專利名稱：液體供給設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體供給設(shè)備，更具體地說涉及一種便攜式的液體供給設(shè)備，它構(gòu)造成能夠在單位時間內(nèi)以恒定的量供給液體藥物等。
以勻速推動裝配在安裝于設(shè)備中的普通注射器內(nèi)的活塞來注射藥物是眾所周知的。由于這種常規(guī)設(shè)備的尺寸過大，不適合病人攜帶。
現(xiàn)在使用一種便于病人攜帶的藥物注射裝置。這種便攜式藥物注射裝置是一種在一個圓筒形室中設(shè)置有用橡膠材料制成的有彈力的球膽的結(jié)構(gòu)。出口和入口形成在帶彈力的球膽上。當(dāng)藥物從入口被注入球膽時球膽膨脹。在出口上連接一小管子，藥物通過該小管子逐漸被排出。藥物(注射劑)以小的量被排出并且以滴狀的形式在一個部位被注入，如病人的血管或硬膜外腔，這些地方是醫(yī)生的目標(biāo)。
在利用本身彈力的藥物注射裝置中，帶彈力的球膽可能會引起一些問題。在可能被生產(chǎn)出來的劣質(zhì)產(chǎn)品里面，球膽的厚度不均勻且上面有細(xì)小的洞孔。劣質(zhì)結(jié)果影響球膽的彈回力，從而得不到期望的彈回力。如果是這種情況，就不可能給病人配給在單位時間內(nèi)恒量的藥。而且，醫(yī)生不可能預(yù)先處理次品，它通常在使用球膽過程中才被發(fā)現(xiàn)。
提出了一種使用球膽和彈性體的藥物注射裝置。帶彈回力的球膽或彈性體有這樣的問題，即它的彈力或彈性可能會根據(jù)其中包含的藥物的量而變化。還有以下的缺點。就是，在注射的初期，因為外部壓力(彈性體的彈性力)影響液體流動太大，藥物被注射進(jìn)球體或彈性體的量比醫(yī)生的目標(biāo)大很多，反之在注射的后期，因為外部壓力太小，藥物被注射進(jìn)的總量比目標(biāo)小得多。
藥物注射裝置優(yōu)選能夠設(shè)定每單位時間注射量(以下稱為“注射速度”)。更好的是，該裝置被構(gòu)造成在設(shè)定每單位時間注射量后，限制使用者(病人)能夠任意改變設(shè)置的可能性。其理由大體是，藥物如止痛劑應(yīng)該被注射進(jìn)恒定的量，而且藥的注入量應(yīng)該在醫(yī)生的監(jiān)督之下預(yù)定和注射。此外，病人也不應(yīng)該能夠調(diào)整藥物的注入量。因此，需要一種鎖定功能，至少在依照醫(yī)生的指導(dǎo)并且在他的監(jiān)督下設(shè)定后，可以防止病人再改變每單位時間的注射量。然而，在醫(yī)生設(shè)定的特定范圍內(nèi)病人能夠在一定程度上增加單位時間注射量。其原因是如果病人的痛苦加重了，就可以在有限的范圍內(nèi)增加藥物注入量。
藥物注射裝置還優(yōu)選被構(gòu)造成可以通過自動檢測藥物是否不再注射來中斷藥物注射。原因是當(dāng)病人接受靜脈注射時，需要應(yīng)付注射器移走的問題。
除了這些特征，藥物注射裝置還優(yōu)選被構(gòu)造成當(dāng)藥物被注射給病人時，空氣和藥物一起導(dǎo)入病人體內(nèi)的可能性最小。注射過程中泄漏最小也應(yīng)該被考慮。
根據(jù)本發(fā)明，提出了在長時間內(nèi)能夠以恒定的注射速度注射液體的液體供給設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種液體供給設(shè)備，包含一個伸長的圓筒，它的前端頭部有出口，置入圓筒中的活塞，它可以沿著圓筒的長度方向移動和將圓筒內(nèi)的液體通過出口推出，以及安裝在圓筒開放的后部的活塞推動裝置，用于以恒定不變的速度將活塞推向頭部，其中活塞推動裝置包括移動構(gòu)件，與活塞后部接觸，并且在圓筒內(nèi)做線性移動，一個驅(qū)動馬達(dá)，和一個運動傳遞構(gòu)件，用來將驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動力傳遞到該移動構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種液體供給設(shè)備，包括伸長的圓筒，它的前端頭部有出口，置入圓筒中的活塞，用于沿著圓筒的長度方向移動，并將圓筒內(nèi)的液體通過出口推出，其中圓筒的頭部形成有凸起，從該頭部起延伸向圓筒的內(nèi)部，頭部的出口是通過為凸起提供縱向通孔而形成的；活塞的引導(dǎo)端上設(shè)置有用來容納凸起的凹陷。
