一次性注射器的分配器系统

发明领域

本发明总的涉及分配器装置及用于精确地分配可流动的粘性物质的方法。 更具体地讲，本发明属于此类发明及方法的诸实施例，其中可重复分配精确数 量的物质，同时将分配器出口附近的物质被空气风干的可能性减至最小。在较 佳的实施中，本发明的分配器包括带有一控流组件的可变形的输出管，该组件 包括由致动件连接件所支承的管接合件(例如，滚轴)，以便有选择地移动该 管接合件，以使输出管变形，其中管接合件的持续移动可在输出管的输出端附 近产生一吸力，从而将输出端处的可流动的物质吸入到输出管的区域内。

现有技术的描述

在集成电路的制造中，将诸如光敏树脂(感光性树脂)之类的物质涂覆到晶 片上，然后使这些晶片旋转，以便均匀地分布这些物质。大部分感光性树脂及 相关物质是极其昂贵的，因此，必须分外小心地取用为实现所需目的所必需的 最少量的合成物。在实践中，已采用由计算机控制的注射器类型的分配器来分 配此种特性的物质。这些分配器包括支承在一致动器壳体上的可更换的注射 器，其中该注射器包括一物质容器和细长的可变形输出管。采用各种类型的控 制器来有选择地夹紧输出管，以便阻止物质从注射器中流出。

例如，美国专利号4,030,640、3,982,724和5,033,656中揭示了包含有 夹紧型控流器的各种分配器。’724号专利采用用于夹紧可变形输出管的测微计 阻塞件(stop)。类似地，’640号专利中同样采用用于此项目的的锥形夹紧件。 ’656号专利中则采用一对夹紧件。

然而，许多物质、尤其是那些使用在电子工业中物质的粘性性质常常会在 物质分配管的输出端处形成最后的液滴。结果，该物质可能会在输出管的末端 处风干，这样就需要进行清理，从而对物质造成浪费，因此，简单的夹紧型分 配器是不适合的。

另外，可获得的商业用系统采用一机械装置来控制传送注射器的柱塞。然 而，这些装置较大且贵了些，而且通常需要使用额外的液流管线来将分配器装 置与需要分配流体的地方相连接。这样，倘若分配操作被长时间中断或者终止 的话，则会引起这样一个问题，即物质可能往往会在管线内风干。另外，这样 还引起物质的额外浪费，这是因为在使用之前，必须用流体灌满额外的液流管 线及相关的装配件。

所使用的气动型注射器系统还需要采用各种方法来控制注射器针筒内的 压力或真空，以便控制分配循环。当采用流动物质(与粘性物质相对)时，通 过向注射器针筒的上部施加真空来防止滴落。但真空的大小必须高得足以防止 滴落，而又不能高得将空气从分配器顶端抽吸到注射器针筒中。不幸地是，所 需的真空大小会随着流体以及分配器顶端的特性、以及遗留在注射器针筒内的 流体的量的变化而变化。

发明概述

本发明提供了一种用于可流动的粘性物质的改进型分配器，该分配器具有 克服现有技术的分配器所存在的许多问题的紧凑且简化的设计。为此目的，本 发明的分配器包括用于容纳待分配的粘性物质的容器，该容器具有与容器相 连、且呈现出输出端的可变形的输出管。包括管接合夹紧件和致动件的控流组 件用于有选择地使管接合件在邻接输出管的准流位置与使输出管变形地与该 输出管相接合的阻流位置之间移动。为此，夹紧件顶着对置的背衬表面操作， 即输出管置于夹紧件与背衬表面之间。此外，也是极为重要地是，该管接合件 藉由致动件沿离开输出端的方向沿着输出管移动，以便产生用于将位于输出端 处的物质吸入到输出管内的吸力。这样能有效地克服与位于输出管的输出端处 的物质的滴落及/或风干有关的诸多问题。

