CN103230633A - 变径气缸增压的连续无针注射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变径气缸增压的连续无针注射器，设有动力气源、药液存储装置、气缸组件、外接动力气源的气体减压调压阀（2）、扳机（10）、指环（9）、把手（11），以及气缸动作控制阀、液体柱塞泵及微孔射流喷头，所述气缸组件为变径阶梯形气缸组件，除动力气源及气体减压调压阀外，其它部件全部集成安装在变径阶梯形气缸组件中的气缸体（6）上，形成一个一体化的手持型器械，具有握持轻便、操作简单、节省用气、自动填充药液的特点，能将药液以高压液柱射流的方式精确定量注射到人和动物的体内。

Description

变径气缸增压的连续无针注射器

技术领域

本发明涉及无针注射器，特别是一种变径气缸增压的连续无针注射器。

背景技术

目前功能类似的气动无针注射器，采用的是等径气缸给药液加压，例如：中国专利文献公开使用的是常用的等径气缸（CN102178990A），其使用过程的耗气量较大，导致所需携带气源装置较重；该专利文献中的第2条权利要求所采用的磁铁使活塞保持在收缩位置，其问题是需要零件多；该专利文献第2至第5条权利要求中所采用的调节注射剂量的方法不仅复杂，而且调节注射剂量不准确；并且该专利文献没有采用调节气压的方法来控制射流强度，因而不能满足不同种动物、不同龄动物、不同药液粘度、不同注射深度的注射要求。

目前还有另一类气动无针注射器，由于气液增压、药液射流及控制为分体设计，采用较长的高压管路输送药液，使药液在高压输送管内残留多，浪费大，不易清洗消毒。更有的产品除气动外，还需配置电控阀才能完成动作的控制，使设备更加分散不易携带，例如中国专利文献（CN202459643U）公布的技术方案就存在此种问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种变径气缸增压的连续无针注射器，以克服上述现有技术存在的问题。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的变径气缸增压的连续无针注射器，设有动力气源、药液存储装置、气缸组件、外接动力气源的气体减压调压阀、扳机、指环、把手，以及气缸动作控制阀、液体柱塞泵及微孔射流喷头，所述气缸组件为变径阶梯形气缸组件，除动力气源及气体减压调压阀外，其它部件全部集成安装在变径阶梯形气缸组件中的气缸体上，形成一个一体化的手持型器械。

所述变径阶梯形气缸组件可以由气缸体、活塞、联动套和两个密封圈组成，其中：联动套置于中空的活塞内，用螺纹与活塞连接为一体，并用螺母将其锁紧；活塞置于阶梯形气缸体内，该活塞的外圆成阶梯圆柱形，其直径分别对应小于阶梯形气缸的内径，在接近活塞的前端和接近活塞的后端分别有槽，槽内各装有一个与气缸体壁紧密接触的弹性密封圈，形成滑动密封。

所述气缸体内圆柱面可以是不等径的阶梯形圆筒，内圆柱面前后成阶梯状，其前段直径比后段直径小，前端通过外螺圆盘与柱塞泵体连接、后端与储气罐螺纹连接，其余内表面为二个直径不等的圆柱面，形成供活塞组件滑动的阶梯形气缸筒。

在所述的阶梯形圆筒的外面可以并联有一圆筒状控制阀阀体，控制阀阀体的圆筒前后有内螺纹，分别用控制阀前螺丝、控制阀后螺丝封堵；气缸体的前端设置柱塞泵体，微孔射流喷头置于柱塞泵体的前端；气缸体的后端设置储气罐，把手置于气缸体的下面。

所述的微孔射流喷头的前端中心部位向前可以有凸起的圆台，圆台采用尺寸的范围是高3-10mm、直径3-10mm。

所述气缸动作控制阀可以为滑柱式二位二路五通阀，由与气缸体联为一体的阀体、滑柱、滑柱密封圈、回位弹簧组成；滑柱内有滑柱中间气流通道，滑柱中间气流通道后端用滑柱后端螺丝封堵；六个滑柱密封圈分别安装在滑柱的六个槽内，成为滑柱组件；滑柱组件置于阀体内，阀体前端用中间有圆孔的控制阀前螺丝封堵，滑柱前端通过控制阀前螺丝的圆孔伸出与扳机联动，滑柱后端设置回位弹簧，用控制阀后螺丝将回位弹簧压向滑柱并封堵阀体后端；滑柱组件能在阀体内沿轴向前后滑动，滑柱组件在前后的二个位置，分别构成二路不同导通状态的气流通道。

所述药液存储装置可以由一次性注射器、药液连接软管、弹性卡箍组成，其中弹性卡箍用螺钉置于于气缸体的凸起的承台上，该卡箍将一次性注射器固持在气缸体上方，药液连接软管将一次性注射器与进液阀阀体的进液孔连接。

