CN110638555A - 一种感应式电动无针注射器系统及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应式电动无针注射器系统及其装置，包括：一个溶于容纳注射液的圆筒；至少一个布置在圆筒自由端区域的活塞和粘合层；一个由电力驱动的驱动部；一个压力触发部；圆筒具有底部，底部中布置有带有喷嘴的注射管；圆筒的排出口方向布置有弹性圆盘；弹性圆盘在活塞单元的中心线方向上的安装位和支撑位之间移动；注射管与圆筒的底部、弹性圆盘的两个端面上均设置有粘合层；在安装位时，注射管密封在弹性圆盘内；在支撑位时，弹性圆盘通过粘合层粘合在圆筒底部的底部正面上；且喷嘴的前缘位于粘合层中或前缘突出于粘合层。本发明提供在没有针头的情况下，能将液体药物打进畜牧个体内，且畜牧个体不会因为疼痛产生应激反应。

Description

一种感应式电动无针注射器系统及其装置

技术领域

本发明涉及畜牧设备领域，具体为一种感应式电动无针注射器系统及其装置。

背景技术

畜牧是指对有经济价值的兽类和禽类等动物进行驯化和培育，利用其生长繁殖等功能，取得畜禽产品或畜役。包括牛、马、羊、猪、兔、鸡、鸭等家畜家禽饲养业，也包括鹿、麝、狐、貂、水獭等经济动物的驯养业。

在畜牧养殖的过程中，需要对畜牧个体进行健康监控；当畜牧个体处于非健康状态时有可能需要对其进行注射治疗。不可避免的需要用到注射器，但即使是成人，也有相当一部分人对注射器感到抵触、害怕等负面情绪导致依从性不高。而畜牧个体的理解能力更为底下，无法理解注射的用处只会出于本能的以逃跑、挣扎等方式抵抗；给以工作相当大的难度。

因此，有人提供了如CN107736950B中所公开的一种畜牧注射用固定装置，以固定畜牧个体的方式强行注射；此种方法虽然在第一次注射时候能有效的顺利注射，但也有相当一部分的畜牧个体会对此设备保留记忆等下次主要注射时候抵抗。

或者有人提供了一种如CN109662801A公开的一种远距离畜牧饲养兽药注射装置，采用远距离类似与吹筒的方式对畜牧个体进行注射，但这种方式只能针对于体型较大的个体，且用药量和注射器回收均不好控制，使用价值不高。

还有一种如CN108403253A公开的一种畜牧兽医用注射器,通过改进注射器的结构来减少畜牧个体的抵抗行为。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种感应式电动无针注射器系统及其装置，适用于畜牧行业，且由于没有针头故能明显减少动物的抵住行为。

一种感应式电动无针注射器装置，包括：

一个溶于容纳注射液的圆筒；

至少一个布置在圆筒自由端区域的活塞和粘合层；

一个由电力驱动的驱动部；

一个压力触发部；所述压力触发部在感应到皮肤压力后使驱动部运作；

所述圆筒具有底部，底部中布置有带有喷嘴的注射管；

所述圆筒的排出口方向布置有弹性圆盘；所述弹性圆盘在活塞单元的中心线方向上的安装位和支撑位之间移动；所述注射管与圆筒的底部、弹性圆盘的两个端面上均设置有粘合层；

在安装位时，注射管密封在弹性圆盘内；

在支撑位时，弹性圆盘通过粘合层粘合在圆筒底部的底部正面上；且喷嘴的前缘位于粘合层中或前缘突出于粘合层。

优选的，当弹性圆盘位于安装位置时，弹性圆盘与圆筒的底部正面至少具有1毫米的距离。

优选的，所述弹性圆盘在平行于活塞单元的中心线的方向上具有弹性。

优选的，所述注射管的外壁为圆柱形。

优选的，所述圆筒的底部具有环形网；所述环形网沿着圆筒的外壁向前延伸。

优选的，所述环形网具有圆柱形的内壁。

优选的，所述弹性圆盘中设有中心孔；所述中心孔被橡皮塞封闭。

优选的，所述注射管为由黑色金属制成的薄壁管。

本发明提供在没有针头的情况下，能将液体药物打进畜牧个体内，且畜牧个体不会因为疼痛产生应激反应。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明带有金属薄壁管的结构示意图；