在较佳的形式中，本发明的分配器包括适于容纳一标准的、可取出的分配 器注射器的较小的竖立的壳体。该壳体被构造成可接纳注射器本体，其中已过 滤的垂悬的注射器输出管在壳体的下方延伸。一控流组件位于壳体内，它包括 一滚轴或者类似的管接合件，以及可气动或者机械操作的精确的连接组件。有 利地，该滚轴移动一条弧形路线，以便先接合输出管后再沿着其长度向上移动， 以便在输出管的末端处形成理想的吸力。为了实现最佳且最精确的流动控制， 作用在夹紧件与背衬表面之间的夹紧关闭是弹性且偏压的。这些可通过与夹紧 件或者背衬表面相关的弹性偏压所获得。

附图简介

图1是较佳的分配器壳体的分解立体图，其中可更换的注射器组件垂直地 装配在壳体内，并由该壳体所支承；

图2是本发明较佳分配器的前视图，其中安装着一注射器；

图3是沿着图2中的线3-3剖取垂直剖视图，它示出了处于其打开的准 流位置中的分配器；

图4是示出了图2所示分配器在其操作的最初阶段阻止物质从分配器中流 出的放大的垂直剖视图；

图5是示出了处于其阻流位置中的分配器的垂直剖视图，其中在注射器的 出口处形成了负压；

图6是该分配器的较佳的控流组件的诸构件的放大的局部分解立体图；

图7a是采用机械连接件及相关的弹性支承块的另一种控流组件的基本示 意侧视图，其中该组件处于其打开的准流位置中；

图7b是类似于图7a的视图，但它示出了位于其另一个阻流位置中的控流 组件；

图8a是采用弹簧加载的机械连接件的另一种类型的控流组件的基本示意 侧视图，它示出了处于其打开的准流位置中的控流组件；

图8b是类似于图8a的视图，但示出了处于其阻流位置中的控流组件；

图9a是采用弹簧偏压的折线形连接件的又一种类型的控流组件的基本示 意侧视图，它示出了处于其打开位置中的该组件；以及

图9b是类似于图9a的视图，但示出了处于其关闭的阻流位置中的控流组 件。

较佳实施例的详述

现在请参阅附图，图1-3示出了本发明的一种较佳的分配器10。粗略地 讲，该分配器10包括一壳体12、一可更换的容器14和支承在壳体12内的控 流组件16，该组件可操作地精确控制物质自容器14的流动。

更具体地讲，壳体12包括具有一铰接安装的门20的主体18。该主体18 呈现带有一底部搁板24的注射器支承用上凹部22。另外，该主体具有自搁板 24向下延伸的半圆柱形开口26和位于主体的底部的最低的半圆柱形开口28。 从图3中可清楚地看到，在主体18中、搁板24的下方形成有具有一敞开的垂 直端的腔室30。主体18还具有跨着(astride)凹部22形成于其中的阶梯形垂 直孔32，该孔与腔室30相连通。另外，主体具有固定于其上的、且与孔32 相连通的通风(pneumatic)弯管配件33；一通风管33a与该配件33相连。

门20也具有带有一底部搁板36的上凹部34，以及向下延伸的半圆柱形 开口38和位于门的底部的较小的半圆柱形开口40。背衬表面41系门20的一 部分(图1)，而且对于将要描述的目的是重要的。如图3所示，当门20闭合 主体18时，凹部22和34、搁板24和36、开口26和38以及28和40彼此邻 接。在门20内形成有一垂直观测槽41a，该槽自门的上部边缘向下延伸至大约 搁板36的高度。带有头部44的插销螺钉42可移动地安装在门20内，且可容 纳在形成在主体18内的一相应的插销开口46内。这样，当门20关闭时，该 门可相对于主体18锁定在适当位置上。

容器14采用细长的、垂直竖立的注射器48的形式，它具有适于容纳可流 动的粘性物质52的管状容器本体50。该本体50配备有杯状气动柱塞54，该 柱塞位于物质52的顶上，且可在容器本体内滑动。柱塞54可在正的气动压力 的影响下移动。为此，容器本体50具有呈现出一向上凸出的管状奶嘴件58的 上部帽盖件56，该奶嘴件呈现出与远离物质52的柱塞54的上表面相连通的内 部通道60。帽盖件56通过一O形环62与本体50的上端彼此密封。如图2所 示，奶嘴件58适于接纳与一通风软管66相连的通风配件64。注射器48的下 端包括一管状连接配件68，该配件容纳环形过滤件70的上端。从图3中可清 楚地看到，该配件68包括适于容纳过滤件70的上端、且与本体50的内部相 连通的内部管段72。该管段的周围具有一同轴的外部管段74。该过滤件70具 有一径向放大部分76，该部分位于相邻的搁板24和36的顶上，且呈现出一阶 梯形的管状下部78。

