TW200938812A - Apparatuses to deliver small amounts of fluids and methods of using the same - Google Patents

Description

200938812 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於投送少量液體之設備及方法。 【先前技術】 市面上可見許多醫療用品係以浸泡於溶液中之方式保存 並售予消費者。通常基於此種產品之本質，容納於此種醫療 用品包裝盒内之溶液量必須維持一定。隱形眼鏡，尤其是軟 式隱形眼鏡，即為浸泡於溶液中售予消費者的醫療用品之— 例。隱形眼鏡通常係連同約1毫升溶液一併包裝於如習知的 泡殼包裝盒等一次性使用容器中以供販售。上述溶液係於製 程之最後步驟才加入泡殼包裝中，通常是在封裝與消毒鏡片 之前。 隱形眼鏡之最初製造技術的製程涉及許多人工步驟。隨 著技術的進步，目前的製造工序已朝向減少人工操作步驟並 加快生產速度的目標發展，但增加速度卻往往也會在製程中 產生些許問題。目前業界用來將溶液投送入包裝盒中的機械 故障率高，且在高速運轉時容易發生投送量不一致，因而難 以將投送溶液控制在精確定量的問題。現有機械必須就每_ 包裝分別設置一獨立泵，且此等泵必須以最短2 5秒内多次 小額增量的方式投送液體，以將每一包裝盒中的總溶液量精 確維持在1毫升左右。此外，現有溶液投送裝置在高速操作 下會導致溶液發泡或產生氣泡，從而影響後續消毒封裝等程 200938812 序的品質。有鑑於此，吾人實 方法與設備。 需一種可解決上述前案問題之 5 ❹ 10 【發明内容】本發明提供-種用以投送-溶液之裝置· 一儲液槽，其與一殼體連通； 、匕3 .該殼體，其包含一霄穿搞^丨、^ 二…貞牙通孔、一殼體入口孔與一殼體出口 、中該殼體人Π孔與出口孔以彼此對齊之方式設 置 15❹ 20 -軸桿’包含—貫穿通道’其中該轴桿係合麟該通孔中， 且一液封設於該通孔與該軸桿之間； 一活塞’其巾脑耗合設於朗道之—部㈣，以滑動於 ^通道之-第-端與-第二端之間，且—液封設於該活 塞與該通道之間；以及 馬達其與该軸桿為操作連結，俾驅轉該軸桿； 其中，當該軸桿在該通孔中旋轉時，該殼體入口孔及該 出口孔分別對準或偏離該通道。 【實施方式】 口第一至二圖提供本發明之一種較佳實施例。如第一圖中 可見者，本發明之溶液投送裝置10係經由接頭12連接至一 儲液槽（圖未示）。殼體18係一矩形體，其相對之上下兩壁 (圖中僅繪示一側）設有彼此對齊之複數殼體孔16，以供物 體貫穿其間。馬達20連接有軸桿22。第二圖繪示本發明裝 4 200938812 置之分解狀態。其中清楚可見殼體、通孔42、殼體孔16 與軸桿22、滑動活塞24以及通道46等部件。根據此視圖可 知忒體18係置於一 U形外框20中。該外框26之一壁面設 有複數外框孔28 (圖中僅繪示其一）。外框26上罩設蓋體 5 Ο 10 15 ❹ 36,而蓋體36包含通道38與複數孔（圖未示）^該通道38 係與接頭12 (圖未不）連通。框末端3〇a及3〇b各與〇形環 32a及32b ’連同藝片14共同形成液封。注液口（fittings) 44裝置於外框孔28中。現請參閱第三圖，其為本發明裝置 之剖視圖。該殼體18之上下兩侧壁係以灰色網底區域表示， 而軸桿22之内侧以斜線表示之。通道46中的—組斜線代 表活塞24 ’而通道46中位於活塞24上方之空間則定義出填 充溶液容置空間48。 使用本發明裝置1Q將—溶液填充於包裝辦，液體由該 儲液槽祕頭12流人或㈣至通道％，隨錢經殼體孔 ⑽及通道末端恤進入填充溶液容置空間48。而後，轴桿 22以順時針方向旋轉’關閉殼體孔16&與通道末端倫，從 而將液體留置於填総液容置空間48中。軸桿22持續旋 轉貝!使通道末46a轉往殼體孔肌並與之對齊，並使通 道末端46b與殼體孔16a對齊。此時，殼航他暴露於來 自儲液槽（—圖未不）之壓力（頭壓）中，而因應此-壓力， 活塞24沿著通道46滑動，將容置於填充溶液容置空間48中 的液體^由殼體孔16b排出。同一時間，來自儲液槽的液體 經由殼,i6a流入因活塞24移動所產生的填充溶液容置空 間。