用于在待雾化流体中产生高压的小型装置的制作方法

专利名称：用于在待雾化流体中产生高压的小型装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在流体中产生高压的装置。它包括一个可在一缸体内移动的活塞和一阀，二者最好是小型化的结构。本发明还涉及装有这种装置的高压雾化器及其用途，最好用于医用目的。
本发明的一个目的是使这类装置及装上它的雾化器结构简单，生产成本低，且适合它的用途。
举例说，在液相层析(HPLC)中，通常是相对少量液体在高压下经由分离柱传送。此外，在医学气雾疗法中，通过将液体药物雾化得到气雾剂用以治疗呼吸系统疾病或治疗气喘。此时，同样需要在通常是少量的流体中产生高压以得到气雾剂所要求的小的液滴尺寸。在美国专利5497944所述的配量剂量呼吸器(其全部内容列于此供参考)中，规定容积的流体通过小孔喷嘴在5至40兆帕(约50至400巴)压力下喷射以得到气雾。本发明特别适用于这样的配量剂量呼吸器及同类装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种产生高压流体的最好是小型结构的装置，包括一可在一缸体内移动的活塞，一位于缸体内所述活塞前面的高压腔和一阀，该装置包括一圆柱形的中空活塞，一阀件，该元件受中空活塞导引且装配成可沿轴向相对于中空活塞运动，一中空活塞上的止挡装置，它把阀件约束于中空活塞，以及一位于阀件入口端上一限定(预定)密封面，阀件一般受到约束而不能绕与活塞轴交叉的轴线转动。
按照本发明的另一方面，提供了一种在流体中产生高压的装置，最好是小型结构，包括一缸体，一中空的圆柱形活塞，一高压腔，和一进液阀，中空活塞可在缸体内移动且形成有一贯穿流体通道；高压腔位于缸体内所述活塞前面并通过上述通道供给流体；进液阀位于所述流体通道上，并可沿活塞轴线在一打开位置和一关闭位置之间随活塞移动但也能作有限受导移动，在关闭位置阀与活塞上的阀座接触，而在打开位置阀与阀座分隔开，阀件如此成形和受到导引使得它不能绕与活塞轴交叉的轴线转动，因此其一确定的表面接合于阀座。
在美国专利5497944中，描绘和叙述了一种类似装置，其中逆止阀件是一球。采用这样的结构，在各种操作中球都能转动。业已证明，高压力时的磨损和变到都能最终使球发生变形。因此如果在相继的关闭和密封操作时用到其表面的一不同部分(因为球可以自由地绕一横向轴转动)的话，就有泄漏的倾向存在。已可通过每次使用阀件的同一表面得以避免，从而产生下陷以保证预期的密封。在本发明推荐的结构中，阀件的至少一主要部分是圆柱形并在一腔室(例如，可以是泵腔本身或是活塞内部的一部分)中受到导引，且阀件的圆柱体具有一端面与活塞提供的阀座相配合。可采用本发明予以避免的球阀的另一缺点是阀的横截面从而它在其中运动的导向缸体，必定远小于球的直径，这就导致在活塞加压冲程(向前运动)时产生的流体压力引起的阀件施加于阀座的力的降低，较大的阀件作用力是人们所希望的，这样可使阀件和/或阀座略有弹性变形以便堵塞它们之间细小缝隙。
在随后的说明中，术语入口侧及出口侧或入口端及出口端是按照装置中流体的主流向而言。流体这个术语包括气体和液体，但本发明主要牵涉到液体。
阀件可相对中空活塞稍有位移，但它基本上随中空活塞一起运动。
阀件的形状最好是单轴回转对称的，例如是圆柱体或平截头锥体。阀件的横截面略小于其可活动地装在其中的腔室的横截面。这一点是借助于在圆柱形阀件外表面延伸的一条或几条沟槽，或者使阀件的直径略小于其可活动地装于其中的腔室的直径来实现的。
阀件在其可活动地装在其中的腔室中受到导引；一圆柱形阀件按需要可绕其轴线转动，但它的轴线总与中空活塞的轴线保持平行。这样就在阀件的入口端产生一确定的密封面。
阀件可以相对于中空活塞移动的距离受一止挡或止挡装置的限制，所述止挡或止挡装置把可活动的阀件与中空活塞约束在一起。
在本发明某些实施例中，其中止挡位于阀件出口端之外，因此在阀件出口端区域中需要有至少一个凹槽，以便在阀打开时使流体流经止挡和阀件之间。所述或每一凹槽位于阀件出口端或者位于中空活塞的止挡上。
在阀件抵靠于中空活塞的止挡的位置，阀是打开的。在阀件贴靠于确定密封面的位置，阀是关闭的。
装在中空活塞内的阀件实际上对中空活塞的内壁没有摩擦。直接配置在中空活塞端部前面的阀件可能会对装置的主泵缸体的壁产生摩擦。这时，由于阀件与缸壁之间的摩擦，阀便随着中空活塞的移动主动打开或关闭。
