CN103977482B - 电磁蓄能式无针注射器 - Google Patents

Abstract

<b>本发明公开了</b><b>一种电磁蓄能式无针注射器，包括电气控制装置和冲击注射装置，冲击注射装置包括具有内腔的缸筒、固设于缸筒前端的前端盖、可沿缸筒的前后方向移动地设于缸筒内的冲击件、固设在缸筒内用于在通电时驱动冲击件前后移动的电磁驱动装置，其中通过对冲击件进行电蓄能，使其蓄能到一定程度后再瞬间击发，初始加速度大，大幅地缩短了空行程，减小了无针注射器的体积，同时，该无针注射器中电磁驱动装置可采用直流电，其使用安全电压，使用更为方便安全。该无针注射器结构简单，体积小、重量轻，制造成本低，可广泛地推广应用。</b>

Description

电磁蓄能式无针注射器

技术领域

本发明涉及一种电磁蓄能式无针注射器。

背景技术

无针注射技术是在进行药物注射时不借助针头，液体药物以超细、高速、直线喷出高压射流的方式直接进入机体组织，解决了传统注射由于针头刺入机体而带来的一系列问题，如：疼痛、出血、感染、组织损伤、患者心理压力等；同时，经无针注射的药物在组织内的分布更为弥散，有利于药物的吸收，长时间注射皮肤不易起硬结。因此，无针注射技术具有广阔的应用前景，尤其适用于儿童疫苗接种及糖尿病患者。

现有技术中，无针注射器大多采用的是电磁驱动式的结构，其主要有两种，一种是利用电磁铁铁芯产生的推力和动能来驱动的，如专利号为ZL200910153212.2、专利名称为“电磁力驱动的连续无针注射系统”中国专利文献公开的结构，或者利用永磁铁助力和电磁铁产生的推力和动能来驱动，如专利号为ZL201220354008.4、专利名称为“一种无针注射器”的中国专利文献公开的结构；另一种则是利用超磁致伸缩材料的瞬间微量位移进行的基于面积原理的行程放大后进行驱动，如专利号为ZL200620139203.X、专利名称为“磁致伸缩驱动的无针头注射器”中国专利文献中的结构。

上述两种驱动方式中，前一种驱动方式由于初始加速度较小，因此需要一段较长的空行程，而后一种驱动方式则由于击发时间较短，甚至在毫秒的级别上，所以要实现注射过程所需的做功，势必造成驱动装置的功率很大，注射器的体积也趋于庞大，例如基于超磁致伸缩材料的无针注射驱动装置仅超磁致伸缩材料就大约需要20kg，而超磁致伸缩材料价格昂贵，因此造成无针注射器造价高昂，产品无法推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单且体积小、重量轻的电磁式蓄能无针注射器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电磁蓄能式无针注射器，包括电气控制装置和冲击注射装置，所述冲击注射装置包括具有内腔的缸筒、固设于所述缸筒前端的前端盖、可沿前后方向移动地设于所述缸筒内的冲击件、固设于所述缸筒内用于驱动所述冲击件前后移动的电磁驱动装置，所述电磁驱动装置至少包括磁性可变换的驱动块，所述冲击件的后端具有固定的磁极，所述冲击件的后端与所述驱动块磁性相接，且所述冲击件与所述缸筒磁绝缘地设置，所述前端盖上设有无针安瓿组件，所述无针安瓿组件至少包括可沿前后方向移动的活塞杆，所述冲击件在所述缸筒中位于所述驱动块与所述活塞杆之间，所述冲击件具有蓄能状态和冲击状态，当所述冲击件处于蓄能状态时，所述冲击件静止，所述冲击件与所述活塞杆相脱离；当所述冲击件处于冲击状态时，所述冲击件向前冲击并驱动所述活塞杆向前移动，所述缸筒上还设有用于切换所述冲击件工作状态的控制机构。

优选地，所述冲击件包括永磁铁、固定套设在所述永磁铁上的绝磁套，所述绝磁套套设在所述永磁铁的前端与外侧周部上。

优选地，所述电磁驱动装置还包括固设于所述缸筒内的电磁线圈，所述驱动块为固定穿设在所述电磁线圈中的铁芯，所述铁芯的磁性随通入所述电磁线圈中电流方向的变化而改变。

优选地，所述控制机构包括转动地设于所述缸筒上的棘爪，所述棘爪的一端可转动地抵挡在所述冲击件的前端上或与所述冲击件相脱离。

优选地，所述棘爪与所述缸筒之间还设有用于驱动所述棘爪旋转使其抵挡在所述冲击件前端的弹性件。

作为一种具体实施方式，所述弹性件为设于所述棘爪另一端的弹簧。

进一步优选地，所述棘爪呈L型。

进一步优选地，所述缸筒的前端开设有与其内腔相连通的通孔，所述棘爪的端部可转动地插设所述通孔中。

进一步优选地，所述缸筒、所述驱动块、所述冲击件、所述活塞杆同轴心线设置。

优选地，当所述冲击件处于蓄能状态时，所述冲击件的前端与所述活塞杆的后端之间存在间距。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的电磁式蓄能无针注射器，其中通过对冲击件进行电磁蓄能，使其蓄能到一定程度后再瞬间击发，初始加速度大，大幅地缩短了空行程，减小了无针注射器的体积，同时，该无针注射器中电磁驱动装置可采用直流电，其使用安全电压，使用更为方便安全。该无针注射器结构简单，体积小、重量轻，制造成本低，可广泛地推广应用。

