CN117398548A - 具有活塞制动器的注射泵 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有用于注射器的容纳区域的注射泵，其中，驱动头能线性移动到所述容纳区域中。活塞制动器的制动元件基本可以相对于该注射器的活塞杆径向移动，以便传力配合或形状配合地固定活塞杆。借助于在活塞制动器的驱动器中实现的力测量和/或行程测量来求取活塞杆的存在和/或位置和/或直径。

Description

具有活塞制动器的注射泵
技术领域
本公开涉及一种被构造为注射泵的输液泵。
背景技术
在这种注射泵中使用可更换的注射器，其各自的注射活塞可以通过注射泵的各自的活塞杆自动地和可设定地或可编程地推入各自的注射筒中。以这种方式自动地和可设定地或可编程地将注射筒内的相应的医学液体从相应的注射筒中推出或输送出来。为此，注射泵需要能够沿着注射器纵轴线线性移动的结构组。
现有技术
公开文本EP 0 314 880 A2公开了一种注射泵，其中，所述可线性移动的结构组被称为滑动件。在滑动件中布置有(唯一的)开关，该开关与脱开探测器、压力传感器和注射探测器有效连接。
-压力传感器在达到或超过沿注射活塞的插入方向的操纵力的极限值时接通。
-注射探测器识别注射器的位置正确的插入并仅当注射器被插入成使得该注射器沿注射器纵轴线观察被支撑在两侧的注射器保持件上时才产生用于启动驱动器的信号。
公开文本EP 2 606 922 B1公开了一种注射泵，其中，所述可线性移动的结构组被称为驱动头。利用力传感器确定注射器的与活塞连接的活塞板在驱动头上的正确贴靠。借助于电位计(在夹箍上)测量注射器参量，更准确地说是测量注射筒的直径。
申请人的公开文本EP 1 329 232 B1公开了一种注射泵，其中，通过传感器来求取注射筒的直径或者注射器参量。这种注射器在此通常在注射活塞或活塞杆的自由外端部上具有活塞板，以便能够通过该活塞板将压力施加到注射活塞上。因此活塞板与可线性移动的结构组的驱动头的正确贴靠通过活塞板传感器来确定，该活塞板传感器响应于活塞板的存在并且由此识别驱动头已经接近所置入的注射器的活塞板。此外，在已知的注射泵中设置活塞制动器。该活塞制动器具有构造为刀片形式的制动/阻挡元件，该制动/阻挡元件能够通过电动马达相对于活塞杆径向地朝活塞杆的方向移动并且(形状配合地)嵌接到该活塞杆中。因此活塞杆可以沿轴向固定，由此防止活塞相对于注射筒的无意移动。在活塞杆和注射泵的与之平行的驱动杆或它的可线性移动的结构组之间布置支撑轴承，活塞板在制动元件嵌接时可径向支撑在该支撑轴承上。
前述活塞制动器也在申请人的公开文本DE 20 2021 103 509 U1中公开。
发明内容
本公开的任务在于，在具有上述结构类型的活塞制动器的被构造为注射泵的医学输液泵中优化注射器监控、尤其是活塞监控。
该任务通过根据本发明的特征的注射泵来解决。
本公开的基本构思基本基于将传感装置集成在活塞制动器中，以用于在装置技术上简化或者用于改善注射器监控。利用活塞制动器，活塞杆并且因此活塞被固定，直到根据本发明的传感装置提供了允许的检测结果(例如关于注射器的正确定位和/或注射器本身的正确功能和/或正确的注射器参量等)并且因此注射泵准备好用于正常运行。在不允许的结果时，注射器必须再次从注射泵移除，并且要么正确地安装要么正确地插入或更换(否则注射泵不能操纵所置入的注射器)。
利用根据本公开的传感装置进行识别和/或评价与活塞制动器的驱动器有效连接的所插入的注射器。该识别和/或评价可以通过将传感装置集成到活塞制动器中而减少注射泵的装置技术方面的开销，或者该识别和/或评价可以附加于另外的传感装置的识别和/或评价来进行，例如附加于由公开文本EP 1 329232B1已知的传感装置。
因此，要求保护的注射泵具有用于注射器的容纳区域，驱动头可线性移动到该容纳区域中。注射泵的活塞制动器的至少一个制动元件可以基本径向地或者以径向的移动方向分量(即倾斜地)相对于注射器的活塞杆移动，以便传力配合地(摩擦力制动器)和/或(例如与构造为刀片的制动元件)形状配合地固定活塞杆。根据本公开，通过集成在活塞制动器的驱动器中的力检测装置和/或行程检测装置，可以求取注射器的活塞杆的存在和/或(正确的)位置和/或(正确的)直径。换句话说，当力检测装置或行程检测装置提供不允许的结果(例如与存储的值相比)时，优选在显示器中产生信号，尤其是警报信号或指示，由此注射器必须再次从注射泵中取出并且要么正确地安装要么正确地插入或更换。此外，泵的功能可以暂时停止。