所述液体柱塞泵可以由柱塞泵体、柱塞、密封件、导向套、压紧螺丝、限位缓冲垫、进液阀阀体、进液阀弹簧、进液阀体密封圈、进液阀动密封组件、密封垫、出液阀弹簧、出液阀动密封组件、出液阀阀座组成，其中：柱塞泵体内有一贯穿前后的园形泵腔，前部有内丝牙，用该丝牙安装出液阀阀座，后部有供密封件、导向套的安装位，最后有供压紧螺丝旋进的内丝牙，密封件采用二个Y形密封圈，导向套为圆环形，压紧螺丝中间有圆孔供柱塞穿入到泵腔内，从泵腔后端先置于密封件、再置于导向套、再用压紧螺丝压紧固定，限位缓冲垫前段有外丝牙、中间有供柱塞前段通过的孔，用丝牙将限位缓冲垫固定在柱塞泵体的末端；柱塞前段伸入泵腔内，柱塞前段直径小于泵腔直径与泵腔为滑动配合，柱塞前段外径大于密封件自由状态时的内径，柱塞前段与密封件之间可以滑动；在柱塞泵体的泵腔前端，依次装有出液阀阀座、出液阀动密封组件、出液阀弹簧、密封垫；在柱塞泵体的前端侧面有一孔与泵腔相通，孔内有供安装进液阀阀体的丝牙，进液阀阀体内依次放置有进液阀动密封组件、进液阀弹簧，在进液阀阀体与柱塞泵体之间有进液阀体密封圈。

本发明提供的上述变径气缸增压的连续无针注射器，用于向动物体内注射药液和向人体内注射药液。

本发明提供的变径气缸增压的连续无针注射器（简称本注射器），其与现有技术相比具有以下的主要优点：

其一.本注射器采用变径气缸进行气液增压，其使用过程的耗气量比常用的等径气缸给药液加压的耗气量要少，使所需携带气源的重量相应减轻。其原理是：同样直径的柱塞，注射同等剂量的药液所需的柱塞行程是一定的，完成一次注射后，活塞返回时拉动柱塞吸进药液，但活塞返回过程所需的力远小于注射时所需的力。以截面积0.50C㎡的柱塞为例：压缩气体压强为6Kgf/C㎡时，在注射所需药液压强为200Kgf/C㎡时，需要活塞推力是100Kgf（忽略摩擦损耗），此时需要气缸的截面积为16.67C㎡，而活塞返回过程所需的力10Kgf就足够（真空吸力仅0.50Kgf，活塞滑动密封及柱塞密封的摩擦力远小于9.5Kgf），当选取环形气缸截面积为大气缸截面积的10%—20%时，活塞回程拉力在10Kgf—20Kgf，完全能满足活塞回程吸进药液的需要，即可节省45%—40%的耗气量。而等径气缸在注射和回程的过程中，气缸工作截面积就基本相等（等径气缸回程截面积为气缸截面积减柱塞截面积，而柱塞截面积仅为0.50C㎡，回程时气缸工作的截面积为：16.67-0.5=16.17C㎡，回程时气缸工作的截面积是气缸截面积的97%），所以在供气压强、药液注射所需的压强、注射剂量相同的情况下，变径气缸的耗气量比常规等径气缸的耗气量小。

其二.本注射器采用二位二路五通阀来控制气体通道，将活塞回程的压缩气体保持在变径的环形气缸内使活塞保持在收缩位置，从而减少了零件数量，减轻了活塞的重量。

其三.本注射器采用更换不同长度模块化的储气罐调节注射剂量，使调节更简单准确。以截面积0.50C㎡的柱塞杆为例：1ml、2ml、3ml的注射剂量，对应的柱塞行程是20mm、40mm、60mm,在设定储气罐前段长度时（后段相同，以便连接同一气缸体），分别对应相差20mm即可对应不同的注射剂量。

其四.本注射器通过调节供气的压强，可灵活改变射流强度，使本注射器能满足不同种动物、不同龄动物、不同药液粘度、不同注射深度的注射要求。以截面积0.50C㎡的柱塞杆、气缸的截面积为16.67C㎡为例：供气的压缩气体压强分别为：0.4Mpa、0.5Mpa、0.6Mpa、0.7Mpa、0.8Mpa时，柱塞泵内药液被增压后对应的压强分别是13.33Mpa、16.67Mpa、20Mpa、23.33Mpa、26.67Mpa，所以通过调节供气的压强足以满足不同的注射要求。

其五.本注射器除动力气源及外接动力气源的减压调压阀外，全部集成为一个一体化的手持型器械，完全没有上述中国专利文献（CN202459643U）公布的技术方案所存在的缺陷。