根據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，提供一種液體供給設(shè)備，包括伸長的圓筒，它的前端頭部有出口，置入圓筒中的活塞，用于沿著圓筒的長度方向移動，并將圓筒內(nèi)的液體通過出口推出，以及安裝在圓筒開放的后部的活塞推動裝置，用于以恒定不變的速度將活塞推向頭部，其中活塞推動裝置包括一個氣體供給裝置，用于向圓筒上的活塞后面提供氣體，以推動活塞，氣體供給裝置包括第一室，用來容納通過相互的化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的固體和液體材料的其中之一；第二室，用來容納固體和液體材料中的另一種物質(zhì)，在第二室上的氣體通道，以及安放在第二室或氣體通道中的能滲透過氣體而不能滲透過液體的過濾器。第二室與第一室分開，但是通過使用者的操作可以與第一室連通。
圖9是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的藥物注射裝置的透視圖；

圖10是圖9中藥物注射裝置的前視圖和部分剖視圖；圖11是藥物注射裝置橫截面視圖，用于描述其使用狀況；和圖12(a)是帶有可通過多層氣體的材料構(gòu)成的薄片的氣體供給裝置的部分剖視圖，而圖12(b)是圖12(a)中氣體可通過的薄片的展開圖。
參考圖1-4，藥物注射裝置10包含一個圓筒12，一個活塞14和一個活塞推動裝置16?；钊?4置于圓筒12內(nèi)。管子18被連接在圓筒12的前端?；钊苿友b置16通常以恒定的速度推動活塞14移向圓筒12的頭部20。
圓筒12是空心的和圓筒形的，且通常用透明塑料樹脂材料制成。雖然這里沒有顯示，實際上在圓筒外表面上印有刻度。參考圖1-3，圓筒20的頭部20通常是半圓形的且向外突出。(然而，本發(fā)明并不限于上面說明的內(nèi)容。)排氣凸起22伸入到圓筒內(nèi)，它被形成在頭部20的中心。排氣凸起22形成有通孔24。在后面將說明的管子18的一端被插入和固定進(jìn)孔24里。因為排氣凸起22延伸向內(nèi)凸進(jìn)，所以受外界因素破壞的危險性大大降低?；钊苿友b置16被安裝在圓筒12的后部遠(yuǎn)端上，該后部是開放的。
活塞14通常被制成有厚度的圓盤形(或較低高度的圓筒形)，以便能放入圓筒12里?；钊?4的引導(dǎo)端部分26形成為半圓形，以便能夠和頭部20的內(nèi)側(cè)很好地配合?？?8被形成在引導(dǎo)端部分26的中心。排氣凸起22與孔28相配合?？椎拇笮∈钱?dāng)凸起嵌入孔里時，藥物能通過形成在凸起和孔之間的空間。
在活塞14周圍設(shè)置環(huán)形外圍凸起30。環(huán)形外圍凸起30的遠(yuǎn)端部分與圓筒12內(nèi)表面接觸，并防止藥物從它們之間漏出?？梢孕纬珊驮O(shè)置兩個環(huán)形外圍凸起30。外圍凸起30防止藥物漏出或氣體導(dǎo)入藥物，并且防止活塞操作時發(fā)生傾斜。圓形凹陷32凹入得很深，并被加工在活塞14的后部(見圖3)。
管子18被插入和固定在排氣凸起22的孔里。利用這樣的結(jié)構(gòu)，管子彎曲的可能性將減小。管子18上安裝有藥物注射需要的各種部件，如藥物注射用的供給閥構(gòu)件(T形閥)34、在需要時可以阻止藥物注射的夾具35、用于過濾與藥物不相關(guān)的雜質(zhì)和注射時除去氣體的過濾器36，等等。管子18的另一端38例如連接到與插入病人靜脈的導(dǎo)管或注射針連通的通道上。
參考圖1-4，活塞推動裝置16包括一個支撐體40，一個移動構(gòu)件42和一個外殼44。具體情況見圖3，活塞推動裝置16包括一個梯級(stepper)部分46，梯級部分的外徑比支撐體40內(nèi)徑小，且被放置在支撐體的前面，這樣梯級部分可以被置入和固定在圓筒的后端。梯級部分46和圓筒12是相適合的?；钊苿硬糠?6被置入圓筒12后，它們應(yīng)該用膠帶等牢固地綁在一起?；蛘咭部梢栽谒鼈兊膬蓚?cè)分別刻上陽螺紋和陰螺紋，然后通過螺紋結(jié)合在一起。
支撐體40通常是圓柱形的。梯級部分46如上所述被放在它前面，且梯級部分48(下文所述的外殼44與其配合并置于其上)被設(shè)置于后部。支撐板50在它的內(nèi)側(cè)。凸起物52在支撐板50中向后凸出。下面將要描述的馬達(dá)被固定在凸起物上。通孔53被加工在支撐板50的中心，且一個軸承被安裝在孔里，此處沒有詳細(xì)地對此加以說明。
旋轉(zhuǎn)的螺紋塊(screw block)54被裝在支撐板50前面的空間里。軸56被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)螺紋塊54的中心。軸穿過支撐板50上的孔53延伸向支撐體40的后部空間。用于形成功率傳遞機構(gòu)58的齒輪59一部分被合適地裝配和固定在軸56上。旋轉(zhuǎn)的螺紋塊56被制成圓柱體形狀，且用于功率傳遞(導(dǎo)螺桿)的螺栓57被形成在該塊的外表面。雖然沒有詳細(xì)描述，但旋轉(zhuǎn)螺紋塊被用一種使其不能在圓筒12里縱向移動但能旋轉(zhuǎn)的方式支撐著。
