УСТРОЙСТВО, ПРИГОДНОЕ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКИХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2023 года по МПК B05B7/24 B32B27/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству, пригодному для дозирования жидких веществ и особенно пригодному для дозирования жидкого фармацевтического вещества, в частности, офтальмологического вещества, содержащегося в контейнере.

Уровень техники

В настоящее время известно множество технических решений, которые позволяют осуществлять дозирование жидкого вещества, содержащегося в контейнере.

Не все известные решения являются пригодными для дозирования офтальмологических препаратов или препаратов, предназначенных для введения в глаз человека. Так, например, решения, согласно которым дозируемое вещество находится под давлением, содержится в контейнере и смешивается со сжатым газом, который действует в качестве пропеллента, являются непригодными.

Среди известных решений, которые действительно пригодны для дозирования офтальмологического препарата, имеются такие, в которых используется дозирующее устройство, содержащее всасывающую часть для всасывания жидкого вещества, находящегося в контейнере, перекачивающую часть с поршневым элементом, соединенным с одной стороной всасывающей части, чтобы осуществлять операцию перекачивания, при этом вещество выделяется или распыляется в заранее заданном количестве, и выпускную часть, установленную на верхнем конце перекачивающей части для выпуска лекарственного препарата. Один из таких примеров описан в патентном документе ЕР 2992967.

Выпускная часть, установленная на верхнем конце вышеуказанной перекачивающей части, может иметь различные конструкции. В ЕР 2992967 предусмотрено два варианта осуществления, один из которых пригоден для дозирования офтальмологического вещества в виде капель, а другой - для ввода другого типа вещества в режиме распыления, в частности, для распыления вещества в нос. При этом во втором варианте осуществления дозирующее устройство снабжается канавками, формирующими вихревое движение, чтобы обеспечить указанный режим распыления.

Одной из задач настоящего изобретения является устройство, которое предлагает альтернативу известным устройствам, которое не требует всасывания из контейнера с приложением отрицательных давлений каждый раз, когда требуется получить соответствующее вещество, и которое позволяет всегда получать из контейнера одинаковое количество вещества, называемое далее дозой.

Офтальмологические вещества, как правило, являются более вязкими, чем вода. Этот факт значительно усложняет решение технических задач, в частности, регулирования количества выделяемого вещества, давления в выпускной части и других задач.

Одна из других задач имеет особую важность: возможность выбора способа выделения дозы вещества.

С одной стороны, решение с применением канавок, формирующих вихревое движение, которое используется в дозирующем устройстве согласно ЕР 2992967, в варианте введения вещества в нос может быть пригодным для дозирования вещества в режиме распыления с вязкостями, аналогичными вязкости воды, но не пригодным для распыления офтальмологических препаратов с большими вязкостями. Решение, предлагаемое, в частности, в ЕР 2992967, потребовало бы значительного увеличения выходного давления вещества.

С другой стороны, в ЕР 2992967 предусмотрено два различных варианта дозирования в зависимости от конфигурации выпускной части: капля или спрей.

В этих двух вариантах изменяется не только форма выпускной части, но высокое давление, которое требуется для распыления вещества, было бы неблагоприятным в случае дозирования в режиме капель. Поэтому дозирующее устройство должно быть оснащено тормозным средством для поршня перекачивающей части или иным средством для уменьшения выпускного давления вещества.

Таким образом, требуется обеспечить решение, пригодное для распыления офтальмологических веществ. Кроме того, необходимо также, чтобы одно и то же устройство было пригодным для выпуска или выдачи дозы вязкого вещества в виде капель или в виде спрея по выбору пользователя и без потери контроля над точной величиной вводимой дозы.

Поэтому другой задачей настоящего изобретения является устройство, способное выполнять эти функции простым и легким способом, что в результате делает его промышленно жизнеспособным. Под промышленно жизнеспособными авторы понимают решения, не связанные с чрезмерной стоимостью устройства, которая исключила бы его появление на рынке.

Кроме того, необходимо также, чтобы устройство было подготовлено или совместимо с решениями, которые гарантируют постоянное выпускное давление, независимо от количества вещества, остающегося в контейнере.

Раскрытие сущности изобретения

Предлагаемое устройство представляет собой устройство согласно пункту 1 формулы изобретения, пригодное для введения жидкого вещества, в частности, офтальмологического вещества, в глаз человека.

Указанное устройство содержит:

- контейнер, который содержит дозируемое вещество под давлением Р, превышающим атмосферное давление, и

- дозатор для дозированного выделения вещества, который содержит поршневой элемент, нагруженный давлением сжатого вещества, чтобы принимать по умолчанию положение ожидания, которое предотвращает заполнение камеры предварительной загрузки дозой вещества, подлежащей выделению, под давлением р, по существу равным давлению Р внутри контейнера, и клапанный элемент, способный обеспечивать соединение между указанной камерой предварительной загрузки и внешней средой.

Кроме того, устройство включает в себя

- исполнительный механизм дозатора, который последовательно вначале сжимает объем воздуха, давление которого используется для перемещения поршневого элемента из его положения ожидания, что позволяет дозе вещества заполнить камеру предварительной загрузки, а затем механически приводит в действие клапанный элемент и обеспечивает одновременное соединение с внешней средой вышеуказанной камеры предварительной загрузки и объема воздуха, предварительно использованного для перемещения поршневого элемента из его положения ожидания.

На практике образуются два текучих потока, поступающих во внешнюю среду, один из которых формируется дозой вещества, а другой - объемом предварительно сжатого воздуха, использованного для перемещения поршневого элемента из его положения ожидания. Это открывает возможность совместного или раздельного выделения указанных потоков, что позволяет получать различные режимы дозирования.

В одном варианте осуществления изобретения исполнительный механизм содержит накачивающее средство, которое обеспечивает накачивание и сжатие объема воздуха, захваченного из внешней среды и используемого для перемещения поршневого элемента из его положения ожидания, и пусковое устройство для механического приведения в действие клапанного элемента.

