TW200402315A - Device and method for liquid jet generation - Google Patents

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TW200402315A
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TW92120415A
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Birger Hjertman
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Pharmacia Ab
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Description

200402315 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種噴流-注射器裝置,其包含a ) —外 殻;b) —壓力室,其用於射出一液體,並附著至或包圍 於該外殼中,該壓力室具有至少一開口及一可移動或可伸 縮之壁面或壁面片段;及c ) 一加壓機制,其至少附著至 或包圍於該外殻中,可操作該加壓機制以於該外殼及該壁 面間之力鏈中直接或間接地施力,俾能加壓該壓力室內容 物,用於一液體噴流之射出經過該開□,該機制包含至少 一動力產生器及選擇性地包含一於該動力產生器及該壁面 間之傳動裝置。本發明亦有關一種產生液體噴流之方法。 【先前技術】 在用於運送液體之噴流-注射器中,該液體係給與充 分之速度及尺寸,以僅只藉著該噴流之動量及慣性切穿皮 膚或其他細胞組織。雖然一些噴流-注射器係藉著一短針 或縫衣針所輔助,用於減少該噴流穿通動力之需求,大部 分噴流-注射器完全依用於穿通之噴流而定且一般係稱爲 無針式或缺針式注射器。無論如何,足以切穿細胞組織之 液體速度需要將與該注射有關之液體高度加壓。其亦想要 的是具有一用於該壓力之短上昇時間,以便避免不足之噴 流穿通動力,假如該液體係藉著該皮膚橫向地偏斜,這可 能導致一具有不足量藥劑之“濕式射出(wet-shot ) ”,或 假如該皮膚以一未受控制之方式由該注射器開口位移離開 r*"- -4- (2) (2)200402315 或假如該噴流掃過該皮膚上方可導致一完全之注射失敗。 最後,長久以來已認知其想要的是於一短之最初穿通階段 期間具有一最初之高壓及速度峰値,隨之於較長之注射階 段期間有一較低之壓力及速度,以便避免過多之痛苦、瘀 傷、細胞組織之過大破壞、及太深之液體運送。 於所述想要之噴流-注射器用壓力分佈圖中有一些根 本之問題,該問題大部份源自所涉及之強力及高度可變之 壓力。甚至由一靜態之觀點而言,該異常之高壓傾向於比 於其他注射裝置中更歪曲結構材料,且甚至小之相對變動 導致高額定差値及力量梯度。當考慮動態效應時,這些困 難變成還更嚴重。快速之壓力上昇係由可塑性變形材料中 之任何降服所抵消,而且把彈性張力建入所有硬材料中, 及因該梯度爲大,且壓力及壓力波需要時間以使裝置震動 及將導致之液體波動變相等。於彈性變形中之可能過沖將 於該壓力分佈圖之稍後階段中留下一變動成因。變化之第
成,及於該隨後之大約持續注射階段期間藉著變動降低至 一較少程度。該裝置之很多零件可促成及用作該變動之來 源或溢出源。特別是於具有任何支撐結構、活塞墊圈等之 室中,而且於任何實心零組件可類似地運轉之加壓機制 中,但特別是該普通之動力產生器,諸如具高度彈性及能 夠支撐力量變動及靜態與動態壓力波之機械式彈簧或加壓 氣體。其實,該室零件及該機制零件係設計成可交換力 量,且其下邊是這些可產生共鳴及保存或甚至放大不想要
-5- (3) (3)200402315 之變動之系統零件。本發明家已能夠測量當該壓力室中之 壓力變動時以及在該噴流衝擊處之力量變動兩者之預期變 動’且它們顯現爲疊置在該較慢之壓力分佈變動上之快速 波動、或“減幅振盪”。咸信此減幅振盪係對該注射過程極 有害的。於該穿通階段期間,該波動減少噴流之穿通品 質,或許以與“侵入”其經過該目標之路徑之若干連續式少 量射出係比單一重箭更無效相同之方式。於該注射階段期 間,液體串流之波動係極可能將對應震動強加於該細胞組 織中,而加劇經過該切割運送整個劑量至該目標深度之問 題。當比起一連續穩定之串流時,吾人亦相信震動及波動 將加重痛苦之感覺。但或許最極端及厲害之減幅振盪影響 係當該壓力反彈係巨大到足以將該注射器孔口之過壓轉變 成一次壓力(s u b - p r e s s u r e )且因此射入抽吸裝置時。本發 明家已經觀察、測量及提供此事件之文件,至少在該壓力 分佈圖中之穿通峰値之後之第一次反彈。假如進入該裝置 之抽吸操作發生不再能保證該無菌狀態,及能傳染血生疾 病。噴流-注射器係由於注射速度及避免於注射間之換針 而適用於大量注射,且因此已長期用於牛之大量注射。吾 人業已考慮及嘗試人類之大量預防接種,但已由於交叉傳 染之事件而被拋棄,甚至當該孔口部份係已更換或淸潔 時。所觀察之抽吸裝置可說明該現象,且對該問題之一解 決方法可又造成用於人類大量注射之可實施噴流-注射器 選擇權。 有趣的是,似乎來自噴流-注射器之液體串流波動係 (4) (4)200402315 一項老舊之觀察,雖然以解決方法及改良之觀點而言該問 題似乎未引起許多注意。來自1 9 5 4年之美國專利說明書 2 7623 70提及該液體係以波濤而非均勻地排出。然而,本 發明家將所觀察到之問題歸因於所使用彈簧系統中之自然 頻率,及建議增加一具有另一自然頻率之互補彈簧組,以 抵銷該變動。淸楚地是,所提議之補救辦法係受限於該彈 簧系統及相反地對該系統導入更少之彈性。在其他方面, 該先前技藝似乎未對該問題或其解決方法給與許多指導。 用於抵達想要之所有壓力分佈圖之普通設計原理係將該液 體包圍於一堅固室,或將一軟性或脆弱室包圍於一堅固支 撐室中,且藉著用一機構攻擊該室之一可移動壁面、例如 活塞或薄膜加壓該室,而能夠提供適用於所述二階段之一 強力及一較弱力量。更精製之裝置具有用於各階段之分開 驅動系統,以於位準及持續期間中給與一控制下之差値, 反之較不複雜之裝置典型於某一不再作用行程(dead run distance )期間僅只允許該機構加速,在撞擊於該壁面上 之處造成該峰値,隨之有一較低之持續平衡壓力。大致 上,此普通之設計全然未專注於該變動或波動問題,且無 一設計明確或絕對地消除該問題之任何一項。這是因爲發 生這些問題之所有必要之先決條件係已存在,亦即於該目 標壓力分佈圖中結合該高壓位準、短起落時間等之系統彈 性之存在。在其中發給本申請人之W0 01 /8 96 14參考專利 敘述一有彈性活塞中之彈性規避作用如何能減少一雙活塞 卡匣噴流-注射器系統之全部彈性。這是一種用於將該裝 (5) (5)200402315 置室之零件彈性減少至一活塞系統之彈性之相關動作,但 不會將彈性消除至用於避免減幅振盪所需之程度。亦不需 由該加壓機制施行影響減幅振盪助因之動作。 所述減幅振盪問題不應與其他存在於射流裝置之震動 問題混淆。例如,已建議各種用於反跳效應控制之阻尼機 構,該反跳效應係藉著於噴流-注射器中之各種質量之相 對移動所造成。該WO96/28202參考專利有關一種具有外 部觸發套筒之注射器,該套筒可關於該內部射出機制移 動。當將該裝置壓抵住該皮膚時,但當觸發時抗拒快速之 反跳移動,一黏性之阻尼媒介係位於該外部套筒及該內部 機制之間,以允許緩慢之相對移動。淸楚的是,此一配置 係只在該外部套筒及該內部機制間之相對移動有效,但對 在該機制本身內之減幅振盪無效。美國4722728參考專利 敘述配置於一外殼及該主要線圈彈簧間之碟簧,爲著要抵 銷在推液塞底部之彈回或反跳而免於衝擊。再次,此一配 置對抵抗該機制內之減幅振盪係無效的,且於該重要之最 初及主要注射階段期間並非全部都在運轉中。同理,已建 議各種阻尼配置,用於控制一注射機制之移動速度,特別 是在異於噴流-注射器裝置中之減速。發給本申請人之美 國62 70479參考專利敘述一配置平行於一用於自動樣品注 入器之注射機制之阻尼器,允許在非破壞性之速率中慢慢 地施加高注射力。這不適用於速度對產生突然之穿通峰値 及高注射速率係必要之噴流-注射器。 據此,在此留有一感受得到用於控制波動之需要,此 (6) (6)200402315 波動係由噴流-注射器中之減幅振盪所造成,且尙未藉著 先前技藝結構所處理者。 【發明內容】 本發明之一主要目的係提供一種避免或改善現存噴 流-注射器之上述問題之噴流-注射器。一更特定之目的係 提供一具有已減少或消除減幅振盪、變動或波動問題之噴 流-注射器。另一目的係提供具有已減少或消除負壓或抽 吸風險之噴流-注射器。另一目的係提供一具有已減少或 消除來自一室零件及~加壓機制零件之減幅振盪助因之噴 流-注射器。又另一目的係允許有彈性之壓力分佈而不會 將減幅振盪疊置在、想要之分佈樣式上方。另一目的係提供 此等仍然允許使用高壓之噴流-注射器。又另一目的係提 供允許用於該壓力之快速上昇或下降時間之噴流-注射 器。又另一目的係提供允許高穿通壓力、隨之較低注射壓 力之噴流-注射器。進一步目的係提供此等利用產生峰値 之撞擊之噴流·注射器。又其他目的係提供操作此噴流-注 射器以獲得所述優點之方法。 藉著所附專利申請範圍中所提出之特徵可達到這些目 的。 