軸桿22再持續旋轉，則裝置1〇持續經由殼體孔16排出 5 20 200938812 定量液體至注液口 44以便將液體投送至隱形眼鏡包裝盒中。 本實施例可用以投送每次約lOOpL至約5mL之溶液，較佳 地係為約500 μ!^至約2 mL之溶液，更佳地係為約75〇 至約1 mL之溶液。 5 ❹ 10 15 Ο 該殼體、轴桿與活塞係以低膨脹係數之材質製作。較理 想的材質為陶瓷，例如氧化鋁（礬土）或氧化鋁與如氧化 鎮、二氧化一鉻、氧化鐵.等其他成分之混合物。可由商業管 道購得的材質之一為Resco Product Inc.所生產以商標名 Exceline FG-95販售之產品。〇形環32a與32b係以矽樹 脂、合成橡膠或氟橡膠製成。馬達20之功率必須足以轉動轴 桿22。此或可藉由使用旋轉分度馬達加以實現，例如，但不 限於，旋轉汽缸、步進馬達、伺服馬達、馬達/制動琴组合等 等。 °° 關於儲液槽之設計，可利用由一外部泵抽汲或利用地心 引力使其中液體自然下流。較理想的實施方式係採用使液體 因重力作用而自然下流至殼體之機制。在利用重力的情況 下’液體流往殼體的流量（cm3/sec)係取決於儲液槽的尺寸 及其相關連接配件。此一流量與液體由本發明裝置中流出之 流量相等。重力給水儲液槽之尺寸與其相關連接配件間之關 係係如以下等式所示。 假設頭高（「H」）為液體於儲液槽中距離進入殼體之 入口點之南度’而連接液體與殼體之接管管徑為直和 (「D」），則液體之流量（Q)可以下式計得： 流量=流速(m/s) X喷嘴之剖面面積(m2) 6 20 200938812 流速（「V」）= 2χ重力加速度的平方根 . Q = V ·面積 Q = V2g*H ·Π(ϋ/2)2 5 __ Q = λ/2 (9.8 m/s2).H^n(D(m)/2)2 10 ❹ 15 ❹ 20 同樣地’從本案裝置至包裝盒之溶液流量（cm3/s)、流 速（cm/s)、單次液體投送量（ein3)與單次液體投送時間(s) 和設備出口埠的直徑（D )間的關係可由以下等式表示。 流量=流速(cm/s) X喷嘴之剖面面積(cm2) 例如欲於0.5秒内投送950 pL (0.950cm3)之投送份 菫，則流量為1.9 cm3/s。若注液噴嘴的内部直徑為2mm， 則喷嘴之剖面面積為0.031415 cm2。利用此等數據可計得流 速為 60.5 cm/s。 此外，本發明並包含一種用於在生產環境中投送少量液 體之方法，該方法包括： 將液體由一儲液槽送至一裝置’該裝置包含： 一殼體’其設有—貫穿通孔、-殼體人π孔與一殼體出 口孔，其中該殼體人口孔與出口孔以彼此對齊之方 式設置； =匕 ' 貝牙通道’其中該軸桿係合設於該通孔 T，且一液封設於該通孔與該軸桿之門. 一活絲塞係合設於該通道之1’分内，以滑 動於該通道之-第—端與—第HP㈣ 没於該活塞與該通道之間；以及 25 200938812 一馬達’其與該轴桿為操作連結，俾驅轉該軸桿； 旋轉該軸桿以使該活塞向該通道之該第二端滑動，以容 許液體從該儲液槽經該殼體入口孔流入該通道； 5 ❹ 10 15 Ο 旋轉該軸桿以使液體留置於該通道中；以及 旋轉該轴桿以使液體經該通道之第一端與該殼體出口孔 從該通道中排出，並使該活塞向該通道之第一端滑 動以容許該儲液槽中之液體經該殼體入口孔與該通 道之第二端流入該通道中。 使用本發明之方法取代傳統方法’可大幅減少投送至包 裝盒中液體的氣泡數量及發泡量。此外，因為本發明之較佳 實施例係使用重力供應液體，因此使用本發明之裝置與方法 有助於節省能源與設備成本。雖然本發明可用於將少量液體 精確投送至不同型態之包裝盒，但本發明之裝置與方法尤其 適用於眼用鏡片包裝盒之溶液投送。於此應用中，可增加殼 體孔的數量以便同時填充多個包裝盒。本發明裝置較理想的 實施態樣係設有至少三個殼體入口孔與至少三個殼體出口 孔，而裝置中通道的數量亦相應而為至少三個。 除圖中所續'示之實施方式外，本發明裝置亦可透過墊 圈、0形環等元件連結複數殼體以形成多重注液站。 在此所述之「眼用鏡>{」，係指裝置於眼睛上或眼睛内 以提供視力橋正或妝飾作用之設備。眼用鏡片包含但不限於 軟性隱形眼鏡、眼内鏡片、覆蓋式鏡片、眼内嵌體與光學嵌 件等。