帶動旋轉(zhuǎn)螺紋塊54旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)60被固定在支撐板50的凸起物52上。最好是精確地控制馬達(dá)60的轉(zhuǎn)動速度。在這個實施例里，馬達(dá)60包括一個步進(jìn)馬達(dá)。馬達(dá)60優(yōu)選為低電壓和低功率的電機。
馬達(dá)60的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力通過齒輪62和齒輪59傳遞到旋轉(zhuǎn)螺紋塊54上。連在下述的電路板上的導(dǎo)線被依次和馬達(dá)60連接，但圖中沒有顯示出來。
另外，檢測裝置64裝在支撐體40的后部。檢測裝置64包括一個旋轉(zhuǎn)的編碼器66和一個檢測部分68。檢測部分包括分別被裝在旋轉(zhuǎn)編碼器66兩邊的一個發(fā)光元件和一個光接收元件。同時，齒輪70被安裝在旋轉(zhuǎn)編碼器66的旋轉(zhuǎn)的中心軸上。齒輪70和齒輪59嚙合。因此，旋轉(zhuǎn)螺紋塊54的旋轉(zhuǎn)或停止被傳遞到旋轉(zhuǎn)編碼器66并被它所檢測。導(dǎo)線(沒有顯示)連接著檢測部分，然后該導(dǎo)線連接到下述的電路板上。
移動部件42能在軸向移動，以便使活塞14被推動。如圖4所示，移動部件42包括一個中空的圓柱體72和桿構(gòu)件74。凸緣76形成在空心圓柱體72的引導(dǎo)端。凸緣76與活塞14后端面接觸以推動活塞14。與實施例表現(xiàn)的相反，空心圓柱體72的引導(dǎo)端可以構(gòu)造為與活塞14底端圓形凹陷的斜側(cè)壁相接觸。這樣，空心圓柱體引導(dǎo)端推動活塞的側(cè)壁并推動活塞的最后部分，于是外圍凸起和圓筒內(nèi)表面更緊密地接觸。
兩個桿構(gòu)件74處于彼此相對的位置，從空心圓柱體72向后延伸。螺紋78形成在空心圓柱體72的內(nèi)表面和桿構(gòu)件的反面。螺紋78被用來傳遞功率和與旋轉(zhuǎn)螺紋塊54外表面的螺紋57相配合。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺紋塊旋轉(zhuǎn)時，兩個螺紋嚙合并一起旋轉(zhuǎn)，然后移動構(gòu)件42在縱向上移動。
移動構(gòu)件42設(shè)置有被加工在空心圓柱體72和桿構(gòu)件74相反的外表面上的導(dǎo)引凹槽80。導(dǎo)引凹槽80和在支撐體內(nèi)表面上的導(dǎo)向凸起82相配合，以便使移動構(gòu)件42做軸向運動。此外，支撐體40的支撐板上設(shè)置有能使桿構(gòu)件74穿過的孔，雖然該孔沒有特別表示出來。
外殼44嵌合并固定在支撐體40的后部。電路板84被固定在外殼44內(nèi)側(cè)上。各種電路元件被安裝在電路板84上。一個發(fā)電單元(電池)86也被固定在外殼44的內(nèi)側(cè)上。電池86、馬達(dá)60和檢測裝置64的導(dǎo)線被連接在電路板84上的適當(dāng)位置，它們供應(yīng)電力，并發(fā)送/接收驅(qū)動信號或檢測信號。
在電路板84上還連接和安裝有紅外線接收裝置87。紅外線接收裝置用來接收下述的微控制器的信號。為此目的，外殼44有一個端孔88。
前面板90被裝在外殼44的外表面上。該前面板設(shè)置有一個液晶顯示器92和按鈕94a、94b。前面板通常被固定在電路板84上。用來指示注射裝置操作狀態(tài)或設(shè)置狀態(tài)的字符或數(shù)字顯示在液晶顯示器92上。按鈕94a是開/關(guān)按鈕，用來使注射裝置啟動或停止。按鈕94b是臨時改變每單位時間注射量的按鈕，它指示藥物注射量要增加預(yù)定的藥物量并被注射。按鈕94a和94b被設(shè)置在活塞推動裝置16上，以便病人能夠控制這些按鈕。
參考圖1，這里提供了遙控器96。多個按鈕98a到98g和紅外線發(fā)送裝置100被裝在遙控器96上。當(dāng)按鈕98a到98g被按下，對應(yīng)各自按鈕的紅外線信號就被發(fā)射出去。
按鈕98a是用于輸入每單位時間注射量的按鈕。按鈕98b是用于輸入臨時增加的藥物量的按鈕。按鈕98c是設(shè)定/取消按鈕，用來設(shè)定輸入總量或取消設(shè)定的量。按鈕98d是啟動/停止按鈕，和按鈕94a執(zhí)行同樣的功能。按鈕98e是高速運動按鈕，當(dāng)使用者打算在即將被注入病人體內(nèi)前讓藥物通過活塞14達(dá)到管子的末端時、也就是當(dāng)使用者企圖加快推藥時，就使用它。按鈕98f是使移動構(gòu)件42縮回的回縮按鈕。按鈕98g是當(dāng)移動部件42的引導(dǎo)端部分與活塞14的后部分開時，使移動構(gòu)件迅速向活塞14移動直到該構(gòu)件與活塞接觸的預(yù)先運動按鈕。
參考圖5，電路板84上有一個控制用的微處理器112(一個帶有存儲器的單片機在此優(yōu)選作為該微處理器)。微處理器112被稱作micom，且包括有一個控制和處理單元和一個存儲器。每個電路設(shè)備被連在微處理器112上。圖5表現(xiàn)的是連接狀態(tài)。
