TWI703994B

TWI703994B - 流體輸送裝置

Info

Publication number: TWI703994B
Application number: TW108137501A
Authority: TW
Inventors: 沈秋如; 陳柏全; 吳若羚
Original assignee: 微邦科技股份有限公司
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2020-09-11
Also published as: TW201918266A; CN109745603B; EP3706842A1; CN109745603A; WO2019086036A1; TW202027808A; EP3706842B1; TWI681787B; EP3706842A4; US20210369990A1; TW202003062A; US11944746B2

Abstract

本發明揭露一種流體輸送裝置，具有第一活塞座體、第二活塞座體、流體輸送管與密封件。第一活塞座體具有第一連通孔與第一連接部，第一連接部定義有容置空間與連通的緩衝空間。第二活塞座體具有第二連通孔與第二連接部，且至少部分的第二連接部設置於容置空間中。流體輸送管容置於第一連通孔與第二連通孔中，可移動地位於第一位置與第二位置之間。密封件套設於流體輸送管外側，當流體輸送管位於第一位置時，密封件位於容置空間中，當流體輸送管位於第二位置時，部分的密封件位於容置空間中，且部分的密封件位於緩衝空間中。

Description

流體輸送裝置

本發明關於一種流體輸送裝置，特別是本發明關於一種輸送藥物液體的流體輸送裝置。

氣霧化器（Aerosolizer），亦稱為霧化器（Nebulizer）或噴霧器（Atomizer），用來讓病患以吸入的方式進行給藥。特別的是，液體藥劑會被分解成具有微小粒子或液滴的氣霧（Aerosol），讓使用藥劑的病患可以得到較有效率的吸入效率以及吸收效率。而上述微小粒子的大小可根據不同的呼吸狀況來進行調整，例如：慢性阻塞性肺疾（Chronic Obstructive Pulmonary Disease ，COPD）、哮喘，或是因應於液體藥劑本身。再者，使病患在每一種治療方式中接收相同的用藥劑量也是相當重要的。換言之，氣霧化器需要在每一次的使用中可提供固定的劑量藥劑，且其具有固定的平均粒子大小。如此一來，即可以準確地給予病患具有效療效之劑量的藥物，而降低因過度用藥所造成的藥物浪費與風險。

傳統的氣霧化器係利用活塞唧筒(piston pump)來固定一次取藥的劑量，若活塞唧筒與活塞座體對液體藥劑的密封性不好，不僅取藥的劑量將無法固定，也有可能影響噴出氣霧的效果。因此，如何改善活塞唧筒與活塞座體之間的密封性便成為產業界的一個重要議題。

本發明提供一種流體輸送裝置，改良了活塞座體的結構，使得流體輸送管裝設於活塞座體時，能有良好的密封性。

本發明提出一種流體輸送裝置，所述流體輸送裝置具有第一活塞座體、第二活塞座體、流體輸送管與密封件。第一活塞座體具有第一連通孔與第一連接部，第一連通孔的一端露出於第一連接部，第一連接部定義有容置空間與緩衝空間，緩衝空間連通容置空間。第二活塞座體接觸第一活塞座體，第二活塞座體具有第二連通孔與第二連接部，第二連通孔的一端露出於第二連接部，且至少部分的第二連接部設置於容置空間中。流體輸送管容置於第一連通孔與第二連通孔中，可移動地位於第一位置與第二位置之間。密封件套設於流體輸送管外側。其中當流體輸送管位於第一位置時，密封件位於容置空間中，當流體輸送管位於第二位置時，部分的密封件位於容置空間中，且部分的密封件位於緩衝空間中。

本發明也提出一種流體輸送裝置，所述流體輸送裝置包含密封件、第一活塞座體以及第二活塞座體。第一活塞座體具有第一連接部，第一連接部具有支撐面，支撐面接觸密封件。第二活塞座體具有第二連接部，第二連接部接觸第一連接部，且第二連接部具有上表面，上表面接觸密封件。其中密封件設置於第一活塞座體與第二活塞座體之間，上表面平行於支撐面，且上表面的面積大於支撐面的面積。