在注射泵的优选设计方案中，驱动器(活塞杆制动装置)具有电动马达、压电驱动器、液压马达或气动马达，利用其可以移动至少一个制动元件(活塞杆制动装置)。
在该原理“力检测”的改进方案中，能够检测力增加并且检测所述力增加(例如倾斜)是否低于极限值。在这种情况下，活塞杆被损坏或错误地安装。因此整个注射器没有正确地选择，尤其是整个注射器有缺陷的，或者活塞杆没有正确地安装在活塞上。
力检测装置可以是转矩检测装置，因为从动件的相关构件的转矩最后也被转换成至少一个制动元件的力。
如果转矩检测装置检测电动马达的马达电流(或液压/气压)，则在装置技术上是简单的。这尤其适用，即使出于其他原因需要检测马达电流。
当可检测到马达电流增加时并且当检测到马达电流增加是否低于极限值时，活塞杆识别特别可靠。这尤其适用，即使出于其他原因需要检测马达电流，例如以便关断马达电流。如果马达电流增加保持在极限值以下，则活塞杆损坏或错误地安装。因此整个注射器是不正确的，尤其是有缺陷的，或者活塞杆没有正确地安装在活塞上。
行程检测可以具体地借助于周转检测装置进行，该周转检测装置与驱动器的旋转构件处于有效连接。因为从动件的相关构件的旋转最后也转化为所述至少一个制动元件的行程。
在具有电动马达的改进方案中，旋转构件可以是转子、尤其是马达轴或者电动马达的壳体。
行程检测可以借助于旋转的或线性的电位计进行。
也可以在活塞杆的外周上分布多个制动元件，这些制动元件可以相应地从多个侧面同时和/或同步地移动到活塞杆处。优选地，所述多个制动元件(例如根据光阑的原理)均匀地分布在活塞杆的圆周上。因此可以形成特别可靠地保持活塞杆的活塞制动器，并且当活塞杆与(预期的)注射器纵轴线同心地定向时，活塞制动器不将横向力导入到活塞杆中。
作为所述力检测装置和/或行程检测装置的补充，也可以设置用于检测注射筒的直径的(另外的)传感器。该传感器可以如在公开文本EP 1 329 232 B1中公开的传感器那样被设计用于检测注射筒的直径。
对于特别全面的活塞杆监控，可以将根据本发明的传感装置、即力检测装置和/或行程检测装置的结果与(另外的)传感器的结果进行比较。在这两个结果的差高于极限值时，活塞杆尤其不正确地安装在活塞上。在这种情况下，可以在显示器中产生信号、尤其是警报信号或提示。
附图说明
图1示出根据本公开的注射泵的第一实施例的主要部分，以及
图2以截面图示出根据本公开的注射泵的第二实施例的主要部分。
具体实施方式
根据图1和图2的注射泵的两个实施例用于压出注射器10，该注射器具有注射筒11和在其中被引导的活塞12a。活塞12a通过(未更详细示出的)螺纹与注射活塞杆12连接。在这种注射器(例如预填充的注射器)中存在的危险是，活塞杆12不是由用户正确地拧入活塞12a中并且因此必要时相对于该活塞不占据直角或者相对于活塞可移动并且因此不再确保注射器的功能。根据本公开的注射泵的两个实施例识别这种和另外的(上文提及的)误差。
注射器10在所示的额定位置中插入到注射泵的容纳区域P中并且与注射泵的侧向的注射器轴承15贴靠。在这种状态下，活塞杆12从注射筒11中移出并且注射筒11被填充有液体。
活塞杆12在其背离活塞12a的端部区段上具有注射活塞板14。为了使活塞12a经由活塞杆12和活塞板14移动，在注射泵上设置有(可线性移动的结构组的)可线性移动的驱动头16，所述驱动头安设在(所述可线性移动的结构组的)纵向延伸的驱动杆17上。驱动头16可以首先移动靠近活塞板14，以便将活塞板容纳并且与驱动头16锁定。然后，活塞板14可以连同活塞杆和活塞一起线性移动，以便表示注射器10的内容物。
在驱动杆17的远离容纳区域P的侧面处，活塞制动器的驱动器23的电动马达20紧固在滑座19上。滑座19在导轨28、29中横向于注射筒11引导。电动马达20通过(未更详细示出的)电子马达控制装置来控制并且通过其马达轴20a的蜗轮来驱动同样支承在滑座19上的具有斜齿的齿轮21。齿轮21设有与主轴杆22的端部区段的外螺纹嵌接的内螺纹。通过齿轮21的旋转，被防止一起旋转的主轴杆22沿轴向移动。因此主轴杆22形成用于活塞制动器的制动元件33的线性驱动器。
