CN103619383A - 无针注射器杆组件 - Google Patents

Abstract

无针注射器，包括含第一腔室的管状筒，所述第一腔室用于容纳液体，在所述筒前端上的喷嘴，驱动柱塞通过所述喷嘴排出液体的活塞，所述活塞在其中滑动的第二腔室，第三腔室，其流体连通第二腔室，用于在活塞向前运动过程中容纳来自所述第二腔室的气体，并将气体运送至第二腔室以使得活塞缩回，以及缺口插头，其封闭所述筒后端，用于将压力下的气体可选择地引导至所述活塞的后端并引导至第三腔室，用于在排出位置和缩回位置之间驱动所述活塞。

Description

无针注射器杆组件

发明背景

本发明涉及无针注射器，特别是无针注射器杆组件。

于2008年4月15日颁发给Karim Menassa的美国专利No.7357781公开了一种枪形无针注射器。该专利注射器包括用于容纳液体的筒、含封闭所述筒一端的注射孔的喷嘴、在所述筒中的柱塞、用于驱动柱塞朝向所述筒的喷嘴端的活塞、用于将活塞保持在静止位置的磁体组件以及连接到阀的触发器，其用于准许压力下的气体向前驱动磁体组件抵靠所述柱塞。已证明上述注射器对其预期目的是有效的，也就是说快速进行连续注射，但该装置有点笨重，而且并非设计用于受限制的区域，例如在做牙科工作时用于口腔。此外，当做牙科工作或向面部或颈部注射时，接受注射的人会发现小注射器没有大的枪形装置那么吓人。

发明简述

本发明的目的是提供小杆组件形式的相对简单的无针注射器，其可用于受限制的区域。

因此，本发明提供了注射器杆组件，包括含柱塞和活塞组件的管状筒，其由压力下的气体操作，所述气体从所述筒的一端引入并排出，药物或其它液体通过在所述筒另一端上的一次性喷嘴排出。

更具体地，本发明提供了这样的无针注射器杆组件，其包括管状筒；第一腔室，其在所述筒的前方排出端，用于容纳来自其源头的可注射液体；喷嘴，其在所述筒前端，用于排出来自第一腔室的液体；柱塞，其在所述筒中可滑动，用于在缩回位置和伸出位置之间移动，其中在缩回位置液体被抽入所述第一腔室中，其中在伸出位置液体通过所述喷嘴排出；第二腔室，其在所述筒中，在所述第一腔室后方并与所述第一腔室分离；活塞，其可在所述第二腔室中滑动，用于在流体压力下在伸出位置和缩回位置之间移动，其中在伸出位置其将所述柱塞移动到伸出位置；第三腔室，其在所述筒中，用于在所述活塞从缩回位置移动到伸出位置的过程中，可选择地容纳来自第二腔室的压力下的气体，并用于在所述活塞从伸出位置移动到缩回位置的过程中将压力下的气体引入所述第二腔室中；缺口插头，其封闭所述筒的后端，包括第一通道，用于将压力下的气体运送至所述活塞的后端，使得活塞从缩回位置移动到伸出位置，以及第二通道，用于将压力下的气体运送至所述第三腔室以及运送来自第三腔室的气体，使得所述活塞交替地从缩回位置移动到伸出位置，并从伸出位置移动到缩回位置。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明，这些附图示出了本发明的优选实施方式，其中：

图1是根据本发明的无针注射器杆组件的等距视图；

图2是图1的组件中使用的杆的纵向剖视图；

图3是图2的杆中使用的筒的排出端的分解等距视图；

图4是图2的杆中使用的喷嘴保持器和阀杆的分解等距视图；

图5是图4的喷嘴保持器的纵向剖视图；

图6是图4的阀杆的纵向剖视图；

图7是图2的杆的前方或排出端上使用的螺母的纵向剖视图；

图8是图7的螺母的正视图；

图9是图2的杆的所述筒的前部的纵向剖视图；

图10是图1和2的注射器中使用的杆筒和驱动组件的后部的分解等距视图；

图11是图1和2的注射器中使用的活塞和收缩器组件的分解等距视图；

图12是图11的磁体组件的局部剖面侧视图；

图13是图2的杆中使用的缺口插头的分解等距视图；

图14是图13的缺口插头的分解纵向剖视图；

图15是用于连接图2的杆至控制单元的连接器组件一端的等距视图；

图16是图15的连接器组件的分解等距视图；

图17是气动控制系统和脚致动器的主要元件的等距视图；以及

图18是用于图1的杆组件的气动控制系统的示意性电路图。

应该指出的是，通过描述，所述“前端”是杆的排出端。

具体实施方式

参照图1和2，本发明的注射器组件包括杆、控制单元和脚踏板致动器，通常分别表示为1、2和3。杆1包括分别由前部5和后部6限定的管状筒。前筒部5容纳有可移动的喷嘴保持器8和柱塞11的前端9。

