tapón separadamente o en combinación con una válvula de salida de un solo sentido como una válvula de charnela, válvula de punta chata o válvula de hendidura en el puerto de salida. En la válvula de tapón, el tapón puede moverse entre una posición abierta y una posición cerrada. La presión del fluido en el lado de entrada de la válvula provoca que el tapón se mueva de la posición cerrada a la posición abierta. Un medio para aplicar una fuerza de restauración se proporciona para regresar el tapón a la posición cerrada al final de cada ciclo de descarga. La válvula de charnela en el puerto de salida comprende dos hojas de material elastomérico flexible en contacto que se empujan para separarse cuando el fluido fluya a través de la válvula. Las hojas se aprietan después de cada ciclo de descarga, cerrando el puerto de salida. De este modo, tanto la válvula de tapón como la válvula de salida son dispositivos de un solo sentido. Las válvulas de hendidura y las válvulas de punta chata funcionan de igual manera. En conjunto, los dos componentes funcionan para asegurar un flujo de fluido de un solo sentido sin retroceso. La fuerza de restauración para regresar el tapón a la posición cerrada se puede proporcionar mediante una correa elastómerica unida al alojamiento. La correa se alarga cuando el flujo de fluido, fuerza al tapón a su posición abierta. La gravedad también se puede utilizar para proporcionar la fuerza de restauración. En esta modalidad, la válvula debe de orientarse verticalmente. La dirección preferida dependerá de la flotación del tapón en el material fluido y la viscosidad del fluido. Una tercera opción para proporcionar la fuerza de restauración es una deformación elástica del alojamiento o el tapón. La válvula puede estar construida de tal manera que el alojamiento o el tapón se deformen a la fuerza mediante la presión de fluido en el puerto de entrada, abriendo la válvula. La relajación de la presión de fluido en la entrada de válvula permite que el alojamiento o el tapón regresen a su forma de descanso, la cual empuja el tapón a su posición cerrada. En esta modalidad, ya sea el alojamiento puede estar hecho de un material rígido y el tapón deformable, o el tapón puede estar hecho de material rígido y el alojamiento deformable . El tapón puede estar proporcionado con un anillo anular que se ajusta dentro de una ranura anular en la parte interior del alojamiento. De esta manera, el alojamiento define el rango de movimiento del tapón. Si el tapón esta hecho de un elastómero y el anillo anular se une al alojamiento, entonces la deformación elástica del tapón puede proporcionar la fuerza de restauración requerida. Alternativamente, el alojamiento puede ser deformable y el tapón rígido para lograr el mismo resultado. En cualquier caso, canales como orificios pasantes pueden proporcionarse en el tapón de válvula para proporcionar una trayectoria para que el fluido fluya. Preferentemente, la válvula está hecha de materiales de plástico moldeables como estireno-butadieno-estireno, silicona, uretano, caucho, polietileno, polimetilmetacrilato y similares. El deposito de fluido (recipiente) utilizado en la presente invención debe ser del tipo que no forme un vació interno sustancial cuando el fluido es expulsado. En otras palabras, el recipiente debe de poderse colapsar o reducir y no reemplazar el fluido expulsado con aire externo. Ejemplos de recipientes adecuados incluyen bolsas, paquetes, jeringas, pistones, recipientes tipo fuelle y tubos colapsables. El tapón de válvula puede tener muchas formas diferentes con características útiles. Los orificios pasantes, ranuras, hendiduras, o características irregulares pueden cortarse dentro del tapón de válvula para proporcionar una trayectoria para que el fluido fluya cuando el tapón de válvula esté en la posición abierta. Esto es benéfico debido a que la parte superior del tapón de válvula puede cerrar el puerto de salida si la presión de fluido en el puerto de entrada es demasiado alta, bloqueando el flujo de fluido. Las características moldeadas o cortadas en la parte superior del tapón de válvula evitaran el bloqueo del puerto de salida en estos casos . El tapón de válvula también puede tener una cola alargada. Esta cola evitará que el tapón de válvula no esté alineada giratoriamente con respecto al alojamiento. La alineación rotacional es una consideración necesaria en los casos en donde el tapón de válvula