缸体最好是塑料的而中空活塞是金属的或塑料的。阀件按材料的硬度来选材，以便与中空活塞材料硬度相配，可选用金属、陶瓷、玻璃、宝石、塑料或合成橡胶。阀件最好做成一整体件。
吸进流体时，高压腔通过中空活塞与流体源相通。在中空活塞的吸入冲程期间，流体经中空活塞并通过阀件流入缸体的高压腔。在中空活塞的排出冲程中，阀座抵靠于阀件的确定密封面实现高压密封。
本发明的产生高压流体的装置以其入口端与流体源相连。高压腔与流体在高压下输入或输经的另一装置相连。中空活塞或缸体与一传动件相连，该传动件产生中空活塞与缸体之间的相对运动并施以产生高压所需的力。
在第一实施例中，圆柱形的阀件以沿轴向可移动的方式直接导引并装配到中空活塞端部前面，阀件的直径基本上与缸体内径相等。靠近其出口端，中空活塞在其外侧有一环形的，最好车削或成形的凹槽作为止挡件，阀件的多个安全钩卡在其中。中空活塞可以不用凹槽，而在其出口端形成有一具有一环形的向外漏斗形边缘的成形锥体。中空活塞出口端的外径大于凹槽的底径且小于缸体直径。若不用环形凹槽，可在中空活塞出口端外表面径向相对的几处，最好是二处设置有各扁平表面，它们形成一台阶用作止挡装置。中空活塞的平端形成一阀座，与阀件入口侧的确定的平密封面配合。中空活塞端部的外缘可以倒角。
在第二实施例中，圆柱形阀件直接可移动地安装并导引在中空活塞端部的前方，阀件的直径基本上和缸体内径相等。中空活塞端部向内成形，以形成一内弯的唇部并用作止挡装置。在阀件上配置有一共轴的下部切开的蘑菇形插塞，其安全钩接合在中空活塞成形边缘后面。围绕插塞的确定密封面抵靠于活塞出口端的唇部边缘。
在第三实施例中，优选的圆柱形阀件如此安装以至它完全在中空活塞内移动。中空活塞出口端的内径大于中空活塞其余部分的内径。中空活塞加宽段的长度略大于阀件的长度。阀件的直径基本上与中空活塞加宽端的内径相等。中空活塞出口端向里成形，以在整个圆周上或在部分圆周上形成一唇部并用作一止挡而将阀件约束在中空活塞内。形成阀座的加宽段底部可以是平面也可以是锥面。阀件出口侧的液流槽可以采取比方说阶梯沟槽的形式。止挡上的液流槽可以做成比方说是唇部边缘上的凹槽。
在该实施例的一个变型中，阀件整个配装在中空活塞入口端内。止挡于是位于加宽段出口端，而确定密封面于是在中空活塞入口端的成形边缘上。
在第四实施例中，中空活塞是一薄壁管，管在其伸进缸体的端部予以成形，并在用于容放阀件的区间的端部有一环形缩颈。圆柱形阀件可移动地安装并导引在成形边缘和环形缩颈之间的空间中。另一厚壁管压进中空活塞的入口端，其外径等于中空活塞内径，此厚壁管还固接于中空活塞且最好延伸到中空活塞中的环形缩颈。厚壁管用作一移动件，且使流体在不加压的情况下更容易吸入高压腔。厚壁管最好是塑料制做的。
在该实施例的一个改型中，阀件可完全配装在中空活塞入口端内，止挡于是位于环形缩颈处，而确定密封面位于中空活塞入口端的成形边缘。
在第五实施例中，中空活塞包括一薄壁管，其中包容一厚壁管，厚壁管外径等于中空活塞内径，厚壁管固接于中空活塞。厚壁管用作一移动件，且使流体在实际上不加压的情况下更容易吸入。
中空活塞入口端加宽，在加宽端固接一闭合件，闭合件的外径大于中空活塞加宽入口端的外径。闭合件有一凹口，此凹口在其面向中空活塞加宽端一侧敞开。凹口底部是一起流体入口作用的孔口。凹口底部可以是锥形的也可以是平直的，它形成了确定密封面。
阀件配置在闭合件的凹口中，它受到导引以便在凹口中作轴向移动。阀件的外径小于凹口内径，但最好大于中空活塞伸进缸体那部分的内径。阀件在其出口端可以有至少一个凹槽，中空活塞吸入冲程期间流体经过该凹槽流进高压腔。
用于阀件的止挡最好就是伸进中空活塞加宽段的移动件的端部。或者-如果移动件端部位于中空活塞未加宽段内-从中空活塞未加宽段到其加宽段的过度区。
有加宽入口端的中空活塞最好是金属的、移动件和闭合件最好是塑料做的。阀件可以是塑料或金属制造的。
特别有意义是本发明所述产生高压流体的装置应用于用于流体无推进剂喷射的雾化器(喷雾器)。
根据本发明的另一方面，提供了一种喷射流体的雾化器，包括一上壳体、一泵壳、一喷嘴、一闭锁机构、一弹簧外壳、一弹簧和供应贮箱，泵壳固定在上壳体中，其一端有一带有一喷嘴的喷嘴部件。
一带有阀件的中空活塞。
一传动凸缘，位于上壳体内且中空活塞固定于其中，闭锁机构位于上壳体内，弹簧外壳内装入弹簧，且通过一转动支承可转动地装配到上壳体上，下壳体沿轴向套装到弹簧外壳上。
本发明的其他方面阐释于各条独立权利要求中，但在不脱离本发明范围的前题下可作出各种改型特定特征的各种组合。某些优选特征限定于各从属权利要求中。
现在说明雾化器其它优选特征。雾化器最好是配置剂量呼吸器。