紅外線接收裝置87被連在微處理器112上。因此，按下遙控器96上的按鈕98a至98g獲得的信號被傳輸?shù)轿⑻幚砥?12并由其處理。包括液晶顯示器和一些按鈕的前面板90也被連接到微處理器112上，且信息根據(jù)指令從面板上輸出，或按鈕輸入的內(nèi)容被傳遞到微處理器112上。
馬達(dá)60和檢測裝置64連接到微處理器112上。根據(jù)微處理器的控制，電源被提供給馬達(dá)60，使馬達(dá)轉(zhuǎn)動。從檢測裝置64向微處理器112傳遞關(guān)于光是否被傳到光接收元件上的信息，且微處理器根據(jù)上述結(jié)果監(jiān)視注射裝置的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
蜂鳴器125被連在微處理器112上。蜂鳴器125在故障發(fā)生時，例如當(dāng)藥物沒有被注射等或當(dāng)所有藥物被注射光時，被控制振鈴。
微處理器112處理與其連接的電路板傳遞的數(shù)據(jù)和控制馬達(dá)運轉(zhuǎn)等等，以與根據(jù)按鈕輸入的每單位時間的注射量相一致。根據(jù)下面的描述，這個控制過程對本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員來說很容易理解。
以下，將參考圖1，3，5和6A至6D說明藥物注射裝置的操作。
如圖6A所示，活塞推動裝置16和圓筒12的后部連接。活塞推動裝置42的移動構(gòu)件42被縮回到極限。每單位時間注射量和即時變化的量在上述的連接之前即被設(shè)定。如果按下對應(yīng)輸入每單位時間注射量的按鈕98a，預(yù)先確定的每單位時間注射量(例如每單位時間0.5cc，1.0cc，3.0cc，5.0cc，10.0cc)被依次連續(xù)的顯示。每單位時間注射量是通過按所需要的單位時間注射量按動設(shè)置按鈕98c來設(shè)定的。然后，當(dāng)病人感到疼痛加重并打算增加注射給他的藥量時，可以按下按鈕94b，從而可以設(shè)定增加的量。也就是說，增加的注射量在某種意義上可以被設(shè)定，即在預(yù)先確定的注射量(當(dāng)使用者按下98b后會連續(xù)顯示出來，例如每單位時間0.5cc，1.0cc，3.0cc，5.0cc，10.0cc)里按下按鈕98c選擇一個希望增加的量即可。
如圖6B所示，藥物在活塞推動裝置16與圓筒12連接之后被注入圓筒12里。這時，通過推動注射器柱塞進(jìn)入與裝好的T形閥34(供給閥構(gòu)件)相連的注射器部分上的Luer鎖定位置，就可將藥物轉(zhuǎn)移進(jìn)圓筒12里，從而將藥物注射進(jìn)注射器150里。而且此時，遺留在圓筒里的空氣通過裝置之間的間隙被排出。與此相反，活塞推動裝置16也可以在藥物預(yù)先被注入后和圓筒連接。
其后，如圖6C所示，使用者按下預(yù)先運動按鈕98g使移動構(gòu)件42縱向移動。當(dāng)移動構(gòu)件42和活塞14接觸時停止運動。然后，在按下高速運動按鈕98e推進(jìn)藥物后，使用者將管子18的一端連接到與針頭連通的通道，針頭被扎進(jìn)病人的靜脈里。按下啟動/停止按鈕98d和94a，注射開始。如圖6D所示，如果注射完成，使用者靠按下回縮按鈕98f縮回移動構(gòu)件42。之后，使用者將管子和與扎在病人靜脈里的針頭相連的通道分開。
在使用后，活塞推動裝置16從圓筒12上分開，并且圓筒12，活塞14，管子18等等被廢棄?；钊苿友b置可以重新使用。
另一方面，當(dāng)醫(yī)生打算在注射期間臨時增加藥物注射量時，他可以按下臨時增加按鈕94b。當(dāng)在注射中間必須停止注射藥物時，按下啟動/停止按鈕94a和94d注射停止。如果針頭沒有正確扎入病人靜脈藥物不能被注射。如果在這種情形下注射藥物，病人會感覺疼痛。這時，雖然電力被供給馬達(dá)，馬達(dá)也不能轉(zhuǎn)動或者不能根據(jù)設(shè)定的單位時間注射量勻速轉(zhuǎn)動。這樣，旋轉(zhuǎn)編碼器66停止或阻滯它的旋轉(zhuǎn)。因此，從發(fā)光元件傳到光接收元件的光所產(chǎn)生的脈沖信號是零或者比預(yù)定的數(shù)量少。微處理器112持續(xù)檢測脈沖信號，當(dāng)上述情形被檢測到時，它會使移動構(gòu)件42自動回縮。
圖7A和圖7B顯示了藥物在圓筒12里幾乎都被注射的情形。當(dāng)藥物被提供給圓筒12內(nèi)時，殘留在管子里的空氣可能被導(dǎo)入圓筒里。如果可能，最好是空氣不被注入病人體內(nèi)。如圖7A和圖7B所示，如果氣泡在圓筒里被產(chǎn)生，氣泡總是存在于上面的部分。
