無(wú)針注射器桿組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】無(wú)針注射器，包括含第一腔室的管狀筒，所述第一腔室用于容納液體，在所述筒前端上的噴嘴，驅(qū)動(dòng)柱塞通過(guò)所述噴嘴排出液體的活塞，所述活塞在其中滑動(dòng)的第二腔室，第三腔室，其流體連通第二腔室，用于在活塞向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容納來(lái)自所述第二腔室的氣體，并將氣體運(yùn)送至第二腔室以使得活塞縮回，以及缺口插頭，其封閉所述筒后端，用于將壓力下的氣體可選擇地引導(dǎo)至所述活塞的后端并引導(dǎo)至第三腔室，用于在排出位置和縮回位置之間驅(qū)動(dòng)所述活塞。
【專(zhuān)利說(shuō)明】無(wú)針注射器桿組件
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明涉及無(wú)針注射器，特別是無(wú)針注射器桿組件。
[0003]于2008年4月15日頒發(fā)給Karim Menassa的美國(guó)專(zhuān)利N0.7357781公開(kāi)了一種槍形無(wú)針注射器。該專(zhuān)利注射器包括用于容納液體的筒、含封閉所述筒一端的注射孔的噴嘴、在所述筒中的柱塞、用于驅(qū)動(dòng)柱塞朝向所述筒的噴嘴端的活塞、用于將活塞保持在靜止位置的磁體組件以及連接到閥的觸發(fā)器，其用于準(zhǔn)許壓力下的氣體向前驅(qū)動(dòng)磁體組件抵靠所述柱塞。已證明上述注射器對(duì)其預(yù)期目的是有效的，也就是說(shuō)快速進(jìn)行連續(xù)注射，但該裝置有點(diǎn)笨重，而且并非設(shè)計(jì)用于受限制的區(qū)域，例如在做牙科工作時(shí)用于口腔。此外，當(dāng)做牙科工作或向面部或頸部注射時(shí)，接受注射的人會(huì)發(fā)現(xiàn)小注射器沒(méi)有大的槍形裝置那么嚇人。
[0004]發(fā)明簡(jiǎn)述
[0005]本發(fā)明的目的是提供小桿組件形式的相對(duì)簡(jiǎn)單的無(wú)針注射器，其可用于受限制的區(qū)域。
[0006]因此，本發(fā)明提供了注射器桿組件，包括含柱塞和活塞組件的管狀筒，其由壓力下的氣體操作，所述氣體從所述筒的一端引入并排出，藥物或其它液體通過(guò)在所述筒另一端上的一次性噴嘴排出。
[0007]更具體地，本發(fā)明提供了這樣的無(wú)針注射器桿組件，其包括管狀筒；第一腔室，其在所述筒的前方排出端，用于容納來(lái)自其源頭的可注射液體；噴嘴，其在所述筒前端，用于排出來(lái)自第一腔室的液體；柱塞，其在所述筒中可滑動(dòng)，用于在縮回位置和伸出位置之間移動(dòng)，其中在縮回位置液體被 抽入所述第一腔室中，其中在伸出位置液體通過(guò)所述噴嘴排出；第二腔室，其在所述筒中，在所述第一腔室后方并與所述第一腔室分離；活塞，其可在所述第二腔室中滑動(dòng)，用于在流體壓力下在伸出位置和縮回位置之間移動(dòng)，其中在伸出位置其將所述柱塞移動(dòng)到伸出位置；第三腔室，其在所述筒中，用于在所述活塞從縮回位置移動(dòng)到伸出位置的過(guò)程中，可選擇地容納來(lái)自第二腔室的壓力下的氣體，并用于在所述活塞從伸出位置移動(dòng)到縮回位置的過(guò)程中將壓力下的氣體引入所述第二腔室中；缺口插頭，其封閉所述筒的后端，包括第一通道，用于將壓力下的氣體運(yùn)送至所述活塞的后端，使得活塞從縮回位置移動(dòng)到伸出位置，以及第二通道，用于將壓力下的氣體運(yùn)送至所述第三腔室以及運(yùn)送來(lái)自第三腔室的氣體，使得所述活塞交替地從縮回位置移動(dòng)到伸出位置，并從伸出位置移動(dòng)到縮回位置。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，這些附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)針注射器桿組件的等距視圖；