图3为本发明分配注射溶液后前端部分的横截面；

图4与图3相似但带有长排出管；

图5为图3相似但带有金属薄壁管；

图6为金属薄壁管在穿过弹性圆盘之前放置在注射个体皮肤之上的横截面；

图7为图6穿过弹性圆盘后紧贴与注射个体皮肤的横截面。

图中：注射液1；液位2；注射方向3；中心线5；活塞驱动闸板7；外环境9；活塞单元10；活塞前气缸室11；活塞后气缸室12；圆筒20；外壳适配器21；外螺纹22；缝隙23；邻接腹板24；加宽部25；管28；气缸壁29；内壁31；外壁32；底部33；底板34；气缸底部45；底部正面46；环形网51；内壁52；容纳空间53；排出管54；薄壁管55；内孔56；外壁57；端面58；前缘59；喷嘴60；前缘61；渐细部63；活塞80；驱动体81；冲击板83；前端84；后端85；交叉口88；密封圈90；密封边缘91；空心部96；中央凹槽97；密封盘100；后端102；外壁105；外表面107；凹槽108；弹性圆盘110；安装位111；支撑位112；前端113；后端115；密封空间117；加强盘119；正粘合层121；中心孔122；圆周网123；凹位124；橡皮塞125；后粘合层129；保护壳150；护套151；底部152；支撑网153；内部155；盲孔156；支撑肋159；密封圈161；棉织物172；皮肤200；皮肤表面201；表皮层202；角质层203；真皮层205；皮下组织206；皮肤接触面积207；注射液池210；流入通道211。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明除了图1-图7中所述的结构外，还带有电力驱动的注射驱动部分以及压力感应触发部分。其中注射驱动部分的活塞驱动闸板7和活塞80、驱动体81已经在附图中视出，其他的部分由于本发明没有对其具有任何改进因此在在附图中未视，可参考CN108066852A、CN106975127A、CN106573112A、CN102917741B、CN103442755A、CN102178990B以及其他的相关专利、文献中的无针注射器的动力相关部分结构。压力感应触发部分也可参考相关专利和文献，因此不再阐述。

如图1所示，本发明的活塞单元10有圆筒20和活塞80组成，其中活塞优选为两件式活塞。圆筒20外侧套有保护壳150。在活塞80的上方连接有活塞驱动闸板7的下部，活塞驱动闸板7属于注射器(图中未视)的一部分。圆筒20通过外表面设有的外螺纹22以及尾部的缝隙23固定在注射器上。在圆筒20的底部区域中，弹性圆盘200设置在圆筒20和壳体150之间。

圆筒20由外壳适配器21、管28和底部33组成。圆筒20利用外壳适配器21固定在注射器壳体(图中未视)中；为此外壳适配器21的径向外壁具有外螺纹22以及两个彼此相对的缝隙23，通常为了适配注射器，缝隙23设置与深度约为2mm，宽度约为0.6mm。

在缝隙23和管28之间设有邻接腹板24；邻接腹板24的外径与外螺纹24的外径相同；管28的外径大于内壁31直径的两倍。尺寸使得材料至少可以承受350X10⁵Pa的压力负荷。

外壳适配器21紧贴与管28的气缸壁29，沿着管28的径向气缸壁29具有恒定的长度，如3.25mm。

底部33具有向外延伸的底板34，底板34的厚度与气缸壁29的壁厚相对应。在底板34的外围区域设有环形网51包裹。环形网51的厚度与底板34相同，约为圆形气缸壁29的三分之一。

在底板34的中心设有用于支撑喷嘴60的排出管54；排出管54的外径设置为2.25mm，且其前端相对与环形网51突出约1mm；在排出管54近似于圆柱形的外壁以及环形网51的圆柱形内壁52之间设有一个深度大约为3mm容纳空间53。

排出管54可以用如图2所示的薄壁管55代替，无论是排出管54还是薄壁管55，其前端均设有出口喷嘴60。薄壁管55使用不锈钢制成，壁厚为0.5mm。喷嘴60和薄壁管55的内径与前文所公开的数据相匹配，一般而言，喷嘴60内径为0.2mm，外径为0.36mm；为了适应喷嘴60的尺寸，薄壁管55的前端区域需要逐渐缩小至大约1mm的宽度，使得在喷嘴60后方形成一个锥形的渐细部63。为了放置在使用时对皮肤200造成损害，喷嘴60的末端(指向皮肤200的一端)为圆环状。

