Устройство для крепления струйной детали

Номер патента: 8630

Опубликовано: 29.06.2007

Авторы: Хаусманн Маттиас, Гезер Иоганнес

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для крепления подверженной воздействию переменного давления жидкости струйной детали, содержащее держатель, в котором расположена струйная деталь и который соприкасается с ней с ее стороны низкого давления, а со стороны высокого давления крепится к сопряженной детали, и охватывающую струйную деталь по всему ее наружному периметру эластомерную фасонную деталь, наружный контур которой согласован с внутренним контуром держателя, а внутренний контур согласован с наружным контуром струйной детали и которая имеет по меньшей мере одну свободную поверхность, на которую воздействует находящаяся под давлением жидкость, при этом эластомерная фасонная деталь со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, сопряженная деталь имеет кольцевой выступ, наружный контур которого согласован с внутренним контуром держателя и который после сборки держателя с сопряженной деталью выступает в держатель и деформирует эластомерную фасонную деталь, объем кольцевого выступа на сопряженной детали согласован с объемом отсутствующей у эластомерной фасонной детали в зоне предусмотренной у нее выемки со скошенной поверхностью части, а деформированная эластомерная фасонная деталь после сборки держателя с сопряженной деталью почти полностью заполняет собой этот объем вплоть до сопряженной детали.

2. Устройство по п.1, в котором линия пересечения скошенной поверхности выемки в эластомерной фасонной детали со стенкой отверстия в ней расположена на постоянном уровне.

3. Устройство по п.1, в котором контур кольцевого выступа на сопряженной детали согласован с внутренним контуром держателя.

4. Устройство по п.1, в котором кольцевой выступ на сопряженной детали имеет постоянную толщину стенки и постоянную высоту.

5. Устройство по п.1, в котором кольцевой выступ на сопряженной детали имеет вдоль своей окружности переменную толщину стенки.

6. Устройство по п.1, в котором кольцевой выступ на сопряженной детали имеет вдоль своей окружности переменную высоту.

7. Применение устройства для крепления струйной детали, выполненной в виде распылительного сопла для миниатюрного распылителя высокого давления и заключенной по всему своему периметру в эластомерную фасонную деталь, которая со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, для распыления жидкости, содержащей медицинское действующее вещество.

8. Применение устройства по п.7 для распыления жидкости в виде проникающего в легкие аэрозоля.

9. Применение устройства для крепления струйной детали, выполненной в виде сопла для миниатюрного безыгольного инъектора и заключенной по всему своему периметру в эластомерную фасонную деталь, которая со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, для безыгольной подкожной инъекции жидкости, содержащей медицинское действующее вещество.

10. Применение устройства для крепления струйной детали, выполненной в виде сопла для миниатюрного безыгольного инъектора и заключенной по всему своему периметру в эластомерную фасонную деталь, которая со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, для нанесения офтальмологического фармацевтического препарата.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

