CN205108565U

CN205108565U - 一种非悬挂式的静脉输液器

Info

Publication number: CN205108565U
Application number: CN201520903980.6U
Authority: CN
Inventors: 康春雨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2025-11-13

Abstract

本实用新型涉及一种非悬挂式的静脉输液器，设计结构主要由输液管路、瓶体、滑动活塞等零件构成的输液器贮液装置及由弹簧、凸轮等零件构成的能动装置组成。由能动装置产生的弹力作用于密封活塞移动进而将输液瓶中的药液以一定的速度沿着输液管路压出，进行人体静脉注射。本实用新型操作简单、零件制造的相关产业成熟，投入使用后很大程度上可节省急救或救援的时间和人力，提高救援效率。

Description

一种非悬挂式的静脉输液器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域中人体静脉用输液器，具体涉及一种非重力输液式（不用悬挂）且利用纯机械原理设计的静脉输液器。

背景技术

在日常生活中，无论是到医院就医或灾难事故现场救援，进行静脉输液时均使用的是重力式输液器，多年来人们形成传统，根据工作原理简称为“吊瓶”。

采取吊瓶输液，需要人工制造“势能差”以便药液流出，通常需要寻找适宜的高度位置进行悬挂或手持高举，不难发现，采用传统的吊瓶输液，受使用场地的限制，需要一定的救援（急救）人力来处理吊瓶的位置，在很大程度上占用了救援期间的医护人力资源、影响救援其他伤员的时机，此外，在输液完毕后，如果拔针不及时则容易产生血液回流问题。

目前市面上也存在电动注射仪，但这种类型的注射仪需要外部电源或者内部电池提供电能，此外，不仅成本高难以普及，而且体积大、操作复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于针对传统“吊瓶”的缺点，提供一种非电气控制、利用机械原理且能防止回血的非悬挂式静脉输液器。

本实用新型的技术方案如下：一种非悬挂式的静脉输液器，由三部分组成，第一部分为输液管路组件（a）；第二部分是由瓶体、瓶盖组件、可滑动式密封活塞、药瓶支座构成的贮液瓶（b）；第三部分是由输液器底座、主弹簧、托盘、托盘锁块、凸轮组件、轮毂驱动带、副弹簧组件、输液器开关组件等组成的能动装置（c）。输液管路的瓶塞穿刺插入贮液瓶瓶盖组件，用第三部分能动装置代替第二部分的药瓶支座与贮液瓶连接，由能动装置中主弹簧恢复变形产生弹力，弹力反作用于密封底盘促使其沿着瓶体内壁移动，在由凸轮组件以及副弹簧组件的合成力作用下从而将输液器中的药液以一定的速度沿着输液管路压出，注入人体静脉。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述瓶体的材料执行“一次性使用无菌注射器”标准，或采用聚丙烯等国家药品包装容器（材料）标准允许的其它塑料材料制造，瓶体底部带有外螺纹，后续采用螺纹连接方式紧固瓶体。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的瓶盖组件由橡胶塞和铝塑组合盖组成，采用现行的常规医疗许可材料制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的可滑动式密封活塞的材料参照执行“一次性使用无菌注射器”标准允许使用的橡胶，与瓶体内表面接触采用迷宫密封，剖面形状似倒“凹”形且顶部带有一定锥度。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的输液管路组件的材料、结构设计参照执行“一次性使用输液器”标准中的非进气式输液管（也可采取进气式，此种设计应将进气器件设计为单向阀），瓶塞穿刺器一端用于与输液器连接，非使用状态下使用保护套防护穿刺，瓶塞穿刺器的另一端连接输液管路，管路另一端穿过流量调节器直接连接药液过滤器和静脉注射针组件。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的药瓶支座为带有与瓶体配合的内螺纹槽型盖，材料选择非医疗器械禁止使用的硬质塑料制造。此外，药瓶启封前，药瓶支座顶部的上平面内须与可滑动式密封底盘底部下平面完全贴合。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的主弹簧结构采用两端并紧且磨平的圆柱形弹簧。材料选择非医疗器械禁止使用的金属制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的托盘为带中心通孔的盘状、剖面形状类似“凸”型台，材料选择与瓶体相近的塑料制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的托盘锁块为施加外力可有一定变形的圆环或用具有一定厚度的金属条（带）捏合，选择为非医疗禁止使用的金属材料制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的凸轮组件结构由左、右支架、轮毂以及特殊结构的凸轮构成，材料选择非医疗禁止使用的塑料制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的轮毂驱动带用于连接托盘锁块及轮毂，进而带动凸轮旋转，材料选择高强度且低弹性的软质尼龙或者纤维材料制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的副弹簧组件中弹簧结构采用两端并紧且磨平的圆柱形弹簧，材料与主弹簧材料相同；副弹簧上支座用于接触弹簧与凸轮，材料选择非医疗禁止使用的塑料制造。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的输液器底座采用非医疗器械禁止的硬质塑料制造，设计特殊结构以供后续安装主弹簧、凸轮组件、副弹簧组件等。