本發明特別適用的眼用鏡片如美國核准商品名 etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、lotrifilcon A、 8 20 200938812 lotrifllcon B 、balifilcon A 、polymacon 、bafllcon 、 acofilcon A、acquafilcon A、alofilcon A、alphafilcon A、 amifilcon A、astifilcon A、atalafllcon A、bisfllcon A、 5 ❹ 10 15 ❹ bufilcon A、crofilcon A、cyclofilcon A、darfilcon A、 deltafilcon A、deltafilcon B、dimefilcon A、drooxifilcon A、epsifilcon A、esterifilcon A、focofilcon A、galyfilcon A、govafilcon A、hefilcon A、hefllcon B、hefilcon D、 hilafilcon A、hilafilcon B、hioxifilcon A、hioxifilcon B、 hioxifilcon C、hydrofilcon A、lenefilcon A、licryfilcon A、 licryfilcon B、lidofilcon B、lidofilcon A、mafilcon A、 mesifilcon A、methafilcon B、mipafilcon A、nelfilcon A、 netrafilcon A、ocufilcon A、ocufilcon B、ocufilcon C、 ocufllcon D、ocufilcon E、ofilcon A、omafilcon A、 oxyfilcon A、pentafilcon A、perfilcon A、pevafilcon A、 phemfilcon A、senofilcon A、silafilcon A、siloxyfilcon A、 tefilcon A、tetrafilcon A、trifilcon A 或 xylofilcon A 等商 品。更為適用的眼用鏡片為genfllcon A、lenefilcon A、 lotrifilcon A、lotrifllcon B 或 balifilcon A。最為適用的眼用 鏡片產品為’但不限於，etafilcon A、nelfilcon A、 hilafilcon 以及 polymacon。 許多眼用鏡片均係個別裝入泡殼包裝盒中經密封及消毒 後再販售予使用者。泡殼包裝盒與殺菌之相關技術可參照以 下前案發明：美國專利號D435,966S、4,691,820、 5,467,868、5,704,468、5,823,327、6,050,398、5,696,686、 9 20 200938812 6,018,931、5,577,367以及5,488,815等案，該等專利案之全 文在此以引用之方式併入本文。 5 ❹ 10 15 Ο 用於本發明處理方法中的「包裝溶液」可為水基溶液， 其通常包含，但不限於，含鹽溶液、其他緩衝溶液與去離子 水。較理想的水溶液是去離子水或含有鹽類的含鹽溶液，該 鹽類包含但不限於，氯化鈉、硼酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫二 鈉、磷酸二氫鈉或其對應之鉀鹽。此等成分通常混合形成包 含一種酸與其共輥驗之緩衝溶液，因此酸和鹼的加入僅僅造 成相對較小的酸鹼值變化。所述缓衝溶液可進一步包含嗎林 乙基磺酸（2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid，MES)、 氫氧化鈉、雙（2-羥乙基）氨基（三羥曱基）甲烷（2,2_ bis(hydroxymethyl)-2,2’,2，，-nitrilotriethanol)、N-三（羥曱 基）甲基-2-氨基乙績酸（n-tris^ydroxymethyDmethyU-aminoethanesulfonic acid) 、 擰檬酸 、檸檬酸鈉、 碳酸鈉 、重 碳酸鈉、醋酸、醋酸鈉、乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid)等及其混合物。較理想地，所述包裝溶液為 硼酸鹽緩衝含鹽溶液或磷酸鹽緩衝含鹽溶液或去離子水。 