带阀件的中空活塞最好是上述本发明的装置。它部分伸进泵壳的缸体中，且以可沿轴线移动的方式装在缸体中。带阀件的中空活塞在弹簧释放时在其高压端对流体施加5至60兆帕(约50-600巴)的压力，最好是10-60兆帕(约100-600巴)。
喷嘴部件中的喷嘴最好是小型的，即用精密工艺制造的。小型喷嘴部件已公开在例如美国专利5472143中，其内容列于此供参考。
例如，喷嘴部件包括两块牢固接合在一起的玻璃板与/或硅钢薄板，其中，至少一块板有一条或多条微型沟槽，将喷嘴入口端与出口端连接起来。在喷嘴出口端有一个或一个以上圆形或非圆形孔口，尺寸小于或等于10微米。这里的尺寸指水力直径。这种类型装置的水力直径一般小于100微米，最好是1-20微米。
喷嘴部件中各喷嘴的喷射方向可彼此平行也可互相倾斜。在于其出口端具有二个或二个以上喷嘴孔口的喷嘴部件中，各喷射方向相对于彼此倾斜20°到160°的角度，最好是60°到150°。在喷嘴孔附近各喷射方向交汇。
在泵壳中，喷嘴孔口和缸体高压腔之间可设置一带有或不带有弹簧偏压的逆止阀。雾化器不工作时逆止阀关闭高压腔，使流体不进空气，必要时还可防止流体中的挥发成分蒸发到泵壳外。一当高压腔中的流体压力超过一最低值时，逆止阀便自动打开从而流体流出；当流体流光时便自动关闭。止回阀可以是比方说球阀。它也可以是一侧夹紧的挠性板片，像阀瓣一样搁在高压腔出口端。在另一实施例中，它是最好是挠性材料的隔膜，四周夹紧，用探针刺穿。一当流体压力超过一最低值刺穿的孔使流体通过到达喷嘴。流体流光后针孔再次闭合。
阀部件最好装在缸体的面向喷嘴部件的一端。
闭锁或锁定机构有一弹簧，最好是圆柱螺旋压缩弹簧，用于贮存机械能。弹簧作用于用作一浮动件的传动凸缘，其动作由一闭锁件的位置决定。传动凸缘移动路径由上下止挡精确限定。弹簧最好通过增力器用一外力矩张紧，如螺旋锯齿推压凸轮。当上壳体相对下壳体中的弹簧外壳转动时，需要的力便产生。在这种情况下，上壳体和传动凸缘包括一单锯齿或多锯齿楔形机构。
这种通用型的机构公开在美国专利4260082和英国专利申请2291135中，其全部内容列于此供参考。
带有接合止挡面的闭锁件配置成围绕传动凸缘的环形结构。它可以是例如塑料或金属环，它的一种形式是固有的可在径向弹性变形的。环的所在平面与雾化器轴线垂直。弹簧加压之后，闭锁件的止挡面进入传动凸缘的通路中并防止弹簧释放。可用一按钮起动闭锁件。起动按钮连接或偶联于闭锁件。为了起动闭锁机构，沿与环平面平行的方向推压起动按钮，最好按进雾化器内，于是可变形环在环平面内发生变形，以释放凸缘使其在弹簧作用下运动。
德国专利申请195452267中描绘说明了优选的闭锁机构和弹簧，它是由米科罗皮尔茨(Microparts)提出申请但转让给柏林根英格海姆国际有限责任公司。这份申请全部内容列于此供参考。
雾化器可以任由选择地装有一机械式计量器，它包括一根装配在弹簧外壳上的螺纹测量轴。该轴的轴线平行于雾化器轴线在外部区域中延伸。螺纹轴在其两端部通过转动支承装配到弹簧外壳上。螺纹轴在最靠近上壳体的端部具有齿。在上壳体边缘至少有一个凸轮，当上下壳体相对转动时该凸轮与螺纹轴端部的牙齿接合。具有防转装置的滑块安装到螺纹轴上并与其螺纹接合。
在1995年12月28日的德国专利申请19549033.9中描绘说明了一种优选计量器，该申请是由米科罗皮尔茨提出并转让给伯林根英格海姆国际有限责任公司。该申请的全部内容列于此供参考。
下壳体沿轴向套装到弹簧外壳上并罩住框架、螺纹轴传动机构和流体贮箱。通过下壳体上的一凹槽可看到滑块位置并可在下壳体的刻度上读出数据。
当驱动雾化器时，上下壳体相对转动，下壳体带着弹簧外壳。同时借助于螺旋推力凸轮使弹簧压缩和并受偏压，闭锁机构自动接合，转动角度最好是360°的整数分数，如180°。在弹簧受偏压的同时，上壳体中的传动部件移动一定距离，中空活塞缩入在泵壳中的缸体内，其结果是，部分流体从贮箱吸入喷嘴前的高压腔中。
通过各齿轮，包括螺纹轴端部的一齿轮和上壳体边缘上的一或多个齿条，两壳体的相对运动被接收并转变成螺纹轴的转动和滑块在螺纹轴上的移动。雾化器在每一次驱动时，滑块便沿螺纹轴移动一定距离。
滑块位置指示出从贮箱中已取出多少要雾化的流体以及还有多少可利用。需要时可用一复位器将螺纹轴上的滑块复位。
如果希望的话，可将多个存放有待雾化的液体的(最好是可折叠的)可更换贮箱相继放进雾化器使用。贮箱不加压或基本上不加压。贮器中流体的压力在任何情况下都明显低于高压腔中由机械操作雾化器所产生的压力，贮器中可装例如带药品的流体。