不限於本發明之說明書中之理論,吾人相信減幅振盪 現象之成因中所涉及之主要因素係結合高且可變力量之系 統彈性。無彈性之材料傾向於永久地降服,而不會累積以 後可有意地或無意地恢復之能量或張力。對比之下,彈性 -9 - (7) (7)200402315 變形保存可於稍後處理階段有意或無意地釋放之能量及力 量。確定地,一些材料可於完全彈性及無彈性作用之間作 出反應但就此其足以將其分成理想上無彈性及理想上有彈 性之零組件。於一噴流-注射器中,許多無彈性零組件係 不想要的因爲它們抵銷壓力中之短上昇時間。有彈性材料 適用於相同狀況,只要它們具有低彈性係數,且據此需要 實質之變形供積聚反作用力,這是稍早所述努力使活塞彈 性減至最小之基本原則。然而,對於本目的,其重要的是 觀察使得其需要視爲彈性之噴流-注射器之高力量及壓 力,亦觀察通常視爲“硬質”之材料,諸如玻璃、金屬、結 構塑膠等,以及通常視爲不能壓縮之液體本身。用於此觀 點之支撐係取自所觀察之高減幅振盪頻率及所觀察之負 壓,甚至當該壓力機制係未附著至該室壁及據此未能傳送 抽吸力時。類似之考量應用於該加壓機制,只要其包含硬 質材料,諸如於推液塞中等,但該機制通常亦需要於力量 產生零件中包含相當彈性之零組件,諸如於機械式彈簧或 加壓氣體中,爲著要儲存用於全部注射處理需求之充分能 量’該彈性有意地“微弱”。槪言之,系統彈性似乎係多多 少少無法避免的,且減少或消除彈性並非對減幅振盪抑制 之一般途徑。吾人進一步相信力量或壓力中之任何變動可 爲減幅振盪之成因,亦即不只增加力量而且減少力量也 是’其結合各種積聚或下降之彈性張力,或許結合各種質 量之移動,而可能在壓縮及減壓處造成“過沖”。確定地 是’所述想要之壓力分佈圖之主要分量可以此方式作用。 (8) (8)200402315 但當所涉及之力量係高及過渡時間非常短時,不能預期於 所施加力量及彈性間之瞬間平衡,除了前進之壓力波外, 彼此之交互作甩及材料之變化壓縮性質將亦可能爲減幅振 盪起始之一主要來源。據此,不能期待壓力均等化之一完 全控制成爲對減幅振盪抑制之一般成功途徑。 根據本發明一主要論點,至少一無彈性零組件係插入 該主要力量發生器及該室壁間之力鏈中之某處,並受爲著 要加壓該室內容物之目的所影響。於一無彈性零組件或阻 尼器之普通意義中,該元件將具有各零件,其相對位移造 成至少部份造成該位移之能量之消散、消耗或累積。此一 元件之使用將能夠選擇性地消除或阻止不利之移動,而保 留需要之移動。再者,既然該元件無彈性地發生作用,其 將不會增加系統彈性,但藉著消除能量而不會在稍後系統 階段導入任何反彈效應以完全相反之方式發生作用,藉此 滿足該系統中不開始減幅振盪之主要目標。該元件係“串 連地”插入該力鏈,而非“平行地”。以此方式,藉著不發 生作用以阻礙該外殻及該機制之間、或該外殻及該室壁間 之相對移動,該配置不會負面地影響將想要之壓力分佈強 加於該系統上之可能性,但在此點保留高彈性,且該配置 將與高壓應用、快速壓力起落、以及注射樣式中之變動相 容。該串連配置意指該元件係有效地抵住該動力產生器及 該室壁間之相對移動,如由該元件在其傳送作用之插入點 所視,意指用於該傳送作用中之任何槓桿系或齒輪比之修 正或補償。該串連配置及插入點意指該元件係有效地用於 -11 - (9) (9)200402315 控制該噴流-注射器各主要零件、亦即該壓力室零件及該 加壓機制零件間之力量傳送,而形成用於該主要力量變換 及該彈性性質中之主要差異之介面。該元件可藉著減弱這 些零件間之振盪移動具有彼此隔絕該室零件及構造機制零 件之作用,藉此減少可用於減幅振盪之有效系統彈性。該 元件可具有一過濾器之作用,最佳化該過濾器以防止各零 件間之減幅振盪頻率之變換,但允許該壓力分佈力量通 過,造成更少之移動。該元件亦可藉著減弱任何抵達該介 面之變動而具有減少現存每一零件內之減幅振盪之作用。 更重要的是,該元件具有消除震動之一主要成因之作用’ 亦即源自該介面中之力量變動之彈回或彈跳效應。假如涉 及彈性之零組件,任何此變化可導致彈跳效應。本元件藉 著轉變由有彈性至無彈性之衝量傳送消除該彈跳效應,特 別重要的是有關該第一峰値且尤其當使用一用於產生峰値 之無效運轉(dead-run )撞擊時。既然該元件係有效的抵 住相對、而非絕對、移動,當所有零件確定繼續向前時其 同樣有效地抵住彈跳或彈回。當志在高壓時其似乎可反直 覺地強加無彈性之撞擊,因有彈性之撞擊傳送更多衝量及 用掉更少之能量,但這可輕易地作補償,因爲有關該過程 中之能量週轉總額之差異係不足道。該無彈性元件之一般 影響係足以大幅地減少或消除減幅振盪。又此種元件係撓 性的,且爲額外之優點、其本身之力量分佈、單向性質等 能給與適合之特徵。 進一步之目的及優點將由本發明下文之詳細敘述而變 -12- (10)200402315 得明顯。 定義 欠缺在相反情況下二 句,像“包括”、“包含”、 解爲非排他地限制於所述 元件之存在,且應了解爲 式之元件。同理,像“連] “於之間”及類似用語之詞 件間之直接接觸,但應了 件或結構。當用於力量及 類似之詞句。 除非以別的方式指ί 述,諸如“前面”、“後面” 向”等應了解爲有關加壓 假設施加在該“向前”方向 然是一直線,但該力量能 各種傳送作用。無一方ρ 同,因爲用於該噴流之開 可移動壁面之位移方向之 彈性裝置零組件在此 或“軟性”。這些槪念應由 功能觀點作了解。該“硬5 屬、塑膠、液體等之零組 匕明確陳述’如在此所使用之詞 “具有”、“設有”及類似用語應瞭 元件,但應瞭解爲亦允g午進—步 涵蓋任何呈完整、細分或聚集形 妾,,、“附著”、“配置”、“施加”、 句不應瞭解爲涵蓋專用於所述元 解爲允許存在有一或數個中介元 作用之敘述時相同意義可應用於 汽在此所給與之位置及方向之陳 、“向前”、“向後”、“軸向”、“徑 該液體所施加之力量,該力量係 中。該力量之方向可爲、但不必 在改變絕對方向上方傳送,例如 句係需要與用於該射出噴流者相 口可自由地導向,甚至在異於該 其他方向中。 ,係約略地稱爲“硬質”、“有彈性” 該噴流·注射器之上下文關連中之 寶”零組件應了解爲例如玻璃、金 件或材料,其並非設計成可在所 -13· :1Ο0- (11) (11)200402315 涉及之各種力量之下彈性地降服,但可爲有說明之理由稍 微降服。該“有彈性”零組件或材料、例如橡膠、彈性體等 係設計成多少可降服,如藉著密封活塞、墊圈等所示範 者。該“軟性”零組件、例如機械式或氣壓式彈簧係設計成 可降服,主要是爲著要累積用於位移該可移動壁面之能 量。當於該可移動壁面測量時,該軟性零組件典型係設計 成可移動至少1 、最好3毫米、及最好至少5毫米,反之 該硬質及有彈性之零組件係設計成可在相同之測量點移動 較少距離。 大部分材料係介於理想彈性材料、亦即具有充分可逆 作用及理想無彈性材料、亦即完全不可逆作用之間。當作 本發明元件用之可逆、彈性作用之一量測應使用一 ‘‘力 比”Fr/Fa,其盡可能以百分比表示,在此Fa係位移該元件 零件所施加之力量,且Fr是當釋放該元件時在該相反方 向中恢復之力量,當重要時兩者最好在各種力量及距離下 作測量,並類似於或對應於該裝置中之各種操作條件,例 如對於一速度傳感器具有相同之速度,或對於一非線性元 件經過相同之距離,及假如非不變可能需要考慮逐漸增 加。譬如。一幾乎無彈性之元件、諸如一純黏性之阻尼器 兀件將具有一接近零之力比,因爲實際上將沒有經歷任何 回復力量,一記憶材料將具有一有限、但低値,且一與彈 簧元件結合之阻尼器裝置能具有遠較高之値。 詳細敘述
-14 - (12) (12)200402315 原貝ll 本發明之原理於廣義中及用於變化之目的可應用於噴 流·注射器。如在前Η中所指不,噴流-注射器係設計成可 藉著僅只使用該液體噴流之慣性或動量切穿細胞組織。這 與例如針注射成對比,在針注射下該注射針用於切穿該細 胞組織,且對該細胞組織之任何進一步損害係液體靜壓之 結果而非其慣性。一些噴流-注射器具有一短針或尖銳 的,例如1 - 3毫米,以輔助切割該最外層,藉此減少在 該噴流上之需求,雖然在這些案例中亦需要切開能力以抵 達目標深度,例如用於皮下及更多用於肌肉內注射之4--8. 毫米。本發明可有利地用於純粹無針式裝置,並具有用於 切開能力之最高需求。可能存在其它補助方法,例如用於 伸展或固定該皮膚之結構。該注射器可爲意欲用於單次注 射之用完即丟型,其中該液體係關於該注射動量例如經過 該開口預先充塡於該裝置中或載入該裝置,或盡可能形成 一分開之儲藏室,而爲 WOO 1 /8 96 1 4參考專利所示範裝置 之零件,該參考專利以引用的方式倂入本文中。該注射器 可設計成能再使用的,而用於一有限次數之注射,例如當 由一預先充塡之永久儲藏室裝塡時;或用於大約無限次數 之注射,例如當由一可替換之儲藏室或補給線餵入時,例 如藉著本身習知之任何閥門裝置之輔助經過該室開口、經 過該可伸縮或可移動壁面或一特別導管進入該室。用於多 劑量注射器,其可能想要的是製成該壓力室之零件係用完 即丟或如WO 0 1 /8 96 1 3參考專利所示範之整個壓力室,該 -15- (13) (13)200402315 參考專利以引用的方式倂入本文中。噴流-注射器能設計 成可用於一固定式劑量或一可變式劑量,亦如 WOO 1 /8 96 1 3參考專利所示範者。 在此所述注射器可用於在醫學領域內及超出該醫學領 域之各種目的,及用於任何型式之液體製備,諸如爲任何 目的運送之化學藥品、合成物或混合物。爲了槪述該系統 之理由,有關醫學運送裝置具有某些特別之値,在此該設 計限制亦係比於大部分其它應用更嚴格。