CN101134123A - 一种内缩式自动安全注射器 - Google Patents

Abstract

一种注射后针头能自动回缩的安全注射器，由注射针筒，带穿刺针管的针座，带中空管的推杆，弹簧、活塞等组成。针座的弹性爪支承在针座前端内孔的台阶面上；注射后再推动推杆前移，活塞端面的半圆形凸缘沿针筒前端过渡斜面内缩，使针座凸缘脱离针筒台阶支承面，从而使针座前端爪尖在弹簧作用下，穿刺、切割活塞薄膜环，而落入到推杆中空筒中。本发明注射器结构简洁，定位支承可靠性高，对药液的沾污小，注射安全性高，对患者的影响小；且制造精度要求不高，组装容易，生产成本低，适用于大批量生产。

Description

一种内缩式自动安全注射器

一.技术领域：

本发明涉及一种安全注射器，特别是一种注射完毕后，针头能自动回缩到推杆内的安全注射器，属医疗器械领域。

二.背景技术：

为了减少因被污染针尖刺、划伤而感染恶性传染病(如：肝炎、艾滋病等)的危险，已发明了许多用后针头能保护起来的安全型注射器。

目前该类安全注射器有很多专利，但多数存在一些安全隐患，特别是与药液接触的零件过多的，极易造成对药物污染。而减少这些沾污，往往会显著增加生产成本；另外一些设计对零件的结构尺寸精度要求很高，致使大量生产的产品性能很难保持一致。如专利200220028888.8公开的一种针头自动回缩的安全注射器，有7个零件与药液接触(全部零件包括针帽为10件)，显然要保证与药液接触零件均不受沾污是很困难的。此外在注射终点前，推杆中心活塞要向内孔滑动，同时推杆前端筒状推杆要将o型密封圈推离密封及限制针座弹出位置。显然，这使推注力有较大的增加，这种推注力变化往往会使被注射者感到不适。此外，由于活塞前端必需留下启动安全间隙，因而对注射剂量的准确控制带来一些不便。这些问题，往往是该类注射器共有的，直接影响到产品的使用的安全性及生产成本。为此本发明提出一种新的针头能自动回缩的安全注射器设计，以期较好的解决上述问题。

三.发明内容：

本发明的目的是：提供一种新的针头内缩式自动安全注射器，达到结构简洁，使用安全简便、推力稳定、制造方便、成本低的目的。

本发明的目的是这样来实现的：一种自动安全注射器，包括针筒(1)、带中心空腔的推杆(2)、活塞(3)、带注射针管的针座(4)、o型密封圈(5)、及弹簧(6)，其特征在于：

所述针筒(1)前颈部(11)的内孔与针筒主体(21)的内孔(121)之间有一过渡锥面(114)，在过渡锥面(114)前端设有一直径稍大于过渡锥面(114)小端直径的定位台阶面(113)，针筒前颈部(11)的内孔中部设密封面(112)，其直径小于所述过渡锥面(114)小端直径；

活塞(3)前端面中部有一截面是半圆形的凸环(32)，其中心线在前述过渡圆锥面(114)中部位置，所述凸环(32)通过内薄膜环(34)与活塞(3)前端面中部连接，凸环(32)通过外薄膜环(35)与活塞(3)的筒形外壁(31)连接；

针座(4)由前圆柱面(43)、密封圆柱面(44)及筒状后部(45)组成，所述较小的前圆柱面(43)与较大的密封圆柱面(44)之间的台阶为弹簧支承面(442)，所述筒状后部(45)上有一台阶定位面(452)，能与前述针筒前颈部上的定位台阶面(113)搭接，所述针座筒状后部(45)的内孔(453)后端部是一内锥孔(454)，内锥孔(454)与筒状后部(45)的外圆面相交形成锐口；整个筒状后部(45)上设两个以上的通槽(455)，使筒状后部(45)分割为数个定位穿刺爪(451)，并使其具有一定弹性。

推杆(2)的中心是一空心圆筒(21)，其内径略大于前述针座(4)的外径，中空筒体(21)上的前部筒体(211)外径小于上述针筒过渡锥面(114)大端直径，并与上述活塞的凸环(32)的内壁接触。