一种带有尺寸稳定的外部和内部在其中的液体用光后可折叠(collapsible)的适当容器公开在美国专利5316135中，其全部内容列于此供参考。
雾化操作从轻轻压下起动按钮开始，于是闭锁机构打开通道供传动件移动。受偏压的弹簧把活塞推入泵壳的缸体内。流体以雾状离开雾化器的喷嘴。
雾化器各零件的制造材料应适合其功能。雾化器壳体以及，在功能允许的情况下，其他零件最好用塑料制造，例如通过注射模塑。对于医用目的，材料应是生理上可接受的。
本发明的雾化器用于例如无推进剂的药物气雾的产生。用它可得到平均颗粒(微滴)尺寸约为5微米的供吸入用的气雾。这些小颗粒(平均尺寸小于12微米)是直接进入肺部所必需的。排量最好是15微升左右。
以下提到的活性物质是作为取决于活性物质溶解度的水溶液或乙醇溶液形式的药物成分的例子芬忒醇、贝洛杜耳(berodual)、9-去氟肤轻松、溴化异丙托品、舒喘宁、丁地去炎松、康比文(combivent)、梯脱品(tiotropium)、屋希文(oxivent)及合适的肽。
溶液中也可含药物容许的赋形剂、本发明产生高压流体的优选装置以及装上该装置的优选雾化器具有以下优点-本装置所含阀不用附加力即可操作(由弹簧产生力)，关闭时依靠流体对阀件的流阻或对缸壁的摩擦。
-阀能耐3兆帕(30巴)压力的密封。
-阀件做成一整体件，易于制造装配。
-由于阀件达到确定密封面的距离短，所以关闭十分迅速。
-阀的密封力大。
-由于单轴对称可转动的阀件受约束地经过中空活塞好多次循环的高压紧贴，形成了一条确定的密封面。
-高压腔静区极小。
-甚至未受过训练的人也能安全方便地操作雾化器，不管是弹簧加压还是雾化过程的起动。
-雾化器不用挥发剂，因此保护环境。
-流体贮箱不受压或基本不受压。
-闭锁件的动作用简单方法就能自动进行，从而产生旋转运动使弹簧加压。
-在一优选实施例中，雾化器是由低磨损纯机械零件组成，工作长期可靠。
-由于传动件按规定接合，因此流量的计量十分准确。
-雾化器生产成本低、装配容易。
-雾化器起动时机械式计量器自动行走，其公差不严，装配容易，工作安全可靠。
-雾化器正常使用时碰不到计量器，不会因失手而弄弯。
-计量器可以从贮箱放出流体多次使用，一个雾化器可以使用多只贮箱。
-计量器结合到雾化器内，不占任何额外的空间。
-没有东西会经过计量器进入雾化物质。
现在参看附图用实例说明本发明的优选实施例，其中

图1a、1b和1c分别是本发明的产生高压流体的泵的第一实施例纵剖面图、其中空活塞的透视图，和其阀件的透视图。
图2a、2b和2c则是第二实施例的相应视图；图3a、3b和3c是第三实施例的相应视图；图4a、4b和4c是第四实施例的相应视图；图4d、4e和4f是第四实施例的一个改型的相应视图；图5是第五实施例的纵剖面图；以及图6a和6b是本发明的配量剂量吸入器在不同操作状态时的纵剖面图。
泵装置的各实施例已经在上面概括地说明，但现在参照附图对这些说明作进一步补充。
图1a示出本发明产生高压流体的装置的第一实施例的斜视纵剖面图。缸体1中有带有同轴孔7的中空活塞2，而阀件3处于阀的部分打开位置。阀件3的底部和缸体端面之间是一高压腔4。该高压腔用另一部件(未示)封闭。有一装置(未示)在缸体外面装在中空活塞上，通过该装置中空活塞能在缸体内移动。
图1b示出中空活塞2的透视图。中空活塞的面向阀件的那一端上有一凹槽5，在其面向阀件那一端由一形成台阶8的矩形截面环形台阶8定界，台阶8的直径小于中空活塞2的外径而大于凹槽的底径。中空活塞端部的前缘可以倒角。
图1c示出阀件3的透视图。在其外表面上它有例如三个沟槽9，用以在阀打开时便于流过流体。在阀件3的面向中空活塞的一侧配置有三条安全钩6，其沿阀件圆周方向的宽度小于该周长的三分之一。安全钩6在轴向上短于例如中空活塞凹槽端的长度。
组装时，阀件3装在中空活塞2的端部，钩10滑进凹槽内。然后将中空活塞和阀件一起推入缸体内。
当阀打开时，钩10的内缘抵靠台阶8。当阀关闭时，阀件3的面向中空活塞的底面紧紧贴在中空活塞2的端面上，该端面起密封面的作用。
为了吸进流体，将中空活塞从缸体中部分拔出，由此阀自动打开。流体流经中空活塞上的孔7，经过阀件进入高压腔4。为了排出流体，将中空活塞2推入缸体1中，由此阀实际上立刻自动关闭，并且在流体中产生高压。
图2a示出本发明产生高压流体的装置的第二实施例的纵向透视剖视图。在缸体1中的是中空活塞11和阀件13，阀件处于阀的局部打开位置。
