Устройство для выравнивания давления в двухкамерной емкости

1 Настоящее изобретение относится к устройству для выравнивания давления в двухкамерной емкости (т.е. в емкости с двойной стенкой), состоящей из жесткой недеформируемой наружной емкости и мягкой деформируемой внутренней емкости. При этом внутренняя емкость заполнена жидкостью. В основу настоящего изобретения была положена задача разработать устройство, пригодное для выравнивания давления между окружающей воздушной средой (т.е. атмосферным давлением) и заполненным газом промежуточным пространством, расположенным между внутренней и наружной емкостями (газовым промежуточным пространством), при этом такое устройство должно быть экономичным в изготовлении и защищено от закупорки. Жидкости, содержащие, например, определенный медицинский препарат, хранят, как известно, вплоть до их использования в мягкой(гибкой) внутренней емкости, расположенной в жесткой недеформируемой наружной емкости. При отборе жидкости из внутренней емкости насосом-дозатором внутренняя емкость ужимается. При отсутствии отверстия в наружной емкости в замкнутом промежуточном пространстве между обеими этими емкостями создается разрежение. При использовании насосадозатора, который способен создавать лишь небольшое давление всасывания, отбор жидкости затрудняется сразу же, как только разрежение между двумя этими емкостями примерно сравняется с давлением всасывания. В этом случае необходимо обеспечить выравнивание давления в промежуточном пространстве между обеими указанными емкостями. В DE 4139555 описана емкость, состоящая из жесткой наружной емкости и легко деформируемого внутреннего пакета. Эту емкость изготавливают совместным экструзионнораздувным формованием из двух термопластов,не образующих между собой связей. Наружная емкость имеет закрытое дно и снабжена, по меньшей мере, одним отверстием для выравнивания давления между окружающей средой и пространством между наружной емкостью и внутренним пакетом. На том участке наружной емкости, где ее стенка ступенчато, соответственно уступом переходит в горлышко, имеется,по меньшей мере, один незаваренный шов между двумя расположенными друг против друга не сваренными между собой участками стенки наружной емкости. При этом на указанном ступенчатом участке наружной емкости предпочтительно предусматривать два незаваренных шва. Внутренний пакет герметично запечатан на этом участке сварными швами. Сквозь незаваренные швы, расположенные на ступенчатом участке наружной емкости, в пространство между наружной емкостью и внутренним пакетом может поступать воздух. При этом у не сваренных между собой кромок, примыкающих к от 002433 2 крытому шву на ступенчатом участке наружной емкости, проявляется склонность к смыканию при разряжении. Поэтому в верхней части стенки наружной емкости дополнительно предпочтительно предусматривать несколько отверстий в качестве вентиляционных отверстий, получаемых, например, с помощью ультразвука или механической обработкой путем перфорирования наружной емкости. Все отверстия в стенке наружной емкости на ступенчатом участке и в верхней части стенки закрыты корпусом насаженного на емкость насоса. У известных двухкамерных емкостей в наружной емкости имеются открытые швы или отверстия. При этом наружную емкость всегда выполняют из термопласта. Если внутренняя емкость не обладает абсолютной диффузионной непроницаемостью, а жидкость, которой заполнена эта внутренняя емкость, является летучей или содержит летучие компоненты, то такая жидкость постепенно"утекает" из внутренней емкости в результате диффузии или же при определенных условиях наблюдается недопустимое изменение состава этой жидкости. Указанный эффект дополнительно усиливается в том случае, когда после выравнивания давления в пространство между наружной емкостью и внутренней емкостью в течение длительного времени не поступает воздух, а предусмотренные для выравнивания давления отверстия в наружной емкости имеют такое же проходное сечение, что и сечение отверстий известных двухкамерных емкостей. Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать устройство для двухкамерной емкости, которое было бы пригодно для выравнивания давления между атмосферным воздухом и газовым пространством, расположенным между внутренней емкостью и наружной емкостью,даже в том случае, когда внутренняя емкость заполнена летучей или содержащей летучий компонент жидкостью, по отношению к которой эта внутренняя емкость обладает ограниченной диффузионной непроницаемостью. При этом даже при многолетнем хранении полной двухкамерной емкости и при ее многомесячном использовании в соответствии с назначением количество жидкости во внутренней емкости или концентрация компонентов жидкости должны изменяться лишь в существенно меньших пределах, чем при использовании известных двухкамерных емкостей. Указанная задача решается согласно изобретению с помощью устройства для выравнивания давления в двухкамерной емкости, состоящей из наружной емкости и внутренней емкости. При этом внутренняя емкость заполнена, по меньшей мере, частично летучей жидкостью. Сама эта двухкамерная емкость находится в заполненном газом окружающем пространстве. Предлагаемое устройство для выравнивания 3 давления отличается наличием следующих признаков:- внутренняя емкость обладает ограниченной диффузионной непроницаемостью для указанной, по меньшей мере, частично летучей жидкости и выполнена мягкой деформируемой,а наружная емкость выполнена диффузионно непроницаемой и жесткой недеформируемой,- наружная емкость герметично соединена с внутренней емкостью,- между обеими этими емкостями имеется газовое пространство,- указанное газовое пространство между наружной и внутренней емкостями соединено,по меньшей мере, одним каналом с окружающим двухкамерную емкость пространством,- площадь поперечного сечения этого, по меньшей мере, одного канала соответствует эквивалентному диаметру от 10 до 500 мкм и- длина указанного, по меньшей мере, одного канала составляет от пятитысячекратной до одной десятой величины его эквивалентного диаметра. Под эквивалентным диаметром, по меньшей мере, одного канала понимается диаметр круга, площадь которого равна площади поперечного сечения этого, по меньшей мере, одного канала. Длина указанного, по меньшей мере,одного канала предпочтительно составляет от стократной до одной десятой, наиболее предпочтительно от десятикратной до однократной величины его эквивалентного диаметра. Предпочтительно, чтобы длина геометрической фигуры, форму которой канал имеет в поперечном сечении, примерно равнялась ее высоте, т.е. предпочтительно поперечное сечение круглой, близкой к квадратной или треугольной формы. Помимо этого, канал может иметь в поперечном сечении прямоугольную,трапециевидную, полукруглую, щелевидную или неправильную форму. Соотношение длин сторон у канала щелевидной формы может составлять до 50:1. Кроме того, несколько каналов можно располагать упорядоченно, например, в узловых точках некоторой сетки, или неупорядоченно, например, со статистическим распределением. Площадь поперечного сечения канала составляет менее 1 мм 2 и может доходить до нескольких тысяч квадратных микрометров. Канал может быть прямым или изогнутым либо иметь форму меандра, спирали или винтовой линии. Канал, предпочтительно в виде отверстия, может быть выполнен в стенке наружной емкости. Кроме того, канал может быть выполнен в изготовленной предпочтительно из пластмассы вставке, которая герметично размещена в стенке наружной емкости, предпочтительно в утопленном внутрь этой наружной емкости углублении в ее дне. В этом случае канал своим обращенным к промежуточному пространству концом сообщается с отверстием в 4 стенке наружной емкости. Поперечное сечение этого отверстия больше, чем у канала. На одном конце канала, предпочтительно на обращенном к окружающему пространству конце, можно установить в качестве защиты от пыли газопроницаемый фильтр, например элемент из нетканого материала или из спеченного материала с открытыми порами. Обращенный к окружающему пространству конец канала на время хранения заполненной жидкостью двухкамерной емкости может быть запечатан приваренной термосваркой пленкой,которую перед первым отбором жидкости из внутренней емкости полностью или частично отрывают или прокалывают. Стенки, по меньшей мере, одного канала могут быть гладкими или шероховатыми. Указанный, по меньшей мере, один канал может быть выполнен в виде микроотверстия,прошиваемого, например, лазерным лучом в пластине. Меандрообразный или спиральный канал можно получить избирательным травлением кремниевой поверхности, при этом подобный канал может иметь треугольное или трапециевидное сечение. Кроме того, канал, имеющий треугольное сечение и практически любую форму, можно получить рельефным формованием, т.