爲方便故,本發 明將以此應用之觀點敘述之。 欲運送之物質係一液體,包含充當作液體、諸如乳膠 液或懸浮液之物質。這些觀察有關該最後之製備,然而其 它成份、尤其是固體可能在最後製備之前即已存在。亦應 了解該室內容物之本質以廣義用語而言包含醫療用品,且 涵括例如預先充塡或吸入該室之天然成份及體液,雖然大 部分一般醫療用品係工廠製備者。 將主要參考如最初所陳述之裝置零組件敘述本發明。 外殼 該外殼廣義及根本上應了解爲一用於陳述其它零件及 零組件之位置及方向之參考點。然而,其較佳的是該外殼 實際上亦包圍該裝置之至少該機制及主要維持暴露出該使 用者應可進出之零件,諸如備有防護功能、觸發及擊發準 備控制裝置,以及用於方便使用之機構,諸如抓住、操控 或支撐結構。該室以使其暴露或使得該外殻亦局限該室之 -16- (14) (14)200402315 方式可與該外殻一體成形或能附著至該外殼,後者特別是 假如該外殼關於壓力阻抗支撐該室時。如所示該室可爲永 久的或可替換。可藉著任何習知分離或能打開之配置或任 何連接裝置或附件,例如螺紋、插穿式管接頭、球形閘門 等幫助各室之替換。如果由一分開之儲存容器或補給線裝 塡該壓力室,該外殼可包圍或倂入用於此特色之附件。 壓力室 該壓力室應能夠維持該射出壓力,這是由其本身或當 由支撐結構所輔助時,且應設計成可允許其液體內容物之 加壓。能使用任何滿足這些需求之預期或習知室型式。其 可爲一單獨的、一體成形、或合成之結構。該可移動壁面 可需要被設計成適於每一型式之壓力室。譬如,該室可爲 -一由外部支撐之完全彈性之袋子。這是藉著美國2642062 參考專利所示範,其中敘述一可由其未支撐後端伸縮之撓 性袋子,該後端藉著暴露至一以彈簧及閥門裝置加壓之液 壓媒介用作可移動壁面。該美國3308818參考專利敘述局 限一撓性袋子及一煙火製造術用推進劑之支撐封入件,其 中該推進劑直接影響該袋子之壓縮。美國5 02 63 43參考專 利敘述一具有可伸縮後方壁面之更硬質之小玻璃藥水瓶, 該後方壁面係藉著一用推液塞配置驅動之彈簧所伸縮。該 室亦可爲一大致上硬質之結構,具有一用作可移動壁面之 分開零件,例如於該普通之汽缸/活塞種類配置中,或大致 上容器/壁面,其中容器形狀及可移動壁面必須互相配合。 -17- (15) (15)200402315 可最自由地設計該容器,當該壁面係一撓性或特大之薄膜 或膈膜而能夠藉著移動或再成形至容器內部表面順應時。 然而,該容器較好於前面及後方零件之間具有一實質上不 變之內部剖面,設有一不變之容器軸心,而給與一大致上 管形容器,且該剖面係最好普通之圓形型式,而給與一實 質上圓柱形之容器。然後該可移動壁面最好係一實質上具 永久形狀之主體,雖然盡可能撓有彈性之,密封地順應於 該容器內部表面,且最好爲該推液塞型式,具有充分長度 以於沿著該容器前進期間自動平衡地抵住滾轉。硬質之室 係典型由金屬、玻璃或最好像聚碳酸酯之一硬質塑膠所製 成。如所示,該壓力室可爲第二目的具有任何額外之特 色’例如用於單次或重複充塡之入口通道、入口及/或出 口閥等、或用於附著或替換之配置。該室亦可設計成一雙 重或多隔間室,其將在下文敘述。然而,於很多案例中, 其較佳的是在裝塡一特別調製藥劑進入該壓力室之前完成 此準備步驟,且於此案例中該多隔間室可由該壓力室分 開。 用於注射裝置之雙重或多隔間室型式係習知例如用於 在給藥之前要求混合二或更多成份或先質之特別調製藥 劑。各成份係藉著不同習知設計之一或多中間壁面保持分 開’該壁面把該室分成數個隔間,對於圓柱體型室有時候 沿著圓柱體軸平行放置,但最常見的是沿著該圓柱體軸呈 堆疊關係。藉著打破、穿通或打開該中介壁面中之一閥結 構可發生各成份之一致化。於另一習知設計中,該中介壁 -18- (16) 200402315 面或各壁面係爲該活塞型式,且藉著移動該活塞至一旁通 區段達成各隔間間之流動相通,在此該內部壁面具有一活 塞變形區段或一或數個放大區段或反覆之圓周溝槽及台 肩,並於一允許後方隔間內容物在該後方可移動壁面之位 移處分流(by -flow)進入前面隔間之方式中。該室可包含 氣體、液體或固體。大致上至少係存在一液體。於製藥應 用中,最常見的是僅只存在有二隔間,且典型包含一液體 及一固體,該固體係於該混合操作期間溶解及再生。 該壓力室具有至少一開口,亦稱爲一孔□,該特別調 製藥劑於該裝置之主要噴流運送操作期間通過該開口。其 亦已知對於流至該室使用該開口,比方在諸如於該容器中 充滿、混合或分解之製備步驟,於該操作期間該開口需要 存在。其可能且甚至於很多狀況中,較佳的是在已建立相 通之前發生諸如啓始之某些裝置操作,且然後應考慮該打 開要求能被該製備配置所滿足,用於建立該相通,諸如打 開一現存可移去之擋板或一可刺穿或可破裂零件。該開口 亦可配備有一閥門裝置,該閥門裝置最好偏向一關閉位置 及與該注射有關時手動地或藉著施加壓力打開。開口尺寸 應充分大,以給與可靠之穿通,但不應太大,以致造成細 胞組織受損。典型之開口尺寸係超過0.0 1毫米、較佳超過 〇·〇3毫米、及最佳超過0.06毫米,且少於1毫米、較佳 少於0.6毫米、及最佳少於0.3毫米。最好係僅只形成一 噴流,但其亦可能提供數個開口,用於產生數道噴流。於 室加壓期間,該開口之軸心一般係平行於該壁面移動之主 •19- Λ·畀._ 乓. (17) (17)200402315 要方向或甚至與其同軸,但其亦可能具有一偏置或角度配 置’例如像在牙科應用時爲了較佳地接近體腔中之治療位 置。 該壓力室中之典型最大壓力係大致上在25大氣壓 (2.5百萬巴)以上,通常在5〇大氣壓(5百萬巴)以上 或100大氣壓(10百萬巴)以上。該壓力正常係在1000 大氣壓(100百萬巴)以下、在800大氣壓(80百萬巴) 以下或500大氣壓(50百萬巴)以下。 加壓機制 應安排該加壓機制以施加力量在該壓力室之可移動或 可伸縮壁面上,其係該液體及該力鏈間之介面。據此,該 機制應包含一“動力產生器,,。既然該力量將施加經過某一 距離,該動力產生器亦可當作一 “能量來源”,且這些槪 念將在此交替地使用。該槪念“力量”及“壓力”亦將在此 依上下文關連而定交替地使用,例如可用力量之觀點更佳 地了解該機制,反之可用壓力之觀點更佳地了解施加至該 室之力量,該壓力之標準意義是每面積之力量。 該動力產生器可利用手動力量,用於移動壁面,但通 常意義異於手動能量之儲存能量係用作能量來源。這將不 排除藉著分別使用手動力量或能量準備擊發起該動力產生 器或裝塡該能量來源,該配置係稀鬆平常的,例如當使用 機械式彈簧時及當有時候使用氣體壓力時。以別的方式, 在該動力產生器中可使用任何種類之儲存能量,例如壓縮 -20- HID· (18) 200402315 機械式彈簧;壓縮氣體或推進劑;煙火製造術用 電化學釋放氣體;電機能量,如美國51 16313參 示範者等。該動力產生器可由該微小注射裝置分 放置在遠端及經由一傳輸線路傳送,如由最後論 專利所說明,但最好係包含在用於可適當地手提 置之外殼中。可用相同或不同種類之能量及力量 準備。同理,擊發準備配置可包含在一手提式裝 中,但亦可由該裝置分開,如由美國5 7049 1 1及 參考專利所說明者。可存在有超過一個之動力產 複數彈簧般共同發生作用而用作如美國2 7623 70 所論及之一單元,或係設計成可於不同階段期 用,如美國5 1 1 6 3 1 3參考專利所論及者。 該動力產生器可例如所示範地用一彈簧或一 作用在壁面上,但該裝置可於該動力產生器之至 及該壁面之至少一部份、即與該液體接觸部份之 地包含一傳動裝置。該傳動裝置可爲一簡單之機 裝置,例如一影響呈薄膜形式之壁面推液塞桿或 該傳動裝置可經由譬如一機械式連桿配置或一液 用至更改該力量之方向,例如影響該裝置之一般 方如所論及參考專利所示範者。該傳動裝置可具 方式轉變該力量之作用,例如隨著距離改變力量 速齒輪傳動或更常見的是於噴流-注射器中高速 該力量,例如藉著一機械齒輪、連桿或槓桿配置 壓及液壓傳動裝置藉著改變推液塞及活塞之表面 、化學或 考專利所 開,例如 及之參考 及手握裝 發生擊發 置之外殻 3815594 生器,像 參考專利 間發生作 氣體直接 少一零件 間選擇性 械式連接 一活塞。 壓通道作 格局,比 有以習知 分佈、低 齒輪傳動 ,或於氣 積。當存 -21 · (19) (19)200402315 在有超過一個之動力產生器時,每一產生器可具有其本身 之傳送零組件,像美國2 7 6 2 3 7 0及5 1 1 6 3 1 3參考專利所論 及之不同直徑之推液塞,及/或普通之傳送零組件,像美 國5 ] 1 6 3 ] 3參考專利中之液壓連桿。 控制系統 該注射器亦可包含一用於排序其各種操作階段之控制 系統,特別是該穿通階段及當存在時之注射階段。如所 示’可僅只藉著例如包含在該動力產生器、傳動裝置或本 發明之元件中之加速質量之衝擊產生該穿通峰値。於此案 例中,該控制系統只需確保由一位置發生該動力產生器移 動之啓動,並在動力產生器及該壁面間之力鏈中之某處提 # 一間隙,在此充分之質量存在於該間隙後方及關於壁面 $動盡可能地遠在前方,及視情況最好直接位於該壁面及 言亥動力產生器或該傳動裝置之間。該間隙可爲.可調整的, W如對於不同穿通需求或特別調製藥劑黏度作修正,及該 啓始點可爲可調整的,例如用於允許該可移動壁面之不同 啓:始位置,譬如萬一容納不同室尺寸或充滿程度時。另一 是可不需要一間隙地產生該穿通壓力峰値,藉著甚至 it用同一動力產生器或動力產生器組件。