图2b示出带有成形出口端12的中空活塞11的纵剖面图。一移动件(displacement body)26固定设置在中空活塞中。
图2c示出阀件13的纵向剖开的透视图。一同轴的下部切开的插塞14配置在阀件上，其伸出端接合在中空活塞的成形边缘12后面。插塞的面向中空活塞的端部15可有倒角。插塞可以有一沿轴向延伸的凹坑或孔16，并可具有从端部15向上延伸的纵向槽，从而形成安全钩，从而插塞能推入中空活塞的成形端而接合在成形边缘的后面。
图3a示出本发明产生高压流体装置的第三实施例的纵向剖开透视图。在缸体1内的是中空活塞17和阀件18，阀件处于阀的关闭位置。
图3b示出带有成形端部19的中空活塞17的纵向剖开透视图。中空活塞出口端是一加宽段20，阀部件18装入其中且以可轴向移动的方式受到导引。加宽段20的进口端是锥面或平面。
图3c示出圆柱形阀件18纵向剖开的透视图，阀件两端都是平面且与阀件的轴线垂直。阀件18在其外表面上包括例如四个阶梯形沟槽或平面21，以便当阀打开时便于流体流过成形端部19，即向里弯的唇部，沟槽21的低部相对于唇部沿径向靠里。抵靠中空室20的倾斜底面上的阀件18的边缘可以加工出倒角。
阀件18的直径小于加宽段20的直径，因此阀件18可在加宽段20内实际上不带摩擦地运动。
为了进行装配，在中空活塞的出口端19成形之前先将阀件18推入加宽段20中。
图4a示出本发明产生高压流体装置的第四实施例的纵向剖开的透视图。在缸体1中的是中空活塞22和阀件23，阀件处于阀的关闭位置。阀件的直径小于中空活塞的内径。
图4b示出中空活塞22沿纵向剖开的透视图，带有形成有一向里弯的唇部的成形出口端24以及环形缩颈25。起移动件作用的厚壁管26推入中空活塞22中并固定于其中。
图4c示出阀件23的透视图。在阀件出口端有一径向延伸的凹坑27，形成横向槽缝的形式以便有助于打开阀时流体的流动。
图4d示出第四实施例的另一方案的纵向剖开透视图。在缸体1中的是中空活塞28，可选择地带有移动件26，阀处于关闭位置。阀件29的直径小于中空活塞的内径。
图4e示出带有成形出口端24和环形缩颈25的中空活塞28的纵向剖开的透视图。在成形出口端24上形成有至少一个凹槽或切口形式的凹口30，以便于打开阀时便于流体的流动。也可以用凸起代替凹口。
图4f示出阀件29的透视图。在此情况下，阀件是无凹槽的直圆柱。
图5示出根据本发明所述产生高压流体装置的第五实施例的沿纵向剖开的透视图。在缸体1中的是内装移动件32的中空活塞31。安装在中空活塞圆柱形加宽进口端33的是有凹坑35和孔36的闭合件34。在凹坑中的是受导引的轴向可移动的阀件37，其可在其出口端形成凹槽形式的槽沟38。
示于图2a至图5的本发明产生高压流体装置的各实施例，其工作方式和对图1a所作说明相同。
图6a示出上面详细说明的优选雾化器弹簧受压状态时的纵剖面图，而图6b示出该雾化器弹簧释放状态时的纵剖面图。
上壳体51中装有泵壳52，其端部装有雾化器喷嘴的固定件53。该固定件最好是1995年10月4日德国专利申请P 19536303.3-51(以及由柏林根英格海姆国际有限责任公司(Boehringer Ingelheim Intemational GmbH)与本发明人与该申请同时联名提出的PCT申请)中所描述的那种，其全部内容列于此供参考。在此固定件中装有喷嘴件54和过滤器55，固定在闭锁机构57的杯形驱动凸缘56上的中空活塞57部分伸进泵壳的缸体中。中空活塞在其端部携带阀件58。中空活塞由密封件59密封。在上壳体内有一环形支撑面(与凸缘上的环形脊60相对)，当弹簧被释放时凸缘支撑在此环形支撑面上。在杯形从动凸缘的轴向端部是支撑面61，弹簧受偏压时从动凸缘由它托住。弹簧受压后，大致呈环形的闭锁件62或者由于其本身的弹性或者(当它的刚性较大时)通过一外部弹簧(未示)在支撑面61和上壳体中的一支座63之间运动。按钮64与闭锁件相连，并能对它整体移动或使它变形从而释放支撑面61。上壳体的尾端是接口65，并由可配装其上的保护帽66封盖。
内有弹簧68的弹簧外壳67借助于卡合突缘69和旋转支承(rotary bearing)可转动地安装在上壳体上，下壳体70套在弹簧外壳上并和它一起旋转，以操纵用于使雾化器处于待发状态(将它从图6b位置移动到图6a位置)的螺旋形锯齿凸轮传动(未示)。在弹簧外壳内有可更换的贮箱71，内装待雾化流体72。贮箱装有一挡板73，中空活塞通过挡板伸进贮箱将端部浸入液体中。
装在弹簧外壳外表面上的是用于机械式计量器的测量轴(spindle)74。测量轴面向上壳体的一端有一驱动齿轮75。滑块76安装在测量轴上。
