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CN1326399A - 用于无污染物分配和输送系统的分配盒 - Google Patents

用于无污染物分配和输送系统的分配盒 Download PDF

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CN1326399A
CN1326399A CN99813304.3A CN99813304A CN1326399A CN 1326399 A CN1326399 A CN 1326399A CN 99813304 A CN99813304 A CN 99813304A CN 1326399 A CN1326399 A CN 1326399A
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CN
China
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conveyor module
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housing
make box
distributor disk
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CN99813304.3A
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Inventor
伯纳德·R·格伯
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WATERFALL CO
Waterfall Co Inc
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WATERFALL CO
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Abstract

本发明主要涉及一种用于制造分配诸如液体、溶液、分散物、悬浮液、凝胶和胶状物等可流动材料的盒子的方法,同时保持可流动材料无菌和完整性。该方法包括:用模具制成一个刚性并由惰性材料构成的壳体(12),壳体具有一个出口(58)。另外,输送模块(30)由至少两个不对称的元件通过模具制成,并在输送模块上形成一条分隔线,还有一条内部通道(34,40,42)将进口(32)和出口(36,38)相连。该方法的下一步是通过模具制成一个弹性保护罩(44),该保护罩具有两个不对称的元件以在保护罩上形成分隔线。保护罩置于输送模块上以覆盖输送模块,并覆盖输送模块的出口,然后将覆盖输送模块的保护罩置于壳体内,使得保护罩的出口阀(56)引导可流动材料穿过壳体出口(58)。保护罩和输送模块具有相互接触的接触表面,但是保护罩和输送模块的分隔线位于非接触表面上,使得分隔线远离任何光滑和密封表面,以保证在使用时可流动材料不受污染。

Description

用于无污染物分配和输送系统的分配盒
发明背景
1、发明领域
本发明领域一般涉及用于控制诸如液体、溶液、分散物、悬浮物、凝胶、胶状体和其他流体等可流动材料的流动的装置。特别是，本发明领域涉及一种用于输送多批次可流动材料、并防止外部污染物在输送期间和两次输送操作之间侵入的分配系统，从而保持可流动材料的无菌和清洁状态，并延长材料的使用寿命，基本上等于其自身寿命。
2、相关技术描述
以无污染物方式分配可流动材料的方式，特别是经过较长时间或者以例如多批次输送等重复方法输送材料的方式存在许多困难。主要问题涉及怎样对液流进行精确控制并防止回流或逆流。实际上，外部污染物在输送周期结束时很容易随逆流进入容器。
很多用于可流动材料的可折叠或体积减小的容器都具有排出口，例如孔、喷嘴、水龙头或其他形式的开口。容器的内容物，例如胶状体、液体或其他流体在内部压力作用下从排出口排出。分配可流动材料的方法通常是不精确的并且不能防止外部污染物进入容器。因此，当需要对分配操作进行精确控制时，要在排出口上加装附加的净化或分配装置。这些装置必须简单、有效和低价，特别是要广泛应用于商业场合和家用时更应如此。
通常，分配装置具有一个阀装置以保证精确输送。在美国专利5,033,655中，Brown指导了如何通过采用一个带有开口阀的系统而从不可折叠的容器内分配流体制品。在将流体输送给使用者时，该系统允许空气进入以防止容器折叠。因此，在空气中传播的外部污染物就进入了保留在容器内的溶液中。很明显，这种分配装置不适于从可折叠的容器内以无污染物的方式分配流体。
Vorhis的美国专利5,265,847公开了一种带有附加密封件的挤压阀的简单解决方案。该装置适用于其内容物在重力下排出的容器。在美国专利5,099,885中，Nillsson公开了一种止回阀，它通过一个泵来输送粘稠液体。该解决方案并不适用于所有类型的液体和流体。类似的，在美国专利5,346,108中，Pasinski公开了一种量具式分配装置以输送一定量的普通粘稠流体。该装置具有一个带有两个稳定取向(凸起和凹下)的弯曲部分。在弯曲部分回复到其原始位置时，在空气中传播的污染物会进入该装置。
除了上述缺点，上述防止在空气中传播的污染物进入可流动介质中的传统解决方案并不能设计成防止倒流的形式。Haviv在其美国专利5,080,138中公开了一种基于套管阀并包括多个元件的阀装置。该专利借助一个能使可流动材料从阀中流出、但阻止液流倒灌回容器的保护罩而阻止了倒流。但是，该装置很复杂，制造成本高并且难于组装。
Latham在美国专利5,398,853中公开了一种简单的排出喷嘴。该喷嘴适用于输送胶状体，例如牙膏。尽管Latham试图消除在排出口和胶状物施加的第二表面之间的细菌传送量，但他设计的喷嘴仍不能阻止细菌侵入。例如，当喷嘴浸在溶液中时，细菌可能侵入。
在分别授予Debush和Pardes的美国专利5,306,786和5,092,855中公开了更为有效的无污染物分配方法。Debush公开了一种对本申请人的在先美国专利34,243进行改进的装置，其中可膨胀的弹性套管紧固在带有进口和出口的阀体周围。Debush的改进目标是简化装置。但是，他的方案需要更多的材料来制造阀。另外，为了该发明而制造铁饼状的阀并使该装置适应可折叠的容器很难。Pardes公开了一种刚性封闭套筒以将弹性保护罩保持在阀体上，从而在保护罩和阀体之间形成密封。这非常接近于本申请人在美国专利34,243中的教导。Pardes的阀通过阀体内的两组开口操作，这样就使得该装置的结构产生了不必要的繁琐。
这些传统分配装置都不是低价、结构简单并能传递从低黏度到高黏度范围的可流动材料的。另外，这些传统装置不能很容易地适用于可折叠容器，因为这些容器在其内容物排出时并不能产生内部真空。一旦这种传统的分配装置被使用或朝大气打开，该装置就不能保持无菌状态。这种传统方法也不能被证明其具有在多次使用过程中使可流动材料保持无菌和清洁的能力。
因此，很希望提供一种用于从可折叠容器内分配可流动材料的无污染物多批次分配盒。另外，很希望提供一种分配盒，它能够防止可流动材料回流或逆流，从而防止外部污染物在输送可流动材料期间以及之后通过分配盒进入容器。还希望提供一种具有简单结构、并易于安装在多种可折叠容器上的无污染物分配盒的分配系统。还希望提供一种经过实验证明其能够有效地保持可流动材料无菌和清洁的系统。
发明概述
本发明提供了一种用于从可折叠容器内分配可流动材料的多批次分配盒，所述容器是这种类型的，即当分配可流动材料时，容器不会产生内部压力。多批次分配盒防止了在材料输送期间和两次输送之间外部污染物进入容器。具体是，盒子具有一个壳体和一个用于将壳体以气密方式安装在容器的输送口上的安装装置。位于壳体内的输送模块具有一个用于容纳可流动材料的进口，所述可流动材料通过输送口排出容器。起始于进口并终止于至少一个出口的内部通道穿过输送模块。有一个弹性保护罩将输送模块包围，使得保护罩的一部分覆盖一个或多个出口，以形成一个或多个套管阀，这些阀仅能使可流动材料从所述一个或多个出口流出。
在最佳实施例中，盒子具有一个由位于一个或多个套管阀的下游的弹性保护罩的一端形成的出口阀。出口阀也仅能使可流动材料流出。通常，由保护罩的一端形成的出口阀是鸭嘴形阀、切口阀或止回阀。在另一实施例中，出口由弹性保护罩的一端形成而不构成一个阀。