這可譬如藉著首 %將有些類似之力量施加在該壁面之一較小面積上,及然 &如所示範地施加在該壁面之一較大表面上,且然後可安 @該控制系統以在用於該較小表面之一給定操作距離之後 _合該較大表面而達成。然而使用一動力產生器能發生一 -22- (20) (20)200402315 力量轉換’例如藉著任何上述有關傳動裝置之機構,藉著 增加用於該穿通階段之力量或降低用於該注射階段之力 量’及該控制系統可然後設計成能夠使用或去除各階段間 之轉換作用’例如藉著流體用之機械鎖或閥門。又另一選 擇是係爲該二階段使用分開之動力產生器系統,該動力產 生器系統可爲類似或不同類型,且該控制系統可然後設計 成開始或能夠啓動該注射動力產生器系統,及最好亦在該 穿通階段之末端停止該穿通動力產生器系統或使其無作 用’其可能需要流體用之類似機械鎖或閥門。藉著該控制 系統能使用其它機構,諸如處理器控制操作。用於所述作 用之控制點可變化及譬如係在該動力產生器或該可移動壁 面之一預定運作時間之後或在關於該外殻之一預定位置。 所述之另一選擇亦可用於各種結合。 該控制系統亦可包含其它特色。確定地是,該控制系 統可包含一手動控制裝置,其形成在使用者及實際機制間 之介面。萬一用儲存能量,該控制裝置可採取一板機之形 式’其釋放例如一閥門或一機械鎖,而能夠使該動力產生 器起作用。噴流泵用之另一普通板機配置係一種板機,其 當某一壓力係產生抵住該目標時發生作用,如己示範者。 該手動控制裝置可包含普通之安全細部零件,諸如一使兒 童無法打開該裝置之擊發鎖或命令需求。一額外之控制裝 置可㉟係一劑量設定機制。在該可移動壁面之同時向後移 動之下,不同之劑量可吸入或裝塡入該壓力室。另一選擇 是該壓力室可用固定之可移動壁面裝塡各種容纛,隨之藉 -23- (21) (21)200402315 著向前移動該壁面將該壓力室中之空氣除去。爲了這些目 的’該控制系統可包含部件用於裝塡及用於調整該力量產 生機制或傳動裝置至對應之可變啓動位置。所論及之 WO 0 1 /8 96 1 3參考專利敘述用於此另一選擇之各種結構。 其亦可能藉著僅只局部排空該壓力室控制劑量,且該控制 系統可然後需要一用於該機制之可調整停止配置。亦於該 技藝中本身已知者係用於調整來自該動力產生器之力量之 羲 控制裝置及用於幫助該動力產生器之擊發準備之配置。 元件 根據本發明,至少一無彈性元件將利用於所槪述之目 的,例如避免減幅振盪產生或減弱所產生之減幅振盪。該 無彈性性質意指該元件應能夠移去功、亦即力量乘以距 離、即能量形式,其可關於彼此外部、或內部置換地施加 至該元件之至少二零件。該移除作用應爲至少局部不可逆 的,不會彈性地發生作用,及能使用任何不可逆移除之原 理,例如能量之單向消耗或累積,雖然於大部分案例中當 作熱能量之消散之常見不可逆原理係充分及較佳的。對於 後一原理,廣義上任何“摩擦”機制可用於能量之消散。該 摩擦機制能基於電阻損失,例如藉著用於最佳調整及控制 之雜散電流之電磁感應或於一阻抗線管中。該摩擦能於一 般之黏性阻尼器中產生,意指具有一氣體或最好一液體之 流體,於其零件位移期間其配置通過一流動收縮裝置或於 剪力表面之間。黏性阻尼器係撓性的及可立刻作用於其零 -24- (22) (22)200402315 件之位移,而不會延遲或無效運轉。黏性阻尼器、或緩衝 ίί本身係熟知之零組件’及可採取各種形式,例如活塞/汽 缸所不範之軸向型式,其中該流體通過於該活塞中或環繞 該活塞或於控制下之分流器中之收縮裝置;或如在產生剪 力之下於一流體中轉動之推進器所示範之旋轉式。摩擦可 例如於壓縮摩擦表面之間機械式地產生,如以來自煞車系 統所習知之任何原理,例如允許摩擦力及移動距離之無限 控制。亦可在零件位移處藉著用無彈性方式變形之結構提 供一特種機械式摩擦,通常提供隨著變形及因此亦隨著距 離增大自動地給與一回應力之特性。該變形可爲永久的, 如於可伸縮孔腔柵格結構、例如蜂巢結構,其可用於用完 即丟式裝置;或當此結構利用記憶或泡沬材料時爲可逆 的。能再使用的、雖然不可逆,此可變形材料係譬如充滿 微粒之容器,其中吾人相信功將藉著各微粒間之隨機碰撞 及摩擦當作熱消散掉,此配置另外能夠提供大質量及通常 能夠於超過一方向中變形。該容器可爲軟性或可折疊的, 而於衝擊時直接作用,比方如於習知沙袋中,但最好可爲 永久形狀之孔腔,或具外部邊界,以允許局部充塡,吾人 相信給與更多可再現之結果,且可能有一與該系統之彈性 零組件之預壓縮一致之稍微延遲作用。這些元件能優先地 用於與衝擊效應有關者,諸如一間隙。由一設計觀點,此 元件具永久形狀,且其質量中心之轉位用作其零件之一內 部位移。由所謂消震鐵鎚已知此元件且已成功地用於本發 明之目的。該孔腔可配備有至少一可移動之質量,於此案 -25- (23) (23)200402315 例中,其較佳的是該重量係以例如在摩擦軌道、引導栓銷 上或浸入液體之摩擦力引導或連接至該孔腔。然而,一較 佳型式係塡入、例如射出有著極多金屬微粒之氣體至一 高、但局部充塡程度,意指該微粒應能夠移動至例如超過 5 〇、較好超過6 5、及最好超過百分之8 0之毛體積,但至 於少於100、較好少於99、及最好少於百分之95之毛體 積。當根據在此所給與之考慮選擇或架構時,能使用異於 上面所示範之無彈性元件。 所述元件、或無彈性元件大致上能具有關於反作用力 之不同特性,而爲若干變數之一函數。關於各元件零件之 相對移動速度,該元件可以不變之力量作回應,亦即經過 單位距離之不變之能量功消耗,例如典型用於機械式表面 摩擦元件,譬如用於衝量之均勻傳送,亦即力量乘以時 間’以誘發最小之系統彈性積聚。該力量可與速度成正 比’例如用於一以層流操作之黏性阻尼器,或與速度平方 成正比,或較高之增加速率,用於以亂流操作之黏性阻尼 器’譬如用於有效地減弱現存之減幅振盪或用於增加硬 度。這些一般性關係或功能亦將應用於每距離單位之能量 功 '消耗。確定地是,亦能夠藉著主動控制或藉著設計修改 及變更該一般性關係。譬如該力量係多多少少藉著閥門之 酉己置或控制裝置依於黏性阻尼器中流體流動之速率而定產 4 ’或可依經過藉著摩擦元件中、比方如於楔子配置中之 變動’或於黏性阻尼器內經過距離切割尺寸中之變動接觸 壓力所前進之距離而定產生。此修正亦可使該元件關於移 •26- (24) (24)200402315 動方向作出不對稱之回應,如於該技藝中本身已知者,例 如僅只在一方向給與所論及之回應,但於該相反方向中沒 有給與回應、給與不同回應或猛烈回應,例如藉著使用於 黏性阻尼器、棘輪配置等中之單向閥,譬如防止抽吸、彈 回等;或輔助重新設定該裝置機制,可能以能釋放之配置 施行。各種此類阻尼設計及修正係如於該技藝中本身已知 者,雖然並非用於本目的。確定地是,所討論之特性可永 久地設定或可調整的。 如所示,一些元件、例如無彈性可變形材料係能夠於 超過一方向中吸收能量,該阻尼器能於一方向中吸收能量 對本目的大致上係充分的,包含當想要向前及朝後運轉 時。可能仍然需要一傳動裝置,例如將該裝置中之一線性 移動轉成一旋轉式黏性阻尼器中之圓形移動,以允許該阻 尼器之有效地利用空間復位或允許用於一力量修改槓桿配 置。 如將在下文進一步討論者,該元件係由該動力產生器 至該壓力室之可移動壁面連續地插入該力鏈,意指該力鏈 中所傳送之靜態及動態力量影響該元件,潛在地佔去該動 力產生器機制之部份移動長度,代表一 “漏失距離”,這可 能在機制設計處需要一增加之移動距離。爲本目的,此一 移動長度典型係至少1毫米、較好至少2毫米及最好至少 3毫米。這些値亦可爲代表一用於該元件之最小衝程長度 之値’亦即其零件之最小位移。該最大衝程長度係較不重 要,因爲其毋庸全部利用。可能需要控制該衝程長度損 -27- (25) 200402315 失。既然該噴流過程係短暫的,其可能使用甚 長度之元件,例如煞車型元件;或將不會到達 衝程長度之元件,例如汽缸/活塞型元件,因該 耗用太長或整個衝程長度之前終止。然而,其 是提供一衝程長度限制器。該限制器可爲一簡 面,加入或如於汽缸/活塞型元件中自然地形成 上較佳的是使用限制器提供一過長增加反作用 制衝程長度損失,而不會將衝擊震盪加至該系 元件與該力鏈中所施加之力量達成平衡。如所 範元件,例如無彈性可變形材料,根本上提供 用以可重覆方式提供此一增加之反作用力之限 較佳,例如一與該無彈性元件平行連接之彈性 一彈性限制器可譬如爲該動力產生器所建議之 構,例如機械式或氣壓式彈簧,且最好此一限 經過一大段距離之感覺係“軟性”的。此具有一 器平行之無彈性元件之組合配置可能具有允許 力鏈中之不同及變化力量達成平衡之作用。該 有預防某些、例如減幅振盪頻率之“過濾器”作 該元件中移動之同時阻尼下允許該傳動裝置擺 衡力量。然後可最佳化該組合,用於過濾出所 特性。該限制器亦可作用至將該元件重新設定 未壓縮狀態,例如有助於重複使用。當使用一 一典型之最大衝程長度可係少於3 0毫米,較女 米及最好少於2 0毫米。所述機制移動及元件 至無限衝程 底部之有限 過程可在已 通常較佳的 單之止動表 ,但其大致 力,例如限 統或允許該 不,一些示 此特性。使 制器亦可能 限制器。此 任何彈性機 制器於作用 與彈性限制 該組合與該 組合亦可具 用,藉著在 動環繞一平 想要之振動 至一最初之 限制器時, :少於2 5毫 衝程長度意 -28- (26) (26)200402315 指在該可移動壁面之距離,反之此距離在該力鏈之其他零 件可爲不同,例如由於傳動元件,及亦由於不同本質之元 件。 該元件可於施加至該元件之振動振幅及該元件中之實 際衝程長度之間具有一內齒輪或槓桿率。