进一步，如上所述的非悬挂式的静脉输液器，其中，所述的输液器开关组件位于输液器底座底部，可随时启动和终止输液器输液，材料选择“塑料+弹性金属片”组合方式制造。

本实用新型的有益效果如下：

采取本实用新型，直接受益方包括但不限于医院、诊所、120救护车、灾难性事故救援现场。

积极的效果包括但不限于：对于医院、诊所类场所而言，节省了放置吊瓶支架的空间，本实用新型可随意放置，适用于病房、走廊等病床。对于120救护车而言，本实用新型可以免去“手持吊瓶且与担架同速奔跑”的医护人员。对于灾难性事故现场，节省时间就是拯救生命，采用本实用新型，不用临时寻找悬挂吊瓶的合适位置或不用让他人手持，节省了救援的时间同时变向地了增加了可参与救援的人力；不受使用空间的限制；伤员注射完药液后不会因医护人员拔针不及时而回血，变向地增加了可进行急救的医护人员人力，为救援其它伤员争取了宝贵的时间。本实用新型的能动装置可回收进行多次配套使用。本实用新型制造成本低且现有的“一次性使用无菌注射器”制造企业均可批量投产。

附图说明

图1为贮液瓶组件（a+b）的结构示意图；

图1-1为可滑动式密封活塞的结构示意图；

图1-2为药瓶支座结构示意图；

图1-3为输液管路组件（a）结构示意图；

图1-4为瓶盖组件结构示意图；

图2为能动装置（c）结构示意图；

图2-1为输液器底座结构意图；

图2-2为凸轮组结构示意图；

图2-3为副弹簧上支座结构示意图；

图2-4为托盘结构示意图；

图2-5为轮毂驱动带连接位置结构示意图；

图3为输液器旋转开关组件结构示意图；

图4为输液器底盖结构示意图；

图5为非悬挂式静脉输液器（a+b+c）结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

对本实用新型“非悬挂式的静脉输液器”进行研发，此处仅以“公称容量为250mL、以分液输注为主要目的的一次性静脉输液器”为例阐述实施方式。

首先按照国家医药行业注射器相关标准，选定输液器各零部件材料，根据公称容积为250mL,考虑工作压力强度确定相对合理的壁厚及各尺寸公差后设计出输液器贮液边界，即贮液瓶部分（a），结构参见示意图1。其中，瓶体结构参见图1中零件1，其内径基本尺寸d₁为Φ60±1.0mm，有效高h_e1为90±1.0mm，总高h_t1为140±1.0mm，壁厚S₁为1mm，底部带有外螺纹。瓶体上部瓶嘴高h₁为15mm，内径d₂为Φ20mm，壁厚S₂为1mm，上端口外径d₃为Φ24mm，凸台长h₂为7±0.3mm。

