CN109821095A - 一种可携带的输液装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可携带的输液装置，属医疗器械领域。底座上设有入孔、至少两个由沉腔构成的沉腔组、出口腔及储气室，从左到右各沉腔组所含沉腔的数量依次减少；各沉腔组中最左侧的沉腔上设有进口腔和出气孔，其它沉腔上设有进出气孔；进出口腔与其内所安装的阀片分别构成进出口阀；主体装在底座上并将隔膜压接在底座上，主体的导孔和底座的沉腔对称配置在隔膜两侧，导孔中的压电叠堆将T型活塞压接在隔膜上；隔膜将密封圈压接在沉腔内构成压缩腔；同一沉腔组内的压缩腔并联成压缩腔组，各压缩腔组串联；主体顶部设有装有气囊和药囊的囊腔，药囊出液管上设有流量调节阀和针头，气囊进气管与储气室连接，气囊的进气管上设有开关阀和放气阀。

Description

一种可携带的输液装置

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种可携带的输液装置。

背景技术

注射给药主要有静脉注射、肌肉注射和皮下注射等。静脉注射也称输液给药，现有输液装置大都由输液瓶、输液管及输液架构成，输液瓶吊挂在输液架上、依靠药液自重流动并经输液管注入到人的血管中。这种输液模式在实际使用中会带来许多问题：通过手动方法调节流量，流量控制精度不够；病人走动、如厕等情况下需他人高举输液瓶，活动不方便且输液瓶高度不够时还会使血液回流；需要病人或护理人员长时间看守，如未及时发现输液完成还可能造成事故；药液与空气接触，环境空气不洁时还有被污染的可能性。除了上述直接问题外，有时还会通过减少溶液量、加快输液速度等方法缩短输液时间，这不仅加重了心脏负担，还影响了治疗效果：肌肉注射和皮下注射在相对较短的时间内将药物注射到肌肉或皮下，其最大弊端是一个注射周期内血药浓度差异较大，不利于药物的有效吸收与利用，因为：大多数药物在人体内都有较佳浓度范围，药物浓度过高时具有毒副作用、过低时将不具治疗效果。因此，可延长药品注射时间、保持合理药品浓度的微小型便携式药品控释装置或系统是目前医疗领域所急需的。

发明内容

为提高气体输出压力，本发明提出一种可携带的输液装置，本发明的实施方案是：底座上设有入孔、至少两个由沉腔构成的沉腔组、出口腔及储气室，从左到右各沉腔组所含沉腔的数量依次减少；各沉腔组中最左侧的沉腔上设有进口腔和出气孔，其它沉腔上设有进出气孔；最左侧沉腔组中的进口腔与入孔连通，最右侧沉腔组中最右侧的出气孔经出口腔与储气室连通，其余的同一沉腔组中两相邻的进出气孔连通、左右相邻两沉腔组中相邻的出气孔和进口腔连通；进出口腔与其内所安装的阀片分别构成进出口阀；主体底部设有由导孔组成的导孔组，导孔组与沉腔组的数量相等，从左到右各导孔组所含导孔的数量与各沉腔组含沉腔的数量分别相等，导孔直径与沉腔直径相等；主体经螺钉安装在底座上并将隔膜压接在底座上，导孔和沉腔对称配置在隔膜上下两侧，压电叠堆和活塞置于导孔中，主体经压电叠堆将活塞压接在隔膜上，活塞为T型且其小端与隔膜接触、大端侧壁与导孔内壁接触；隔膜将密封圈压接在沉腔内并形成压缩腔；同一沉腔组内的压缩腔并联成压缩腔组，各压缩腔组串联；主体顶部设有囊腔，囊腔侧壁端部设有滑槽，囊腔内自下而上地装有气囊和药囊，囊腔侧壁端部的滑槽内装有挡板；药囊的出液管上设有流量调节阀和针头，气囊的进气管与储气室连接，气囊的进气管上设有开关阀和放气阀；工作中，同一压缩腔组中各压缩腔内的隔膜的变形方向相同、即同一导孔组中压电叠堆均伸长或缩短，两相邻压缩腔组中隔膜的变形方向相反；各压缩腔组对气体进行逐级累积压缩后排入储气室。