本发明的盒子还包括一个由壳体形成的分配口，用于分配可流动材料，使之从出口阀或由弹性保护罩形成的出口排出。
本发明的盒子可以安装在可折叠容器内，诸如管子、袋子、输液容器、注射器、小囊、可折叠容器、波纹式容器和类似物。安装装置将取决于容器的类型，并且通常由粘接密封件、螺纹颈、压装颈、连接密封件、热密封件、超声波焊接或其他连接材料或元件构成。
壳体最好由模塑材料制成并且是刚性的。当分配可流动材料时，必须要阻止弹性保护罩的膨胀并防止保护罩磨损。弹性保护罩最好由可模塑的热塑性弹性体制成。可用于制造保护罩的材料实例包括：丁苯橡胶、硅树脂、胺基甲酸酯、Kraton和橡胶等。另外，保护罩安装在输送模块上以防止滑落并能确保套管阀正确工作。这可以通过一个O形环和制在输送模块上的对应槽来实现，或者在保护罩上制成凸起，装配在输送模块上的类似槽中来实现。作为替换形式，保护罩插紧在输送模块和壳体之间。但在所有情况下，在非膨胀状态下的保护罩的内径都小于输送模块的外径，使得保护罩将紧紧地包围在输送模块周围。保护罩内径的优选范围是输送模块外径的0.5至0.8倍。
作为替换形式，壳体也可以通过改进流体容器来加以消除，从而将盒子减少为仅有两个元件：输送模块和弹性保护罩。当形成后，壳体用于保护弹性保护罩不受收缩磨损，以通过防止弹性保护罩过度膨胀而防止弹性保护罩破裂，并将弹性保护罩按压在输送模块上，以在弹性保护罩和输送模块之间形成液密性密封，从而防止可流动材料从其路径上泄漏或倒流。壳体的每一功能都可以通过改进邻近容器输送口的容器颈内表面来实现。容器颈的内表面(在瓶子和管子的情况下)，或与输送口相连的附件或固定件的内表面(在袋子、小囊注射器或活塞的情况下)，都可加以改进以形成所述壳体的功能和特征。作为替换形式，也可以制造单独的适配器，用于插入容器的输入口，使得两元件盒能够安装在其上。通过使用分配器，一种或仅仅少数几种尺寸的分配盒就能够适配多数容器。
本发明的分配盒能够有效地防止空气及其组分、氧、氮、水蒸汽和其他大气气体，以及其他在空气中传播的污染物，包括烟尘、花粉、微生物进入。因此，可折叠或容积可减小的容器的内容物不会由于这些类型的外部污染物的污染而性能降低。在本发明的一个特别有利的实施例中，分配盒能够由制造商通过诸如利用粘结剂或激光等的热连接、超声波连接等方式永久地结合在容器上，使得容器和分配盒构成一个整体的分配系统。
另外，尽管用浓缩的细菌或病毒溶液进行静态和动态浸泡测试，本发明仍提供了一种经过实验证明其能够保持可流动制品无菌和清洁的系统。
本系统有利地对用在弹性保护罩处的输送模块采用了优选的几何形状，沿着输送模块形成了恒定的张力，从而提供了有效的密封而不会发生外部污染物(包括空气或微生物)倒流的情况。
本发明还包括消除所有提供微生物进入路径的零件的新方法。
附图简要描述
图1是根据本发明所述的分配盒的截面立体图；
图2是在输送前图1所示分配盒的截面图；
图3是在输送期间图1所示分配盒的截面图；
图4是图1所示盒体顶部的立体图；
图5是出口阀的一部分的立体图；
图6是用于本发明盒体的输送模块的立体图；
图7是安装在管道上的本发明所述分配盒的截面图；
图8是安装在注射器上的本发明所述分配盒的截面图；
图9是不带出口阀的本发明所述分配盒的截面图；
图10是不带出口阀的本发明所述另一种分配盒的截面图；
图11是安装在波纹管式容器上的本发明所述另一种分配盒的截面图；
图12A是不带出口阀的本发明所述另一种分配盒的截面图；
图12B是图12A所示分配盒的分解立体图；
图13是本发明的另一种分配盒的截面图；
图14是本发明的另一种分配盒的截面图；
图15A是图12A所示分配盒的输送模块的立体图；
图15B是图12A所示分配盒的弹性保护罩的立体图；
图15C是图12A所示分配盒的弹性保护罩的立体底部视图；
图15D是图12A所示分配盒的壳体的立体图；
图16A是图12A所示分配盒的输送模块的顶部视图；
图16B是图12A所示分配盒的弹性保护罩的顶部视图；
图16C是图12A所示分配盒的壳体的底部视图；
图17A表示了一种用于排出容器内的初始气体的改进气体包装系统；
图17B表示了一种用于将容器内充满受控的气体的改进气体包装系统；
图17C表示了一种改进的气体包装系统，其中被填充的容器中包含了受控的气体。
详细描述
图1表示了分配盒10的优选实施例。分配盒10包括一个壳体12，该壳体12由稳定并且不活泼的可模塑材料制成。图示分配盒10将要装在一个可折叠容器14上，图中仅表示了所述容器14的顶部。尽管图示盒子10比容器14的颈部16大很多，仍希望大幅减小盒子10的尺寸，使得容器14构成颈部16的一小段延伸部分，或者伸入颈部16或容纳在颈部16内。在图示实施例中，颈部16具有颈部螺纹18，它与壳体12下部上的盒子螺纹20配合。这样，通过将壳体12旋在颈部16上，盒子10就以气密性方式安装在容器14上。
可流动的材料22储存在容器14内。通常，材料22是液体或者需要小心分配并与外部污染物26隔离的流体。这些污染物26可以破裂成颗粒或者诸如空气等其他材料28，其成分包括氧、氮、水蒸汽和其他大气气体，以及那些包括烟尘、花粉和微生物的可在空气中传播的污染物。可在空气中传播的微生物可以包括酵母粉、霉菌、细菌、原生动物和多种病毒。许多可流动的产品，例如药、化合物、保健材料、个人卫生材料、食品和其他可流动物品，都需要与上述至少一种污染物26隔离。这些产品常处于家庭、商业和工业环境中。
颈部16中止于开口或输送口24。可流动材料22通过开口24从容器14内排出并进入分配盒10。盒子10包括一个输送模块30，其下部形成了一个用于容纳材料22的进口32。当盒子10安装在容器14上后，输送口24被牢固和紧密地按压在输送模块30的底部，以使可流动材料22能够直接从输送口24被引入进口32。
输送模块30具有一个内部通道34，它起始于进口32并分成两分支40和42，每一分支都分别终止于出口36和38。在该实施例中，出口36和38设置于输送模块30的径向相反的面上。出口36和38的这种几何布局是优选的，这是因为这样很容易制造并保证了出口36和38之间具有最大的圆周间隔。
弹性保护罩44伸展覆盖并包围输送模块30。弹性保护罩44的材料最好是可模塑的热塑弹性体。尽管本领域的普通技术人员能够发现其他适当材料，但最好采用丁苯橡胶、硅树脂、胺基甲酸酯、克拉通和橡胶。
为了保证保护罩44能够紧密地包围输送模块30，很重要的是在非扩张的状态下使保护罩44的内径小于模块30的外径。这就保证了当保护罩44置于输送模块30上时，它将伸张并紧紧地包围输送模块30。最好保护罩44的内径是模块30外径的0.5至0.8倍。由于直径差异而形成的模块30上的紧密配合，保证了下述套管阀46和48具有良好的操作性能。
另一个将保护罩44覆盖在输送模块30上的准备措施，是将向内延伸的凸起或突出物50沿圆周环绕在输送模块30上。相应地，输送模块30具有一个用于容纳突出物50的槽52。当突出物50沿着输送模块30的圆周位于或者座落在槽52中时，保护罩44固定。实际上，突出物50用于将保护罩44安装或固定在输送模块30上的位于出口36和38下方的位置上。作为替换形式，保护罩44还可以通过超声波焊接或热封而安装在输送模块30上。
当正确安装后，保护罩44延伸覆盖输送模块30的两侧，并盖住两出口36和38，以分别在保护罩44与出口36和38的交界处形成两个套管阀46和48。套管阀46和48是单向阀，并在出口36和38处的压力作用下打开而工作。
在套管阀46和48的下游以及大致输送模块30的上方，保护罩44收缩并终止于末端54。在末端54处，保护罩44的弹性材料部分最好收缩为一个窄的颈部，该颈部通常闭合，就象是弹性材料自己粘接起来一样。如图1所示，保护罩44的末端54形成了一个出口阀56。出口阀56可以是诸如一个鸭嘴形阀、开口阀或止回阀。本领域的普通技术人员应该能认识到，根据保护罩44的材料部分形成的方式，出口阀56的精确几何形状和参数可能不同。出口阀56是一个单向阀，通常是一个关闭的阀，以当压力大到使末端54的粘连壁打开出口阀56时，仅使可流动的材料22流出。
壳体12具有一个分配口58，该口58制成位于出口阀56的排放处的圆形开口的形式。根据用途不同，分配口可以环绕出口阀56并防止保护罩44的末端54与外部物体接触。作为替换形式，末端54可以伸到分配口58的壁外，特别是希望定期清洗出口阀56时更应如此。