进一步设计可滑动式密封活塞，装配位置参见图1中零件2，结构示意图参见图1-1，其配合使用的器壁内径即密封底盘的外径基本尺寸d₄为Φ60mm，公差须满足底盘在整个滑动过程中药液零泄漏，与器壁结合面密封的方式采取迷宫密封。活塞底盘内径基本尺寸d₅为Φ30mm，锥角约为160°，活塞与瓶体接触面高h_e2为13mm，空腔深h_d1为5mm，内边倒圆角R₁为5mm。

进一步设计确定药瓶支座，装配位置参见图1中零件3，结构示意图参见图1-2，在药瓶未使用状态下，通过螺纹与药瓶连接支撑密封活塞，底部外径d₆为Φ64mm，壁厚S₃为1mm,深h_d2为20mm，总高h_t2为41mm；顶部支撑外径d₇为Φ54mm，内径为d₈为Φ48mm。

进一步设计确定输液管路组件（a），装配位置参见图1中零件4，结构参见示意图1-3，参照执行“一次性使用输液器带针”标准中的非进气式输液器（也可采用进气式输液管，但是如果采用这种形式，需要将进气元件设计成单向止逆阀结构），仅保留传统的瓶塞穿刺器保护套6、塑料瓶塞穿刺器7、静脉输液针8、药液过滤器9、流量调节器10、管路11，本实用新型配套输液管路总长度500mm左右即可，瓶塞穿刺器7总长L₁为18mm，极限偏差为（-1.0mm,0mm），其它不与本实用新型配合使用的尺寸依据一次性输液管自身的设计确定。

进一步设计瓶盖组件，装配位置参见图1中零件5，结构参见示意图1-4，配合的参数尺寸包括胶塞外径d₉为Φ20mm，极限偏差为（0mm,+1.0mm），组合盖铝套的外高h₃为11mm，极限偏差为（0mm,+0.5mm）。

其次，设计确定能动装置（c），结构参见示意图2。其中，输液器底座结构参见示意图2-1，装配位置参见图2中零件12，总高ht₃为70mm，内径为d₁₀为Φ62±0.5mm，壁厚S₄为1mm，壁高h₄为40mm，底部带有内螺纹，内径为d₁₁为Φ46mm，壁厚S₅为1mm，壁高也为40mm，槽外径d₁₂为Φ57mm，壁高h₅为5mm，壁厚2mm。结构29用来后续安装开关组件，结构30用来后续安装凸轮组件，结构31用来安装副弹簧组件。

进一步设计确定主弹簧，装配位置参见图2中零件13，鉴于常规的注射器要求“对于滴管为20滴/mL的输液器，输液器在1m静压头下，10min内输出质量浓度为9g/L的氯化钠应不小于1000mL”、“对于滴管为60滴/mL的输液器，输液器在1m静压头下，40min内输出质量浓度为9g/L的氯化钠应不小于1000mL”，从这两个要求中，同性质药液、相同静压头下，两者流速之所以不同是由于两者使用的滴管的规格不同，与始终处在1m静压头下的吊瓶无关。因此，本实用新型参数设计以滴管为20滴/mL的输液管10min内输1100mL药液为要求对象，根据伯努利方程等效算出20滴/mL的输液管路（滴口内径按2.0mm计算）滴管进口处的动能，根据功能关系公式可进一步计算出，在采用弹簧力作为动力输入时，弹簧力在整个注射过程中所需做的功，综合考虑输液器底座的结构空间后，选型两端并紧且磨平的圆柱形弹簧，切变模量G=78500MPa，弹簧丝直径d₁₃=Φ1.6mm，弹簧中径中径d₁₄=Φ49.6mm，有效圈数15圈，总圈数16.5圈，自由高度约为145mm，工作形变区间（工作高度）由40mm恢复至130mm,即滑动活塞的工作位移为90mm。经过计算得到主弹簧工作载荷（N）与工作高度（mm）的对应关系，参见下表1。