管24也从滑座19横向于注射筒11延伸，主轴杆22延伸穿过该管。在管24的(在图1中下方的)端部区段上紧固有注射器支架25。在管24的外周上安置有螺旋状的弹簧26，所述弹簧支撑在注射器轴承15上并且将滑座19从注射器10上压出。由于管24与滑座19连接，并且由于管24的端部区段上紧固有注射器支架25，所以该注射器支架被压靠在处于容纳区域P中的注射器10上并且因此将注射器10抵靠注射器轴承15。
活塞制动器的主轴杆22伸入到注射器支架25中并且承载活塞制动器的制动元件33，该活塞制动器的刀刃径向地朝向活塞杆12。通过电动马达20的操纵，制动元件33在图1中所示的缩回位置和图2中所示的有效制动位置之间被径向地吸引并且向着活塞杆12移动。在制动位置中，制动元件33接合在活塞杆12上，以阻止活塞杆12相对于注射筒11的位移。在驱动杆17上存在支撑轴承18，在制动元件33嵌接时活塞板14可以抵靠支撑轴承支撑。
在释放注射器支架25之后，弹簧26使得注射器支架25将注射筒11压靠注射器轴承15。然后注射筒11精确地定位。
传感器30根据滑座19占据的位置确定注射筒11的直径。为此，传感器30的电位计31的抽头32利用与滑座19连接的滑动件19a来调节。以这种方式，电位计31的电阻指示滑座19的位置并且因此也指示注射器支架25的位置。因此，当注射器支架25径向地贴靠在注射筒11上时，传感器30的信号给出关于注射筒11的直径或注射器参量的说明。在求取活塞板14的前进速度并且因此求取活塞12a的前进速度时考虑注射筒11的直径。
在松开注射器支架25时，电动马达20被启动，从而制动元件33从注射器支架25中移出并且径向地压靠在活塞杆12上。由此活塞杆12并且因此活塞12a关于注射筒11固定。
图1示出根据本公开的用于活塞杆监控以及由此也用于借助于活塞制动器进行注射器监控的传感装置的第一实施例。第一实施例符合第一原理“力检测”并且因此具有检测装置和/或求取装置，所述检测装置和/或求取装置被设置和构造用于检测和/或求取驱动器23的构件的力并且因此检测和/或求取活塞杆12的存在和/或位置和/或直径。
更准确地说，(未更详细示出的)电子马达控制装置具有(象征性呈现的)马达电流检测装置20b，利用所述马达电流检测装置构成用于马达轴20a的转矩传感器。当制动元件33与正确拧入的且支撑在支撑轴承18上的活塞杆12贴靠时，马达电流增加超过极限值，并且马达电流检测装置20b因此识别活塞杆12的径向延伸或厚度。径向延伸或厚度的这个结果经受可信度测试。
如果借助于马达电流检测装置20b也检测马达电流增加，则也可以识别活塞杆12何时提供过少的机械阻力。因此尤其识别活塞杆12何时不稳定并且因此未正确地拧入到活塞12a中。
图2示出根据本公开的用于活塞杆监控以及由此也用于借助于活塞制动器进行注射器监控的传感装置的第二实施例。第二实施例符合第二原理“行程检测”并且因此具有检测装置和/或求取装置，所述检测装置和/或求取装置被设置和构造用于检测和/或求取驱动器23的构件的行程并且因此检测和/或求取活塞杆12的存在和/或位置和/或直径。
更准确地说，周转检测装置20c布置在电动马达20的马达轴20a的远离蜗轮的端部区段上。该周转检测装置由旋转的电位计构成。周转检测装置20c紧固在电动马达20的壳体上并且与马达轴20a有效连接。该周转检测装置检测马达轴20a的周转的数量并且由此可以推断制动元件33的位置，更准确地说推断其相对于支撑轴承18的距离。因此周转检测装置20c识别活塞杆12的径向延伸或厚度。径向延伸或厚度的这个结果经受可信度测试。
在可信度测试之后，可以关断电动马达20的马达电流。然后驱动杆17自动地缩回，使得驱动头16驶近活塞板14。当驱动头16的活塞传感器40确定活塞板14的贴靠时，该活塞板被锁定在驱动头16中。
然后，活塞制动器的电动马达20沿着相反方向操纵，以便使制动元件33又从活塞杆12上离开。接着，注射泵的正常运行可以开始并且为此驱动头16通过驱动杆17缩回以用于压出注射器10。
