Гидравлический насос
Устройство относится к гидравлическому насосу для выдачи жидкости. Насос содержит корпус, который образует множество цилиндров в нем, при этом каждый цилиндр имеет расположенный в нем соответствующий поршень. Каждый цилиндр и соответствующий поршень имеют форму и выполнены так, что посадка между ними, по существу, предотвращает утечку выдаваемой жидкости. Каждый поршень включает в себя соединительный элемент, выполненный с возможностью разъемного соединения с поршневой приводной системой, причем перемещение поршня относительно поршневой приводной системы перпендикулярно продольной оси поршня отсоединяет соединительный элемент от поршневой приводной системы. Такой гидравлический насос может применяться для заполнения фармацевтических лекарственных форм, например капсул, жидкими фармацевтическими композициями. Упрощается чистка насоса, повышается срок службы. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к гидравлическому насосу для выдачи жидкости в один или более приемников. Более конкретно, изобретение относится к гидравлическому насосу, содержащему множество цилиндров, размещенных в корпусе.
Известные выдающие жидкость насосы включают в себя, по меньшей мере, одно, а обычно несколько уплотнений между каждым цилиндром и поршнем. Это вызывает множество проблем, не последняя из них, когда приходит время очистки, и также неточное дозирование жидкости, когда уплотнения изношены.
Кроме того, известно выполнение насосов, которые содержат множество цилиндров, выполненных в едином корпусе. Однако эти известные насосы включают в себя, по меньшей мере, одно уплотнение (а часто множество уплотнений) между каждым цилиндром и его соответствующим поршнем для того, чтобы уменьшить до минимума утечки.
Проблема очистки насоса становится существенной, когда насос применяется в течение относительно коротких периодов выдачи разных жидкостей и требует очистки между каждым периодом.
В соответствии с первым аспектом изобретения предложен гидравлический насос для выдачи жидкости, содержащий корпус, образующий множество цилиндров в нем, каждый из которых имеет расположенный в нем соответствующий поршень, при этом каждый цилиндр и соответствующий поршень имеют форму и выполнены так, что посадка между ними предотвращает утечку выдаваемой жидкости.
Таким образом, поршень имеет форму и размеры такие, что не требуются уплотнения для предотвращения утечки жидкости из цилиндра. Другими словами, в настоящем изобретении предложен гидравлический насос, который не имеет отдельного механического уплотнения между каждым поршнем и его соответствующим цилиндром. Под термином «утечка» в данном контексте подразумевается непреднамеренная или нежелательная потеря выдаваемой из цилиндра жидкости, например потеря, происходящая из-за жидкости, способной перемещаться между поршнем и стенкой цилиндра. Кроме того, под термином «предотвращение утечки» в контексте изобретения подразумевается предотвращение значительной утечки (то есть посадка между каждым поршнем и его соответствующим цилиндром, по существу, предотвращает утечку). Специалисту в данной области техники будет понятно, что за весь период выдачи очень небольшое, незначительное количество жидкости может быть потеряно из насоса. Какая-либо такая потеря жидкости является незначительной с точки зрения точности и воспроизводимости насоса и считается допустимой потерей.
Благодаря исключению необходимости отдельных механических уплотнений между поршнями и цилиндрами очистка насоса между периодами значительно упрощается. Кроме того, точность насоса значительно улучшается, так как изменения, внесенные изнашиванием механических уплотнений, например резиновых кольцевых уплотнений, уменьшены до минимума. Более того, так как зазор между каждым поршнем и цилиндром очень маленький, абразивные частицы не могут проникнуть в зазор. Соответственно, поршни и цилиндры насоса в соответствии с изобретением не подвержены износу, вызванному такими абразивными частицами, способными проникать в зазор. Следовательно, они имеют больший предполагаемый срок службы.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что корпус является единым, цельным корпусом.
Обычно, цилиндр содержит открытый конец, который обеспечивает осевое перемещение поршня в цилиндре, и закрытый конец, который образует торцевую поверхность цилиндра.
В варианте осуществления изобретения, каждый поршень включает в себя клапанный участок, имеющий первое положение, в котором поршень способен вводить выдаваемую жидкость в цилиндр, и второе положение, в котором поршень способен выдавать жидкость из цилиндра к выпуску, причем клапанный участок выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями.