tiene características de corte u orificios para conducir el flujo de fluido. También, la cola puede servir para sellar el puerto de entrada de la válvula . La presente invención se puede unir al recipiente de fluido utilizando varias técnicas bien conocidas como una unión de tornillo, un ajuste de presión, un sello por calor, o un sello por adhesivo. La válvula puede estar permanentemente unida al recipiente de fluido. Se podrá apreciar que un aspecto de la presente invención incluye la integración de la válvula para evitar la contaminación que proviene del aire con un recipiente flexible de un medio fluido. Por consiguiente, un aspecto de la invención proporciona un sistema integrado para el suministro medido o la descarga de un producto fluido sin contaminación por aire o materiales que flotan en el aire. Esto tiene la ventaja de permitir que un material fluido se pueda reformular sin la necesidad de conservadores, agentes hidroscópicos o antioxidantes. De este modo, un sistema de acuerdo con este aspecto de la invención- tiene una aplicación particular en cuanto a la descarga de medicamentos, bebida, o cualquier material fluido en los cuales es importante evitar la contaminación por medio del aire. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la simpleza del tapón permite que una válvula pueda optimizarse en su geometría, posición, dimensiones, y dureza para poder lograr una presión de fisuración deseada y optimizada para descargar el medio fluido. Por ejemplo, la presión de fisuración optimizada es importante en distribuir una bebida carbonatada. Una presión de fisuración más alta seria necesaria para cambiar de lugar la presión provocada por la carbonatación. Un aspecto de la presente invención permite que la presión de fisuración sea optimizada para una aplicación particular. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1A-1C son vistas laterales en corte transversal de una modalidad que utiliza una correa y un tapón de válvula esférica. Las Figuras 2A-2B son vistas laterales en corte transversales de una modalidad alternativa con la válvula de tapón en la posición cerrada y abierta. Las Figuras 3A-3B son vistas laterales en corte transversal de una modalidad en la cual el tapón tiene un anillo anular acoplado en una ranura anular en el alojamiento . Las Figuras 4A-4B son vistas laterales en corte transversal que ilustran cómo la deformación elástica del tapón de válvula puede proporcionar la fuerza de restauración necesaria . Las Figuras 5A-5B son vistas laterales en corte transversal que ilustran cómo la deformación elástica del alojamiento puede proporcionar la fuerza de restauración necesaria . Las Figuras 6A-6D son vistas laterales en corte transversal de modalidades en las cuales el tapón de válvula tiene una cola. Las Figuras 7A-7B ilustran adicionalmente las características de los tapones de válvula de las Figuras 6C y 6D. Las Figuras 8A-8B son vistas laterales en corte transversal que ilustran como se pueden utilizar apéndices para proporcionar la fuerza de restauración. Las Figuras 9A-9C son vistas laterales en corte transversal que ilustran como la presente invención se puede utilizar con diferentes tipos de recipientes colapsables o reducibles . Las Figuras 10A-10C son vistas laterales en corte transversal de modalidades de válvula que no incluyen una válvula de un solo sentido en el puerto de salida. Las Figuras 11A-11C muestran un pistón activado por el dedo tal como una bomba de aspiración, para distribuir un material voluminoso, un medicamento en aerosol, u otro material fluido. Las vistas laterales en corte transversal de las Figuras 1A-1B ilustran los principios de operaciones generales de la válvula 1 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. La Figura 1A muestra un tapón 2 en una posición cerrada y la Figura IB muestra un tapón 2 en una posición abierta. El puerto 4 de entrada está en la parte inferior y el puerto 6 de salida está en al parte superior. El tapón 2 puede estar hecho ya sea de materiales rígidos o elastoméricos como plástico moldeable, dependiendo de la modalidad. Una porción 8 superior del alojamiento está hecha de una coraza elastómerica y forma una válvula 10 de salida de un solo sentido tal como una válvula de hendidura. Un cuerpo 12 de alojamiento inferior (porción sombreada) está hecho de un material rígido. Las líneas y flechas de la Figura IB indican la trayectoria que el material fluido (fluido) toma cuando fluye desde el puerto 4 de entrada al puerto 6 de salida. Se ha notado que todas las partes de la presente invención que están hechas con materiales elastoméricos son reflexibles y regresan a su configuración original si se deforman . Las válvulas 10 de hendidura comprenden dos hojas delgadas de material elastomérico que están en contacto cuando no existe flujo fluyendo entre estas. Las hojas tienen una tendencia incluida para presionarse suplementada por aspectos de la superficie interior del alojamiento. La presión de fluido empuja las hojas para separarlas, creando una abertura para el flujo de fluido. Dispositivos similares, como las válvulas de punta chata y las válvulas de charnela también se pueden utilizar como la válvula 10 de un solo sentido. Las válvulas de charnela, las válvulas de hendidura y las válvulas de punta chata son bien conocidas en la técnica . El tapón 2 debe de desplazarse en la dirección de la flecha 14 (hacia arriba) para que el fluido fluya a través de la válvula. La fuerza requerida para el desplazamiento del tapón 2 se proporciona mediante la presión del fluido en puerto 4 de entrada. En todas las modalidades de la presente invención, una fuerza de restauración se proporciona la cual regresa al tapón 2 a la posición cerrada al final de cada ciclo de entrada. La modalidad de la Figura 1A y IB utiliza una correa 16 elastómerica unida entre el cuerpo 12 de alojamiento y el tapón 2 para proporcionar la fuerza de restauración. La correa 16 elastómerica tiene la característica ventajosa de evitar que el tapón 2 gire (alrededor de un eje perpendicular con el plano del papel). Esto puede ser necesario para tapones 2 que tengan canales como orificios pasantes 18 o ranuras. La Figura 1C ilustra un tapón de válvula con orificios pasantes 18 que conducen el flujo de fluido. Los orificios pasantes 18 evitan el contacto entre la superficie 20 de alojamiento superior y el tapón 2 impidiendo el flujo de fluido. Las líneas con las flechas indican la trayectoria del flujo a través de la válvula 1. Durante una operación normal, el fluido puede fluir a través de los orificios 18 y alrededor del tapón 2 como en la Figura IB. Se ha notado que el tapón 2 (más específicamente los orificios 18) en esta modalidad deben mantener alineación rotacional adecuada con el alojamiento 8, 12. Esto se proporciona mediante la correa 16. Alternativamente, el tapón 2 puede tener ranuras o cortes irregulares o características de salientes para realizar la misma función que los orificios 18, es decir, mantener un canal de flujo entre el tapón 2 y la superficie 20 de alojamiento superior. Todos los orificios pasantes 18 utilizados en la presente invención conducen flujo de fluido, y, como tales, se extienden a través del tapón 2. En todas las modalidades de la presente invención, el tapón 2 se mantiene a la fuerza en un aposición cerrada por la fuerza de restauración (correa 16 de elastómerica en la modalidad anterior) a menos que actué sobre la presión de fluido incrementada en el puerto 4 de entrada. El tapón 12 está en contacto con la superficie interior del alojamiento 12 cuando está en la posición cerrada. La presión incrementada provoca que el tapón 2 se mueva hacia el puerto 4 de salida, abriendo una trayectoria para el flujo de fluido. La correa 16 se alarga a medida que el tapón 2 se mueve a la posición abierta. El tapón 2 puede entrar en contacto con la superficie 20 de alojamiento superior, en cuyo caso los orificios 18 conducen el flujo de fluido. Después de fluir alrededor del tapón 2 de válvula o a través de los orificios 18, el fluido sale de la válvula 1 a través de la válvula 10 de hendidura. Cuando el ciclo de descarga está completo y la presión de fluido en el puerto 4 de entrada regresa al ambiente, la correa 16 jala el tapón 2 a la posición cerrada. Ya que el tapón 2 y la válvula 10 de hendidura son dispositivos de un solo sentido, la válvula 1 tiene dos mecanismos de un solo sentido que actúan en conjunto para asegurar una descarga de fluidos libres de contaminación. Otras modalidades de la presente invención pueden utilizar gravedad o partes de válvula elastómerica (tapón 2 de válvula o alojamiento 8,12) para proporcionar la fuerza de restauración. La gravedad solo se puede utilizar como fuerza de restauración en aplicaciones en donde la válvula esta orientada verticalmente y el fluido no es demasiado viscoso para evitar el