所述筒状后部(45)上的通槽(455)为由后端向前端收缩的斜通槽。以使所述的定位穿刺爪(451)前端形成尖锐齿状。

所述推杆(2)前筒体(211)外圆上设有一前圆盘(214)，其直径略小于活塞内孔(37)直径，其厚度小于活塞内孔(37)深度1～5毫米。

所述活塞(3)前部有一鼻状凸起(33)，其外径小于前述针座筒状后部(45)内孔(453)直径，其长度小于内孔(453)深度；鼻状凸起(33)根部与所述半圆形环状凸起(32)之间通过所述内薄膜环(34)相连。

所述密封圆柱面(44)上设有密封槽(441)，所述o型密封圈(5)安装在该密封槽(441)中；所述针筒(1)前颈部装有一堵头(7)，堵头(7)的内孔中有一弹簧支承面(72)；所述弹簧(6)安装在前述弹簧支承面(72)与针座(4)前端的弹簧支承面(442)之间。

在另一种实施例中，所述针筒(1)前颈部(11)内设有一密封环槽(115)，所述o型密封圈(5)安装在该密封环槽(115)内，o型密封圈(5)的内圆面与针座前圆柱面(43)表面紧密接触；所述弹簧(6)安装在o型密封圈(5)与针座上的弹簧支承面(442)之间。

在另外一种实施例中，所述针筒(1)前颈部(11)内孔前部是一台阶孔；由较小的前台阶孔(116)和较大的后台阶孔(117)及在前、后台阶孔之间的台阶面(118)组成；所述前台阶孔(116)的直径大于针座(4)前圆柱面(43)直径，所述后台阶孔(117)直径略大于针座密封圆柱面(44)直径；所述弹簧(6)放在上述台阶面(118)与针座弹簧支承面(442)之间。

所述活塞(3)前端面中部截面是半圆形的凸环(32)，也可由3个以上的半球形凸起(321)组成。

可以看出：由于针座是利用其后部定位穿刺爪上的台阶面与针筒相应的定位台阶面接触而定位，因而稳定性好，抗穿刺力强。

在针筒台阶定位面后部的过渡锥面，正好与活塞前端面上的凸环接触，由于凸环与活塞中心鼻形柱体及外壁之间均有薄膜环相连，这既保证了注射器的密封要求又使凸环可以较容易的相对于活塞其他部分向前位移。活塞上的鼻形柱体可有效减少注射器的残留量。

推杆前部是圆柱形筒体结构，筒的内孔略大于针座的最大外径(定位台阶外径)，装配后推杆前部端面与活塞凸环的内壁接触。推杆前部圆柱形筒体外圆面上有前、后两个圆盘，前圆盘外径略小于活塞内孔直径，能与活塞内腔相配合，其厚度小于活塞内腔长度；后圆盘外径略小于针筒内孔直径，其前面是圆弧形，后端是垂直面。活塞后壁被夹在上述前、后圆盘之间。

针筒内孔后端有一阻力环，其内径小于针筒内孔直径。

推杆筒状部分长度至少与针座(连同注射针体)长度相当，筒体外面有两对相对垂直的翼板，翼板的外形尺寸小于上述针筒阻力环内径。

使用前，针座在弹簧力的作用下，其后部定位穿刺爪上的台阶面与针筒相应的定位台阶面接触而定位于针筒前部内孔中。活塞也处于最前位置，其上的凸环与针筒过渡锥面接触，针座后部定位穿刺爪上的尖齿也与活塞上的薄膜环接触。

由于本发明注射器装配后，活塞与针筒底部无间隙，使本注射器的基本注射操作与普通注射器相同，即不但操作方便且使注射剂量的准确控制更简便。注射完成后，只要继续使推杆前移，则推杆上的后圆盘推动活塞后部前移，使活塞圆筒形外壁被压缩，推杆筒形前部同步推动活塞凸环前移，在针筒过渡锥面的引导下，凸环也同时向针筒中心移动，从而压迫针座上有一定弹性的定位穿刺爪向内收缩，当定位穿刺爪上的台阶面脱离针筒上的支承台阶面时，则针座被释放，在弹簧作用下向后移动，其上的尖齿切割活塞上的薄膜并将其断裂，由于所设置的弹簧力远大于活塞薄膜的切割撕裂强度，因而在弹簧力作用下活塞薄膜被迅速撕开，则针座在弹簧作用下带着被撕下的活塞鼻型凸起，一起进入到推杆前端管形空腔中，而实现针尖的自动回缩。