Благодаря наличию клапанного участка, выполненного в виде части поршней, исключается необходимость в сложном клапанном устройстве снаружи цилиндров для насоса.
Клапанный участок может содержать вырезанный участок цилиндрического поршня. Например, дальний конец поршня (то есть конец, который при использовании остается в цилиндре) может быть механически обработан или образован иным образом для снятия дугообразного участка, тем самым обеспечивая часть поршня с плоской или сплющенной поверхностью. В этом варианте осуществления, плоский или сплющенный клапанный участок каждого поршня вместе с соответствующей стенкой цилиндра образует канал, через который может протекать выдаваемая жидкость. Таким образом, в первом положении выдаваемая жидкость может быть всосана в цилиндр (то есть введена) через впуск для жидкости, сообщающийся по текучей среде с каналом, когда поршень перемещается к открытому концу цилиндра. Затем поршень может быть перемещен во второе положение (например, повернут), в котором впуск для жидкости закрыт дугообразным участком поршня, а канал, образованный плоским или сплющенным клапанным участком поршня, введен в сообщение по текучей среде с выпуском для жидкости, и жидкость выдается из цилиндра посредством перемещения поршня в цилиндр, к его закрытому концу.
В вариантах осуществления, в которых каждый клапанный участок поршня выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями посредством поворота, насос дополнительно включает поворотную приводную систему, выполненную с возможностью поворота клапанного участка между первым и вторым положениями. Обычно, поворотная приводная система будет поворачивать все поршни одновременно.
В дополнительном варианте осуществления изобретения, поршень выполнен из керамического материала, и стенки цилиндра выполнены из керамического материала. В еще одном дополнительном варианте осуществления, керамический материал представляет собой теплоустойчивый керамический материал, например керамический материал на основе диоксида циркония. Другими словами, керамический материал, по существу, не сжимается или расширяется при воздействии температур, обычно имеющихся в гидравлическом насосе, например от 0 до 150°С. Таким образом, размеры и форма поршня и цилиндра остаются, по существу, постоянными, при нагревании или охлаждении, в частности, остаются, по существу, постоянными в интервале температур от 0 до 150°С.
Ранее не предпринимались попытки разместить в едином корпусе более чем один керамический поршень; известные керамические насосы для выдачи жидкостей содержат цилиндры, расположенные в их собственных соответствующих корпусах, при этом каждый корпус включает одну соответствующую конструкцию цилиндра и поршня, из-за предполагаемых проблем, связанных с поломкой поршня. Однако авторы обнаружили, что благодаря точному заданию допусков и использованию приводного соединения оптимальной конструкции предполагаемые проблемы, связанные с поломкой поршня, не возникают.
Для избежания необходимости одного или более отдельных механических уплотнений посадка между каждым поршнем и цилиндром должна быть такой, чтобы выдаваемая жидкость, по существу, не имела возможности вытекать из цилиндра при использовании. Кроме того, трение между каждым поршнем и цилиндром должно быть уменьшено до минимума. Было обнаружено, что использование керамического материала, особенно теплоустойчивого керамического материала, способно сохранять оптимальную посадку между каждым поршнем и цилиндром в течение требуемого интервала рабочих температур. Более того, силы трения между каждым поршнем и цилиндром могут быть уменьшены до минимума посредством использования керамического материала как для поршней, так и для стенок цилиндра. Кроме того, керамические материалы являются очень твердыми и устойчивыми к износу. Таким образом, ухудшение производительности насоса из-за износа поршней и/или стенок цилиндра может быть дополнительно уменьшено до минимума.
Для выполнения цилиндров, имеющих керамические стенки, корпус гидравлического насоса может быть выполнен из керамического материала, который образует в нем цилиндры (то есть цилиндры механически обработаны или образованы иным образом в керамическом корпусе). В качестве альтернативы, керамические гильзы (также известные как керамические втулки) выполнены в цилиндрах, выполненных (то есть образованных) в некерамическом корпусе. Например, корпус может быть выполнен из полимерного материала или металла, например алюминия, при этом корпус образует множество цилиндров, каждый из которых снабжен керамической гильзой. Цилиндры в некерамическом корпусе могут быть образованы посредством механической обработки или во время этапа образования корпуса формованием (например, в случае полимерного корпуса) или литьем (например, в случае металлического корпуса).