用于注射器的喷嘴保持器8和一次性喷嘴12与于2008年4月15日颁发给本发明人的美国专利No.7357781中描述的相同元件类似。最好如图3至5所示，喷嘴保持器8包括具有延伸穿过其中的通道15的管状体13。液体通过主体13前端中的小孔16（图3至5）排出。主体13的外端18附近的螺纹17用于将一次性喷嘴12（图1和3）连接到保持器。喷嘴12由O形环19密封在保持器8上。该主体13由O形环20密封在筒的前部5中（图2和4），所述O形环20位于在主体13的后端或内端附近的凹槽21中（图5）。主体13上的环形凸缘23邻接筒部5的外端24（图3），以将喷嘴保持器8的运动限制在所述筒中。喷嘴保持器8通过带有在其中径向向内延伸的环形凸缘26的管状螺母25保持在筒部5中，用于接合在喷嘴保持器8的主体13上的凸缘23。当组装该注射器时，所述保持器8插入螺母25的后端中。在凸缘23前面上的小突起28进入凸缘26中的凹口29中，使得保持器8不能在筒部5中转动。螺母25上的内螺纹30（图7和8）与所述筒5的外端24上的外螺纹31相配合。螺母25由O形环33（图2）相对于筒密封。螺母25上的纵向延伸凹槽34便于在筒部5上手动安装螺母。

螺母25的前端36中的纵向延伸凹口35用来容纳一次性喷嘴12上的止动装置（未示出）。如上面所引用的美国专利No.7357781所述，该止动装置延伸进一个凹口35中，并在去除喷嘴12时折断，使得喷嘴不能重复使用。

液体通过主体13后端中的径向相对的凹槽37以及连接凹槽37和通道15的径向延伸的开口38进入保持器主体13中的中央通道15。开口38的内端通常是用橡胶阀39（图2和6）封闭的，所述橡胶阀39包括空心阀杆40和顶端42（图4和6），所述空心阀杆40安装在通道15的较大直径后端41中，所述顶端42抵靠并封闭通道15的后端。当足够压力下的液体通过凹槽37进入开口38中时，阀杆40被压缩，从而液体通过通道15和孔16排出。

当使用上述美国专利7357781中所描述的喷嘴保持器时，由于残留在该保持器主体的狭窄直径后端周围的区域中，有一定量的液体损失。本发明的保持器8的后端在其整个长度上基本上是相同直径，并在前筒部5中填充了腔室44的宽前端43（图2）。因此，减少了残留的液体体积。

腔室44设计为容纳来自注射器46的药物或其它液体。来自注射器46的液体通过通常由47（图1和2）表示的单向阀（图1至3和9）进入腔室44，该单向阀安装在由筒5顶部上的倾斜突起所限定的管状入口管道48中。注射器46是常规的塑料注射器，包括筒51，其具有在其一端内滑动的柱塞52，迫使液体通过在其另一端的狭窄直径喷嘴53。注射器筒51包括刻度（未示出），显示每次操作注射器时的注射剂量。围绕注射器喷嘴53的套筒55是内螺纹，用于连接注射器46和阀体57的螺纹顶端56（图3）。阀体57的外螺纹底端58旋入筒部5上的倾斜入口管道48中。阀体57的中部包括凹槽59，其便于在插入管道47的过程中夹紧所述主体。

最好如图3和9所示，除主体57外，阀47包括可在主体57中滑动的活塞或阀杆60。O形环62通过入口管道48密封通道63中的阀体57。阀杆60通常是圆柱形，具有用于容纳在主体57内的顶座65中的半球形顶端64（图8）、用于在入口管道通道63内滑动的大直径中心部分67以及较小直径底端68（图3）。在阀杆60的顶端64中径直相对的、沿径向延伸的开口69与中央通道70连通（图2和3），所述中央通道70具有封闭的顶端和开放的底端。主体57的开放底端68保持与通过螺旋弹簧76安装在通道63内的肩部74上的盘状间隔件73稍微隔开。当所述注射器柱塞52向下移动时，来自注射器46的流体通过开口69和通道70流向阀杆60的底部，通过间隔件73中的凹口78，然后通过入口管道48的其余部分进入筒5内的柱塞11前面的腔室44中。在注射过程中，在入口管道通道63中的流体压力的协助下，弹簧76关闭阀47。注射之后，围绕其底端68的螺旋弹簧76将阀杆60返回到静止位置（图2和9）。在第一次注射之前，需要将注射器柱塞52向下推，迫使流体通过阀47进入柱塞11前面的腔室44中。在第一次注射后，缩回柱塞11，在腔室44中产生了局部真空，这使得阀47打开，并且来自注射器46的液体通过入口管道48抽入到腔室44中。进入腔室44的流体穿过间隔件81中的凹口80进入腔室44的前端43中。