以具有三个压缩腔组的输液装置为例，从右到左，导孔组依次定义为导孔组一、二和三，沉腔组依次定义为沉腔组一、二和三，进口阀依次定义为进口阀一、二和三，压缩腔组依次定义为压缩腔组一、二和三，则具体工作过程为：上半周内，导孔组一和三内的压电叠堆伸长、导孔组二内的压电叠堆缩短，压缩腔组一和三容积增加、压缩腔组二容积减小，进口阀一和三开启、进口阀二和出口阀关闭，压缩腔组一和三吸入气体、压缩腔组二排出气体，此为吸入过程；下半周内，导孔组一和三内的压电叠堆缩短、导孔组二内的压电叠堆伸长，压缩腔组一和三容积减小、压缩腔组二容积增加，进口阀一和三关闭、进口阀二和出口阀开启，压缩腔组一和三排出气体、压缩腔组二吸入气体，此为排出过程；上述吸入和排出过程中，气体经历了压缩腔组三、二和一的逐级累积压缩，输出压力高；逐级压缩后的气体存储进储气室；开关阀开启、放气阀关闭时，储气室内的气体经开关阀进入气囊，气囊体积膨胀并挤压药囊，药囊的内压增加并输出药液；当开启放气阀、关闭开关阀时，气囊内的气体经放气阀排出，更换药囊并重复输液。

本发明中，储气室的最大储气压力为P_max＝P₀η_p{(1+α)/(1-α)[β+(1+α)/(1-α)]^n-1-1}，其中：P₀为标准大气压，η_p为效率系数，α＞0为压缩比、即压电叠堆伸缩变形所引起的压缩腔的容积变化量与压缩腔的容积之比，β＞1为各相邻压缩腔组中所含压缩腔数量比的最小值，n≥2为压缩腔组的数量；为获得最大压缩比，隔膜为0.1、0.2和0.3mm厚的铍青铜时最佳的活塞小端与大端半径比分别为0.79、0.65和0.55，压缩腔的高度为压电叠堆受电压作用的伸长量；两相邻压缩腔组相互连通、即其间的阀片开启时，含压缩腔数量较多压缩腔组的容积变化量不小于含压缩腔数量较少压缩腔组的容积变化量。

优势与特色：利用压电驱动器与气体耦合作用控制药液输出，易于通过驱动电压高低精确地控制输液速度；静脉注射时无需吊挂装置，方便移动和携带；药液不与空气接触，不会发生药液被污染、气体进入血管及血液倒流等现象，无需实时看守、安全可靠；肌肉及皮下注射时，可根据需要延长注射时间，避免手动快速推注所造成人体内血药浓度不均的问题，有助于提高药品疗效。

附图说明

图1是本发明一个较佳实施例中输液装置的构成剖面图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明一个较佳实施例中主体的结构示意图；

图4是图3的仰视图；

图5是本发明一个较佳实施例中底座的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是是本发明一个较佳实施例中输液装置工作状态下的结构示意图。

具体实施方式

底座c上设有入孔c1、至少两个由沉腔c2构成的沉腔组Ci、出口腔c3及储气室c7，从左到右各沉腔组Ci所含沉腔c2的数量依次减少；各沉腔组Ci中最左侧的沉腔c2上设有进口腔c4和出气孔c5，其它沉腔c2上设有进气孔c6和出气孔c5；最左侧沉腔组Ci中的进口腔c4与入孔c1连通，最右侧沉腔组Ci中最右侧的出气孔c5经出口腔c3与储气室c7连通，其余的同一沉腔组Ci中两相邻的出气孔c5和进气孔c6连通、左右相邻两沉腔组Ci中相邻的出气孔c5和进口腔c4连通；进口腔c4和出口腔c3与其内所安装的阀片f分别构成进口阀vi和出口阀v；主体a的底部设有由导孔a2组成的导孔组Ai，导孔组Ai数量与沉腔组Ci的数量相等，从左到右各导孔组Ai所含导孔a2的数量与各沉腔组Ci含沉腔c的数量分别相等，导孔a2直径与沉腔c2的直径相等；主体a经螺钉安装在底座c上并将隔膜g压接在底座c上，导孔a2和沉腔c2对称配置在隔膜g的上下两侧，压电叠堆d和活塞e置于导孔a2中，主体a经压电叠堆d将活塞e压接在隔膜g上，活塞e为T型且其小端与隔膜g接触、大端侧壁与导孔a2的内壁接触；；隔膜g将密封圈压接在沉腔c2内并形成压缩腔C；同一沉腔组Ci内的压缩腔C并联成压缩腔组Yi，各压缩腔组Yi串联；主体a的顶部设有囊腔a1，囊腔a1的侧壁端部设有滑槽a3，囊腔a1内自下而上地装有气囊y和药囊z，囊腔a1侧壁端部的滑槽a3内装有挡板j；药囊z的出液管q上设有流量调节阀k和针头，气囊y的进气管与储气室c7连接，气囊y的进气管上设有开关阀h和放气阀n；工作中，同一压缩腔组Yi中各压缩腔C内的隔膜g的变形方向相同、即同一导孔组Ai中压电叠堆d均伸长或缩短，两相邻压缩腔组Yi中隔膜g的变形方向相反；各压缩腔组Yi对气体进行逐级累积压缩后排入储气室c7。