В этом варианте осуществления в исполнительном механизме предусмотрен подвижный приводной элемент, который за один ход перемещения сначала приводит в действие накачивающее средство, вызывая перемещение поршневого элемента из его положения ожидания и при этом заполнение дозой вещества камеры предварительной загрузки, а затем приводит в действие пусковое устройство и с ним клапанный элемент для обеспечения одновременного соединения с внешней средой указанной камеры предварительной загрузки и объема воздуха, предварительно использованного для перемещения поршневого элемента из его положения ожидания.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления клапанный элемент обеспечивает возможность получения поточной смеси дозы вещества и объема воздуха перед их выпуском во внешнюю среду. Кроме того, клапанный элемент не только позволяет осуществлять соединение с внешней средой дозы, аккумулированной в камере предварительной загрузки, и объема сжатого газа, но может быть также выполнен с возможностью создания поточной смеси дозы вещества и воздуха.

Кроме того, в одном предпочтительном варианте осуществления объем камеры предварительной загрузки и объем закачанного воздуха выбирается таким образом, чтобы отношение массы дозы и массы воздуха, которые смешиваются друг с другом, создавало эффект выталкивания вещества.

Этот эффект выталкивания позволяет распылять дозируемое вещество, не применяя высоких давлений для его выталкивания.

В одном из вариантов осуществления дозатор содержит трубчатый корпус, к которому плотно прилегает поршневой элемент с возможностью перемещения между положением ожидания, которое обычно используется вследствие действия давления на указанный поршневой элемент со стороны сжатого вещества, находящегося в контейнере, и положением загрузки, при этом поршневой элемент связан

- с одной или несколькими неподвижными частями устройства, которые образуют расширительную камеру, выполненную с возможностью расширения, и увеличение объема которой вследствие закачивания в нее воздуха вызывает перемещение поршневого элемента в положение загрузки, и

- с другой неподвижной частью или частями устройства, которые образуют камеру предварительной загрузки, установленную с возможностью заполнения дозой вещества, подлежащей выделению, когда поршневой элемент перемещается в положение загрузки.

Поршневой элемент содержит также

- первый проходной канал, образованный в поршневом элементе для прохождения воздуха между расширительной камерой и коллектором,

- второй проходной канал, образованный в поршневом элементе для прохождения дозы вещества между камерой предварительной загрузки и указанным коллектором, и

- третий проходной канал для прохождения вещества, образованный между внутренней частью контейнера и камерой предварительной загрузки, и все это имеет место

с клапанным элементом, установленным в коллекторе поршневого элемента с определенной степенью зазора, таким образом, чтобы его положение относительно коллектора открывало или закрывало соединения по текучей среде первого и второго проходных каналов с внешней средой, при этом клапанный элемент по умолчанию принудительно принимает закрытое положение относительно поршневого элемента, которое закрывает указанные соединения по текучей среде с внешней средой, и при этом приводной элемент исполнительного механизма установлен с возможностью перемещения в соответствии с рабочим ходом из положения ожидания в положение выдачи дозы.

Все вышесказанное осуществляется следующим образом:

- в первой фазе перемещения приводной элемент выталкивает воздух, захваченный из внешней среды, в расширительную камеру, сжимает его там, увеличивая при этом объем расширительной камеры и способствуя перемещению поршневого элемента в его положение загрузки, при этом в камере предварительной загрузки создается необходимое пространство, чтобы через третий проходной канал она автоматически заполнялась дозой вещества, подлежащей выталкиванию под давлением р, по существу равным давлению Р внутри контейнера, а

- во второй фазе перемещения приводной элемент приводит в движение пусковое устройство, под действием которого клапанный элемент перемещается относительно коллектора до тех пор, пока не займет положение выталкивания, которое открывает указанные соединения по текучей среде первого и второго проходных каналов для воздуха и дозы вещества, соответственно, с внешней средой.

В одном конструктивном варианте осуществления клапанный элемент установлен в коллекторе с зазором в осевом направлении, совпадающим с направлением перемещения поршневого элемента между положением ожидания и положением загрузки, при этом перемещение в этом осевом направлении представляет собой перемещение, которое открывает или закрывает соединения по текучей среде первого и второго проходных каналов для воздуха и дозы вещества, соответственно, с внешней средой.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения клапанный элемент содержит центральную выпускную трубу и распределительный контур для дозы вещества, который в положении выталкивания позволяет направлять дозу, поступающую в клапанный элемент из различных выпускных частей, в центральную выпускную трубу по второму проходному каналу поршневого элемента.

Для получения поточной смеси вещества и воздуха распределительный контур для дозы вещества может содержать по меньшей мере два трубопровода, которые соединяются с центральной выпускной трубой.

Клапанный элемент может содержать несколько воздухораспределительных контуров, что позволяет пользователю делать выбор между несколькими режимами дозирования для выдачи вещества, в частности, между режимом выдачи спрея и режимом выдачи капель.

Таким образом, в особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения клапанный элемент содержит первый воздухораспределительный контур, который в положении выталкивания позволяет направлять воздух, поступающий в клапанный элемент, в центральную выпускную трубу по первому проходному каналу поршневого элемента для получения поточной смеси вещества и воздуха.

При этом предусмотрено, что этот же клапанный элемент содержит второй воздухораспределительный контур, который позволяет в другом положении выталкивания направлять воздух, поступающий в клапанный элемент, по первому проходному каналу поршневого элемента, во внешнюю среду, но за пределами центральной выпускной трубы.

Для выбора между первым и вторым воздухораспределительными контурами предусмотрена возможность перемещения клапанного элемента путем поворота вокруг его оси.

При этом в одном конструктивном варианте осуществления клапанный элемент установлен в коллекторе с возможностью изменения углового положения между клапанным элементом и поршневым элементом, чтобы открывать или закрывать соединение воздухораспределительного контура с первым проходным каналом поршневого элемента, по которому проходит выпускаемый воздух, и, таким образом, выбирать то, следует или нет производить смесь вещества и воздуха.

Для обеспечения постоянного давления Р в контейнере независимо от количества оставшегося вещества в одном варианте осуществления изобретения вещество, содержащееся в контейнере, подвергается давлению нажимного поршня с расширенной головкой, к которому с одной стороны приложено атмосферное давление, а с другой стороны - вакуум.

