Капельный дозатор для жидкостей
Изобретение относится к устройству для расфасовки жидкостей, подлежащих покапельной раздаче. Устройство содержит емкость со стенкой, которая упруго деформируется при ручном нажатии, емкость заканчивается жестким горлышком, в котором установлена дозирующая головка. Предусмотрена мембрана, обладающая одновременно гидрофильными и гидрофобными свойствами, а в предпочтительном варианте - и противомикробными свойствами, которая размещена в дозирующей головке перпендикулярно направлению движения жидкости в сторону канала, предназначенного для ее выталкивания наружу. Эта мембрана впускает наружный воздух обратно в емкость после того, как через нее прошла жидкость на стадии выталкивания, а флакон претерпевает упругое восстановление исходной формы после каждой операции раздачи. Имеется также ломкая перегородка, которая изолирует мембрану от содержащейся во флаконе жидкости до его первого использования, когда она разрывается специальным пробойником, жестко связанным с дозирующей головкой. Изобретение обладает надежностью при хранении и применении, предусмотрены средства для предохранения мембраны от повреждения. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к области расфасовки жидкостей, а более конкретно к разработке и изготовлению капельных дозаторов, снабженных встроенной дозирующей головкой-пипеткой, наподобие тех, которые используют для расфасовки жидкостей, подлежащих покапельной раздаче.
Такие капельные дозаторы применяют в самых разных областях, в частности, для расфасовки жидких фармацевтических или косметических средств, например, в виде водных растворов, а также для хранения смазочных материалов, красителей, растворов - добавок для пищевой промышленности и прочих жидкостей. Подобные жидкие средства обычно расходуют небольшими дозами, выталкивая из дозатора с жидкостью всего лишь несколько капель за один прием и сохраняя остаток в дозаторе на длительное время. Кроме того, довольно часто оказывается необходимым обеспечить защиту хранящегося в дозаторе содержимого от попадания в него извне посторонних веществ, которые могут оказаться, например, носителями бактерий. Такое требование предъявляется, например, к хранению фармацевтических композиций, в частности растворов для лечения глазных заболеваний, которые и используются ниже в качестве наиболее наглядного примера для иллюстрации промышленного применения изобретения.
Учитывая предъявляемые к используемому средству требования чистоты, нельзя допустить свободное проникновение в дозатор окружающего воздуха, замещающего объем, ранее занятый той частью жидкости, которую выталкивают из дозатора в ходе каждой операции раздачи. Однако, даже если для таких дозаторов традиционно предусматривают специальное контрольное устройство для обеспечения их неприкосновенности, которое дает уверенность в том, что дозаторы не будут открыты в течение всего периода их хранения на складе до продажи конечному потребителю, то приходится признать, что подобная гарантия неприкосновенности имеет силу лишь до момента первого использования дозатора, так что существует задача найти такое техническое решение, которое обеспечивало бы поддержание чистоты содержимого в течение всего периода использования дозатора с последовательным выталкиванием очередных доз его содержимого.
Для решения проблем, встречающихся в практике промышленного применения рассматриваемых конструкций, в настоящем изобретении предлагается, по существу, совместить два разных элемента герметичного уплотнения между той частью дозатора, которая образует емкость с подлежащей раздаче жидкостью, и наружной поверхностью дозатора: один элемент механического типа, а другой физико-химической природы, в такой форме, чтобы можно было обеспечить поступление воздуха на каждой стадии раздачи вещества, предотвращая в то же время загрязнение вредными агентами, содержащимися в окружающем воздухе. В качестве загрязняющих агентов, которые необходимо принимать во внимание, выступают обычно бактерии, вирусы и иные биологические организмы, особенно когда мы имеем дело с фармацевтическими или косметическими средствами, но возможны ситуации и с другими формами вредных агентов, в частности с такими, которые способны вызвать разрушение или денатурацию дозируемого вещества.
Дозатор согласно изобретению представляет собой значительное усовершенствование по сравнению с известными до настоящего времени капельными дозаторами для расфасовки жидкостей, в которых предусмотрена ручная деформация сосуда с жидкостью, выполненного из пластика, благодаря его выполнению в виде цилиндрической "гармошки", что позволяет постепенно уменьшать внутренний объем по мере выталкивания из него жидкости на каждой стадии раздачи. Такой сосуд в виде "гармошки" должен быть защищен жестким кожухом, на котором крепится дозирующая головка, образующая горлышко сосуда и заканчивающаяся снаружи каналом для выхода капель, при этом защита от загрязнения обеспечивается с помощью специального антибактериального фильтра, который помещают в дозирующей головке перед указанным каналом.