当输送可流动材料22时，壳体12的大致形状最好与保护罩44的形状一致。这样，壳体12除了能够保护盒子10的元件不受外部环境的危害外，还能够防止保护罩44膨胀。壳体12的这种作用防止了保护罩44破裂，并保证可流动材料22具有恰当的流动传送特性。
壳体12的内径最好选择为大于输送模块30的外径，富裕量取决于可流动材料22从出口阀56输送的期望速率、可流动材料22的黏度和保护罩44的弹性和破裂点。适当量的可流动材料22可以使保护罩44的直径扩大500um那样小。壳体12的内径相对于输送模块30的外径来说可以根据特定用途来进行选择。壳体12的内表面最好是光滑的，以防止当可流动材料22被输送时磨伤保护罩44。
下面参照图2和图3对分配盒10的操作进行更清楚地描述。在图2中，尽管可流动材料22位于内部通道34和分支40和42中，盒子10仍是不起作用的。如箭头A所示，可流动材料22已经通过颈部16和输送口24并经过进口32而进入内部通道34。位于出口36和38处的套管阀46和48关闭，同时保护罩44紧密地包围输送模块30。套管阀46的放大视图表示了可流动材料22沾湿了保护罩44。由于压力不够大，可流动材料22不能打开套管阀46或48。在此期间，出口阀56保持封闭状态，并且不会有可流动材料22流到出口阀56的下游。
为了启动盒子10，如图3所示，可以向容器14或可流动材料22上施加压力。可以用手动或诸如采用蠕动泵等机械方法来按压容器14。通过泵压或其他内部压力传递方法来向可流动材料22上施加压力。套管阀46和48都在可流动材料22施加的压力下打开。保护罩44膨胀，同时可流动材料22充满套管阀46和48的下游空间。同时，壳体12防止保护罩44过度膨胀以及破裂或磨损。
当可流动材料向保护罩44的末端54移动时，蕴含在保护罩44下方的可流动材料22的压力使得出口阀56打开。这样，可流动材料22就能如箭头B所示那样通过出口阀56而分配。当可流动材料22的压力下降到比保持套管阀46和48打开所需的最小临界压力还低时，保持在壳体12和保护罩44之间的可流动材料22将通过出口阀56排出。这是因为保护罩44收缩并贴切地包围输送模块30而由保护罩施加压力所产生的。
套管阀46和48与出口阀56前后布局具有很明显的优点。可流动材料22不会通过套管阀46和48倒流。保持在保护罩44下方的所有可流动材料22都通过出口阀56排出。这样，可流动材料也不会通过出口阀56倒流。结果是，分配盒10的操作是无污染的。不会有外部污染物26的颗粒28能够通过出口阀56和套管阀46和48进入容器22的内部末端。
在后续的循环周期中，分配盒10的操作是相同的，由于蕴含在套管阀46和48下游的所有可流动材料22总会从出口阀56排出，所以分配盒10很适于多批量输送流体。
根据用途不同，分配盒10能够由制造商或顾客来安装在容器14上。例如，当可流动材料22是普通顾客购买的胶水、药液或食品时，盒子10可以更为方便地在工厂就组装好。作为替换形式，当盒子10是用于分配特定液体或流体时，也可以由最终用户决定是否组装。
分配盒10的构造保证了它可以操作较宽黏度范围的材料。因此，分配盒10更为有效和通用。它的无污染操作使得它在保持实际任何可流动材料的纯度时都很有效，所述可流动材料从容器流出，并且当分配盒排出其内容物时不会产生内部真空。
制造分配盒10所需的构件和材料是廉价的并且可以直接组装，最终的产品能够很容易地安装在任何可折叠或可减小的容器上或容器内。为了将分配盒10安装在容器内，分配盒10可以改进为：当安装在颈部16内部时是气密性的。对于本领域的普通技术人员来说，这种改进是简单和容易的。
在永久安装状态下，分配盒10和容器14构成了一个高效的整体分配系统。这种系统对于用在家庭或商业消费品领域内，分配可流动材料的操作是十分有价值的。这是因为可以向顾客提供用于在无污染方式下传送多批次流体的预备到使用的产品。
图1-3所示的实施例可以在多方面改进，以使之更适用于特定用途。例如，图4表示了带有升高或抬高了的分配口60顶部的壳体12。在这种情况下，由保护罩44的末端64形成的出口阀62完全被分配口60的高壁保护。该实施例更适于要求出口阀62与外界保持隔离的应用场合。
图5是形成出口阀70的保护罩68端部66的细部图。在该实施例中，保护罩68变窄收缩为一个形成一个切口阀的矩形开口，当然，端部66形成的不同开口形状将构成具有不同流动特性的不同阀。其他的阀，例如鸭嘴形阀和止回阀，也可以由保护罩68的末端66形成。本领域的普通技术人员能够采用其他类型的阀，并确定哪种特定类型的阀最适合要被传送的可流动材料以及分配条件。
图6表示了一个带有多个出口74的输送模块72。在这种情况下，出口74位于沿输送模块72的顶部76上等距间隔的圆周上。在顶部76下方有用于安装弹性保护罩44的槽78。输送模块72具有下部80和底部保护层82，用于提高与容器14的颈部16的接触性能。图中还表示了一个位于内部通道86的末端的进口84，它位于输送模块72的底部。输送模块72特别适用于可流动材料的高流量输出。
图7表示了安装在管子94颈部92上的分配盒90的另一实施例。这种布局是为分配胶状物96而设计的，例如分配牙膏。应该注意到，用于安装在牙膏管上的分配盒90的实际尺寸最好更小些。
在优选实施例中，分配盒90具有一个壳体98，其中弹性保护罩100包围了输送模块102。在该实施例中，保护罩100通过以气密性方式夹压在壳体98和输送模块102之间而固定。壳体98的底部具有压配颈部104，它能够装配在管子94的颈部92内。另外的粘接密封件106，即粘结剂，可以施加在所述压配颈部104的周围。
输送模块102具有一个内部管道106，它起始于进口108并分成两分支110和112。两分支110和112终止于出口114和116，以分别形成两个套管阀118和120。保护罩100的末端122形成了一个出口阀124。壳体98具有一个分配口126，该口将出口阀124与外部环境隔离。
图7表示了处于输送状态的分配盒90，该分配盒90的操作与上述优选实施例的操作类似。在输送状态下，套管阀118、120和出口阀124都打开，并且胶状体96从分配口126排出。如图所示，由挤压管子94的使用者所施加的压力迫使套管阀118和120打开，并通过出口阀124将胶状体96从管子94中挤出。
图7所示实施例的其他优点在于它非常简单。采用夹压保护罩100的方式使其环绕就位在输送模块106周围是一种低费用的解决方案。另外，在颈部92和压配颈部104之间建立的压装配合方式，使该实施例适于由制造商预先装配好输送盒90。
图8表示了安装在注射器130上的图7所示的盒子90。与前一实施例唯一不同的是盒子90通过粘接密封件134安装在注射器130的颈部132上。一旦盒子90就位于颈部132上时，粘接密封件134最好由分配装置(未表示)提供。粘接密封件134可以是任何一种粘结剂或者环氧化物。作为替换形式或者附加形式，也可以采用超声波焊接接头或者热封件，其中粘接材料熔融环绕在颈部132上。当颈部132本身是由塑料或其他能够与粘接材料局部地熔接在一起的材料制成时，能够获得最优的连接。
在操作时，由活塞136产生的压力使得可流动材料97被盒子90以上述方式进行分配。本实施例特别适于在家庭或医院中用来输送药液。
图9表示了本发明的另一实施例。图9表示了一个分配盒150的壳体152，该壳体罩住输送模块154，所示输送模块154被弹性保护罩156包围。在优选实施例中，在输送模块154的出口162和164处形成了两个套管阀158和160。
在该实施例中，保护罩156的末端形成了出口168。但在优选实施例中，出口168并不形成阀。在操作时，套管阀158和160与上述套管阀的操作方式类似，出口168使可流动材料通过分配口170排出。在分配可流动材料之后，保护罩156收缩并紧包围输送模块154上。保护罩156的这种收缩防止了外部污染物28进入保护罩156和输送模块154之间的套管阀158和160的下游空间。这种收缩还将剩余的可流动材料从上述空间内排出。因此，该实施例的工作方式与优选实施例类似，只是不需要额外的出口阀。