圖7A顯示的是圓筒12的頭部20朝上的情形。氣泡B被產(chǎn)生在頭部20的最里端，并且排氣凸起12末端的位置比氣泡B的位置低。因此，排氣凸起22繼續(xù)存在于藥物里。結(jié)果，空氣只能在藥物被注射后排出。
圖7B顯示的是圓筒12的頭部20朝下的情形。氣泡B在活塞14的周邊部分產(chǎn)生。雖然活塞14在這種情況下運動，但氣泡B總是存在于活塞14的周邊部分。結(jié)果，空氣只能在藥物被注射后排出。
根據(jù)具有前述結(jié)構(gòu)的實施例的藥物注射裝置能夠保持單位時間藥物注射量恒定地注射藥物。而且，藥物注射速度能夠直接被醫(yī)生設(shè)定或在醫(yī)生監(jiān)督下被設(shè)定，并且能在醫(yī)生設(shè)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。停止藥物的注射很容易實現(xiàn)。另外，注射過程可以在由于針頭的條件使藥物不能被注射進(jìn)病人靜脈里的情況下被停止。此外，在藥物注射過程中空氣被注射進(jìn)病人體內(nèi)的可能性減小，并且藥物泄漏也可被減小。
參考圖8A和圖8B，這里表示的是依照本發(fā)明的其他實施例的用于液體注射裝置的一個活塞?；钊?4B是用塑料樹脂注入成模的?；钊ǔＳ幸粋€短的圓柱體和一個圓形引導(dǎo)端26B。引導(dǎo)端的末端有一個和先前實施例類似的凹陷28B?；钊┒擞幸粋€里面帶有棱條144的去掉內(nèi)容物(flesh-removing)的凹陷142。
圓柱體的外表面有兩個并排的環(huán)形(圓環(huán)形)的凹槽146。密封環(huán)(例如O形環(huán))148被嵌合進(jìn)凹槽里。每一個凹槽146都有一個矩形的橫截面，如圖8B所示。當(dāng)活塞帶著和凹槽吻合的密封環(huán)148一起被放進(jìn)圓筒里時，密封環(huán)148變形并且楔入凹槽146的拐角處。因此，活塞可以平滑地移動同時能保持液體的密封，并且密封環(huán)148向外變形后減少了密封環(huán)148脫落的可能性。
圖9-11顯示的是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的液體注射裝置。參考圖9-11，液體注射裝置500有一個圓筒538，一個活塞536，和一個用作活塞推動裝置以對活塞施壓的氣體供給裝置510。
氣體供給裝置510在外殼511內(nèi)有一個上室514和一個下室518。上下室514和518被隔離件520分開。隔離件520可被預(yù)定的壓力撕破。下室518底部有一個氣體通道526。
氣體供給裝置510的上室514上表面的中心部分有一個圓盤形狀的壓力板512。使用者可以壓下壓力板512。壓力板512與外殼的其它部分連接，在它們之間插入有可變形的薄壁。
上室514中在隔離件520上包含有一個圓盤形固體材料530。固體材料530主要由能和液體反應(yīng)產(chǎn)生氣體的材料組成。在本發(fā)明的一個實施例里，含有碳酸氫鈉(NaHCO3)作為一種主要成分的固體材料能和凝膠一起使用。優(yōu)選地，固體材料由70-95wt％(重量百分比)的碳酸氫鈉(NaHCO3)，3-30wt％的凝膠和不超過3wt％的云母組成。更好的是固體材料由90-94wt％的碳酸氫鈉(NaHCO3)，5-10wt％的凝膠和不超過1wt％的云母組成。在產(chǎn)生氣體的過程中，在所需要的時間段里必須保持氣體的壓力恒定。通過調(diào)節(jié)凝膠的量，壓力和時段能被控制。優(yōu)選用云母將材料制作成為固體。
隔離件520下方的下室518有一個氣體可滲透的柔性薄片在下室的外周邊和底部上。
薄片用作氣體能透過而液體不能透過的過濾器。參考圖12(a)，過濾器528順序地形成3層，即液體不滲透而氣體可滲透的薄膜528a，無紡布層528b(最好用合成纖維制成，能夠透過或保留住氣體以形成氣體通道)，和氣體、液體都不能滲透的柔性薄膜528c。薄膜528c位于外殼511側(cè)上。至于薄膜528c，最好用普通軟透明乙烯基層。也可以用柔軟多孔的泡沫體如海綿來代替無紡布層。
圖12(b)是過濾器528的展開視圖，它有最外側(cè)的鍵合線528d和連接線528e，用來連接三個層。一個圓片和一個側(cè)邊片被鍵合線528d連接在一起。三個層被鍵合線528d和連接線528e連接在一起，且最好用加熱和加壓方法將它們?nèi)芙釉谝黄稹?br> 從圖12(a)中可以了解到，薄膜528c被制成帶有孔528f的形式，孔的位置在和氣體通道526相通的地方。為了防止下室518里的液體接近孔528f的位置，薄膜528c被貼在下室518的內(nèi)壁上。最好是，在靠近下室518的拐角附近，薄膜被貼在下室的壁上，遍及下室的外周邊?？?28c和氣體通道526相通。
參考圖11和12，盡管隔膜表面的主要部分和液體材料接觸，至少其中一些部分沒有和液體材料接觸。產(chǎn)生的第二種氣體通過沒有接觸到液體材料的隔膜進(jìn)入無紡布層。因為無紡布層上形成氣體移動通路，氣體可以經(jīng)過該通路移動到孔528f，并通過這里被排出。