雖然本案是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者 能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上 所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。 舉凡不違本案精神所從事的種種修改或變化，俱屬本案申請 專利範圍。 【圖式簡單說明】 20 200938812 第一圖為本案裝置之立體外觀圖。 第二圖為本案裝置之分解圖。 第三圖為本案裝置之剖視圖。 5 e 10 15 〇 【主要元件符號說明】 溶液投送裝置10 接頭12 墊片14 殼體孔16 殼體孔16a 殼體孔16b 殼體18 馬達20 軸桿22 活塞24 外框26 外框孔28 框末端30a及30b Ο形環32a及32b 蓋體36 通道38 通孔42 注液口 44 通道46 11 20 200938812 通道末端46a 通道末端46b 填充溶液容置空間48

❹

Claims (1)

1. 200938812 5 ❹ 10 15 ❹ 20 申請專利範圍： 1. 一種用以投送—溶液之裝置，其包含. '一儲液槽，其與一殼體連通；3 殼體装ί包含一貫穿通孔、-殼體入口孔與-殼 體出口孔，其t該殼體切孔與出 此對齊之方 式設置； 軸杯包3 -貝穿通道，其中該抽桿係合設於該 通孔中，且-液封設於該通孔與該 、_活塞，射絲塞係合設於部分内， 以Λ«動於該通道之一第一端與一第二 設於該活塞與該通道之間；以及—之間，且一液’ 一馬達’其與輸桿為操作連結， 其中，當該軸桿在該通孔中旋轉時 ^ 孔 及該出口孔分別對準或偏離該通道。、、殼體入 I 範圍第i項所述之裝置，其中，該通道與該 約在該嵌設於該通道中的活塞移動時，將 '' Ρ至約溶液加入該通道中。 活月專利^圍第1項所述之裝置’其中，該通道與該 ' 之尺寸適可在該嵌設於該通道中的活塞移動時，將 ’’、、500 μι至約2 mL溶液加入該通道中。 七 13 200938812 4.如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，、 活塞之尺寸適可在該後設於該通道中的活“動^與^ 約700 pL至約1 mL溶液加入該通道中。 5 5.如申請專利範圍第！項所述之震置，其包含至小一 述之殼體入口孔與至少三個上述之般體出口孔。乂二個上 6. ❹ 10 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其包含： '一设體，其中各殼體包含一貫穿通孔 體入口孔與至少三個殼體出口孔，其中該 出口孔以彼此對齊之方式設置； 、至少三個殼 殼體入口孔與 二抽桿’其中各轴桿包含三貫穿通道，其中 係合設於該通孔中，且-液封設於該通孔細^二 間；以及 杆I 15 ❹ 20 六活塞，其中該等活塞係分別合設於各該通道之一 部分内’以滑動於該通道之-第i與—第H， 且一液封設於各該活塞與各該通道之間。 B 一種在生產環境中投送少量液體之方法，該方法包括： 將液體由一儲液槽送至一裝置，該裝置包含·· 一殼體，其設有一貫穿通孔、一殼體入口孔與一殼 體出口孔，其中該殼體入口孔與出口孔以彼此對齊之方 式設置； 14 5 〇 10 15 Ο 200938812 -軸桿，包含-貫穿通道’其中該轴桿係合設於該 通孔中，且一液封設於該通孔與該軸捍之間，· 一活塞，其中該活塞係合設於該通道之一部分内， 以滑動於該通道之—第—端與—第二端之間，且一液封 設於該活塞與該通道之間；以及 馬達，其與該軸桿為操作連結，俾驅轉該軸桿； 旋轉該赠以使該活塞向該觀之該第二端滑動， 以谷才液體從該儲液槽經該殼體入口孔流入該通道； 旋轉該軸桿以使液體留置於該通道中；以及 ^轉該軸桿以使液體經該通道之第一端與該殼體出 口孔，該通道中排出，並使該活塞向該通道之第一端滑 動以4許该儲液槽中之液體經該殼體入口孔與該通道之 第一端流入該通道中。 專利第7項所述之方法，其中，該少量液體 係，丨於約100 PL與約5 mL之間。 20 9. 申π專利範圍第7項所述之方法 介於約50〇μΐ與約2mL·之間。專利範圍第7項所述之方法 料於約700吣與約lmL之間。 該少量液體 該少量液體 15 10.