最好如图2和10至12所示，后筒部6包括通过管状插头83连接到前筒部5的伸长管状体82。主体82分别具有内螺纹的前端85和后端86。螺纹前端85容纳所述插头83，其具有外螺纹颈部87和内螺纹头部88，用于容纳前筒部5的螺纹后端90。这种结构使得很容易仅通过用具有较大或较小腔室44的另一部分替代前筒部5来改变用量。插头83由O形环92（图2）密封在主体82中。

管状体82的后端86由缺口插头95封闭，通过其，压力下的气体流入筒组件的后端并流出。在静止位置时，活塞组件97的后端邻接插头95。参照图2、11和12，在主体82中滑动的活塞组件97包括安装在杯形套管99中的圆柱形磁铁98（图11和12），其后端通过螺母100封闭，将磁铁98保持在套管中。套管99由O形环103密封在插头83中。在所述活塞组件97的静止位置或缩回位置，在缺口插头95前端内的盘104延伸穿过螺母100内的开口105与磁铁98的后端接触，以将磁铁98保持在缩回位置。盘形间隔件106位于磁铁98的前端和套管99的前端107之间，用于缓冲磁铁前端。

分别具有螺纹前端109和后端110的伸缩装置轴108安装在磁体组件套管99的前端107内。所述轴108在腔室111的直径减小的前端中是可滑动的，所述腔室111在承载所述活塞组件的插头83中。O形环112将轴108密封在插头83中。伸缩装置套筒3安装在轴108的螺纹前端109上。该套筒113相对柱塞11是可滑动的。在所述活塞组件97向前运动的过程中，套筒113在柱塞11后端上的环形凸缘114上滑动，直到轴的前端109与所述柱塞接合并驱动它向前以从腔室44排出液体。当所述活塞组件97缩回时，在套筒113的前端的内径向向内延伸的凸缘115接合柱塞11后端上的凸缘114，以将柱塞缩回至图2所示的静止位置。套筒113的前端部包括纵向延伸的狭缝116，从而这样的前端可弯曲以容纳柱塞11后端上的凸缘114。O形环117（图2和10）将柱塞11的前端9密封在所述前筒部5中。含O形环119的环形凸缘118可通过所述筒部5在所述通道的较大直径后端120内滑动。在柱塞11的来回移动过程中，所述部分5中的孔121允许空气进入并通过筒5从通道的后端120离开。

最好如图10、13和14所示，缺口插头95包括内螺纹的小直径前端123，用于容纳所述盘104。从插头95的后端125纵向延伸的第一通道124用于将压力下的气体运送至插头的开放内螺纹前端123。第二L形通道126从插头的后端125延伸至插头前端123附近的环形凹槽128。凹槽128分别通过前端123和中央部分132中的O形环130和O形环131与前端123分隔开。O形环130和131与由管82和凹槽128限定的通道相接，从而气体可在插头95的通道126和圆柱形腔室133（图2）之间流动，圆柱形腔室133在后筒部6的主体82和插头83之间。如图2所示，缺口插头95的前端123延伸进入主体82的后端，并通过O形环130密封在其中（图13）。中央部分132包括螺纹134（图13和14），用于连接插头95和主体82的内螺纹后端86。环形凸缘135限制了插头95进入后筒部6中的移动。一对外螺纹耳部137从凸缘135后面的插头95向后延伸，用于连接插头和套筒141的一端上的盖140的内螺纹前端139。

套筒141包含一对管143和144，其分别通过耦合器145和146将压力下的气体运送至缺口插头95，并从缺口插头95运走。合适的耦合器145和146是所谓的嵌入配件，加拿大安大略省米西索加的费斯托公司有售。管143和144的相对端分别通过嵌入耦合器148和149以及螺纹接管150和151连接到控制单元2中的阀147（图17），其插入到控制单元壳体154的前壁153中的插座152中。O形环155将螺纹接管150和151密封在插座152中。该插座152由管（未示出）连接到阀147。耦合器148和149和螺纹接管150和151容纳在套筒罩156和螺纹锁定环157中，且螺纹锁定环157连接所述罩和壳体154的前壁153中的插座152（图17）。耦合器148和149拧入螺纹接管150和151中，所述螺纹接管拧入盘状鞍座159中。所述鞍座159插入带锁定环157的所述罩156中，锁定环157夹持在所述鞍座和罩之间。鞍座159上的环形凸缘160接合所述环157中的径向向内延伸的凸缘162。一对正好相对的螺钉163延伸穿过罩156进入鞍座159上的耳部164中，以将组件连接在一起。使用螺纹接管150和151以及耦合器148和149可以比较容易地从控制单元2连接和断开所述管143和144。

