專利名稱：被超吸收劑驅(qū)動(dòng)的分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超吸收性材料及其在吸取液體時(shí)用于提供一原動(dòng)膨脹力。
超吸收性材料由于其吸收其自身重量的許多倍的液體的能力而被廣泛使用。特別是，它們用在尿布、肉墊和必須避免液體灑出的包裝中。
當(dāng)超吸收性材料吸收液體時(shí)，它就膨脹。這是由于它們與水的親和性引起的，它們?cè)谂蛎洉r(shí)能產(chǎn)生相當(dāng)大的力。我們建認(rèn)利用這種力，它可以用于排擠其它物體，例如用于移動(dòng)一活塞或用于排擠一定量的液體。由于膨脹是通過加至超吸收性材料中的水的體積控制的，故超吸收材料的膨脹可用于調(diào)劑或計(jì)量活塞的上升或被排擠的液體的體積。
本發(fā)明的目的為提供一致動(dòng)器，它用于用超吸收性材料產(chǎn)生一原動(dòng)力。
按照本發(fā)明，提供一用于使活塞或隔膜位移的裝置，它包括·一外殼，它含有未飽和的超吸收性材料并包括一活塞或一隔膜；以及·一進(jìn)入外殼的液體入口，它用于允許液體進(jìn)入外殼中并限制超吸收性材料，使其不從外殼跑出；其結(jié)構(gòu)為，允許液體進(jìn)入外殼中，液體被超吸收性材料吸收，該超吸收性材料朝著活塞或隔膜脹大，使它們位移。
在一個(gè)實(shí)施中，活塞形成外殼的至少一個(gè)壁。在另一實(shí)施例中，隔膜是在外殼中的用彈性材料做的薄膜，它將外殼分割成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)用于保持未飽和的超吸收性材料，而另一個(gè)則用于保存要被排擠的液體或類似物。在另一個(gè)實(shí)施例中，隔膜是在外殼中的一個(gè)袋或囊，在外殼的出口處或出口附近密封；袋可以灌以要被排擠的液體。
液體的體積通常要被控制，以確定超吸收性材料的膨脹，從而確定所作用的力。此外，或按另一種方案，膨脹速度可以通過控制水的純度束控制。采用純水將比含有雜質(zhì)的水吸收得更快。因此，控制雜質(zhì)的量，就能控制水的吸收速度，從而控制所作用的力。
超吸收性材料可以是顆粒形或纖維形，這里取決于用途。
外殼可以是蓋進(jìn)入體部中的延伸部分，該體部用于保存水，而水的入口則在延伸部分提升時(shí)位于延伸部分與體部的底之間。
另一種方案為，外殼可以是容器的一段，而可移動(dòng)的壁則為分割容器的隔膜。在此實(shí)施例中，水的入口為一將外殼與一碗相連的燈芯，該碗用于計(jì)量預(yù)定體積的水。
在又一可替代的超吸收性材料中，致動(dòng)器可以是藥物發(fā)放系統(tǒng)的一部分。在此實(shí)施例中，隔膜為一彈性薄膜，而物體為彈性薄膜中的液體。
為了有助于理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考附圖描述其三個(gè)實(shí)施例，在圖中

圖1為一個(gè)袋的正視圖，它有一包含液體的前區(qū)和一含有超吸收性材料的后區(qū)；圖2為按照本發(fā)明的圖1的袋的剖視圖；圖3為圖1的袋在其遇到水以后的剖視圖；圖4為按照本發(fā)明的空氣清新器在使用前的剖視圖；圖5為圖4的空氣清新器在使用時(shí)的剖視圖；圖6為按照本發(fā)明的另一方面的分配器的剖視圖；圖7為圖6的分配器在使用時(shí)的剖視圖；圖8為按照本發(fā)明的第三方面的一次性藥物輸入泵的剖視圖。
首先參看圖1和2，其中示出的袋1設(shè)計(jì)成在遇到水時(shí)排放一液體。該袋有三個(gè)層2、4、6，它們?cè)谄溥吘?處粘結(jié)在一起。第一外層2是不透水的，第二中間層4也是不透水的。在這兩層2、4之間，收藏了一定量的液體8。第三外層6是透水的，并在此第三層6與中間層4之間收藏有一些超吸收性材料10。該超吸收性材料可以是任何形狀，例如如圖所示的顆粒形或纖維形。在使用之前，在第一外層上做出一小孔12例如一針刺孔，該針不能刺穿任何其它層。