总之，本注射器具有握持轻便、操作简单、节省用气、自动填充药液的特点，能将药液以高压液柱射流的方式精确定量注射到人和动物的体内。

附图说明

图1为变径气缸增压的连续无针注射器主视外观图。

图2为变径气缸增压的连续无针注射器通过软管、减压调压阀与压缩气瓶连接示意图。

图3为变径气缸增压的连续无针注射器的气液增压及射流部分剖视图。

图4为气缸体、活塞、联动套和柱塞杆相互位置及形状剖视图。

图5为可快速替换不同长度的储气罐A的剖视图。

图6为可快速替换不同长度的储气罐B的剖视图。

图7为气动活塞组件在起始点位置及多路控制阀滑柱在击发状态剖视图。

图8为气动活塞组件由起始点向终止点运动过程中剖视图。

图9为气动活塞组件在终止点位置及多路控制阀滑柱在回位状态剖视图。

图10为联动套的主视图。

图11为图10的剖视图。

图12为图10的左视图。

图13为柱塞泵体的泵腔内装有环形密封件的柱塞泵剖视图。

图14为在柱塞塞杆上装O形密封圈的柱塞泵剖视图。

图15为柱塞和联动套各分成二部分制成的剖视图。

图16为滑柱外观图。

图17为滑柱剖视图。

图18为弹性卡箍左视图。

图中：1.压缩气瓶；2.气体减压调压阀；3.气体输送软管；4.一次性注射器；5.弹性卡箍；6.气缸体；7.锁紧螺母；8.储气罐；9.指环；10.扳机；11.把手；12.进液阀阀体；13.柱塞；14.联动套；15.活塞；16.螺钉；17.外螺圆盘；18.滑柱；19.承台；20.密封圈；21.密封圈；22.螺母；23.环形止动圈；24.储气罐前密封圈；25.储气罐出气孔；26.储气罐后密封圈；27.进气嘴；28.气缸平衡气孔；29.环形气缸进排气孔；30.控制阀排气孔；31.主气缸进排气孔；32.控制阀进气孔；33.回位弹簧；34.限位缓冲垫；35.滑柱中间气道出气孔；36.滑柱中间气道进气孔；37.进液阀弹簧；38.进液阀体密封圈；39.进液阀动密封组件；40.进液孔；41.密封件；42.导向套；43.压紧螺丝；44.射流孔；45.密封垫；46.出液阀弹簧；47.出液阀动密封组件；48.微孔射流喷头；49.柱塞泵体；50.药液连接软管；51.控制阀前螺丝；52.控制阀后螺丝；53.滑柱中间气流通道；54.滑柱后端螺丝；55.滑柱密封圈；56.封堵螺丝；57.螺丝孔；58.扳机销轴；59.排气接头螺丝；60.O形密封胶圈；61.出液阀阀座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。

本发明提供的变径气缸增压的连续无针注射器，是一种用于给人和动物体内注射药液的一体化便携式连续无针注射器，其结构如图1至图3所示，由外接动力气源的气体减压调压阀2、变径阶梯形气缸组件、气缸动作控制阀、药液存储装置、液体柱塞泵及微孔射流喷头组成，除动力气源及外接动力气源的气体减压调压阀外，其它部件全部集成安装在气缸体6上，形成一个一体化的手持型器械。具有结构紧凑、握持轻便、耗气量少、操作简单、清洗消毒容易的特点。

所述变径阶梯形气缸组件：由气缸体6、活塞15、联动套14、螺母22、密封圈20、密封圈21组成，其中：联动套14置于中空的活塞内，用螺纹与活塞连接为一体，在活塞后端将联动套伸出的螺杆用螺母22锁紧，活塞15外圆成阶梯圆柱形，在活塞外圆柱面接近前端和后端的位置分别有供安装密封圈20、密封圈21的槽，密封圈20、密封圈21分别装在槽内并凸出活塞的圆柱面，活塞15及密封圈20、密封圈21、联动套14、螺母22、置于气缸体6内，活塞15的阶梯外圆直径分别对应小于阶梯形气缸的内径，密封圈20、密封圈21分别接触气缸壁成滑动密封，密封圈20、密封圈21由橡胶制成，与汽缸壁有弹性的紧密接触，但可随活塞一起在气缸内滑动并使活塞与汽缸壁间密封。

所述气缸动作控制阀为滑柱式二位二路五通阀，由与气缸体联为一体的阀体、滑柱18，六个滑柱密封圈55、滑柱后端螺丝54、回位弹簧33、控制阀前螺丝51、控制阀后螺丝52组成。滑柱18内有滑柱中间气流通道53，滑柱中间气道进气孔36通过滑柱中间气流通道53与滑柱中间气道出气孔35连通成一气流通道，中间气流通道53后端用滑柱后端螺丝54封堵。六个滑柱密封圈55分别安装在滑柱18的六个槽内，成为滑柱组件。密封圈55由橡胶制成，与阀体内凸起的部位有弹性的紧密接触，但可跟随滑柱在阀体内滑动并与阀体内凸起部位密封。滑柱组件置于阀体内，阀体前端用中间有圆孔的控制阀前螺丝51封堵，滑柱前端通过控制阀前螺丝51的圆孔伸出与扳机10联动，滑柱后端设置回位弹簧33，用控制阀后螺丝52将回位弹簧33压向滑柱18并封堵阀体后端。滑柱组件能在阀体内沿轴向前后滑动，滑柱组件在前后的二个位置，分别构成二路不同导通状态的气流通道。该阀的最大特点是在滑柱内设置气流通道，和将二个气缸的排气共用一个控制阀排气孔30排气，使该无针注射器结构紧凑。