е. выдавливанием, на соответствующей поверхности (в частности, металлической). Канал в форме винтовой линии может быть выполнен на наружной боковой поверхности цилиндра, вставленного в трубку. Кроме того, подобный канал можно выполнить на внутренней боковой поверхности полого цилиндра, в который вставлен цилиндрический элемент. Каналы практически любой формы можно изготавливать с помощью литографии и формованием из пластмассы или металла. В приведенной ниже таблице в качестве примера указаны временные показатели выравнивания давления наполовину и до одной десятой при разности давлений между окружающим пространством и газовым пространством объемом 3 мл менее 20 гПа (20 мбар) для каналов круглого сечения, различной длины и различного диаметра. длина,мм 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 1 10 100 Время выравнивания давления наполовину, до одной десятой,ч ч 1,8 5,8 3,3 10,6 6,4 21,0 13,5 13,5 13,5 13,5 13,5 Вместо одного канала в устройстве можно предусмотреть и несколько каналов подобного типа или же можно использовать пластину из пористого материала с открытыми порами, на 5 пример из спеченного материала с открытыми порами. Средний диаметр пор составляет при этом от 0,1 до 150 мкм. Объем пор составляет от 1 до 40% объема элемента, изготовленного из спеченного материала. В качестве спекаемого материала для изготовления такого элемента можно использовать пластмассу, такую как полиэтилен, полипропилен, поливинилиденфторид, либо стекло, кварц, керамику или металл. Толщина пластины может составлять от 1 до 5 мм. Предпочтительна круглая пластина, которую можно герметично вставить, например запрессовать или вклеить, предпочтительно в углубление в дне наружной емкости. Кроме того, можно использовать проницаемую мембрану в виде пленки, ткани или нетканого материала, имеющую множество подобных каналов и выполненную из термопласта,такого как политетрафторэтилен или полиэфирэфиркетон, либо из эластомера, такого как силикон или латекс. Проницаемые мембраны в виде ткани или нетканого материала могут быть выполнены из природных волокон, минеральных волокон, стекловолокна, углеродного волокна, металлических волокон или полимерных волокон. Помимо этого, можно использовать проницаемую мембрану в виде фольги из металла, такого как золото, кремний, никель, высококачественная сталь, или в виде пленки из стекла или керамики. Каналы в подобной проницаемой мембране могут быть расположены неупорядоченно и получены, например, бомбардировкой ионами или плазменным травлением. Помимо этого,каналы могут быть расположены упорядоченно и могут быть получены, например, с помощью литографии и формованием либо путем лазерной прошивки, причем в этом случае указанное множество каналов можно выполнять в проницаемой мембране в пределах узкого поля допусков на форму и размер их поперечного сечения,а также на их длину. Диффузионно непроницаемую наружную емкость предпочтительно выполнять из жесткого недеформируемого материала, например из металла. Подобная наружная емкость облегчает хранение двухкамерной емкости и оперирование с нею и защищает внутреннюю емкость от внешних механических воздействий. Предлагаемое в изобретении устройство для выравнивания давления можно использовать, например, в двухкамерной емкости, предназначенной для хранения медицинской жидкости, содержащей, например, растворенный в соответствующем растворителе лекарственный препарат. B качестве растворителя могут использоваться, например, вода, этанол или их смеси. Лекарственный препарат может представлять собой, например, беротек (фенотерола гидробромид; гидробромид 1-(3,5-дигидроксифенил)-2-1-(4-гидроксибензил)этил]амино] этанола, атровент (ипратропий бромид), бероду 002433 6 ал (фенотерол гидробромид в сочетании с ипратропий бромидом), сальбутамол (или альбутерол), комбивент, оксивент (окситропий бромид),Ва 679 (тиотропий бромид), ВЕА 2108 (тропеновый эфир ди(2-тиенил)гликолевой кислоты),флунисолид, будезонид и т.