В вариантах осуществления, в которых корпус является некерамическим и снабжен керамическими гильзами для цилиндров, образованных в нем, гильзы могут быть разъемно соединены с корпусом. Благодаря наличию керамических гильз, разъемно соединенных с корпусом, насос становится более простым в разборке для очистки, и становится возможным заменить поврежденную или изношенную гильзу цилиндра без необходимости замены всего корпуса.
В дополнительном варианте осуществления, корпус включает один или более регулирующих температуру контуров. Регулирующий температуру контур может быть выполнен в виде электрического резистивного нагревателя, встроенного в корпус, или он может быть выполнен в виде каналов для текучей среды, расположенных или образованных в корпусе. В вариантах осуществления, которые включают каналы для текучей среды в корпусе, регулирующий температуру контур может дополнительно содержать впуск для регулирующей температуру текучей среды и выпуск для регулирующей температуру текучей среды, при этом температура корпуса регулируется прохождением через него потока регулирующей температуру текучей среды.
Преимущество использования регулирующей температуру текучей среды для регулирования температуры насоса заключается в том, что насос может быть нагрет или охлажден, в зависимости от использующейся текучей среды. В таких вариантах осуществления, корпус гидравлического насоса может поддерживаться при температуре, отличающейся от комнатной температуры. Например, корпус может быть нагрет посредством прохождения нагретой текучей среды по каналам, образованным или расположенным в корпусе. Специалисту в данной области техники будет понятно, что вязкость конкретных жидкостей может изменяться посредством их нагревания. Обычно, вязкость жидкости уменьшается при увеличении температуры. Таким образом, нормально вязкая жидкость может быть выдана более легко посредством использования нагретого насоса. Специалистам в данной области будет понятно, что под термином «более легко» понимается, что требуется меньшее усилие для всасывания текучей среды в цилиндр и меньшее усилие для выдачи или выпуска жидкости из цилиндра.
В качестве альтернативы, может быть полезным охлаждать корпус посредством прохождения охлаждающей текучей среды через него. Например, может потребоваться увеличить вязкость выдаваемой жидкости, или выдаваемая жидкость может быть чувствительной к нагреванию.
В дополнительном варианте осуществления изобретения, насос дополнительно содержит поршневую приводную систему, соединенную с поршнями для обеспечения перемещения поршней в осевом направлении в их соответствующих цилиндрах.
Приводная система может регулировать скорость и/или усилие хода впуска, то есть впуска выдаваемой текучей среды в цилиндр. Дополнительно или в качестве альтернативы, она может регулировать скорость и/или усилие хода выпуска, то есть выдачи жидкости из цилиндра. В варианте осуществления изобретения, приводная система регулирует скорость и усилие обоих ходов впуска и выпуска.
В варианте осуществления изобретения, поршневая приводная система также приводит во вращение каждый поршень в его соответствующем цилиндре.
Приводная система может содержать единый приводной источник, например электродвигатель, серводвигатель, гидравлический приводной источник или пневматический приводной источник, или она может содержать два или более приводных источника. В вариантах осуществления, в которых насос включает два или более приводных источника, один приводной источник может осуществлять ход впуска, а второй приводной источник может осуществлять ход выпуска. Дополнительно или в качестве альтернативы, один приводной источник может осуществлять осевое перемещение поршней, а второй приводной источник может осуществлять вращательное перемещение каждого поршня в его соответствующем цилиндре.
Приводные источники могут включать один или более соответствующих контроллеров, которые выполнены с возможностью регулирования усилия, оказываемого соответствующим приводным источником, и/или скорости или частоты, с которой поршни перемещаются в их цилиндрах. В конкретных вариантах осуществления изобретения, один или более контроллеров представляют собой плавно регулируемые контроллеры, которые способны регулировать соответствующие приводные источники в соответствии с характеристиками потока выдаваемой текучей среды.
Приводная система может включать множество приводных валов, каждый из которых функционально соединен с соответствующим поршнем.