這能用於減少該 內部衝程長度,但最好係用於放大該內部衝程長度,盡管 有高強力量,既然該距離振幅於該力鏈中可爲小,其具有 更可重現及有效率地造成阻尼及有助於一彈性反作用力零 組件之設計之作用。能藉著所論及與該傳動裝置連接之任 何機構實現該比率,例如槓桿、齒輪或液壓表面比率。該 衝程長度較好係放大至超過所施加長度之2倍.、更好至超 過5及最好至超過1 0倍。 淸楚的是有用之元件可爲實質上完全無彈性,例如該 可伸縮之元件,或又倂入一彈性零組件,例如用於平衡目 的之組合元件,使得難以爲該整個元件之彈性特性給與一 般之方向。然而’當作準則,整個元件將用作一無彈性之 零組件,及據此如所界定地具有一顯然少於百分之1 00之 力比,諸如低於百分之9 0,低於百分之7 5,低於百分之 5 0,並且甚至低於百分之2 5。無有意之彈性成份之元件可 較佳地具有甚至低於百分之25之力比値,諸如低於百分 之1 0,低於百分之5及最好低於百分之1。這些下限値亦 可應用至一組合元件中之無彈性零組件,反之該彈性零組 件應比該無彈性零組件具有一較高之力比値,諸如高過百 分之25,高過百分之5〇,高過百分之75,並且甚至高過 (27) (27)200402315 百分之9 0。該零組件之性質不能總是分開的,例如至於一 具有中介作用之泡沫材料,且然後應可確定用於該整個元 件之上面之値。當決定該力比時,其通常充分的是考慮其 經過該元件衝程長度之一部份設若此部份係與操作中之裝 置有關。 元件使用 根據本發明,至少一元件應包含在由該動力產生器至 該可移動壁面之力鏈中。確定地是,一元件之前面部份可 用作該可移動壁面,雖然其大致上較佳的是使得該壁面由 該元件分開及最好不附著至該元件。該元件應“串連地”配 置於該力鏈中,意指其可移動零件係受於元件插入位置之 力鏈中所傳送之力量所影響,例如由驅動該壁面向前之力 量或大致上藉著所施加之所有壓力分佈加上在該位置所疊 置之減幅振盪擠壓在一起。該串連插入不會負面地影響該 動力產生器於噴流-注射器中所需快速操作所必要之移動 速度或所傳送之力量。所有這些係與一“平行”配置成對 比,其中該元件係受施加於一支撐、尤其是該外殼及該力 鏈中之插入點間之力量所影響,此配置將減緩該動力產生 器之反應速度。某些彈簧型式,例如片簧或編織線圈彈簧 之部件具有根本之摩擦,作用在彈簧移動處,但此摩擦在 本意義中係藉著作用抵住該彈簧本身移動安排成與該彈性 彈簧零組件平行。該相同配置應用於一力鏈之液壓或氣體 傳動零組件中之收縮裝置,特別是假如該收縮裝置係關於 -30- (28) (28)200402315 該外殼固定。 爲了所討論之理由,該元件之串連配置不排除其它功 能單元與該元件平行連接,例如上面所討論之彈性限制 器,亦因爲此一單元或限制器將不會阻礙該力鏈中之移 動,但隨其移動。其亦可能的是包含一平行之無彈性元 件,當作一輔助功能單元,然後最好用於第二目的,像在 一最初開始階段、例如製備特別調製藥劑混合之下藉著一 單向元件之阻止,向後運動之預防或阻止,例如避免抽 吸,或一擊發準備移動之速度控制。 一或更多零組件能在一或更多位置插入該力鏈,以滿 足下文以一般性觀點所討論之各種目標。 一元件可串連地配置於該外殻及該動力產生器間之力 鏈之最後面部份。此一元件將受藉著該動力產生器施加至 該力鏈之力量所影響,且該元件最好係一如所述之互補配 置,而能夠維持該力量且與該力量達成平衡。此一元件可 爲有效的’例如用於減弱在該力鏈終點所抵達及潛在反射 之減幅振盪振動。該元件亦可作用抵住源自動力產生器機 制之突然放開及質量之對應加速與位移等其他方面之減幅 振盪震動’縱使該元件不能有效的抵住該反跳本身。 一類似元件亦可配置在該動力產生器之“軟性,,零件 內’例如於類似或不同串連配置彈簧元件之零件之間,例 如用於減弱在該彈簧系統內所進行之減幅振盪或共鳴。一 或數個類似或不同元件亦可定位在平行地配置於該動力產 生器中之數個彈簧元件之一、部份或所有中,例如用於爲 (29) (29)200402315 不同彈簧零件另外提供該振動特性中之變動之目的,以抵 銷或破壞共鳴振動。 然而,取代在根據前述段落及用於類似目的之動力產 生器之軟性零件內定位該元件或各元件,其較佳的是於該 動力產生器之至少軟性、例如彈簧零件之前面定位該元件 或各元件。該通常有助於其設計,並可適用於大部分動力 產生器型式,包括例如氣壓式彈簧,且避免將質量加至該 動力產生器之軟性零件。一於硬質及軟質力鏈零件間之介 面中之定位亦爲該介面之兩側最大地利用該元件,該零件 具有在序文中所述之不同彈性性質。 如所示,一傳動裝置可存在於該動力產生器及該可移 動壁面之間。一元件可定位在該傳動裝置內,例如以便減 弱任何在起源、譬如在轉動空間及容差處之振動。如果該 傳動裝置包含軟性零組件,例如平衡彈簧,一元件可於該 軟性零組件之前面定位在該介面中。其大致上較佳的是在 元件之一側面上保持所有軟性彈性零組件,特別是假如僅 只一元件存在於該力鏈中。在相同側面上倂入一些硬質彈 性零組件係較不重要,且據此假如想要時、例如關於設計 考量該元件可定位於該傳動裝置之前面。 假如需要進出時,一元件之較佳位置係於該力鏈之最 前面部份、在或接近該壓力室可移動壁面、或用於該壁面 之一活塞桿。此一配置可使於該機制前面之系統彈性零組 件減至最少,並至該壓力室及其補助零件所多多少少無法 避免之彈性,且一元件在此能譬如用於抵住彈性回應而抵 -32- (30) (30)200402315 達該最快之可能反應。在此位置,其亦可能難以避免例如 於該機制及一可替換壓力室、或可壓縮零件、例如活塞型 可移動壁面間之至少小間隙,而潛在地給與將在下文進一 步討論之撞擊.及彈回效應。假如想要的,一在此位置之元 件可爲與該後面互補之元件,用於稍早所討論之目的。 於該元件使用中,上述參考專利主要係用於減弱該系 統中之減幅振盪或類似振動。爲此目的,其可能在該壓力 分佈之穿通峰値之後僅只減弱一種、或有限數目之振動, 例如壓力中之第一向下波湧。可使用一爲著要減弱現存之 減幅振盪之“阻尼器元件”,其亦可能利單一用途元件之各 元件’譬如所討論之可變形元件。假如其想要減弱僅只一 方向中之變化、例如大致上減少壓力,能使用如所討論之 單向元件。然而,通常其大致上想要的是減弱減幅振盪型 式振動,爲此目的,其較佳的是利用元件以允許該元件零 件間之重複相對移動跟隨著該振動,且最好所討論之組合 配置允許此移動疊置在一對應於該壓力分佈圖之主要力量 成份之平衡位置上。其淸楚的是該元件應該要最佳化,用 於移去該減幅振盪,但允許較慢之壓力變動通過。 本發明之另一目的係避免產生、而非破壞現存減幅振 盪及其它振動。如在序文中所示,吾人相信力量或壓力中 之任何變化可爲不想要振動之成因。亦如所示,一些成因 可具相關之設計,諸如潛在地給與衝擊效應之轉動空間及 容差。其他無法避免者如一想要壓力分佈圖之一部份、尤 其是用於穿通目的之快速起始壓力上昇、以及一隨後之快 -33- (31) (31)200402315 速壓降至非破壞性注射壓力。由於力量變化所造成之減幅 振盪可導致如反彈效應之反應。縱使該力鏈中之所有零件 係實質接觸,及據此沒有涉及任何衝擊效應’藉著系統彈 性元件中所積聚之正或負壓縮發生反彈,當該力鏈中之力 量變化時該壓縮變成有效力的。如所示範者,該可爲一譬 如有關此注射器型式之重要因素,在此藉著分別施加力量 在一較小及一較大表面上或藉著連續觸發不同或額外之彈 簧系統造成該穿通及注射壓力。確定地是,該力鏈中之間 隙將由於衝擊效應而爲額外之反彈來源。這可爲一·譬如有 關普通之注射器型式之重要因素,其利用一用於產生該穿 通壓力峰値之機制無效運轉及衝擊。於所有這些狀態中, 一無彈性元件可具有減少或消除該反彈效應之作用。所獲 得之效應可視爲等同於無彈性主體間之一碰撞,在此該主 體傾向於一起停止或持續其移動,而與其最初之質量及速 度無關。 --用於此避免反彈效應之目的之“衝擊元件”,假如順 應於所涉及之目標力量,能使用與減弱現存減幅振盪有關 所論及之相同元件型式。譬如’能使用該組合元件,而能 夠與該力鏈中之力量達成平衡及擺動環繞之,特別是當志 在作用抵住重複之力量變化時,例如於更複雜之壓力分佈 中。然而,其它元件型式亦可使用,諸如可變形材料之其 他所論及或特別元件。當防止減幅振盪產生時,其變成可 ㊉的是作用抵住一特定成因,例如一存在於力鏈中之衝擊 間隙。於很多噴流-注射器中,主要之反彈及減幅振盪來 -34- (32) (32)200402315 源係最初穿通峰値之產生’且其可充分設計成僅只用於此 峰値。直至一較低注射壓力之第一向上波湧及隨後之向下 波湧兩者係應不會壓制之想要壓力分佈特性。據此其可能 充分地壓制該向下波湧中之過沖。爲了與此類似之目的, 其亦可能利用在一方向中發生作用或僅只發生一次作用之 元件,諸如所論及之可變形或可折疊之元件型式,諸如該 固定之孔腔型式。吾人相信該元件至少局部起作用,以藉 著拉長衝量傳送時間至超過該向下波湧之持續期間使該動 力產生器之額定値變穩定。至少一元件應爲此目的存在於 該力鏈中,及較好係位於該動力產生器之軟性零件之前 面,較好亦於任何傳動裝置中或於任何傳動裝置之前面, 且最好接近該機制之前面,亦即靠近該壁面或其選用之活 塞桿,以使與該反彈有關之系統彈性減至最小。 設計考量 較佳的是該元件包括一最初之反作用力,例如不抵銷 該最初峰値之快速積聚或非不需要地延伸所失去之距離。 較佳的是該元件不會實質上產生對應於該最初峰値中最大 力量値之百分之1 0以下之力量、較好不會低於此力量之 百分之2 0及最好不會低於百分之3 0。該元件將產生低於 該最大峰値、較好低於此値之百分之9 0及最好低於百分 之8 0。一較佳之約略目標係該力量,在此該主彈簧之力線 與該最初峰値相交。這些特徵可藉著任何已討論之機構所 提供。譬如一可折疊之元件能給與一抵住最初變形之對應
