CN1195556C - 用于分配流体材料的致动装置 - Google Patents

Abstract

用于使一活塞(36)或隔膜(4)位移的装置(1)它包括一含有未饱和的超吸收性材料(38)并包括一活塞或隔膜的外壳；和一进入外壳的液体入口，该入口用于允许液体进入外壳中并限制超吸收性材料，使其不从外壳跑出；该装置为，允许液体进入外壳中，液体被超吸收性材料吸收，该材料朝活塞(36)或隔膜(4)胀大，使它们位移，活塞(36)或隔膜(4)可形成外壳的至少一个壁。另一种方案为，隔膜可以是在外壳中的用弹性材料做的薄膜。本发明可用在药物发送***，空气清新器或厕所清洁器中。

Description

用于分配流体材料的致动装置

本发明涉及超吸收性材料及其在吸取液体时用于提供一原动膨胀力。

超吸收性材料由于其吸收其自身重量的许多倍的液体的能力而被广泛使用。特别是，它们用在尿布、肉垫和必须避免液体洒出的包装中。

当超吸收性材料吸收液体时，它就膨胀。这是由于它们与水的亲和性引起的，它们在膨胀时能产生相当大的力。我们建认利用这种力，它可以用于排挤其它物体，例如用于移动一活塞或用于排挤一定量的液体。由于膨胀是通过加至超吸收性材料中的水的体积控制的，故超吸收材料的膨胀可用于调剂或计量活塞的上升或被排挤的液体的体积。

本发明的目的为提供一致动器，它用于用超吸收性材料产生一原动力。

按照本发明，提供一用于使活塞或隔膜位移的装置，它包括：

·一外壳，它含有未饱和的超吸收性材料并包括一活塞或一隔膜；以及

·一进入外壳的液体入口，它用于允许液体进入外壳中并限制超吸收性材料，使其不从外壳跑出；

其结构为，允许液体进入外壳中，液体被超吸收性材料吸收，该超吸收性材料朝着活塞或隔膜胀大，使它们位移。

在一个实施中，活塞形成外壳的至少一个壁。在另一实施例中，隔膜是在外壳中的用弹性材料做的薄膜，它将外壳分割成两个区域，一个用于保持未饱和的超吸收性材料，而另一个则用于保存要被排挤的液体或类似物。在另一个实施例中，隔膜是在外壳中的一个袋或囊，在外壳的出口处或出口附近密封；袋可以灌以要被排挤的液体。

液体的体积通常要被控制，以确定超吸收性材料的膨胀，从而确定所作用的力。此外，或按另一种方案，膨胀速度可以通过控制水的纯度束控制。采用纯水将比含有杂质的水吸收得更快。因此，控制杂质的量，就能控制水的吸收速度，从而控制所作用的力。

超吸收性材料可以是颗粒形或纤维形，这里取决于用途。

外壳可以是盖进入体部中的延伸部分，该体部用于保存水，而水的入口则在延伸部分提升时位于延伸部分与体部的底之间。

另一种方案为，外壳可以是容器的一段，而可移动的壁则为分割容器的隔膜。在此实施例中，水的入口为一将外壳与一碗相连的灯芯，该碗用于计量预定体积的水。

在又一可替代的超吸收性材料中，致动器可以是药物发放***的一部分。在此实施例中，隔膜为一弹性薄膜，而物体为弹性薄膜中的液体。

为了有助于理解本发明，现在参考附图描述其三个实施例，在图中：

图1为一个袋的正视图，它有一包含液体的前区和一含有超吸收性材料的后区；

图2为按照本发明的图1的袋的剖视图；

图3为图1的袋在其遇到水以后的剖视图；

图4为按照本发明的空气清新器在使用前的剖视图；

图5为图4的空气清新器在使用时的剖视图；

图6为按照本发明的另一方面的分配器的剖视图；

图7为图6的分配器在使用时的剖视图；

图8为按照本发明的第三方面的一次性药物输入泵的剖视图。

首先参看图1和2，其中示出的袋1设计成在遇到水时排放一液体。该袋有三个层2、4、6，它们在其边缘7处粘结在一起。第一外层2是不透水的，第二中间层4也是不透水的。在这两层2、4之间，收藏了一定量的液体8。第三外层6是透水的，并在此第三层6与中间层4之间收藏有一些超吸收性材料10。该超吸收性材料可以是任何形状，例如如图所示的颗粒形或纤维形。在使用之前，在第一外层上做出一小孔12例如一针剌孔，该针不能剌穿任何其它层。