現(xiàn)在參看圖3，當(dāng)水與第三透水層6接觸時(shí)，水穿過此層6并被收藏在第三層6和中間層4之間的超吸收性材料吸收。當(dāng)超吸收性材料吸收水時(shí)，它就膨脹，并推袋1的各層。這就造成第一層和第二層2、4之間的空間的尺寸減小，從而迫使液體8經(jīng)過孔12從袋1中出來。這樣，由超吸收性材料的膨脹產(chǎn)生的力就從袋中擠出液體。
現(xiàn)在參看圖4和5，其中所示的裝置為一空氣清新器，它通過本發(fā)明的致動(dòng)器展現(xiàn)一花。裝置20包括一體部22，它保存一定量的含有香料或除臭味的化學(xué)藥品的水28。裝置還包括一蓋24，它固定在體部22上并可借助在一升舉凸輪表面26上的轉(zhuǎn)動(dòng)而在上下的兩位置之間移動(dòng)。蓋包括一延伸部分，它以蓋24伸入體部22并將尺寸做成在蓋24處于下面位置時(shí)，使在延伸部分的遠(yuǎn)端上的密封32密封在體部22的底34上。
在延伸部分內(nèi)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的長(zhǎng)度30上下滑動(dòng)。在活塞36的下面設(shè)置一些其形式通常為一個(gè)或多個(gè)墊的超吸收性材料36。在活塞36的頂部裝有人造花40，雖然還可以采用任何形式的展示項(xiàng)目例如一圣誕樹或圣誕老人。在使用之前，活塞36和花40盡可能遠(yuǎn)地推入延伸部分30中。
在使用時(shí)，擰蓋子24，將蓋上升至其上位置。這就使密封32上升，與體部的底34脫離接觸，允許水28進(jìn)入延伸部分30中。當(dāng)水漏入延伸部分30中時(shí)，它與超吸收性材料38接觸并被其吸收。這導(dǎo)致在活塞36下面的超吸收性材料28膨脹，從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進(jìn)一步上升。如此繼續(xù)，直至超吸收性材料盡可能吸收最大體積的水，即它飽和，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學(xué)藥品將蒸發(fā)至室內(nèi)的大氣中。
當(dāng)活塞36經(jīng)過延伸部分38上升時(shí)，它抬高花40，該花在不被延伸部分的約束限制時(shí)張開?；钊?6的上升速度因而也是花的生長(zhǎng)速度由超吸收性材料38的膨脹決定，而該膨脹又取決于水能進(jìn)入延伸部分的速度和水的純度。水越純，則被超吸收性材料吸收得越快，因而超吸收性材料的膨脹度越快。不過，由于該裝置是設(shè)計(jì)成將香味放射到大氣中的，故水要包含香料和除臭劑。
為了提高水的蒸發(fā)速度，可以設(shè)置未示出的燈芯，將水從超吸收性材料抽吸至花的底座上。此外，可以加入著色劑，它在有剩余的水時(shí)染色花的底座。當(dāng)空氣清新劑無效時(shí)，顏色就會(huì)退去，表明空氣清新器應(yīng)當(dāng)更換。
現(xiàn)在參看圖6和7，其中示出的裝置是按照本發(fā)明的廁所清新劑分配器50。該分配器50包括一通過一彈性防水膜58分割成兩個(gè)區(qū)54、56的室52。在一個(gè)區(qū)54中，含有超吸收性材料，在另一個(gè)區(qū)56中放置廁所清新劑。含有超吸收性材料59的第一區(qū)進(jìn)一步包括一入60，在其上固定一碗62，該碗保持一預(yù)定體積的水。將碗與超吸收性材料連接起來的是一燈芯66。
連至保存廁所清新劑的第二區(qū)56的是一出口68。如圖所示，在其上固定有第二碗70，雖然這是任選的，而且可以不包括在所有實(shí)施例中。