[0010]圖2是圖1的組件中使用的桿的縱向剖視圖；
[0011]圖3是圖2的桿中使用的筒的排出端的分解等距視圖；[0012]圖4是圖2的桿中使用的噴嘴保持器和閥桿的分解等距視圖；
[0013]圖5是圖4的噴嘴保持器的縱向剖視圖；
[0014]圖6是圖4的閥桿的縱向剖視圖；
[0015]圖7是圖2的桿的前方或排出端上使用的螺母的縱向剖視圖；
[0016]圖8是圖7的螺母的正視圖；
[0017]圖9是圖2的桿的所述筒的前部的縱向剖視圖；
[0018]圖10是圖1和2的注射器中使用的桿筒和驅(qū)動(dòng)組件的后部的分解等距視圖；
[0019]圖11是圖1和2的注射器中使用的活塞和收縮器組件的分解等距視圖；[0020]圖12是圖11的磁體組件的局部剖面?zhèn)纫晥D；
[0021]圖13是圖2的桿中使用的缺口插頭的分解等距視圖；
[0022]圖14是圖13的缺口插頭的分解縱向剖視圖；
[0023]圖15是用于連接圖2的桿至控制單元的連接器組件一端的等距視圖；
[0024]圖16是圖15的連接器組件的分解等距視圖；
[0025]圖17是氣動(dòng)控制系統(tǒng)和腳致動(dòng)器的主要元件的等距視圖；以及
[0026]圖18是用于圖1的桿組件的氣動(dòng)控制系統(tǒng)的示意性電路圖。
[0027]應(yīng)該指出的是，通過(guò)描述，所述“前端”是桿的排出端。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參照?qǐng)D1和2，本發(fā)明的注射器組件包括桿、控制單元和腳踏板致動(dòng)器，通常分別表示為1、2和3。桿I包括分別由前部5和后部6限定的管狀筒。前筒部5容納有可移動(dòng)的噴嘴保持器8和柱塞11的前端9。
[0029]用于注射器的噴嘴保持器8和一次性噴嘴12與于2008年4月15日頒發(fā)給本發(fā)明人的美國(guó)專(zhuān)利N0.7357781中描述的相同元件類(lèi)似。最好如圖3至5所示，噴嘴保持器8包括具有延伸穿過(guò)其中的通道15的管狀體13。液體通過(guò)主體13前端中的小孔16 (圖3至5)排出。主體13的外端18附近的螺紋17用于將一次性噴嘴12 (圖1和3)連接到保持器。噴嘴12由O形環(huán)19密封在保持器8上。該主體13由O形環(huán)20密封在筒的前部5中(圖2和4)，所述O形環(huán)20位于在主體13的后端或內(nèi)端附近的凹槽21中(圖5)。主體13上的環(huán)形凸緣23鄰接筒部5的外端24 (圖3)，以將噴嘴保持器8的運(yùn)動(dòng)限制在所述筒中。噴嘴保持器8通過(guò)帶有在其中徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形凸緣26的管狀螺母25保持在筒部5中，用于接合在噴嘴保持器8的主體13上的凸緣23。當(dāng)組裝該注射器時(shí)，所述保持器8插入螺母25的后端中。在凸緣23前面上的小突起28進(jìn)入凸緣26中的凹口 29中，使得保持器8不能在筒部5中轉(zhuǎn)動(dòng)。螺母25上的內(nèi)螺紋30 (圖7和8)與所述筒5的外端24上的外螺紋31相配合。螺母25由O形環(huán)33 (圖2)相對(duì)于筒密封。螺母25上的縱向延伸凹槽34便于在筒部5上手動(dòng)安裝螺母。
[0030]螺母25的前端36中的縱向延伸凹口 35用來(lái)容納一次性噴嘴12上的止動(dòng)裝置(未示出)。如上面所引用的美國(guó)專(zhuān)利N0.7357781所述，該止動(dòng)裝置延伸進(jìn)一個(gè)凹口 35中，并在去除噴嘴12時(shí)折斷，使得噴嘴不能重復(fù)使用。
