CN112336949A - 一种气动式无针注射驱动气压切换装置及其使用方法 - Google Patents

一种气动式无针注射驱动气压切换装置及其使用方法 Download PDF

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康勇
曾栋坪
伍妮
钱磊
李登
郑宗继
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Wuhan University WHU
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Abstract

一种气动式无针注射驱动气压切换装置，包括电源、时间控制机构、进气管、干路电磁换向阀、干流管、分流电磁换向阀、上支流管、下支流管、气压调节组件及出气管。时间控制机构包括启动开关、第一时间继电器及第二时间继电器，气压调节组件包括上支流调压阀及上支流快速排气阀。断电通气时，调节上支流调压阀及下支流调压阀，使上支流管内有压气体气压值大于下支流管内有压气体气压值；通电通气时，上支流管内有压气体从出气管排出，用于给注射器提供动力，使注射器内药液瞬间穿透皮肤达到皮下，实现无针注射；下支流管内的有压气体从出气管排出，用于给注射器提供动力，使注射器内药液被人体组织充分吸收，提高药液注射效率。

Description

一种气动式无针注射驱动气压切换装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及医疗注射技术领域，尤其涉及一种气动式无针注射驱动气压切换装置及其使用方法。
背景技术
无针注射就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，从而解决了传统注射由于针头刺入机体而带来的一系列问题。
无针注射是一种新型的、小剂量注射方式，使用高压射流原理，使药液瞬间穿透皮肤到达皮下。目前气动式无针注射器应用较少，国内外研究较晚，技术不够成熟。主要原因为：注射时间极短，注射压力基本保持在一个恒定值，即破坏表皮所需的压力，无法使驱动压力降低，导致药液扩散阶段注射压力过大，严重影响注射效率，甚至会刺激患者神经末梢导致剧烈疼痛或组织破坏。
发明内容
本发明目的在于解决上述技术问题，从而提供一种气动式无针注射驱动气压切换装置及其使用方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种气动式无针注射驱动气压切换装置，包括电源、时间控制机构1、进气管2、干路电磁换向阀3、干流管4、分流电磁换向阀5、上支流管6、下支流管7、气压调节组件8及出气管9；
所述时间控制机构1包括启动开关10、第一时间继电器及第二时间继电器，所述第一时间继电器包括第一时间继电器线圈11及第一时间继电器常闭触点12，所述第二时间继电器包括第二时间继电器线圈13及第二时间继电器常开触点14；
所述气压调节组件8包括上支流调压阀15、上支流快速排气阀16、上支流单向阀17、下支流调压阀18、下支流快速排气阀19及下支流单向阀20；
所述电源与启动开关10一端电性连接，启动开关10另一端与第一时间继电器常闭触点12一端、第二时间继电器常开触点14一端分别电性连接，第一时间继电器常闭触点12另一端、第二时间继电器线圈13及干路电磁换向阀3依次电性连接，第二时间继电器常开触点14另一端、第一时间继电器线圈11及分流电磁换向阀5依次电性连接；
进气管2、干路电磁换向阀3、干流管4及分流电磁换向阀5入口端依次连接，分流电磁换向阀5两个出口端分别与上支流管6一端、下支流管7一端连接；上支流管6另一端依次设置有上支流调压阀15、上支流快速排气阀16及上支流单向阀17，下支流管7另一端依次设置有下支流调压阀18、下支流快速排气阀19及下支流单向阀20；上支流管6另一端、下支流管7另一端分别与出气管9连接。
进一步地，所述出气管9为T型管。
进一步地，所述启动开关10与第一时间继电器常闭触点12之间设置有计时指示灯21，所述电源与启动开关10一端电性连接，启动开关10另一端与计时指示灯21一端、第二时间继电器常开触点14一端分别电性连接，计时指示灯21另一端、第一时间继电器常闭触点12、第二时间继电器线圈13及干路电磁换向阀3依次电性连接，第二时间继电器常开触点14另一端、第一时间继电器线圈11及分流电磁换向阀5依次电性连接。