附图所示的这些实施例可以进一步改动。各部件可以以与附图中所示不同的方式组合使用。例1医用雾化器产生高压的小型装置按图1a所示医用雾化器的阀配置区包括一用聚对苯二甲酸丁二醇酯做的缸体，其内径1.6毫米，外径5毫米。高压腔用喷嘴承板封盖，板中有一直径为20微米的喷嘴，喷嘴通道长2毫米。
金属中空活塞外径1.59毫米，孔径0.35毫米，被推入缸体内。中空活塞可推入缸体50毫米，且其行程为12毫米。中空活塞的环槽宽4毫米，底径0.75毫米。凹槽由直径为1.15毫米的4毫米长的长台肩界定。中空活塞车削端的外缘倒角。
阀件由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成，包括一厚度为2毫米、直径为1.59毫米的圆盘，以及三个安全钩。在圆盘形外表面上形成有三个半圆柱形沟槽，其直径0.4毫米，安全钩从圆盘伸出6毫米，钩的内缘离盘面4.2毫米。阀件可沿轴向相对中空活塞作0.2毫米的运动。
排出容量为23.4立方毫米。流体压力约为32兆帕(320巴)。
这种雾化器用于将液体药物雾化进行药物喷雾治疗。雾化器每操作一次输送要求剂量的药品。例2化妆用喷雾器产生高压的小型装置按图3a所示化妆用雾化器的阀区域包括一聚醚醚酮制成的缸体，内径2.5毫米，外径8毫米。高压腔由一喷嘴承板封盖，板中有一直径为25微米的喷嘴，喷嘴通道长2毫米。
外径为2.48毫米、孔径为0.5毫米的加强塑料做的中空活塞推入缸体内。中空活塞推入缸体45毫米，且其行程为24毫米。中空活塞出口端钻成一长5.0毫米、内径1.85毫米的孔，中空活塞中的钻出孔的底面是斜的，中空活塞出口端经热变形。
阀件是聚丙烯的柱体，高3.0毫米，直径1.6毫米。外表面形成有四个阶梯形沟槽。阀件在中空活塞内沿轴向可移动约0.5毫米。
排出容量约116立方毫米，流体压力约3兆帕(30巴)。
这种雾化器用于雾化发液。
权利要求
1.一种在流体中产生高压的装置，包括一可在一缸体内移动的活塞、一位于缸体内活塞前面的高压腔以及一阀，所述装置包括一圆柱形中空活塞，一阀件，由中空活塞控制且装配成能相对于中空活塞作轴向运动，一设置在中空活塞上的止挡装置，用以将阀件约束于中空活塞，以及一位于阀件入口端的确定密封面。
2.根据权利要求1所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其出口端区域中在所述中空活塞外侧有一挡板，一受控制的圆柱形阀件，安装成可直接在中空活塞出口端作轴向移动，多个设置在阀件上的下部切开的安全钩，以及在中空活塞的平出口端位于阀件的入口端的确定密封面。
3.根据权利要求1或2所述的装置，包括一环形的，最好是车削或成形凹槽，或带有一环状的向外漏斗形边缘的成形锥体用作中空活塞外端的止挡装置，中空活塞端部的外径大于凹槽底径或锥体的外径且小于缸体直径，或中空活塞出口端的径向相对的若干处，最好是二处形成有各平表面和一台阶用作止挡装置。
4.根据权利要求1所述的装置，包括一中空活塞，在其出口端有指向中心的成形边缘用作止挡装置，一受控制的圆柱形阀件，并安装成可直接在中空活塞出口端前方作轴向移动，一设置在阀件上的下部切开的同轴插塞，以及一在中空活塞出口端抵靠所述成形边缘的确定密封面。
5.根据权利要求1、2或4所述的装置，包括一圆柱形阀件，其直径小于缸体内径，或一圆柱形阀件，其直径等于缸体内径，但沿阀部件轴向，且最好在阀件外表面上有至少一条沿阀门元件轴向延伸的沟槽。
6.根据权利要求1所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，其一端有一加宽段，加宽段的内径大于中空活塞其余部分的内径，一中空活塞的指向中心的成形边缘，一受控制的阀件，以可在中空活塞内轴向移动的方式安装在加宽段内，该阀件的最大直径小于中空活塞加宽段的内径而大于中空活塞其余部分的内径。在阀件出口端区域有至少一条凹槽，位于中空活塞内的位于阀件入口端的确定密封面。
7.根据权利要求6所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其出口端有一加宽段，一位于中空活塞出口端的指向中心的成形边缘用作止挡装置，阀件在其出口端上有至少一条凹槽，或中空活塞的止挡装置有至少一条凹槽。
8.根据权利要求6所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其入口端有一加宽段，在中空活塞入口端的一指向中心的成形边缘用作确定密封面，一位于中空活塞加宽段出口端的止挡装置，阀件在其出口端有至少一条凹槽，或中空活塞的止挡装置有至少一条凹槽。