弹性圆盘110放置在排出管54和环形网51之间；弹性圆盘110的厚度至少比容纳空间53大0.5mm；弹性圆盘110具有中心孔122，其内径小于排出管54的外径；使得排出管54的前部区域被中心孔122的后端紧密的密封包裹。

如图2所示使用封装的薄壁管55代替排出管54时，弹性圆盘110中并没有设置中心孔；此时位于薄壁管55前端的弹性圆盘110区域视为密封空间117。

为了将弹性圆盘110固定在底部33的环形网51中；环形网51设有径向向内突出的腹板，其腹板整体地形成在环形网51前部区域中且弹性的粘合到弹性圆盘110相应的环形槽中。

弹性圆盘110由橡胶、塑料或其他的弹性材质制成；且在上下两个端的平面部分设有粘合层，如图1中所示的正粘合层121和后粘合层129。粘合层可以是压敏粘合剂。弹性圆盘110除了涂有粘合层的其他表面区域中需要具有良好的滑动能力，可以使用硅油进行表面处理或者附上特氟龙表面涂层。

在图1、3、4中，排出管54的前端与中心孔122接触的区域中省略了正粘合层121。而使用薄壁管55的实施例中，正粘合层121的中心部位设有凹位124，凹位124的直径大于薄壁管55的外径。

由于弹性圆盘110上涂有粘合层，使得弹性圆盘110与管28的粘合力相对与皮肤表面201的粘合力大，最好大于50％以上。

如图2、图4中所示，在弹性圆盘110中插入有加强盘119。该加强盘119的中心线与弹性圆盘110相同；且加强盘119的中心空心部分比排放管54的外径至少大1mm，壁厚为0.5-1mm，加强盘119的外径比弹性圆盘110的外径小1-2mm；加强盘119的在弹性圆盘110的位置为离上粘合层121在0.5-1mm范围内。且加强盘119由铁、不锈钢等黑色金属或有色金属材料制成。

弹性圆盘110中至少设有一个平行与中心线5方向的横向凹口，该凹口用于将弹性圆盘110插入至容纳空间53中并使得存在于其中的空气可以快速逃逸；空气也可以通过设置在环形网51中的孔逸出。

图如1所示，保护壳150为由玻璃制成的无菌密封件，保护壳150有护套151和底部152组成。管28的圆柱形外壁32与圆筒20插入至弹性圆盘110中并被保护壳150所包围。且管28中外壁32和保护壳150的内壁之间存在一段距离，如1.5mm。保护壳150由塑料材料制成，最好是环烯烃共聚物等气体和水蒸气渗透率极低的材料制成。

如图3所示，保护壳150的底部152与弹性圆盘110的轴向距离为1mm。

保护壳150在两个位置处与圆筒20可分离的固定连接。第一位置位于管28与圆筒20的邻接腹板24之间的过渡处。根据图1，所述过渡处设有O型密封圈161将保护壳150置于圆筒20之上且互相密封，密封圈161除了O型外也能使用异形环，在必要时，密封环161也可以使用坚韧耐用的密封粘合剂代替。

第二个位置为保护壳150底部152的中央，在此位置中布置有盲孔156。盲孔156围绕在底部152上一体成型的向内突出的支撑网153中。

通过夹紧或者使用粘合剂，在盲孔156中装配有橡皮塞125将其密封，橡胶塞125的后端位于排放管54的喷嘴60的前端。橡胶塞125结合在盲孔156中的前端直径比后端直径大。橡胶塞125将保护壳150的前端径向固定在弹性圆盘110上，弹性圆盘110支撑在圆筒20的环形网51上。

为了在径向方向中将保护壳150固定在圆筒20的前部区域中，保护壳150具有数个径向定向的支撑肋159，一般而言支撑肋159的数量为五个。支撑肋159等距的分布在套151的圆周上。支撑肋159具有径向内表面，通过其内表面支撑在弹性圆盘110上。