图10表示了不带出口阀的分配盒170的另一实施例。在该实施例中，内部通道172的分支174和176在输送模块171中形成了Y形形状。弹性保护罩178覆盖出口180和182，以分别形成套管阀184和186。保护罩178具有用于容纳输送模块171的突出物189的槽188。这种将保护罩178安装在输送模块171上的方法与其他在输送模块上带有槽的实施例不同。
图11表示了安装在波纹式容器192上的分配盒190。壳体194保护了输送模块196，所述模块196被弹性保护罩198包围。还提供了一个支座200，用于将输送模块196安装在壳体194内，并在容器192的颈部202上提供气密性密封。
保护罩198形成了一个O形环204，输送模块196形成了用于容纳O形环204的对应槽206。保护罩198采用O形环204的安装方式比上述其他实施例更牢固。因此，分配盒190特别适于在保护罩198承受高压的场合下分配可流动材料。
图12A表示了分配盒220的另一个实施例。盒子220通常从容纳可流动介质的容器内形成无污染的、单方向的分配模式。盒子220还将容器内的可流动材料与在空气中传播的污染物分离，就象与由于流体浸润而产生的污染物隔离一样，并阻止由于暴露在空气中而产生的氧化或降解。这还使得可流动介质能够再次形成而不带有防腐剂、清洁剂或杀菌剂。
盒子220通常包括一个壳体230和一个位于壳体230内的弹性保护罩240，该保护罩240包围壳体内的输送模块250。盒子220还可以与容器制成一体或分别提供。壳体230可以防止弹性保护罩240由于过度膨胀而穿孔或破裂。
输送模块250具有内部通道252，该通道起始于进口253并分成两分支254和256。分支254和256分别终止于出口258和260。弹性保护罩240覆盖出口258和260以在出口258和260处形成套管阀。当分配盒220关闭时，如图12A所示，由出口258和260处的弹性保护罩240形成的套管阀形成了液密性密封件。
弹性保护罩240由具有弹性的材料制成。弹性保护罩240的弹性特征使得其能够挤压输送模块250，当分配盒将要关闭时，弹性保护罩覆盖出口258和260以形成液密性套管阀。
当可流动材料要被排出时，可流动材料打开那些在出口258和260处形成的套管阀，通过出口258和260排出，穿过出口242向下游流动并从壳体230的出口232排出。在下述作用下，即可流动材料的内部压力足以克服弹性保护罩240的弹性或弹力和/或使保护罩240发生位移，将位于出口258和260处的套管阀打开，使得可流动材料在诸如液体静压下排出。一旦分配操作完成，弹性保护罩240就迅速返回到或者回复到其未变形的状态，挤压输送模块250并防止发生任何倒流。尽管保护罩240返回到或回复到其未变形或关闭状态，可流动材料仍在残余流体作用下受力流向出口下游。因此，可流动材料的方向基本上是单道的或者是单向流动的。
为了形成更大的密封力，弹性保护罩240具有能够提供增加弹性的套环244。套环244的厚度可以根据防止流体从出口258和260流出所需的力来进行优化设计。特别是，较厚的套环能够形成更大的张力并且更适合需要较大破裂压力的应用场合，即适合打开分配盒所需的最小压力较大的场合，以使可流动材料能够排出。
如上所述，弹性保护罩240挤压输送模块250。因此，对于输送模块250来说，不希望有任何尖锐的突起，因为这些突起可能刺穿保护罩。因此，输送模块250具有一个凹形顶端268，以保证在注塑工艺中产生的任何残余物都不会插入弹性保护罩240。
弹性保护罩240被夹持在壳体230和输送模块250之间的位置上。壳体230形成了一个唇部236，该唇部236与输送模块250的凸缘264配合，以将输送模块250安装在壳体230上。作为替换形式，也可以采用其他适当安装装置，例如超声波焊接粘接、压装配合和热封，来将输送模块250安装在壳体230上。保护罩240还被一个由输送模块250形成的隆起物266支撑，它用作保护罩240的挡块。
弹性保护罩240形成了一个光滑的O形环246，它被压装在壳体230的冠状物234和输送模块250的凸缘264之间。与O形环246接触的冠状物234的表面最好时光滑的，以形成液密性密封。这种光滑表面可以通过对形成壳体230的模具进行精确抛光而制成，下面将详细描述。
分配盒220可以与容器制成一体或安装在其上。输送模块250的颈部262最好是卡装式或螺纹式的。作为替换形式，颈部262也可以形成luer式连接。也可以通过有输送模块250形成的突起，例如通过小钉来进一步简化将分配盒220安装在容器上的安装操作。所述突起输送模块250形成并能够装配到壳体230确定的孔中。当例如分配盒220紧固于容器上时，小钉和孔结合的方式或者其他适当的锁紧装置和键结合的方式，能够防止壳体230相对于输送模块250旋转。
图13表示了分配盒280的另一实施例，该分配盒通常包括一个壳体282和一个弹性保护罩284。在该实施例中，除了分配盒280大致为锥形外，分配盒280通常与图12A所示的分配盒220相同。图13还表示了分配盒280的弹性保护罩284的立体视图。分配盒280的锥形形状可以提高分配盒的性能，即在盒子的表面形成更为光滑的轮廓并且没有尖锐的折痕，使得在整个流体排出循环过程中都在弹性保护罩上形成均匀一致的液流。
图14表示了分配盒300的另一个实施例，该分配盒包括一个包围输送模块306的弹性保护罩302。弹性保护罩302通过压装在由输送模块306确定的突出物308、和由壳体310确定的槽312之间的凸耳304而固定。因此，凸耳304、突出物308和槽312相互配合将弹性保护罩302固定就位并形成气密性密封。
分配盒的制造和组装方法
尽管上述分配盒的每一部件或元件或其变型都可以由传统的加工技术制成，但注塑模成型是优选的方法。当通过注塑模成型方法制造时，模具或空腔应包括不对称元件部分，该元件部分形成了远离任一光滑或密封表面的分隔线。
图15A-15D和图16A-16C表示了本发明分配盒的制造方法的一些特征。仅为了图示的目的，图15A-15D和图16A-16C所示的分配盒对应于图12A和12B所示的实施例。但是，应该理解到，本领域的普通技术人员能够很容易地将这里描述的通用制造方法和工艺理念和原理，应用于任一其他实施例和/或任一其他实施例的变型。
图15A-15D以剖面线分别表示了输送模块250、弹性保护罩240和壳体230的功能表面。这些功能表面应不具有顶出器销标记、观测线和工具标记。弹性保护罩240和输送模块250之间的气密性密封件，可以通过对用于上述至少一部分功能表面的模具进行抛光而得以增强。例如，功能表面包括弹性保护罩240和输送模块250之间的接触表面。抛光这些功能表面和/或接触表面将使它们更光滑并提高密封性能。至少应对弹性保护罩240的内表面和输送模块250的外部密封表面抛光。
光洁度是非常重要的，特别是在接近密封区域的更是如此，这是因为任何表面缺陷都可能作为微生物粘连的区域或者形成微生物迁移的通道。消除表面缺陷能够防止微生物沿着弹性保护罩240和输送模块250之间的交界面迁移以及接近流体供应源。因此，减少表面缺陷，特别是减少接近密封区域的缺陷能够提高密封性能。
通过传统的抛光技术就能够获得期望的光洁度，这些抛光技术包括研磨、抛光、磨削或珩磨，但并不限于此。每一种工艺都能够达到1-30微寸的光洁度。
为了进一步保证功能表面不具有顶出器销标记、观测线和工具标记，任何模具分隔线、液流线和顶出器销标记都应远离这些功能表面设置。特别是，以PL指示的用于每一输送模块250、弹性保护罩240和壳体230的模具分隔线分别在图15A-15D中表示出来。分隔线PL这样设置，使用于每一分配盒元件的模具零件都是不对称的。另外，图16A、16B和16C分别表示了用于输送模块250、弹性保护罩240和壳体230的优选圆周设置方向。
每一分配盒元件都可以具有延伸的芯部，以保证在注塑周期中收缩均匀、误差小。表1和表2分别表示了优选的和最佳的工艺参数。
表1
优选工艺参数
分配盒的部件/元件 整个周期时间(秒) 峰值模具压力(psi)   模具温度(°F)
    输送模块     20至40  15,000至25,000    110至200
    弹性保护罩     10至40  10,000至20,000     50至150
    壳体     5至15  10,000至20,000     80至120
表2
最佳工艺参数
分配盒的部件/元件 整个周期时间 峰值模具压力 模具温度
    (秒)     (psi)     (°F)