在一些實施例中，流體輸送裝置更可以包含流體輸送管，流體輸送管穿設於密封件、第一活塞座體的第一連通孔以及第二活塞座體的第二連通孔中。此外，流體輸送管可移動地位於一第一位置與一第二位置之間，當流體輸送管位於第一位置時，密封件容置於支撐面與上表面之間，當流體輸送管位於第二位置時，部分的密封件容置於支撐面與上表面之間，且部分的密封件凸出於支撐面。另外，支撐面的面積與上表面的面積的比例可以在60%到85%之間。

綜上所述，本發明揭露的流體輸送裝置，改良了第一活塞座體的結構，可以減少密封件在流體輸送管往復運動時承受的壓力，並且能維持良好的密封性。

下文詳細討論了本專利申請說明中的實施例的製造和使用。然而，應當理解，以下實施例提供了許多可實施的發明概念，此類概念可能體現在各類具體情況中。以下所討論的具體實施例僅說明了製造和使用實施例的具體方式，且未限制本專利申請說明的範圍。

參閱圖1，圖1係繪示本發明一實施例之氣霧化器的剖面示意圖。如圖1所示，流體輸送裝置1可以被組裝在一個氣霧化器9中，所述氣霧化器9可以至少具有儲存容器90以及噴嘴92，流體輸送裝置1用於抽取儲存容器90中的液體藥劑，使得液體藥劑由儲存容器90被導出至噴嘴92且準備被氣霧化。在氣霧化器9啟動時，固定量的液體藥劑可以經由噴嘴92進行氣霧化，使得氣霧化的液體藥劑被排出氣霧化器9，以讓病患吸入。於一個例子中，當流體輸送裝置1組裝於氣霧化器9時，流體輸送管14可以延伸進入所述儲存容器90中，使得流體輸送管14的一端開口浸入液體藥劑。此外，流體輸送管14的另一端開口設置在第一活塞座體10中連通至所述噴嘴92，使得液體藥劑可以藉由流體輸送管14被導出至噴嘴92。

請參閱圖2，圖2係繪示本發明一實施例之流體輸送裝置的立體示意圖。如圖2所示，流體輸送裝置1可以包含第一活塞座體10、第二活塞座體12與流體輸送管14，流體輸送管14被組裝在第一活塞座體10和第二活塞座體12之中。第一活塞座體10包含一個容置空間(未繪示於圖2)與緩衝空間(未繪示於圖2)，至少一部分的第二活塞座體12可以被放置在容置空間中。本揭露不限制容置空間與緩衝空間的形狀，只要容置空間與緩衝空間是連通的，且當氣霧化器9被啟動、流體輸送管14正在移動時，緩衝空間可以提供額外的空間給密封件(未繪示於圖2)，即屬本發明實施例之範疇。以下分別就不同的容置空間與緩衝空間的形狀提供示範的例子。

為了說明第一活塞座體10的外觀結構，請一併參閱圖3與圖4，圖3係繪示本發明一實施例之第一活塞座體的立體示意圖，圖4係繪示本發明一實施例之第一活塞座體沿AA線的剖面示意圖。如圖所示，第一活塞座體10具有第一連通孔100與第一連接部102，第一連通孔100的一端露出於第一連接部102。於一個例子中，第一連通孔100可以是一個圓形的中空結構，流體輸送管14的外徑尺寸可以略小於第一連通孔100，使得流體輸送管14可以容置於第一連通孔100中。在此，第一連接部102可以有一個頂面102a，頂面102a係朝向儲存容器，且頂面102a具有一個向內延伸的凹陷，所述凹陷可以連接到第一連通孔100。實務上也可以將所述凹陷看成第一連通孔100在頂面102a的一個開口，所述凹陷在頂面102a的開口直徑大於第一連通孔100的直徑。另外，第一活塞座體10的外表面可以具有一些固定結構，用來將第一活塞座體10固定於氣霧化器中，例如第一連接部102的外表面可以有螺紋，本實施例不加以限制。

