CN2259906Y - 医用远距离控制快速注射泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种医用远距离快速注射泵，包括操纵台、注射泵和二者之间的连接电缆，其特征在于注射泵体组件的丝杠上设有螺母，螺母上固定有运行套筒，组成同轴推动的结构，并设有遮光板、注射限位和复位限位光电耦合器，组成注射、复位自动控制及注射器选择的新型结构。本实用新型的输出推力大，可达20公斤，可满足临床快速注射的需要，本实用新型还具有结构简单、设计合理、推力稳定、工作可靠等优点。

Description

医用远距离控制快速注射泵

本实用新型涉及一种医疗器械，具体地说是一种医用远距离快速注射泵。

现有技术ZL92223337.3给出了一种可隔室远距离控制的自动注射泵，它主要用于CT及放射科的造影剂可控注射，以其符合临床要求的注射条件，达到提高影像增强效果，并以远距离隔室操作功能，使医务工作者避免X辐照。然而，由于其机械推动部份属偏心推动，故输出力矩小，快速注射药液时不能满足推力指标，不能用于CT新技术的诊断要求。

本实用新型的目的在于设计一种推力较大的医用远距离控制快速注射泵。

本实用新型的目的是通过采用同轴推动的技术方案实现的，具体包括操纵台、注射泵和二者之间的连接电缆，注射泵包括步进电机、减速机构、丝杠、轴承和泵体，其特征在于丝杠上设有螺母，丝杠的外面设有运行套筒，套筒的后端与螺母固定连接，丝杠两端由轴承支撑，左端轴承的外圈与泵体紧配合，右端轴承的外圈与套筒的内壁滑动配合，套筒的外壁上沿轴向开有定位槽，泵体上设有旋进定位槽的定位销。

本实用新型由于采用了同轴推动的设计方案，所以输出推动力大，可达到临床上快速注射药液的设计指标要求。本实用新型还具有结构简单、设计合理、推力稳定、工作可靠等优点。

本实用新型有如下附图：

图1本实用新型整体示意图

图2注射泵机械部份示意图

图3泵体组件剖面示意圈

图4快速注射泵电原理示意图

图5快速注射泵电原理示意图

以下结合附图对本实用新型作详细说明。

图1为本实用新型整体示意图，包括操纵台1、注射泵2和二者间的连接电缆3，图中，4为运行状态选择键(包括注射键S1、复位键S2和停止键S3三种功能键)，6为注射计量显示，8为注射速率显示及注射速率调整按键部分，5为运行状态选择键(包括注射键S1、复位键S2和停止键S3三种功能键)，10为注射器规格选择键(包括60ml和100ml两种规格)，9为复位量显示，7为注射器，以上均可采用现有技术或按现有技术组合设计，本实用新型的改进主要在注射泵的机械结构设计上。

图2为注射泵机械部份结构示意图，它由机械动力、泵体组件和注射器固定支架构成。步进电机11和小皮带轮12固定连接，丝杆15和大皮带轮13固定连接，大、小皮带轮13、12之间以传动皮带16相连接。丝杆15两端由轴承17、18支撑，安装在泵体14内，丝杆15的外面套装有将推动力同轴输出的运行套筒19。轴承17的外圈与泵体14紧配合，轴承18的外圈与运行套筒19活动配合。丝杆15上设有螺母20，丝杆转动时，螺母可沿轴向前后移动。运行套筒19的后端与螺母20固定连接，可随螺母一起轴向前后运动。为了保证套筒19不旋转，在套筒的外壁上(例如下侧)沿轴向开有定位槽30，泵体14上设有旋进定位槽30的定位销31。这样，当丝杠旋转时，螺母就会带动套筒沿轴线前后直线运动。