Совершенно очевидно, что целесообразно создать конструкцию, в которой можно было бы обойтись без дополнительной оболочки в виде жесткого кожуха, так как подобное конструктивное исполнение сопряжено со сложностью и дороговизной процесса изготовления как в смысле получения каждого отдельного компонента, так и в смысле их последующей сборки. Кроме того, в случае если в рамках промышленного производства потребуется изменить вместимость дозатора, этого невозможно будет добиться без существенной модификации производственных мощностей и, следовательно, без заметного увеличения соответствующих затрат.
Кроме того, в силу самой конструкции известных дозаторов рассматриваемого типа их заполнение должно проводиться в заводских условиях перед установкой дозирующей головки, то есть в процессе сборки дозатора. Таким образом, производителю жидкости, заливаемой в подобные дозаторы, приходится посылать на производственный объект все отдельные компоненты дозатора, получая затем готовые к продаже изделия, и приобретать специальную машину для разлива жидкости и окончательной сборки дозатора, стоимость которой можно будет окупить только в условиях исключительно высоких темпов эксплуатации. По этой причине желательно, чтобы операция заполнения дозатора могла проводиться за пределами завода изготовителя на том предприятии, где производится подлежащая раздаче жидкость, например, с использованием традиционной разливочной машины.
Изобретение направлено на удовлетворение потребностей промышленности в области расфасовки жидкостей, подлежащих покапельной раздаче, в том числе тех потребностей, о которых сказано выше. В частности, целью изобретения является создание нового дозатора для расфасовки жидкостей, подлежащих покапельной раздаче, имеющего упрощенную конструкцию, пригодную для его заполнения на автоматизированном участке, являющемся автономным по отношению к предприятию по изготовлению дозатора, и позволяющую получать разную вместимость без необходимости внесения существенных изменений в технологический процесс.
Для достижения поставленной цели согласно изобретению предлагается капельный дозатор для жидкости, имеющий емкость, заканчивающуюся жестким горлышком, в котором установлена дозирующая головка, имеющая наружный наконечник с выполненным в нем каналом для выталкивания жидкости из емкости, отличающийся тем, что указанная емкость имеет граничную стенку с возможностью упругой деформации для выталкивания части жидкости, содержащейся в емкости, в ходе каждой операции раздачи; тем, что указанная дозирующая головка снабжена мембраной, установленной перпендикулярно направлению движения жидкости, выталкиваемой таким образом из емкости, при этом мембрана является частично гидрофильной для обеспечения возможности протекания жидкости под действием повышенного давления, действующего в емкости вследствие деформации стенки, и частично гидрофобной, благодаря чему смачиваемая выталкиваемой жидкостью мембрана пропускает тем не менее наружный воздух в емкость, когда последняя претерпевает упругое восстановление исходной формы после каждой операции раздачи под действием ручного сжатия; и тем, что он дополнительно имеет жестко связанную с емкостью ломкую перегородку для отделения указанной мембраны от содержащейся в емкости жидкости до его первого использования, причем указанная перегородка выполнена с возможностью разрыва при переходе указанной дозирующей головки из начального положения в рабочее положение.
В соответствии с предпочтительными вариантами выполнения дозатора согласно изобретению, в частности с теми из них, которые касаются его применения для расфасовки жидкостей на водной основе для фармацевтических и косметических нужд, а еще более конкретно растворов для лечения глазных заболеваний, мембрана, обладающая одновременно гидрофильными и гидрофобными свойствами, способна также воспрепятствовать проникновению в дозатор загрязняющих агентов, содержащихся в наружной окружающей среде. Таким образом можно говорить о создании так называемой "противомикробной" мембраны, которая обеспечивает задержку микробов, обладающих большей или меньшей мобильностью, в зависимости от размеров ее пор.
В соответствии с другими признаками изобретения, дозатор имеет в целом цилиндрическую или почти цилиндрическую форму (а именно, по существу круглое или овальное поперечное сечение), а его цилиндрическая боковая стенка выполнена с возможностью упругой деформации под действием ручного сжатия по всей своей поверхности или по ее части, что обеспечивает создание повышенного давления, необходимого для выталкивания жидкости в ходе каждой операции раздачи. В дополнение к практически цилиндрической форме целесообразно выполнить конструкцию емкости таким образом, чтобы донышко, закрывающее ее в нижней части, которая расположена по продольной оси противоположно ломкой перегородке, было выполнено в виде жесткой детали, которая герметично крепится к цилиндрической стенке после заполнения емкости.
Для иллюстрации конкретных признаков и преимуществ изобретения перейдем теперь к описанию вариантов его осуществления, касающихся создания дозаторов для глазных капель. В этой связи необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что применительно к обычным условиям эксплуатации подобных дозаторов, важную роль для поддержания чистоты их содержимого играет наличие специальной буферной секции между ломкой перегородкой и гидрофильно-гидрофобной мембраной.