表1主弹簧工作载荷（N）与工作高度（mm）的对应关系

由于单一弹簧恢复形变产生的弹力为变力，而本专利为人体注射用，因此，需要一副弹簧组件与主弹簧共同作用，即形成恒力弹簧，综合考虑输液器底座的结构空间后，选型也为两端并紧且磨平的圆柱形弹簧，切变模量G=78500MPa，弹簧丝直径d₁₅=Φ1.0mm，弹簧中径中径d₁₆=Φ9mm，有效圈数13圈，总圈数15圈，自由高度约为21mm，装配位置参见图2中零件21。经过计算得到副弹簧工作载荷（N）与工作高度（mm）的对应关系，参见下表2。

表2副弹簧工作载荷（N）与工作高度（mm）的对应关系

凸轮组件的装配位置参见图2中零件20，结构参见示意图2-2，其中凸轮轮毂20外径为Φ30mm，高6mm,轮毂座（32，33）内侧间距5mm，凸轮轮毂座（32，33）的外径d₁₆为Φ40mm，厚度均为3mm，凸轮34的基圆直径d₁₇=Φ26mm，壁厚S₆=3mm，高5mm，外径与圆心角（自0°至90°方向）的关系参见表3，0°位置为凸轮工作的起始位置。凸轮位于凸轮左、右支架（18）之间，左、右支架内侧间距23.5mm。轮毂轴的左端面至左支架内侧面12mm，轮毂轴的右端面至右支架内侧面6mm。

表3凸轮外径与圆心角的对应关系

确定凸轮结构之后，便可得到构成的恒力弹簧的工作载荷（N）与主弹簧工作高度（mm）的对应关系，如下表4所示。

表4合成工作载荷（N）与主弹簧工作高度（mm）的关系

凸轮结构确定后，进而确定副弹簧用接触凸轮的副弹簧支座，装配位置参见图2中零件22，结构参见图示意图2-3，其通过沟槽键结构固定装配位置，上顶面与凸轮表面时刻保持相切，总高h_t4为19mm，高h₆为16mm，顶部半圆柱直径d₁₈=Φ4mm，长度与圆台外边缘相切，圆台外径d₁₉=Φ10mm，与圆台连接的过渡段外径d₂₀=Φ8mm，下方带沟槽的圆柱段高h₇=13mm，外径d₂₁=Φ5.5mm，沟槽沿轴线对称，总宽W₁为2mm，沟槽深2mm，方向与顶部半圆柱轴线平行（同向），该沟槽用于与输液器底座设计的“键结构”配合。

主弹簧与滑动活塞采用托盘结构间接推动，装配位置参见图2中零件17，结构参见示意图2-4，托盘外径d₂₂为Φ56±1.0mm，总高h_t5为8mm，凸台高2mm，大径d₂₃为Φ28mm，小径d₂₄为Φ17mm，通孔宽W₂为3mm，长L₂为6mm，凸台面设有宽W₃为10mm、长L₃为10mm、深2mm的方槽，托盘高h₈为6mm，底面设有直径d₂₅为Φ51.2mm且深h₉为3mm的凹槽。

进一步确定两端分别连接托盘顶部以及凸轮轮毂的驱动带，装配位置参见图2中零件16，厚度2mm，总长度应满足绕轮毂两圈并能够在顶端用托盘夹块（装配位置参见图2中零件15）紧固、在底端与轮毂的轮毂夹块（装配位置参见图2中零件19）夹紧，这两处的紧固最关键，参见示意图2-5，其中零件15为托盘夹块、16为驱动带、17为托盘、19为轮毂夹块、20为轮毂，轮毂夹块外侧表面应设计有齿形结构便于啮合限制驱动带延长度方向滑移，托盘与轮毂驱动带采用托盘锁块（也可以选择具有一定厚度的金属带（条））连接紧固，避免驱动带松落，连接方式采用外力捏合。