008630 Настоящее изобретение относится к устройству для крепления струйной детали, прежде всего сопел, особенно тех, которые рассчитаны на работу в условиях высокого давления. Особый интерес в этом отношении представляют устройства для крепления микроструктурированных деталей, прежде всего микроструктурированных сопел, изготовленных методами микроструктурирования. Подобные сопла применяются, например, в аэрозольных распылителях для получения аэрозолей, используемых для ингаляции в терапевтических целях, без применения пропеллента. Цель изобретения состоит в усовершенствовании и повышении надежности крепления струйной детали, изготовленной из износостойкого, твердого и поэтому в целом хрупкого материала. Микроструктурированные сопла, например, с одним сопловым отверстием диаметром менее 10 мкм описаны, в частности, в WO 94/07607 и WO 99/16530. Подобные сопла позволяют при давлении распыляемой жидкости от 5 до 40 МПа (от 50 до 400 бар) переводить ее в ингалируемый аэрозоль со средним диаметром вдыхаемых капелек примерно 5 мкм. Такие сопла могут изготавливаться, например, из тонких кремниевых и стеклянных пластинок. Наружные размеры этих сопел лежат в миллиметровом диапазоне. Типичное сопло состоит, например, из двух соединенных между собой пластинок, которые в собранном друг с другом виде образуют деталь в форме прямоугольного параллелепипеда с ребрами длиной 1,1, 1,5 и 2,0 мм. Аэрозольные распылители, которые позволяют получать аэрозоли без применения пропеллента и в которых может использоваться предлагаемое в изобретении устройство для крепления их струйной детали, известны из WO 91/14468 или"Струйной деталью" называют деталь, которая подвергается воздействию находящейся под давлением текучей среды (жидкости) и внутри которой, например, в сопловом отверстии, также создается давление. Подобная деталь при условии, что материал, из которого она изготовлена, способен, не разрушаясь и не деформируясь в недопустимой степени, воспринимать и выдерживать механические нагрузки,может, например, запрессовываться в изготовленное из твердого материала устройство для ее крепления и удерживаться в нем по герметичной посадке под действием давления. Для работы в условиях высокого давления используют уплотнения, изготавливаемые из деформируемого материала, например, из меди или из твердого материала, и запрессовываемые в устройство для их крепления путем приложения к ним значительного усилия. Закрепление изготовленных из хрупкого материала струйных деталей известными методами, обеспечивающими сохранение герметичности в посадке струйной детали под действием давления, связано со значительными затратами и требует особой тщательности. Сказать же что-либо определенное о сроке службы закрепленной таким путем струйной детали не представляется возможным. В US 3997111 описано гидроструйное режущее устройство, с помощью которого создается высокоскоростная, соответственно высоконапорная струя жидкости, используемая для резания, сверления или съема материала. Используемое в таком устройстве сопло имеет цилиндрический корпус, изготовленный, например, из сапфира или корунда. Корпус сопла вставлен в цилиндрическое кольцо, выполненное из умеренно податливой пластмассы. Охватывающее корпус сопла кольцо запрессовано в кольцевую выемку в держателе сопла и уплотняет корпус сопла относительно его держателя. В US 4313570 описан держатель используемого в водоструйном режущем устройстве сопла, корпус которого заключен в кольцо из эластомерного материала, которое в свою очередь расположено в выемке в держателе сопла. Эта выемка имеет форму прямого цилиндра. Само же кольцо имеет прямоугольное поперечное сечение. Боковая поверхность выемки, а также наружная и внутренняя боковые поверхности кольца расположены концентрично вокруг оси корпуса сопла и проходят параллельно друг другу и оси корпуса сопла. Из WO 97/12683 известно устройство, пригодное для крепления подвергающихся воздействию давления жидкости струйных деталей, изготовленных из износостойкого, твердого и поэтому в целом хрупкого материала, и не создающее в нем никаких недопустимо высоких локальных напряжений. Держатель, в котором расположена струйная деталь, соприкасается с ней с ее стороны низкого давления. Струйная деталь заключена в эластомерную фасонную деталь, наружный контур которой согласован с внутренним контуром держателя, а внутренний контур - с наружным контуром струйной детали. Эластомерная фасонная деталь охватывает струйную деталь по всему ее периметру. По меньшей мере одна