由于弹簧长度大于针头长度，因而针尖不可能再次伸出针筒外，并由于推杆上的后圆盘外径大于针筒后部的阻力环内径，使推杆不能从针筒中拉出，从而较好的避免了针害的发生。特别是在推杆上制有易断裂的薄弱连接区时。

由于使针座解除约束的作用力与约束方向垂直，并符合杠杆作用原理，因而使针座解除约束所需的作用力是较小的，这使启动回缩操作轻便。

此外本发明的安全注射器的零件数较少(5～7个)，且只有3个零件与注射液接触，因而不但对药液的沾污少，注射安全性高；而且生产成本低。

从以上说明可以看出：本发明的安全注射器较好的解决了目前同类安全注射器存在的共同问题，具有较大的实用价值。

四.附图说明：

图1是本发明内缩式自动安全注射器的结构示意图

图2是图1的局部放大图

图3是本发明安全注射器抽取药液示意图

图4是本发明安全注射器注射结束示意图

图5～6是本发明安全注射器启动自动回缩机构示意图

图7是本发明安全注射器注射后实现针头完全回缩的示意图

图8是本发明的内缩式自动安全注射器另一种实施例

图9是本发明的内缩式自动安全注射器再一种实施例

图10是本发明安全注射器活塞上的凸环的另一种结构示意图

图例说明：

1.针筒：     11前颈部          111配合孔         112密封面      113定位台阶

             114过渡锥面       115内密封环槽     116前台阶孔    117后台阶孔

             118台阶面         12针筒主体        121针筒内孔    122阻力环

2.推杆：     21中空筒体        211前筒体         212前端面      213内孔

             214前圆盘         215后圆盘         22翼板         23推板

3.活塞：     31筒形外壁        32凸环            321半球形凸起  33鼻形凸头

             34内薄膜环        35外薄膜环        36前端面       37活塞内孔

             38活塞后壁

4.针座：     41穿刺针管         42粘结剂        43前圆柱面      44密封圆柱面

             441密封槽          442弹簧支承面      45筒状后部    451定位穿刺爪  452定位台阶面453内孔454内锥面455槽

5.O型密封圈：

6.弹簧

7.堵头：     71配合面           72弹簧支承面

8.针套

五.具体实施方案：

下面结合图例对本发明作一详细说明：图1是本发明内缩式自动安全注射器的一种实施例(组装未使用前状态)。图2是主要功能部分的放大图。

可以看出：穿刺针管41用粘接剂42与针座4固连，针座后部弹性定位穿刺爪451上的定位台阶面452与针筒1前颈部11内孔的定位台阶面113接触，而被限制向后移动；弹簧6空套在针座前圆柱面43上，被压缩的弹簧6前端顶在堵头7的内孔弹簧支承面72上，弹簧的后端支承在针座上的弹簧支承面442上；堵头7的配合面71外径略大于与之配合的针筒前配合孔111的内径，因而一经压入，堵头7不能再退出。显然在弹簧力及针筒定位面113的限制下，针座4被限定在图示位置而不能前后移动。由于针座4以定位台阶面452与针筒1台阶面113接触来支承，因而针座4有很高的轴向稳定性，即能承受较大的弹簧力及穿刺力。

由图2可以看出活塞3也装配到针筒主体12内孔121的前端，活塞3的前端面36与针筒内孔121底部接触，此时活塞3前端面中部截面是半圆形的凸环32与针筒1上的过渡圆锥面114接触(或靠近)；活塞上的鼻形凸起33也进入到针座4筒状后部45的内孔453中，而针座4定位穿刺爪451的爪尖正好处于活塞凸环32与鼻型凸头33间的内薄膜环34处；此时推杆2前筒体211的前端面212已与活塞凸环32后壁接触(或靠近)。