在使用時(shí)，該裝置掛在廁所馬桶的邊緣上，以使它在沖洗時(shí)碰上水流。當(dāng)沖洗廁所時(shí)，來自沖洗的水進(jìn)入第一碗64，在該處，它被燈芯66吸收并轉(zhuǎn)移至超吸收性材料59中。水的體積由碗的大小來控制，并且也由沖洗的時(shí)間來控制。超吸收性材料59吸收水并膨脹，壓靠在彈性膜58上，減少室的第二區(qū)56的大小，從而將一部分廁所清新劑擠入第二碗中，此清新劑于是流入下一次沖洗中。由于有一預(yù)定體積的水被超吸收性材料吸收，因此有一預(yù)定體積的廁所清新劑被分配至第二碗中，因?yàn)槌招圆牧系呐蛎浭侨Q于所吸收的水的體積的。
第二碗并不是必需的，因?yàn)楸辉撗b置分配的廁所清新劑可以從分配器直接發(fā)送至廁所馬桶中。不過，這將在沖洗的末尾并在沖洗已經(jīng)結(jié)束時(shí)發(fā)生，因而廁所清新劑將排放在廁所馬桶的壁上并且使其變色。因此，設(shè)置第二碗，以保證廁所清新劑隨著每次沖洗加入，而不會(huì)在兩次沖洗之間排放至廁所馬桶壁上。
現(xiàn)在參看圖8，其中示出的致動(dòng)器是藥物發(fā)送系統(tǒng)的一部分。較早的藥物發(fā)送泵由被一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的注射器組成。它們受到機(jī)械故障和電磁場(chǎng)的干擾，該電磁場(chǎng)例如由汽車電話和其它在醫(yī)院中普通使用的儀器例如MRI掃描儀產(chǎn)生。
本發(fā)明的藥物發(fā)送致動(dòng)器不需要電動(dòng)機(jī)，因此不會(huì)遇到上述問題。該裝置包括一長(zhǎng)的剛性容器82。容器的一端84設(shè)置一蓋86，而該蓋則做有形成液體出口90的延伸部分88。容器82的另一端92則做有提供一水的入口96的開口94。
為了準(zhǔn)備使用該裝置，將一通常為一條棉繩的燈芯98放在容器的水的入口中。在容器中放入超吸收性材料100。一塊彈性材料102放成蓋住容器82的端部84并伸入容器中。彈性材料102以后灌以被分配的液體104。容器82的蓋86以后就配合在彈性材料102的外面，將其夾在應(yīng)有的位置上。另一種方案為，蓋86可以在被分配的液體104裝在彈性材料中之前配合，該液體的裝入可通過液體出口90來完成。
如圖所示，采用了其形狀為粉末的超吸收性材料100。它與有助于使整個(gè)超吸收性材料吸水的PVC粉末混合。另一種方案為，可以采用超吸收性纖維做的墊。在此情況下，燈芯不一定必需，雖然也可以包括。此外，在水的入口中可以包括一止回閥。
當(dāng)準(zhǔn)備此裝置以便使用時(shí)，有利的是，盡可能從容器中排除空氣。這有助于減少任何可能的氣塞或由空氣引起的分配器扭曲。
在使用時(shí)，液體出口90用一管子連至一用于插入病人(未示出)的皮下注射用的針。水的入口連至一合適的水源上(未示出)。通?？梢圆捎迷卺t(yī)院中所用的標(biāo)準(zhǔn)的打點(diǎn)滴的布置，不過也可以采用其它的水供應(yīng)源。最初的水滴被燈芯98吸收，而且一旦燈芯完全飽和，水就被超吸收性材料100吸收。當(dāng)超吸收性材料吸收水時(shí)，它就膨脹。超吸收性材料壓迫彈性材料102，彈性材料本身又排擠液體104，使其經(jīng)過液體出口90并進(jìn)入病人體內(nèi)。當(dāng)超吸收性材料100吸收水時(shí)，初步近似地，對(duì)于由超吸收材料吸收的每一毫升的水，超吸收材料膨脹一個(gè)毫升，并分配一毫升的液體。因此，通過加入規(guī)定體積的水至超吸收性材料中，就可分配規(guī)定體積的液體至病人體中。
液體分配至病人體中的速度也可以調(diào)節(jié)。水加至超吸收性材料中越快，則該材料吸收并膨脹，排擠液體越快。此外，純水比含有雜質(zhì)的水吸收得快。因此，如果要求較快地將液體排擠至病人體內(nèi)，可以采用非常純的水。