свободная поверхность эластомерной фасонной детали подвергается воздействию находящейся под давлением жидкости. Со своей внутренней стороны держатель может иметь выступ, под который вдвигается эластомерная фасонная деталь. Однако в такой эластомерной фасонной детали, как было установлено,сложно создать внутренние напряжения, которые оставались бы достаточно высокими и при низком давлении жидкости и которые были бы примерно равномерно распределены в эластомерной фасонной детали во всем ее объеме. Это известное устройство в принципе способно надежно сохранять герметичность в условиях примерно постоянной нагрузки при действии на него среднего и высокого давления жидкости. Однако такое известное устройство требует его усовершенствования для возможности его длительной работы в условиях переменной нагрузки, обусловленной колебаниями давления жидкости между высоким пиковым значением и исключительно низким значением. Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать устройство для крепления струйной детали, которое даже при действии на него переменной нагрузки,-1 008630 связанной со значительными колебаниями давления жидкости, надежно сохраняло бы герметичность при длительной эксплуатации. Соответствующие детали такого устройства должны быть экономичными в изготовлении и должны допускать возможность их сборки с приемлемыми затратами. Указанная задача решается согласно изобретению с помощью устройства для крепления подверженной воздействию переменного давления жидкости струйной детали, содержащего держатель, в котором расположена струйная деталь. Держатель соприкасается со струйной деталью с ее стороны низкого давления. Устройство для крепления струйной детали содержит также охватывающую струйную деталь по всему ее наружному периметру эластомерную фасонную деталь. Наружный контур эластомерной фасонной детали согласован с внутренним контуром держателя, а внутренний контур согласован с наружным контуром струйной детали. Эластомерная фасонная деталь имеет по меньшей мере одну свободную поверхность, на которую воздействует находящаяся под давлением жидкость. Держатель со своей стороны высокого давления крепится к сопряженной детали, при этом эластомерная фасонная деталь со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, сопряженная деталь имеет кольцевой выступ, наружный контур которого согласован с внутренним контуром держателя и который после сборки держателя с сопряженной деталью выступает в держатель и деформирует эластомерную фасонную деталь, в которой в результате создаются равномерно распределенные в ней внутренние напряжения, объем кольцевого выступа на сопряженной детали согласован с объемом отсутствующей у эластомерной фасонной детали в зоне предусмотренной у нее выемки со скошенной поверхностью части, а деформированная эластомерная фасонная деталь с возникшими в ней после сборки держателя с сопряженной деталью внутренними напряжениями почти полностью заполняет собой этот объем вплоть до сопряженной детали. Как указано выше, эластомерная фасонная деталь на своем обращенном к стороне высокого давления конце имеет выемку со скошенной в направлении своего отверстия под струйную деталь поверхностью. Такая выемка со скошенной поверхностью начинается от расположенной со стороны высокого давления торцовой поверхности эластомерной фасонной детали с замкнутой линии, которая может иметь, например, круглую, эллиптическую или прямоугольную форму. Угол наклона скошенной поверхности выемки может иметь постоянную величину либо может иметь различную величину в азимутальном направлении. В последнем случае угол наклона скошенной поверхности выемки в направлении большей стороны прямоугольного параллелепипеда, форму которого имеет струйная деталь, предпочтительно должен быть меньше, чем в направлении меньшей стороны прямоугольного параллелепипеда,форму которого имеет струйная деталь. Линия пересечения скошенной поверхности выемки в эластомерной фасонной детали со стенкой отверстия в ней может располагаться на постоянном уровне либо может иметь изогнутую форму в проекции на плоскость, параллельную продольной оси эластомерной фасонной детали. В предпочтительном варианте кольцевой выступ на сопряженной детали имеет постоянную толщину стенки. Наружный контур выступа на сопряженной детали предпочтительно согласован с внутренним контуром держателя. Помимо этого внутренний контур выступа на сопряженной детали может быть согласован с наружным контуром струйной детали. Выступ на сопряженной детали может иметь вдоль своей