-35- (33) (33)200402315 設計阻抗,一充塡顆粒之永久形狀孔腔元件根本上具有這 些性質,且一組合元件可遭受一最初之對應平衡力,例如 藉著由該動力產生器所壓縮觸發之前’譬如藉著將該力鏈 鎖入該組合元件之前面。 其進一步較佳的是該元件係設計成可增加其反作用 力,例如允許該峰値中之最高値及速度與有效地抵住振 動。其較佳的是該元件可至少爲對應於該峰値中之最大値 之力量作強化,雖然其亦可能藉著設計該元件控制該峰 値,以實質上在一想要之設計値降服,以便延伸一彈簧動 力產生器至較低之力量。如所討論者,很多可伸縮元件正 自然地硬化或可如此作,且組合元件可給與一充分強之彈 性零組件,以亦能夠在想要之增加反作用力處平衡。 其進一步較佳的是不管任何彈性元件成份,各元件之 無彈性元件成份之反作用力位於“弱”及“強”之間。假如該 無彈性、或摩擦阻抗力量係太弱,該消散能量在該力量乘 以距離之能量形式中由於一小“力量因素”又將太小,且假 如其太強,該消散能量再次在該力量乘以距離之能量形式 中由於一小“距離因素”亦將爲小。當作一項指示,弱及強 之無彈性阻抗間之一合適平衡可意指於操作期間之最大壓 力分佈力量,例如該最大峰値。該阻抗力量可爲比該最大 力量高過百分之1〇、較好高過百分之20、及最好高過百 分之30,且可比該最大力量低百分之90、較好低百分之 8〇、及最好低百分之60。更佳的是假如這些限値應用相對 所傳送之瞬時力量,而非該峰値,亦即該無彈性之反作用 -36- (34) (34)200402315 力零組件順應於所傳送力量中之變動,例如藉著使用該根 本之硬化元件或於黏性阻尼器中之力量調節零組件,這將 最佳化阻尼作用。請注意該元件之總反作用力可由於來自 所存在彈性零組件之貢獻而高於在此所論及者。 【實施方式】 圖1槪要地說明一根據本發明之假想噴流-注射器及 其各種零組件。該注射器1包含一外殼2、一具有液體射 出用開口 4之壓力室3附著至該外殼、一呈活塞形式之可 移動壁面5、及一用於在其桿端點7影響該壁面之位移之 活塞桿6。這些零件可當作該裝置之壓力室零件及係說明 爲該裝置之區段A.。該裝置之區段b可指示代表該裝置之 加壓機制或力鏈。此零件包含一例如任何所論及型式之加 壓彈簧8 ,並使其後端9附著至該外殼且其前端1〇附著 至另一力鏈;一選用之傳動裝置1 1零組件,例如.一高速 齒輪傳動或低速齒輪傳動機制;一無彈性元件1 2,其具有 一前面零件1 3及一後方零件1 4,而可關於彼此軸向地移 動,如在1 5所示;及選用之第二元件12,,其同樣具有可 移動之前面零件1 3 ·及後方零件1 4,,如在1 5,所示。該力 鏈終止在一壓力表面1 6,並安排之以施加力量在活塞桿端 點7上。於該壓力表面1 6及該活塞桿端點7之間,有一 選擇性間隙1 7,假如想要用於產生第一穿通峰値壓力之一 衝擊’此間隙係有用的。另一選擇是可藉著該彈簧而不給 與任何間隙,該彈簧之尺寸係設計成給與所需要之壓力而 -37- (35) (35)200402315 不會衝擊。元件1 2及選用元件1 2 ’係串連地配置在該力鏈 中’意指該前面零件13及13’,及其後方零件14及〗4,係 直接連接至該力鏈中之附近零件,意指它們係該力量傳送 力鏈之零件,例如由該力鏈中之壓縮力量所壓縮,且反之 亦然,並當施力至該壓力室時使它們遭受相同之力量。爲 說明故,顯示一元件1 8之另一種平行配置,該元件之端 點係藉著附著至該外殼2及該彈簧之前端1 0連接經過該 彈簧8 ,或另一選擇是藉著附著至該力鏈1 6之端點經過 該整個機制。此一元件將減緩該彈簧或機制之移動,且該 元件將遭受該彈簧之力量,亦即不同於施加至該可移動壁 面之力量,其爲少掉該元件之摩擦力量之彈簧力。再者, 除非倒裝,該元件將在壓縮傳送力量處遭受伸展力量及反 之亦然。最後,一板機1 9係顯示在該彈簧之前端1 〇。例 如假設其不想要使該元件12及12’在扣板機之前遭受該靜 態彈簧力,例如假設任何該元件係可在這些力量之下伸 縮,此位置係適合的。然而,可能想要該相反方式,譬如 在扣板機之前讓如所述之一組合元件與該力量達成平衡。 板機位置19’係於元件12及12’之間及譬如假設元件12係 可伸縮及元件1 2’係一平衡元件時能使用。 圖2槪要地說明用於操作一具有衝擊間隙之注射器之 典型壓力分佈曲線圖。在該垂直軸21上顯示該壓力室中 之壓力或施加至該可移動壁面之力量’反之在該水平軸22 上顯示該機制在該壁面之伸長量’雖然假如使用時間以替 代時該曲線將大致相同。請注意如果一元件係存在於該力 -38- (36) (36)200402315 鏈中’該機制至該元件後面之伸長量可比該元件前面之伸 長量較長,直至該元件衝程長度。該實線曲線說明一目標 分佈形狀及該虛線曲線說明一疊置之減幅振盪圖案。以該 實線曲線開始,在由於通過間隙之一最初延遲2 3之後, 在機制撞擊在該可移動壁面或其活塞桿處獲得一快速之壓 力上昇至一峰値24。當該衝擊效應終止,該壓力回復至一 由該彈簧特性所表示之値曲線25,且隨著進一步之彈簧伸 長量衰落,例如類似一用於機械式彈簧之線性函數或一用 於加壓氣體之反函數。然而,該虛線說明一由該理想圖案 偏離之常遭遇偏差。當該壓力由該峰値下降時,其使該彈 簧曲線2 5過沖形成一強力之向下波湧26,甚至可能抵達 如在27所示之負壓値。該壓力變動繼續過沖該彈簧曲線 25形成一遞減之減幅振盪圖案28。直線29約略在該最初 之壓力上昇及該彈簧曲線2 5間之交點,說明一合適之壓 力程度,在此一插入用於避免減幅振盪產生之元件可開始 降服,且最好在充分用於完成該峰値24及回復至該彈簧 線25之至少一衝程長度或期間之下繼續降服。爲了所槪 述之理由,此一元件將最好於降服期間係爲硬質或硬化, 以便能夠於該峰値中傳送所需之力量。一插入以破壞現存 減幅振盪之元件可爲一能夠在直線25所代表之力量處達 成平衡及能夠在阻尼之下環繞這些力量値擺動之元件,並 使得力量振幅係該未阻尼曲線28之至少一部份及最好在 26及27之極値之至少一部份。雖然該元件可優先施行這 些極端振幅,如當阻尼之後該減幅振盪振幅將遠較小時, -39- (37) 200402315 這並非完全需要。 圖3槪要地說明用於操作一沒有衝擊間隙之 典型壓力分佈曲線圖。該軸3 1及3 2與該實線 具有與圖2相同之一般性意義。當沒有間隙且於 動壁面之最初接觸中操作該加壓機制時,該壓力 觸發時在3 3幾乎馬上開始。由於所討論之動態 可在此案例中獲得過沖該彈簧曲線3 5之一峰値 該峰値因在無效運轉之後缺少一衝擊而將較少地 簧曲線3 5。爲了如當使用一間隙時具有相同之峰 比較彈簧曲線3 5及2 5時可能需要使用一如所示 最大力量之較強彈簧。再者,爲了以相當之非破 注射壓力作終結,該彈簧曲線3 5可於力量中比 2 5更陡峭地優先下降,這能譬如藉著一較強、但 械式彈簧、一較高壓力但較少體積或較大運轉表 式彈簧等獲得。關於該減幅振盪曲線,這大致上 一衝擊時較不顯著,在此所說明者將爲一較小之 3 6、一更少之最小値3 7及較小之振動3 8。如於 示,直線3 9代表一插入以避免減幅振盪之元件 以破壞減幅振盪之元件之合適降服力量,而應能 簧曲線3 5達成平衡。 圖4至7槪要地說明各種無彈性元件,而有 於衝量傳送期間壓制減幅振盪或彈回之產生。於 中,至該左側之草圖說明降服之前之最初狀態, 草圖說明降服之後之最後狀態。 注射器之 虛線曲線 與該可移 上昇將於 效應,亦 3 4,雖然 高於該彈 値,其當 給與較高 壞性最後 彈簧曲線 較短之機 面之氣壓 比當使用 傳播波湧 涵2中所 及一插入 夠環繞彈 用於譬如 每一圖不 且該右側 -40 (38) (38)200402315 於圖4中’該兀件4 0具有用於連續插入一力鏈之前 端4 ]及後端4 2。該元件包含一呈永久形狀孔腔形式之容 器43,並達一高充塡程度地包含例如彈九之微粒44。該 距離A說明該最初及最後狀態間之微粒質量之轉位,及可 稱爲約略地代表該衝程長度及盡可能亦稱爲該失去之距 離,因爲該元件可能需要加速此一距離以於該最初狀態中 確實地定位該微粒。該距離亦可在衝擊處給與一對應之延 遲,這假如被設計成適於系統彈性之壓縮即可有益的,但 假如想要時能減少,例如藉著一液體充塡物。該元件本質 上係硬質的,因爲該容器係固體,且據此該元件能輕易地 傳送甚至高峰値力量。 於圖5中,具有前面零件5 1及後方零件52之元件50 係多少類似於圖4者,雖然其孔腔式容器53僅只包含一 可移動經過該距離B之平衝錘5 4。爲了該平衝錘不僅只造 成衝擊,但可於減速時連續產生反作用力,該平衝錘.係摩 擦地嚙合至該容器,在此所說明者爲一導桿5 5,該平衝錘 係可沿著該導桿摩擦地移動。另一選擇是該孔腔可充滿液 體,並於平衝錘及容器壁面之間具有淸除間隙5 6,該壁面 被設計成適於給與合適之阻尼摩擦。確定地是,該摩擦能 給與一遍及長度之可變力量分佈,例如具有增加之力量。 可提供一微弱回復彈簧5 7,用於爲重複使用將該平衝錘移 回至該最初狀態,該回復彈簧可比該注射所涉及之力量遠 較弱,例如僅只稍微大於所需者以保持平衝錘固定抵住於 該最初狀態中之重力。該容器5 3如同於圖4之具體實施 -41 - (39) (39)200402315 例中本質上亦係硬質的,且該距離B具有一類似意義。 