    输送模块     28至32  21,000至22,000     115至180
    弹性保护罩     13至15  15,000至18,000     50至150
    壳体     10至12  12,000至18,000     100至110
用于输送模块250的模具最好在凹形顶部开口，以形成更对称的模具填充效果。适当的材料包括热塑材料或热固材料或者诸如PMMA、ABS、PC和GPPS等可注塑的聚合树脂。弹性保护罩最好由热塑或热固弹性体制成，其硬度在肖氏A20到80的范围内，最好在大约48附近。
制造分配盒的工艺还可以包括刻蚀。可以直接采用活性铸铁或者对硅化合物进行干式刻蚀来制成元件。例如，可以在硅晶片上制成输送模块，其中通过等离子刻蚀方法在硅晶片上制成微小通道和出口。可以选择性地在晶片上沉积一薄层氮化硅，形成弹性薄膜或柔性元件。该薄膜还可以沉积在牺牲层(例如双氧化铝或双氧化硅)上，以形成精巧的桥结构和阀结构。因此，本发明的另一个目的是规范分配盒的尺寸，以能够输送极少量的可流动材料(少于一微升)，而不会发生回流或带有外部污染物。
作为替换形式，也可以采用化学刻蚀来形成更好的模具。湿式化学刻蚀工艺可以比某些传统制模技术获得更精确的尺寸。因此，采用化学刻蚀方法也可以获得传统注塑模工艺所具有的优点。
改进的空气包装(MAP)
现在参照图17A-17C，对本发明的两分配盒使用进行描述，这两个分配盒用在改进的空气包装(MAP)系统中，用于将物品包装在受控的空气中。通过采用MAP，消除了通常在普通包装系统中可能发现的引起损伤的元素，从而延长了包装物品的寿命。即使有少量湿气，例如空气中的水，也可能过早地损坏鲜活产品或使之腐烂。可能得益于MAP的其他物品实例包括鲜花和肉类。
图17A表示了MAP系统的一个实施例。MAP系统通常包括一个受控的空气源570、一个将密封物体510封闭的密闭包装件500、一个真空装置560。MAP系统还包括一个单向进口阀520和一个单向出口阀530。进口阀520和出口阀530与上述分配盒相似并与包装件500制成一体。受控的空气源570通过第一开关(stopcock)550与进口阀520连通。另外，真空装置560通过第二开关540与出口阀530连通。
如图17A所示，通过关闭第一开关550、打开第二开关540，以及用真空装置560通过出口阀530而抽真空，使得包装件500内的初始空气被抽空。因为出口阀530位于包装件500和真空装置560之间，所以包装件500内的初始空气通过出口阀530而从包装件500内清除，并且不会发生任何回流。另外，封闭的第一开关550防止了任何外部污染物通过进口阀520而进入包装件500。一旦从包装件500中完全抽空大气，第二开关540就关闭。
图17B表示了通过使第一开关550打开以及第二开关540关闭，而从受控的空气源570向包装件500填充适当空气的操作。来自受控的空气源570的气体，通过打开的第一开关550和单向进口阀520向包装件500供应，直至将包装件500填充到期望的量。这样，包装件500内的空气受到了控制，并且容纳在包装件500内的物品510的寿命得以提高。图17C表示了一个MAP系统，其中第一开关550和第二开关540都关闭，而容纳在包装件500内的受控大气保持在进口阀520和出口阀530之间，用于传递和储存位于包装件500内的物品510。
应该理解到，本发明的上述方案提供了一种用于分配和传递较宽范围的可流动介质的系统，这些可流动介质包括液体、溶液、混合物、悬浮物、分散物、洗涤剂、油脂、凝胶和药膏。这些可流动介质可以是挥发性的或者不挥发的、含水的或不含水的、无机的或有机的和/或任何上述类型的组合。为每种特定用途所使用的部件选择适当的材料，就可以将本发明应用于任何工业领域所采用的流体分配和输送系统。
这种分配盒输送系统更有利于保护可流动材料不受汽化、氧化和分解等作用的影响，并更有利于防止下述物质进入该分配和输送系统内的可流动介质中：(1)诸如原生动物、酵母菌、霉菌、细菌和病毒等微生物；(2)空气以及一种或多种诸如氮、氧、二氧化碳等空气的组成物和水；(3)灰尘、烟尘、花粉和细丝或其他颗粒；(4)随空气传播或血液传播的病原体，例如HIV或乙肝病毒；和/或(5)可流动材料或其一种或多种成分的蒸发物。因此，不需要过滤器、抗菌防腐剂、抗氧化剂和吸湿剂等，从而获得提高材料纯度、使操作更容易、减少费用以及减少损害或有害副作用的优点。从下述方面能够更清楚地看出该系统的有效性，即该系统在市场上经过使用一段期间后，仍能打开并分配其初始的容纳物。通过在输送期间连续地保持可流动材料的纯度，实施的本发明系统能够分配较大尺寸的内容物，从而降低了单位材料体积内的费用并更为经济。
下面两个实施例表示了本发明阻碍病菌和细菌的有效性。
实施例1
下面这个实施例详细描述了本发明一个实施例所述的输送系统的细菌测试实验，所述输送系统特别指的是Waterfall公司的MICROBARRIERTM分配盒，型号是#WFIPlb SMC 97-62A。
该分配盒系统要设计成能够输送多批次可流动材料，并在较长的一段时间内的输送材料期间或者两次输送之间防止外部污染物侵入。
进行微生物评定是将测试分配盒安装在充满无菌生长介质的60mL注射器上。为了模拟使用方式，每天通过测试分配盒将1-3mL的无菌生长介质进行分配。然后通过将分配盒浸入浓缩细菌悬浮物中而将分配盒顶端污染。用于这次研究的细菌是Brevundimonas diminuta(早期的Pseudomonas diminuta细菌)，其浓度大约是每毫升1×108个单位(CFU/mL)。
每天都收集注射器中一定量的液体并检测有机体的存在量。该实验设计为持续至少7天，但是也可以延长至共21天。根据是否在检测液体中发现有机体或者注射器中的介质是否变得浑浊，而将结果标记为“正”或“负”。该实验共测试30个分配盒。
测试程序
测试前，用乙烯氧化气体对实验分配盒进行消毒。消毒操作以下述参数进行：
乙烯氧化消毒
预处理时间：至少30分钟
温度：52℃±2℃
相对湿度：55±10％
气体密度：600mg/L
暴露时间：4-5小时
除气时间：至少48小时@52℃±2℃
用大约100mL的黄豆酪培养液(SCDB)培养B diminuta细菌，并在37±2℃下轻微摇动24±4小时。用包含0.01％的TWEEN80的营养溶液对细菌培养液进行稀释，以获得大约1×108CFU/mL的浓度。包含0.01％的TWEEN80的营养溶液的1×108表面张力是42±2dynes/cm。在每天的实验中都制成新的细菌溶液并进行滴定。这一新的溶液是用于污染分配盒顶端的。
无菌的60mL注射器在消毒状态下被填充大约60mL的包含0.01％的TWEEN80的营养液(NBT)。在HEPA过滤冠中，将1mL的分析液体从注射器分配到无菌试管中。初始试样是次数等于零的分配盒的试样。对这1mL的液体进行分配后，注射器在无菌条件下被安装到无菌检测分配盒上。然后从注射器将1-3mL的无菌营养液通过检测分配盒排出。尽管上述程序中叙述了要排出1mL的溶液，但是，很难控制排出的液体量使之达到1mL。这就与测试条件产生了偏差。分配后，通过将分配盒的顶部浸入大约二分之一时的悬浮培养液而使该顶部受到污染。
整个装置(注射器和分配盒)都置于水平表面并在室温(23±3℃)下培养24±2小时。每天都取样，并对每一检测装置都重复进行分配和污染步骤。该实验持续大约21天，除非注射器中的液体变得浑浊，如果液体变浑浊了，就终止进一步的取样实验。
在检测程序中包含三个负和三个正的控制点。负的控制点由无菌检测装置(60mL的注射器和分配盒)组成，这些装置是预先准备好的并与检测装置相同，只是分配盒不具有出口。正的控制点由无菌检测装置(60mL的注射器和分配盒)组成，这些装置是预先准备好的并与检测装置相同，只是分配盒在弹性保护罩上具有狭口，并将进口和出口暴露在实验细菌中。
通过将收集的液体培养大约48小时并在37±2℃下摇晃，对从注射器收集的液体进行定性分析。在培养后对液体进行目测。如果发生浑浊则记为“正”或“+”。如果看不到浑浊，则记为“负”或“0”。显现变化的分析管经高速运动以与黄豆酪培养脂(SCDA)分离并分辨出实验有机物。SCDA板在37±2℃下培养24-72小时。对B.Diminuta细菌的生化辨别方法包括正氧化酵素检测和负克来姆(Gram)显色检测。
结果