В дополнительном варианте осуществления изобретения, каждый поршень разъемно соединен с приводной системой. При необходимости, это включает каждый поршень, разъемно соединенный с соответствующим приводным валом.
Кроме того, наличие поршней, разъемно соединенных с приводной системой, способствует очистке насоса между периодами выдачи, так как это делает насос более простым в разборке и повторной сборке и, следовательно, более быстрым и более легким для очистки.
В варианте осуществления изобретения, каждый поршень разъемно соединен с приводной системой, и соединение выполнено с обеспечением отсоединения поршня от приводной системы посредством перемещения поршня в радиальном направлении относительно его продольной оси. В дополнительном варианте осуществления, по существу, не образуется зазор между приводной системой и поршнем в осевом направлении поршня. Под термином «по существу, не образуется зазор» следует понимать в контексте изобретения, что обеспечивается зазор меньше чем 10 микрометров (10 мкм) относительного осевого смещения.
Было обнаружено, что посредством обеспечения некоторой величины зазора в поперечном направлении, но, по существу, без зазора в осевом направлении, неосевые усилия, прикладываемые к поршням, уменьшены до минимума, и небольшие несовпадения в выравнивании поршней с приводной системой могут быть отрегулированы. Это уменьшает до минимума риски поломки поршня и обеспечивает возможность размещения множества поршней в едином корпусе.
В дополнительном варианте осуществления изобретения, корпус насоса выполнен с возможностью перемещения относительно приводной системы, посредством чего поршни могут отсоединяться от приводной системы, хотя по-прежнему оставаясь в их соответствующих цилиндрах. Обычно корпус перемещается перпендикулярно продольным осям цилиндров (где цилиндры расположены параллельно друг другу), при этом поперечное перемещение относительно приводной системы отсоединяет поршни от приводной системы и обеспечивает возможность последующего извлечения поршней из их соответствующих цилиндров.
Посредством обеспечения разъемного соединения, которое обеспечивает возможность перемещения в направлении, перпендикулярном продольной оси поршня, но, по существу, предотвращает перемещение в осевом направлении, может поддерживаться точность насоса. Следовательно, каждый ход впуска будет всасывать известный объем жидкости в цилиндр, и каждый ход выпуска будет выдавать этот объем. Таким образом, можно точно и многократно дозировать известный объем жидкости во множество приемников.
Разъемное соединение между каждым поршнем и приводной системой может быть получено посредством выполнения поршня с крюкообразным соединительным элементом, который выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующим стержнем, установленным в приводной системе, или его приводным валом. Обратное расположение, то есть крюки на приводной системе и соответствующие стержни на поршнях, также предполагается.
Для способствования выравниванию крюковых и стержневых элементов крюк может включать сужающееся отверстие. В вариантах осуществления изобретения, крюк дополнительно содержит стержневой контактирующий участок, который содержит канал, имеющий ширину, по существу, равную диаметру стержня. При использовании стержень расположен в канале, и канал имеет такие размеры, что перемещение поршня относительно приводной системы в осевом направлении, по существу, предотвращается. Другими словами, по существу, отсутствует зазор между поршнем и приводной системой в осевом направлении поршня.
Крюковые и стержневые элементы могут быть установлены таким образом, что они также способны передавать крутящий момент (то есть поворотное усилие) на поршень таким образом, что он может поворачиваться в своем соответствующем цилиндре.
В варианте осуществления изобретения, каждый цилиндр включает выпуск для жидкости, сообщающийся по текучей среде с соответствующим выдачным соплом для жидкости, посредством чего жидкость, выпущенная из каждого цилиндра, может быть отдельно и независимо выдана через выдачное сопло в соответствующий приемник. В качестве альтернативы, все выпуски для жидкости цилиндров могут сообщаться по текучей среде с общей выдачной магистралью, посредством чего жидкости, выпущенные из цилиндров, смешиваются друг с другом в магистрали. В еще одном дополнительном варианте осуществления, выпуски для жидкости двух или более цилиндров могут быть объединены в общий канал, таким образом, жидкости, выпущенные из двух или более цилиндров, могут объединяться и выдаваться в виде смеси.