д. Предлагаемое в изобретении устройство для выравнивания давления обладает следующими преимуществами:- у него не имеется подвижных частей, и оно представляет собой статичное устройство;- существует возможность регулировать газопроницаемость, в том числе и при использовании проницаемой мембраны или пластины из спеченного материала;- при любой разности давлений оно обеспечивает немедленное инициирование выравнивания давления;- разность давлений выравнивается постепенно и плавно. Постоянную времени, а тем самым и продолжительность выравнивания давления при надлежащем использовании можно согласовывать с протеканием во времени процесса отбора жидкости из внутренней емкости;- его можно использовать для диффузионно непроницаемых наружных емкостей, изготовленных из любого материала, при этом наружная емкость может быть выполнена из жесткого недеформируемого материала, такого как металл или пластик, либо из податливого материала;- оно исключает случайный доступ в газовое пространство между наружной и внутренней емкостями и защищает мягкую деформируемую внутреннюю емкость;- по истечении времени выравнивания давления разность давлений становится практически равной нулю;- оно позволяет создать между газовым пространством и атмосферным воздухом соединение с определенными параметрами;- при удаленной приваренной термосваркой пленке оно является газопроницаемым и обеспечивает переток газа в обоих направлениях;- к нему не требуется прикладывать никаких внешних воздействий и никаких посторонних усилий, и оно непрерывно выполняет свою функцию;- вещество, улетучивающееся из находящейся во внутренней емкости жидкости и проникающее в результате диффузии через стенку этой внутренней емкости в промежуточное пространство между внутренней и наружной емкостями, улетучивается из этой промежуточной полости преимущественно за счет диффузии, по меньшей мере, через один канал. В результате при длительном сроке использования находящейся во внутренней емкости жидкости теряется лишь исключительно незначительная часть летучего вещества, улетучивающегося из жидкости в этой внутренней емкости, при этом та 7 кая потеря существенно меньше, чем у известных двухкамерных емкостей;- двухкамерная емкость, во внутренней емкости которой содержится жидкость, даже при ограниченной диффузионной непроницаемости этой внутренней емкости может храниться в течение многих месяцев без сколько-нибудь существенной потери летучего вещества и сохранять пригодность для использования в течение нескольких месяцев;- оно является рентабельным в изготовлении, и его можно производить в больших объемах. Предлагаемое в изобретении устройство для выравнивания давления можно использовать, например, в двухкамерной емкости, которая заполнена жидкостью, распыляемой, например, с помощью описанного в WO 97/12687 аэрозольного распылителя. Ниже предлагаемое в изобретении устройство более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 а в продольном разрезе показана двухкамерная емкость перед первым отбором из нее жидкости. При этом внутрь наружной емкости (1) помещена мягкая деформируемая (ужимающаяся) внутренняя емкость (2), заполненная жидкостью (3). В эту жидкость погружена предназначенная для ее отбора трубка (4). Внутренняя емкость своим концом (не показан) герметично соединена с наружной емкостью. Между обеими емкостями имеется газовое пространство (5). В дне (6) наружной емкости выполнен прямой канал (7), соединяющий газовое пространство (5) с внешним пространством, окружающим двухкамерную емкость. Этот канал закрыт приваренной термосваркой пленкой (8). На фиг. 1 б двухкамерная емкость показана в продольном