0型密封圈5安装在针座4密封圆柱面44的密封槽441中，密封圈5的断面直径稍大于密封槽441的深度，从而保证了密封圈5与针筒内密封面112及密封槽441底部接触而实现密封作用。并由于密封圈5与药液空间之间有一段圆柱密封区，其间填充的硅油隔绝了密封圈5与药液，使密封圈5不会对药液造成污染，提升了注射器的安全性。

活塞3的后壁38夹在推杆前部筒体211上的前圆盘214与后圆盘215之间。前圆盘214的外圆与活塞3的内孔37直径相同或略小，其厚度远小于活塞3内孔37的深度(小1～5毫米)；而后圆盘215的外径略小于针筒内孔121的直径，这种设计使活塞前端面36与针筒内孔底部接触限位后，推杆2仍可向前推进一段距离，这是本发明的一个重要的技术特征。

针筒内孔121后端有一阻力环122，其内径小于针筒内孔121直径。

推杆筒状内孔213深度不小于针座4(连同注射针体)长度；筒体21外面有两对互相垂直的翼板22，翼板22的外形尺寸小于阻力环122内孔直径。

可以看出本发明的这个特殊结构设计，使活塞3装配与普通注射器一样，直接安装到最前端位置，从而使本注射器的使用的方便性与普通注射器相同，即不但使注射剂量的控制变得容易，而且使注射过程中推注力始终不变，从而避免了其他自动安全注射器，因须在注射终点前启动针头回缩装置带来的附加推注力，而引起被注射者的不适感。

本发明注射器具有很高的安全性，从图1图2中可以看出，真正与药液接触的零件仅有针筒1，活塞3及针座4。这种只有三个零件与药液接触，减少了对药物的浸泡污染，提高了本发明注射器的使用安全性(而其他同类注射器至少有4个零件以上与药液接触)。此外，本发明的自动安全注射器的结构设计使针座4、弹簧6可以从注射针筒1的前端装入，从而消除了装配操作对针筒主体内孔121的沾污(装配污染)，消除了对注射液的间接污染。

图3是本注射器抽取药物的状态，如前所述，由于装配后活塞3前端无间隙，因而更易实现药物的准确剂量，方便了注射操作。

图4是注射完毕的状态，可以看出本发明设计使在注射完毕之前，无启动针头回缩机构的要求，整个注射过程的推注力基本是稳定的，保证了注射的舒适性；并且可以在注射完毕，抽出针头后，再启动针头回缩机构，因而对被注射患者是非常安全的。同时可以看出由于活塞的鼻形凸头33伸入针座4后部弹性爪的内孔中，从而使残留量显著减少。

图5～6是本发明安全注射器实现注射针座自动回缩的过程分析图。

图5是注射完毕后，再向前推动按手23，推杆2继续前移，由于前圆盘214的厚度远小于活塞内孔37的深度，因而推杆上的后园盘215将推动活塞后壁38前移，活塞外壁31将产生压缩变形；而推杆前端面212将推动活塞前端的凸环32前移，由于凸环内外连接区34、35均为薄膜，因而不会产生明显阻碍作用。凸环32在向前移动时，受到针筒上的过渡锥面114的导引作用而向中心移动，从而压迫针座后部的弹性定位穿刺爪451向内收缩，由于活塞前鼻形凸头33直径小于针座后部内孔453直径，因而不会限制弹性爪451的内缩。当弹性定位穿刺爪451内缩到其上的定位台阶面452脱离针筒前部定位台阶113时，针座4即被解除约束，在弹簧6作用下向注射器后部移动。

由于装配时针座4上的定位台阶面452支承在针筒前部定位台阶113上，因而允许采用较强的弹簧6，使其的弹簧力大于活塞薄膜34的破裂强度，则解除约束的针座4在弹簧6的作用下，向活塞3方向移动，针座后部定位穿刺爪451上的尖锐爪尖将刺破，撕裂活塞3上的内薄膜环34；活塞上的鼻型凸头33也限制了内薄膜环34的变形量，使其更易于被刺破，撕裂)并使活塞前壁中部(包括鼻形头33)与活塞3分离(图6)。放松推杆2，在活塞3的弹性作用下，推杆2后退复位，此时凸环32也复位，则针座4即可以自由地在弹簧力的作用下带着被割下的活塞鼻形头33一起进入到推杆内孔213中，从而实现了针头的安全防护，如图7所示。