圖4示範了一種容置空間與緩衝空間的形狀，可以看到第一活塞座體102的內部結構。所述凹陷的內側壁可以依照不同的區域，分別被定義成側面1020、支撐面1022與斜面1024，斜面1024連接到第一連通孔100的內側壁，而支撐面1022位於側面1020與斜面1024之間。實務上，側面1020可以是一個前後相接的、環繞的表面，位於頂面102a和支撐面1022之間，且被側面1020環繞的空間可以被定義為容置空間S1。同樣地，斜面1024也可以是一個前後相接的、環繞的表面，位於第一連通孔100的開口和支撐面1022之間，且被斜面1024環繞的空間可以被定義為緩衝空間S2。實務上，容置空間S1、緩衝空間S2和第一連通孔100之間不必須存在有明顯的區分界線。於圖4繪示的例子中，容置空間S1、緩衝空間S2和第一連通孔100的空間都是連通在一起的，且緩衝空間S2和第一連通孔100可以鄰接。本實施例不限制容置空間S1與緩衝空間S2的大小，容置空間S1的體積可以大於緩衝空間S2的體積，例如緩衝空間S2的體積與容置空間S1在支撐面1022和第二連接部的上表面(未繪示於圖4)之間的體積有一個體積比值，所述體積比值可以在0.2到0.4之間。

接著，請一併參閱圖5與圖6，圖5係繪示本發明一實施例之第二活塞座體的立體示意圖，圖6係繪示本發明一實施例之第二活塞座體沿BB線的剖面示意圖。如圖所示，第二活塞座體12具有第二連通孔120與第二連接部122，第二連通孔120的一端露出於第二連接部122。第二連通孔120也可以是一個圓形的中空結構，第二連通孔120的孔徑可以大致等於第一連通孔100的孔徑，從而流體輸送管14的外徑尺寸可以略小於第二連通孔120，使得流體輸送管14可以容置於第二連通孔120中。第二活塞座體12可以有一個底面12a，而第二連接部122可以是一個凸出於底面12a的結構。第二連接部122有一個上表面122a，上表面122a與底面12a不共平面，且上表面122a係位於底面12a的周緣之內。例如，上表面122a的直徑可以小於底面12a的直徑。

當第一活塞座體10與第二活塞座體12組裝在一起時，第一連通孔100與第二連通孔120應在相同的軸線上，從而流體輸送管14可以同時容置在第一連通孔100與第二連通孔120中，並且流體輸送管14可以順利地在第一連通孔100與第二連通孔120中往復移動。此外，至少部分的第二連接部122可以放置在第一連接部102的容置空間S1中，第一連接部102中至少部分的側面1020可以緊密接觸第二連接部122的外側面，所述緊密接觸係例如可以達到干涉配合(interference fit)或緊配合(close fit)的程度。第二活塞座體12的底面12a可以抵靠第一連接部102的頂面102a，避免第二連接部122過度地向容置空間S1擠壓，可以保持容置空間S1有固定的體積。

於一個例子中，第二連接部122的上表面122a的周緣之內可以設有一個定位凹陷1220，定位凹陷1220可以是一個槽狀結構並且環繞於第二連通孔120外側。於一個例子中，定位凹陷1220除了底部平坦的表面之外，定位凹陷1220在靠近上表面122a的周緣或者靠近第二連通孔120處可以設有凸起結構，從而定位凹陷1220在邊緣的深度可以小於底部的深度，所述深度可以指低於上表面122a的距離。實務上，定位凹陷1220也可以被視為上表面122a的一部份，使得上表面122a看起來向內凹以形成弧面，換句話說，上表面122a不必須是平坦表面。

為了更清楚地說明本發明揭露的流體輸送裝置1，請一併參閱圖2、圖7與圖8，圖7係繪示本發明一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖，圖8係依據圖7繪示流體輸送管於不同位置的示意圖。圖7與圖8的差異係在於流體輸送管14的位置不同，圖7繪示的流體輸送管14可以在第一位置，而圖8繪示的流體輸送管14可以在第二位置。如圖所示，流體輸送裝置1更具有密封件16，密封件16套設於流體輸送管14外側，並且設置於容置空間S1中。在此，側面1020可以大致垂直於頂面102a，支撐面1022可以大致垂直於側面1020，從而支撐面1022可以大致平行於頂面102a。以圖7繪示的例子來說，支撐面1022在頂面102a的周緣之內，斜面1024從支撐面1022向第一連接部102的中央延伸，從而斜面1024在支撐面1022的周緣之內，而第一連通孔100又在斜面1024的周緣之內。舉例來說，斜面1024與支撐面1022可以有一個夾角θ。第一連通孔100與第一連接部102可以整體看成漏斗的形狀，所述漏斗的開口即是第一連接部102在頂面102a的開口。