进一步地，一种气动式无针注射驱动气压切换装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤201：在断电通气情况下，按下干路电磁换向阀3自带按钮，使进气管2与干流管4连通，有压气体从进气管2进入干流管4及上支流管6；
步骤202：调节上支流调压阀15压力值，将上支流管6内的有压气体的气压设置为第一气压P1；
步骤203：保持按住干路电磁换向阀3按钮，使有压气体从进气管2持续进入干流管4；
步骤204：按下分流电磁换向阀5按钮，使分流电磁换向阀5内部的阀芯离开初始位置，分流电磁换向阀5内部的阀芯将上支流管6封堵，使干流管4与上支流管6不连通，使干流管4与下支流管7连通，干流管4内的有压气体进入下支流管7；
步骤205：调节下支流调压阀18压力值，将下支流管7内的有压气体的气压设置为第二气压P2，使第二气压P2小于第一气压P1；
步骤206：松开干路电磁换向阀3按钮，使干路电磁换向阀3的阀芯回到初始位置，将进气管2与干流管4封堵；
步骤207：按下启动开关10，电源接通，第二时间继电器线圈13通电，干路电磁换向阀3通电，干路电磁换向阀3的阀芯离开初始位置，使进气管2与干流管4连通，有压气体从进气管2进入干流管4内，再经过上支流管6及出气管9排出气压值为第一气压P1的有压气体；
步骤208：第二时间继电器线圈13通电后，第二时间继电器开始计时，当到达第二时间继电器预设时间后，第二时间继电器线圈常开触点14闭合，第一时间继电器线圈11通电，分流电磁换向阀5通电，分流电磁换向阀5的阀芯离开初始位置，将上支流管6封堵，使干流管4与下支流管7连通，有压气体从干流管4进入下支流管7内，再经过下支流管7及出气管9排出气压值为第二气压P2的有压气体；
步骤209：第一时间继电器线圈11通电后，第一时间继电器开始计时，当到达第一时间继电器预设时间后，第一时间继电器常闭触点12断开，第二时间继电器线圈13及干路电磁换向阀3均断电；
步骤210：干路电磁换向阀3断电后，干路电磁换向阀3的阀芯回到初始位置，将干流管4封堵，使进气管2与干流管4不连通，有压气体无法进入干流管4，无针注射结束。
与现有技术相比，本发明主要有益效果如下：
(1)本发明克服了现有技术的技术偏见，设置进气管、干路电磁换向阀、干流管、分流电磁换向阀、上支流管、上支流调压阀、下支流管、下支流调压阀、第一时间继电器及第二时间继电器，第一时间继电器包括第一时间继电器线圈及第一时间继电器常闭触点，第二时间继电器包括第二时间继电器线圈及第二时间继电器常开触点。上支流调压阀用于调节上支流管内有压气体的气压，下支流调压阀用于调节下支流管内有压气体的气压。第一时间继电器及第二时间继电器的预设时间值均能够调节。在断电通气的情况下，分别调节上支流调压阀及下支流调压阀，使上支流管内的有压气体的气压值大于下支流管内的有压气体的气压值；按下启动开关，通电通气的情况下，上支流管内的有压气体从出气管排出，为注射器提供动力，能够使注射器内的药液瞬间穿透皮肤达到皮下，实现无针注射；当到达第二时间继电器预设时间后，下支流管内的有压气体从出气管排出，为注射器提供动力，能够使注射器内的药液被人体组织充分吸收，提高药液注射效率；同时也能够避免气压过大刺激患者神经末梢，导致剧烈疼痛或破坏组织；到达第一时间继电器预设时间后，干路电磁换向阀断电，有压气体无法进入干流管，无针注射结束。
(2)通过设置第一时间继电器及第二时间继电器的预设时间值，确保注射时间精确控制，使用方便安全。
(3)启动开关与第一时间继电器常闭触点之间设置有计时指示灯。按下启动开关后，计时指示灯通电并点亮，无针注射开始；第一时间继电器常闭触点断开后，计时指示灯断电并熄灭，无针注射结束。用户通过观察计时指示灯，能够得知无针注射状态，使用方便。
(4)本发明能够提高无针注射药液注射效率及舒适感，使用方便安全，结构简单，制造成本低廉，具有重要市场价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明流程图
图中：
1-时间控制机构；2-进气管；3-干路电磁换向阀；4-干流管；5-分流电磁换向阀；6-上支流管；7-下支流管；8-气压调节组件；9-出气管；10-启动开关；11-第一时间继电器线圈；12-第一时间继电器常闭触点；13-第二时间继电器线圈；14-第二时间继电器常开触点；15-上支流调压阀；16-上支流快速排气阀；17-上支流单向阀；18-下支流调压阀；19-下支流快速排气阀；20-下支流单向阀；21-计时指示灯。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步具体说明。