Благодаря мембране, обладающей как гидрофильными, так и гидрофобными свойствами, появляется возможность использовать сжимаемую емкость, которая восстанавливает исходную форму после каждой операции раздачи вследствие проникновения воздуха, замещающего выпущенную жидкость, поскольку этот воздух стал стерильным вследствие противомикробных свойств мембраны и, соответственно, содержащаяся в емкости жидкость оказывается защищенной от различных загрязнений. В результате устраняется необходимость в применении "гармошки", так что емкость можно выполнять в виде единого целого и, кроме того, целесообразно придать ей полностью цилиндрическую форму, что позволит наносить на нее надписи.
Благодаря изобретению удается уменьшить количество деталей дозатора, что приводит к значительному снижению производственных затрат. Кроме того, предложенная конструкция позволяет менять вместимость дозатора, приспосабливая его к различным нуждам без сколько-нибудь существенных расходов.
Наличие ломкой перегородки, жестко связанной с емкостью, позволяет использовать такую дозирующую головку, которая в процессе изготовления дозатора будет устанавливаться в горлышке в верхней части емкости и производить заполнение не через головку, а, напротив, снизу. При этом облегчается также процесс изготовления самого дозатора, который целесообразно вести посредством формования, в виде единого целого, объекта, состоящего из цилиндрической стенки емкости, горлышка и ломкой перегородки, учитывая, что доступ к этой промежуточной поперечной перегородке будет возможен с обеих сторон. В результате уменьшается также количество образующих дозатор деталей, так как здесь не используется двойная оболочка емкости, которую в известных конструкциях образовывали "гармошка" с объемом, постепенно изменяющимся вследствие пластической деформации его стенки, и жесткий наружный кожух дозатора.
Другое преимущество дозатора согласно изобретению состоит в том, что, за исключением донышка, все его компоненты можно полностью собрать в заводских условиях перед отгрузкой готового изделия на предприятие, занимающееся расфасовкой, где в автоматизированном цехе разлива можно использовать машину традиционного типа. При этом дозаторы, в которые будет производиться разлив, размещаются головкой вниз, а изоляция жидкости относительно мембраны надежно обеспечивается благодаря ломкой перегородке. После этого достаточно закрыть дозатор снизу пока он расположен головкой вниз. Это закрытие осуществляют посредством прикрепления вышеупомянутого донышка с обеспечением герметичности уплотнения любым известным способом, например сваркой, склейкой и/или защелкиванием. Согласно одному из вариантов его можно также выполнить путем приклеивания гибкой стенки емкости встык по диаметру ее поперечного сечения.
В соответствии с другим признаком изобретения, указанная дозирующая головка установлена с возможностью осевого перемещения со скольжением в жестком горлышке емкости с упруго деформируемой стенкой между двумя различными положениями в продольном направлении внутри горлышка, то есть между начальным положением, в котором сообщение между емкостью и указанным выпускным каналом через мембрану оказывается герметично перекрытым, и рабочим положением, когда это сообщение становится возможным вследствие разрушения ломкой перегородки. Дополнительно целесообразно снабдить дозирующую головку в ее нижней части специальным пробойником, который обеспечивал бы разрыв указанной перегородки в процессе первого использования емкости в результате вдавливания головки в горлышко емкости в ходе ее продольного перемещения.
В соответствии с дополнительным признаком изобретения, поступательное перемещение или вдавливание дозирующей головки целесообразно осуществлять известным способом с помощью пробки, навинчиваемой на жесткое горлышко емкости.
С другой стороны, ломкую перегородку целесообразно выполнить таким образом, чтобы облегчить проход жидкости из емкости, например, путем обеспечения, после разрыва перегородки, такого проходного сечения для жидкости, которое было бы не меньше четверти активной площади гидрофильно-гидрофобной мембраны.
Для обеспечения ломкости перегородки целесообразно выполнить в ней ряд линий ослабления или линий разрыва, которые были бы ориентированы в радиальном направлении и расположены в виде звезды с разнесением по кругу на практически одинаковые угловые интервалы. Целесообразно также выполнить пробойник в дополнение к линиям ослабления и, если необходимо, с соблюдением осевой симметрии. Так, например, его можно выполнить в виде ряда треугольных радиальных ребер, равномерно распределенных вокруг продольной оси дозатора. При этом целесообразно, чтобы количество линий ослабления или линий разрыва в перегородке было отлично от количества ребер пробойника. Благодаря этому предотвращается возможное расположение каждого ребра напротив соответствующей линии разрыва, что гарантирует открытие емкости вследствие расхождения разорванных стенок перегородки.