於圖6中,具有前面零件61及後方零件62之元件60 係藉著包括一含有軟性結構64之容器支架63而可伸縮該 軟性結構能壓皺或攪亂至一較短之最終狀態,如所示至該 右側,在此該距離C說明該衝程長度或失去之距離。該容 器能具有由ft卓支架至允§午該伸縮之完全密閉之各種形 式,但在此描述爲二套入零件。該結構於伸縮期間係自然 地硬化,並取代該容器之力量運送性質之不足。能於該結 構中以低成本材料設計成該元件,例如用於用完即丟棄之 目的,雖然可爲了重複使用而使用記憶材料。 於圖7中,具有前面零件71及後方零件72之元件7〇 係藉著設計成爲一沙袋而可伸縮,雖然其微粒狀充塡物7 4 毋庸爲沙子,但同樣也可爲其它材料,例如圖4中之重金 屬彈九。該容器73可包含一彈性薄膜或袋子75,盡可能 預加應力,有助於在該最初狀態中維持一穩定之形式,例 如圓形,但於伸縮期間允許變平,如於該右側草圖所說明 者,在此該變形距離D說明該衝程長度或失去之距離。一 硬質支架7 6能用於穩定該元件結構及有助於附著於該力 鏈中。其可能的是消除任何實質之前面零件7 1結構及讓 該袋子7 5直搗在該可移動壁面、活塞桿等上。此種元件 亦正藉著增加之接觸表面自動地硬化及能再三地使用。 圖8至1 〇槪要地說明這些一組合元件之原理,其能 夠與於該力鏈中所施加之力量達成平衡,及有用於譬如當 作用於現存減幅振盪振動之過濾器或阻尼器。雖然該阻尼 -42- (40) (40)200402315 係示範爲黏度汽缸型式設計及如線圈或氣壓式彈簧之彈 簧,其應淸楚的是能取代地使用其它零組件型式。雖然, 如於先前之圖面中,該元件之前面零件及後方零件係槪要 地顯示爲用於連接至一假想力鏈之直線,應了解能使用任 何附件,且縱使該前面及後方零件係顛倒該元件將可操 作。 於圖8中,如稍早般具有前端8 1及後端8 2之組合元 件8 0係顯示具有一與一分別於普通支架8 5及8 6間之彈 簧零件84平行之阻尼零件83連接器,以致該阻尼器及彈 簧將隨同類似距離壓縮及伸展。最好應選擇彈簧84之強 度,以致其變成在該注射期間所呈現之所有力量程度僅只 局部壓縮,這允許該元件與這些力量達成平衡。該草圖左 側說明一未在任何外部壓縮下之最初狀態,反之該草圖右 側說明經過該距離E之局部壓縮。假設此狀態代表與一於 該主要目標力量分佈中之力量程度平衡,該元件仍然能夠 環繞該力量程度施行振動,如雙箭頭8 7所示。該阻尼器 8 3用於破壞或減少該振動,當與一無阻尼系統比較時,係 藉著阻抗該力量及消散在其中之能量。該阻尼器可爲所討 論之任何型式及任何特色,雖然在此所說明者爲一假設具 有經過或環繞該活塞之旁通配置之黏度汽缸/活塞型。同 理,該彈簧可爲任何型式,雖然在此所說明者爲一線圈彈 簧。當由於系統彈性中所涉及之硬質材料轉變成軸向距離 時,儘管高壓振幅可能相當小’該元件之衝程長度應被設 計成適於主要以該振動8 7之最大尺寸作考量。假如一阻 -43- (41) (41)200402315 尼器隨著位移速度具有增加阻抗,像一液體黏性阻尼器, 該元件於該快速之最初壓力上昇期間將係非常硬。既然該 阻尼器係能夠減緩該彈簧之作用,請注意該阻尼器8 3及 該彈簧於所討論之意義中係平行地連接。 圖9槪要地說明一比圖8原理草圖之組合元件更實用 之設計。具有前端91及後端9 2之元件9 0可確定地顛倒 其端點。該元件之阻尼零件係一黏度汽缸93/活塞94型 式,其中該活塞係附著至一活塞桿9 5通過穿出該汽缸及 用作該元件前面零件91及係在9 6密封至該汽缸。該汽缸 係假設已充滿一流體、最好一液體,及具有經過或環繞該 活塞而用於摩擦產生之旁通配置。該彈簧97具有與圖8 彈簧 84相伺之摩擦,及能根據相同之原理設計尺寸。其 作用於該氣缸93及該活塞94之間,且儘管其位置位於這 些元件之間,在本意義中,其係配置成與該阻尼器零組件 平行,因其能夠減緩該彈簧之延伸。此元件將以與有關圖 8所述相同之方式發生作用。 圖1 〇槪要地說明一具有用以關於失去距離放大衝程 長度之配置之組合元件。具有前面零件1 0 1及後方零件 之元件100包含一具有主活塞104之主氣缸103,該 主活塞用作該元件之後方零件1 02及密封地嚙合至用作該 元件之前面零件101之主汽缸103之壁面。該主活塞104 具有一以該長箭頭1 〇 5所示之大橫截面積。該主汽缸之內 部係充滿一液體1 06。該主汽缸之內部係連接至一組合元 件,在此所說明者具有二另一選擇之組合元件1 1 0及 -44- (42) (42)200402315 1 1 〇·,其分別意欲用作另一選擇之組合元件。該二組合元 件具有一液體連接裝置1 1 1或11 1 ’,其通至該主汽缸中之 液體1 〇 6 ; —通道1 1 2或1 1 2 ’,其以箭頭1 1 3或1 1 3,所說 明之剖面積係小於如以箭頭1 〇 5所示該主汽缸之剖面積。 δ亥一'組合兀件尙具有一呈氣體積聚益1 114或114,形式之彈 簧元件,其分別以一彈性薄膜1 1 5或一可移動活塞丨丨5 ’由 該液體分開,且一固定式收縮裝置Π 6或1 1 6 ’,其用於產 生抵住通過該收縮裝置之液體之摩擦。主活塞1 0 4於該主 氣缸103中之移動將在氣體積聚器114或114’之體積變 化 '薄膜1 1 5或活塞1 1 5 ’之移動下、及在收縮裝置1 1 6或 116’中之能量消散下前後位移液體106經過連接裝置111 或1 1厂及進入通道1 12或1 12^主活塞1 04橫截面105及 通道1 1 2或1 1 2 ’橫截面1 1 3或1 1 3 ’間之關係將一以箭頭 1 〇 7所示之小量主活塞振盪移動轉變成一於該組合元件通 道1 12或1 12’中之較大液體移動,如以箭頭1 17或1 17’所 示。這放大阻尼作用及使得其更可靠,特別重要的是在此 上下文關連中,因該系統中之硬質彈性零組件造成甚至大 壓力變動,此壓力變動對應於相當地小之位移變動。除了 該衝程長度轉換以外,此組合元件之作用將類似於圖8及 9者,例如該氣壓式彈簧將能夠使該元件與一目標壓力分 佈力量達成平衡及環繞此一平衡値施行阻尼振動。 圖1 1 A及1 1B顯示以一先前技藝噴流-注射器壓力室 所獲得之二壓力分佈樣本,實質上如在美國專利5 7 0 4 9 1 1 中所述,其以引用的方式倂入本文中。該壓力室係一具有 -45 - (43) (43)200402315 前面活塞之插入塑膠桿之塑膠汽缸。該室係充滿〇 . 3毫升 水’代表大約全滿之額定充塡。該桿係藉著一線圈彈簧所 驅動之推液塞攻擊經過一間隙。一感測器橫向地插入經過 該室壁面以測量該室中之壓力。該記錄顯示以巴單位之壓 力相對以秒爲單位之時間。爲了分解過程之理由,該時間 比例僅只顯示該注射之前2 0毫秒。其淸楚的是一重大之 減幅振盪係疊置在該曲線之注射部份上,此減幅振盪似乎 在大約1 4毫秒之後變平坦。 圖12A及12B顯示與圖1 1所使用噴流-注射器相同之 噴流-注射器之二壓力分佈樣本,雖然該機制之推液塞係 改以稍早敘述之可伸縮元件型式,而具有一以金屬彈九微 粒充滿至大約百分之90毛體積之永久形狀孔腔。如與圖 1 1 A及1 1 B有關之敘述造成該記錄。雖然該修改之推液塞 未爲其目的作最佳化,其淸楚的是該減幅振盪係較不顯著 且甚至在大約8毫秒較早變平坦。 【圖式簡單說明】 圖1槪要地說明一根據本發明之假想噴流-注射器及 其各種零組件。 圖2槪要地說明用於操作一具有衝擊間隙之注射器之 典型壓力分佈曲線圖。 圖3槪要地說明用於操作一沒有衝擊間隙之注射器之 典型壓力分佈曲線圖。 圖4至7槪要地說明各種可伸縮之無彈性元件。 -46- (44) (44)200402315 圖8至1 0槪要地說明一組合元件之原理,其中圖]〇 槪要地說明一具有相對失去之距離用於衝程長度放大之配 置之組合元件。 圖1 1 A及1 1B顯示一先前技藝噴流-注射器之二壓力 分佈圖樣本。 圖12A及12B顯示與圖1 1所使用噴流-注射器相同之 噴流-注射器之二壓力分佈圖樣本,並以一可伸縮之元件 作修改。 【符號說明】 1 注射器 2 外殻 Λ 壓力室 4 開口 5 可移動壁面 6 活塞桿 7 端點 8 加壓彈簧 9 後端 10 丄山 刖觸 11 傳動裝置 12 無彈性元件 12* 第二元件 13 前面零件 -47- (45)200402315 13’ 前面零件 14 後方零件 14' 後方零件 16 壓力表面 17 間隙 18 元件 19 板機 19’ 板機位置 2 1 垂直軸 22 水平軸 23 延遲 24 峰値 25 彈簧曲線 26 向下波湧 27 極値 28 減幅振盪圖案 29 直線 3 1 軸 32 軸 34 峰値 3 5 彈簧曲線 36 向下波湧 37 最小値 3 8 振動 48 (46) 200402315 3 9 40 4 1 42 43 44 50 5 1 52 5 3 54 5 5 56 5 7 60 6 1 62 63 64 70 7 1 72 73 74 直線 元件 前端 後端 容器 微粒 元件 前面零件 後方零件 容器 平衝錘 導桿 淸除間隙 回復彈簧 元件 前面零件 後方零件 容器支架 軟性結構 元件 前面零件 後方零件 容器 充塡物 -49 (47) (47)200402315 7 5 袋子 76 硬質支架 80 組合元件 8 1 前端 8 2 後端 83 阻尼零件 84 彈簧零件 85 支架 86 支架 8 7 雙箭頭 90 元件 9 1 前端 9 2 後端 93 汽缸 94 活塞 95 活塞桿 97 彈簧 100 元件 10 1 前面零件 102 後方零件 103 主氣缸 104 主活塞 10 5 長箭頭 106 液體 -50 (48)200402315 1 07 箭 頭 110 組 合 元 件 110’ 組 合 元 件 111 液 體 連 接 裝 置 11 r 液 體 連 接 裝 置 112 通 道 112’ 通 道 113 箭 頭 1135 箭 頭 114 氣 體 積 聚 器 1145 氣 體 積 聚 器 115 薄 膜 1 1 5 9 活 塞 116 收 縮 裝 置 116’ 收 縮 裝 置 117 m 頭 117’ 箭 頭