为了减少使活塞前端面凸环32前移的推力，所述活塞(3)前端面中部的凸环32也可改由3个以上按环形分布的半球形凸起(321)组成，如图10所示。

弹簧6的自由长度大于针管41长度，因而一旦针座4被推入到推杆内孔213后，针头就不可能再伸出针筒1外，如图7所示：此外由于推杆上的后圆盘215直径大于针筒内孔后部阻力环122内径，且后圆盘215后端是垂直面，因此推杆2一旦装入针筒1后(后圆盘215前端面是圆弧面，因而易于装入)，则很难再从针筒中拉出(特别是在推杆后部翼板22上制出簿弱区)，防止了针头游离到针筒外，而造成伤害或被再次利用。

从上述的分析可以看出，本发明的内缩式自动安全注射器有如下优点

1.具有很高的安全性：

1.1对药液的污染小：

1.1.1本发明注射器仅有三个零件：针筒、活塞、针座与药液接触，因而减少

了对药物的“静污染”；

1.1.2由于针座及弹簧可采用从针筒前部安装，因而避免了许多同类注射器必需经针筒内安装带来的对针筒内壁的“装配污染”。

1.1.3启动安全机构所必需的相关零件间的相互挤压、摩擦均可在注射后进行，因而没有由此引起的注射液的“动污染”。

1.2对针头的安全防护可靠、持久：由于注射后易实现针尖的自动回缩，完全避免可能产生的操作者被污染针尖划、刺伤危险并使整个后处理过程中，针尖都处于有效的保护状态。

2.操作简便，对患者的影响小：活塞装配的零间隙的设计，使注射器注射操作与普通注射器基本相同，易于实现准确剂量，更易为操作者接受。同时由于在整个注射过程中，无附加作用力(而一般自动安全注射器要求在注射终点前启动安全装置)因而注射过程平稳，而不致因推注力的变化而使患者产生不适应感或疼痛感。

3.本发明针座以结构受力实现定位，因而稳定性高，抗穿刺力强。由于采用杠杆原理解锁，启动力小，因此本发明安全注射器有较好的操作使用特性。

4.使用后活塞已破坏、而推杆上的后圆盘215直径大于针筒阻力环122内径，使已回缩的针头不能再次抽出回用，有效地防止注射器的重复使用。

5.注射器的针座是以结构受力来实现定位，而密封要求是靠橡胶密封圈实现，因而降低了零件的精度要求，即具有很好的制造工艺性。

6.本注射器零件较少(包括针套8共有八个零件)，零件加工精度相对不高，装配简便，适于大批量(自动化)生产，因而成本较低，有很高的性价比。

图8是本发明另一种实施方案：其主要特点是将堵头7取消，并将O型密封圈5移到前部密封环槽115中。此种结构不但省去一个堵头零件，简化了结构，并且O型密封圈尺寸变化对回缩的影响要小一些；由于同时利用针座密封圆柱面44与针筒密封面112之间的很小的配合间隙及其间存在的硅油形成的密封效应实现前级密封，阻断了注射液进入前部弹簧空间，从而不会造成残留量增大问题。该设计完全保留了上述实施方案的主要优点：与药液接触的零件数少，针座及弹簧从前部装入，不会给针筒内壁带来装配污染，注射器的安全性很高；且O型密封圈不随针座进入到推杆的中空孔内，相对降低了对O型密封圈尺寸的精度要求，并且取消堵头零件，从而使生产成本得以进一步降低，因而该方案更具有实用价值。

图9是该注射器另外一种结构设计，针筒(1)前颈部(11)较小的前台阶孔(116)与针座前圆柱面(43)配合，较大的后台阶孔(117)与针座密封圆柱面(44)配合；弹簧(6)安装在台阶面(118)与针座弹簧支承面(442)之间。该结构方案仅有5个(不包括针帽8)零件，是同类自动安全注射器的最简结构，靠上述密封段间较小配合间隙中的硅油实现密封，该方案生产成本最低，但其安全性及可靠性都不及前述两个方案，作为一种低成本的自动安全注射器，具有一定的使用价值。