一由合成树脂所制成的可变形的细长输出管80固定在过滤件70的下部78 上。如图3所示，该管80穿过由匹配的开口28和40所构成的圆柱形开口向 下延伸，且终止于位于主体18和/或本体20的下方的输出端82。

控流组件16包括一夹紧件，在本文中采用滚轴84的形式，它适于与可变 形的输出管80相接合，用以控制物质52自注射器48的流动。该滚轴84接着 由位于一气动操作的连接组件86上的两个轴承83所支承。更具体地讲，该组 件86包括一枢转下臂88(参见图6)，该臂具有一分叉的外端90，其中滚轴 销92支承着滚轴84。该臂88在其远离滚轴84的那端上具有一孔94以及一细 长的交叉孔96。一线圈弹簧98位于该孔94内，且藉由孔塞100和穿过孔96、 且其上安装有垫圈104的肩状螺钉102保持在其中。

连接组件86还具有在其外端附近藉由销108可枢转地固定在臂88上的圆 柱形连接件106。该连接件106的上端经由销112可枢转地固定在柱塞杆110 的下端上。从图5中可看到，柱塞杆110藉由滚销115固定在气动柱塞114上， 并且可在壳体主体18的阶梯形孔32内垂直移动。从图3中可清楚地看到，柱 塞114配备有一O形密封件116和返回弹簧118。柱塞杆110自柱塞114向上 延伸通过一通风密封盖120。该密封盖120具有内外O形密封件122和124以 及保持环126。柱塞杆110具有固定于其上、且位于密封盖120的上方的最高 的球形捏手128。壳体主体18的通风配件33与位于柱塞114的上方的孔32 相连通。

在分配器10的使用过程中，其中管33a和66已位于适当的位置上，如图 1所示，首先通过松开螺钉42将门20打开，并将装配好的注射器48放置到壳 体的门20内，其中过滤件70的下表面搁置在搁板36上。然后，完全压下球 形捏手128，以便将控流组件16设置到其打开位置上。接着，用(带有已安装 好的注射器48的)门20关闭主体18，并拧紧螺钉42。在将门20紧固到主体 18上时，释放球形捏手128，由此使组件16关闭，并将管80夹紧在滚轴84 与门的表面41之间。最初的压下及进而释放球形捏手128的步骤可有效地设 置管80，从而当组件16位于其阻流位置上时，能确保有效的夹紧关闭。

如图5所示，在分配器10的闲置位置或者空闲状态中，正压经软管66持 续传送至注射器本体50，尤其顶着注射器柱塞54的上表面进行传送。当想要 从分配器10中分配一选定数量的物质52时，来自管33a的正压空气被传送到 阶梯形孔32中、柱塞114的上方。这样就会引起柱塞114和柱塞杆110向下 移动，从而使得枢转臂88和滚轴84向下枢转，以使滚轴84与相邻的输出管 80相脱离。要意识到的是，该向下移动是顶着偏压柱塞弹簧118进行的。此时， 经软管66传送至注射器本体50的、尤其顶着注射器柱塞54的上表面进行传 送的加压的空气使物质52从管80的输出端82中均匀地流出，如图3所示。 当所需数量的物质分配完毕后，通过管33a来传送的正压被释放，并且偏压柱 塞弹簧118使柱塞114和柱塞杆110向上移动，从而使枢转臂88和滚轴84向 上枢转，由此滚轴84与相邻的输出管80相接合，如图4所示。随着臂88和 滚轴84连续地向上枢转移动，该滚轴首先接合管80，并使其变形(其中门20 的相对表面41用作为管80的背衬件)，以便先限制、进而完全切断物质52 的流动。然而，滚轴84沿着管80的长度仍然进一步向上移动至图5所示的完 全关闭位置会在管80内滚轴84的下方、尤其输出端82处产生一较小的吸力。 该吸力将位于管80的下端内的物质52从输出端82向上抽吸，以便该物质完 全位于管80的区域中。这样就能防止物质从输出端82垂直滴落而被空气风干。 还要看到的是，弹簧98使得管80弹性关闭。