Для получения давления Р, достаточного для создания при необходимости эффекта выталкивания дозы вещества, конструктивным образом, контейнер содержит наружный корпус, который имеет трубчатую конфигурацию и по меньшей мере

- концевую часть с большим поперечным сечением Р1, и

- ограждающую часть с малым поперечным сечением Р2, в начальном положении заполненную веществом и сообщающуюся с дозатором;

а также мультипликаторный поршень с

- расширенной головкой, которая имеет поперечное сечение Р1', соответствующее поперечному сечению концевой части наружного корпуса, и которая скользит с герметичной опорой по стенке указанной концевой части, и

- нажимной поршень, который имеет поперечное сечение Р2', соответствующее поперечному сечению ограждающей части наружного корпуса, и который скользит с герметичной опорой по стенке указанной ограждающей части,

при этом нажимной поршень и концевая часть корпуса образуют вакуумную кольцевую камеру, объем которой изменяется в соответствии с текущим положением мультипликаторного поршня.

Вышеуказанные термины «большой» и «малый» не имеют абсолютного значения, но используются просто для указания, что Р1>Р2. Это означает, что Р1'>Р2'.

Отношение P2'/P1' может быть близким к 1/2, при этом в данном конкретном случае Р1/ приблизительно в два раза больше, чем Р2'.

Краткое описание чертежей

ФИГ. 1а - устройство, иллюстрирующее настоящее изобретение;

ФИГ. 1b - вид в аксонометрии с пространственным разделением основных компонентов устройства с ФИГ. 1;

ФИГ. 1с - вид сверху устройства с ФИГ. 1;

ФИГ. 2а и 2b - детализированные виды в продольном разрезе устройства с ФИГ. 1, в частности, зоны, соответствующей дозатору, соответствующими секущими плоскостями, расположенными под углом 90° друг к другу, при этом поршневой элемент занимает по умолчанию положение В1 ожидания, а клапанный элемент занимает закрытое положение С1;

ФИГ. 3 - вид сверху поршневого элемента;

ФИГ. 4а и 4b - виды поршневого элемента в разрезе по секущим плоскостям АА и ВВ, соответственно, с ФИГ. 3;

ФИГ. 5 - вид сверху в аксонометрии поршневого элемента;

ФИГ. 6 - другой детализированный вид в продольном разрезе устройства с ФИГ. 1 в зоне, соответствующей дозатору по той же секущей плоскости, что и на ФИГ. 2b, но в этом случае поршневой элемент занимает положение В2 загрузки, а клапанный элемент остается в закрытом положении С1;

ФИГ. 7а и 7b - виды в разрезе в аксонометрии клапанного элемента соответствующими секущими плоскостями, расположенными под углом 90° друг к другу;

ФИГ. 8-11 - детализированные виды зоны, соответствующей зазору между поршневым элементом и клапанным элементом, при этом клапанный элемент занимает несколько возможных положений выталкивания, в частности:

ФИГ. 8 - поршневой элемент, занимающий положение В2 загрузки, а клапанный элемент, занимающий первое положение С2а выталкивания, пригодное для выдачи дозы распыленного вещества,

ФИГ. 9а и 9b - виды в поперечном разрезе по секущим плоскостям NN и пп, показанным на ФИГ. 8,

ФИГ. 10 - поршневой элемент, занимающий положение В2 загрузки, а клапанный элемент занимающий второе положение C2b выталкивания, пригодное для дозирования вещества в виде капель, и

ФИГ. 11а и 11 to - виды в поперечном разрезе по секущим плоскостям NN и пп, показанным на ФИГ. 10.

ФИГ. 12а и 12b - детализированные виды в продольном разрезе контейнера устройства с ФИГ. 1, при максимальном заполнении и опорожнении, соответственно.

Осуществление изобретения

Устройство 1, которое иллюстрирует изобретение, содержит контейнер 3 с веществом для офтальмологического применения, которое обычно имеет кинетическую вязкость от 1 мм²/с до 50 мм²/с, и которое находится под давлением Р, превышающим атмосферное давление. Контейнер 3 закрыт сверху дозатором 4 со средством, обеспечивающим соединение между внутренним пространством контейнера 3 и внешней средой.

Однако это соединение не является непосредственным, поскольку дозатор 4 выполнен с возможностью выдачи во внешнюю среду только одной дозы вещества, заранее аккумулированной в камере предварительной загрузки, которая является промежуточным элементом между внутренним пространством контейнера 3 и внешней средой.

Исполнительный механизм 6 дозатора 4 при помощи подвижных частей вначале обеспечивает аккумулирование дозы вещества в указанной камере предварительной загрузки, а затем обеспечивает соединение между ней и внешней средой. Исполнительный механизм использует объем воздуха, захваченного из внешней среды, чтобы привести в действие некоторые из подвижных частей, при этом указанный объем воздуха может быть также использован для создания поточной смеси воздуха/вещества, когда доза вещества выпускается из камеры предварительной загрузки.

На ФИГ. 2А и 2b показан детализированный вид дозатора 4, соединенного с отверстием контейнера 3, в частности, с горловиной 32 с, которую содержит указанный контейнер. Ниже со ссылками на ФИГ. 2А и 2b и на покомпонентный вид на ФИГ. 1b приведено описание взаимодействия между компонентами дозатора 4 и механизмом 6, которое позволяет выполнять вышеуказанную операцию.

В смонтированном положении дозатор 4 и контейнер 3 окружают поршневой элемент 41. Поршневой элемент 41 перемещается с плотным прилеганием к неподвижному трубчатому корпусу 50, при этом поршневой элемент выступает с двух противоположных концов, а именно, из верхнего и нижнего конца 41а и 41b, соответственно, указанного трубчатого корпуса 50.

Трубчатый корпус 50 имеет верхний узкий проход 51, который соединяется с наружной кольцевой ступенькой 42, действующей в качестве перехода между двумя частями различной ширины поршневого элемента 41 для образования между ними камеры 45 предварительной загрузки, объем которой зависит от текущего положения поршневого элемента 41 относительно трубчатого корпуса 50. В показанном примере этот верхний узкий проход 51 трубчатого корпуса 50 образован верхним куполом 50b, в первоначальном состоянии, представляющим собой отдельный элемент, соединенный с основной частью 50а трубчатого корпуса 50.

Трубчатый корпус 50, в частности, его основная часть 50а имеет нижний конец с кольцевой кромкой 52, которая проходит через отверстие горловины 32 с контейнера 3, и которая соединяется с расширенным основанием 43 поршневого элемента 41 и с указанной горловиной 32 с, образуя между ними расширительную камеру 44, объем которой определяется текущим положением поршневого элемента 41. Эта расширительная камера 44 предназначена и пригодна для заполнения объемом воздуха, захваченного и выталкиваемого из внешней среды устройства 1.

