CN110312541A - 带有塞子引导件的注射器和柱塞杆 - Google Patents

Abstract

一种注射器组件(10)，其具有注射器筒(12)、柱塞杆(14)和塞子(16)，其中，注射器筒具有在滑动方向上接纳柱塞杆和塞子的开口端。柱塞杆包括轴(52)，该轴具有纵向轴线，轴的第一端具有用于与塞子联接的联接构件(62)。轴具有至少一个柱塞杆支承件(82)，该柱塞杆支承件从轴沿径向向外延伸并与第一端隔开，用于与注射器筒(12)的内表面合作，以抵抗柱塞杆相对于注射器筒的轴向通道的纵向轴线的横向运动和倾斜。在一个实施例中，轴具有至少两个间隔开的支承点(41,82)，用于将柱塞杆的轴线与注射器筒保持在同一轴线上，以限制塞子的扭转和倾斜，从而防止塞子扭曲(这种扭曲会导致泄漏)。

Description

带有塞子引导件的注射器和柱塞杆

本申请要求2017年2月17日提交的美国临时申请第62/460,586号的优先权，该申请以全文引用的方式并入到本文中。

技术领域

总体而言，本发明涉及注射器和柱塞杆。更具体地说，本发明涉及一种柱塞杆，该柱塞杆设置有塞子引导件，用于当柱塞杆相对于注射器筒偏离轴线时，帮助保持密封并防止泄漏。

背景技术

注射器用于输送物质以及从患者体内抽取和收集动脉血液样本。已经设计有各种类型的注射器，包括塑料或玻璃注射器筒、密封弹性体塞子和柱塞杆。注射器可以包括自密封过滤器，该过滤器在样本收集期间允许空气从注射器中排出，同时仍然防止正被收集的流体通过。这种具有过滤器的注射器允许在不需要抽吸注射器的情况下收集样本，而抽吸是具有柱塞杆和柱塞塞子的注射器所需要的。

标准注射器具有附连有塞子的柱塞杆，它会承受施加到柱塞杆上的侧向载荷。相对于柱塞杆行进方向以倾斜角度施加的侧向载荷或力会导致塞子相对于注射器筒扭曲，这可能会导致在塞子周围发生泄漏。

典型注射器包括两件式柱塞杆组件，该组件包括附连到柱塞杆上的弹性密封塞。授予Lewis等人的美国专利第5,314,416号公开一种低摩擦注射器组件，其具有典型两件式柱塞杆和柱塞顶端组件。在与注射器筒组装之前，密封塞和柱塞杆在单独的操作中组装在一起。硅酮润滑剂通常用在注射器筒的内壁上，以便于弹性体密封塞抵靠注射器筒的内壁而滑动。针可以连接到注射器上以分配内容物。针还可以进入血管以收集血液样本，此后通过将注射器保持在固定位置并将柱塞在注射器筒内向后拉动以将血液样本吸入注射器筒来抽吸注射器。

在样本收集完成后，将针移除，然后将装有已收集的样本的注射器运送至实验室。从注射器筒伸出的柱塞会使注射器的处理和运送变得困难，必须特别小心不要使柱塞离开原位，否则会导致泄漏。当柱塞杆从注射器筒中抽出时，柱塞杆可能不稳定，并且会偏转到柱塞杆的轴线与注射器筒的轴线不对准的位置。塞子可能会以可能导致泄漏的角度而发生偏转。

虽然现有装置总体而言适用于预期用途，但是在业内仍然需要用于收集和向患者输送物质的改进型装置。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种注射器和柱塞杆，用于向患者分配和输送物质或者用于从患者体内收集样本。本发明特别涉及一种注射器和柱塞杆，其降低塞子与注射器筒之间的泄漏发生率。

在一实施例中，注射器具有注射器筒，其具有用于接纳柱塞杆的开口端和用于分配或收集流体的出口端。柱塞杆具有联接到柱塞杆一端的塞子，用于在注射器筒内滑动以分配或收集流体。柱塞杆被配置为在注射器筒内滑动，同时在注射器筒内保持稳定的轴向位置。