所述药液存储装置由一次性注射器4、药液连接软管50、弹性卡箍5组成，弹性卡箍5用螺丝安装在气缸体6上方的承台19上，弹性卡箍5上面呈开放状（见图18），药液存储在标准50ml的一次性注射器4里，一次性注射器从弹性卡箍5上面开口卡入其内，弹性卡箍用弹性较好的钢片或用弹性好强度高的塑料制成，能可靠的、反复的夹持住一次性注射器，用药液连接软管50将一次性注射器4和进液孔40连接。所述药液存储装置也可用更长的药液连接软管50连接药瓶或药液输液袋由操作人员挂在手臂上。

所述液体柱塞泵由柱塞泵体49、柱塞13、密封件41、导向套42、压紧螺丝43、限位缓冲垫34、进液阀阀体12、进液阀弹簧37、进液阀体密封圈38、进液阀动密封组件39、密封垫45、出液阀弹簧46、出液阀动密封组件47、出液阀阀座61、O型密封圈60组成。柱塞泵体49内有一贯穿前后的园形泵腔，前部有内丝牙，用该丝牙安装出液阀阀座61，后部有供密封件41、导向套42的安装位，最后有供压紧螺丝43旋进的内丝牙，密封件41采用二个Y形密封圈，导向套42为圆环形，压紧螺丝43中间有圆孔供柱塞13穿入到泵腔内，从泵腔后端先置于密封件41、再置于导向套42、再用压紧螺丝43压紧固定，限位缓冲垫34前段有丝牙、中间有供柱塞前段通过的孔，用丝牙将限位缓冲垫34固定在柱塞泵体49的末端。柱塞前段伸入泵腔内，柱塞前段直径小于泵腔直径与泵腔为滑动配合，柱塞前段外径大于密封件41自由状态时的内径，柱塞前段与密封件41之间可以滑动。以上所述是采用将密封件固定在柱塞泵体上的密封方法，另一方案是采用将O型密封圈60固定在柱塞杆前端径向密封槽上，去掉密封件41、导向套42、压紧螺丝43的密封方法。只要保证柱塞前段在柱塞泵体的泵腔内滑动的高压密封就行。在柱塞泵体49的泵腔前端，依次装有出液阀阀座61、出液阀动密封组件47、出液阀弹簧46、密封垫45，微孔射流喷头48通过丝牙安装在柱塞泵体49的前端。在柱塞泵体49的前端侧面有一孔与泵腔相通，孔内有供安装进液阀阀体12的丝牙，进液阀阀体12内依次放置有进液阀动密封组件39、进液阀弹簧37，在进液阀阀体12与柱塞泵体49之间有进液阀体密封圈38防止泄露。

见图1、图3、图4，在气缸体6的下方，有一把手11，为便于安装和固定，把手11是由左右二半对合后用螺钉连接成一体，用螺钉通过螺丝孔57将把手11固定在气缸体上。在把手11前面，设置有指环9，指环9上端也利用通过螺丝孔57的螺钉固定，指环9下端用排气接头螺丝59固定，指环9内有一扳机10，扳机10的上端有销轴孔，用扳机销轴58与指环9上的销轴孔连接成可绕该支点旋转的活动连接，使扳机10的下端在指环内可前后移动，扳机10的中段联动滑柱18，扳机10通过滑柱18推动回位，通过扳机10控制本注射器开始注射和回到等待注射的状态。

见图1和图3，在气缸体6的上方，有二个凸起的承台19，承台19中间有螺丝孔，通过该螺丝孔安装一弹性卡箍5，可将一次性注射器4可靠的快速夹持在气缸体6的上方，方便重复拆卸，用药液连接软管50将一次性注射器4与进液口40连接，为连续注射供应药液。如注射药液较多，可直接用较长的药液连接软管50连接药瓶或输液袋由操作人员挂在手臂上。

见图2，气源选用容积在1-2L的压缩气瓶1充装压缩二氧化碳气体用腰挂或背负的方式，由操作人员随身携带。压缩气瓶通过气体减压调压阀2控制输出气体的压强，用气体输送软管3连接气体减压调压阀2的输出端到储气罐的进气嘴27，扣动扳机10就能完成药液的注射，释放扳机10就能完成药液的填充。