现在参看图3，当水与第三透水层6接触时，水穿过此层6并被收藏在第三层6和中间层4之间的超吸收性材料吸收。当超吸收性材料吸收水时，它就膨胀，并推袋1的各层。这就造成第一层和第二层2、4之间的空间的尺寸减小，从而迫使液体8经过孔12从袋1中出来。这样，由超吸收性材料的膨胀产生的力就从袋中挤出液体。

现在参看图4和5，其中所示的装置为一空气清新器，它通过本发明的致动器展现一花。装置20包括一体部22，它保存一定量的含有香料或除臭味的化学药品的水28。装置还包括一盖24，它固定在体部22上并可借助在一升举凸轮表面26上的转动而在上下的两位置之间移动。盖包括一延伸部分，它以盖24伸入体部22并将尺寸做成在盖24处于下面位置时，使在延伸部分的远端上的密封32密封在体部22的底34上。

在延伸部分内有一做有小孔的表面的活塞36，它如此布置，以使它沿延伸部分30的长度30上下滑动。在活塞36的下面设置一些其形式通常为一个或多个垫的超吸收性材料36。在活塞36的顶部装有人造花40，虽然还可以采用任何形式的展示项目例如一圣诞树或圣诞老人。在使用之前，活塞36和花40尽可能远地推入延伸部分30中。

在使用时，拧盖子24，将盖上升至其上位置。这就使密封32上升，与体部的底34脱离接触，允许水28进入延伸部分30中。当水漏入延伸部分30中时，它与超吸收性材料38接触并被其吸收。这导致在活塞36下面的超吸收性材料28膨胀，从而使活塞在延伸部分中上升。于是更多的水漏入延伸部分30中并被超吸收性材料38吸收，使活塞36进一步上升。如此继续，直至超吸收性材料尽可能吸收最大体积的水，即它饱和，或直至所有水都用完。由于有活塞中的小孔，水和包含在其中的化学药品将蒸发至室内的大气中。

当活塞36经过延伸部分38上升时，它抬高花40，该花在不被延伸部分的约束限制时张开。活塞36的上升速度因而也是花的生长速度由超吸收性材料38的膨胀决定，而该膨胀又取决于水能进入延伸部分的速度和水的纯度。水越纯，则被超吸收性材料吸收得越快，因而超吸收性材料的膨胀度越快。不过，由于该装置是设计成将香味放射到大气中的，故水要包含香料和除臭剂。

为了提高水的蒸发速度，可以设置未示出的灯芯，将水从超吸收性材料抽吸至花的底座上。此外，可以加入着色剂，它在有剩余的水时染色花的底座。当空气清新剂无效时，颜色就会退去，表明空气清新器应当更换。

现在参看图6和7，其中示出的装置是按照本发明的厕所清新剂分配器50。该分配器50包括一通过一弹性防水膜58分割成两个区54、56的室52。在一个区54中，含有超吸收性材料，在另一个区56中放置厕所清新剂。含有超吸收性材料59的第一区进一步包括一入60，在其上固定一碗62，该碗保持一预定体积的水。将碗与超吸收性材料连接起来的是一灯芯66。

连至保存厕所清新剂的第二区56的是一出口68。如图所示，在其上固定有第二碗70，虽然这是任选的，而且可以不包括在所有实施例中。

在使用时，该装置挂在厕所马桶的边缘上，以使它在冲洗时碰上水流。当冲洗厕所时，来自冲洗的水进入第一碗64，在该处，它被灯芯66吸收并转移至超吸收性材料59中。水的体积由碗的大小来控制，并且也由冲洗的时间来控制。超吸收性材料59吸收水并膨胀，压靠在弹性膜58上，减少室的第二区56的大小，从而将一部分厕所清新剂挤入第二碗中，此清新剂于是流入下一次冲洗中。由于有一预定体积的水被超吸收性材料吸收，因此有一预定体积的厕所清新剂被分配至第二碗中，因为超吸收性材料的膨胀是取决于所吸收的水的体积的。

第二碗并不是必需的，因为被该装置分配的厕所清新剂可以从分配器直接发送至厕所马桶中。不过，这将在冲洗的末尾并在冲洗已经结束时发生，因而厕所清新剂将排放在厕所马桶的壁上并且使其变色。因此，设置第二碗，以保证厕所清新剂随着每次冲洗加入，而不会在两次冲洗之间排放至厕所马桶壁上。