Таким образом, насос согласно настоящему изобретению может применяться для выдачи множества доз известного объема жидкости в соответствующие приемники, или он может многократно применяться для смешивания известных объемов разных жидкостей в едином приемнике.
Соответственно, насос согласно настоящему изобретению может включать впуски для жидкости, которые все сообщаются по текучей среде с (то есть соединены с) общим источником жидкости. В качестве альтернативы, впуск для каждого цилиндра может сообщаться по текучей среде с соответствующим источником жидкости.
Насосы согласно настоящему изобретению предпочтительно применяются для очень точной выдачи жидкостей. Это означает, что каждый цилиндр насоса способен выдавать требуемый объем жидкости многократно и точно. Повышенная точность, воспроизводимость и простота очистки в результате обеспечивают насос, который может применяться, например, при заполнении фармацевтических капсул жидкими композициями.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ выдачи жидкости, включающий всасывание выдаваемой жидкости в гидравлический насос, определенный в любом варианте осуществления или комбинации вариантов осуществления согласно первому аспекту изобретения, определенному выше, и ее выдачу из насоса в один или более соответствующих приемников, выровненных с выдачными соплами для жидкости из насоса.
В варианте осуществления изобретения, каждый поршень включает клапанный участок, имеющий первое положение, в котором поршень способен вводить выдаваемую жидкость в цилиндр из источника жидкости, и второе положение, в котором поршень способен выдавать жидкость из цилиндра к выпуску, при этом способ включает приведение каждого поршня в действие, частично, из его соответствующего цилиндра с клапанным участком в первое положение для всасывания выдаваемой жидкости, в соответствующие цилиндры, поворот каждого поршня так, что клапанный участок перемещается из первого положения во второе положение, и приведение каждого поршня в действие в его соответствующем цилиндре с клапанным участком во второе положение для выдачи жидкости из цилиндра к выпуску.
Различные варианты осуществления и признаки изобретения, описанные выше, могут быть объединены с одним или более другими вариантами осуществления или признаками изобретения, если точно не определено иное. Таким образом, под термином «вариант осуществления изобретения» понимается «вариант осуществления изобретения, определенный в любом аспекте или вышеуказанном варианте осуществления». Аналогично, варианты осуществления, описанные со ссылкой на один аспект изобретения, в равной степени являются применимыми к другим аспектам изобретения, если точно не определено иное. Соответственно, вариант осуществления, описанный относительно первого аспекта изобретения, также может составлять вариант осуществления по второму аспекту изобретения или наоборот.
Как используется здесь, нижеследующие термины должны подразумевать:
Термин «посадка» относится к соответствующей конфигурации и размерам каждого поршня и его соответствующего цилиндра так, что зазор образуется между обращенной наружу поверхностью поршня и внутренней стенкой цилиндра. Зазор может быть определен как разница между диаметрами цилиндра и его соответствующего поршня (то есть внутренним диаметром цилиндра и внешним диаметром поршня). Используя это определение, разница между диаметрами каждого поршня и цилиндра, в варианте осуществления изобретения, составляет от 0,5 до 5 мкм. В дополнительном варианте осуществления, разница в диаметрах составляет от 0,7 до 2 мкм. В еще одном дополнительном варианте осуществления, разница составляет от 0,8 до 1,2 мкм.
Термины «ход впуска», «введение», «всасывание», «засасывание» и тому подобные, использующиеся со ссылкой на цилиндры, заполненные выдаваемой жидкостью, имеют одинаковый смысл (то есть используются взаимозаменяемо). Аналогичным образом, термины «выпуск» и «выдача» используются как синонимы, также как и термины «скорость» и «частота» относительно приводной системы.
Далее, только в качестве примера, будет описан подробно вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой вид в перспективе корпуса насоса с поршнями, расположенными в соответствующих цилиндрах;
фиг.2 представляет собой вид в перспективе поршня;
фиг.3 представляет собой продольное сечение, в осевой плоскости, поршня, расположенного в соответствующем цилиндре насоса, показанного на фиг.1;
фиг.4 представляет собой продольное сечение соединительного конца поршня и соответствующего конца приводного вала; и
фиг.5 и 6 представляют собой поперечные сечения, по линии 5-5, узла на фиг.3, соответственно в первом положении засасывания выдаваемой жидкости и во втором положении выдачи жидкости.