Уплотнение между трубчатым корпусом 50 и поршневым элементом 41 для получения камеры 45 предварительной загрузки обеспечивается, например, при помощи первой упругой мембраны 48 в виде манжеты, верхний конец которой зажат между верхним куполом 50b трубчатого корпуса 50 и верхним концом 41а поршневого элемента 41, который выступает из указанного трубчатого корпуса 50.

Двухэлементная конструкция трубчатого корпуса 50 позволяет зажимать наклонный боковой кольцевой выступ 48а первой мембраны 48, образованный вблизи ее нижнего конца. Соединение между частями трубчатого корпуса 50, которые представляют собой купол 50b и основную часть 50а, и которые соединены с кольцевым выступом 48а первой мембраны 48, может представлять собой соединение давлением, например, при помощи упруго деформируемых крепежных элементов.

Герметизация между частями, которые образуют расширительную камеру 44 осуществляется, например, при помощи второй упругой мембраны 49, которая имеет кольцевую форму, и внутренний периметр 49а которой прикрепляется к расширенному основанию 43 поршневого элемента 41, а наружный периметр 49b - к верхней кромке отверстия горловины 32 с контейнера 3.

Возможны также другие способы обеспечения герметизации камеры 45 предварительной загрузки и расширительной камеры 44.

На ФИГ. 3-5 показаны конкретные детали поршневого элемента 41, который играет важную роль в работе дозатора 4. В частности, на чертежах показано, что он содержит первый проходной канал 44а, расположенный между расширительной камерой 44 и коллектором 46, образованным на верхнем конце поршневого элемента 41, второй проходной канал 45а, расположенный между камерой 45 предварительной загрузки и указанным коллектором 46, образованным в поршневом элементе 41, и третий проходной канал 45b, расположенный между внутренней частью контейнера 3 и камерой 45 предварительной загрузки.

Коллектор 46 имеет особую конфигурацию, специально предназначенную для посадки клапанного элемента 60 (см. ФИГ. 7А и 7b) с возможностью занимать различные положения в коллекторе 46. С одной стороны, клапанный элемент 60 может иметь осевое перемещение относительно поршневого элемента 41, чтобы открывать или закрывать соединения по текучей среде камеры 45 предварительной загрузки и расширительной камеры 44 с внешней средой, и, кроме того, клапанный элемент 60 установлен с возможностью поворота вокруг своей оси и занимать различные угловые положения относительно поршневого элемента 41. Цель такой возможности поворота более подробно поясняется ниже.

В качестве примера первый проходной канал 44а между расширительной камерой 44 и коллектором 46 образован коленчатым трубопроводом с горизонтальным участком (согласно ориентации поршневого элемента, представленной на ФИГ. 4А и 4b) в направлении циркуляции текучей среды, при этом его входной конец входит в расширительную камеру 44 и в вертикальный участок, а выходной конец входит в основание коллектора 46.

В качестве примера второй проходной канал 45а, расположенный между камерой 45 предварительной загрузки и коллектором 46, образован двумя боковыми канавками, которые проходят через стенку верхнего конца 41а поршневого элемента 41.

В качестве примера третий проходной канал 45b, расположенный между внутренней частью контейнера 3 и камерой 45 предварительной загрузки, образован двумя вертикальными трубопроводами, противоположные концы которых входят в контейнер 3 и камеру 45 предварительной загрузки, соответственно.

В дозаторе 4 клапанный элемент 60 соединен с пусковым устройством 62, которое представляет собой часть исполнительного механизма 6 дозатора 4, и которое в качестве примера образовано полым элементом, который покрывает узел, образованный трубчатым корпусом 50 и верхним концом поршневого элемента 41. В качестве примера этот полый элемент имеет в целом форму колокола и установлен поверх трубчатого корпуса 50 с возможностью поворота вокруг продольной оси устройства 1. Поворот пускового устройства 62 вызывает поворот клапанного элемента 60, изменяющий его угловое положение относительно поршневого элемента 41.

Полый элемент, который образует пусковое устройство 62, установлен также с возможностью вертикального перемещения, направляемого трубчатым корпусом 50.

Пусковое устройство 62 удерживается при помощи упругого средства (не видимого на чертежах), которое стремится удерживать его в прижатом положении к кольцевой кромке 52 трубчатого корпуса 50.

Как подробно описано ниже, пусковое устройство 62 и клапанный элемент 60 связаны друг с другом таким образом, что определенное вертикальное перемещение вверх пускового устройства 62 вызывает перемещение клапанного элемента 60 путем механической тяги для обеспечения их совместного перемещения в верхнем направлении.

Исполнительный механизм 6 содержит накачивающее средство 61, способное накачивать объем воздуха, захваченного из внешней среды, в расширительную камеру 44 и сжимать его.

В качестве примера кольцевая кромка 52 трубчатого корпуса 50 имеет вертикальную форму, как и проходящая по периметру юбка 52а, которая вместе с горловиной 32 с контейнера 3 образует камеру 54 всасывания воздуха при помощи обратного клапана 53, в частности, резинового удерживающего обратного клапана типа «Утиный нос». Эта кольцевая камера 54 всасывания воздуха закрыта снизу поршневым элементом 63а приводного элемента 63, которым может управлять пользователь устройства 1. Приводной элемент 63 удерживается пружиной 64, нагруженной между кольцевой кромкой 52 трубчатого корпуса 50 и указанным поршневым элементом 63а.

Функцию пружины 64 может выполнять другой компонент с упругими свойствами, отдельный или являющийся частью приводного элемента 63 или трубчатого корпуса 50.

Дозатор 4 снабжен наружным селекторным переключателем 65, соединяющийся при повороте с пусковым устройством 62, но прикрепленный к наружному декоративному элементу 68, который охватывает контейнер 3. На ФИГ. 13а и 13b показан внешний вид устройства 1 в сборе с этим декоративным элементом 68. В данном примере дозатор 1 имеет эргономичную кнопку 69, связанную с приводным элементом 63 (не виден на ФИГ. 13а и 13b).