окружности постоянную толщину стенки и постоянную высоту или же может иметь различную толщину стенки и/или высоту и в последнем случае может, например, иметь на обоих участках, расположенных напротив обеих длинных сторон прямоугольного параллелепипеда, форму которого имеет струйная деталь, большую высоту, чем на обоих других участках, расположенных напротив обеих коротких сторон прямоугольного параллелепипеда, форму которого имеет струйная деталь. Подобное выполнение выступа на сопряженной детали переменной высоты позволяет при сборке держателя с сопряженной деталью деформировать эластомерную фасонную деталь на отдельных ее участках в различной степени и тем самым влиять на пространственное распределение внутренних напряжений в эластомерной фасонной детали. Внутренние напряжения возникают в эластомерной фасонной детали в основном вследствие ее деформации, а не в результате ее сжатия. Степень деформации эластомерной фасонной детали и характер распределения в ней внутренних напряжений можно определять методом конечных элементов (МКЭ). Эластомерную фасонную деталь предпочтительно изготавливать литьем под давлением. В процессе литья под давлением литьевую форму, конфигурация оформляющей полости которой согласована с контурами держателя и струйной детали, заполняют эластомерным преполимером без образования в нем газовых пузырей. Подобную эластомерную фасонную деталь по ее свойствам примерно можно сравнить с несжимаемой жидкостью. Такая эластомерная фасонная деталь точно пригнана к держателю и струйной детали. Эластомерная фасонная деталь подвергается действию давления жидкости только со своей стороны высокого давления, но не подвергается его действию со сторон, которыми она прилегает к держателю и струйной детали. Эластомерная фасонная деталь позволяет компенсировать воздействующее на струйную деталь давление. Со своей же стороны низкого давления эластомерная фасонная деталь не имеет никакой свободной поверхности. Эластомерную фасонную деталь можно изготавливать, например, из натурального каучука или синтетического каучука, такого как кремнийорганический (силиконо-2 008630 вый) каучук, полиуретан, этилен-пропиленовый каучук (СКЭПТ), фторкаучук (ФК) или бутадиеннитрильный каучук (СКН), либо из соответствующей резины. Струйную деталь можно изготавливать из износостойкого, твердого и поэтому в целом хрупкого материала (такого как кремний, стекло, керамика, драгоценный камень, например, сапфир, рубин, алмаз) либо из пластичного материала с износостойкой твердой поверхностью (такого как пластмасса, (химически) металлизированная пластмасса, медь, медь с покрытием, нанесенным твердым хромированием, латунь, алюминий, сталь, сталь с упрочненной поверхностью, при этом износостойкие поверхности получают нанесением, например, нитрида титана (TiN) или поликристаллического алмаза на металл и/или пластмассу конденсацией из паровой фазы или химическим осаждением из паровой фазы). Струйную деталь можно изготавливать цельной или из состоящей из нескольких частей, которые могут быть изготовлены из различных материалов. Струйная деталь может иметь полости, выемки или каналы. В полостях струйной детали могут находиться микроструктуры, которые могут выполнять, например, функцию фильтра или устройства, препятствующего испарению жидкости. Каналы могут представлять собой сопловые каналы, если струйная деталь представляет собой распылительное сопло. Распылительное сопло может иметь один или несколько сопловых каналов, оси которых могут проходить параллельно или наклонно друг к другу. При наличии, например, двух сопловых каналов, оси которых лежат в одной плоскости и пересекаются вне сопла, обе выходящие из распылительного сопла струи жидкости будут соударяться в точке пересечения осей сопловых каналов, а жидкость в результате будет дробиться на аэрозольные капельки. Держатель может изготавливаться практически из любого материала, предпочтительно из металла или пластмассы, и может представлять собой тело вращения или тело любой другой формы. Держатель может представлять собой, например, стаканообразное тело вращения с начинающейся от его обращенной к стороне высокого давления торца вращательно-симметричной выемкой, ось которой совпадает с осью такого тела вращения. Эта выемка может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, основание которого большего диаметра лежит в одной с торцом держателя плоскости. Боковая поверхность (стенка) выемки в держателе образует его внутренний контур. Держатель можно изготавливать обработкой