如图1，一种气动式无针注射驱动气压切换装置，包括电源、时间控制机构1、进气管2、干路电磁换向阀3、干流管4、分流电磁换向阀5、上支流管6、下支流管7、气压调节组件8及出气管9；
所述时间控制机构1包括启动开关10、第一时间继电器及第二时间继电器，所述第一时间继电器包括第一时间继电器线圈11及第一时间继电器常闭触点12，所述第二时间继电器包括第二时间继电器线圈13及第二时间继电器常开触点14；
所述气压调节组件8包括上支流调压阀15、上支流快速排气阀16、上支流单向阀17、下支流调压阀18、下支流快速排气阀19及下支流单向阀20；
所述电源与启动开关10一端电性连接，启动开关10另一端与第一时间继电器常闭触点12一端、第二时间继电器常开触点14一端分别电性连接，第一时间继电器常闭触点12另一端、第二时间继电器线圈13及干路电磁换向阀3依次电性连接，第二时间继电器常开触点14另一端、第一时间继电器线圈11及分流电磁换向阀5依次电性连接；
进气管2、干路电磁换向阀3、干流管4及分流电磁换向阀5入口端依次连接，分流电磁换向阀5两个出口端分别与上支流管6一端、下支流管7一端连接；上支流管6另一端依次设置有上支流调压阀15、上支流快速排气阀16及上支流单向阀17，下支流管7另一端依次设置有下支流调压阀18、下支流快速排气阀19及下支流单向阀20；上支流管6另一端、下支流管7另一端分别与出气管9连接。
具体地，所述干路电磁换向阀3为二位二通电磁阀，所述分流电磁换向阀5为二位三通电磁阀。
具体地，干路电磁换向阀3内部的阀芯位于初始位置时，干流管4被阀芯堵塞，进气管2与干流管4不连通；当干路电磁换向阀3通电后或者按下干路电磁换向阀3自带按钮后，阀芯离开初始位置，进气管2与干流管4连通。
具体地，分流电磁换向阀5内部的阀芯位于初始位置时，下支流管7被阀芯堵塞，干流管4与下支流管7不连通，干流管4与上支流管6连通；分流电磁换向阀5通电后或者按下分流电磁换向阀5自带按钮后，阀芯离开初始位置，将上支流管6堵塞，干流管4与上支流管6不连通，干流管4与下支流管7连通。
具体地，第一时间继电器及第二时间继电器均为通电延时时间继电器。
具体地，所述第一时间继电器及第二时间继电器均设置有复位按钮。按下第一时间继电器及第二时间继电器的复位按钮后，计时清零，能够重新开始计时，使用方便。
进一步地，所述出气管9为T型管。
具体地，T型管顶部两端分别与上支流管6另一端、下支流管7另一端连接。
进一步地，所述启动开关10与第一时间继电器常闭触点12之间设置有计时指示灯21，所述电源与启动开关10一端电性连接，启动开关10另一端与计时指示灯21一端、第二时间继电器常开触点14一端分别电性连接，计时指示灯21另一端、第一时间继电器常闭触点12、第二时间继电器线圈13及干路电磁换向阀3依次电性连接，第二时间继电器常开触点14另一端、第一时间继电器线圈11及分流电磁换向阀5依次电性连接。
具体地，按下启动开关10后，计时指示灯21通电并点亮。
具体地，第一时间继电器常闭触点12断开后，计时指示灯21断电并熄灭。
具体地，计时指示灯21点亮时，正在进行无针注射；计时指示灯21熄灭时，无针注射完成。用户通过观察计时指示灯21，能够得知无针注射状态，使用方便。
如图2，一种气动式无针注射驱动气压切换装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤201：在断电通气情况下，按下干路电磁换向阀3自带按钮，使进气管2与干流管4连通，有压气体从进气管2进入干流管4及上支流管6；
具体地，干路电磁换向阀3内部的阀芯所在初始位置，将干流管4堵塞，使进气管2与干流管4不连通；按下干路电磁换向阀3自带按钮后，干路电磁换向阀3内部的阀芯离开初始位置，使进气管2与干流管4连通；松开干路电磁换向阀3自带按钮后，干路电磁换向阀3内部的阀芯回到初始位置，将干流管4堵塞，进气管2与干流管4不连通。
具体地，分流电磁换向阀5内部的阀芯所在初始位置，将下支流管7堵塞，使干流管4与下支流管7不连通，使干流管4与上支流管6连通。
具体地，干流管4与上支流管6连通后，干流管4内的有压气体进入上支流管6内。
步骤202：调节上支流调压阀15压力值，将上支流管6内的有压气体的气压设置为第一气压P1；
具体地，上支流调压阀15用于调节上支流管6内有压气体的气压。