Крепление селекторного переключателя 65 к декоративному элементу, например, при помощи упругого крепежного средства, обеспечивает стандартное расположение компонентов дозатора 4, показанное на ФИГ. 2а и 2b.

В этом стандартном положении:

- поршневой элемент 41 под действием давления Р сжатого вещества 2, содержащегося в контейнере 3, занимает положение В1 ожидания, в котором кольцевая ступень 42 поршневого элемента 41 через промежуточную первую мембрану 48 прилегает к куполу 50b трубчатого корпуса 50,

- в этом положении не происходит сжатия заполняемого объема в камере 45 предварительной загрузки и в расширительная камере 44,

- клапанный элемент 60 занимает закрытое положение С1 относительно поршневого элемента 41. В этом положении отсутствует соединение камеры 45 предварительной загрузки или расширительной камеры 44 с внешней средой, учитывая, что все соединения между коллектором 46 и внешней средой заблокированы клапанным элементом 60.

- приводной элемент 63 занимает положение ожидания А1 и удерживается пружиной 64.

Если пользователь хочет осуществить выдачу дозы вещества 2, исходя из положения, показанного на ФИГ. 2А и 2b, он приводит в действие приводной элемент 63, перемещая его в верхнем направлении. Это вызывает выделение дозы 2а вещества 2 во время двух фаз, а именно:

- в первой фазе А1.1 перемещения поршневой элемент 63а приводного элемента 63 выталкивает объем воздуха 7, содержащийся в камере 54 всасывания, в расширительную камеру 44, объем которой расширяется под действием давления и в результате вызывает перемещение поршневого элемента 41 - вниз в ориентации чертежей - до достижения положения В2 загрузки, преодолевая усилие, которое прилагает к этому поршневому элементу вещество 2, содержащееся в контейнере 3.

Это перемещение поршневого элемента 41 создает необходимое пространство в камере 45 предварительной загрузки, которое автоматически заполняется дозой 2а вещества 2, подлежащей выделению под давлением р по существу равным давлению Р внутри контейнера 3, при этом вещество 2, поступает из контейнера 3 в камеру 45 предварительной загрузки по третьему проходному каналу 45b, который предусмотрен в поршневом элементе 41.

Это состояние дозатора 4 показано на ФИГ. 6.

Следует отметить, что клапанный элемент 60 под действием трения перемещается с поршневым элементом 41 между двумя положениями и продолжает занимать закрытое положение С1 относительно поршневого элемента 41.

Во второй фазе А1.2 перемещения, приводной элемент 63 вступает в контакт с пусковым устройством 62 и приводит его в действие, перемещая его вверх в ориентации чертежей, а также перемещает клапанный элемент 60 в положение С2 выталкивания, открывая, таким образом, соединение по текучей среде камеры 45 предварительной загрузки и расширительной камеры 44 с внешней средой. Это соединение позволяет осуществлять выделение дозы 2а вещества 2, аккумулированной в камере 45 предварительной загрузки, а также объема воздуха 7, аккумулированного в расширительной камере и использованного для перемещения поршневого элемента 41 в первой фазе выделения.

На ФИГ. 8 и 10 показан дозатор 4 непосредственно до и после перемещения клапанного элемента 60 относительно поршневого элемента 41 из закрытого положения С1 в положение С2 выталкивания, при этом в каждом случае клапанный элемент 60 занимает разное угловое положение относительно поршневого элемента 41.

Создание разрежения в расширительной камере 44 вызывает автоматическое возвращение поршневого элемента 41 в положение В1 ожидания под действием давления Р дозы вещества 2 и закрытие камеры 45 предварительной загрузки. Вследствие прекращения действия внешнего усилия на приводной элемент 63 и вследствие действия упругого средства на пусковое устройство 62, а также действия пружины 64 на поршневой элемент 63а компоненты дозатора 4 возвращаются в исходное положение, показанное на ФИГ. 2Аи 2b.

Взаимодействие между клапанным элементом 60 и поршневым элементом 41 в устройстве 1, которое иллюстрирует изобретение, более подробно описано ниже.

В вышеуказанном примере клапанный элемент 60 (см. ФИГ. 7а и 7b) содержит центральную выпускную трубу 71 и обеспечивает получение поточной смеси выдаваемой дозы 2а вещества (которая выходит из камеры 45 предварительной загрузки) и объема воздуха 7 (который выходит из расширительной камеры 44) в той же выпускной трубе 71 перед их выталкиванием во внешнюю среду.

При этом предпочтительно выбирать объем камеры 45 предварительной загрузки и объем воздуха, закачиваемого в расширительную камеру 44, таким образом, чтобы отношение массы дозы 2а и массы воздуха 7, которые смешиваются друг с другом, создавало эффект выталкивания вещества 2 для получения дозированного материала в распыленном виде.

Для этого клапанный элемент 60 (см. ФИГ. 7а и 7b) имеет распределительный контур 72 для дозы вещества, который позволяет в положении С2 выталкивания направлять дозу 2а, поступающую в клапанный элемент 60 из различных выпускных частей, в центральную выпускную трубу 71 по второму проходному каналу 45а поршневого элемента.

Этот распределительный контур 72 для дозы вещества содержит два трубопровода 722, 723, которые соединены с центральной выпускной трубой 71.

В свою очередь, клапанный элемент 60 содержит первый воздухораспределительный контур 73, который в положении С2 выталкивания позволяет направлять в центральную выпускную трубу 71 объем воздуха 7, который проходит в коллектор 46 поршневого элемента 41 по его первому проходному каналу 44а, для получения поточной смеси дозы вещества 2 и этого объема воздуха 7.

Первый воздухораспределительный контур 73 может быть образован, например, коленчатым трубопроводом с горизонтальным участком (согласно ориентации клапанного элемента 60, представленной на чертежах) в направлении циркуляции текучей среды, при этом его входной конец входит в коллектор 46 на низком уровне, а вертикальная часть в осевом направлении совмещена с центральной выпускной трубой 71.

Следует отметить, что трубопроводы 722 и 723, которые направляют дозу 2а вещества 2, соединяются в одной точке с центральной выпускной трубой 71, по которой проходит объем воздуха 7. На практике это вызывает впрыскивание струи воздуха 7 в периферический поток вязкого вещества, что способствует возникновению требуемого эффекта выталкивания и в результате приводит к распылению смеси вещества и воздуха.