давлением, литьем или обработкой со съемом материала (например, резанием, травлением, электроэрозионной обработкой, электрохимической обработкой). Сопряженную деталь можно изготавливать из металла или пластмассы. Держатель с помещенными в него эластомерной фасонной деталью и струйной деталью собирают с сопряженной деталью. При этом та сторона эластомерной фасонной детали, на которой она имеет выемку со скошенной поверхностью, обращена к сопряженной детали. В собранном состоянии сопряженная деталь опирается на край держателя. Струйную деталь предпочтительно вставлять в эластомерную фасонную деталь до помещения последней в выемку в держателе. Держатель можно соединять с сопряженной деталью резьбовым соединением, склеиванием, сваркой, обжимом, заливкой либо соединением по прессовой посадке или защелкивающимся соединением. В предпочтительном варианте держатель предлагается крепить к сопряженной детали накидной гайкой. В одном из предпочтительных вариантов сопряженная деталь в той ее части, которой она соединяется с держателем, выполнена в виде тела вращения. Находящаяся под высоким давлением жидкость подается к держателю по, например, коаксиальному каналу в сопряженной детали. Далее жидкость попадает в канал или каналы в струйной детали и выходит из нее с ее стороны низкого давления в зоне дна держателя. Давление жидкости действует при этом в мертвом пространстве на эластомерную фасонную деталь. Предлагаемое в изобретении устройство обладает следующими преимуществами:- внутренние напряжения, возникающие в эластомерной фасонной детали при ее деформировании,пространственно более равномерно распределены в ней по сравнению с внутренними напряжениями,которые при применении держателя известного исполнения может создавать в эластомерной фасонной детали имеющийся с его внутренней стороны кольцевой выступ, под которым при сборке располагается эластомерная фасонная деталь,- внутренние напряжения в эластомерной фасонной детали можно регулировать не только за счет подбора свойств материала самой фасонной детали, но и за счет подбора отношения объема выступа на сопряженной детали к объему отсутствующей у эластомерной фасонной детали в недеформированном состоянии в зоне предусмотренной у нее выемки со скошенной поверхностью части,- в собранном состоянии струйная деталь по всей своей высоте заключена в деформированную эластомерную фасонную деталь, в которой возникли внутренние напряжения,- предлагаемое в изобретении устройство сохраняет герметичность при длительной работе в условиях переменной нагрузки, обусловленной значительными колебаниями давления жидкости между максимальным значением (40 МПа и более) и минимальным значением (примерно 0,1 МПа),- мертвое пространство между деформированной эластомерной фасонной деталью, в которой возникли внутренние напряжения, и обращенной к держателю стороной сопряженной детали можно поддерживать предельно минимальным и одновременно использовать его для компенсации допусков при сборке держателя с сопряженной деталью,-3 008630- благодаря управляемой деформации эластомерной фасонной детали при сборке держателя с сопряженной деталью исключается выпучивание эластомерной фасонной детали над отверстием в струйной детали. Предлагаемое в изобретении устройство для крепления струйной детали может использоваться, например, в миниатюрном распылителе высокого давления (описанном, например, в WO 97/12687), в безыгольном инъекторе (описанном, например, в WO 01/64268) или в распылительном устройстве для нанесения офтальмологических фармацевтических препаратов (описанном, например, в WO 03/002045). Вводимая с помощью одного из подобных устройств медицинская жидкость может представлять собой раствор действующего вещества в соответствующем растворителе. В качестве растворителей могут применяться, например, вода, этанол или их смеси. В качестве действующих веществ могут использоваться,например, беротек (фенотерола гидробромид), атровент (ипратропия бромид), беродуал (комбинация из фенотерола гидробромида и ипратропия бромида), сальбутамол (или альбутерол), 1-(3,5 дигидроксифенил)-2-1-(4-гидроксибензил)этил]амино]этанола гидробромид, комбивент, оксивент (окситропия бромид), Ва 679 (тиотропия бромид), ВЕА 2180 (тропеноловый эфир ди(2-тиенил)гликолевой кислоты), флунисолид, будесонид и другие. Соответствующие примеры таких действующих веществ представлены в WO 97/01329 или WO 98/27959. Ниже предлагаемое в изобретении устройство более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 б в разрезе и в