本发明一个方面提供一种柱塞杆，该柱塞杆具有环形板，该环形板形成与杆的远端间隔开并与塞子间隔开的肋，该肋与注射器筒的内表面合作，以使柱塞杆的轴线稳定并将其保持在注射器筒的轴线上。

本发明另一方面提供一种用于支承在注射器筒内滑动的塞子的柱塞杆，其中柱塞杆具有两个或更多个沿轴向间隔开的支承点，这些支承点可以补充或接合注射器筒的内表面。在一个实施例中，两个或更多个板或肋间隔开一段距离，以限制柱塞杆相对于注射器筒的轴线偏离轴线地倾斜，从而防止塞子的扭曲。两个间隔开的支承点保持柱塞杆的纵向轴线和塞子的纵向轴线平行于注射器筒的纵向轴线。

本发明的前述和/或其他方面是通过提供一种用于注射器的柱塞杆来实现的，其中柱塞杆具有纵向延伸的轴，该轴具有：用于联接到塞子的远侧第一端，以及与远端相对的、用于操作柱塞杆的近侧第二端。形成肋的环形板位于第一端，并定向成在柱塞杆在注射器筒内滑动期间接合注射器筒的内表面，以保持柱塞杆的轴线平行于注射器筒的纵向轴线。通过将柱塞杆保持在注射器筒的轴线上，使柱塞保持在注射器筒的轴线上，以减少泄漏的发生。

本发明的特征是如此实现的：提供一种注射器组件，其具有注射器筒、柱塞杆和联接到柱塞杆远端的塞子。柱塞杆具有带远端和近端的轴。联接构件从远端延伸，用于支承塞子。至少一个支承件位于远端，用于与注射器筒合作，以限制柱塞杆相对于注射器筒的倾斜。

本发明各种特征还通过提供一种柱塞杆来实现，该柱塞杆具有至少两个间隔开的支承件，它们为柱塞杆提供至少两个支承点，并且在使用期间支承柱塞杆在注射器筒内的位置。该轴包括位于远端的基板，该基板形成第一支承点，并且用于与塞子配合并支承塞子。第二支承点由与基板轴向间隔一定距离的支承件提供，以限制柱塞杆在注射器筒内的倾斜。在一个实施例中，支承件是支承板或向外延伸的突出部。

通过提供一种包括注射器筒和柱塞杆的注射器组件，进一步实现了本发明的特征。注射器筒具有一定轴向尺寸，具有带开口端的轴向通道。柱塞杆具有轴，该轴具有第一端，该第一端联接到塞子以在注射器筒中滑动。柱塞杆的轴具有第二端，用于由使用者致动柱塞杆。当柱塞杆相对于注射器筒的轴线倾斜时，至少一个肋从轴向外延伸以接合注射器筒的内表面。

本发明的特征提供至少一个支承件，例如支承板，其从柱塞轴向外延伸，其中支承板与第一端间隔一段距离，以在柱塞杆向注射器筒的开口端抽拉时稳定并抵抗柱塞杆的倾斜。

一个实施例中的注射器组件包括一具有开口端和轴向通道的注射器筒和一柱塞杆。柱塞杆包括具有纵向轴线的轴，该轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端。塞子支承件设置在第一端，与所述注射器筒的内表面形成第一接触点。联接构件设置在第一端处的塞子支承件上，塞子联接到联接构件。塞子具有的外部尺寸用于在所述注射器的轴向通道中滑动。轴具有至少一个柱塞杆支承件，该柱塞杆支承件从轴沿径向向外延伸，并与第一端间隔开，与注射器筒的内表面形成至少一个第二接触点。该至少一个柱塞杆支承件具有的外部尺寸用于接合注射器筒的内表面，以抵抗柱塞杆相对于注射器筒的横向运动和倾斜。柱塞杆支承件与塞子支承件间隔开的距离约为注射器筒的内部直径的1至1.5倍。

本发明的附加和/或其他方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地通过描述或通过实践本发明将变得更为显明。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述中将更容易理解本发明实施例的上述和/或其他方面和优点，附图中：