9.根据权利要求1所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其一端有一指向中心的成形边缘，靠近中空活塞成形边缘的一环形缩颈，一受控制的阀件，以可在成形边缘和环形缩颈之间轴向移动的方式安装在中空活塞内，阀件的最大直径小于中空活塞的内径，一位于阀件出口端区域中的凹槽，一位于中空活塞内位于阀件入口端的确定密封面。
10.根据权利要求9所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其出口端有一指向中心的成形边缘用作止挡装置，一环形缩颈，位于中空活塞出口端的成形边缘区域中，阀件在其出口端有至少一条凹槽，或中空活塞止挡装置有至少一条凹槽。
11.根据权利要求9所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其入口端有一指向中心的成形边缘用作确定密封面。一环形缩颈，位于中空活塞入口端的成形边缘附近用作止挡装置，阀件在其出口端有至少一条凹槽，或中空活塞止挡装置有至少一条凹槽。
12.根据权利要求1所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，一第一环形缩颈，与中空活塞出口端隔开一定距离用作止挡装置，一第二环形缩颈，位于第一缩颈和中空活塞入口端之间，用作确定密封面，一受控制的阀件，以可沿轴向移动的方式安装在两缩颈之间。
13.根据权利要求1、6或12所述的装置，包括一最好是圆柱形的阀件，在其出口端具有至少一条凹槽，或一最好是圆柱形的阀件且在中空活塞止挡装置有至少一条凹槽。
14.根据权利要求1、9或12所述的装置，包括一有轴向通道的移动件，其设置在中空活塞入口端中且固连于中空活塞，并最好延伸到最靠近中空活塞进口端的环形缩颈为止。
15.根据权利要求1、9或12所述的装置，包括一具有轴向通道的移动件，其安装在中空活塞的出口端内且固连于中空活塞，并最好延伸到最靠近中空活塞出口端的环形缩颈为止。
16.根据权利要求1所述的装置，包括一圆柱形中空活塞，在其进口端有一加宽段且在其未加宽部分有一作为移动件的任由选用的管子，一封盖件，它与中空活塞加宽端相连且包括有一带孔的平直的或锥形的凹口；一受控制的阀件，它以可轴向移动的方式装在凹口中，并在出口端可任由选择地设置一作为凹槽或槽口的槽沟，一止动装置，位于阀件出口端区域，及一位于阀件入口端的确定密封面。
17.一种雾化流体用的雾化器，包括一上壳体、一下壳体、一弹簧外壳、一弹簧、一泵壳、一喷嘴、一闭锁机构以及一贮箱，该雾化器包括一泵壳，固定在上壳体中且在其一端具有一带喷嘴的喷嘴部件，一带有一阀件的中空活塞，一传动凸缘，位于上壳体中且中空活塞固装于其中，一安装在上壳体中的闭锁机构或锁定机构，一内放弹簧的弹簧外壳，它通过一旋转支承可转动安装在上壳体上，一可沿轴向配装到弹簧外壳上的下壳体。
18.一种雾化流体用的雾化器，包括一上壳体、下壳体、一弹簧外壳、一弹簧、一泵壳、一喷嘴、一闭锁机构以及一贮箱，该雾化器包括一泵壳，固定在上壳体中且在其一端具有一带有所述喷嘴的喷嘴部件，一种带有根据权利要求1至16中任一项所述的阀件的中空活塞，它任由选择地部分伸进泵壳的缸体中并任由选择地以可沿轴向移动的方式安装在缸体内，一传动凸缘，位于上壳体内且中空活塞固装于其中，一安装在上壳体内的闭锁机构或锁定机构，一内放弹簧的弹簧外壳，它借助于一旋转支承可转动地安装在上壳体上，一下壳体，可沿轴向配装到弹簧外壳上。
19.根据权利要求17或18所述的雾化器，包括一螺旋推移机构形式的闭锁机构，具有带有接合锁定面的环形结构的闭锁件和一驱动按钮。
20.根据权利要求17至19任一项所述的雾化器，包括一具有一测量轴和一滑块的机械计量器，其在外表面区域中安装在弹簧外壳上，其轴线与弹簧外壳轴线平行。
21.根据权利要求17至20任一项所述的雾化器，包括一喷嘴部件，包括两块接合在一起的玻璃和/或硅钢薄板，至少一块板具有一条或多条细槽将喷嘴入口端和喷嘴出口端连接起来，喷嘴出口端有至少一个尺寸小于或等于10微米(液力直径)的孔口。