regreso del tapón 2 de su posición cerrada en una cantidad razonable de tiempo. Se ha notado que la fuerza de restauración debe de estar siempre en una dirección opuesta al flujo del fluido. Esto es debido a que el flujo de fluido provoca que la válvula 1 se abra en todas las modalidades . Las Figuras 2A y 2B ilustran las posiciones abierta y cerrada de otra modalidad. En esta modalidad, el tapón 2 tiene una forma singular con varios orificios 18 para el flujo de fluido. Todo el fluido fluye a través de los orificios 18 de tapón de válvula y ninguno fluye alrededor del tapón 2 de válvula, como en la modalidad de la Figura IB. Una línea y flecha 19 indican la trayectoria de flujo a través de uno de los orificios 18. Se puede ver que el rango de movimiento del tapón 2 es limitado por la curvatura del cuerpo 12 de alojamiento. En esta modalidad, la fuerza de restauración se puede proporcionar mediante una correa elástica, gravedad, o mecanismos elastoméricos que se describirán más adelante. Las Figuras 3A y 3B son vistas en corte transversal que ilustran un método alternativo para montar un tapón 2 en el cuerpo 12 de alojamiento. La Figura 3A muestra la posición cerrada y la Figura 3B muestra la posición abierta. Uno o más orificios 18 en el tapón 2 de válvula conducen el flujo de fluido. Una línea con flecha muestra la trayectoria de flujo de fluido a través de la válvula. El tapón 12 esta proporcionado con un anillo 22 anular el cual se ajusta flojamente dentro de una ranura 24 anular en la superficie interior del cuerpo 12 de alojamiento. La relación mecánica entre el anillo 22 anular y la ranura 24 anular restringen el movimiento del tapón 2 de válvula pero permite las diferentes posiciones abierta y cerrada del tapón 2 de válvula. La fuerza de restauración se puede proporcionar mediante una correa 16, gravedad, o los mecanismos elastoméricos que se describirán más adelante. Esta modalidad también utiliza una segunda válvula de un solo sentido como es una válvula 10 de pico chato en el puerto de salida. Las Figura 4A y 4B ilustran las posiciones abierta y cerrada y una modalidad similar a las modalidades de las Figura 3A y 3B. La diferencia es que la fuerza de restauración esta proporcionada por la deformación reversible del tapón 2, el cual está hecho de un material elastomérico. El material elastomérico del tapón 2 debe ser lo suficientemente flexible para regresar a su configuración original después de varias deformaciones. El cuerpo 12 de alojamiento es rígido en esta modalidad. El anillo 22 anular del tapón 2 se mantiene aseguradamente en su lugar mediante la ranura 24 anular. El anillo 24 anular sujeta el tapón 2 de válvula en el cuerpo de alojamiento, mientras que aún permite que el tapón 2 de válvula se deforme. Este movimiento del tapón 2 de válvula es permitido por la deformación del anillo 22 anular debido a la presión ejercida por el fluido que fluye a través del puerto 4 de entrada. La válvula esta construida de tal manera que cuando el tapón 2 no está deformado, la válvula está en su posición cerrada. El flujo de fluido a través de la válvula deforma el tapón 2 y lo empuja a la posición abierta. El tapón debe tener orificios 18 para conducir el flujo de fluido. Una modalidad alternativa se muestra en las Figuras 5A y 5B, las cuales muestran las posiciones cerrada y abierta, respectivamente. Aquí, el cuerpo 12 de alojamiento esta hecho de un material elastomérico y el tapón 12 de válvula está hecho de un material rígido. El anillo 22 anular del tapón 2 esta fijamente acoplado en la ranura 24 anular. El tapón 2 se puede mover entre las posiciones abierta y cerrada por medio de la deformación elástica del cuerpo 12 de alojamiento cerca de la ranura 24 anular. El tapón 2 tiene orificios para conducir el flujo de fluido. Las Figuras 6A, 6B, 6C y 6D ilustran la modalidad preferida de la presente invención en la cual el tapón tiene una cola 26. La cola 26 evita la desalineación rotacional del tapón 2. En esta modalidad, la correa 16 puede unirse al fondo de la cola 26. La porción superior del alojamiento 8 esta hecha de un elastómero y forma una válvula de charnela o de pico chato; el cuerpo 12 de alojamiento esta hecho de un material rígido. Ya que la alineación rotacional adecuada del tapón 2 de válvula es asegurada, el tapón 2 de válvula puede efectivamente utilizar los canales como los orificios o las ranuras para conducir el flujo de fluido. La