В соответствии с еще одним признаком изобретения, дозатор снабжен защитной втулкой для обеспечения неприкосновенности, которую размещают между внутренним корпусом дозирующей головки и верхней поверхностью горлышка емкости, когда головка находится в начальном положении. Благодаря размещению защитной втулки между дозирующей головкой и горлышком емкости достигается надежная установка дозирующей головки в горлышке в начальном положении с предотвращением вероятности прокалывания ломкой перегородки в процессе сборки дозатора. Высота втулки соответствует величине перемещения дозирующей головки в процессе ее вдавливания при первом использовании. После удаления втулки происходит исключительно точное смещение дозирующей головки в так называемое рабочее положение (положение готовности), когда перегородка открыта для протекания жидкости.
Согласно одному из вариантов осуществления, защитная втулка устанавливается с помощью разрушаемых пластинок, связанных с пробкой, которая навинчивается для защиты раздаточного наконечника. При этом такая втулка может оставаться неподвижно закрепленной на корпусе дозатора после разрушения указанных пластинок, когда в процессе первого использования потребитель надавливает на пробку, чтобы отвинтить ее.
Такое конструктивное исполнение защитных втулок дает особое преимущество в сочетании с дополнительными признаками одного из вариантов осуществления, в соответствии с которым предусмотрены средства, управляющие поступательным перемещением дозирующей головки в горлышке дозатора благодаря повороту защитной пробки в процессе ее отвинчивания, при этом указанное перемещение автоматически сопровождается разрывом ломкой перегородки с получением сообщения между внутренним пространством дозатора и выпускным каналом дозирующей головки через специальную буферную секцию, которая выполнена внутри камеры, образующей внутренний корпус дозирующей головки.
Ниже следует более детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения и их преимуществ со ссылками на приложенные чертежи, где:
- фиг.1 представляет собой осевой разрез дозатора согласно изобретению, где дозирующая головка показана в начальном положении;
- фиг.2 представляет собой осевой разрез, иллюстрирующий емкость и внутренний корпус дозирующей головки в рабочем положении;
- фиг.3 представляет собой разрез по линии III-III на фиг.1;
- фиг.4 представляет собой изображение в аксонометрии, иллюстрирующее нижнюю часть внутреннего корпуса дозирующей головки с пробойником;
- фиг.5 представляет собой частичный осевой разрез, иллюстрирующий дозирующую головку перед ее сборкой;
- фиг.6 представляет собой осевой разрез, иллюстрирующий другой предпочтительный вариант осуществления изобретения.
На чертежах продемонстрирован пример предпочтительного варианта капельного дозатора согласно изобретению для целей расфасовки фармацевтических средств, в частности водных растворов для лечения глазных заболеваний.
Для заливки жидкости в дозатор в нем имеется емкость 1 в целом цилиндрической формы с вертикальной продольной осью, как видно на фиг.1 и 2, которая снизу закрыта донышком 2, а в верхней части имеет продолжение в виде горлышка 3, в котором размещена дозирующая головка 4, установленная с возможностью поступательного перемещения в продольном направлении. Кроме того, рассматриваемый узел снабжен пробкой 5, навинченной на горлышко 3 емкости.
Стенка 6 емкости 1 выполнена по всей своей цилиндрической боковой поверхности гибкой, с возможностью упругой деформации, что позволяет добиться временного уменьшения внутреннего объема емкости при нажатии на эту стенку, причем с ослаблением силы ручного сжатия емкость демонстрирует тенденцию восстанавливать свой исходный объем вследствие упругого восстановления начальной цилиндрической формы ее стенки. Что же касается донышка 2 и горлышка 3, то они выполнены, напротив, жесткими.
Емкость 1 снабжена также поперечной перегородкой 7, которая размещена перпендикулярно ее продольной оси 8 в нижней части горлышка 3. Как будет показано ниже, эта поперечная перегородка выполнена таким образом, чтобы обеспечивался ее автоматический разрыв при первом использовании капельного дозатора с получением при этом отверстия в емкости 1 перед горлышком 3.
Дозирующая головка 4 выполнена из двух жестко связанных друг с другом частей - полой внутренней камеры 9, имеющей в сечении форму круга и установленной с возможностью осевого перемещения в горлышке 3, и наконечника 11, закрепленного на верхней поверхности камеры 9 и имеющего выполненный в нем канал 12 для выталкивания жидкости из дозатора. Герметичность установки камеры 9 на внутренней стенке горлышка 3 обеспечивается с помощью трех наружных кольцевых буртиков 13 таким образом, что два из них всегда обеспечивают герметичность соединения между камерой и горлышком емкости. В верхней части камеры 9 предусмотрен заплечик 14, опирающийся на верхнюю поверхность 15 горлышка 3, когда дозирующая головка 4 находится в рабочем положении, показанном на фиг.2. На верхней поверхности заплечика 14 выполнено кольцевое углубление 16, в которое входит нижняя закраина 17 наконечника 11 (фиг.5).