图3为泵体组件A-A剖面示意图，图中可以看出定位槽30、定位销31的配合关系以及丝杠15、轴承18、套筒19、泵体14的相互位置组合关系。

为了使注射泵能够方便地进行注射、定位的自动控制，在实现上述同轴推动的改进后，本实用新型对原有的限位自动控制的设置作了相应改进，具体方案如下：泵体14的上部开有通槽32，螺母20上安装有遮光板23，遮光板23从通槽32中伸出，并可沿通槽直线运动。泵体14的前端设有注射限位光电耦合器24，泵体的中部及后端设有60ml及100ml复位限位光电耦合器25、26。采用光电耦合器、遮光板进行注射、复位自动控制的电路原理与现有技术的相同。

以下为本实用新型的控制原理和工作过程的详细描述：当按下图1中任一端运行状态注射键时，图2中的步进电机11得到相应频率的三相脉冲信号，电机转动并经小皮带轮12、传动皮带16和大带轮13使丝杆15转动，丝杠旋转促使螺母20及与其固定为一体的运行套筒19沿着定位槽30作直线运动，从而推动针架固定器21上的注射器22的柱塞运动，将药液推注入受诊患者体内。当药液推注完时，螺母20从泵体14的左方移动到最右方，这时运行套筒19也全部伸出泵体14外部，固定在螺母上的遮光板23也移动到最右方，遮断了注射限位光电偶合器24的光路，这时无驱动脉冲送入电机11，从而电机自动停止旋转。当进行复位运行时，按下图1中任意一端运行状态复位键时，电机11逆转，丝杆15带动螺母20和运行套筒19使其沿定位槽30从最右方向左直线运行，若这时选择60ml注射器时(图1中10)，遮光板23阻挡住60ml复位限位光电偶合器25的光路时，复位运行自动停止。如果选择100ml注射器时，遮光板23运行经过光电偶合器25时不会停止(这时因25上无工作电压)，复位运行继续运动，直到遮光板23阻断100ml复位限位光电偶合器26时，则复位运行自动停止。当然，注射或复位运行到某一位置要求停止运行时，则按压图1中任意一端运行状态中停止键即可。新设计的泵体机械结构，其特点在于丝杆15转动时，运行套筒19沿丝杆轴心、沿定位槽30直线运动，输出推力大，可达到临床上快速注射药液的设计指标。

当选用BF005-II型步进电机时，丝杆可选用螺距8mm的双端螺纹，本实用新型的输出推力可达20公斤以上，注射速率可达3ml/秒，而现有的注射泵推力只有8～10公斤，最高注射速率只有1.6ml/秒。本实用新型的光电耦合器可选用GK122或GK151型光电耦合器。

图4、图5为本实用新型原理示意图，它是一种双端运行控制自动注射泵，其中，图4为控制台部分电路图，图5为注射泵部分电路图。该二部分图中的1C8、1C7、D1～D3、P1～P3以及二部分图中的按键S1～S3构成运行状态选择电路。这二部分电路通过电缆线3(参见图1)将二图中的I、R、S对应分别连接，这样可在控制台或注射泵的任意一端，通过按压S1～S3键，均能实现运行状(注射、复位、停止)的选择，即构成双端运行操作，十分方便影像科室的隔室运行控制。

图中1C8为同相缓冲器(CD4050)，当触压控制台注射键S1时，二部分图中的IC8：A的3脚均得到一高电平，输出为同相高电平，使D触发器IC7的3脚呈低电位，二部分注射运行显示灯P1都亮；控制台部份IC7的2脚输出高电位，导致电子开关IC9：A和IC9：D(CD4066)导通，使注射当量化脉冲经IC9：A送至三相脉冲产生器IC10(CH250)，又因IC9：D的导通，则使IC10的1脚为高电位，并由与非门IC11：A使IC10的2脚为低电位，促使IC10输出的三相脉冲序列，经功放后，使步进电机正转。控制台和注射泵部分的IC7的2脚输出高压位，使注射量计量和复位量计量二部分都进行减法运算。当触压停止运行按键S3时，则另一同相缓冲器IC8：C得高电位，IC7的翻转使停止显示灯P3亮，这时因IC9：A和IC9：C都截止、无脉冲送入IC10，电机则不转动。需复位运行时，按压复位运行键S2，同时在二部分电路中IC8：B的5脚都得到一高电位，经IC7的转换，二部分中的复位显示灯P2均显示。这时控制台部分IC7的7脚输出高电位使IC9：B、IC9：C都导通，使IC10的1脚为低电平、2脚为高电平，复位脉冲经IC9：C送至IC10，IC10输出使电机反转脉冲序列。上述功能可在控制台或注射泵体任意一端实现运行状态的选择，并且能以显示灯提示所选运行状态。