为了在轴向制成弹性圆盘110，在其底部152另外设置有支撑网153。

如图1、图2所示，圆筒20内部分的填充有注射液1；注射液1的液位2位于外壳适配器21和管28之间的过渡区域中。密封盘100经过无菌操作后放置在液面2上且除去气泡，在径向夹紧的作用下密封的支撑在圆筒20的内壁31上。驱动体81布置在密封盘100的后方，驱动体81支撑在密封盘100上。

密封盘100为弹性圆盘，在圆周上的外表面107上带有两个凹槽108；使得密封盘100在横截面上具有波浪线。如图2，密封盘100的长度对应于驱动体81的冲击板83和与冲击板82一体成型的密封圈90。

当注射器被出发时，收到活塞驱动闸板7冲击的冲击板83至少具有一个中央凹槽97；通过中央凹槽97其活塞前气缸室11和活塞后气缸室12位于驱动体81的前端，并与驱动体81以最小距离互相连接。中央凹槽79也可以相对与中心线5稍微倾斜。在驱动体81的后端85中，由中央凹槽97的区域中两个通道组成的通道交叉口88中，交叉口88的通道各自具有半圆形的横截面，横截面的直径对应于中央凹槽97的直径。

冲击板83的前端84与密封圈90连接，密封圈90为弹性密封件。从前端84起，密封圈90的壁向外密封边缘91逐渐辨析，密封边缘91在注射器的每个工作状态下均弹性的支撑圆筒20的内壁31上。在安装状态下，密封圈90的前端包括空心部96。

当注射器准备好喷射时，保护壳150从圆筒20的前端被拉出。拉出可以使用人工或者其他机械辅助。保护壳150与棉织物172一起从圆筒20的前端被拉出；橡皮塞125保持附着在保护壳150上，而密封圈161也保留在圆筒20的外壁32上。弹性圆盘110保留在圆筒20的底部33中，如图1所示。

为了能够注射溶液，将注射器的前端(图1所示的下方为前方)放置在个体的皮肤表面201上。通过注射器的压力，使得弹性圆盘110克服圆周网123的锁定作用向排出管54移动。当排出管54的前端面58向皮肤200方向移动时使得前端的盲孔156膨大。盲孔156的膨大使得与正粘合层121贴合的皮肤表面201在此过程中主动的张紧。如果在整个注射过程中，只在一个阶段中拉伸皮肤200，则通过环形网51的高度匹配弹性圆盘110的提升进程。排出管54和弹性圆盘110的壁厚使得排出管54或薄壁管55的喷嘴60的前缘61至少与弹性圆盘110的前端处于同一个平面上，如图3所示。

在皮肤200的张紧也可以通过两阶段分布完成，两阶段式张紧即在第一阶段后增加一个新的阶段，此阶段由弹性圆盘110进一步的位移引发。

在皮肤200的张紧完成后，弹性圆盘110通过后粘合层129支撑在底部的底部正面46上，然后启动注射液1的分配。

在张紧完成后，注射器继续向前移动，弹性圆盘110进一步滑入纳空间53中，且后端115靠近于底部33的底部正面46。此时弹性圆盘110位于支撑位112且占据满整个容纳空间53。

如图4，弹性圆盘110的此进程导致正粘合层121与被注射个体皮肤的黏附性通过接触压力的增大而增强；同时排出管54相对与弹性圆盘110向前突出零点几毫米的距离。

突出的排出管54的前端具有几乎是球形弯曲的端面58，使其凹陷入皮肤200中。由此产生的压痕深度，即正粘合层121与排出管54最前端的距离对应于排出管54外径的一般，此时被排出管54压迫的皮肤表面201会经一步的膨大，大约膨胀100％(根据养殖物种的皮肤弹性而定，猪类大概100％)

根据其使用的注射管的不同，具有不同的皮肤拉伸进程。当时候排出管54时如图1所示，当使用金属材质的薄壁管55时如图2所示，由于薄壁管55相对与排出管54在喷嘴60处具有矩形的渐细部63，因此皮肤200具有两者的不同条件，相应的具有两个阶段的皮肤拉伸进程。

在第一阶段时，薄壁管55出现时，皮肤200紧贴在外壁57上，使得拉伸的皮肤200的皮肤表面201呈椭圆罐头形。

在第二阶段，角质层203部分的通过喷嘴60处从正粘合层121中被抬起或脱离但并不涉及到真皮层205；故不会对皮肤200造成实际的损伤。皮肤接触面积207根据薄壁管55的直径会有所不同。