具体地，气压为第一气压P1的气体，用于给注射器提供动力，能够使注射器内的药液瞬间穿透皮肤到达皮下，实现无针注射。
步骤203：保持按住干路电磁换向阀3按钮，使有压气体从进气管2持续进入干流管4；
具体地，上支流快速排气阀16用于排出上支流管6内的残留气体，保持上支流管6内部干净清洁。
具体地，上支流单向阀17用于确保上支流管6内的气体单向流动，防止气体回流，同时防止下支流管7内的气体流入上支流管6内部。
步骤204：按下分流电磁换向阀5按钮，使分流电磁换向阀5内部的阀芯离开初始位置，分流电磁换向阀5内部的阀芯将上支流管6封堵，使干流管4与上支流管6不连通，使干流管4与下支流管7连通，干流管4内的有压气体进入下支流管7；
步骤205：调节下支流调压阀18压力值，将下支流管7内的有压气体的气压设置为第二气压P2，使第二气压P2小于第一气压P1；
具体地，下支流调压阀18用于调节下支流管7内有压气体的气压。
具体地，气压为第二气压P2的气体，用于给注射器提供动力，能够使注射器内的药液被人体组织充分吸收，提高药液注射效率；同时也能够避免气压过大刺激患者神经末梢，导致剧烈疼痛或破坏组织。
具体地，通过设置上支流调压阀15及下支流调压阀18，使上支流管6内的气压较大、下支流管7内的气压较小，实现了注射过程中能够提供不同气压，使用灵活方便。
具体地，下支流快速排气阀18用于排出下支流管7内的残留气体，保持下支流管7内部干净清洁。
具体地，下支流单向阀19用于确保下支流管7内的气体单向流动，防止气体回流，同时防止上支流管6内的气体流入下支流管7内部。
步骤206：松开干路电磁换向阀3按钮，使干路电磁换向阀3的阀芯回到初始位置，将进气管2与干流管4封堵；
步骤207：按下启动开关10，电源接通，第二时间继电器线圈13通电，干路电磁换向阀3通电，干路电磁换向阀3的阀芯离开初始位置，使进气管2与干流管4连通，有压气体从进气管2进入干流管4内，再经过上支流管6及出气管9排出气压值为第一气压P1的有压气体；
具体地，气压值为第一气压P1的有压气体，用于给注射器提供动力，能够使注射器内的药液瞬间穿透皮肤到达皮下，实现无针注射。
步骤208：第二时间继电器线圈13通电后，第二时间继电器开始计时，当到达第二时间继电器预设时间后，第二时间继电器线圈常开触点14闭合，第一时间继电器线圈11通电，分流电磁换向阀5通电，分流电磁换向阀5的阀芯离开初始位置，将上支流管6封堵，使干流管4与下支流管7连通，有压气体从干流管4进入下支流管7内，再经过下支流管7及出气管9排出气压值为第二气压P2的有压气体；
优选地，第二时间继电器时间精度为20毫秒。
具体地，按下启动开关10，通电通气情况下，当到达第二时间继电器预设时间后，气压值为第二气压P2的有压气体从干流管4进入下支流管7内，从出气管9排出，为注射器提供动力，能够使药液被人体组织充分吸收，提高药液注射效率；同时也能够避免气压过大刺激患者神经末梢，导致剧烈疼痛或破坏组织。
具体地，通过设置第一时间继电器及第二时间继电器的预设时间值，确保注射时间精确控制，使用方便安全。
步骤209：第一时间继电器线圈11通电后，第一时间继电器开始计时，当到达第一时间继电器预设时间后，第一时间继电器常闭触点12断开，第二时间继电器线圈13及干路电磁换向阀3均断电；
优选地，第一时间继电器时间精度为20毫秒。
具体地，第一时间继电器常闭触点12断开后，计时指示灯21断电并熄灭。
具体地，当用户观察到计时指示灯21熄灭后，能够得知无针注射结束。
步骤210：干路电磁换向阀3断电后，干路电磁换向阀3的阀芯回到初始位置，将干流管4封堵，使进气管2与干流管4不连通，有压气体无法进入干流管4，无针注射结束。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡是依据本发明的技术实质所做的任何修改和等同变化，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种气动式无针注射驱动气压切换装置，其特征在于：包括电源、时间控制机构(1)、进气管(2)、干路电磁换向阀(3)、干流管(4)、分流电磁换向阀(5)、上支流管(6)、下支流管(7)、气压调节组件(8)及出气管(9)；
所述时间控制机构(1)包括启动开关(10)、第一时间继电器及第二时间继电器，所述第一时间继电器包括第一时间继电器线圈(11)及第一时间继电器常闭触点(12)，所述第二时间继电器包括第二时间继电器线圈(13)及第二时间继电器常开触点(14)；