藥物流入病人體內(nèi)的速度對(duì)達(dá)到用于病人的最佳效果是重要的。上述泵經(jīng)過試驗(yàn)，以保證產(chǎn)生足夠的壓力，將藥物送入病人體內(nèi)，并保證在整個(gè)期間可以維持標(biāo)準(zhǔn)的劑量。由超吸收性材料產(chǎn)生的壓力超過5psi，對(duì)于注射至病人體中，這已經(jīng)足夠大。(典型的血壓約為1.5psi)，它還顯示，由泵產(chǎn)生的壓力可以維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.用于使活塞或隔膜位移的裝置，它包括·一外殼，它含有未飽和的超吸收性材料并包括一活塞或一隔膜；以及·一進(jìn)入外殼的液體入口，它用于允許液體進(jìn)入外殼中并限制超吸收性材料，使其不從外殼跑出其結(jié)構(gòu)為，允許液體進(jìn)入外殼中，液體被超吸收性材料吸收，該超吸收性材料朝著活塞或隔膜脹大，使它們位移。
2.如權(quán)利要求1的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，活塞形成外殼的至少一個(gè)壁。
3.如權(quán)利要求1的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，隔膜是在外殼中的用彈性材料做的薄膜，它將外殼分割成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)用于保持末飽合的超吸收性材料，而另一個(gè)則用于保存要被排擠的液體或類似物。
4.如權(quán)利要求1的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，隔膜是在外殼中的一個(gè)袋或囊，在外殼的出口處或出口附近密封，袋可以灌以要被排擠的液體。
5.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，水的體積被控制，以確定超吸收材料的膨脹。
6.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，超吸收性材料的膨脹速度可以通過控制水的純度來控制。
7.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，超吸收性材料為顆粒形。
8.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，超吸收性材料為纖維形。
9.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的用于使活塞或隔膜位移的裝置，其特征為，外殼可以是蓋進(jìn)入體部中的延伸部分，該體部用于保存水，而水的入口則在延伸部分提升時(shí)位于延伸部分與體部的底之間。
10.基本如前面參考附圖的圖1至3、圖4和5、圖6和7和圖8所描述的用于使活塞或隔膜位移的裝置。
全文摘要
用于使一活塞(36)或隔膜(4)位移的裝置(1)它包括一含有未飽和的超吸收性材料(38)并包括一活塞或隔膜的外殼；和一進(jìn)入外殼的液體入口，該入口用于允許液體進(jìn)入外殼中并限制超吸收性材料，使其不從外殼跑出；該裝置為，允許液體進(jìn)入外殼中，液體被超吸收性材料吸收，該材料朝活塞(36)或隔膜(4)脹大，使它們位移，活塞(36)或隔膜(4)可形成外殼的至少一個(gè)壁。另一種方案為，隔膜可以是在外殼中的用彈性材料做的薄膜。本發(fā)明可用在藥物發(fā)送系統(tǒng)，空氣清新器或廁所清潔器中。
文檔編號(hào)F15B15/10GK1431917SQ0181045
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月1日
發(fā)明者羅德里克·I·戴維森, 魯珀特·K·普里維特, 格雷姆·S·D·博伊德－莫斯 申請(qǐng)人:索諾可吸收體技術(shù)有限責(zé)任公司