本实用新型设有注射、复位自动控制功能，按CT扫描的需要，本机适合使用60ml或100ml一次性注射器。该功能电路安置在注射泵部分，其电路由同相缓冲器IC35(CD4050)、D触发器IC34(CP40175)电子开关IC33(CD4066)等构成。使用100ml注射器时，先触压100ml键S4，IC35：A输出高电位，促使IC34的3脚为低电位，此时显示灯P10亮，以提示现选用100ml注射器；IC34的2脚输出则为高电平，使IC33：B导通，则对应100ml注射器的振荡器IC12(CD4047)输出信号经IC33：B和隔离二极管D12(4148)送至当量变换器IC23(CD4527)，输出与100ml注射器行程相应的当量脉冲，送至IC10，以驱动步进电机。进行复位运行时遮光板23，则从右向左运行，直至复位运行遮断100ml复位自停光电偶合器26，即PH1(GK122)时，PH1的F点为高电位，经施密特触发器IC9：A和IC9：B(参见图5，可采用CD40106)整形后，经隔离二极者D4送一高电压同时到达两部分图中IC8：C的7脚，促使IC8、IC7转换，停止灯P3均亮，电机自停。

当选用60ml注射器时，按压60ml注射器选择按键S5，IC33：b的5脚得到一高电位，则IC34的6脚为低电位，显示灯P11亮，以提示现要选择60ml注射器，同时IC34的7脚因为高电平，则使IC33：A和IC33：C同时导通，IC33：A导通，使60ml注射器用振荡器IC32(CD4047)脉冲顺利通过，经隔离二极管D11送至当量变换器IC23的9脚，同时IC33：C导通，则为60ml复位自停光电偶合器25，即PH4(GK122)、施密特触发器IC31：A和IC31：b提供电源Vcc。当复位运行时，遮光板23左移到25时，则PH4的F点输出高电平，经IC31整形后，经隔离二极管D6送至二部的IC8：C，使电机停止运转。

同时，无论选择哪一种规格的注射器进行注射运行时，遮光板23运行到最右端并阻挡注射自动停止光电偶合器24、即PH2(GK122)时，由D5送出高电平，电机停止转动。

Claims (2)

1.医用远距离控制快速注射泵，包括操纵台(1)、注射泵(2)和二者之间的连接电缆(8)，注射泵(2)包括步进电机(11)、减速机构(12、13、16)、丝杠(15)、轴承(17、18)和泵体(14)，其特征在于丝杠(15)上设有螺母(20)，丝杠(15)的外面设有运行套筒(19)，套筒(19)的后端与螺母(20)固定连接，丝杠(15)由轴承(17、18)支撑，轴承(17)的外圈与泵体(14)紧配合，轴承(18)的外圈与套筒(19)的内壁滑动配合，套筒(19)的外壁上沿轴向开有定位槽(30)，泵体(14)上设有旋进定位槽(30)的定位销(31)。

2.根据权利要求1所述的快速注射泵，其特征在于所说的泵体(14)上部开有通槽(32)，螺母(20)上安装有伸出通槽并可在通槽中运动的遮光板(23)，泵体(14)的前端设有注射限位光电耦合器(24)，泵体(14)的中部及后端设有60ml及100ml复位限位光电耦合器(25、26)。

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