现在参看图8，其中示出的致动器是药物发送***的一部分。较早的药物发送泵由被一电动机驱动的注射器组成。它们受到机械故障和电磁场的干扰，该电磁场例如由汽车电话和其它在医院中普通使用的仪器例如MRI扫描仪产生。

本发明的药物发送致动器不需要电动机，因此不会遇到上述问题。该装置包括一长的刚性容器82。容器的一端84设置一盖86，而该盖则做有形成液体出口90的延伸部分88。容器82的另一端92则做有提供一水的入口96的开口94。

为了准备使用该装置，将一通常为一条棉绳的灯芯98放在容器的水的入口中。在容器中放入超吸收性材料100。一块弹性材料102放成盖住容器82的端部84并伸入容器中。弹性材料102以后灌以被分配的液体104。容器82的盖86以后就配合在弹性材料102的外面，将其夹在应有的位置上。另一种方案为，盖86可以在被分配的液体104装在弹性材料中之前配合，该液体的装入可通过液体出口90来完成。

如图所示，采用了其形状为粉末的超吸收性材料100。它与有助于使整个超吸收性材料吸水的PVC粉末混合。另一种方案为，可以采用超吸收性纤维做的垫。在此情况下，灯芯不一定必需，虽然也可以包括。此外，在水的入口中可以包括一止回阀。

当准备此装置以便使用时，有利的是，尽可能从容器中排除空气。这有助于减少任何可能的气塞或由空气引起的分配器扭曲。

在使用时，液体出口90用一管子连至一用于***病人(未示出)的皮下注射用的针。水的入口连至一合适的水源上(未示出)。通常可以采用在医院中所用的标准的打点滴的布置，不过也可以采用其它的水供应源。最初的水滴被灯芯98吸收，而且一旦灯芯完全饱和，水就被超吸收性材料100吸收。当超吸收性材料吸收水时，它就膨胀。超吸收性材料压迫弹性材料102，弹性材料本身又排挤液体104，使其经过液体出口90并进入病人体内。当超吸收性材料100吸收水时，初步近似地，对于由超吸收材料吸收的每一毫升的水，超吸收材料膨胀一个毫升，并分配一毫升的液体。因此，通过加入规定体积的水至超吸收性材料中，就可分配规定体积的液体至病人体中。

液体分配至病人体中的速度也可以调节。水加至超吸收性材料中越快，则该材料吸收并膨胀，排挤液体越快。此外，纯水比含有杂质的水吸收得快。因此，如果要求较快地将液体排挤至病人体内，可以采用非常纯的水。

药物流入病人体内的速度对达到用于病人的最佳效果是重要的。上述泵经过试验，以保证产生足够的压力，将药物送入病人体内，并保证在整个期间可以维持标准的剂量。由超吸收性材料产生的压力超过5psi，对于注射至病人体中，这已经足够大。(典型的血压约为1.5psi)，它还显示，由泵产生的压力可以维持足够长的时间。

Claims (5)

1.一种用于分配流体材料的致动装置，包括：

一刚性容器，该容器的一端封闭，容器的相对端开放，在容器的一端形成流体入口；

一盖接合于容器的所述 相对端，以封闭所述相对端，在盖上形成一流体出口；

一柔性材料片形成一袋，设置在容器中，并被夹在容器和盖之间，从而使袋被密封；

在袋中容纳要分配的流体；

一超级吸收材料容纳在容器中，从而使通过流体入口进入容器的流体浸湿超级吸收材料，并使超级吸收材料膨胀并压迫袋，从而使流体从袋中通过流体出口进行分配。

2.如权利要求1所述的致动装置，其特征在于：还包括一灯芯，其通过流体入口延伸进入容器。

3.如权利要求1所述的致动装置，其特征在于：流体出口包括盖的延伸部。

4.如权利要求1所述的致动装置，其特征在于：还包括用于控制进入流体入口的流体量以控制超级吸收材料的膨胀的装置。

5.一种用于分配流体的致动装置，包括：

一柔性袋包括柔性材料的第一，第二和第三层，其边缘粘合在一起，第二层设置在第一和第三层之间，第一和第二层是不透水的，第三层是透水的；

在第一层上形成的流体出口；

要进行分配的流体容纳在第一和第二层之间，一超级吸收材料设置在第二和第三层之间，从而，流体透过第三层并由超级吸收材料吸收，超级吸收材料膨胀并在各层上施加压力，将流体从流体出口挤出。

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