气源也可选用微型压缩空气泵、充装其他压缩气体的压缩气瓶，由于不同动物甚至不同龄动物的皮肤对有效击穿的射流强度有不同要求，不同的药液粘度及不同的注射深度对射流强度的也有不同要求，因此通过对气源压强的调节来控制射流的强度是有效的方法，气源输出端必须装配气体减压调压阀2对供气压强进行调节控制。

见图3、图4和图8，所述气缸体6内圆柱面是不等径的阶梯形圆筒，内圆柱面前后成阶梯状，前端直径较小，后端直径较大，即由前段的小直径气缸与后段的大直径气缸同轴串联而成，在其前后端有内丝牙，用前端丝牙通过外螺圆盘17连接柱塞泵体49，用后端丝牙连接储气罐8，其余内表面为二个直径不等的圆柱面，形成供活塞组件滑动的阶梯形气缸筒，在其外面并联有一圆筒状气缸动作控制阀阀体，气缸动作控制阀阀体在其前后端也有内丝牙，供安装控制阀前螺丝51、控制阀后螺丝52。

见图7在气缸体6内设置有三个气流通道，分别是控制阀进气孔32、主气缸进排气孔31、环形气缸进排气孔29，在其对应以上三个孔的下方，有为制造以上三个气流通道时留下的三个工艺孔，用三个封堵螺丝56封堵。

见图4，活塞15用铝合金制成，内部呈空杯状，外圆成阶梯圆柱形，前段直径较小，后段直径较大，前段长度大于活塞的最大工作行程加上设置密封圈20所需的长度，后段长度以满足设置密封圈21的槽即可，在接近活塞的前后端分别有供安装密封圈20、密封圈21的槽，密封圈20、密封圈21分别装在槽内并凸出活塞的圆柱面，活塞15及密封圈20、密封圈21、联动套14、螺母22、置于气缸体6内，活塞15的阶梯外圆直径分别对应小于阶梯形气缸的内径，密封圈20、密封圈21分别接触小直径气缸壁、大直径气缸壁成滑动密封，密封圈20、密封圈21由橡胶制成，与汽缸壁有弹性的紧密接触，但可随活塞一起在气缸内滑动并使活塞与汽缸壁间密封。联动套14置于中空的活塞内，用螺纹与活塞连接为一体，在活塞后端将联动套伸出的螺杆用螺母22锁紧。

参见图3、图5、图6，储气罐8用铝合金制成圆柱形中空罐体，前端装有具有弹性缓冲限位作用的环形止动圈23，并装有储气罐前密封圈24、储气罐后密封圈26。在气缸体6里面对应储气罐前密封圈24、储气罐后密封圈26之间设置有控制阀进气孔32，储气罐8在对应控制阀进气孔32的位置设置储气罐出气孔25，在储气罐出气孔25的位置沿储气罐的外圆有一宽5-10mm深1-2mm的圆周槽，使储气罐与多路控制阀能得到可靠的气路连接。储气罐8后端外圆柱面有外丝牙，与气缸体6后端的内丝牙配合，使储气罐8可方便的从气缸体6上旋进和旋出，并设置锁紧螺母7，锁紧螺母7外圆滚花使螺母方便用手拧紧，拧紧锁紧螺母7，可确保储气罐8在工作时不会移动，保证重复注射剂量的准确。更换不同长度的储气罐8，其前端设置的环形止动圈23在气缸体6内的位置得到改变，从而改变了活塞的行程，使注射剂量得到改变。本注射器设定有4个不等长的储气罐，分别对应注射剂量0.5ml、1ml、2ml、3ml，由此可见，可设置更多不同长度的储气罐以对应不同需要的注射剂量。储气罐8后端设置的进气嘴27，可快速拆装气体输送软管3。

见图7、图16和图17，气缸动作控制阀为滑柱式二位二路五通阀。滑柱18内有滑柱中间气流通道53，滑柱中间气道进气孔36通过滑柱中间气流通道53与滑柱中间气道出气孔35连通成一气流通道，中间气流通道53后端用滑柱后端螺丝54封堵。六个滑柱密封圈55分别安装在滑柱18的六个槽内，成为滑柱组件。密封圈55由橡胶制成，与阀体内凸起的部位有弹性的紧密接触，但可跟随滑柱在阀体内滑动并与阀体内凸起部位密封。滑柱组件置于阀体内，阀体前端用中间有圆孔的控制阀前螺丝51封堵，滑柱前端通过控制阀前螺丝51的圆孔伸出与扳机联动，滑柱后端放置回位弹簧33，用控制阀后螺丝52将回位弹簧33压向滑柱并封堵阀体后端。滑柱组件能在阀体内沿轴向前后滑动，扣动扳机10能将滑柱18向后推动一段距离，释放扳机10，则回位弹簧33能将滑柱18推回到预备状态，滑柱18能将扳机10推回到预备状态，滑柱组件在前后的二个位置，分别构成二路不同导通状态的气流通道，控制活塞15向后移动、停止和向前移动所需的进气和排气。