аксонометрии показан стаканообразный держатель 1 с выемкой 2. В дне держателя имеется отверстие 3. На фиг. 1 в в разрезе и в аксонометрии показаны эластомерная фасонная деталь 4 и вставленная в нее имеющая форму прямоугольного параллелепипеда струйная деталь 5, состоящая из двух частей. Между обеими частями сопловой детали в поверхности их контакта выполнена сопловая структура, проходящая вплоть до соплового отверстия 6. Расположенная со стороны высокого давления торцовая поверхность эластомерной фасонной детали 4 образована кольцевой поверхностью 7, лежащей в плоскости,перпендикулярной оси эластомерной фасонной детали. Расположенная со стороны высокого давления торцовая поверхность эластомерной фасонной детали переходит в выемку со скошенной поверхностью 8, проходящей до наружной поверхности струйной детали. На фиг. 1 б в разрезе и в аксонометрии показана сопряженная деталь 9, имеющая отверстие 10 и кольцевой продольный выступ 11 со своей обращенной к эластомерной фасонной детали стороны. На фиг. 2 в аксонометрии показана сопряженная деталь 21, выступ 11 которой имеет другое исполнение. Такой выступ 11 имеет переменную высоту, которая на двух его диаметрально противоположных участках 22 а, 22b больше, чем на двух других его диаметрально противоположных участках 23 а, 23b. При сборке держателя с сопряженной деталью более высокие участки 22 а, 22b выступа 11 деформируют эластомерную фасонную деталь в большей степени, чем его имеющие меньшую высоту участки 23 а, 23b. На фиг. 3 а, 4 а и 5 а эластомерная фасонная деталь показана в виде в плане. На фиг. 3 б, 4 б и 5 б эта же эластомерная фасонная деталь показана в разрезе. В эластомерной фасонной детали имеется отверстие 31 прямоугольной в сечении формы под имеющую в сечении такую же форму струйную деталь. На фиг. 3 б эластомерная фасонная деталь показана в разрезе плоскостью А-А по фиг. 3 а, которая проходит перпендикулярно длинной стороне прямоугольника, форму которого в сечении имеет отверстие 31. На фиг. 4 б эластомерная фасонная деталь показана в разрезе плоскостью В-В по фиг. 4 а, проходящей перпендикулярно короткой стороне прямоугольника, форму которого в сечении имеет отверстие 31. На фиг. 5 б эластомерная фасонная деталь показана в разрезе плоскостью С-С по фиг. 5 а, которая проходит по диагонали прямоугольника, форму которого в сечении имеет отверстие 31. Линия 32 пересечения скошенной поверхности 8 со стенкой отверстия 31 располагается на постоянном уровне. Угол наклона скошенной поверхности 8 (измеренный относительно главной оси струйной детали) имеет на фиг. 3 б наибольшую, на фиг. 5 б - наименьшую, а на фиг. 4 б - промежуточную величину. На фиг. 6 в разрезе в полностью собранном состоянии показано устройство для крепления струйной детали, закрепленное на емкости для жидкости. В выемке держателя 1 расположена эластомерная фасонная деталь 4 со вставленной в нее струйной деталью 5. К краю держателя прилегает сопряженная деталь 9. Выступ 11 сопряженной детали 9 входит в выемку в держателе 1, деформируя эластомерную фасонную деталь 4. Обращенная к жидкости сторона 61 эластомерной фасонной детали в результате ее деформирования имеет выпуклую форму, однако деформированный эластомер не доходит до сопловой структуры в струйной детали. Пунктирными линиями 64 а и 64b обозначен контур имеющей выемку со скошенной поверхностью эластомерной фасонной детали 4, который она имеет перед сборкой устройства для крепления струйной детали. Мертвый объем 63 служит для компенсации допусков при сборке устройства для крепления струйной детали и уменьшен до минимума. Устройство для крепления струйной детали закреплено на корпусе 65 емкости для жидкости воздействующей на сопряженную деталь 9 накидной гайкой 62. Направление потока жидкости обозначено на этом чертеже стрелками. Расположенный со стороны низкого давления торец держателя лежит в плоскости, в которой расположено сопловое отверстие 6. Высокое давление жидкости преобладает в канале в струйной детали 5, в мертвом объеме 63, в отверстии 10 в сопряженной детали 9, а также в корпусе содержащей жидкость емкости.