Figura 6A muestra una válvula, utilizando un tapón 2 con orificios 18, en la posición cerrada. La Figura 6D muestra una válvula, utilizando un tapón 2 con orificios 18, en la posición abierta. Las líneas y flechas de las Figuras 6A y 6B indican la trayectoria de flujo de fluido. La Figura 6C muestra una válvula que utiliza un tapón 2 con ranuras 28 tipo cuña cortadas, en la posición cerrada. La Figura 6D muestra una válvula utilizando un tapón 2 con una faceta 30 cortada Planer, en la posición cerrada. Las líneas y las flechas de la Figura 6B indican la trayectoria de flujo de fluido. Las Figuras 7A y 7B además ilustran los tapones de las Figuras 6C y CD, respectivamente. Las secciones 28 cortadas del tapón 2 mantienen un canal de flujo abierto si el tapón 2 hace contacto con al superficie 20 interior superior del alojamiento. Un método alternativo para proporcionar la fuerza de restauración necesaria para el tapón 2 de válvula se muestra en la Figura 8A (posición cerrada) y la Figura 8B (posición abierta) . Aquí, el tapón 2 de válvula tiene apéndices 32 que están en contacto con la superficie 20 de alojamiento superior. Cuando la porción 8 superior del alojamiento está hecha de un elastómero, esta constantemente empujando hacia abajo sobre el tapón 2 de válvula por medio de los apéndices 32. Los apéndices 32 del tapón 2 pueden tener diferentes formas y pueden estar hechos de materiales elastoméricos o rígidos. Si los apéndices 32 están hechos de un elastómero, se pueden deformar para proporcionar o contribuir con la fuerza de restauración en el tapón 2 de válvula. Alternativamente, los apéndices 32 se pueden unir a la superficie 20 de alojamiento superior interior y orientarse hacia abajo. Los apéndices 32 también pueden realizar la misma función que los orificios 18, manteniendo una trayectoria abierta para el flujo de fluido. De acuerdo con un aspecto de la invención, los apéndices 32 se pueden calibrar en términos en sus dimensiones como geometría, o respuesta elastómerica para oder o orcionar optimizada para un medio fluido particular. Por ejemplo, en el caso de una bebida carbonatada es deseable proporcionar una presión de fisuración razonablemente alta para poder mover de lugar la presión debido a la carbonatación. En este caso, es una simple cuestión de cambiar la geometría o la respuesta elastómerica de los apéndices o de la correa y el tapón para poder proporcionar una presión a la fisuración deseada. La presión a la fisuración esta definida aquí como la presión requerida para abrir el recipiente del material fluido. De acuerdo con un aspecto de la invención, es una simple cuestión de cambiar la geometría de la correa, apéndices, o la geometría y la posición del tapón para poder proporcionar una presión a la fisuración optimizada para un lado fluido dado. Se ha notado que los apéndices 32 como se muestran en las Figuras 8A y 8B también se pueden utilizar con las modalidades de la presente invención que tienen anillos anulares es decir, las modalidades de las Figuras 3, 4, y 5. La Figura 9A muestra la válvula 1 de la presente invención montada dentro de la boquilla de salida de una jeringa o pistón. El alojamiento 12 de válvula puede estar unida a la jeringa con adhesivo, o unida utilizando un accesorio de bloqueo-luer . La Figura 9B muestra la válvula 1 de tapón montada en la boquilla de salida de un recipiente tipo fuelle. Alternativamente, la válvula 1 puede montarse dentro del cuello de un tubo. La figura 9C muestra una válvula 1 de tapón con una conexión 36 de tornillo unida a la boquilla de salida de un recipiente tipo tubo reducible o colapsable. Estas aplicaciones proporcionan un surtido libre de contaminación del contenido 38 fluido del recipiente. Otra alternativa para utilizar la presente invención es combinar el alojamiento de válvula y de cuello de recipiente en una sola parte. En otras palabra, el alojamiento se hace parte del recipiente. Una modalidad alternativa de la presente invención utiliza solo el tapón 2 de válvula como el mecanismo de válvula de un solo sentido. En otras palabras, la válvula 10 de salida de un solo sentido (válvula 10 de charnela, hendidura o de pico chato) se elimina. La válvula 10 de salida se reemplaza con una abertura simple. Todas las modalidades descritas arriba pueden construirse sin la válvula 10 de salida. Un ejemplo de la válvula que utiliza solo un tapón 2 de válvula con una correa 16 elastómerica se