当然，当想要再次分配物质时，来自管33a的正压空气被传送到阶梯形孔 32内、柱塞114的上方，使得柱塞114和杆110向下移动，从而使臂88和滚 轴84枢转离开管80。经软管66顶着注射器柱塞54的上表面恒定施加的正压 将物质52压出输出端82。要意识到的是，连接件88、孔塞100、弹簧98和枢 转螺钉102形成一种有弹性的自调节型弹簧偏压夹紧机构。当来自110的动力 作用在控流组件16时，连接件106和88通过弹簧98的压缩绕枢转螺钉102 连续地径向调节。这种径向运动起到一种“无楔(no-wedge)”系统，并消除了 粘接。该“无楔”系统还自动调节，以使管的尺寸和厚度发生变化。也可通过 使弹簧98变化至更小或更大的值、以适应较宽范围的管材的几何形状发生变 化来调节由滚轴84所施加的弹性压缩力。该“无楔”系统还减少了管80上的 磨损以及不适当的应力，由此延长了管的使用寿命。分配器10的铰接门设计 的另一个优点在于容器14的前/侧装载的方法。该装卸方法(与容器14的直 穿或者顶部装载方法相对的)消除了在装卸期间管80对内部机构的污染。这 种污染主要是由于管80内物质所引起的，现因控流组件16而不包含在其中。 这样就增加了分配器10的可靠性和正常运行时间。另外，可人工操作的球形 捏手128用作为用于去除注射器中的空气的清除机构和人工消除分配器控制器 的装置。

虽然气动操作的连接组件86目前是较佳的，但本发明并不仅限于此。例 如，请参阅图7a和7b，可设置一机械连接组件130来支承使管变形的滚轴132。 在这种情况中，该组件130由两个连接条134和136所组成。在图7a中，滚 轴132处于其缩回的准流位置中。当根据本发明想要停止流体流动时，向连接 条134施加一向上的力，使得滚轴132枢转移动，由此该滚轴首先与管80相 接合，并使其变形，继而，通过持续的向上移动而在管80内、滚轴的下方产 生所需的吸力。在该实施例中，在门20内、管80的后方设有一弹性背衬块138， 以便能弹性保持因组件130所形成夹紧关闭。

图8a和8b示出了另一种类型的机械连接件144。在这种情况中，该组件 包括可枢转地支承一枢转臂148的片簧146，该枢转臂在其外端处具有一滚轴 150。一中间连接条152可枢转地连接至臂148两端之间的中间位置上。在图 8a中，滚轴150处于准流位置上；当向条152(图8b)施加一向上的力时，臂 148克服片簧146的偏压向上枢转，直到滚轴150阻止物质流过管80为止，并 在输出端82处产生吸力。再者，设置片簧146还能形成管80的弹性关闭。

图9a和9b中示出了最后一种实施例。这里，连接组件154包括支承滚轴 158的折线形连接件156。该连接件156具有可枢转地固定于其上的、呈倒置 的“L”形结构的弹簧连接件160。该连接件160具有向后延伸的臂162，其中 一线圈弹簧164置于臂162与折线形连接件156远离滚轴158的那端之间。在 图9a所示的准流位置中，折线形连接件156的远端毗邻一固定的交叉销166。 然而，当想要阻止流体流过管80时，向连接件160(图9b)施加一向上的力， 从而使整个组件154移离交叉销166。因此，弹簧164作用，以使折线形连接 件156和滚轴158朝着输出管80枢转并与其相接合。再者，这样不仅阻止了 流体流过管80，而且，由于滚轴158沿着管80的长度连续向上运动，因而在 滚轴的下方产生所需的吸力，从而由弹簧164提供了弹性关闭。

发明背景