-4 008630 На фиг. 7 а, 7 б и 7 в в перекрестном разрезе показано предлагаемое в изобретении устройство для крепления струйной детали в сопоставлении с показанным на фиг. 8 а, 8 б и 8 в в перекрестном разрезе известным из уровня техники устройством. На фиг. 7 а показана имеющая выемку со скошенной поверхностью эластомерная фасонная деталь 4 а со вставленной в нее струйной деталью 5 перед сборкой предлагаемого в изобретении устройства для ее крепления. Эластомерная фасонная деталь в зоне своего наружного края имеет почти одинаковую со струйной деталью высоту, однако в зоне контакта со струйной деталью из-за наличия выемки имеет меньшую высоту, чем струйная деталь. На этом чертеже эластомерная фасонная деталь показана в еще не деформированном состоянии, и поэтому в ней еще отсутствуют внутренние напряжения. На фиг. 7 б эластомерная фасонная деталь 4b показана в деформированном надетым на нее кольцом 71 состоянии, в котором в ней возникают внутренние напряжения. В деформированном состоянии эластомерной фасонной детали внутренний край имеющейся в ней выемки доходит примерно до верхней кромки струйной детали. Вершина выпуклой части деформированной эластомерной фасонной детали лишь незначительно выступает по высоте за пределы струйной детали. На фиг. 7 в показана деформированная эластомерная фасонная деталь после сборки устройства для крепления струйной детали. Эластомерная фасонная деталь деформирована при этом выступом 11 на сопряженной детали, вставленной в держатель. Между деформированной эластомерной фасонной деталью и дном сопряженной детали имеется небольшой мертвый объем 63. На фиг. 8 а показана известная из уровня техники (не имеющая выемки со скошенной поверхностью) эластомерная фасонная деталь 74 а со вставленной в нее струйной деталью 5 перед сборкой устройства для крепления струйной детали. Такая эластомерная фасонная деталь имеет меньшую высоту,чем струйная деталь. Эластомерная фасонная деталь не деформирована, и в ней отсутствуют внутренние напряжения. На фиг. 8 б эластомерная фасонная деталь показана с наложенным на нее кольцом 71, которое не допускает выпадения эластомерной фасонной детали из держателя или ее перемещение внутри держателя, но не деформирует ее. На фиг. 8 в показана недеформированная эластомерная фасонная деталь после сборки устройства для крепления струйной детали с применением сопряженной детали 9,имеющей кольцевой выступ 11. При этом мертвый объем 75, показанный на фиг. 8 в, заметно больше мертвого объема 63, показанного на фиг. 7 в. Пример. Устройство для крепления распылительного сопла в миниатюрном исполнении Рассмотренное в этом примере крепежное устройство состоит из цилиндрического стального держателя с наружным диаметром 6,0 мм и высотой 2,6 мм. В держателе выполнена выемка в форме усеченного конуса, в основании которого внутренний диаметр выемки равен 4,0 мм. В дне держателя имеется отверстие диаметром 0,8 мм. Толщина дна держателя на его окружающем это отверстие участке равняется 0,4 мм. Эластомерная фасонная деталь изготовлена из силиконового каучука и имеет цилиндрический наружный контур. Диаметр цилиндрической эластомерной фасонной детали перед ее помещением в держатель равняется 4,2 мм, а ее высота, измеренная вдоль ее боковой поверхности, равняется 2,1 мм. В цилиндрической эластомерной фасонной детали имеется проходящее в ее осевом направлении симметрично расположенное отверстие шириной 1,3 мм и длиной 2,8 мм. В эластомерной фасонной детали на ее расположенном со стороны высокого давления конце выполнена выемка со скошенной в направлении к отверстию в фасонной детали поверхностью. Эта выемка со скошенной поверхностью начинается на расположенной со стороны высокого давления торцовой поверхности цилиндрической эластомерной фасонной детали с окружности диаметром 3,2 мм. Скошенная поверхность выемки проходит в направлении прямоугольного отверстия в эластомерной фасонной детали с наклоном под различными углами на постоянную глубину, равную 0,7 мм, до линии пересечения со стенкой прямоугольного отверстия в эластомерной фасонной детали. Струйная деталь выполнена в виде распылительного сопла. Такое распылительное сопло состоит из двух соединенных между собой кремниевых пластинок, которые в собранном друг с другом виде имеют форму прямоугольного параллелепипеда шириной 1,4 мм, глубиной 2,7 мм и высотой 2,1 мм. В обращенных друг к другу поверхностях обеих образующих сопло пластинок имеется по выемке, которые у обеих соединенных между собой пластинок совмещены друг с другом и образуют в поверхности их контакта отверстие, снабженное микроструктурированным фильтром и микроструктурированным устройством, препятствующим испарению жидкости. Это отверстие со стороны выхода из сопла жидкости переходит в два канала шириной по 8 мкм, глубиной по 6 мкм и длиной примерно по 200 мкм. Оси обоих каналов лежат в одной плоскости и наклонены друг к другу под углом примерно 90. Выходные отверстия этих