В нижней части камеры 9 имеется пробойник 18 (см. фиг.4 и 5), служащий для разрыва перегородки 7 при первом использовании дозатора. Этот пробойник выполнен в виде четырех радиальных ребер 19 треугольной формы, которые расположены под прямым углом друг к другу и соединены, во-первых, между собой по оси дозатора и, во-вторых, каждое с нижней частью 21 камеры 9. В показанном на фиг.1 начальном положении можно видеть кольцевую втулку 22, помещенную между верхней поверхностью 15 горлышка 3 и нижней поверхностью заплечика 14 камеры 9. Эта втулка играет роль традиционного средства обеспечения неприкосновенности. Она жестко связана с одной из двух деталей, в данном случае с горлышком 3, таким образом, чтобы обеспечивалось ее беспрепятственное удаление путем разрыва или излома при первом использовании дозатора. На практике она выполняется посредством формования совместно с емкостью 1 и горлышком 3.
В пробке 5 имеются центральный выступ 23, легко входящий в расширенный конец выпускного канала 12, кольцевой венец 24, который направляет этот выступ, центрируя его по наружной поверхности конической вершины 25 основания 26 наконечника 11, и второй кольцевой венец 27 большего диаметра, опирающийся на наружную поверхность основания 26. Пробка 5 имеет также внутреннюю резьбу 28, взаимодействующую с наружной резьбой 29 горлышка 3.
Согласно изобретению (это можно видеть, в частности, на фиг.5), предусмотрена мембрана 31, находящаяся на пути движения жидкости, выталкиваемой из емкости 1, и расположенная перпендикулярно центральной оси головки 4. Она удерживается по всему своему периметру между камерой 9 и наконечником 11, а точнее между верхней поверхностью заплечика 14 и нижней поверхностью основания 26 наконечника 11.
На нижней поверхности основания 26 наконечника 11 выполнена центральная круговая выемка 32, диаметр которой больше внутреннего диаметра камеры 9 и в которую выходит нижняя часть выпускного канала 12. В результате оказывается, что мембрана 31 закреплена лишь на своем периферийном участке между камерой 9 и наконечником 11, тогда как большая часть ее поверхности остается свободной, обеспечивая возможность прохода через нее жидкости в зоне, примыкающей к внутреннему объему камеры 9.
Согласно изобретению, указанная мембрана 31 обладает, в первую очередь, противомикробными свойствами, позволяя отфильтровывать бактерии и добиться благодаря этому сохранения чистоты жидкости, находящейся в дозаторе. Кроме того, учитывая, что эта мембрана обладает как гидрофильными, так и гидрофобными свойствами, одновременно обеспечиваются выпуск глазных капель из емкости, возврат лишнего количества выпущенной жидкости и поступление в емкость воздуха, замещающего объем жидкости, выпущенной в виде капель.
Дозирующую головку изготавливают следующим образом. Вначале по отдельности изготавливают наконечник 11 и камеру 9. В нижней части наконечника 11 закрепляют мембрану 31, выполняя круговой шов посредством ультразвуковой или высокочастотной сварки. Далее выполняют защиту мембраны 31 закраиной 17 от возможного повреждения при перемещении наконечника 11. Затем закрепляют узел, состоящий из наконечника 11 и мембраны 31, при этом закраина 17 наконечника 11 входит в углубление 16, выполненное в камере 9. Это соединение герметизируют, например, с использованием ультразвуковой сварки или термического плавления. В результате получают полностью собранную дозирующую головку 4, которая будет в дальнейшем вставлена сверху в горлышко 3 емкости 1.
Как видно на фиг.3, где показаны верхняя часть стенки 6, горлышко 3 и ломкая перегородка, последняя выполнена в своей средней части ослабленной благодаря наличию шести линий ослабления или линий разрыва 33, ориентированных в радиальном направлении и разнесенных на одинаковые угловые интервалы по 60 градусов. Вследствие этого при создании усилия нажима в центре перегородки 7 она разрывается по линиям 33, при этом в ее средней части открывается проход для жидкости, находящейся в емкости 1.
Для этого в нижней части камеры 9 предусмотрен пробойник, образованный четырьмя треугольными радиальными ребрами 19, нижние концы которых сходятся в вершине 34, прокалывающий перегородку 7 при смещении дозирующей головки 4 вниз. Как показано на чертежах, использованный в рассматриваемом примере пробойник 18 имеет четыре ребра, тогда как число линий разрыва в перегородке 7 равно шести. Благодаря такому различию в количестве указанных элементов, определяющему разное их распределение с соблюдением их симметричного расположения относительно центральной оси, никогда не возникнет ситуации, при которой все ребра будут совмещены с линиями разрыва, и, следовательно, не возникнет опасности, что эти ребра попадут в пространство, оставленное после разрывов, и закупорят путь прохода жидкости.