Корпус 2 насоса в соответствии с изобретением показан на фиг.1. Корпус 2 выполнен в виде единой конструкции из полиэтилентерефталата (ПЭТ) и образует в нем множество цилиндров 4. На фиг.1 показаны девять цилиндров 4, но для специалиста в данной области техники должно быть очевидно, что больше или меньше цилиндров 4 может быть выполнено в корпусе 2.
Каждый цилиндр включает керамическую гильзу 6, состоящую из втулки, выполненной из керамического материала на основе диоксида циркония, который был обогащен оксидом магния (доступным от Friatec AG, Мангейм, Германия). Гильзы 6 удерживаются в цилиндрах 4 посредством фиксирующей шпонки (не показана).
Закрытый конец цилиндров 4 образован торцевой пластиной (не показана), разъемно присоединенной к корпусу 2. Таким образом, торцевая пластина может быть снята для очистки насоса.
Корпус 2 дополнительно включает множество выдачных сопел 8 для выдачи жидкости из цилиндров 4 насоса в соответствующие приемники.
Выдачные сопла 8 соединены с выпускными отверстиями 9В цилиндров 4 посредством выпускных каналов (не показаны), образованных в корпусе 2 насоса.
Корпус 2 дополнительно включает впуск для жидкости (не показан), который обеспечивает подачу выдаваемой жидкости в цилиндры 4 посредством впускных каналов (также не показаны), образованных в корпусе 2, и впускных отверстий 9А, образованных в цилиндрах 4. Впуск для жидкости выполнен с возможностью соединения с источником или емкостью выдаваемой жидкости.
В этом варианте осуществления, во все цилиндры 4 подается одна и та же жидкость, которая отдельно дозируется в отдельные приемники из цилиндров 4. Однако из вышеизложенного для специалиста будет очевидно, что каждый цилиндр 4 может быть соединен с его собственным соответствующим источником выдаваемой жидкости, таким образом, каждый цилиндр 4 или группы цилиндров 4 могут выдавать разную жидкость.
Кроме того, в корпусе 2 предусмотрен, но не показан на фиг.1, регулирующий температуру контур, образованный в корпусе 2. Регулирующий температуру контур включает впуск для текучей среды, выпуск для текучей среды и канал, расположенный между ними или образованный в корпусе 2 так, что регулирующая температуру текучая среда может протекать через корпус 2 и поддерживать корпус 2 при требуемой температуре. Температура регулирующей текучей среды регулируется известным образом.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что образование или расположение каналов в корпусе является хорошо известным. Это может быть достигнуто с помощью всевозможных, разных хорошо известных технологий.
В качестве альтернативы регулирующему температуру контуру, содержащему переносящие текучую среду каналы, взамен он может содержать реостатные провода, введенные в корпус, причем провода могут быть подсоединены к источнику электроэнергии для нагревания корпуса 2.
Поршень 10 показан более подробно на фиг.2 и 3. Как показано на фиг.3, соответствующий поршень 10 расположен в каждом цилиндре.
Поршень 10 имеет дальний конец 12, который, при использовании, остается в цилиндре 4 корпуса 2. Противоположный дальнему концу (то есть ближний конец) представляет собой участок 14 соединительного элемента для соединения поршня с соответствующим приводным валом 30 (показан на фиг.4).
Поршень включает вал 24, выполненный из керамического материала на основе оксида иттрия, обогащенного оксидом циркония (известного как «nanocare» и доступного от Friatec AG; Мангейм, Германия). Дальний конец вала 24 образован с обеспечением плоского клапанного участка 16. Это может быть достигнуто, например, посредством механической обработки дальнего конца вала 24 для снятия дугообразного участка керамического материала.
Вал 24 прикреплен к соединительному участку 14 поршня 10 с помощью любых подходящих средств, например адгезива, механического закрепления или посредством обеспечения посадки с натягом между ними.
Ближний конец 18 соединительного участка 14 имеет форму крюка и образует отверстие, имеющее сужающиеся стороны 20 и канал 22 для удержания приводного вала. Канал 22 для удержания приводного вала имеет противоположные стороны, имеющие заданный зазор а между ними.