каналов одновременно являются выходными сопловыми отверстиями, отстоящими друг от друга на наружной стороне распылительного сопла примерно на 100 мкм. Имеющая в основном цилиндрическую форму сопряженная деталь имеет со своей обращенной к держателю стороны кольцевой выступ. Этот выступ имеет наружный диаметр 3,15 мм, внутренний диаметр 2,9 мм и постоянную высоту 0,6 мм. В сопряженной детали имеется осевое отверстие диаметром 0,4 мм. Описанное выше устройство крепится к сопряженной детали накидной гайкой. Сопряженная деталь-5 008630 является при этом деталью емкости, заполненной распыляемой жидкостью. Жидкость нагнетается из содержащей ее емкости к распылительному соплу миниатюрным поршневым насосом высокого давления порциями примерно по 15 мкл. Максимальная величина давления жидкости внутри распылительного сопла составляет примерно 65 МПа (650 бар) и по завершении процесса распыления снижается практически до нормального атмосферного давления (примерно 0,1 МПа). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для крепления подверженной воздействию переменного давления жидкости струйной детали, содержащее держатель, в котором расположена струйная деталь и который соприкасается с ней с ее стороны низкого давления, а со стороны высокого давления крепится к сопряженной детали, и охватывающую струйную деталь по всему ее наружному периметру эластомерную фасонную деталь, наружный контур которой согласован с внутренним контуром держателя, а внутренний контур согласован с наружным контуром струйной детали и которая имеет по меньшей мере одну свободную поверхность, на которую воздействует находящаяся под давлением жидкость, при этом эластомерная фасонная деталь со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, сопряженная деталь имеет кольцевой выступ, наружный контур которого согласован с внутренним контуром держателя и который после сборки держателя с сопряженной деталью выступает в держатель и деформирует эластомерную фасонную деталь, объем кольцевого выступа на сопряженной детали согласован с объемом отсутствующей у эластомерной фасонной детали в зоне предусмотренной у нее выемки со скошенной поверхностью части, а деформированная эластомерная фасонная деталь после сборки держателя с сопряженной деталью почти полностью заполняет собой этот объем вплоть до сопряженной детали. 2. Устройство по п.1, в котором линия пересечения скошенной поверхности выемки в эластомерной фасонной детали со стенкой отверстия в ней расположена на постоянном уровне. 3. Устройство по п.1, в котором контур кольцевого выступа на сопряженной детали согласован с внутренним контуром держателя. 4. Устройство по п.1, в котором кольцевой выступ на сопряженной детали имеет постоянную толщину стенки и постоянную высоту. 5. Устройство по п.1, в котором кольцевой выступ на сопряженной детали имеет вдоль своей окружности переменную толщину стенки. 6. Устройство по п.1, в котором кольцевой выступ на сопряженной детали имеет вдоль своей окружности переменную высоту. 7. Применение устройства для крепления струйной детали, выполненной в виде распылительного сопла для миниатюрного распылителя высокого давления и заключенной по всему своему периметру в эластомерную фасонную деталь, которая со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, для распыления жидкости, содержащей медицинское действующее вещество. 8. Применение устройства по п.7 для распыления жидкости в виде проникающего в легкие аэрозоля. 9. Применение устройства для крепления струйной детали, выполненной в виде сопла для миниатюрного безыгольного инъектора и заключенной по всему своему периметру в эластомерную фасонную деталь, которая со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, для безыгольной подкожной инъекции жидкости, содержащей медицинское действующее вещество. 10. Применение устройства для крепления струйной детали, выполненной в виде сопла для миниатюрного безыгольного инъектора и заключенной по всему своему периметру в эластомерную фасонную деталь, которая со своей обращенной к находящейся под давлением жидкости стороны имеет выемку со скошенной перед сборкой устройства в направлении струйной детали поверхностью, для нанесения офтальмологического фармацевтического препарата.

МПК / Метки

МПК: B05B 1/00

Метки: детали, струйной, устройство, крепления

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-8630-ustrojjstvo-dlya-krepleniya-strujjnojj-detali.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для крепления струйной детали</a>

Похожие патенты