разрезе после отбора из внутренней емкости части жидкости. При этом приваренная термосваркой пленка (8) показана частично оторванной, а внутренняя емкость показана частично ужавшейся. На фиг. 2 в продольном разрезе показан еще один вариант выполнения двухкамерной емкости перед первым отбором жидкости из внутренней емкости. При этом прямой канал (7) герметично закрыт с обращенного к внешнему пространству конца плотно пригнанной пробкой(9). Эту пробку перед первым отбором жидкости из внутренней емкости удаляют вручную,выдергивая за петлю (10). На фиг. 3 а показан спиральный канал (11),чуть больше трех витков которого расположены с внешней стороны дна (6) наружной емкости(1). На фиг. 3 б этот вариант выполнения показан в продольном разрезе. При этом одним концом канал оканчивается в углублении (12), а другим концом - в отверстии (13). Спиральный канал закрыт снаружи приваренной термосваркой пленкой (8), прокалываемой перед первым от 002433 8 бором жидкости заостренным предметом или иглой (14). На фиг. 4 в продольном разрезе показан еще один вариант выполнения двухкамерной емкости. При этом в дне (6) наружной емкости имеется углубление, в котором расположена вставка (15), уплотненная кольцевым уплотнением (17) относительно стенки этого углубления. Во вставке (15) выполнен прямой канал (7),один конец которого оканчивается в отверстии(18) в дне углубления. Перед другим концом канала (7) установлен фильтр (16). На фиг. 5 в продольном разрезе показан следующий вариант выполнения изобретения,при этом вставка (19) расположена в утопленном внутрь наружной емкости углублении в ее дне (6). Вставка (19) закреплена в углублении защелкивающимся соединением (20) и уплотнена относительно стенок этого углубления уплотнительным кольцом (21). Прямой канал (23) расположен с эксцентриситетом относительно центра вставки (19). Одним своим концом этот канал оканчивается в отверстии (25) в дне углубления, а вторым концом оканчивается в выполненной во вставке (19) выемке, в которой установлен фильтр (24). Во вставке (19) имеется еще одна выемка (26). Эта выемка (26) соединяется с выемкой под фильтр (24) желобком (22). Снаружи вставка (19) закрыта приваренной термосваркой пленкой (8), которую перед первым отбором жидкости (3) из внутренней емкости (2) прокалывают иглой (14). При установке вставки (19) в углубление в дне (6) емкости эту вставку необходимо располагать в строго заданной ориентации, чтобы отверстие (25) совмещалось с каналом (23). На фиг. 6 в продольном разрезе показан еще один вариант выполнения, в котором вставка (27) также располагается в утопленном внутрь наружной емкости углублении в ее дне(6). Вставка (27) закреплена в углублении защелкивающимся соединением (20) и уплотнена относительно стенок этого углубления уплотнительным кольцом (21). Прямой канал (23) оканчивается в круговой канавке (28 а; 28b), выполненной во вставке (27). Круговая канавка может иметь различную глубину. На фиг. 6 на участке(28 а) в зоне канала (23) она выполнена менее глубокой, чем на остальной ее части (28b). При этом отверстие (25) в дне углубления оканчивается в любом азимутальном положении вставки(27) в круговой канавке (28). На фиг. 7 в продольном разрезе показан другой вариант выполнения изобретения. При этом в утопленное внутрь наружной емкости углубление в ее дне (6) запрессована пластина(29) из спеченного материала. В стенке этого углубления, выполненного в дне наружной емкости, имеется отверстие (25). В течение срока хранения дно наружной емкости закрыто приваренной термосваркой пленкой (8), которую пе 9 ред первым отбором жидкости из внутренней емкости прокалывают или отрывают. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для выравнивания давления в двухкамерной емкости, состоящей из наружной емкости и внутренней емкости, причем внутренняя емкость заполнена, по меньшей мере, частично летучей жидкостью, а сама эта двухкамерная емкость находится в заполненном газом окружающем пространстве, при этом- внутренняя емкость (2) обладает ограниченной диффузионной непроницаемостью для указанной, по меньшей мере, частично летучей жидкости (3) и выполнена мягкой деформируемой, а наружная емкость (1) выполнена диффузионно непроницаемой и жесткой недеформируемой,- наружная емкость (1) герметично соединена с внутренней емкостью (2),- между обеими этими емкостями имеется газовое пространство (5),- указанное газовое пространство (5) между наружной емкостью (1) и внутренней емкостью (2) соединено, по меньшей мере, одним каналом (7; 11; 23) с окружающим двухкамерную емкость пространством,- площадь поперечного сечения этого, по меньшей мере, одного канала соответствует эквивалентному диаметру от 10 до 500 мкм и- длина указанного, по меньшей мере, одного канала составляет от пятитысячекратной до одной десятой величины его эквивалентного диаметра. 2. Устройство для выравнивания давления по п.1, отличающееся тем, что длина канала (7; 11; 23) составляет предпочтительно от стократной до одной десятой, наиболее предпочтительно от десятикратной до однократной величины его эквивалентного диаметра. 3. Устройство для выравнивания давления по п.1 или 2, отличающееся тем, что канал (7; 11; 23) имеет круглое, близкое к квадратному,треугольное или трапециевидное поперечное сечение. 4. Устройство для выравнивания давления по любому из пп.1-3, отличающееся наличием канала (7; 23), выполненного прямым, либо канала в форме меандра, спирали (11) или винтовой линии. 5. Устройство для выравнивания давления по любому из пп.1-4, отличающееся наличием канала (7; 11), выполненного в стенке наружной емкости, или канала, выполненного в изготовленной предпочтительно из пластмассы вставке(15; 19; 27), которая размещена в стенке наружной емкости (1), предпочтительно в утопленном внутрь этой наружной емкости углублении (12), 002433 10 и сообщающегося с отверстием (18; 25) в стенке наружной емкости (1). 6. Устройство для выравнивания давления по любому пп.1-5, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения канала (7; 11; 23) составляет менее 1 мм 2. 7. Устройство для выравнивания давления по любому пп.1-6, отличающееся тем, что на одном конце канала (7; 23), предпочтительно на обращенном к окружающему пространству конце, расположен газопроницаемый фильтр (16; 24). 8. Устройство для выравнивания давления по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что обращенный к окружающему пространству конец канала (7; 11; 23) закрыт приваренной термосваркой пленкой (8). 9. Устройство для выравнивания давления по п.1, отличающееся наличием множества каналов, соединяющих газовое пространство между наружной емкостью и внутренней емкостью с окружающим двухкамерную емкость пространством, при этом указанные каналы образованы открытыми порами в пластине (29) из спеченного материала, а средний диаметр пор составляет от 0,1 до 150 мкм при их объеме, составляющем от 1 до 40% от объема указанной пластины из спеченного материала. 10. Устройство для выравнивания давления по п.1, отличающееся наличием множества каналов в проницаемой мембране, выполненной в виде пленки, фольги, ткани или нетканого материала. 11. Устройство для выравнивания давления по п.10, отличающееся наличием множества каналов в проницаемой мембране, выполненной из термопласта, такого как политетрафторэтилен или полиэфирэфиркетон, или множества каналов в проницаемой мембране, выполненной из эластомера, такого как силикон или латекс. 12. Устройство для выравнивания давления по п.10, отличающееся тем, что множество каналов образовано в проницаемой мембране,выполненной в виде фольги из металла, такого как золото, кремний, никель, высококачественная сталь, либо в виде пленки из стекла или керамики, и эти каналы расположены неупорядоченно или упорядоченно. 13. Устройство для выравнивания давления по п.9, отличающееся тем, что множество каналов образовано открытыми порами в пластине, выполненной из спеченной пластмассы,предпочтительно полиэтилена, полипропилена,поливинилиденфторида, либо из стекла, кварца,керамики или металла. 14. Устройство для выравнивания давления по п.1, отличающееся тем, что наружная емкость выполнена из жесткого недеформируемого материала, предпочтительно из металла.