Канал 22 для удержания приводного вала выполнен с возможностью взаимодействия с соединительным стержнем 32 приводного вала 30. Зазор а имеет размер на около 1 мкм (1 микрометр) больше, чем диаметр соединительного стержня 32. Таким образом, по существу, при использовании, не существует осевого зазора между приводным валом 30 и поршнем 10, но, тем не менее, является возможным легко соединить и разъединить приводной вал 30 и поршень 10.
Соединительный стержень 32 зафиксирован между противоположными стенками 34 U-образного конца приводного вала 30.
Приводной вал 30 функционально соединен на другом его конце с приводной системой (не показана). Приводная система может представлять собой обычную приводную систему, которая содержит приводной источник, например сервопривод, пневматическую систему или гидравлическую систему; и контроллер, например плавно регулируемый контроллер для регулирования скорости и/или усилия ходов впуска/выпуска. Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что приводная система может содержать отдельные приводные источники, например, один для приведения в действие хода впуска, а другой для приведения в действие хода выпуска. Такое устройство является хорошо известным и не требует подробного описания здесь.
Кроме того, приводная система включает поворотный приводной источник для одновременного поворота каждого из поршней 10 в их соответствующих цилиндрах 4. Это заставляет плоский клапанный участок 16 каждого поршня 10 избирательно обеспечивать впуск (фиг.5) или выпуск (фиг.6) выдаваемой текучей среды. Поворотное перемещение передается на поршни посредством их соответствующего соединения крюка и стержня. Поворотный приводной источник также является хорошо известным и не требует подробного описания здесь.
При использовании каждый из соединительных участков 14 поршня соединен с соответствующим приводным валом 30 посредством выравнивания канала 22 для удержания приводного вала с соединительным стержнем 32 и перемещения поршня 10 относительно приводного вала 30 в направлении Х, показанном на фиг.4.
Как только поршни 10 взаимодействуют с их соответствующими приводными валами 30, впуск для жидкости корпуса 2 соединяется с источником выдаваемой жидкости, например емкостью жидкости, и впуск, и выпуск для регулирующей температуры текучей среды соединяются с поточной и обратной сторонами системы подачи регулирующей температуру текучей среды.
Регулирующая температуру текучая среда регулируется системой подачи регулирующей текучей среды и проходит через корпус 2 до тех пор, пока требуемая температура не достигнута.
За счет того, что поршни 10 расположены с их плоскими клапанными участками 16 во впускном положении, то есть за счет того, что дугообразный участок дальнего конца 12 закрывает выпускное отверстие для жидкости от цилиндра и плоский клапанный участок 16 образует канал между поршнем 10 и цилиндром 4, а канал располагается рядом с впускным отверстием для жидкости цилиндра 4, поршни 10 частично выталкиваются из своих цилиндров 4 приводной системой.
Это обеспечивает всасывание выдаваемой жидкости в цилиндр 4 через впуск для жидкости, впускные каналы и впускное отверстие для жидкости.
Как только требуемый объем жидкости был всосан в каждый цилиндр 4, поршни 10 поворачиваются приводной системой в положение выпуска. В положении выпуска дугообразный участок дальнего конца 12 закрывает впускное отверстие для жидкости, а плоский клапанный участок 16 образует канал, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием для жидкости. Затем поршни 10 поджимаются обратно в свои соответствующие цилиндры 4, в результате чего жидкость, всосанная в цилиндры 4, выталкивается оттуда и выдается в приемники через выпускные отверстия, выпускные каналы и выдачные сопла 8.
Для очистки насоса впуск для жидкости отсоединяют от источника жидкости, а впуск и выпуск для регулирующей температуру текучей среды отсоединяют от системы, регулирующей текучую среду. Затем поршни 10 отсоединяют от их соответствующих приводных валов 30 посредством перемещения корпуса в направлении Y, как показано на фиг.4. После чего поршни 10 могут быть извлечены из их цилиндров 4 и очищены. Торцевая пластина корпуса 2 может быть снята для очистки, а также могут быть сняты и гильзы 6 цилиндра.