在第一周的检测期间，没有在30套检测装置中的任何一个内发现污染物。正的控制信号仍为正，负的控制信号仍为负。
在第二周的检测期间，没有在30套检测装置中的任何一个内发现污染物。
一个试样(#18)在第16天变为正的了，因此该分配盒检测实验终止。检测了对应于浑浊度的管子内的变化状态并用生化方法辨别出B.diminuta细菌。在第三周的检测期间，没有在其他29套检测装置中的任何一个内发现污染物。在第三周内正的和负的控制信号仍然保持不变。
用于可流动材料的多批次分配和输送系统的MICROBARRIERTM分配盒设计成在输送期间和两次输送之间防止外部污染物侵入的形式。
对于分配装置来说，潜在的细菌污染物是一个考虑因素，特别是对于那些使用很长时间的多次使用的产品来说更是如此。
选择Brevundimonas diminuta细菌作为实验有机物是因为当在受控条件下生长时其体积较小。当经过适当培养，许多Brevundimonas有机物能够通过0.45um的膜过滤器。这些小的有机体代表了实验分配盒的严格细菌条件。这些受促动的实验有机体的迅速运动，以及那些将有机体置于营养液中的灵敏装置的价值都使该检测实验更为严格。B.diminuta细菌也是一种可选择的有机物，用于在制药工艺中实施膜过滤器有效性检测。
血液和体液的表面张力范围大约是42-60dynes/cm。因此，为了模拟血液和体液的湿度特性，实验悬浮液的表面张力调整到大约该表面张力范围的下界(42±2 dynes/cm)。
选择对营养介质进行每天喷射代表了严格的实验条件。每天的污染物都处于新的营养液中并保持24小时，以借助机械装置生长，这比仅包含频繁的喷射步骤的实验要求更为严格。
总结
如本发明所述，MICROBARRIERTM分配盒经受21天采用Brevundimonasdiminuta细菌(一种小的可运动细菌)的试验。该检测试验步骤包括：(1)通过分配盒分配营养介质，(2)通过将分配盒顶部浸入浓缩的细菌悬浮液(108CFU/mL)中来污染分配盒顶部，(3)在23±2℃下将每一分配盒和注射器放置在水平表面上培养24小时。提供的分配盒完全无菌达14天。经过三周，30个装置中仅有一个装置中的有机物恢复生长。对于一周和两周来说，这一结果表示了100％的有效性，而对于三周来说，则代表了97％的有效性。
这种装置的独特性设计使其很难与其他传统的微生物有效性进行比较。但是，实施本发明的装置能够与实验室中见到的用于0.45gm微孔膜的装置相比较或者说比其性能好。
实施例2
下面这个实施例详细描述了本发明一个实施例所述的输送系统的毒菌测试实验，所述输送系统特别指的是Waterfall公司的MICROBARRIERTM分配盒，型号是#WFIPlb SMC 97-62A。
该分配盒系统要设计成能够输送多批次可流动材料，并在较长的一段时间内的输送材料期间或者两次输送之间防止外部污染物侵入。
微生物观测环境是将测试分配盒安装在充满无菌生长介质的60mL注射器上。为了模拟使用方式，每天通过测试分配盒将1-3mL的无菌生长介质进行分配。然后通过将分配盒浸入浓缩病毒悬浮物中而将分配盒顶端污染。病毒悬浮物包括噬菌体φX174，并在浓度大约是每毫升1×108个单位(PFU/mL)的条件下准备好。
每天都收集注射器中一定量的液体并检测有机体的存在量。该实验设计为持续至少7天，但是也可以延长至共21天。根据是否在检测液体中发现有机体，而将结果标记为“正”或“负”。该实验共测试30个分配盒。
测试程序
测试前，用乙烯氧化气体对实验分配盒进行消毒。消毒操作以下述参数进行：
乙烯氧化消毒
预处理时间：至少30分钟
温度：52℃±2℃
相对湿度：55±10％
气体密度：600mg/L
暴露时间：4-5小时
除气时间：至少48小时@52℃±2℃
用带有E.Coli的大约100mL的营养液培养噬菌体φX174，并在37±2C下培养大约6-18小时，同时以大约200-250RPM的速度快速摇动。准备好1/100的培养基稀释液并在37±2℃下培养。培养液经大约4小时达到2-4×108CFU/mL的浓度。这一细胞浓度相当于在640nm下的光学浓度0.3-0.6。向细菌培养液加入5-10mL的噬菌体φX174(ATCC#13706-B1)。噬菌体与细菌细胞的比例是0.1至2.0。悬浮物在37±2℃以及快速摇摆的情况下培养大约1-5小时。当溶液变清时，说明宿主细菌完全溶解。毒菌悬浮物在10000×G的条件下经离心操作40分钟。用无菌0.22um过滤器来过滤掉表面悬浮物以去除宿主细胞残骸。然后用0.01％的TWEEN80对无菌营养液中的噬菌体母液进行稀释，从而准备好了噬菌体测试悬浮液以形成浓度大约为1×108PFU/mL的测试液。包含0.01％的TWEEN80的营养液的表面张力是42±2dynes/cm。在每天的实验中都检测培养液的滴定量(titer)。
无菌的60mL注射器在消毒状态下被填充大约60mL的包含0.01％的TWEEN80的营养液(NBT)。在HEPA过滤冠中，将1mL的分析液体从注射器分配到无菌试管中。对于那个分配盒来说，这一初始试样是次数＝0的试样。对这1mL的液体进行分配后，注射器在无菌条件下被安装到无菌检测分配盒上。然后从注射器中将1-3mL的无菌营养液通过检测分配盒排出。最初的步骤中应该分配1mL的液体。分配后，通过将分配盒的顶部浸入大约二分之一时的悬浮培养液，使该顶部受到污染。对30套装置都进行试验。
整个装置(注射器和分配盒)都置于水平表面上并在室温(23±3℃)下培养24±2小时。每天都取样，并对每一检测装置都重复进行分配和污染步骤。该实验持续大约21天，直至注射器中的液体变得浑浊，如果液体变浑浊了，就表示已经达到稳定的毒菌污染状态，此时终止进一步的取样实验。
在检测程序中包含三个负和三个正的控制点。负的控制点由无菌检测装置(60mL的注射器和分配盒)组成，这些装置是预先准备好的并与检测装置相同，只是分配盒不具有出口。正的控制点由无菌检测装置(60mL的注射器和分配盒)组成，这些装置是预先准备好的并与检测装置相同，只是分配盒在弹性保护罩上具有狭口，并将进口和出口暴露在实验病毒中。
通过将1mL的液体加入3mL的熔融(45±2℃)琼脂(TOPA)中，在取样收集步骤期间从注射器收集的液体进行分析。向熔融琼脂中加入大约2滴E.coli，然后泼向底部琼脂板并使其固化。该板在37±2℃下培养大约18-24小时。根据是否在分析液体中检测到试验有机物，将结果标记为“正”或“负”。“正”表示存在清晰的菌斑，“负”表示没有看见由φX174产生的菌斑。
结果
第一周的分析结果表示了负的结果用于负的控制信号，正的结果用于正的控制信号。在五个检测分配盒中，发现了六个正的结果。这是明显的意外发现，即在每一试样中仅包含四个菌斑形成装置或更少。对于相同的试样分配盒来说，在后来的几天没有这样的意外发现。
第二周的数据表示了试验分配盒的相似结果。三个分配盒和四个分析结果显现了菌斑。所有这些试样产生了三个PFU或更少的值，大概是代表“基线”波动。当在第一天进行分析时，所有三个正的控制信号表示菌斑。菌斑数量太大了难以计算，对正的控制信号的检测不能继续进行。在后续的三天采样分析中，一个负的控制信号证明了有菌斑存在，尽管这些值很低并在一到五个菌斑之间波动。
第三周的数据仅表示了一个试样具有正的菌斑检测结果并且仅包含一个菌斑。在第17和18天，没有对试样进行分析。因此，在第三周仅进行了少量的分析工作。但是，检测分配盒的数量也明显出乎意料，即病毒数量少于第二周的病毒数量。所有三个负的控制信号都表示了病毒突变。这些控制信号中的一个，即负的控制信号#3具有明显的突变，即病毒数量大于检测分配盒中发现的病毒数量，这些病毒在取样后的后续几天中仍然存在。
对这三周的结果进行总结，发现在11次独立的情况下有8个分配盒分析出了菌斑。六个分配盒显现了一个单独的正值；一个分配盒具有两个正值，一个分配盒具有三个正值。十一个正值分配盒中的六个仅具有一个菌斑，十一个正值分配盒中的一个具有两个菌斑，十一个正值分配盒中的三个具有三个菌斑，以及一个具有四个菌斑。
应该理解到，试验有机体φX174将不会在试验系统中生长并且不能运动。因此，仅能以两种方式获得检测剂量：在试验时通过空气传播接触，即通过流体对流来使毒菌有机体分散在空气中，并与试验盘接触和/或通过扩散来穿过分配盒传递。但是，在该实验中仅发现较少量的菌斑，这是因为可能与重度污染的注射器和装置发生了交叉污染。