进一步设计输液器开关组件以保证输液器随时开启或停止，结构参见示意图3，其中塑料材质部分内径d₂₆为Φ60mm、外径d₂₇为Φ62mm，弹性金属片外径d₂₈为Φ43mm、内径d₂₉为Φ39mm，圆柱凸台外径d₃₀为Φ3mm、d₃₁为Φ2mm，弹片高h10为3mm，塑片h₁₁为5mm、h₁₂为8mm，角度θ₁为7.5°，θ₂为15°，θ₃为60°，θ₄为45°，凸台面距离中心距离L₄为17.5mm，旋转开关结构参见示意图3（左侧），装配位置参见图2及图3（右侧），其中零件24为旋转开关、35为开关连接线、26为弹簧、27为插齿、28为棘轮。此处，对零件27及28结构不做硬性要求，功能能够随时保持零件27与凸轮左支架配合，支架内侧设置工形槽供插齿沿其垂直方向滑动，实现插齿27与棘轮28成功啮合并能够阻止零件28继续旋转便可。

图2中零件23为能动装置底盖，结构参见示意图4，其中总高h_t6为9mm，外径d₃₂为Φ64mm，内径d₃₃为Φ48mm，高h13为5mm,直径d₃₄为Φ62mm，直径d₃₅为Φ52mm，厚h₁₄为1mm。结构36、37两个圆柱位于直径d₃₆为Φ36mm的圆周上，直径为Φ3mm，高h₁₅为3mm，距离中心线距离L₅及L₆均为9mm，用以装卡支撑弹簧片内表面，角度θ₅、θ₆、θ₇、θ₈均为45°，θ₉为80°，θ₁₀为60°，θ₁₁为7.5°。结构38、39、40、41圆柱位于直径d₃₇为Φ57mm的分度圆上，直径为Φ4mm，高4mm，用以和输液器底座紧固配合、定位。

本实用新型所提供的一种非重力输液式的静脉输液器，组装后的结构参见示意图5（由a，b，c三部分装配组成），其设计思路也适用于其它体积数值的输液器的结构设计，可依据同理方便地设计、制造、批量生产革新性的非悬挂式静脉输液器。此外，可在本实用新型的管路上设计装置来监测注入速度，速度如不合适可再次进行调节，也可对本装置底部稍作改进增加输液完毕后自动报警装置。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于共由三部分组成，第一部分为输液管路组件（a），第二部分为贮液瓶（b）,第三部分为能动装置（c）。

2.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：第一部分输液管路（4）组件较常规的一次性输液管而言，不设滴管和滴斗结构。

3.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：第二部分贮液瓶（b）具体包括瓶体（1）、瓶盖组件（5）、可滑动式密封活塞（2）、药瓶支座（3）。

4.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：第三部分具体包括输液器底座（12）、主弹簧（13）、托盘（17）、托盘锁块（15）、凸轮组件、轮毂驱动带（16）、副弹簧组件、输液器开关组件（24）、输液器底座底盖（23）。

5.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：第二部分贮液瓶（b）由瓶体等零件构成，其中瓶体（1）的外形为圆柱状且瓶底部具有外螺纹结构。

6.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：所述的贮液瓶在非使用状态下，采用药瓶支座（3）连接瓶体支撑密封活塞（2）。

7.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：所述的能动装置采用由主弹簧（13）、副弹簧（21）及特殊结构的凸轮（34）构成的恒力弹簧作为供给推力。

8.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：所述的能动装置采用弹簧力作为动力源，由主弹簧（13）推动托盘进而推动活塞（2）沿瓶体（1）内壁近匀速滑动。

9.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：所述的能动装置采用由主弹簧（13）恢复变形带动轮毂驱动带（16）移动，进而由轮毂驱动带（16）带动轮毂（20）旋转。

10.如权利要求1所述的一种非悬挂式的静脉输液器，其特征在于：输液器开关组件（24）采用“塑料+弹性金属片”组合制造。