[0031]液體通過(guò)主體13后端中的徑向相對(duì)的凹槽37以及連接凹槽37和通道15的徑向延伸的開(kāi)口 38進(jìn)入保持器主體13中的中央通道15。開(kāi)口 38的內(nèi)端通常是用橡膠閥39(圖2和6)封閉的，所述橡膠閥39包括空心閥桿40和頂端42 (圖4和6)，所述空心閥桿40安裝在通道15的較大直徑后端41中，所述頂端42抵靠并封閉通道15的后端。當(dāng)足夠壓力下的液體通過(guò)凹槽37進(jìn)入開(kāi)口 38中時(shí)，閥桿40被壓縮，從而液體通過(guò)通道15和孔16排出。
[0032]當(dāng)使用上述美國(guó)專(zhuān)利7357781中所描述的噴嘴保持器時(shí)，由于殘留在該保持器主體的狹窄直徑后端周?chē)膮^(qū)域中，有一定量的液體損失。本發(fā)明的保持器8的后端在其整個(gè)長(zhǎng)度上基本上是相同直徑，并在前筒部5中填充了腔室44的寬前端43 (圖2)。因此，減少了殘留的液體體積。
[0033]腔室44設(shè)計(jì)為容納來(lái)自注射器46的藥物或其它液體。來(lái)自注射器46的液體通過(guò)通常由47 (圖1和2)表示的單向閥(圖1至3和9)進(jìn)入腔室44，該單向閥安裝在由筒5頂部上的傾斜突起所限定的管狀入口管道48中。注射器46是常規(guī)的塑料注射器，包括筒51，其具有在其一端內(nèi)滑動(dòng)的柱塞52，迫使液體通過(guò)在其另一端的狹窄直徑噴嘴53。注射器筒51包括刻度(未不出),顯不每次操作注射器時(shí)的注射劑量。圍繞注射器噴嘴53的套筒55是內(nèi)螺紋，用于連接注射器46和閥體57的螺紋頂端56 (圖3)。閥體57的外螺紋底端58旋入筒部5上的傾斜入口管道48中。閥體57的中部包括凹槽59，其便于在插入管道47的過(guò)程中夾緊所述主體。
[0034]最好如圖3和9所示，除主體57外，閥47包括可在主體57中滑動(dòng)的活塞或閥桿60。O形環(huán)62通過(guò)入口管道48密封通道63中的閥體57。閥桿60通常是圓柱形，具有用于容納在主體57內(nèi)的頂座65中的半球形頂端64(圖8)、用于在入口管道通道63內(nèi)滑動(dòng)的大直徑中心部分67以及較小直徑底端68 (圖3)。在閥桿60的頂端64中徑直相對(duì)的、沿徑向延伸的開(kāi)口 69與中央通道70連通(圖2和3)，所述中央通道70具有封閉的頂端和開(kāi)放的底端。主體57的開(kāi)放底端68保持與通過(guò)螺旋彈簧76安裝在通道63內(nèi)的肩部74上的盤(pán)狀間隔件73稍微隔開(kāi)。當(dāng)所述注射器柱塞52向下移動(dòng)時(shí)，來(lái)自注射器46的流體通過(guò)開(kāi)口 69和通道70流向閥桿60的底部，通過(guò)間隔件73中的凹口 78，然后通過(guò)入口管道48的其余部分進(jìn)入筒5內(nèi)的柱塞11前面的腔室44中。在注射過(guò)程中，在入口管道通道63中的流體壓力的協(xié)助下，彈簧76關(guān)閉閥47。注射之后，圍繞其底端68的螺旋彈簧76將閥桿60返回到靜止位置(圖2和9)。在第一次注射之前，需要將注射器柱塞52向下推，迫使流體通過(guò)閥47進(jìn)入柱塞11前面的腔室44中。在第一次注射后，縮回柱塞11，在腔室44中產(chǎn)生了局部真空，這使得閥47打開(kāi)，并且來(lái)自注射器46的液體通過(guò)入口管道48抽入到腔室44中。進(jìn)入腔室44的流體穿過(guò)間隔件81中的凹口 80進(jìn)入腔室44的前端43中。
[0035]最好如圖2和10至12所示,后筒部6包括通過(guò)管狀插頭83連接到前筒部5的伸長(zhǎng)管狀體82。主體82分別具有內(nèi)螺紋的前端85和后端86。螺紋前端85容納所述插頭83，其具有外螺紋頸部87和內(nèi)螺紋頭部88，用于容納前筒部5的螺紋后端90。這種結(jié)構(gòu)使得很容易僅通過(guò)用具有較大或較小腔室44的另一部分替代前筒部5來(lái)改變用量。插頭83由O形環(huán)92 (圖2)密封在主體82中。