随着喷嘴60处的突出，皮肤200如漏斗状，如图7所示。此时表皮层202和真皮层205向下被压迫与皮下组织206紧密贴合。其中角质层203的凹痕对应于正粘合层分离的皮肤表面201的皮肤接触面积207的约一半。

最后在皮肤的拉伸进程过程中，注射器由被注射个体施加给本发明的反向压力感应触发，通过电动的预张紧的活塞驱动闸板7向活塞80处施加突然负载，使得注射液1穿过张紧后的皮肤高速的射流至个体内。

首先，活塞驱动闸板7以很大的力冲击驱动体81，如图3中的注射方向3。驱动体81压在靠近液面2上不可压缩的密封盘100上。密封圈90通过密封盘00的外壁105沿着圆筒20的内壁31滑动。密封盘100进入驱动体81的中央凹槽97中，如图2所示。此时被排出的空气穿过中央凹槽97沿着活塞驱动闸板7上的交叉口88送出注射剂的外环境9中。

密封盘100和驱动体81此时为几乎刚性的组合在一起，即活塞80向前推动注射液1。此时，圆筒20内壁31的密封性由密封圈90的密封边缘91保证。密封圈90的密封边缘91承受更大的压力去压紧注射液1。根据材质的不同，密封边缘91的滑动摩擦系数小于密封盘100的活动摩擦系数，因此在不影响密封性能的前提下密封圈90依然能正常滑动。

注射液1的压力至少需要达到250X105pa的压力，以约150m/s的速度才能正常注射(以猪为例，其他种类的畜牧根据皮肤厚度的不同相应调整)。注射液1穿过表皮层202和真皮层205，如图3-图5所示。由液体射流产生的流入通道211终止于皮下组织206，在皮下组织206的结缔组织中由于被毛细血管渗透且富含脂肪细胞组织，形成一个注射液池210。

在圆筒20内的注射液1被完全释放入盒体内后，注射器从皮肤200出释放。由于圆筒20和弹性圆盘110之间的黏附力大于弹性圆盘110和皮肤200之间的粘附力；且在注射过程中，皮肤200由于角质层203被撑开，且表皮层202和真皮层205被严重挤压，神经细胞会感到受被挤压；同时由于超高速的喷射的时间极端。故在注射后本发明与皮肤200的分离不想传统有针注射器需要沿着原路缓慢拉出，且由于养殖物种的痛觉神经远没有人体发达，痛觉感受不明显，因此多数受注射个体在注射时只会微小的钝感，而不会出现刺痛感。

在注射器与皮肤200分离后，皮肤200的拉伸立即收缩，使得注射液1的大部分留在皮肤200内的注射液池210中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种感应式电动无针注射器装置，其特征在于包括：

一个溶于容纳注射液的圆筒；

至少一个布置在圆筒自由端区域的活塞和粘合层；

一个由电力驱动的驱动部；

一个压力触发部；所述压力触发部在感应到皮肤压力后使驱动部运作；

所述圆筒具有底部，底部中布置有带有喷嘴的注射管；

所述圆筒的排出口方向布置有弹性圆盘；所述弹性圆盘在活塞单元的中心线方向上的安装位和支撑位之间移动；所述注射管与圆筒的底部、弹性圆盘的两个端面上均设置有粘合层；

在安装位时，注射管密封在弹性圆盘内；

在支撑位时，弹性圆盘通过粘合层粘合在圆筒底部的底部正面上；且喷嘴的前缘位于粘合层中或前缘突出于粘合层。

2.根据权利要求1所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：当弹性圆盘位于安装位置时，弹性圆盘与圆筒的底部正面至少具有1毫米的距离。

3.根据权利要求1所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：所述弹性圆盘在平行于活塞单元的中心线的方向上具有弹性。

4.根据权利要求1所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：所述注射管的外壁为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：所述圆筒的底部具有环形网；所述环形网沿着圆筒的外壁向前延伸。

6.根据权利要求5所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：所述环形网具有圆柱形的内壁。

7.根据权利要求1所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：所述弹性圆盘中设有中心孔；所述中心孔被橡皮塞封闭。

8.根据权利要求1所述的感应式电动无针注射器装置，其特征在于：所述注射管为由黑色金属制成的薄壁管。

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