Благодаря изобретению существенно упрощается изготовление дозатора, поскольку вся емкость, включая ее боковую стенку 6, горлышко 3, защитную втулку 22 и перегородку 3, выполнена как единое целое в процессе операции литья под давлением или экструзии синтетического материала. Для этой цели может быть применен, например, полиэтилен высокого или низкого давления, а также любой другой полимер или композит, создающий достаточно надежную преграду для паров воды и обладающий достаточной упругостью (в зависимости от выбранной толщины), обеспечивающей возможность сжатия цилиндрической стенки. Подобное изготовление посредством формования изделия в виде единого целого облегчается благодаря тому, что ломкая перегородка, перпендикулярная цилиндрической стенке, доступна с обеих сторон при отсутствии донышка.
Изготавливают по отдельности наконечник и камеру дозирующей головки, после чего крепят мембрану внутри выемки 32 посредством ультразвуковой или высокочастотной сварки. Далее размещают узел, состоящий из наконечника и мембраны, на камере, при этом закраина 17 входит в углубление 16 камеры. После этого герметично соединяют наконечник с камерой, например, сваркой, получая при этом дозирующую головку 4.
При этом дозирующую головку 4 устанавливают в горлышко 3 с упором на защитную втулку в начальном положении, в котором пробойник 18 находится чуть выше перегородки 7, как это видно на фиг.1. После этого можно навинчивать на горлышко 3 пробку 5, пока она не упрется в основание 26 наконечника 11.
Теперь полученный таким образом узел вместе с донышком 2 можно отправлять на предприятие-изготовитель фармацевтических средств, где выпускается подлежащая раздаче жидкость, где дозаторы будут устанавливать на разливочной машине традиционного типа головкой вниз и заполнять их жидкостью безо всякого риска контакта с мембраной 31 благодаря наличию перегородки 7. После заполнения дозатора донышко 2 герметично закрепляют, например, сваркой на нижней стороне стенки 6 и с этого момента дозатор с залитой в него жидкостью готов к выпуску в продажу.
Для первого использования дозатора достаточно лишь отвинтить пробку 5, снять защитную втулку 22 и снова навинтить пробку 5 на горлышко 3. При навинчивании происходит вдавливание дозирующей головки 4, которая перейдет при этом в рабочее положение, показанное на фиг.2, после того как пробойник 18 прорвет перегородку 7 по линиям разрыва 33. Разрезанные треугольные фрагменты перегородки 7 отодвигаются ребрами пробойника 18, в результате чего создается проход для жидкости, заключенной в емкости 1, с площадью сечения, равной минимум трем четвертям площади свободной поверхности мембраны 31. Благодаря вершине 34 пробойника 18 удается предотвратить попадание на мембрану 31 прямой струи жидкости.
При каждом очередном использовании дозатора следует, держа его в положении головкой вниз, надавить на стенку 6 емкости 1, что приведет к выталкиванию по каналу 12 одной или нескольких капель. Если прекратить нажатие на стенку 6, то излишек жидкости, выпущенной за пределы мембраны 31, будет затянут обратно в дозатор благодаря наличию в мембране пор, обладающих гидрофильными свойствами. Кроме того, учитывая, что мембрана смачивается жидкостью, ее поры с гидрофобными свойствами пропускают воздух, который замещает жидкость, выпущенную в виде капель. Поскольку мембрана обладает также противомикробными свойствами, указанное повторное поступление жидкости и воздуха в емкость 1 происходит в стерильных условиях, благодаря чему содержащуюся в емкости жидкость можно использовать в течение достаточно длительного времени без опасности ее загрязнения.
Мембрану можно изготовить по известной технологии из какого-либо полимерного материала (например, на основе полиамидных, фторполивиниловых, полиэфирсульфоновых и других смол), который благодаря его особому составу имеет гидрофильные свойства и становится гидрофобным только в некоторой части его свободной площади благодаря определенной модификации его структуры. Такую модификацию можно осуществить традиционным способом, используя сополимеризацию в присутствии инициатора радикальных реакций. Целесообразно проводить обработку таким образом, чтобы мембрана приобрела гидрофобные свойства на части поверхности, составляющей от 20 до 50% ее площади, смачиваемой выпущенной из дозатора жидкостью. В качестве примера можно указать, что мы использовали мембрану на основе полиамидных смол с диаметром пор, равным 0,2 микрона. Другой пример - использование, при таком же расходе рассматриваемого водного раствора, мембраны на основе полиэфирсульфоновых смол с диаметром пор, уменьшенным до 0,1 микрона, что позволяет улучшить противомикробную фильтрацию, преграждая путь бактериям.