於圖7繪示的例子中，當流體輸送裝置1還未被啟動時，流體輸送管14可以位在第一位置。此時，密封件16未受到流體輸送管14推擠，仍在一個靜態位置上，且還未產生明顯的形變。因此，密封件16大致上全部容置空間S1中。也就是說，當流體輸送管14在第一位置時，密封件16容置於支撐面1022到上表面122a之間。於圖8繪示的例子中，當流體輸送裝置1被啟動後，流體輸送管14會從第一位置向第二位置移動。密封件16已受到流體輸送管14推擠而離開了靜態位置，且產生明顯的形變。因此，僅有部分的密封件16位於容置空間S1中，而另一部分的密封件16位於緩衝空間S2。也就是說，當流體輸送管14在第二位置時，部分的密封件16容置於支撐面1022到上表面122a之間，且部分的密封件16凸出於支撐面1022而進入緩衝空間S2中。在此，存在於容置空間S1與緩衝空間S2之中的不一定全部的密封件16，例如還是有可能有其他部分的密封件16存在於容置空間S1與緩衝空間S2之外。

在此，圖7和圖8只是示範流體輸送管14在不同位置時，密封件16會受到流體輸送管14推擠而改變形狀與位置，並不是用來限定流體輸送管14移動到何處才算是第一位置或第二位置。其中，第一位置與第二位置可以是流體輸送管14可移動範圍的兩端，或者可以藉由密封件16形狀與位置來定義第一位置與第二位置。例如，當密封件16僅位於容置空間S1時，此時的流體輸送管14所在位置即符合第一位置的定義，而當部分的密封件16位於容置空間S1中，且部分的密封件16位於緩衝空間S2時，此時的流體輸送管14所在位置即符合第二位置的定義。

於一個例子中，當第一活塞座體10與第二活塞座體12組裝在一起時，密封件16係放置在支撐面1022到上表面122a之間。當上表面122a設有定位凹陷1220時，密封件16也可以被視為放置在支撐面1022到定位凹陷1220底部之間，從而定位凹陷1220可以讓密封件16保持在適當位置。實務上，支撐面1022到上表面122a的距離h大致上在0.8mm到1.2mm之間，本實施例不以此為限。另外，第二活塞座體12的上表面122a的面積大於第一活塞座體10的支撐面1022的面積，原因在於支撐面1022還連接了斜面1024，如果沿著流體輸送管14的軸向來看，支撐面1022和斜面1024沿所述軸向的總投影面積大致上可以等於上表面122a沿所述軸向的投影面積。

此外，當流體輸送管14位於第一位置時，密封件16可以與流體輸送管14的外側面緊密接觸，且同時與第一連接部102的側面1020緊密接觸，從而避免流體漏出至第一連通孔100與流體輸送管14之間，而在容置空間S1中達到良好的密封的效果。當流體輸送管14位於第二位置時，除了密封件16同樣可以與流體輸送管14的外側面緊密接觸之外，密封件16還可以同時緊密接觸側面1020與斜面1024，從而能達到良好的密封的效果。有別於傳統設計由於缺乏緩衝空間，當移動流體輸送管時，流體輸送管往往會推擠密封件，從而減少了密封件與側面的接觸面積，使得密封件的密封效果不佳。本實施例示範的流體輸送裝置1，當移動流體輸送管14時，縱使流體輸送管14推擠密封件16，密封件16被擠入緩衝空間S2後，反而更可以增加了密封件16與斜面1024的接觸面積，使得密封件16還是可以保持良好的密封效果。此外，由於流體輸送裝置1有了緩衝空間S2的設計，實務上更降低了密封件16受推擠而破碎的可能性。