22.根据权利要求21所述的雾化器，包括在出口端有至少二个喷嘴孔口的喷嘴部件，喷射方向互相倾斜，并交汇在喷嘴孔口附近。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的雾化器，包括一止回阀，安装在泵壳中，位于喷嘴孔口和缸体高压腔之间。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的雾化器，包括一中空活塞，当弹簧动作时，它向其面向喷嘴的一端(高压端)的流体施加5-60兆帕(约50-600巴)的压力。
25.根据权利要求24所述的雾化器，包括一中空活塞(57)，当弹簧(68)动作时，它向其面向喷嘴一端(高压端)的流体施加10-60兆帕(约100-600巴)的压力。
26.根据权利要求17至25中任一项所述的雾化器，包括一装在下壳体中的可更换的贮液箱。
27.一种流体贮箱，装有一种药物，用于权利要求17至26中任一项所述的雾化器。
28.根据权利要求17至27中任一项所述的雾化器用于在没有推进气体的情况下产生医用气雾。
29.根据权利要求27所述的贮箱，装有选自下述药物组的药物的医用溶液芬忒醇、贝洛杜耳、9-去氟肤轻松、溴化异丙托品、舒喘宁、丁地去炎松、康比文、梯脱品、屋希文及合适的肽。
30.一种喷射高压液体的雾化器，包括对预定量的流体进行加压并将其经由雾化喷嘴排出的泵，该泵有一缸体，一在其中可往复运动的活塞，活塞是管状的且形成有始于活塞第一端的通向缸体的入流通道，并配置有一逆止阀，具有一由弹性材料制成的顶面、隔板、挡板或盖子，活塞的另一端从中穿过以在吸入行程允许液体从贮箱经活塞全长进入缸体，在泵工作时活塞和贮箱相对固定，以及使活塞和缸体相对运动的泵往复运动装置。
31.根据权利要求30所述的雾化器，其中，活塞的第二端被弄尖用以最初刺穿贮箱的弹性顶面、隔板、挡板或盖子。
33.根据权利要求31所述的雾化器，其中，泵往复运动装置包括活塞上的一弹簧加载凸缘或其它构件，从而弹簧能沿压缩方向驱动泵，以及用于在泵沿吸进方向操作时将弹簧张紧的装置。
33.根据权利要求32所述的雾化器，其中，所述的张紧装置包括一螺旋形锯齿凸轮，通过使雾化器的一部分相对另一部分转动进行操作。
34.根据权利要求32或33所述的雾化器，其中，泵往复运动装置包括一手动掣子，用以在排出加压流体之前将弹簧暂时保持在加载状态。
35.根据权利要求30-34中任一项所述的雾化器，适于将液体加压到至少50巴。
36.根据权利要求17-26中任一项所述的雾化器，它是一配量剂量吸气器，用于产生液态药物的喷雾以便吸入肺内，液滴总的平均尺寸不大于12微米。
37.一种用于在液体中产生高压的往复泵装置，包括一缸体，一可在缸体中移动且形成有一贯穿流体通道的中空的圆柱形活塞，一位于缸体内所示活塞的前面并经所述通道供给流体的高压腔，一位于所述流体通道上的进口逆止阀，所述逆止阀能沿活塞轴线在与活塞上的阀座相接触的闭合位置和与阀座分隔开的打开位置之间随活塞移动但只能作有限的受控移动，阀件如此成形和受控使得它不能绕与活塞轴线相交的轴线转动，从而以其预定表面与阀座接合。
38.根据权利要求37所述的装置，其中，阀件大致是圆柱形的且安装在中空活塞前端，阀座的有效面积基本上与活塞孔的面积相同。
39.根据权利要求38所述的装置，其中，阀座是截头圆锥形的。
40.根据权利要求30-36中任一项所述的雾化器，包括有权利要求37-39中任一项所述的装置。
41.根据权利要求17-26、30-36及40中任一项所述的雾化器，具有一喷嘴和在喷嘴上游的过滤器。
全文摘要
一种产生高压流体的微型器械对制造工艺提出了严格要求。根据本发明所述的器械包括一中空活塞(57)和一阀件(58)。中空活塞装在泵体内可移动,阀件受中空活塞的控制且安装后与中空活塞沿轴向可作相对运动。阀件(58)装在中空活塞一端的内侧或就在其前方。本器件应用于机械操作的高压雾化器。它是一可分开的壳体,壳体中包括一带喷嘴(54)的泵壳(52),闭锁机构(62),带弹簧(68)的弹簧座(67),贮存液体(72)的不加压的贮箱(71),和与弹簧座(67)做在一起的机械式计量器。阀(58)不用附加力即可操作,关闭迅速,耐高压密封。本雾化器操作安全方便,不影响环境:流体计量极精确,本雾化器可用于320巴压力下产生液体药品的可吸入人体的气雾而不使用气态挥发剂。
文档编号F16KGK1198689SQ96197411
公开日1998年11月11日 申请日期1996年10月4日 优先权日1995年10月4日
发明者乔基姆·耶格, 帕斯奎尔·西里洛, 乔基姆·艾彻, 约翰尼斯·格瑟, 伯恩哈德·弗罗因德, 伯恩德·齐雷伯格 申请人:贝林格尔·英格海姆国际有限公司