Перейдем теперь к рассмотрению фиг.6, где представлен вариант выполнения устройства согласно изобретению, преимущество которого по сравнению с ранее описанными заключается в том, что облегчается работа потребителя с дозатором. Это достигается тем, что детали головки дозатора собраны таким образом, что когда при его первом использовании потребитель отвинчивает пробку 5, это приводит сначала к разрыву пластинок 41, удерживающих защитную втулку 42, а затем к проколу перегородки 43 пробойником 44. Продолжая отвинчивать колпачок 5, потребитель полностью отделяет его от наконечника 11.
На чертеже показан наклонный элемент 45, предусмотренный внутри дозирующей головки для обеспечения взаимодействия камеры, образующей ее внутренний корпус 46, с внутренними элементами горлышка 47 дозатора. Этот наклонный элемент снабжен резьбой, которая противоположна по отношению к резьбе для навинчивания пробки 5, и имеет заметно более сильный наклон. Он приводится в действие, когда камера начинает вращаться под действием отвинчиваемой пробки (5) и способствует перемещению дозирующей головки (4) в рабочее положение.
В приведенном на чертеже примере камера 46 находится еще в верхней позиции. Вокруг пробойника 44 выполнен венец 48, имеющий приливы 51, которые защелкиваются на буртике 52, выступающем из корпуса дозатора на внутренней стенке манжеты, которую он образует вокруг перегородки 43.
На участке, который взаимодействует, во-первых, с резьбой колпачка 5 с наружной стороны и, во-вторых, с внутренней камерой 46 через посредство наклонного элемента 45 с внутренней стороны, корпус дозатора образует два кольцевых венца, между которыми размещается наружный фартук 54 камеры, в то время как ее внутренний фартук, заканчивающийся венцом 48, устанавливается во внутреннем венце 55. Таким образом, внутренний венец зажат между двумя соосными фартуками камеры, и наклонный элемент 45 оказывается размещенным как раз в этой позиции. Этот элемент проходит по половине окружности дозатора, благодаря чему взаимодействующая часть камеры всегда входит в соприкосновение с ним, независимо от ее конкретного исходного положения при вращении.
На фиг.6 видны и другие детали конструкции, в частности относящиеся к выступу, сформированному на фартуке 54 и упирающемуся в заплечик пробки 5, а также показано, что поворот камеры относительно горлышка дозатора ограничен довольно узким сектором из-за наличия желобков, выполненных с припуском на толщину в фартуке 54.
На чертеже можно также видеть буферную секцию 56, которая, как и в примере выполнения, показанном на фиг.1 и 2, предусмотрена внутри камеры между входной зоной, образованной сильно раскрытыми секторами вокруг пробойника 44, и гидрофильно-гидрофобной мембраной на входе в выпускной канал наконечника. Конструкция пробойника 44 несколько отличается от конструкции пробойника 18 по фиг.1. У него имеется острие треугольного сечения, которое смещено по оси относительно внутреннего фартука камеры 46.
Чертеж фиг.6 позволяет проиллюстрировать использование тех же исходных головки и корпуса, но с получением дозатора меньшей вместимости благодаря наличию вогнутого донышка 57. В этом случае, как и в предыдущем, указанное донышко крепят на дозаторе и впоследствии приваривают после его заполнения.
Можно заметить также, что в примере, показанном на фиг.6, в отличие от конструкции по фиг.1, защитная втулка остается закрепленной на неподвижном кольце корпуса дозатора, но освобождена от разрушаемых пластинок, которыми она крепилась к торцевому заплечику пробки 5.
Из вышесказанного следует, что изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше применительно к конкретным примерам, а может включать и любой другой вариант, достигаемый с использованием эквивалентных средств. Так, например, в качестве пробойника можно применить иглу, закрепленную посередине в нижней части камеры 9.
Кроме того, донышко можно закреплять любым способом, обеспечивающим получение достаточной герметичности, например путем защелкивания. Можно также вообще обойтись без такого донышка, закрывая нижнюю часть путем зажатия цилиндрической стенки емкости.
Области применения изобретения не ограничиваются упомянутыми выше - так, например, совершенно очевидно, что дозатор, снабженный мембраной, которая благодаря своей гидрофильной природе позволяет пропускать через нее жидкости на водной основе, можно использовать с таким же успехом и для покапельной раздачи средств, полученных растворением не в воде, а в каком-либо полярном растворителе.