表3表示了由φX174噬菌体进行检测的八个检测分配盒的明显的毒菌突变。在所有的情况下，所发现的菌斑数目是四个或更少。因为观测到的试样水平很低并且在后续的几天都没有再次发生，所有可以想到在检测试样中出现的少量菌斑来自于环境污染。检测病毒非常稳定并存活得很好。检测试样保存在开放实验室中并且每天都进行处理。污染物的观测水平降低了，因为大量精力都耗费在减少交叉污染方面。
在第三周，仅有一个单独的检测分配盒表现出了毒菌突变并且试样只显示了一个单独的菌斑。另外，在后续几天没有试样显示出突变，如果病毒实际上穿过分配盒，则如预想的那样会在后续几天发生突变。
表3
明显的毒菌突变
分配盒序号                           检测天数/观测到的菌斑数量(1) 天数(+)试样
1     3     5     6     7     12     13     14     15
    10     1     1
    11     1     3     2
    12     2     1
    14 3  1     1     3
    18  3     1
    20     1     1
    21  4     1
    30     1     1
总分配盒 8                        总天数与(÷)试样     11
(1)测试持续21天。没有发现菌斑的那些检测天数没有列出并留下空白。
表4表示了所有三个负控制信号分配盒的明显的毒菌突变。这些分配盒的出口都用硅胶封住。象在第14、16和19至21天一样，负的控制信号#1表示了经过10天以后没有从最初的试样中发生突变。负的控制信号#2表示了在第20和21天之前没有突变。在这些天，发现了很低的测试值，这类似于在检测分配盒中发现的值。最后的负控制信号，即#3，在第19、20和21天显示为正。尽管此时发现的菌斑数目明显高于在其他分配盒中发现的菌斑数量，仍有一些值低于在第1天发生突变的三个正的控制信号测试值。另外，经过三天后，测试值连续下降。经过三天，可检测到的病毒水平值下降了22倍。如果病毒穿过分配盒并进入注射器内时发生扩散，则试样中的菌斑数量将保持恒定或随时间增长。
表4
分配盒序号     检测天/观测到的菌斑数目(2)
    11     12     13     15  19     20     21
分配盒#1     1     5     1     10
分配盒#2     4     1
分配盒#3  200     49     9
(2)测试持续21天。没有发现菌斑的那些检测天数没有列出并留下空白。
讨论
用于可流动材料的多批次分配和输送系统的MICROBARRIER TM分配盒设计成在输送期间和两次输送之间防止外部污染物侵入的形式。
对于分配装置来说，潜在的细菌污染物是一个考虑因素，特别是对于那些使用很长时间的多次使用的产品来说更是如此。
选择毒菌标本来评估分配盒的血液传播病原体阻碍特性是很重要的。采用实际的血液传播病原体作为检测有机物会产生很多问题。HEV和HCV不能在实验室中生长。由于HIV具有高度的潜在传染性并需要严格和昂贵的预防措施，因此要有明显的安全性和危害性考虑。
因此，需要研制血液传播病原体的标本。替代品的理想特性包括小尺寸、球形或多面体[圆形]形态、环境稳定性、低的或干脆没有人类传染性、高的试样敏感性、快速生长性和高浓度。可以选择φX174噬菌体作为上述血液传播病原体的最适合的替代品，这是因为它满足所有这些特性。φX174噬菌体没有外壳并且其尺寸是25-27nm，类似于HCV(一种最小的病原体)，具有二十面体或近似球形的形态，与上述所有三种毒菌病原体类似；还具有非常好的环境稳定性，不会感染人类，具有检测极限并接近单一的病毒微粒，生长快速，其分析结果可以在最少12小时内读出，并能够培养以达到与HBV相似的非常高的浓度，所述HBV是上述一种浓缩的病原体。
不会采用动物病毒替代品，这是因为它们需要特定的细胞培养液和酵素分析技术。另外，多数动物病毒的稳定性比期望值小并且涂覆效率很低或者是未知的。
尽管毒菌外壳或表面是多样化的，即亲油的、亲水的等等，但它们在阻碍试验或渗透试验中都有相似的性能。这是因为这些病毒都能够采纳填充流体，病毒在所述流体中悬浮，并且一般受到流体循环的影响比它们自己的物理和化学性能的影响更大。
血液和体液的表面张力范围大约是42-60dynes/cm。因此，为了模拟血液和体液的湿度特性，细菌和毒菌实验悬浮液的表面张力调整到大约该表面张力范围的下界(42±2 dynes/cm)。
总结
在三周测试期间，安装在注射器上的30个MICROBARRIERTM测试分配盒每天用φX174(＝108PFU/mL)测试。每天采用带有E.Coli的菌斑测试程序对注射器中的容器溶液中的φX174进行测试。30个分配盒中的八个在一天或几天中形成一个到四个菌斑。这个值对应于73％的明显阻碍性能。但是，没有一个试样在后续的几天中测试为正值，并且没有试样在任一测试结果中显示为多于四个菌斑。通过比较，在三个正的控制信号的每一个中，菌斑数量太多以致于难以计算(＞300PFU)。应该想到这八个正的测试结果是由于代表基线误差的外界污染物形成的。当注意到正值并且对数据进行分析后，就完成了明显的附加环境控制操作。菌斑正值分配盒的数量在第一周从五个算起，在第二周从两个算起，在第三周用一个分配盒。第三周的测试分配盒仅具有一个单独的菌斑。很难使单独的病毒颗粒穿过分配盒。相反，对φX174进行雾化并在取样过程中形成相当少量的病菌颗粒污染物并产生少量菌斑是相对容易的。
另外，负值控制分配盒(它具有硅胶封闭的进口和出口)的容器溶液中存在的病毒，指示出毒菌颗粒是在空气中传播的，并且不会影响分配盒。因此，应该想到，分析结果中的检测试样正值来自于环境污染物，经过三周的实验测试，在防止毒菌颗粒侵入方面，Waterfall公司的MICROBARRIERTM分配盒是100％有效的阻碍体。
当用相同的病毒仅经过60分钟检测后，通过比较，这种阻碍体；诸如外科手套和避孕套；可能各组和各组都有所不同，其阻碍性能范围从小于50％到100％。
应用
很多可流动材料能够从本发明的无污染物输送系统中获益，包括：(1)血液和血液制品；(2)组织和器官液体(perfusion)；(3)人用和兽用药品，处方药和自费产品，包括护眼和护镜溶液；(4)在玻璃试管或在体内的诊断药剂；(5)生物制品；(6)个人护理制品，包括化妆品和芳香剂；用于护理皮肤、头发、指甲的化妆品；洗发液；染发剂；保健和美容制品；(7)热或冷的食品，饮料，营养品和维生素；和(8)商用、研究用、实验用和工业用化学品，包括化学试剂、洗涤剂、照相溶液、胶状体、颜料、油漆、润滑剂和燃料。
医药方面
用于输送医用液体的装置能够得益于本发明。导管和注射器是这种装置的一个实例。这些装置通常用于向人体输送水溶液、血液、血浆、疫苗和其他医用液体。与输送医用药液操作有关的公知危险是液体源可能被污染并且接着传给病人。对供应源的污染可能产生经济上的浪费，但更重要的是，受污染的流体可能会输送给病人。在输血时，由于血液可能被HIV或乙肝病毒等能产生生命危险的病原体感染，所以这种危害是十分严重的。通过采用本发明的输送分配盒，液体源被污染的可能性明显降低。另外，本发明还更为经济，因为一旦打开以后，供应源还可以再次使用，这就减少了浪费量。
在分配高黏度的医用材料时，也能够得益于本发明。例如，可以以粘稠液体或药膏的形式输送治疗风湿病的止痛剂。一旦分配这些材料后，它们就被外部细菌和微粒污染。因此，为了分配高黏度的医用材料，需要采用一种有效的密封装置。本发明的分配系统能够满足这种需要以及其他需要。由于空气和其他在空气中传播的细菌都被阻碍而不能穿过液密性密封件，因此该医用材料能够再次具有防腐性能。
护眼和护镜溶液
使用所述分配和输送系统能够使所述可流动介质再次具有防腐性能或其他附加保护性能，更有利于人用或兽用医药制品的疗效。例如，已知防腐剂具有有害作用。现今在护眼和护镜溶液中使用的防腐剂会在眼睛组织中引起毒性反应和/或过敏反应。在上述护眼制品中的防腐剂会影响眼睛组织的康复率。本发明的上述方案提供了一种有利的多批次系统，其中药液能够被输送到最终使用者而不必经过化学防腐处理或其他试剂，防止由于空气和在空气中传播的污染物侵入而产生的使物质效能降低。
工业、商业、研究和实验室用化学品