应当指出的是，为了简单起见，该装置的元件已从图17和18中省略。

参照图17和18，压力下的流体（在此为二氧化碳）从其源头165（图18）流过管166以及连接器（图中未示出），通过控制单元2的后壁167（图17），控制单元2形成气动控制系统的一部分。流体通过T型连接器168和管线169流向阀147，并通过含压力调节器172的管线171流向脚致动器3，其包含利用复位弹簧176由脚踏板174操作的双向阀173。当阀173通过按压脚踏板174打开时，流体通过管线177流向带复位弹簧179的压力操作开关178。该开关178通过管线180和181以及T型连接器183（图17）连接到计数器187上的终端185和186上。每次打开和关闭开关178，计数器187就进行操作显示已经进行了另一次注射。

流过脚踏式阀173的流体还流经管线188，以向五通二位阀147提供控制信号。打开阀147到某一位置，允许压力流体通过管线143、缺口插头95和盘104内的孔189（图10、13和14），流向所述活塞组件97的后端。当积累了足够的压力时，驱动所述活塞组件97向前以推动柱塞11，以将腔室44中的液体通过喷嘴保持器8和一次性喷嘴12喷出。同时，来自磁体套管99前面的气体通过后筒部主体82中的开口190（图2）以及主体82和插头83之间的腔室133排出。然后气体通过缺口插头95中的L形通道126、管144、阀147、管线190和消音器191排出。

当释放脚踏板174时，弹簧176关闭阀173。阀147中的弹簧192将阀移动至图18所示的位置，即关闭气体通过管143流向所述活塞组件的后端，并打开管线169流向管144。然后，压力下的气体通过缺口插头95中的通道126和筒体82与插头83之间的腔室133流入磁铁套管99前面的腔室111中，以驱动所述活塞组件向后至图2所示的静止或启动位置。活塞组件之后的气体通过缺口插头95中的通道124、管143、阀147、管线193和消音器194排出。

如上所述，当柱塞11通过所述活塞组件97前端上的收缩装置套筒113缩回时，在腔室44中形成了部分真空，这使得液体从注射器46抽出，并通过阀组件47进入腔室44中，使得注射器准备好再次注射。

杆组件可以是相当紧凑的。例如，在现有的组件中，杆1和喷嘴12的组合长度是约15.3厘米，筒部5、筒部6和螺母25的外径分别约为12mm、25mm和15mm。

Claims (4)

1. 一种无针注射器杆组件，其包括

管状筒；

第一腔室，其在所述筒前面的排出端，用于容纳来自其源头的可注射液体；

喷嘴，其在所述筒前端上，用于从第一腔室中排出液体；

柱塞，其可在所述筒中滑动，用于在缩回位置和伸出位置之间移动，其中在所述缩回位置液体被抽入所述第一腔室中，在所述伸出位置液体通过所述喷嘴排出；

第二腔室，其在所述筒中，在所述第一腔室后方并与所述第一腔室分离；

活塞，其可在所述第二腔室中滑动，用于在流体压力下在伸出位置和缩回位置之间移动，其中在伸出位置其将所述柱塞移动到伸出位置；

第三腔室，其在所述筒中，用于在所述活塞从缩回位置移动到伸出位置的过程中可选择地容纳来自所述第二腔室的压力下的所述气体，并用于在所述活塞从伸出位置移动到缩回位置的过程中将压力下的气体引入所述第二腔室中；

缺口插头，其封闭所述筒后端，包括第一通道，用于将压力下的气体运送至所述活塞的后端，使得活塞从缩回位置移动到伸出位置，以及第二通道，用于将压力下的气体运送至所述第三腔室以及从所述第三腔室运送，使得所述活塞交替地从缩回位置移动到伸出位置，并从伸出位置移动到缩回位置。

2. 根据权利要求1所述的杆组件，其中所述活塞包括具有开放后端的圆柱形套管，其可在所述筒中滑动，以及在所述套管中的圆柱形磁铁，用于邻接在活塞缩回位置中的缺口插头的前端，从而所述活塞保持在缩回位置，直到受到足够的气体压力来驱动它向前抵靠柱塞。

3. 根据权利要求2所述的杆组件，包括连接所述缺口插头后端的一对管，用于将压力下的气体运送至所述缺口插头，或从所述缺口插头运走；以及连接到所述缺口插头后端并覆盖所述管前端的罩。

4. 根据权利要求1所述的杆组件，包括气动控制系统，其包括第一阀，其连接到压力下的气体源头，用于交替地将压力下的气体供应至所述缺口插头中的第一通道和第二通道，以使得所述活塞伸出和缩回；以及脚操作第二阀，其连接到所述压力下的气体源和所述第一阀，用于打开和关闭至所述第一和第二通道的所述第一阀。

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