图1是标准注射器柱塞杆组件的截面侧视图；

图2是示出本发明的注射器组件的截面侧视图，其中柱塞杆被容纳在注射器筒中；

图3是剖视图，示出柱塞杆缩回到朝向注射器筒开口端的位置；

图4是示出柱塞杆和塞子的局部剖视图；

图5是示出柱塞杆的前侧视图；

图6是柱塞杆的前立体图；

图7是柱塞杆的后立体图；

图8是柱塞杆的联接端的前立体图；

图9是柱塞杆联接端的后立体图；

图10是柱塞杆联接端的放大侧视图；而

图11是沿图10的线11-11获得的柱塞杆的端视图。

具体实施方式

详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。这些实施例的描述通过参考附图例示了本发明。

为了下文描述，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其派生词应与如在附图中那样定向的本发明相关。然而，应理解，本发明可以采取各种替代变化，除非有相反的明确说明。还应当理解，附图中所示的以及以下说明书中描述的特定装置是本发明的例示性实施例。与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特征不应被认为是限制性的。这些实施例并非用以相互排斥，从而一个实施例的特征可以与其他实施例相结合。

本文所用的术语“近侧”是指根据本发明实施例的定位组件，在正常使用期间，该定位组件最靠近使用该装置的临床医生，并且最远离该装置用于的患者。相反，术语“远侧”指的是本发明组件上的一个位置，在正常使用过程中，该位置离使用该装置的临床医生最远，离该装置所用于的患者最近。此外，术语“近侧方向”表示远离患者并朝向血液收集组件的使用者的运动方向，而术语“远侧方向”表示远离组件的使用者并朝向患者的运动方向。

图1是标准注射器筒2和一端具有塞子的柱塞杆4的截面侧视图。图1的柱塞杆的外部尺寸略小于注射器筒的内部尺寸，以便能够在注射器筒内轴向滑动。结果，施加到柱塞杆上的横向力导致柱塞杆和塞子移动到不平行于注射器筒的轴线的位置，在该位置塞子会扭曲并导致在塞子周围发生泄漏。当柱塞杆缩回至注射器筒2的轴向通道内的图1所示位置时，柱塞杆可以相对于注射器筒2的轴线偏离轴线地倾斜。这可能导致塞子的肋在一侧压缩或扭曲，如图所示，导致塞子6周围发生泄漏。当侧向载荷施加到柱塞杆4上时，肋也可以被提起以脱离与注射器筒2的内表面的接触。当塞子偏离轴线倾斜时，注射器筒内的压力会导致在塞子肋周围发生泄漏。

参考图2-11，本发明的注射器组件10包括注射器筒12、柱塞杆14和联接到柱塞杆14的塞子16。注射器筒12可以是标准注射器筒，其具有大致圆柱形的主体18，主体18具有限定出口端的远侧第一端20和限定用于接纳柱塞杆和塞子的开口端的近侧第二端22。所示实施例中的出口端具有会聚到出口喷嘴26的锥形端部24。喷嘴26可以接纳和支承套管，或者可以联接到合适的输送装置，用于将注射器的内容物输送给患者。在另一些实施例中，喷嘴26可以是鲁尔配件。

开口端22包括凸缘28，用于以标准方式操纵注射器筒12。注射器筒12形成有侧壁30，侧壁30具有轴向通道32，轴向通道32限定了内腔室，内腔室用于容纳待通过向第一开口端20滑动柱塞杆14和塞子16输送的物质。轴向通道24形成有光滑的内表面34。在所示实施例中，筒12具有大致圆柱形的侧壁30。合适的润滑剂，例如硅酮润滑剂，可以施加到内表面，以帮助塞子在注射器筒内滑动。注射器筒可以由玻璃或合适的刚性透明塑料材料制成。柱塞杆也可以由刚性塑料材料制成。

本发明的注射器组件10被构造为在使用过程中减少塞子16与注射器筒的内表面之间的泄漏发生率。柱塞杆16被配置为将柱塞杆保持在预定轴线上并与注射器筒的轴线成一直线。柱塞杆16包括相对于注射器筒的至少一个且通常两个支承点，以限制柱塞杆相对于注射器筒的倾斜并限制塞子的扭曲。