见图7和图13，柱塞13前段伸入泵腔内，柱塞前段直径小于泵腔直径与泵腔为滑动配合，柱塞前段直径大于密封件41自由状态时的内径，柱塞前段与密封件41之间可以滑动。柱塞13中间有一限位用台阶，最末端是一圆球，圆球在联动套14内的H区间能自由运动，但不能从联动套14的轴向脱出。

见图10-图12，联动套14前段内为阶梯状中空，其前端出口有一段直径小于柱塞13后端球体直径的台阶，使柱塞13后端球体不可从联动套14前端沿轴向脱出，里面的直径略大于柱塞13后端球体直径，使柱塞13后端球体在联动套14中有一段沿轴向可自由滑动的行程H。联动套14在其侧面对应自由行程H的中间部位沿径向有一直径略大于柱塞13后端球形直径的圆形孔，并从联动套14前端开始沿轴向设置宽度略大于柱塞13后段圆柱直径的槽，槽与圆孔相联，在联动套14侧面形成一开口，该开口可使柱塞13的后段从联动套14侧面进入联动套，这样柱塞13就可方便的置入到联动套14中。

见图15，也可将柱塞13的限位台阶与柱塞杆分成二个部分再用螺纹连接成一体，联动套14分成前后二个部分再用螺纹连接成一体，安装时，从联动套中间装入柱塞，然后组合联动套。

见图13，柱塞泵体49的泵腔后部有供密封件41、导向套42的安装位，最后有供压紧螺丝43旋进和供限位缓冲垫34连接的内丝牙，密封件41采用二个Y形密封圈，导向套42为圆环形，压紧螺丝43中间有圆孔供柱塞13穿入到泵腔内，从泵腔后端先置于密封件41、再置于导向套42、再用压紧螺丝43压紧固定，限位缓冲垫34前段有外丝牙、中间有供柱塞前段通过的孔，用丝牙将限位缓冲垫34固定在柱塞泵体49的末端，供柱塞13限位。

见图14，另一方案是采用将O型密封圈60固定在柱塞杆前端径向密封槽上，去掉密封件41、导向套42、压紧螺丝43的密封方法。只要保证柱塞前段在柱塞泵体的泵腔内滑动的高压密封就行。

见图13在柱塞泵体49的前端外圆有丝牙，供微孔射流喷头48连接。

见图3在柱塞泵体49的后部外圆有一垂直于柱塞泵体轴线的法兰盘，法兰盘的直径大于气缸体前端的孔径，在气缸体前端内通过螺纹旋进一外螺圆盘17，外螺圆盘17通过外丝牙与气缸体前端内丝牙连接，外螺圆盘17上有供连接螺钉16的螺丝孔，先将外螺圆盘17旋进气缸体内直到完全进入气缸体内，使外螺圆盘17外端面到气缸体前端的距离大于法兰盘后端定位台阶（伸入气缸体内部分）的高，再用螺钉16和外螺圆盘17将柱塞泵体固定在气缸体6的前端，松开螺钉16就可方便的将柱塞泵拆下。

见图13在柱塞泵体49的前端内设置出液单向阀，出液单向阀由出液阀阀座61、出液阀动密封组件47、和出液阀弹簧46组成，出液阀阀座61通过螺纹与柱塞泵体49前端的内丝牙连接置于泵腔内，出液阀弹簧46将出液阀动密封组件47推向与柱塞泵体连为一体的阀座平面使其密封。

见图13在柱塞泵体49的前侧方设置进液单向阀，进液单向阀由进液阀阀体12、进液阀体密封圈38、进液阀动密封组件39和进液阀弹簧37组成，进液单向阀由进液阀阀体12通过螺纹与柱塞泵体连接，中间置有进液阀体密封圈38保证连接不至泄露，在进液阀阀体内进液阀弹簧37将进液阀动密封组件39推向进液阀体内的阀座平面使其密封。

参见图13，微孔射流喷头48通过内螺纹与柱塞泵体49连接，用密封垫45使其密封。微孔射流喷头48前端中心部位向前有凸起的圆台，圆台的凸起可有效地将动物体表的毛分开，使射流孔44能接触到动物的皮肤，根据不同种类的动物该凸起圆台选用不同的凸起高度及圆台的直径，其选用的范围是高3-10mm、直径3-10mm。射流孔为圆柱形微孔，微孔直径在0.1-0.5mm、圆柱段长度在0.3-1.0mm，在圆柱形微孔的后端有一段与其平滑过渡的圆锥段，该圆锥段为液体导流，该圆锥的锥角在8-30度、圆锥段的高在1-3mm；选取不同的微孔直径、圆柱段的长度，圆锥的圆锥角、圆锥段的高，能改变液柱射流的状态。