值得一提的是，斜面1024不一定直接連接到第一連通孔100的內側壁，而支撐面1022也不一定位於側面1020與斜面1024之間。圖9a到圖9c示範了其他種類的容置空間與緩衝空間的形狀，請參閱圖9a，圖9a係繪示本發明另一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。如圖9a所示，舉例來說，斜面1024’可以位於側面1020’和支撐面1022’之間，並且斜面1024’朝向側面1020’，從而緩衝空間S2可以被定義在斜面1024’、側面1020’和支撐面1022’之間，再由支撐面1022’連接到第一連通孔100的內側壁。換句話說，有別於圖4繪示的例子，容置空間S1雖然仍然可以分別連通緩衝空間S2與第一連通孔100，但是緩衝空間S2與第一連通孔100可以不鄰接。

此外，請參閱圖9b，圖9b係繪示本發明再一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。如圖9b所示，本實施例已經沒有前述的斜面，緩衝空間S2可以不是由斜面定義出來的。特別地，緩衝空間S2可以是一個與容置空間S1連通的凹陷，所述凹陷可以是任意形狀並位於側面1020”和支撐面1022”之間。在此，當流體輸送管14移動到第一位置以外的地方(例如第二位置)時，只要密封件16仍然可以進入緩衝空間S2中，密封效果即可以被提高，而不需要限制緩衝空間S2是何種形狀。

另外請參閱圖9c，圖9c係繪示本發明又一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。如圖9c所示，本實施例在容置空間S1與緩衝空間S2之間可以具有一個頸部1026，頸部1026大致上可以用來區分容置空間S1與緩衝空間S2的範圍。例如，圖9c所示頸部1026以下的區域可以是容置空間S1，而頸部1026以上的區域可以是緩衝空間S2。緩衝空間S2可以依照實際情況自由調整大小，例如容置空間S1與緩衝空間S2的體積可以大致相同，本發明在此不加以限制。

於另一個實施例中，第一活塞座體更可以包含凸起部。請一併參閱圖4與圖10，圖10係繪示本發明另一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。如圖所示，第一活塞座體10’內更具有凸起部104，凸起部104設置於側面1020上，且凸起部104位於容置空間S1中。本實施例不限制凸起部104的形狀，例如凸起部104可以是沿著側面1020環繞成一圈的凸肋條，也可以是對稱或非對稱排列的多個凸塊(bump)。此外，本實施例也不限制凸起部104的材料，例如凸起部104與側面1020一體成型，從而凸起部104的材料可以與第一連接部10’的材料相同。又例如凸起部104可以是被組裝在側面1020上，凸起部104的材料可以與密封件16的材料相同。凸起部104的功能在於，當第一活塞座體10’與第二活塞座體12組裝在一起時，密封件16不僅可以緊密接觸凸起部104，且因為受到凸起部104的推擠，使得密封件16能更緊密地接觸流體輸送管14，從而有機會提高密封效果。

於一個例子中，密封件16是一種經過特殊設計的環形橡膠件(O-ring)。舉例來說，密封件16可以使用邵氏硬度或肖氏硬度(SHORE A)在60到80度(degree)之間的材料，較佳的可以是在65到75度之間。形變量或壓縮率(compression set)在8%到18%的範圍中，較佳的可以是在11%到15%之間。密封件16的外觀上，直徑或粗細可以是0.9mm到1.3mm的範圍中。當密封件16還沒有被組合進容置空間S1時，密封件16的體積可以約略大於容置空間S1在支撐面1022到上表面122a之間的體積。當流體輸送裝置1整體被組裝完畢之後，密封件16位於容置空間S1在支撐面1022到上表面122a之間。密封件16所佔的體積相比於緩衝空間S2及容置空間S1在支撐面1022到上表面122a之間的體積，大約是在70%到90%之間，較佳的可以是在75%到85%之間。當然，密封件16的外觀尺寸可以關聯於流體輸送管14的直徑及容置空間S1的體積，密封件16至少要能夠套設在流體輸送管14的外側面。

綜上所述，本發明揭露的流體輸送裝置，在第一活塞座體中增加了緩衝空間，不僅可以減少密封件在流體輸送管往復運動時承受的壓力，並且於流體輸送管推擠密封件，更可以增加了密封件與斜面的接觸面積以維持良好的密封性。