如图2-4所示，塞子16联接到柱塞杆14，以在注射器筒12的轴向通道32内滑动，并保持与内表面34接触，以提供密封，以便能够分配注射器内容物而在塞子与注射器筒之间不会发生泄漏。塞子16的形状提供足够的接触表面积以形成合适的密封，同时对接触表面加以限制，以使得塞子能够在注射器筒内容易地滑动。塞子上与注射器筒内表面接触的表面积大，会形成高摩擦和干涉，使得塞子在正常使用下滑动变得困难。

在所示的实施例中，塞子16具有大致圆柱形的形状，其具有外部环形表面36、外端38和在与外端38相对的内端41处的凹部40。外端38提供用于接触注射器内容物和从注射器筒分配内容物的端表面。凹部40形成有沿径向向内延伸的环形唇缘42，用于联接到柱塞杆14。

在图3和图4所示实施例中，塞子16的外表面36具有前肋44和后肋46，用于接触注射器筒12的内表面34。肋44和46具有大致环形形状，且从塞子16的主体沿径向向外延伸。肋44和46分别具有外环形面48和50，用于接触注射器筒12的内表面34并形成密封。所示实施例中的外环形面具有大致圆柱形的形状，以提供与注射器筒12的足够接触面积。环形肋44和46间隔开一段距离，以在移动和使用期间为塞子提供稳定性，并减少塞子扭转或倾斜的发生率，并保持塞子的轴线平行于和同轴于注射器筒的轴线。在一个实施例中，润滑剂可以设置在注射器筒的内表面上，以帮助塞子相对于注射器筒滑动。塞子可以由合适的弹性体材料制成，如本领域已知的异戊二烯橡胶。

参照图5-11，柱塞杆14具有纵向轴52，该纵向轴52具有近端54和远端56。轴52形成有向外延伸的肋58，以提供强度并在使用过程中抵抗弯曲和偏转，同时限制形成轴所需的材料量。在一个实施例中，提供四个径向延伸的肋58，以形成为轴提供足够强度的形状。近端54设置有操作者在使用过程中使用的操作凸缘60。肋58向外延伸一段距离，以限定轴52的外部尺寸，该外部尺寸略小于注射器筒12的内部直径，使得轴可以在注射器筒内滑动，而不会产生干涉或摩擦，干涉或摩擦将抑制柱塞杆14在使用过程中的滑动。在一个实施例中，肋58在轴52的长度范围上延伸。

轴52的远端56包括用于接纳和支承塞子16的联接构件62。联接构件62包括柱64和用于与塞子16配合的扩大头部66。如图5所示，柱64的直径小于轴52的外部尺寸，并从远端56沿轴向方向延伸。头部66从柱64的轴向端部突出，并且其直径大于柱64的直径。

头部66具有外环形面68和从柱64沿径向向外延伸的底面70，以形成凸棱72，凸棱72具有外环形面68，用于与塞子16联接。如图11的端视图和图10的侧视图所示，头部66的轴向端具有会聚到大致平坦的轴向面76的锥形部分74。如图4所示，塞子16的凹部40接纳头部66，塞子16的环形唇缘42接合凸棱72并保持在头部66上。

轴52包括基板78，基板78在柱64的基部的远端56处形成推板，使得柱64从板78沿轴向延伸。基板78具有大致圆形的形状，具有外环形边缘80和一定轴向厚度，以在使用中柱塞杆14向前运动期间为塞子16提供足够的支承。外环形边缘80相对于注射器筒12为柱塞杆14和塞子16提供第一支承点。如图4所示，基板78的外部尺寸略小于塞子16的外部尺寸，直径略小于注射器筒12的内部直径，以便在使用过程中能够在注射器筒12内滑动并支承柱塞杆和塞子。基板78具有的外部尺寸使得其能够在注射器筒12的轴向通道32内滑动，而不干扰柱塞杆14的运动。如图9所示，基板78的外部尺寸大于轴52的肋58的外部尺寸。

支承件82形成在轴52上，并与基板78沿轴向间隔开一段距离，以在柱塞杆被容纳在注射器筒12中时使柱塞杆稳定，并在施加侧向载荷时，对于轴相对于注射器筒轴线偏离轴线地倾斜加以限制。在所示实施例中，支承构件82具有的圆形形状对应于注射器筒内表面的内部形状和尺寸。支承件可以具有能够接触注射器筒的内表面并支承柱塞杆的其他形状。在一个替代实施例中，支承件可以是间隔一定距离的多个叉头或肋，以支承柱塞杆。支承件与基板间隔开的距离等于或大于注射器筒的内部直径。