Клапанный элемент 60 имеет также второй воздухораспределительный контур 74, который в положении С2 выталкивания, позволяет направлять во внешнюю среду, но за пределами центральной выпускной трубы 71, воздух 7, который входит в коллектор 46 по первому проходному каналу 44а. Это позволяет выделять дозу 2а вещества 2 в виде капель без смешивания с объемом воздуха 7 в дозаторе 4.

Этот второй воздухораспределительный контур 74 может быть образован, например, коленчатым трубопроводом с вертикальным участком (согласно ориентации клапанного элемента 60, представленной на чертежах) в направлении циркуляции текучей среды, при этом его входной конец входит в коллектор 46 на среднем уровне, а горизонтальная часть входит в коллектор 46 на высоком уровне. Клапанный элемент 60, связанный с этим трубопроводом, имеет вертикальный канал 74а, который оставляет пространство между стенкой коллектора 46, достаточное для прохождения воздуха 7 к входному отверстию трубопровода.

Вследствие наклонного положения клапанного элемента 60 относительно поршневого элемента соединение с внешней средой селективно открывается при помощи одного из указанных воздухораспределительных контуров 73 или 74, при этом соединение с внешней средой постоянно открыто для распределительного контура 72 для дозы вещества.

Для этого коллектор 46 с учетом расположения входного отверстия первого воздухораспределительного контура 73 и выходного отверстия второго воздухораспределительного контура 74 клапанного элемента 60 обеспечивает возможность предотвращения прохождения воздуха по одному из них.

В частности, (см. ФИГ. 5) на низком уровне коллектор 46 оставляет пространство только для прохождения воздуха во входное отверстие первого воздухораспределительного контура 73 в предварительно установленном первом угловом окне при помощи входа 66, образованного в указанном коллекторе 46, который при совмещении с входным отверстием указанного первого воздухораспределительного контура 73 обеспечивает соединение по текучей среде между ним и коллектором 46. В этом положении выходное отверстие второго воздухораспределительного контура 74 будет закрыто стенкой коллектора 46 на уровне указанного выходного отверстия.

Такая ситуация представлена на ФИГ. 8, 9а и 9b, где указанное первое положение выталкивания клапанного элемента 60 обозначено как С2а.

Во втором угловом окне, которое отличается от первого, коллектор 46 может работать по-другому. В частности, он может закрывать вход первого воздухораспределительного контура 73, если его входное отверстие не совпадает с вышеуказанным входом 66, но оставляет пространство для прохода воздуха через выходное отверстие второго воздухораспределительного контура 74 в этом втором угловом окне в виде выемки или углубления 67, образованного в указанном коллекторе 46 на уровне выходного отверстия второго воздухораспределительного контура 74, которое обеспечивает соединение по текучей среде между этим выходным отверстием и внешней средой, например, за пределами клапанного элемента 60 между ним и верхним куполом 50b трубчатого корпуса 50.

Такая ситуация представлена на ФИГ. 10, 11а и 11b, где указанное второе положение выталкивания клапанного элемента 60 обозначено как C2b.

В варианте осуществления, который иллюстрирует изобретение, угол между первым и вторым угловыми окнами составляет примерно 90°.

Иными словами, для выбора дозирования в режиме распыления или капель пользователь должен повернуть наружный декоративный элемент 65 примерно на 90°. Как показано на чертежах (см. ФИГ. 1с), наружный декоративный элемент 65 имеет гравировку или другой тип наружной индикации, который может визуально восприниматься пользователем, и который указывает текущее положение клапанного элемента 60 и, следовательно, режим распыления или капель, установленный для дозатора 4. В качестве примера декоративный элемент 65, который соединяется при повороте с пусковым устройством 62 (в свою очередь соединенным с клапанным элементом 60), имеет канавку 65а с окружной дугой, составляющей 90°, через которую проходит или в которую вставлен неподвижно закрепленный штифт, который служит в качестве ограничителя поворота. Упор этого стержня в противоположные концы канавки 65а определяет положения, соответствующие режиму распыления или режиму капель.

На ФИГ. 12а и 12b показано, что в данном примере контейнер 3 содержит корпус 32, состоящий из двух элементов, которые совместно образуют концевую часть 32а с поперечным сечением Р1, ограждающую часть 32b с поперечным сечением Р2, при этом Р1>Р2, и верхнюю часть, которая образует горловину 32 с контейнера, надежно соединенную с дозатором 4. В качестве примера горловина 32 с образована элементом, который первоначально отделен от остальной части, однако, изобретение предусматривает и другие варианты осуществления, в которых корпус 32 является цельным.

Мультипликаторный поршень 34 и корпус 32 образуют две камеры: удерживающую камеру 37, которая содержит вещество 2, и кольцевую камеру 36, в которой создается вакуум. Удерживающая камера 37 может иметь объем от 10 мл до 20 мл, например, 10 мл.

При этом мультипликаторный поршень 34 герметично уплотнен относительно внутренней стенки наружного корпуса 32 при помощи мембран или механических уплотнений.

Если удерживающая камера 37 заполнена веществом, а контейнер 3 закрыт дозатором 4, удерживающая камера испытывает сжатие от действия атмосферного давления на мультипликаторный поршень 34. Он, в свою очередь, действует на вещество, прикладывая давление Р, превышающее атмосферное давление вследствие эффекта соотношения между поверхностями мультипликаторного поршня 34, которые находятся в контакте с внешней средой и с веществом 2.

Одним из необходимых условий успешного функционирования этого варианта осуществления изобретения является обеспечение хорошей герметизации между мультипликаторный поршнем 34 и корпусом 32. Такая герметизация может быть получена при помощи скользящего контакта с уплотнениями, смазочного или воскового материала или альтернативно - при помощи упругих мембран, аналогичных мембране, используемой в поршневом элементе 41 для герметизации камеры 45 предварительной загрузки и расширительной камеры 44 дозатора 4.

В данном примере мультипликаторный поршень 34 выполнен из жесткого материала и имеет расширенную головку 34a с поперечным сечением P1', соответствующим поперечному сечению P1 концевой части 32a корпуса 32, которая скользит с герметичной опорой по стенке указанной концевой части, а также нажимной поршень 34b с поперечным сечением P2', соответствующим поперечному сечению P2 ограждающей части 32b корпуса 32, который скользит с герметичной опорой по стенке указанной ограждающей части, при этом нажимной поршень 34b и концевая часть 32a корпуса 32 образуют вакуумную кольцевую камеру 36 с переменным объемом, соответствующим положению мультипликаторного поршня 34.

