[发明专利]流控制和流过滤方法及设备

说明书

本申请参考2000年9月13日提交的美国临时申请No.60/153,647，提出了权利要求并通过引用将其全部公开内容包括在本文中。

技术领域

本发明涉及流控制和流过滤方法及设备，它适用于医疗装置、药品输送装置、食物分配装置、气雾剂产生装置等。

背景技术

流体分配装置应用于多种场合中，包括例如药物的输送、食品的分配、清洁剂或发胶的分配等。这种装置通常可以包括一气雾剂产生表面和一用于传送流体的通道，该通道具有一与一容器保持流体连通的的入口和一定位于气雾剂产生表面上方的出口。待传送的流体盛放于容器中。

然而，传统的流体分配设备缺少效能成本合算的适当方法和装置来进行流体流的控制。而且，传统的流体分配装置，特别是药品输送装置，要受到缺少有效机构来控制流体容器的蒸发和污染问题的困扰。由于机械装置成本高而可靠性低(失效率高)，因此机械装置并非可行的选择。

因此，就需要开发一种效能成本合算和可靠的关闭阀来控制流体流并防止流体容器的蒸发和污染。

发明内容

本发明提出了新的和独特的方法和设备来关闭并控制医疗装置、药品输送系统、食物分配、气雾剂产生等装置中所用的流体分配系统中的流体流。

本发明中在用于进行流体分配的流体控制调节器和/或依赖于压力的关闭阀中利用了一种多孔材料。这种多孔材料也可以用于防止流体从加压流体源中渗漏，将其中盛放的流体的蒸发作用减至最小，以及/或者防止污染问题。

本发明提出了一种用于流体分配系统之类的关闭和/或流控制阀。本发明的流测量和分配系统通过施加压降将流体从一源容器传送至分配位置处。

为了保护源容器并将蒸发作用减至最小，在流体传送路径上设立了一关闭阀。例如止回阀、提升阀、挡板阀、鸭嘴阀的机械关闭阀及其他机械阀价格过于昂贵，也并不可靠。

因此，本发明提供了新方法和设备，其中插入流体分配系统的流体传送路径中的多孔介质起关闭阀、流体流控制机构和防污染装置的作用。

这种多孔介质需要达到预定的启动压降或临界压力才会保持流体流动。在低于启动压力的压力值下，流体不会流动。因此，当压降低于某个水平时，多孔介质的压降就起关闭阀的作用。当使用者一开始进行吸气，在吸入式药品输送装置中就会产生这种压降。

多孔材料的孔隙尺寸、总体孔隙体积以及亲水性/疏水性平衡达到的某种程度决定着开始流动所需的压力值(即临界压力)。这些变量也决定着材料中的流速。例如，某些多孔介质在达到临界压力后就会促进自由流。一旦达到临界压力，在其他多孔介质中被促进的流动就会随压力的增加而增加，达到最大的预定值。

孔隙尺寸也限制了进入和离开多孔介质的颗粒的尺寸。因此，离开流体分配设备的颗粒的尺寸受到特定尺寸的限制，同时也基本消除了流体容器中由于蒸发压力(流体的蒸发)而引起的流体损失。因此，多孔阀也可以看成一种过滤装置，对流体进行过滤以便只分配特定尺寸的流体颗粒。

颗粒尺寸限制还可以基本消除流体容器中的流体污染。由于生物污染物不能通过多孔阀的孔，因此可以有效防止生物污染物通过多孔材料。为了防止特定类型的生物细胞污染流体容器，可以将孔隙尺寸制成特定孔尺寸。

例如，可以确定孔隙尺寸以防止以下生物体进入流体路径或容器：

—  病毒：0.05至0.1微米；

—  细菌：0.5至1.5微米；

—  红血球：5微米；以及

—  淋巴细胞：5至8微米。

此外，离开流体容器的颗粒尺寸在许多流体分配系统中都很重要。例如，在药品输送系统，特别是吸入器装置中，分配进入病人体内的药物剂量在特定颗粒尺寸时更易吸收。

为了将通过流体介质阀从源容器中蒸发的流体减至最小，可以对多孔材料的亲水性/疏水性平衡和多孔性进行调整。本发明的多孔阀可以将蒸发损失比机械阀降低60％。

因此，通过改变例如多孔材料的厚度、孔隙尺寸、孔隙体积和材料的亲水性/疏水性平衡的参数，可以达到无数种启动/关闭压力和/或流速。

因此，在本发明的一个方面中，用于流体分配装置的流体容器的出口的压力阀包括一多孔介质。

在本发明的另一个方面中，用于流体分配装置的压力阀包括一具有一内径的流体传送通道、一出口和一入口，它们与流体容器保持流体连通。阀还包括定位于出口附近的多孔介质。