muestra en la Figura 10A. En esta modalidad, todo el alojamiento 12 esta hecho de un material rígido y de este modo no ocurre ninguna acción de válvula de un solo sentido en el puerto 6 de salida. Es ventajoso diseñar la válvula con una cámara 27 de salida tan pequeña como sea posible para minimizar la cantidad de fluido surtido que es residual en la válvula después de un ciclo de descarga. Esto es debido a que el fluido residual en la cámara 27 de salida no será protegido de la contaminación debido a la ausencia de la válvula 10 de salida. La Figura 10B demuestra una válvula construida de acuerdo con esta modalidad en donde el alojamiento 12 tiene una ranura 24 anular y el tapón 2 de válvula tiene un anillo 22 anular. El alojamiento 12 está hecho en su totalidad de material rígido y el volumen de la cámara 27 de salida se minimiza. La Figura 10 muestra aún otro ejemplo de esta modalidad. La Figura 11 muestra un ejemplo de un pistón activado con el dedo el cual se puede utilizar en un sistema surtidor de volumen o una bomba de aspiración. Haciendo referencia a las Figuras HA, 11B y 11C, un pistón 60 se proporciona para solucionar una presión interna dentro de un recipiente 61 que contiene una cantidad de material fluido. Cuando el pistón 60 se oprime, la válvula 62 se abre y una cantidad de material fluido se mueve desde la región 64 y dentro de la salida 66. Las salidas 66 puede estar proporcionada en la posición mostrada, y también puede estar proporcionada en cualquier lugar conveniente. Por ejemplo, la salida 66 puede estar conectada al pistón activado por dedo, la Figura 11D o conectada directamente al alejamiento 61. Restaurar el pistón 60 a su posición original hace cerrar la válvula 62 y evita la descarga del material fluido. El pistón se puede restaurar a su posición original mediante el resorte, una correa elastómerica u otros medios para proporcionar una fuerza de restauración que se conocen bien por aquellos expertos en la técnica. Se podrá apreciar que este aspecto de la invención proporciona una bomba de aspiración para surtir material fluido sin la contaminación de los contaminantes del aire debido a un flujo inverso dentro del material. Las válvulas anteriores se pueden utilizar para el suministro de cantidades en volumen de un material fluido. Las cantidades de volumen de un material fluido se surten convencionalmente a través de un puerto de salida. Un aspecto de la presente invención elimina la necesidad de una bomba peristáltica. En su lugar, una válvula de acuerdo con la presente invención como se describió anteriormente con referencia a las Figuras 1-10 se pueden incorporar internamente dentro de un deposito colapsable. Cuando la boquilla esta en su posición abierta, la válvula proporciona una alimentación por gravedad del material fluido a través de la boquilla. Al mismo tiempo, el deposito se colapsa en proporción directa a la cantidad de fluido descargado. En esta modalidad, la cabeza hidrostática del fluido en el deposito colapsable proporciona la presión para descargar producto a través del cartucho. La válvula evita la contaminación del aire debido al flujo inverso como se explico anteriormente. La válvula permite que las cabeza hidrostática del fluido mismo proporcione una fuerza de expulsión. En métodos convencionales para descargar material en volumen. Una bomba peristáltica u otro dispositivo mecánico debe proporcionarse para activamente descargar el material. Este aspecto de la invención requiere que el recipiente que contiene el fluido pueda reducirse o colapsarse volumétricamente. El recipiente no debe generar un vacío interno excesivo cuando el contenido está siendo surtido. Medios de fijación, materiales de válvula y tipos de válvula específicos dependerán del fluido a ser surtido, el tipo del recipiente considerado y otras variables. Será obvió para aquellos expertos en la técnica cómo adaptar la presente invención a diferentes aplicaciones. En muchas aplicaciones, se prefiere que la válvula esté permanentemente unida al recipiente, formando un sistema surtidor o de descarga integrado. Los sistemas son de gran valor en el surtidor de fluido pretendido para el uso en el hogar, uso industrial, o uso institucional. Esto es debido a que al consumidor se le pueden ofrecer productos listos para usarse para descargar dosificaciones múltiples en una manera libre de contaminación. Se podrá apreciar que los aspectos anteriores de la