1‧‧‧流體輸送裝置 10、10’‧‧‧第一活塞座體 100‧‧‧第一連通孔 102‧‧‧第一連接部 102a‧‧‧頂面 1020‧‧‧側面 1022‧‧‧支撐面 1024‧‧‧斜面 1026‧‧‧頸部 104‧‧‧凸起部 12‧‧‧第二活塞座體 12a‧‧‧底面 120‧‧‧第二連通孔 122‧‧‧第二連接部 122a‧‧‧上表面 1220‧‧‧定位凹陷 14‧‧‧流體輸送管 16‧‧‧密封件 S1‧‧‧容置空間 S2‧‧‧緩衝空間 d‧‧‧寬度 h‧‧‧距離 θ‧‧‧夾角

附圖圖片中通過示例而非局限性方法展示出了一個或多個實施例，其中具有相同參考數位識別碼的元件始終表示類似元件。附圖並非等比例圖，除非另有披露。

圖1係繪示本發明一實施例之氣霧化器的剖面示意圖。

圖2係繪示本發明一實施例之流體輸送裝置的立體示意圖。

圖3係繪示本發明一實施例之第一活塞座體的立體示意圖。

圖4係繪示本發明一實施例之第一活塞座體沿AA線的剖面示意圖。

圖5係繪示本發明一實施例之第二活塞座體的立體示意圖。

圖6係繪示本發明一實施例之第二活塞座體沿BB線的剖面示意圖。

圖7係繪示本發明一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。

圖8係依據圖6繪示本發明一實施例之流體輸送管於不同位置的示意圖。

圖9a係繪示本發明另一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。

圖9b係繪示本發明再一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。

圖9c係繪示本發明又一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。

圖10係繪示本發明再一實施例之部分的流體輸送裝置沿CC線的剖面示意圖。

附圖僅為示意圖，且無限制。在附圖中，為達到說明目的，一些元件的尺寸可能過大，且未按比例繪製。該尺寸和相對尺寸不一定對應於本發明的實際實施方式。本專利申請中的所有參考標記不得解釋為對本專利申請中權利要求範圍的限制。在各個附圖中，類似的參考符號表示類似元件。

10‧‧‧第一活塞座體

100‧‧‧第一連通孔

102‧‧‧第一連接部

1020‧‧‧側面

1022‧‧‧支撐面

1024‧‧‧斜面

S1‧‧‧容置空間

S2‧‧‧緩衝空間

Claims

一種流體輸送裝置，包含：一密封件；一第一活塞座體，具有一第一連接部，該第一連接部具有一支撐面，該支撐面接觸該密封件；以及一第二活塞座體，具有一第二連接部，該第二連接部接觸該第一連接部，且該第二連接部具有一上表面，該上表面接觸該密封件；其中該密封件設置於該第一活塞座體與該第二活塞座體之間，該上表面平行於該支撐面，且該上表面的面積大於該支撐面的面積。
如請求項1所述的流體輸送裝置，更包含一流體輸送管，該流體輸送管穿設於該密封件、該第一活塞座體的一第一連通孔以及該第二活塞座體的一第二連通孔中。
如請求項2所述的流體輸送裝置，其中該流體輸送管可移動地位於一第一位置與一第二位置之間，當該流體輸送管位於該第一位置時，該密封件容置於該支撐面與該上表面之間，當該流體輸送管位於該第二位置時，部分的該密封件容置於該支撐面與該上表面之間，且部分的該密封件凸出於該支撐面。
如請求項1所述的流體輸送裝置，其中該密封件的邵氏硬度(SHORE A)在60度到80度的範圍中。
如請求項1所述的流體輸送裝置，其中該密封件的形變量在8%到18%的範圍中。
如請求項1所述的流體輸送裝置，其中該第二連接部更具有一定位凹陷，該定位凹陷位於該第二連接部的該上表面，該定位凹陷用以容置部分的該密封件。
如請求項6所述的流體輸送裝置，其中該定位凹陷外周緣的深度小於該定位凹陷中央的深度。