Claims (8)

1.一种自动安全注射器，包括针筒(1)、带中心空腔的推杆(2)、活塞(3)、带注射针管的针座(4)、o型密封圈(5)、及弹簧(6)，其特征在于：

所述针筒(1)前颈部(11)的内孔与针筒主体(21)的内孔(121)之间有一过渡锥面(114)，在过渡锥面(114)前端设有一直径稍大于过渡锥面(114)小端直径的定位台阶面(113)，针筒前颈部(11)的内孔中部设密封面(112)，其直径小于所述过渡锥面(114)小端直径；

活塞(3)前端面中部有一截面是半圆形的凸环(32)，其中心线在前述过渡圆锥面(114)中部位置，所述凸环(32)通过内薄膜环(34)与活塞前端面中部连接，凸环(32)通过外薄膜环(35)与活塞的筒形外壁(31)连接；

针座(4)由前圆柱面(43)、密封圆柱面(44)及筒状后部(45)组成，所述较小的前圆柱面(43)与较大的密封圆柱面(44)之间的台阶为弹簧支承面(442)；所述筒状后部(45)上有一台阶定位面(452)，能与前述针筒前颈部上的定位台阶面(113)搭接，所述针座筒状后部(45)的内孔(453)后端部是一内锥孔(454)；整个筒状后部(45)上设两个以上的通槽(456)，使筒状后部(45)分割为数个定位穿刺爪(451)；

所述推杆(2)的中部是一中空筒体(21)，其内径略大于前述针座(4)的外径，中空筒体(21)上的前部筒体(211)外径小于上述针筒过渡锥面(114)大端直径，并与上述活塞(3)的凸环(32)的内壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种自动安全注射器，其特征在于：所述筒状后部(45)上的通槽(456)为由后端向前端收缩的斜通槽。

3.根据权利要求1所述的一种自动安全注射器，其特征在于：所述推杆(2)前筒体(211)外圆上设有一前圆盘(214)，其直径略小于活塞(3)内孔(37)直径，其厚度小于活塞内孔(37)深度1～5毫米。

4.根据权利要求1所述的一种自动安全注射器，其特征在于：所述活塞(3)前部有一鼻状凸起(33)，其外径小于前述针座(4)筒状后部(45)内孔(453)直径，其长度小于针座筒状后部内孔(453)深度；鼻状凸起(33)根部与所述凸环(32)之间通过所述内薄膜环(34)相连。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种自动安全注射器，其特征在于：在所述针座密封圆柱面(44)上设有密封槽(441)，在密封槽(441)中装有o型密封圈(5)；在所述针筒(1)前颈部装有一堵头(7)，堵头(7)的内孔中有一弹簧支承面(72)，所述弹簧(6)压缩地安装在前述弹簧支承面(72)与针座(4)前端的弹簧支承面(442)之间。

6.根据权利要求1至4任一所述的一种自动安全注射器，其特征在于：所述针筒前颈部(11)内孔设有一密封环槽(115)，所述o型密封圈(5)安装在该环槽内，o型密封圈(5)的的内圆面与针座前圆柱面(43)的表面紧密接触；弹簧(6)安装在o型密封圈(5)与针座上的弹簧支承面(442)之间。

7.根据权利要求1至4任一所述的一种自动安全注射器，其特征在于：所述针筒(1)前颈部(11)内孔前部是一台阶孔：由较小的前台阶孔(116)和较大的后台阶孔(117)及在前、后台阶孔之间的台阶面(118)组成；所述前台阶孔(116)的直径略大于针座(4)前圆柱面(43)直径，所述后台阶孔(117)直径略大于针座密封圆柱面(44)直径；弹簧(6)安装在上述台阶面(118)与针座弹簧支承面(442)之间。

8.根据权利要求5或6或7所述的一种自动安全注射器，其特征在于：所述活塞(3)前端面中部截面是半圆形的凸环(32)也可由3个以上的半球形凸起(321)组成。

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