invención proporcionan un sistema para surtir y descargar un amplio rango de medios fluidos incluyendo líquidos, soluciones, muestras, mezclas, suspenciones y dispersiones. Estos fluidos pueden ser ya sea volátiles o no volátiles, acuosos o no acuoso, y se pueden clasificar como fluidos inorgánicos u orgánicos al igual que combinaciones de estas . Con una selección apropiada de materiales para que se puedan utilizar las partes componentes en cada aplicación especifica, la presente invención tiene la aplicación de sistema surtidor y de descarga de fluidos en cualquier industria . El sistema surtidor ventajosamente protege el fluido de los efectos adversos de la evaporación, oxidación y la hidrólisis y ventajosamente prohibe la entrada dentro del fluido dentro del sistema surtidor de microorganismos; aire y sus gases constituyentes; polvo, polen, y otras partículas. El sistema surtidor también evita la evaporación del fluido, por lo tanto, no son necesarios filtros, conservadores antimicrobiales, antioxidantes, y agentes hidroscópicos tomando en cuenta los beneficios sustanciales en la pureza incrementada, facilidad incrementada de formulación y reducción en costo. Al continuamente mantener la pureza del fluido durante la descarga, el sistema permite la distribución de recipientes de tamaño más grande permitiendo por lo tanto una reducción en el costo por unidad del volumen del fluido. Ejemplos de fluidos que se pueden beneficiar de la presente invención incluyen preparaciones farmacéuticas como soluciones para el cuidado del lente y ojos; agentes de diagnóstico in vitro e in vivo; biológicos; preparaciones del cuidado personal como cosméticos y fragancias; alimentos, bebidas; y también suplementos nutricionales; químicos del laboratorio e industriales; soluciones fotográficas; detergentes; pinturas como barnices, adhesivo y calafatos y selladores . El uso de la presente invención permite que los fluidos surtidores se puedan empacar sin aditivos químicos como conservadores. Esto es ventajoso porque en algunas situaciones los conservadores pueden tener efectos secundarios dañinos. Los conservadores actualmente en uso en las soluciones de cuidado de lentes y ojos, por ejemplo, provocan reacciones de toxicidad y/o reacciones alérgicas en los tejidos del ojo. Los conservadores en los productos de cuidado de los ojos de recetados se conocen que afectan adversamente la velocidad de sanado post-cirugía de los tejidos del ojo. La presente invención también proporciona protección y pureza incrementada de la contaminación de los químicos de laboratorio y reactivos como químicos fotográficos . Será claro para aquellos expertos en la técnica que la modalidad anterior podría alterarse de muchas maneras sin alejarse del alcance de la invención. Por consiguiente, el alcance de la invención deberá determinarse por las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES 1. La válvula de un solo sentido para surtir un material fluido de un recipiente volumétricamente reducible y para evitar los contaminantes externos de que entren en el recipiente, caracterizado porque la válvula de un solo sentido comprende: (a) un alojamiento que define una trayectoria de flujo para el material fluido, y comprende una ranura anular en la superficie interior del alojamiento, el alojamiento además comprende un puerto de entrada conectado al recipiente volumétricamente reducible y un puerto de salida que comprende un material elastomérico dispuesto par proporcionar flujo unidireccional del material fluido hacia fuera a lo largo de la trayectoria de flujo; (b) un tapón que comprende un anillo anular y por lo menos un orifico pasante a través del tapón para permitir el flujo del material fluido a lo largo de la trayectoria de flujo; y el tapón esta proporcionado dentro del alojamiento de tal manera que el anillo anular se ajustan dentro de la ranura anular y ese tapón se mueve entre una posición cerrada y una posición abierta con respecto a la trayectoria de fluj o; (c) un medio para aplicar una fuerza de restauración para regresar el tapón a la posición carrada de tal manera que el tapón se mueve de la posición cerrada a la posición abierta aplicando suficiente presión interna en el puerto de entrada; y (d) en donde los medios para aplicar una fuerza de restauración comprenden la deformación de una correa elastómerica dispuesta para sujetar el tapón para abrir o cerrar la trayectoria de flujo.