液體材料532容納在被薄片528包圍著的下室518里。液體材料532由L-酒石酸(C4H6O6)溶液組成。由于薄片528的液體密封效果，L-酒石酸(C4H6O6)溶液在液態(tài)時不能向下滲出。
氣體通道526形成在下室518下方。氣體通道526被連在圓筒538的位于活塞536后面的部分上。室511的側(cè)面部分有一個連著氣體通道526的孔，且孔上有一個壓力調(diào)節(jié)閥524。壓力調(diào)節(jié)閥524調(diào)節(jié)壓力，例如，當(dāng)壓力超過基準(zhǔn)壓力(見圖12)時通過向外釋放(清除)氣體來調(diào)節(jié)。壓力調(diào)節(jié)閥可以是常規(guī)的類型。
圓筒538被連接在氣體供給裝置510的下部。如該實施例圖9至12所示，圓筒538和活塞536同圖1所示的實施例一樣。像先前的實施例一樣，圓形凹陷536a被形成在活塞536的后部。
另一方面，管子542被插入和固定在圓筒538的出口540里。給圓筒538提供注射藥物的供給閥(T形閥)544被安裝在管子542上預(yù)先確定的位置上。還提供一夾具546，當(dāng)需要的時候被用來阻止沿著管子流動的注射藥物流。過濾器548嵌合在管子上以過濾雜質(zhì)如注射藥物時含有的空氣。注射量調(diào)節(jié)器550被安裝在管子542的遠(yuǎn)端。注射量調(diào)節(jié)器550最后調(diào)節(jié)每單位時間的藥物注射量。調(diào)節(jié)器550能經(jīng)由一個連接器(沒有顯示出來)被連接到扎進(jìn)病人皮膚里的針頭或延伸的導(dǎo)管。在使用之前，蓋子554如圖9至11所示嵌合在調(diào)節(jié)器550上。蓋子在圖中所示的是透明的蓋子。蓋子554內(nèi)部有一個通孔。密閉件(closure)556被合適地置于通孔里且不能透過液體但可以透過氣體。密閉件的材料是由位于Fairbum，GA 30213 U.S.A的Porex公司提供的(網(wǎng)址www.porex.com)。
以下，將參考圖10和11描述這樣構(gòu)造的液體注射裝置的操作方法。
首先，圓筒538與氣體供給裝置510連接。在氣體供給裝置510被接合在圓筒538內(nèi)后，它們的連接位置被用帶子或類似的東西密封。(另一種方法是氣體供給裝置510可以最初和圓筒制造成完整一體的。)
注射的藥物首先通過附著在管子542上的注射藥物供給閥544注入圓筒538里。這時，注射的藥物推動圓筒538里的活塞536向上并且充滿了圓筒538。
這時，因為活塞536被向上推，并且活塞536上面空間里的空氣通過壓力調(diào)節(jié)閥524被排出時，圓筒538很容易地填充進(jìn)注射的藥物。
如上面提及的，由于圓筒538里充滿注射的藥物，使用者以預(yù)定的壓力壓下氣體供給裝置510的上室512中的壓力板512。然后，壓力板512被向下推并且壓緊壓力板內(nèi)側(cè)的固體材料530。接著，固體材料530擠裂隔離件520，并從那被排出，然后被浸入下室518里的液體材料532中。同時，固體和液體材料530和532反應(yīng)產(chǎn)生氣體。
當(dāng)固體材料530包含的碳酸氫鈉(NaHCO3)作為一種重要成分和酒石酸溶液(C4H6O6)接觸時，它們的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳(CO2)氣體。固體和液體材料530和532之間的化學(xué)反應(yīng)用下面的方程式表示
如前所述，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w通過下室518周圍的薄片528排出，然后再通過氣體通道526。產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的壓力通常在制造固體材料的過程中在某種程度上由原材料的混合工藝所決定。壓力調(diào)節(jié)閥24能調(diào)節(jié)二氧化碳?xì)怏w通過氣體通道526時的釋放壓力，舉個例子，維持壓力在0.35kg/cm2至0.50kg/cm2。就是說，如果二氧化碳?xì)怏w在高于最大壓力0.50kg/cm2或更高時流進(jìn)壓力調(diào)節(jié)閥，那么0.50kg/cm2的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)由第二個氣體出口522排出。超過最大壓力的殘余氣體被通過壓力調(diào)節(jié)閥24釋放出去。在其他的實施例里，釋放二氧化碳?xì)怏w壓力可以在與上述范圍不同的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)定。