[0036]管狀體82的后端86由缺口插頭95封閉，通過(guò)其，壓力下的氣體流入筒組件的后端并流出。在靜止位置時(shí)，活塞組件97的后端鄰接插頭95。參照?qǐng)D2、11和12，在主體82中滑動(dòng)的活塞組件97包括安裝在杯形套管99中的圓柱形磁鐵98 (圖11和12)，其后端通過(guò)螺母100封閉，將磁鐵98保持在套管中。套管99由O形環(huán)103密封在插頭83中。在所述活塞組件97的靜止位置或縮回位置，在缺口插頭95前端內(nèi)的盤(pán)104延伸穿過(guò)螺母100內(nèi)的開(kāi)口 105與磁鐵98的后端接觸，以將磁鐵98保持在縮回位置。盤(pán)形間隔件106位于磁鐵98的前端和套管99的前端107之間,用于緩沖磁鐵前端。
[0037]分別具有螺紋前端109和后端110的伸縮裝置軸108安裝在磁體組件套管99的前端107內(nèi)。所述軸108在腔室111的直徑減小的前端中是可滑動(dòng)的，所述腔室111在承載所述活塞組件的插頭83中。O形環(huán)112將軸108密封在插頭83中。伸縮裝置套筒3安裝在軸108的螺紋前端109上。該套筒113相對(duì)柱塞11是可滑動(dòng)的。在所述活塞組件97向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，套筒113在柱塞11后端上的環(huán)形凸緣114上滑動(dòng)，直到軸的前端109與所述柱塞接合并驅(qū)動(dòng)它向前以從腔室44排出液體。當(dāng)所述活塞組件97縮回時(shí)，在套筒113的前端的內(nèi)徑向向內(nèi)延伸的凸緣115接合柱塞11后端上的凸緣114，以將柱塞縮回至圖2所示的靜止位置。套筒113的前端部包括縱向延伸的狹縫116，從而這樣的前端可彎曲以容納柱塞11后端上的凸緣114。O形環(huán)117 (圖2和10)將柱塞11的前端9密封在所述前筒部5中。含O形環(huán)119的環(huán)形凸緣118可通過(guò)所述筒部5在所述通道的較大直徑后端120內(nèi)滑動(dòng)。在柱塞11的來(lái)回移動(dòng)過(guò)程中，所述部分5中的孔121允許空氣進(jìn)入并通過(guò)筒5從通道的后端120離開(kāi)。
[0038]最好如圖10、13和14所示，缺口插頭95包括內(nèi)螺紋的小直徑前端123，用于容納所述盤(pán)104。從插頭95的后端125縱向延伸的第一通道124用于將壓力下的氣體運(yùn)送至插頭的開(kāi)放內(nèi)螺紋前端123。第二 L形通道126從插頭的后端125延伸至插頭前端123附近的環(huán)形凹槽128。凹槽128分別通過(guò)前端123和中央部分132中的O形環(huán)130和O形環(huán)131與前端123分隔開(kāi)。O形環(huán)130和131與由管82和凹槽128限定的通道相接，從而氣體可在插頭95的通道126和圓柱形腔室133 (圖2)之間流動(dòng)，圓柱形腔室133在后筒部6的主體82和插頭83之間。如圖2所示，缺口插頭95的前端123延伸進(jìn)入主體82的后端，并通過(guò)O形環(huán)130密封在其中(圖13)。中央部分132包括螺紋134 (圖13和14)，用于連接插頭95和主體82的 內(nèi)螺紋后端86。環(huán)形凸緣135限制了插頭95進(jìn)入后筒部6中的移動(dòng)。一對(duì)外螺紋耳部137從凸緣135后面的插頭95向后延伸，用于連接插頭和套筒141的一端上的蓋140的內(nèi)螺紋前端139。