所述气压调节组件(8)包括上支流调压阀(15)、上支流快速排气阀(16)、上支流单向阀(17)、下支流调压阀(18)、下支流快速排气阀(19)及下支流单向阀(20)；
所述电源与启动开关(10)一端电性连接，启动开关(10)另一端与第一时间继电器常闭触点(12)一端、第二时间继电器常开触点(14)一端分别电性连接，第一时间继电器常闭触点(12)另一端、第二时间继电器线圈(13)及干路电磁换向阀(3)依次电性连接，第二时间继电器常开触点(14)另一端、第一时间继电器线圈(11)及分流电磁换向阀(5)依次电性连接；
进气管(2)、干路电磁换向阀(3)、干流管(4)及分流电磁换向阀(5)入口端依次连接，分流电磁换向阀(5)两个出口端分别与上支流管(6)一端、下支流管(7)一端连接；上支流管(6)另一端依次设置有上支流调压阀(15)、上支流快速排气阀(16)及上支流单向阀(17)，下支流管(7)另一端依次设置有下支流调压阀(18)、下支流快速排气阀(19)及下支流单向阀(20)；上支流管(6)另一端、下支流管(7)另一端分别与出气管(9)连接。
2.根据权利要求1所述一种气动式无针注射驱动气压切换装置，其特征在于：所述启动开关(10)与第一时间继电器常闭触点(12)之间设置有计时指示灯(21)，所述电源、启动开关(10)及计时指示灯(21)一端依次电性连接，计时指示灯(21)另一端与第一时间继电器常闭触点(12)一端、第二时间继电器常开触点(14)一端分别电性连接，第一时间继电器常闭触点(12)另一端、第二时间继电器线圈(13)及干路电磁换向阀(3)依次电性连接，第二时间继电器常开触点(14)另一端、第一时间继电器线圈(11)及分流电磁换向阀(5)依次电性连接。
3.根据权利要求1或2所述一种气动式无针注射驱动气压切换装置，其特征在于：所述出气管(9)为T型管。
4.根据权利要求1所述一种气动式无针注射驱动气压切换装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤201：在断电通气情况下，按下干路电磁换向阀(3)自带按钮，使进气管(2)与干流管(4)连通，有压气体从进气管(2)进入干流管(4)及上支流管(6)；
步骤202：调节上支流调压阀(15)压力值，将上支流管(6)内的有压气体的气压设置为第一气压P1；
步骤203：保持按住干路电磁换向阀(3)按钮，使有压气体从进气管(2)持续进入干流管(4)；
步骤204：按下分流电磁换向阀(5)按钮，使分流电磁换向阀(5)内部的阀芯离开初始位置，分流电磁换向阀(5)内部的阀芯将上支流管(6)封堵，使干流管(4)与上支流管(6)不连通，使干流管(4)与下支流管(7)连通，干流管(4)内的有压气体进入下支流管(7)；
步骤205：调节下支流调压阀(18)压力值，将下支流管(7)内的有压气体的气压设置为第二气压P2，使第二气压P2小于第一气压P1；
步骤206：松开干路电磁换向阀(3)按钮，使干路电磁换向阀(3)的阀芯回到初始位置，将进气管(2)与干流管(4)封堵；
步骤207：按下启动开关(10)，电源接通，第二时间继电器线圈(13)通电，干路电磁换向阀(3)通电，干路电磁换向阀(3)的阀芯离开初始位置，使进气管(2)与干流管(4)连通，有压气体从进气管(2)进入干流管(4)内，再经过上支流管(6)及出气管(9)排出气压值为第一气压P1的有压气体；
步骤208：第二时间继电器线圈(13)通电后，第二时间继电器开始计时，当到达第二时间继电器预设时间后，第二时间继电器线圈常开触点(14)闭合，第一时间继电器线圈(11)通电，分流电磁换向阀(5)通电，分流电磁换向阀(5)的阀芯离开初始位置，将上支流管(6)封堵，使干流管(4)与下支流管(7)连通，有压气体从干流管(4)进入下支流管(7)内，再经过下支流管(7)及出气管(9)排出气压值为第二气压P2的有压气体；
步骤209：第一时间继电器线圈(11)通电后，第一时间继电器开始计时，当到达第一时间继电器预设时间后，第一时间继电器常闭触点(12)断开，第二时间继电器线圈(13)及干路电磁换向阀(3)均断电；
步骤210：干路电磁换向阀(3)断电后，干路电磁换向阀(3)的阀芯回到初始位置，将干流管(4)封堵，使进气管(2)与干流管(4)不连通，有压气体无法进入干流管(4)，无针注射结束。
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