二氧化碳?xì)怏w經(jīng)由氣體通道526流入圓筒538，同時保持著恒定的壓力。二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入圓筒后推動圓筒里的活塞536向下運動。活塞536在恒定氣體壓力下保持恒定的速度向下運動。
活塞536被推動并且圓筒538里的注射藥物被通過加工在圓筒下端的出口540排出。響應(yīng)于活塞536恒定的移動量，注射的藥物被排入管子542中，同時保持著單位時間注射量恒定。
另一方面，如果必須臨時阻塞注射藥物沿著管子542的流動，夾具546就被移動到管子的一側(cè)夾緊管子542，從而臨時阻滯注射藥物的流動。病人可以依靠圓筒538表面用來指示注射藥物期間注射藥物的殘留量和排出量的刻度來方便地觀察到注射藥物的供給情況。最后，單位時間注射量可以由管子遠(yuǎn)端的調(diào)節(jié)器550來控制。
另一方面，當(dāng)活塞在圓筒里移動時，氣體壓力通常施加在活塞536后部的整個表面上。氣體的壓力也可被施加在活塞536后部圓形凹陷536a的側(cè)壁536b上。氣體壓力推動側(cè)壁536b并且使外部凸起536c被推向圓筒的內(nèi)壁，從而穩(wěn)定地減少注射藥物的滲漏。
圓筒、活塞和氣體供給裝置在使用后被丟棄。本實施例的液體注射裝置憑借簡單的操作就可以長期地以恒定的速度注射藥物。
雖然參考附圖并根據(jù)本發(fā)明的實施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該明白，在不背離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種變化、修改和添加。
權(quán)利要求
1.一種液體供給設(shè)備，包括伸長的圓筒，其前端的頭部設(shè)置有出口；嵌入所述圓筒里的活塞，沿著所述圓筒的長度方向移動，并且通過所述出口推出所述圓筒里的液體；安放在所述圓筒開口的后部上的活塞推動裝置，用于以基本恒定的速度將所述活塞推向所述頭部，其中所述活塞推動裝置包括移動構(gòu)件，用來接觸所述活塞的后部和在所述圓筒內(nèi)線性運動；驅(qū)動馬達(dá)；以及用來將所述驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動力傳遞到所述移動構(gòu)件的運動傳遞機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的液體供給設(shè)備，其中所述驅(qū)動馬達(dá)是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)，并且所述運動傳遞機構(gòu)把所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，該線性運動再依次傳遞給所述移動構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求2所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞推動裝置進(jìn)一步包括支撐體；所述運動傳遞機構(gòu)進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)體，它接收所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力而被旋轉(zhuǎn)，并在所述旋轉(zhuǎn)體的外表面上形成有功率傳輸螺線，所述旋轉(zhuǎn)體被所述支撐體旋轉(zhuǎn)支撐著；所述移動構(gòu)件包括一空心圓柱體，由所述支撐體引導(dǎo)作線性運動，和一個接觸所述活塞的引導(dǎo)端，所述空心圓柱體內(nèi)部形成有功率傳輸螺線，用來嚙合所述旋轉(zhuǎn)體上的所述螺線。
4.如權(quán)利要求3所述的液體供給設(shè)備，其中所述運動構(gòu)件中包括一對相對的桿構(gòu)件，從所述空心圓柱體在所述圓筒長度方向延伸，并且所述桿構(gòu)件的彼此面對面的相對側(cè)上形成有功率傳輸螺線，用于與所述旋轉(zhuǎn)體上的所述螺線嚙合。
5.如權(quán)利要求1所述的液體供給設(shè)備，其中在所述活塞推動裝置中帶有一個檢測設(shè)備，用于檢測所述移動構(gòu)件的運動。
6.如權(quán)利要求3所述的液體供給設(shè)備，其中在所述活塞推動裝置中包括檢測裝置；并且所述檢測裝置包括被連接在所述旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)編碼器，設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)編碼器一側(cè)的發(fā)光元件，以及設(shè)置在所述發(fā)光元件同一側(cè)或相反的一側(cè)的光接收元件。