本发明提供的变径气缸增压的连续无针注射器，其工作过程如下：

见图7，压缩气体通过气体输送软管3从进气嘴27进入到储气罐8内暂存，击发时，用手向后扣动扳机10，扳机10联动滑柱18后移，使控制阀进气孔32与主气缸进排气孔31连通，压缩气体从储气罐8进入活塞15的后端面，即活塞15与储气罐8之间的大气缸，向前推动活塞15，同时由气源向储气罐8补充压缩气体，保持压缩气体的压强在恒定的范围。同时环形气缸进排气孔29与控制阀排气孔30连通，将环形气缸内的气体通过控制阀排气孔30排出，而活塞前端(密封圈20前面)的气体从气缸平衡气孔28排出，同步排气保证了活塞前后的气压差最大，从而获得最大的推力。

见图7和图8，当活塞15向前移动时，联动套14与柱塞13的球型尾端留有加速行程H，活塞15在加速行程运动期间得到加速积累动能，当加速行程运动完毕，连动套14开始推动柱塞13前移，此时联动套14与柱塞13碰撞的动能以及压缩气体膨胀的势能叠加在一起，柱塞13得到最大推力，随后柱塞13仅只获得压缩气体的膨胀势能，这一过程就满足了注射所需的压力输出特性，开始注射时，需要较大的射流强度击穿动物的皮肤，随后需要较小且稳定的压力将药液扩散到动物体内。

参见图9，当柱塞13的限位台阶运动到与限位缓冲垫34接触后，受到限制而停止向前移动，使注射获得精确的定量。

当更换不同长度的储气罐8时，活塞15的起始点位置发生改变，活塞行程的改变使柱塞13的行程相应改变，就能使一套注射器完成不同注射剂量的工作。

见图4，由于活塞前端的密封圈20与活塞后端的密封圈21对应的气缸截面不等径，前端直径小于后端直径，在密封圈20密、封圈21中间形成一环形气缸，环形气缸截面的截面积小于后段大气缸截面的截面积，所以可用少于大气缸所需气体量将活塞推回到初始点。

见图3和图9，当释放扳机10，滑柱18在回位弹簧33的推动下前移，控制阀进气孔32与主气缸进排气孔31关闭，主气缸进排气孔31与控制阀排气孔30连通，气缸内的气体通过控制阀排气孔30排出，同时控制阀进气孔32(通过滑柱中间气道进气孔36、滑柱中间气流通道53、滑柱中间气道出气孔35)与环形气缸进排气孔29连通，压缩气体进入环形气缸内，活塞13开始向后移动，当联动套14内的自由行程运动完后，联动套14拉动柱塞13向后移动，当活塞15后端碰到储气罐8前端的环形止动圈23时，活塞15停止移动，在环形气缸内气体的推动下，保持在这一起始点，不再继续耗气，等待下一次击发。

见图13，当联动套14拉动柱塞13向后移动时，柱塞13的前端与柱塞泵体49的腔室形成真空负压，进液阀动密封组件39在负压吸力的作用下，克服进液阀弹簧37的弹力打开进液通道，此时出液阀动密封组件47在出液阀弹簧46弹力和负压吸力的作用下，保持关闭状态，完成药液的吸进。

见图13，当联动套14推动柱塞13向前移动时，进液阀动密封组件39在进液阀弹簧37的弹力和泵腔内的液体压力作用下关闭，出液阀动密封组件47在泵腔内液体的高压作用下，克服出液阀弹簧46的弹力使出液单向阀的阀门开启。

从出液单向阀排出的药液，通过微孔射流喷头48内的锥面孔导流经最前端的射流孔44射出形成高压液柱流，击穿人或动物皮肤进入其体内。

本发明提供的上述变径气缸增压的连续无针注射器，其用于向动物体内注射药液。注射药液时，可以一个接一个向个体动物体内注射药液。

本发明提供的上述变径气缸增压的连续无针注射器，其用于向人体内注射药液。注射药液时，可以一个接一个向人体体内注射药液。

Claims (10)

1.一种变径气缸增压的连续无针注射器，设有动力气源、药液存储装置、气缸组件、外接动力气源的气体减压调压阀（2）、扳机（10）、指环（9）、把手（11），其特征是还设有气缸动作控制阀、液体柱塞泵及微孔射流喷头，所述气缸组件为变径阶梯形气缸组件，除动力气源及气体减压调压阀外，其它部件全部集成安装在变径阶梯形气缸组件中的气缸体（6）上，形成一个一体化的手持型器械。