  2. 2. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tapón comprenden un material rígido y se mueve dentro del alojamiento para bloquear o abrir la trayectoria de flujo.
  3. 3. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el recipiente se selecciona del grupo que consiste de tubos, paquetes y recipientes de infusiones, jeringas, pistones, bolsas, depósitos colapsables, y recipientes tipo fuelle.
  4. 4. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el puerto de salida se selecciona del grupo que consiste de válvula de pico chato, válvula de hendidura, y válvula de charnela.
  5. 5. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material fluido es forzado a salir del recipiente mediante la aplicación de presión externa en el recipiente.
  6. 6. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para aplicar una fuerza de restauración comprenden gravedad.
  7. 7. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento se une al recipiente mediante una conexión seleccionada del grupo que consiste de un sello adhesivo, un cuello atornillable, un cuello de ajuste a presión, un cuello de ajuste forzado, una unión de bloqueo-luer, un cuello roscado, un sello de unión y un sello por calor.
  8. 8. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento se une permanentemente al recipiente.
  9. 9. La válvula de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula evita la entrada de contaminantes externos que pertenecen al grupo de aire, constituyentes de aire, oxigeno, nitrógeno, vapor de agua, gases atmosféricos, contaminantes pertenecientes al aire, humo, polvo, filamentos, fibras, polen y microorganismos.
  10. 10. Una válvula de un solo sentido para surtir un material fluido de un recipiente volumétricamente reducible y para evitar que los contaminantes externos entren en el recipiente, caracterizada porque la válvula de un solo sentido comprende: (a) un alojamiento que comprende un puerto de entrada, un puerto salida, una ranura anular en la parte interior del alojamiento; (b) un tapón que comprende un anillo anular y por lo menos un orificio pasante que proporciona una trayectoria para el flujo del material fluido; el tapón esta montado dentro del alojamiento de tal manera que el anillo anular se ajusta dentro de la ranura anular y el tapón se mueve entre un aposición abierta y una posición cerrada; (c) un medio para aplicar una fuerza de restauración para empujar el tapón a la posición cerrada; y el tapón de válvula se mueve de la posición cerrada a la posición abierta por medio de la presión de fluido interna de cierto umbral en el puerto de entrada; y (d) en donde el tapón está compuesto de un material rígido y no esta fijamente conectado al alojamiento, y los medios para aplicar una fuerza de restauración se proporcionan deformando por lo menos una correa elastómerica que está en contacto con el tapón.
  11. 11. La válvula de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el tapón comprende un material elastomérico y los medios para aplicar los medios de fuerza de restauración es la deformación elástica del tapón.
  12. 12. La válvula de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el alojamiento comprende un material elastomérico y los medios para aplicar los medios de fuerza de restauración son la deformación elástica del alojamiento.
  13. 13. La válvula de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el tapón esta compuesto de un material rígido y no esta fijamente conectado al alojamiento.
  14. 14. La válvula de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el tapón comprende un material elastomérico y esta fijamente conectado al alojamiento por el anillo anular.
MXPA/A/2000/002674A 1997-09-19 2000-03-16 Sistema surtidor y de descarga de dosificacion multiple libre de contaminacion para materiales fluidos MXPA00002674A (es)

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