在所示实施例中，支承件是从轴52沿径向向外延伸的支承板82，并且具有与基板78大致相同的外径。支承板82的外环形边缘84大致与基板78的外环形边缘同轴对准。支承板82的外径略小于注射器筒12的内部直径，以允许滑动并保持柱塞杆14在注射器筒内的支承。

基板和支承板的外径的标称直径小于注射器筒的内径，用于当侧向载荷施加到柱塞杆上时使柱塞杆在注射器筒的轴线上滑动且对柱塞杆加以支承。在注射器正常使用过程中，基板与支承板之间的轴向间距足以接触注射器筒的内表面。对该间距加以选择，以使得在分配内容物之前，当向注射器填充内容物时，支承板保持在注射器筒内，以使注射器筒内的柱塞杆稳定。支承板相对于基板定向，使得支承板在柱塞杆相对于注射器筒的正常操作位置始终定位在注射器筒内。

基板与支承板之间的间距可根据注射器筒内部直径、柱塞杆轴向长度和塞子轴向长度而变化。基板与支承板之间的间距是防止塞子扭曲的距离，否则塞子扭曲会导致泄漏。在一实施例中，基板与支承板之间的间距可以等于或大于注射器筒的内部直径。典型地，基板与支承板之间的轴向间距不小于注射器筒的内部直径。在一个实施例中，基板与支承板之间的间距相对于注射器筒的内部直径之比可以是大约1:1至2:1。在一个实施例中，基板与支承板之间的轴向间距相对于注射器筒的内部直径的比率为约1:1至约1.5:1。在另一个实施例中，基板与支承板之间的轴向间距相对于注射器筒的内部直径之比约为1:1，使得轴向间距约等于注射器筒的内部直径。在另一个实施例中，基板与支承板之间的间距约为注射器筒的内部直径的1至1.5倍。

如图2和3所示，柱塞杆14的长度与注射器筒12的腔室的轴向长度互补，用于分配注射器组件10的内容物。图2示出了在填充注射器之前或在分配注射器12的内容物之后，柱塞杆14相对于注射器筒12处于向前位置。如图2所示，塞子16的肋44和46接触注射器筒12的内表面34，以形成不透流体的密封，以便分配注射器内容物并且防止通过开口端22而泄漏。

图3示出了柱塞杆14和塞子16相对于注射器筒处于缩回位置。如图所示，基板78和支承板82使柱塞杆14稳定，并防止柱塞杆14相对于注射器筒12偏转或倾斜，从而将塞子16保持在与注射器筒12的轴线轴向对准的位置，以防止当塞子偏离轴线倾斜时可能发生的泄漏。在使用过程中，使用者施加到柱塞杆上的向前的力有可能导致力相对于注射器筒的轴线以倾斜角度被导向，这种导向导致塞子扭转或倾斜而偏离轴线。在板78和82与注射器筒的内表面之间具有最小间隙，以抵抗柱塞杆倾斜，并抵抗塞子在使用过程中偏转或扭曲。

尽管上文中仅详细描述了本发明的几个例示性实施例，但是本领域技术人员将容易理解的是，在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，可以对例示性实施例做出许多修改。因此，所有这些修改都理应被包括在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (19)