[0039]套筒141包含一對(duì)管143和144，其分別通過(guò)耦合器145和146將壓力下的氣體運(yùn)送至缺口插頭95，并從缺口插頭95運(yùn)走。合適的耦合器145和146是所謂的嵌入配件，加拿大安大略省米西索加的費(fèi)斯托公司有售。管143和144的相對(duì)端分別通過(guò)嵌入耦合器148和149以及螺紋接管150和151連接到控制單元2中的閥147 (圖17)，其插入到控制單元?dú)んw154的前壁153中的插座152中。O形環(huán)155將螺紋接管150和151密封在插座152中。該插座152由管(未示出)連接到閥147。耦合器148和149和螺紋接管150和151容納在套筒罩156和螺紋鎖定環(huán)157中，且螺紋鎖定環(huán)157連接所述罩和殼體154的前壁153中的插座152 (圖17)。耦合器148和149擰入螺紋接管150和151中，所述螺紋接管擰入盤(pán)狀鞍座159中。所述鞍座159插入帶鎖定環(huán)157的所述罩156中，鎖定環(huán)157夾持在所述鞍座和罩之間。鞍座159上的環(huán)形凸緣160接合所述環(huán)157中的徑向向內(nèi)延伸的凸緣162。一對(duì)正好相對(duì)的螺釘163延伸穿過(guò)罩156進(jìn)入鞍座159上的耳部164中，以將組件連接在一起。使用螺紋接管150和151以及耦合器148和149可以比較容易地從控制單元2連接和斷開(kāi)所述管143和144。[0040]應(yīng)當(dāng)指出的是，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，該裝置的元件已從圖17和18中省略。[0041]參照?qǐng)D17和18，壓力下的流體(在此為二氧化碳)從其源頭165 (圖18)流過(guò)管166以及連接器(圖中未示出)，通過(guò)控制單元2的后壁167 (圖17)，控制單元2形成氣動(dòng)控制系統(tǒng)的一部分。流體通過(guò)T型連接器168和管線169流向閥147，并通過(guò)含壓力調(diào)節(jié)器172的管線171流向腳致動(dòng)器3，其包含利用復(fù)位彈簧176由腳踏板174操作的雙向閥173。當(dāng)閥173通過(guò)按壓腳踏板174打開(kāi)時(shí)，流體通過(guò)管線177流向帶復(fù)位彈簧179的壓力操作開(kāi)關(guān)178。該開(kāi)關(guān)178通過(guò)管線180和181以及T型連接器183 (圖17)連接到計(jì)數(shù)器187上的終端185和186上。每次打開(kāi)和關(guān)閉開(kāi)關(guān)178，計(jì)數(shù)器187就進(jìn)行操作顯示已經(jīng)進(jìn)行了另一次注射。
[0042]流過(guò)腳踏式閥173的流體還流經(jīng)管線188，以向五通二位閥147提供控制信號(hào)。打開(kāi)閥147到某一位置，允許壓力流體通過(guò)管線143、缺口插頭95和盤(pán)104內(nèi)的孔189(圖10、13和14)，流向所述活塞組件97的后端。當(dāng)積累了足夠的壓力時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述活塞組件97向前以推動(dòng)柱塞11，以將腔室44中的液體通過(guò)噴嘴保持器8和一次性噴嘴12噴出。同時(shí)，來(lái)自磁體套管99前面的氣體通過(guò)后筒部主體82中的開(kāi)口 190 (圖2)以及主體82和插頭83之間的腔室133排出。然后氣體通過(guò)缺口插頭95中的L形通道126、管144、閥147、管線190和消音器191排出。
[0043]當(dāng)釋放腳踏板174時(shí)，彈簧176關(guān)閉閥173。閥147中的彈簧192將閥移動(dòng)至圖18所示的位置，即關(guān)閉氣體通過(guò)管143流向所述活塞組件的后端，并打開(kāi)管線169流向管144。然后，壓力下的氣體通過(guò)缺口插頭95中的通道126和筒體82與插頭83之間的腔室133流入磁鐵套管99前面的腔室111中，以驅(qū)動(dòng)所述活塞組件向后至圖2所示的靜止或啟動(dòng)位置?；钊M件之后的氣體通過(guò)缺口插頭95中的通道124、管143、閥147、管線193和消音器194排出ο