附图说明

附图1为本发明的无针注射器处于蓄能状态下的内部结构示意图；

附图2为本发明的无针注射器处于触发状态下的内部结构示意图。

其中：1、缸筒；11、后端盖；2、前端盖；3、电磁驱动装置；31、铁芯（驱动块）；32、电磁线圈；4、冲击件；41、永磁铁；42、绝磁套；5、无针安瓿组件；51、活塞杆；52、药液腔；6、控制机构；61、棘爪；62、弹簧；63、转轴；7、通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

以下关于方向的描述中，均是按照注射操作时操作者观察到的方向进行定义的，其中注射端为前，反之为后。

无针注射器包括电气控制装置（图中未示出）和冲击注射装置，参见图1、图2所示的为该无针注射器的冲击注射装置部分。参见图1、图2所示，该冲击注射装置包括具有内腔的缸筒1、固设于缸筒1前端部的前端盖2、可沿缸筒1的前后方向移动地设于缸筒1内的冲击件4、固设于缸筒1内用于驱动冲击件4前后移动的电磁驱动装置3，缸筒1呈前端开口后端封闭的中空状结构，缸筒1的后部通过后端盖11封闭。

电磁驱动装置3包括固设于缸筒1内的电磁线圈32及固定地穿设在电磁线圈32内的铁芯31，电磁线圈32通入电流方向改变即可使得铁芯31前端的磁性发生改变。冲击件4包括永磁铁41和固定套设在永磁铁41上的绝磁套42，绝磁套42套设在永磁铁41的前端与外侧周部上以防止永磁铁41与缸筒1间产生磁性，永磁铁41的后端具有固定的磁极并与铁芯31磁性相接。绝磁套42可采用铜套。当然，若缸筒1、前端盖2等采用绝磁材料制成，或者缸筒1的内腔侧壁镀设绝磁材料，冲击件4直接采用永磁铁41即可。当电磁线圈32通电后，铁芯31的磁性随通入电磁线圈32中电流方向的变化而改变，当铁芯31前端的磁性与永磁铁41后端的磁性相同时，两者之间产生排斥力；而当电流方向转换时，铁芯31前端的磁性转换，铁芯31与永磁铁41之间产生吸引力。通过上述排斥力与吸引力可驱动冲击件4在缸筒1内前后移动。

前端盖2上设有无针安瓿组件5，该无针安瓿组件5与前端盖2为可拆卸式连接，这样可方便在一次注射完成后将其拆卸下来替换。该无针安瓿组件5包括具有药液腔52的针筒、可沿前后方向移动的活塞杆51，活塞杆51的后部至少有部分通过缸筒1前端的开口而插在缸筒1的内腔中，冲击件4位于铁芯31与活塞杆51之间，铁芯31、冲击件4及活塞杆51同轴心线设置，当冲击件4向前冲击碰触到活塞杆51时，活塞杆51即向前移动而推挤药液实现注射。

无针安瓿组件5安装在前端盖2上时，其活塞杆51后部插在缸筒1的内腔中，且活塞杆51后端与冲击件4的前端应留有适当的距离，这样在冲击件4蓄能后转至冲击状态驱动活塞杆51冲击注射时，冲击件4冲击至与活塞杆51相接触时已经达到较高的速度，使得活塞杆51初始时便能以较快的速度冲击，避免注射初始时药液流出而不能进入患者体内。

为使得注射时冲击件4能以较大的冲击力来冲击活塞杆51完成注射，冲击件4具有蓄能状态和触发状态，在蓄能状态下，冲击件4处于静止状态且与活塞杆51相脱离，电磁驱动装置3通电后产生的电磁场使得铁芯31的前端具有与永磁铁41后端相同的磁极，使得冲击件4不断地具有远离铁芯31向前移动的趋势，通过持续地通入电流，可使得冲击件4不断地蓄积产生加速向前运动的趋势；当蓄能到一定程度后，则使得冲击件4触发，冲击件4在触发状态下向前移动并冲击活塞杆51向前移动。