1.一种柱塞杆，所述柱塞杆被配置为与注射器筒一起使用，所述柱塞杆包括：

轴，其具有纵向轴线，所述轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端；

在所述第一端的联接构件，其被配置用于联接到塞子；

所述轴具有至少一个支承件，所述支承件从所述轴沿径向向外延伸，并且具有的尺寸用于接合所述注射器筒的内表面，以抵抗所述柱塞杆相对于所述注射器筒的横向运动。

2.根据权利要求1所述的柱塞杆，其中，所述轴还包括联接构件，所述联接构件包括从所述轴沿轴向延伸的柱和用于与所述塞子联接的扩大头部。

3.根据权利要求2所述的柱塞杆，其中，所述轴包括环形基板，所述基板从所述轴沿径向向外延伸，并且被配置为支承所述塞子的一端。

4.根据权利要求3所述的柱塞杆，其中，所述轴上的所述支承件是环形支承板，并且朝向所述第二端与所述环形基板沿轴向间隔开。

5.根据权利要求4所述的柱塞杆，其中，所述环形支承板具有的径向尺寸与所述基板的径向尺寸互补，以在所述柱塞杆被容纳在注射器筒中时稳定所述柱塞杆。

6.根据权利要求4所述的柱塞杆，其中，所述环形支承板的外部尺寸与所述基板的外部尺寸大致相同。

7.根据权利要求4所述的柱塞杆，还包括注射器筒，所述注射器筒具有轴向通道，所述轴向通道具有内部直径，并且其中，所述支承板与所述基板间隔的距离约为所述注射器筒的内部直径的1至1.5倍。

8.一种注射器组件，其包括：

注射器筒，其具有开口端和轴向通道；

柱塞杆，其包括轴，所述轴具有纵向轴线，所述轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端；

在所述第一端处的联接构件和联接到所述联接构件的塞子，所述塞子具有的外部尺寸用于在所述注射器的所述轴向通道中滑动；

所述轴具有从所述轴沿径向向外延伸并与所述第一端隔开的至少一个支承件，所述至少一个支承件具有的外部尺寸用于接合所述注射器筒的内表面，以抵抗所述柱塞杆相对于所述注射器筒的横向运动和倾斜。

9.根据权利要求8所述的注射器组件，其中，所述轴包括环形基板，所述环形基板从所述轴沿径向向外延伸，并且被配置为用以支承所述塞子。

10.根据权利要求8所述的注射器组件，其中，所述支承件是支承板，其朝向所述第二端与所述环形基板沿轴向间隔开。

11.根据权利要求8所述的注射器组件，其中，所述支承件具有的径向尺寸与所述基板的径向尺寸互补，以在所述柱塞杆被容纳在所述注射器筒中时稳定所述柱塞杆。

12.根据权利要求8所述的注射器组件，其中，所述环形支承板的外部尺寸与所述基板的外部尺寸大致相同。

13.根据权利要求8所述的注射器组件，其中，所述塞子具有：在远端的第一环形肋，以及作为所述塞子的近端的第二环形肋。

14.根据权利要求10所述的注射器组件，其中，所述支承板与所述基板沿轴向间隔开的距离等于或大于所述注射器筒的内部直径。

15.根据权利要求8所述的注射器组件，其中，所述支承板与所述基板之间的轴向间距相对于所述注射器筒的内部直径的比率为约1:1至约1.5:1。

16.一种注射器组件，其包括：

注射器筒，其具有开口端和轴向通道；

柱塞杆，其包括：轴，所述轴具有纵向轴线，所述轴具有第一端和与所述第一端相对的第二端；以及在所述第一端处的塞子支承件，所述塞子支承件与所述注射器筒的内表面形成第一接触点；

在所述第一端的所述塞子支承件上的联接构件和联接到所述联接构件上的塞子，所述塞子具有的外部尺寸用于在所述注射器的所述轴向通道中滑动；

所述轴具有至少一个柱塞杆支承件，所述柱塞杆支承件从所述轴沿径向向外延伸并与所述第一端间隔开，与所述注射器筒的所述内表面形成至少一个第二接触点，所述至少一个柱塞杆支承件具有的外部尺寸用于接合所述注射器筒的所述内表面，以抵抗所述柱塞杆相对于所述注射器筒的横向运动和倾斜，并且其中，所述柱塞杆支承件与所述塞子支承件间隔开的距离为所述注射器筒的内部直径的大约1至1.5倍。

17.根据权利要求16所述的注射器组件，其中，所述塞子支承件是从所述柱塞杆沿径向向外延伸的圆形板。

18.根据权利要求17所述的注射器组件，其中，所述柱塞杆支承件是从所述柱塞杆向外延伸的圆形板。

19.根据权利要求18所述的注射器组件，其中，所述柱塞杆支承板的直径大致等于所述塞子支承件的直径。