[0044]如上所述，當(dāng)柱塞11通過(guò)所述活塞組件97前端上的收縮裝置套筒113縮回時(shí)，在腔室44中形成了部分真空，這使得液體從注射器46抽出，并通過(guò)閥組件47進(jìn)入腔室44中，使得注射器準(zhǔn)備好再次注射。
[0045]桿組件可以是相當(dāng)緊湊的。例如，在現(xiàn)有的組件中，桿I和噴嘴12的組合長(zhǎng)度是約15.3厘米，筒部5、筒部6和螺母25的外徑分別約為12mm、25mm和15mm。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)針注射器桿組件，其包括 管狀筒； 第一腔室，其在所述筒前面的排出端，用于容納來(lái)自其源頭的可注射液體； 噴嘴，其在所述筒前端上，用于從第一腔室中排出液體； 柱塞，其可在所述筒中滑動(dòng)，用于在縮回位置和伸出位置之間移動(dòng)，其中在所述縮回位置液體被抽入所述第一腔室中，在所述伸出位置液體通過(guò)所述噴嘴排出； 第二腔室，其在所述筒中，在所述第一腔室后方并與所述第一腔室分離； 活塞，其可在所述第二腔室中滑動(dòng)，用于在流體壓力下在伸出位置和縮回位置之間移動(dòng)，其中在伸出位置其將所述柱塞移動(dòng)到伸出位置； 第三腔室，其在所述筒中，用于在所述活塞從縮回位置移動(dòng)到伸出位置的過(guò)程中可選擇地容納來(lái)自所述第二腔室的壓力下的所述氣體，并用于在所述活塞從伸出位置移動(dòng)到縮回位置的過(guò)程中將壓力下的氣體引入所述第二腔室中； 缺口插頭，其封閉所述筒后端，包括第一通道，用于將壓力下的氣體運(yùn)送至所述活塞的后端，使得活塞從縮回位置移動(dòng)到伸出位置，以及第二通道，用于將壓力下的氣體運(yùn)送至所述第三腔室以及從所述第三腔室運(yùn)送，使得所述活塞交替地從縮回位置移動(dòng)到伸出位置，并從伸出位置移動(dòng)到縮回位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的桿組件，其中所述活塞包括具有開(kāi)放后端的圓柱形套管，其可在所述筒中滑動(dòng)，以及在所述套管中的圓柱形磁鐵，用于鄰接在活塞縮回位置中的缺口插頭的前端，從而所述活塞保持在縮回位置，直到受到足夠的氣體壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)它向前抵靠柱塞O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的桿組件，包括連接所述缺口插頭后端的一對(duì)管，用于將壓力下的氣體運(yùn)送至所述缺口插頭，或從所述缺口插頭運(yùn)走；以及連接到所述缺口插頭后端并覆蓋所述管前端的罩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿組件，包括氣動(dòng)控制系統(tǒng)，其包括第一閥，其連接到壓力下的氣體源頭，用于交替地將壓力下的氣體供應(yīng)至所述缺口插頭中的第一通道和第二通道，以使得所述活塞伸出和縮回；以及腳操作第二閥，其連接到所述壓力下的氣體源和所述第一閥，用于打開(kāi)和關(guān)閉至所述第一和第二通道的所述第一閥。
【文檔編號(hào)】A61M5/31GK103619383SQ201280027411
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月4日
【發(fā)明者】卡里姆·梅納薩, 莫里斯·梅納薩, 亞當(dāng)·加杜阿 申請(qǐng)人:艾迪國(guó)際研發(fā)有限公司