Отношение P2'/P1' может составлять, например, от 0.7 до 0.3. При этом идеальным является отношение, при котором отношение P2'/P1' близко к 0.5.

Возможные значения P1' и P2' могут составлять, например, P1' = 804 мм², а P2' = 415 мм².

Корпус 32 содержит горловину 32c, которая расположена после ограждающей части 32b, имеет уменьшенное поперечное сечение P3 и служит для соединения с дозатором 4. При этом мультипликаторный поршень 34 содержит толкатель 34c с поперечным сечением P3', соответствующим поперечному сечению горловины 32c корпуса 32, который скользит с герметичной опорой по стенке указанной горловины 32c. Этот толкатель 34c, подогнанный к горловине 32c, позволяет ускорять заполнение удерживающей камеры 37.

Отношение P1'>P2' поверхностей позволяет содержать вещество 2 в контейнере 3 при абсолютном давлении P, равном примерно от 1.3 до 1.9 бар. Это давление поддерживается постоянным независимо от количества вещества 2, содержащегося в контейнере.

Что касается накачивающего средства 61, соответствующего этому диапазону давлений P вещества, то оно выполнено с возможностью аккумулирования воздуха 7 из внешней среды в расширительной камере 44 при абсолютном давлении примерно 1.9 бар, которое является достаточным для превышения или по меньшей мере равным давлению P, чтобы перемещать поршневой элемент 41 из его положения B1 ожидания. Также это давление воздуха 7 будет достаточным при его поточном смешивании с дозой 2a вещества 2, подлежащей выделению, чтобы вызывать эффект выталкивания, предназначенный для распыления смеси.

Изобретение относится к устройству, пригодному для дозирования жидкого вещества, в частности офтальмологического вещества, содержащему контейнер с дозируемым веществом, дозатор для дозирования вещества во внешнюю среду, который содержит поршневой элемент, нагруженный давлением сжатого вещества, чтобы он по умолчанию принимал положение (В1) ожидания, которое предотвращает заполнение камеры предварительной загрузки дозой вещества, подлежащей выделению, и клапанный элемент, способный обеспечивать соединение между указанной камерой предварительной загрузки и внешней средой. Устройство содержит также исполнительный механизм дозатора, который последовательно сжимает воздух, используемый для перемещения поршневого элемента из его положения (В1) ожидания, что позволяет дозе вещества заполнять камеру предварительной загрузки, а затем механически приводит в действие клапанный элемент и одновременно обеспечивает соединение с внешней средой указанной камеры предварительной загрузки, а также объема воздуха, предварительно использованного для перемещения поршневого элемента из его положения ожидания. Изобретение обеспечивает получение из контейнера одинакового количества дозы вещества. 13 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Устройство (1), пригодное для дозирования жидкого вещества (2), в частности офтальмологического вещества, содержащее:

- контейнер (3), который содержит дозируемое вещество (2) под давлением, превышающим атмосферное давление, и

- дозатор (4) для дозированного выделения указанного вещества во внешнюю среду, который содержит поршневой элемент (41), нагруженный давлением сжатого вещества (2) для принятия по умолчанию положения (В1) ожидания, которое предотвращает заполнение камеры (45) предварительной загрузки дозой (2а) вещества, подлежащей выделению, и клапанный элемент (60), выполненный с возможностью обеспечения соединения между указанной камерой (45) предварительной загрузки и внешней средой,

при этом указанное устройство также содержит:

- исполнительный механизм (6) дозатора (4), выполненный с возможностью последовательно вначале сжимать объем воздуха (7), давление которого используется для перемещения поршневого элемента (41) из его положения (В1) ожидания, что позволяет дозе (2а) вещества (2) заполнить камеру (45) предварительной загрузки, а затем механически приводить в действие клапанный элемент (60), чтобы одновременно обеспечить соединение с внешней средой указанной камеры (45) предварительной загрузки, а также объема воздуха (7), предварительно использованного для перемещения поршневого элемента (41) из положения ожидания.

2. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что исполнительный механизм (6) содержит:

- накачивающее средство (61), выполненное с возможностью накачивать и сжимать объем воздуха (7), захваченного из внешней среды, который используется для перемещения поршневого элемента (41) из положения (В1) ожидания, и пусковое устройство (62), выполненное с возможностью механически приводить в действие клапанный элемент (51), при этом

- исполнительный механизм (6) содержит подвижный привод (63), выполненный с возможностью за один ход перемещения вначале приводить в действие накачивающее средство (61), вызывая перемещение поршневого элемента (41) из положения ожидания и заполнение дозой (2а) вещества (2) камеры (45) предварительной загрузки, а затем приводить в действие пусковое устройство (62) и вместе с ним клапанный элемент (60) для одновременного обеспечения соединения с внешней средой указанной камеры (45) предварительной загрузки и объема воздуха (7), предварительно использованного для перемещения поршневого элемента (41) из положения ожидания.

3. Устройство (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что клапанный элемент (60) выполнен с возможностью создавать поточную смесь дозы (2а) вещества и объема воздуха (7) до выпуска поточной смеси во внешнюю среду.

4. Устройство (1) по п. 3, отличающееся тем, что объем камеры (45) предварительной загрузки и объем (7) закачанного воздуха выбраны таким образом, что отношение массы дозы (2а) и массы воздуха (7), которые смешиваются друг с другом, создает эффект выталкивания вещества (2).