本发明的上述优点并不限于药品，而是对于分配工业化学液体、照相溶液、皂液和洗涤剂、颜料、油漆、胶状体和类似物等都有益处。本系统还有利于保证液体不受空气、空气传播颗粒(诸如灰尘、纤维等)和空气传播的微生物等的污染。而且不需要保护的过滤器、抗菌剂、抗氧化剂和吸湿剂。因此，如果正确操作，所述分配和输送系统给流体带来了实质性益处，即使其增加纯度、配制和生产更为简单和有效、降低费用并且减小了副作用。
照相溶液
在再次配制不带抗氧化剂的照片显影剂时，会在效率和经济有效性方面获得实质性益处。本发明系统有利于保持照相溶液不受诸如灰尘、纤维等空气中传播的颗粒的污染，也不需要机械过滤器或添加抗菌剂、抗氧化剂和吸湿剂。
商业和研究用皂液和洗涤剂
已知用作研究所和饭馆中的清洁器具对酵母菌和霉菌的生长很敏感，即使使用了防腐剂也如此。自然异变使得某些样品抵抗防腐剂的作用形成了防腐剂抗体性质。本发明系统的上述优点使得无需使用防腐剂就能形成所需的卫生条件并不会被微生物污染。
食品和饮料
番茄酱是酸性物质并且能提供给细菌生长的养料很少。因此，不必加入防腐剂。但是，一旦与空气接触，番茄酱就会氧化并变黑。番茄酱还会沉积在容器口处形成不卫生的硬壳。食用油和葡萄酒也是由于食品和饮料氧化而产生损坏效果的实例。空气中的氧气使得油变坏。本系统的前述优点能够对这些食品和饮料形成保护而不使之沉积或氧化。
尽管本发明已经联系现在所能考虑到的最实际和最佳的实施例进行了描述，但仍应理解到，本发明不限于这里所公开的实施例，而是相反，即可延伸到能够覆盖所有落在本文所附权利要求的精神和范围内的多种变型和等效装置上。另外，这里引用的每一篇文献都以其全部作为参考文献包含在本文中。
例如，有很多其他等同的方法将本发明的分配盒安装到波纹容器上。为了这一目的，可采用胶状体、凝胶、环氧基胶水、超声波焊接、其他机械装置和任一其他公知的装置和方法。安装弹性保护罩的方法和在输送模块上分布出口的方法也可以采用所期望的方式。因此，本领域的普通技术人员应该理解到，所有这些等同结构都包含在下述权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种不对称模具，包括两个相连以形成分隔面的元件，由所述模具制成的产品的对称平面位于模具的分隔面外侧，从而消除了诸如产品表面的分隔线的缺陷。
2.一种制造用于分配可流动材料的盒子的方法，包括：
将第一材料注入壳体模具而形成壳体，壳体具有出口；
将第二材料注入输送模块模具而形成输送模块，模具具有至少两个不对称元件，以在输送模块上形成一条分隔线，输送模块在进口和出口之间形成了一条通道；和
将第三材料注入保护罩模具而形成保护罩，所述保护罩具有至少两个不对称元件以在保护罩上形成一条分隔线，保护罩适于放置在输送模块上方，使得保护罩覆盖输送模块的出口并且保护罩和输送模块都可置于壳体内，保护罩的出口引导可流动材料穿过壳体出口，保护罩和输送模块适于置在壳体内，保护罩和输送模块具有相互接触的接触表面，保护罩和输送模块的分隔线位于非接触表面上。
3.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，还包括：制成至少是壳体、保护罩和输送模块模具中之一的至少一个表面。
4.如权利要求3所述的用于制造盒子的方法，其中制成步骤从包括研磨、珩磨、磨削和抛光等一组工艺中选择。
5.如权利要求3所述的用于制造盒子的方法，其中制成步骤包括：制成保护罩和输送模块模具的表面，以形成保护罩和输送模块的接触表面。
6.如权利要求3所述的用于制造盒子的方法，其中制成的表面的粗糙度在1和30微吋之间。
7.如权利要求3所述的用于制造盒子的方法，其中制成的模具表面具有大致为圆形的平面图案。
8.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中形成输送模块的步骤包括形成大致与进口相对的凹形顶端。
9.如权利要求8所述的用于制造盒子的方法，其中输送模块模具在顶端开口。
10.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中第二材料从包含热塑材料、热固材料、PMMA、ABS、PC和GPPS的组中选择。
11.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中第三材料从包含丁苯橡胶、硅树脂、胺基甲酸酯、克拉通和橡胶的组中选择。
12.如权利要求11所述的用于制造盒子的方法，其中热塑性弹性体具有在20到80肖氏A的硬度范围。
13.如权利要求12所述的用于制造盒子的方法，其中热塑性弹性体具有大约48肖氏A的硬度。
14.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中壳体模具具有至少两个不对称的元件，以在壳体上形成分隔线，壳体和保护罩具有相互接触的接触表面，壳体分隔线位于非接触表面上。
15.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中形成输送模块的步骤包括：整个注塑循环时间是20到40秒，峰值模压是15到25kpsi，模温是110到200°F。
16.如权利要求15所述的用于制造盒子的方法，其中形成输送模块的步骤包括：整个注塑循环时间是28到32秒，峰值模压是21到22kpsi，模温是115到180°F。
17.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中形成保护罩的步骤包括：整个注塑循环时间是10到40秒，峰值模压是10到20kpsi，模温是50到150°F。
18.如权利要求17所述的用于制造盒子的方法，其中形成保护罩的步骤包括：整个注塑循环时间是13到15秒，峰值模压是15到18kpsi。
19.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，其中形成壳体的步骤包括：整个注塑循环时间是5到15秒，峰值模压是10到20kpsi，模温是80到120°F。
20.如权利要求19所述的用于制造盒子的方法，其中形成壳体的步骤包括：整个注塑循环时间是10到12秒，峰值模压是12到18kpsi，模温是100到110°F。
21.如权利要求19所述的用于制造盒子的方法，其中至少壳体、保护罩和输送模块模具之一的至少一部分是通过刻蚀工艺形成的。
22.如权利要求21所述的用于制造盒子的方法，其中刻蚀工艺是在硅化合物上进行的。
23.如权利要求2所述的用于制造盒子的方法，还包括：
将保护罩放置在输送模块上方，使保护罩覆盖输送模块的出口以形成一个阀：和
将保护罩和输送模块置于壳体内，使得保护罩的出口导引可流动材料穿过壳体出口。
24.如权利要求23所述的用于制造盒子的方法，其中形成保护罩的步骤包括：形成一个增加厚度的区域以使弹力增大，从而密封位于输送模块出口处的阀。
25.如权利要求23所述的用于制造盒子的方法，其中形成壳体的步骤包括：形成一个唇部；形成输送模块的步骤包括：形成一个沿圆周延伸的凸缘，该凸缘适于与壳体的唇部配合和互锁。
26.一种用于包装物品的改进的气体包装系统，包括：
一个用于容纳物品的容器；
一个与容器通过流体相通的单向出口阀；和
一个与容器通过流体相通的单向进口阀；
一个与进口阀通过流体相通的受控的气体源；和
一个与出口阀通过流体相通的真空装置。
27.如权利要求26所述的改进的气体包装系统，其中，受控的气体包括：从包含氮、氧、二氧化碳、氢和水蒸汽的组中选出的气体。
28.如权利要求26所述的改进的气体包装系统，还包括与进口阀和受控的气体源通过流体相通的第一开关，和与出口阀和真空装置通过流体相通的第二开关。
29.一种用于改进的气体包装操作的方法，所述气体包装操作用于将物品包装在容器内，包括：
通过一个与容器液体相通的单向出口阀向容器供给真空来除去容器内的气体；和
通过一个与容器液体相通的单向进口阀向容器供给受控的气体。
30.如权利要求29所述的用于改进的气体包装操作的方法，还包括：
关闭与进口阀液体相通的第一开关，并在去除容器内的气体之前打开与出口阀液体相通的第二开关；
在去除容器内的气体之后和供给受控气体之前，打开第一开关并关闭第二开关。
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