Claims (1)

  1. (1) (1)200402315 拾、申請專利範圍 1 · 一種噴流-注射器裝置’其包含a ) 一外殼;b ) 一 壓力室’其用於射出一液體’並附者至或包圍於該外巧 中’該壓力室具有至少一開口及至少一可移動或可伸縮之 壁面或壁面片段;及c ) 一加壓機制,其附著至或包圍於 該外殼中,可操作該加壓機制以於該外殻及該壁面間之力 鍵中直接或間接地施力’俾㊉加壓該壓力室內容物,_方々 一液體噴流之射出經過該開□,該機制包含至少_ S力为產 生器及選擇性地包含一於該動力產生器及該壁面間之傳動 裝置,其特徵爲該改良處包含一無彈性元件係連續地配置 於該動力產生器及該壁面之間。 2 ·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件係設計 成可至少局部不可逆地由施加至該元件之至少二零件之力 量移去功能量形式,該二零件係可關於彼此在外部或.內部 位移。 3 ·如申請專利範圍第2項之裝置,其中該元件係設計 成可用一摩擦機制移去功。 4 ·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件包含一 黏性阻尼器零組件。 5 .如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件包含一 機械式摩擦零組件。 6.如申請專利範圍第5項之裝置,其中該元件包含一 可變形無彈性之零組件。 7 ·如申請專利範圍第6項之裝置,其中該元件包含一 -52- (2) (2)200402315 可伸縮之容器零件。 8 ·如申請專利範圍第6項之裝置,其中該元件包含一 永久形狀之容器。 9 ·如申請專利範圍第8項之裝置,其中該容器包含至 少一可移動之質量。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之裝置,其中該容器包含高 達至少百分之50毛體積之一充塡程度之微粒。 1 1 .如申請專利範圍第1項之裝置,其中當在該壁面測 量時,該元件具有一至少1毫米、較好至少2毫米、及最 好至少3毫米之最小衝程長度。 1 2 .如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件包含一 衝程長度限制器。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之裝置,其中該限制器提 供一隨著長度增加之反作用力。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之裝置,其中該限制器包 含一彈性零組件。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之裝置,其中該限制器係 配置成允許該元件與於該裝置之操作期間所傳送之不同力 量達成平衡。 1 6 .如申請專利範圍第1項之裝置’其中該元件於外部 及內部衝程長度之間具有一內部比率。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之裝置’其中該比率係安 排成可放大內部衝程長度。 1 8 .如申請專利範圍第1項之裝置’其中該元件具有一 -53- (3) (3)200402315 如所界定少於百分之1 0 0之力比,而較好少於百分之9 0、 少於百分之7 5、少於百分之5 0、或少於百分之2 5。 1 9 ·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件係如所 界定地配置於硬質及軟性力鏈零件間之介面中。 2 0 ·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件係在或 接近該壓力室可移動壁面、或一用於該壁面之活塞桿處定 位於該力鏈之最前面零件中。 2 1 ·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件係配置 用於減弱現存減幅振盪之目的。 22.如申請專利範圍第21項之裝置,其中該元件係配 置成允許重複之衝程。 23·如申請專利範圍第22項之裝置,其中該元件係至 少一無彈性零組件及至少一彈性零組件之組合元件。 24 .如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件係配置 用於在衝擊處避免反彈效應之目的。 2 5 ·如申請專利範圍第2 4項之裝置,其中該衝擊源自 該力鏈中之一間隙。 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項之裝置,其中該元件係至 少一無彈性零組件及至少一彈性零組件之組合元件。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之裝置,其中該元件係一 可變形元件。 2 8 .如申請專利範圍第1項之裝置’其中該機制係配置 成可給與一最初穿通峰値力量,隨之有一較低之注射力 -54 - (4) (4)200402315 2 9 ·如申請專利範圍第2 8項之裝置,其中該元件係配 置成可提供一最初之反作用力。 3 0 .如申請專利範圍第2 9項之裝置,其中該元件係配 置成實質上不會降服低於對應於該最初峰値中最大力量値 之至少百分之1 〇之力量,較好不會低於該力量之百分之 20及最好不會低於百分之30。 3 1 .如申請專利範圍第2 9項之裝置,其中該元件係配 置成降服至低於該最大峰値,較好低於該値之百分之9 0 及最好低於百分之80。 3 2 .如申請專利範圍第3 1項之裝置,其中該元件係配 置成約略地在一力量値開始降服,在此用於該主彈簧之一 力線與該最初峰値相交。 3 3 .如申請專利範圍第3 2項之裝置,其中該元件係配 置成可在其零件之位移時增加其反作用力。 3 4 .如申請專利範圍第3 2項之裝置,其中該元件係配 置成可允許至少對應於該峰値中最大力量値之力量增加反 作用力。 3 5 .如申請專利範圍第2 8項之裝置,其中該反作用力 包含該元件無彈性零組件之一阻抗力量,不管任何彈性元 件零組件,該阻抗力量係高於該最大峰値力量達百分之 1 〇、較好高於百分之2 0、最好高於百分之3 0,且低於該 最大峰値力量達百分之90、較好低於百分之80、最好低 於百分之6 0。 3 6.如申請專利範圍第1項之裝置,其中該元件係配置 -55 - I iOCi (5) (5)200402315 成可提供該元件無彈性零組件之一阻抗力量,不管任何彈 性元件零組件,該阻抗力量係高於該力鏈中所傳送之瞬時 力量之百分之〗〇、較好局於百分之20、及最好高於百分 之3 0,且低於百分之9 0、較好低於百分之8 0、及最好低 於百分之6 0。 3 7 ·如申請專利範圍第1至3 6項任一項之裝置,其中 使用該裝置以防止該壓力室中之抽吸壓力。 3 8 · —種用於產生高速液體噴流之方法,該方法包含以 下步驟:當於一壓力室中時藉著在該壁面上施加壓力以加 壓該液體,並具有至少一用於該液體噴流之開口及至少具 有一可移動或可伸縮之壁面或壁面片段,其特徵爲該改良 處包含以下步驟:i )直接或間接地將一主要力量施加在無 彈性元件之一零件上,ii )藉著該元件之另一零件施加該 加壓力,藉此在該主要力量及該加壓力之間壓該元件,及 iii )消散該元件中之能量。 3 9 ·如申請專利範圍第3 8項之方法,包含以該主要力 量加速一質量之步驟。 4 0 ·如申請專利範圍第3 9項之方法,其中該加速步驟 發生在施加該加壓力之前。 4 1 ·如申請專利範圍第3 8項之方法,包含在施加該加 壓力之前於該主要力量及一支架之間擠壓該元件之步驟。 42·如申請專利範圍第41項之方法,其中該擠壓步驟 包含允許該元件隨著一實質上與該主要力量平衡之反作用 力作出回應之步驟。 -56- Λ V >* W (6) (6)200402315 43.如申請專利範圍第38項之方法,其中該消散步驟 包含允許該元件擺動之步驟。 44 .如申請專利範圍第3 8項之方法,其中該消散步驟 包含允許該元件伸縮之步驟。 4 5 ·如申請專利範圍第3 8項之方法,其中該消散步驟 包Q允i δ午該兀件改變質量中心之步驟。 4 6 .如申請專利範圍第3 8項之方法,其中該元件係根 據申請專利範圍第1至3 7項之任一特色所設計成。 4 7 ·如申請專利範圍第3 8至4 6項任一項之方法,其中 使用該方法以防止該壓力室中之抽吸壓力。 48.—種噴流-注射器,其具有用於一液體之壓力室及 一用於加壓該壓力室中之液體之機制,可操作該噴流-注 射器以施行注射,而於該壓力室中不會有抽吸壓力。 -57-
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