根据本公开的传感装置的原理也可以组合在活塞制动器中。在一个实施例中，图1中的马达电流检测装置20b于是与图2中的周转检测装置20c组合。
代替制动元件33的与活塞杆12成直角的示出的进给移动方向和定向，也可以设置制动元件33的倾斜于活塞杆12的进给移动方向和定向。尤其，在此提供了相对于插入方向倾斜的设置，活塞杆12随后利用该设置被推入注射筒11中。因此例如也可容忍制动元件33的稍微变钝的刀刃和/或驱动器23的更弱的力。
代替制动元件33的所示的线性进给移动，只要在相对于活塞杆12和注射器纵轴线的径向方向上给出至少一个移动分量，制动元件也可以通过弧形的枢转移动进给。
代替所示的制动元件33在注射器10的远离驱动杆17的侧面上(近似在注射泵的远侧的侧面上)的布置，制动元件33当然也可以在另一个侧面上布置在活塞杆12的圆周上，尤其是在也布置有驱动杆17的侧面上(近似在注射泵的近侧的侧面上)。
代替所示的制动元件33在注射器支架25中的集成，制动元件33也可以与注射器支架25间隔开和/或机械地与注射器支架分离。
代替所示的制动元件33，也可以在活塞杆12的外周上分布多个制动元件33，这些制动元件相应地从多个侧面同时向活塞杆12移动。
代替借助于制动元件33上的所示的刀刃，制动元件33也可以以增加的力并且通过摩擦配合来保持活塞杆12。

Claims (12)

1.一种具有用于注射器(10)的容纳区域(P)的注射泵，其中，所述注射泵的驱动头(16)能够在所述容纳区域(P)中线性地移动，并且其中，活塞制动器的至少一个制动元件(33)能够相对于所述注射器(10)的活塞杆(12)移动并且能够与所述活塞杆贴靠，以便传力配合和/或形状配合地固定所述活塞杆(12)，其特征在于，所述活塞制动器的驱动器(23)具有检测装置和/或求取装置，所述检测装置和/或求取装置被设置和构造用于检测和/或求取所述驱动器(23)的构件的力和/或行程并且因此检测和/或求取所述活塞杆(12)的存在和/或位置和/或直径。
2.根据权利要求1所述的注射泵，其中，所述驱动器(23)具有电动马达(20)。
3.根据权利要求1或2所述的注射泵，其中，由所述检测装置和/或求取装置能够检测和/或能够求取力增加，并且其中，当所述力增加低于极限值时，能够检测和/或能够求取所述力增加。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的注射泵，其中，所述检测装置和/或求取装置被设置和构造用于检测和/或求取转矩。
5.根据权利要求2所述的注射泵，其中，所述检测装置和/或求取装置被设置和构造用于检测和/或求取转矩，其中，所述检测装置是能够用于检测所述电动马达(20)的马达电流的马达电流检测装置(20b)。
6.根据权利要求5所述的注射泵，其中，借助于所述电动马达电流检测装置(20b)能够检测马达电流增加，并且其中，当所述马达电流增加小于极限值时，能够检测所述马达电流增加。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的注射泵，其中，所述检测装置是周转检测装置(20c)，所述周转检测装置与所述驱动器(23)的旋转构件有效连接。
8.根据权利要求2所述的注射泵，其中，所述检测装置是周转检测装置(20c)，所述周转检测装置与所述驱动器(23)的旋转构件有效连接，其中，所述旋转构件是马达轴(20a)或所述电动马达(20)的壳体。
9.根据权利要求1或7或8所述的注射泵，其中，所述检测装置是电位计。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的注射泵，具有多个制动元件(33)，所述制动元件分布在所述活塞杆(12)的外周上。
11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的注射泵，具有用于求取所述注射器(10)的注射筒(11)的直径的传感器(30)。
12.根据权利要求11所述的注射泵，其中，所述构件的由所述检测装置检测的行程能够与由所述传感器(30)求取的直径比较，并且其中，当这两个结果的差大于极限值时，能够检测。
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