2.根据权利要求1所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是所述变径阶梯形气缸组件由气缸体（6）、活塞（15）、联动套（14）和两个密封圈组成，其中：联动套（14）置于中空的活塞（15）内，用螺纹与活塞（15）连接为一体，并用螺母将其锁紧；活塞（15）置于阶梯形气缸体（6）内，该活塞的外圆成阶梯圆柱形，其直径分别对应小于阶梯形气缸的内径，在接近活塞的前端和接近活塞的后端分别有槽，槽内各装有一个与气缸体（6）壁紧密接触的弹性密封圈，形成滑动密封。

3.根据权利要求2所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是所述气缸体（6）内圆柱面是不等径的阶梯形圆筒，内圆柱面前后成阶梯状，其前段直径比后段直径小，前端通过外螺圆盘（17）与柱塞泵体（49）连接、后端与储气罐（8）螺纹连接，其余内表面为二个直径不等的圆柱面，形成供活塞组件滑动的阶梯形气缸筒。

4.根据权利要求3所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是在所述的阶梯形圆筒的外面并联有一圆筒状控制阀阀体，控制阀阀体的圆筒前后有内螺纹，分别用控制阀前螺丝（51）、控制阀后螺丝（52）封堵；气缸体（6）的前端设置柱塞泵体（49），微孔射流喷头（48）置于柱塞泵体（49）的前端；气缸体（6）的后端设置储气罐（8），把手（11）置于气缸体（6）的下面。

5.根据权利要求4所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是微孔射流喷头（48）前端中心部位向前有凸起的圆台，圆台采用尺寸的范围是高3-10mm、直径3-10mm。

6.根据权利要求1所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是所述气缸动作控制阀为滑柱式二位二路五通阀，由与气缸体联为一体的阀体、滑柱（18）、滑柱密封圈（55）、回位弹簧（33）组成；滑柱（18）内有滑柱中间气流通道（53），滑柱中间气流通道（53）后端用滑柱后端螺丝（54）封堵；六个滑柱密封圈（55）分别安装在滑柱（18）的六个槽内，成为滑柱组件；滑柱组件置于阀体内，阀体前端用中间有圆孔的控制阀前螺丝（51）封堵，滑柱前端通过控制阀前螺丝（51）的圆孔伸出与扳机（10）联动，滑柱后端设置回位弹簧（33），用控制阀后螺丝（52）将回位弹簧（33）压向滑柱（18）并封堵阀体后端；滑柱组件能在阀体内沿轴向前后滑动，滑柱组件在前后的二个位置，分别构成二路不同导通状态的气流通道。

7.根据权利要求1所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是所述药液存储装置由一次性注射器（4）、药液连接软管（50）、弹性卡箍（5）组成，其中弹性卡箍（5）用螺钉置于气缸体（6）的凸起的承台（19）上，该卡箍将一次性注射器（4）固持在气缸体上方，药液连接软管（50）将一次性注射器（4）与进液孔（40）连接。

8.根据权利要求1所述的变径气缸增压的连续无针注射器，其特征是所述液体柱塞泵由柱塞泵体（49）、柱塞（13）、密封件（41）、导向套（42）、压紧螺丝（43）、限位缓冲垫（34）、进液阀阀体（12）、进液阀弹簧（37）、进液阀体密封圈（38）、进液阀动密封组件（39）、密封垫（45）、出液阀阀座（61）、出液阀弹簧（46）、出液阀动密封组件（47）组成，其中：柱塞泵体（49）内有一贯穿前后的园形泵腔，前部有内丝牙，用该丝牙安装出液阀阀座，后部有供密封件（41）、导向套（42）的安装位，最后有供压紧螺丝（43）旋进的内丝牙，密封件（41）采用二个Y形密封圈，导向套（42）为圆环形，压紧螺丝（43）中间有圆孔供柱塞（13）穿入到泵腔内，从泵腔后端先置于密封件（41）、再置于导向套（42）、再用压紧螺丝（43）压紧固定，限位缓冲垫（34）前段有外丝牙、中间有供柱塞前段通过的孔，用丝牙将限位缓冲垫（34）固定在柱塞泵体（49）的末端；柱塞前段伸入泵腔内，柱塞前段直径小于泵腔直径与泵腔为滑动配合，柱塞前段外径大于密封件（41）自由状态时的内径，柱塞前段与密封件（41）之间可以滑动；在柱塞泵体（49）的泵腔前端，依次装入出液阀阀座（61）、出液阀动密封组件（47）、出液阀弹簧（46）、密封垫（45）；在柱塞泵体（49）的前端侧面有一孔与泵腔相通，孔内有供安装进液阀阀体（12）的丝牙，进液阀阀体（12）内依次装入进液阀动密封组件（39）、进液阀弹簧（37），在进液阀阀体（12）与柱塞泵体（49）之间有进液阀体密封圈（38）。

9.权利要求1至8中任一权利要求所述变径气缸增压的连续无针注射器的用途，用于向动物体内注射药液。

10.权利要求1至8中任一权利要求所述变径气缸增压的连续无针注射器的用途，用于向人体内注射药液。

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