缸筒1上还设有用于切换冲击件4工作状态的控制机构6。参见图1、图2所示，本实施例中，该控制机构6包括通过转轴63转动地设于缸筒1上的棘爪61，该棘爪61采用L型的结构，缸筒1上开设有与其内腔相连通的通孔7，棘爪61前部的棘爪端可转动地插入通孔7中并抵触在冲击件4的前端，棘爪61的后端与缸筒1之间设有弹簧62，弹簧62应具有较好的刚度，这样在常态下，在弹簧62产生向外推动棘爪61的弹性力的作用下，棘爪61前部的棘爪端抵挡在冲击件4的前端上，使得冲击件4处于蓄能状态，当蓄能结束后需要注射时，则通过按压棘爪61后端，克服弹簧62的弹性力使得棘爪61转动而脱离冲击件4，冲击件4则向前冲击并驱动活塞杆51向前移动而实现注射。

该无针注射器在使用时，初始状态下，棘爪61的棘爪端抵挡在冲击件4的前端，将装有药液的无针安瓿组件5安装至前端盖2上，通过电气控制装置向电磁线圈32通入正向电流，使电磁线圈32内的铁芯31的前端具有与永磁铁41后端相同的磁极，铁芯31与永磁铁41之间产生排斥力，使得冲击件4不断地具有远离铁芯31向前移动的趋势，通过持续地通入电流，可使得冲击件4不断地蓄积产生加速向前运动的趋势，但由于棘爪61的作用，冲击件4处于静止状态，如图1所示。当电流越来越大时，冲击件4蓄积的势能越来越多，此时按动棘爪61后端安装弹簧62的位置处，棘爪61转动而脱离冲击件4，冲击件4便以很快的加速度撞击无针安瓿组件5的活塞杆51，实现药液的注射，参见图2所示。注射完成后，则通过电气控制装置向电磁线圈32通入反向电流，使电磁线圈32内的铁芯31的前端具有与永磁铁41后端相反的磁极，铁芯31与永磁铁41之间产生磁性引力，从而使得冲击件4在缸筒1中向后移动而复位。

综上，该无针注射器中由于采用电蓄能瞬间击发的技术，初始加速度会很大，可以大大缩短空行程，使得无针注射器的冲击注射装置部分的体积大幅减小，同时该无针注射器中采用直流电，可使用安全电压，使用更为方便安全。综上，该无针注射器结构简单，体积小、重量轻，制造成本低，可广泛地推广应用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电磁蓄能式无针注射器，包括电气控制装置和冲击注射装置，其特征在于：所述冲击注射装置包括具有内腔的缸筒、固设于所述缸筒前端的前端盖、可沿前后方向移动地设于所述缸筒内的冲击件、固设于所述缸筒内用于驱动所述冲击件前后移动的电磁驱动装置，所述电磁驱动装置至少包括磁性可变换的驱动块，所述冲击件的后端具有固定的磁极，所述冲击件的后端与所述驱动块磁性相接，且所述冲击件与所述缸筒磁绝缘地设置，所述前端盖上设有无针安瓿组件，所述无针安瓿组件至少包括可沿前后方向移动的活塞杆，所述冲击件在所述缸筒中位于所述驱动块与所述活塞杆之间，所述冲击件具有蓄能状态和冲击状态，当所述冲击件处于蓄能状态时，所述冲击件静止，所述冲击件与所述活塞杆相脱离；当所述冲击件处于冲击状态时，所述冲击件向前冲击并驱动所述活塞杆向前移动，所述缸筒上还设有用于切换所述冲击件工作状态的控制机构，所述控制机构包括转动地设于所述缸筒上的棘爪，所述棘爪的一端可转动地抵挡在所述冲击件的前端上或与所述冲击件相脱离。

2.根据权利要求1所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述冲击件包括永磁铁、固定套设在所述永磁铁上的绝磁套，所述绝磁套套设在所述永磁铁的前端与外侧周部上。

3.根据权利要求1所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述电磁驱动装置还包括固设于所述缸筒内的电磁线圈，所述驱动块为固定穿设在所述电磁线圈中的铁芯，所述铁芯的磁性随通入所述电磁线圈中电流方向的变化而改变。

4.根据权利要求1所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述棘爪与所述缸筒之间还设有用于驱动所述棘爪旋转使其抵挡在所述冲击件前端的弹性件。

5.根据权利要求4所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述弹性件为设于所述棘爪另一端的弹簧。

6.根据权利要求1或4或5所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述棘爪呈L型。

7.根据权利要求1所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述缸筒的前端开设有与其内腔相连通的通孔，所述棘爪的端部可转动地插设所述通孔中。

8.根据权利要求1所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：所述缸筒、所述驱动块、所述冲击件、所述活塞杆同轴心线设置。

9.根据权利要求1所述的电磁蓄能式无针注射器，其特征在于：当所述冲击件处于蓄能状态时，所述冲击件的前端与所述活塞杆的后端之间存在间距。