Отсутствие отдельных механических уплотнений, например кольцевых уплотнений, означает, что насос может быть быстро и легко разобран и снова собран, например, для очистки.
1. Гидравлический насос для выдачи жидкости в лекарственные формы для перорального применения, содержащий корпус, образующий множество цилиндров в нем, каждый из которых имеет расположенный в нем соответствующий поршень, и поршневую приводную систему, соединенную с поршнями, для обеспечения перемещения поршней в осевом направлении в их соответствующих цилиндрах, при этом каждый цилиндр и соответствующий поршень имеет форму и выполнен так, что посадка между ними предотвращает утечку выдаваемой жидкости, причем поршни выполнены из керамического материала, при этом каждый поршень включает в себя клапанный участок, имеющий первое положение, в котором поршень способен вводить выдаваемую жидкость в цилиндр, и второе положение, в котором поршень способен выдавать жидкость из цилиндра к выпуску, причем клапанный участок выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением посредством поворота соответствующего поршня, при этом каждый поршень включает в себя соединительный элемент, выполненный с возможностью разъемного соединения с поршневой приводной системой, причем перемещение поршня относительно поршневой приводной системы перпендикулярно продольной оси поршня отсоединяет соединительный элемент от поршневой приводной системы.
2. Насос по п.1, который включает в себя поворотную приводную систему, функционально соединенную с каждым поршнем для поворота клапанного участка между первым и вторым положениями.
3. Насос по п.1 или 2, в котором корпус представляет собой керамический корпус.
4. Насос по п.1 или 2, в котором корпус выполнен из некерамического материала, а каждый цилиндр включает керамическую гильзу.
5. Насос по п.1, в котором корпус включает один или более каналов для регулирующей температуру текучей среды, образованных в нем, впуск для регулирующей температуру текучей среды и выпуск для регулирующей температуру текучей среды, при этом температура корпуса регулируется прохождением через него потока регулирующей температуру текучей среды.
6. Насос по п.1, в котором каждый поршень соединен с соответствующим приводным валом поршневой приводной системы.
7. Насос по п.1, в котором, по существу, не образуется зазор между поршневой приводной системой и поршнем в осевом направлении.
8. Насос по п.7, в котором корпус выполнен с возможностью перемещения относительно поршневой приводной системы, посредством чего все поршни одновременно отсоединяются от приводной системы.
9. Насос по п.1, в котором соединительный элемент представляет собой крюкообразный соединительный элемент, выполненный с возможностью разъемного соединения с соответствующим стержнем, установленным в поршневой приводной системе, при этом крюкообразный соединительный элемент включает сужающееся отверстие для обеспечения правильного выравнивания стержня в соединительном элементе и стержневой контактирующий участок, имеющий ширину, равную диаметру стержня, для предотвращения осевого зазора между стержнем и крюкообразным соединительным элементом, при использовании.
10. Способ выдачи жидкости, включающий всасывание выдаваемой жидкости в гидравлический насос по любому из пп.1-9, и ее выдачу из насоса в соответствующие приемники, выровненные с выпусками для жидкости из насоса.
11. Способ по п.10, в котором каждый поршень включает клапанный участок, имеющий первое положение, в котором поршень способен вводить выдаваемую жидкость в цилиндр, и второе положение, в котором поршень способен выдавать жидкость из цилиндра к выпуску, при этом способ включает приведение каждого поршня в действие, частично, из его соответствующего цилиндра с клапанным участком в первое положение для всасывания выдаваемой жидкости, в соответствующие цилиндры, поворот каждого поршня так, что клапанный участок перемещается из первого положения во второе положение, и приведение каждого поршня в действие в его соответствующем цилиндре с клапанным участком во второе положение для выдачи жидкости из цилиндра к выпуску.
12. Способ по п.10 или 11, в котором корпус насоса поддерживают при требуемой температуре прокачиванием регулирующей температуру текучей среды через один или более каналов, образованных в корпусе.
13. Применение гидравлического насоса по любому из пп.1-9 для заполнения лекарственных форм для перорального применения жидкой фармацевтической или нутрацевтической композицией.
14. Применение по п.13, в котором лекарственная форма для перорального применения представляет собой капсулу.