本发明中，导孔组Ai、沉腔组Ci、进口阀vi、压缩腔组Yi中的i代表从右到左的序号，i＝1，2，3，...；以具有三个压缩腔组Yi的输液装置为例，从右到左，导孔组Ai依次定义为导孔组一A1、二A2和三A3，沉腔组Ci依次定义为沉腔组一C1、二C2和三C3，进口阀vi依次定义为进口阀一v1、二v2和三v3，压缩腔组Yi依次定义为压缩腔组一Y1、二Y2和三Y3，则具体工作过程为：上半周内，导孔组一A1和三A3内的压电叠堆d伸长、导孔组二A2内的压电叠堆d缩短，压缩腔组一Y1和三Y3的容积增加、压缩腔组二Y2容积减小，进口阀一v1和三v3开启、进口阀二v2和出口阀v关闭，压缩腔组一Y1和三Y3吸入气体、压缩腔组二Y2排出气体，此为吸入过程；下半周内，导孔组一A1和三A3内的压电叠堆d缩短、导孔组二A2内的压电叠堆d伸长，压缩腔组一Y1和三Y3的容积减小、压缩腔组二Y2容积增加，进口阀一v1和三v3关闭、进口阀二v2和出口阀v开启，压缩腔组一Y1和三Y3排出气体、压缩腔组二Y2吸入气体，此为排出过程；上述吸入和排出过程中，气体经历了压缩腔组三Y3、二Y2和一Y1的逐级累积压缩，输出压力高；逐级压缩后的气体存储进储气室c7；开关阀h开启、放气阀n关闭时，储气室c7内的气体经开关阀h进入气囊y，气囊y体积膨胀并挤压药囊z，药囊z的内压增加并输出药液；当开启放气阀n、关闭开关阀h时，气囊y内的气体经放气阀n排出，更换药囊z并重复输液。

本发明中，储气室c7的最大储气压力为P_max＝P₀η_p{(1+α)/(1-α)[β+(1+α)/(1-α)]^n-1-1}，其中：P₀为标准大气压，η_p为效率系数，α＞0为压缩比、即压电叠堆d伸缩变形所引起的压缩腔C的容积变化量与压缩腔C的容积之比，β＞1为各相邻压缩腔组Yi中所含压缩腔C数量比的最小值，n≥2为压缩腔组Yi的数量；为获得最大压缩比，隔膜g为0.1、0.2和0.3mm厚的铍青铜时最佳的活塞e小端与大端半径比分别为0.79、0.65和0.55，压缩腔C的高度为压电叠堆d受电压作用的伸长量；两相邻压缩腔组Yi相互连通、即其间的阀片f开启时，含压缩腔C数量较多压缩腔组Yi的容积变化量不小于含压缩腔C数量较少压缩腔组Yi的容积变化量。

Claims (1)

1.一种可携带的输液装置，其特征在于：底座上设有入孔、至少两个由沉腔构成的沉腔组、出口腔及储气室，从左到右各沉腔组所含沉腔的数量依次减少；各沉腔组中最左侧的沉腔上设有进口腔和出气孔，其它沉腔上设有进出气孔；最左侧沉腔组中的进口腔与入孔连通，最右侧沉腔组中最右侧的出气孔经出口腔与储气室连通，其余的同一沉腔组中两相邻的进出气孔连通、左右相邻两沉腔组中相邻的出气孔和进口腔连通；进出口腔与其内所安装的阀片分别构成进出口阀；主体底部设有由导孔组成的导孔组，导孔直径与沉腔直径相等；主体将隔膜压接在底座上，导孔和沉腔对称配置在隔膜两侧，导孔中的压电叠堆将活塞压接在隔膜上，活塞为T型且其小端与隔膜接触；隔膜为0.1mm、0.2mm和0.3mm厚的铍青铜薄膜时，活塞小端与压缩腔的最佳直径比分别为0.79、0.65和0.55；隔膜将密封圈压接在沉腔内并形成压缩腔，压缩腔的高度为压电叠堆受电压作用的伸长量；同一沉腔组内的压缩腔并联成压缩腔组，各压缩腔组串联；主体顶部设有囊腔，囊腔内装有气囊和药囊，囊腔侧壁端部装有挡板；药囊的出液管上设有流量调节阀和针头，气囊的进气管与储气室连接，气囊的进气管上设有开关阀和放气阀；工作中，同一压缩腔组中各压缩腔内隔膜的变形方向相同，两相邻压缩腔组中隔膜变形方向相反。