1. Капельный дозатор для жидкостей, имеющий емкость (1) с жестким горлышком (3), в котором установлена дозирующая головка (4), имеющая наружный наконечник (11) с выполненным в нем каналом для выталкивания жидкости из емкости (1), отличающийся тем, что указанная емкость образована цилиндрической стенкой (6), выполненной с возможностью упругой деформации для выталкивания части жидкости, содержащейся в емкости, в ходе каждой операции раздачи, закрытой в нижней части жестким донышком (2), закрепленным после заполнения емкости (1); указанная дозирующая головка имеет мембрану (31), установленную перпендикулярно направлению движения жидкости, выталкиваемой из емкости, при этом мембрана является частично гидрофильной для обеспечения возможности протекания жидкости под действием повышенного давления, действующего в емкости вследствие деформации стенки, и частично гидрофобной, благодаря чему смачиваемая выталкиваемой жидкостью мембрана пропускает наружный воздух обратно в емкость, когда последняя претерпевает упругое восстановление исходной формы; дозатор имеет жестко связанную с емкостью ломкую перегородку (7) для отделения мембраны (31) от содержащейся в емкости (1) жидкости до его первого использования, причем указанная перегородка выполнена с возможностью разрыва при переходе указанной дозирующей головки из начального положения в рабочее положение.
2. Капельный дозатор по п.1, отличающийся тем, что мембрана (31) выполнена из гидрофильного полимера, в частности, на основе полиамида или полиэфирсульфона, имеет гидрофобные свойства на части поверхности, составляющей от 20 до 50% его площади, и диаметр пор предпочтительно порядка от 0,1 до 0,2 мкм, что позволяет воспрепятствовать поступлению в дозатор загрязняющих агентов, содержащихся в наружной окружающей среде.
3. Капельный дозатор по пп.1 или 2, отличающийся тем, что указанная стенка емкости имеет цилиндрическую форму с возможностью упругой деформации под действием ручного сжатия, обеспечивая создание в емкости повышенного давления, которое способствует выталкиванию жидкости в ходе каждой операции раздачи, при этом упругое восстановление исходной формы емкости приводит к обратному всасыванию жидкости, не вышедшей из наконечника, и к поступлению в емкость наружного воздуха, замещающего выпущенную жидкость.
4. Капельный дозатор по п.3, отличающийся тем, что указанная емкость закрыта снизу напротив указанной дозирующей головки жестким донышком, закрепленным на его цилиндрической стенке, снабженной дозирующей головкой, после заполнения дозатора.
5. Капельный дозатор по п.1, отличающийся тем, что дозирующая головка (4) установлена с возможностью осевого перемещения между двумя разными положениями внутри горлышка (3), то есть между начальным положением, в котором сообщение между емкостью (1) и выпускным каналом (12) через мембрану (31) оказывается герметично перекрытым, и рабочим положением, когда это сообщение возможно вследствие разрушения ломкой перегородки (7), причем указанная дозирующая головка снабжена в ее нижней части пробойником (18), который обеспечивает разрыв перегородки (7) в процессе первого использования емкости в результате вдавливания дозирующей головки (4) в горлышко (3) емкости.
6. Капельный дозатор по п.5, отличающийся тем, что перегородка (7) конструктивно выполнена таким образом, что она обеспечивает открытие проходного сечения для жидкости не меньше четверти площади вышеуказанной мембраны.
7. Капельный дозатор по п.5, отличающийся тем, что перегородка (7) выполнена из формуемого материала как одно целое с емкостью (1) и горлышком (3).
8. Капельный дозатор по п.5, отличающийся тем, что в перегородке (7) выполнены радиальные линии разрыва (33), расположенные в виде звезды, а пробойник (18) имеет радиальные ребра (19), равномерно распределенные вокруг продольной оси, причем количество линий разрыва (33) в перегородке отлично от количества ребер (19) пробойника (18).
9. Капельный дозатор по п.5, отличающийся тем, что он снабжен защитной втулкой (22) для обеспечения неприкосновенности, которая расположена между заплечиком (14) дозирующей головки (4) и верхней поверхностью (15) горлышка (3) емкости, (1) когда дозирующая головка (4) находится в начальном положении, причем указанный заплечик (14) опирается на указанную верхнюю поверхность (15) после удаления защитной втулки вследствие вдавливания камеры (9) дозирующей головки (4) до достижения рабочего положения.
10. Капельный дозатор по п.5, отличающийся тем, что он снабжен защитной втулкой (42), неподвижно установленной на горлышке (3) емкости (1), соединенной разрушаемыми пластинками с отвинчиваемой пробкой (5), обеспечивающей защиту дозирующей головки до первого использования дозатора.
11. Капельный дозатор по п.5, отличающийся тем, что он снабжен наклонными элементами (45), способствующими перемещению дозирующей головки (4) в рабочее положение при отвинчивании пробки (5), обеспечивающей защиту указанной головки до первого использования.