5. Устройство (1) по любому из пп. 2-4, отличающееся тем, что

- дозатор (4) содержит трубчатый корпус (50), причем поршневой элемент (41) установлен с возможностью тугого перемещения между положением (В1) ожидания, которое он обычно принимает под давлением, действующим со стороны сжатого вещества (2), находящегося в контейнере (3), на указанный поршневой элемент (41), и положением (В2) загрузки, при этом поршневой элемент (41) связан с одной или несколькими неподвижными частями устройства (1) таким образом, что он образует расширительную камеру (44), увеличение объема которой путем закачивания внутрь нее воздуха (7) способствует перемещению поршневого элемента (41) в положение (В2) загрузки, и при этом поршневой элемент (41) связан с другой или другими неподвижными частями устройства (1) таким образом, что он образует камеру (45) предварительной загрузки, заполняемую дозой (2а) вещества (2), подлежащей выделению, когда поршневой элемент (41) перемещается в положение (В2) загрузки, и при этом поршневой элемент (41) содержит также:

- первый проходной канал (44а) для воздуха, расположенный между расширительной камерой (44) и коллектором (46), образованным в поршневом элементе (41),

- второй проходной канал (45а) для дозы вещества, расположенный между камерой (45) предварительной загрузки и указанным коллектором (46), образованным в поршневом элементе (41),

- третий проходной канал (45b) для вещества, расположенный между внутренней частью контейнера (3) и камерой (45) предварительной загрузки, при этом

- клапанный элемент (60) установлен в коллекторе (46) поршневого элемента с некоторым зазором (41) и его положение относительно коллектора (46) открывает или закрывает соединения по текучей среде первого и второго проходных каналов (44а, 45а) с внешней средой, при этом клапанный элемент (60) по умолчанию принудительно принимает закрытое положение (С1) относительно поршневого элемента (41), которое закрывает указанные соединения по текучей среде с внешней средой, и при этом

- приводной элемент (63) исполнительного механизма (6) установлен с возможностью перемещения в соответствии с рабочим ходом из положения (А1) ожидания в положение (А2) выдачи дозы, таким образом, что

- в первой фазе (А1.1) перемещения приводной элемент выталкивает воздух (7), захваченный из внешней среды, в расширительную камеру (44), сжимая его там, увеличивая при этом ее объем и способствуя перемещению поршневого элемента (41) в положение (В2) загрузки, создавая необходимое пространство в камере (45) предварительной загрузки, при этом по третьему проходному каналу (45b) она автоматически заполняется дозой (2а) вещества, подлежащей выталкиванию под давлением, по существу равным давлению внутри контейнера (3), а

- во второй фазе (А1.2) перемещения приводной элемент приводит в движение пусковое устройство (62), под действием которого клапанный элемент (60), перемещая его относительно коллектора (46) до тех пор, пока клапанный элемент (60) не займет положение (С2а, C2b) выталкивания, которое открывает указанные соединения по текучей среде первого и второго проходных каналов (44а, 45а) для воздуха (7) и дозы (2а) вещества, соответственно, с внешней средой.

6. Устройство (1) по предшествующему пункту, отличающееся тем, что клапанный элемент (60) установлен в коллектор (46) с зазором в осевом направлении, совпадающем с направлением перемещения поршневого элемента между положением (В1) ожидания и положением (В2) загрузки, при этом перемещение в указанном осевом направлении представляет собой перемещение, которое открывает или закрывает соединения по текучей среде первого и второго проходных каналов (44а, 45а) для воздуха (7) и дозы (2а) вещества, соответственно, с внешней средой.

7. Устройство (1) по предшествующему пункту, отличающееся тем, что клапанный элемент (60) содержит центральную выпускную трубу (71) и распределительный контур (72) для дозы вещества, который в положении (С2) выталкивания позволяет направлять дозу (2а), поступающую в клапанный элемент (60) из различных выпускных частей, в центральную выпускную трубу (71) по второму проходному каналу (45а) поршневого элемента (41).

8. Устройство (1) по предшествующему пункту, отличающееся тем, что распределительный контур (72) для дозы вещества содержит по меньшей мере два трубопровода (722, 723), которые соединяются с центральной выпускной трубой (71).

9. Устройство (1) по п. 7 или 8, отличающееся тем, что клапанный элемент (60) имеет первый воздухораспределительный контур (73), который в первом положении (С2а) выталкивания позволяет направлять воздух, поступающий в клапанный элемент (60), в центральную выпускную трубу (71) по первому проходному каналу (44а) поршневого элемента (41) для получения поточной смеси вещества (2) и воздуха (7).

10. Устройство (1) по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что клапанный элемент (60) имеет второй воздухораспределительный контур (74), который во втором положении (C2b) выталкивания позволяет направлять воздух (7), поступающий в клапанный элемент (60), по первому проходному каналу (44а) поршневого элемента (41) во внешнюю среду за пределами центральной выпускной трубы (71).

11. Устройство (1) по п. 9 или 10, отличающееся тем, что клапанный элемент (60) установлен в коллекторе (46) таким образом, что угловое положение между клапанным элементом (60) и поршневым элементом (41) может быть изменено для выбора воздухораспределительного контура (73, 74), соединяемого с первым проходным каналом (44а) поршневого элемента (41), по которому поступает воздух (7), подлежащий выталкиванию и, таким образом, для выбора того, следует или нет производить смесь вещества (2) и воздуха (7).

12. Устройство (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что вещество (2) содержится в контейнере (3) под давлением нажимного поршня (34b) с расширенной головкой (34а), к которому с одной стороны приложено атмосферное давление, а с другой стороны - вакуум.

13. Устройство (1) по предшествующему пункту, отличающееся тем, что контейнер (3) содержит

- наружный корпус (32), имеющий трубчатую конфигурацию и по меньшей мере

- концевую часть (32а) с большим поперечным сечением и

- ограждающую часть (32b) с малым поперечным сечением, в начальном положении заполненную веществом (2) и сообщающуюся с дозатором (4);

- мультипликаторный поршень (34) с

- расширенной головкой (34а), которая имеет поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению концевой части (32а) наружного корпуса (32), и которая скользит с герметичной опорой по стенке указанной концевой части, и

- нажимным поршенем (34b), который имеет поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению ограждающей части (32b) наружного корпуса (32), и который скользит с герметичной опорой по стенке указанной ограждающей части, при этом

нажимной поршень (34b) и концевая часть (32а) корпуса (32) образуют вакуумную кольцевую камеру (36), с возможностью изменения ее объема в соответствии с положением мультипликаторного поршня (34).

14. Устройство (1) по предшествующему пункту, отличающееся тем, что наружный корпус (32) имеет горловину (32с), которая расположена после ограждающей части (32b), имеет уменьшенное поперечное сечение и соединена с дозатором (4), при этом мультипликаторный поршень (34) содержит толкатель (34с), который имеет поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению горловины (32с) наружного корпуса (32), и который скользит с опорой по стенке указанной горловины (32с).