7.如權(quán)利要求1至6任何一項所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞推動裝置中還包括控制電路部分，用來控制所述馬達(dá)的驅(qū)動，并且所述液體供給設(shè)備還包括和所述活塞推動裝置分離的遠(yuǎn)程輸入裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的液體供給設(shè)備，其中所述控制電路部分根據(jù)單位時間注射量的設(shè)定，控制所述馬達(dá)的驅(qū)動，并且所述單位時間的注射量靠所述遙控輸入設(shè)備來輸入和設(shè)定。
9.如權(quán)利要求8所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞推動裝置配備有一個輸入部分，用于要求對所述每單位時間的注射量做臨時改變；所述控制電路部分根據(jù)所述輸入部分改變的每單位時間注射量的設(shè)定來控制所述馬達(dá)的驅(qū)動；所述單位時間的注射量由所述遠(yuǎn)程輸入裝置來輸入和設(shè)定。
10.如權(quán)利要求7所述的液體供給設(shè)備，其中當(dāng)所述移動構(gòu)件停止或在比預(yù)定速度低得多的速度下運動時，所述控制電路部分分析從所述檢測裝置發(fā)送的信號，并且停止所述馬達(dá)的驅(qū)動。
11.如權(quán)利要求1至10任何一項所述的液體供給設(shè)備，其中所述圓筒的所述頭部上形成有一個從該頭部開始延伸向所述圓筒內(nèi)部的凸起；所述活塞的所述引導(dǎo)端設(shè)置有用于接收所述凸起的凹陷。
12.如權(quán)利要求11所述的液體供給設(shè)備，其中一個注射管子被插入并固定在所述凸起的所述通孔里。
13.如權(quán)利要求1至10任何一項所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞上的所述后部上有一個挖入的凹陷。
14.一種液體供給設(shè)備，包括伸長的圓筒，其前面的頭部帶有一個出口；嵌入所述圓筒里的活塞，用于沿著活塞的長度方向移動并且從所述出口推出所述圓筒里的液體，其中所述圓筒的所述頭部上形成有一個凸起，從該頭部延伸向所述圓筒的內(nèi)部，所述頭部的所述出口是通過為所述凸起提供縱向通孔而形成的；所述活塞的引導(dǎo)端上設(shè)置有用來容納所述凸起的凹陷。
15.如權(quán)利要求14所述的液體供給設(shè)備，還包括一管子，其中所述管子被插入并固定在所述凸起上的所述通孔里。
16.一種液體供給設(shè)備，包括伸長的圓筒，其前面的頭部形成有一個出口；嵌入所述圓筒里的活塞，用于沿著所述圓筒的長度方向移動，并且從所述出口推出所述圓筒里的液體，其中所述活塞的后部設(shè)置有挖入的凹陷。
17.如權(quán)利要求16所述的液體供給設(shè)備，還包括一個氣體供給裝置，處在和所述圓筒的所述頭部相對的一側(cè)，用于在所述圓筒的所述活塞后面部分提供氣體來推動所述活塞。
18.如權(quán)利要求16所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞包括用塑料樹脂制成的圓柱體，并且在所述圓柱體的外表面上形成有環(huán)形的凹槽，所述凹槽內(nèi)部有拐角；并且一密封環(huán)裝配在所述凹槽里并有一個圓形截面。
19.一液體供給設(shè)備，包括伸長的圓筒，其前面的頭部形成有出口；嵌入所述圓筒內(nèi)的活塞，用于沿著所述圓筒的長度方向移動，并且從所述出口推出所述圓筒里的液體；活塞推動裝置，安裝在所述圓筒開放的后部，以將活塞推向所述頭部，其中所述活塞推動裝置包括一個氣體供給裝置，用于向所述圓筒上的所述活塞后面提供氣體，以推動活塞，所述氣體供給裝置包括第一室，用來容納通過相互的化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的固體和液體材料的其中一種材料，第二室，用來容納所述固體和液體材料中的另一種材料，所述第二室與所述第一室分開，但是通過使用者的操作可以與所述第一室連通，連接在所述第二室上的氣體通道，和安放在所述第二室或所述氣體通道中的能滲透過氣體而不能滲透過液體的過濾器。
20.如權(quán)利要求19所述的液體供給設(shè)備，其中所述過濾器是一個氣體滲透薄片；所述薄片包括液體不滲透但氣體可滲透的隔膜，液體氣體都不能滲透的薄膜，和被放置在所述隔膜和所述薄膜之間的用無紡布或泡沫材料制成的氣體通道結(jié)構(gòu)層。
21.如權(quán)利要求20所述的液體供給設(shè)備，其中所述隔膜的表面上至少一部分暴露在所述氣體里。
22.如權(quán)利要求19至21任意一項所述的液體供給設(shè)備，所述固體材料是以碳酸氫鈉(NaHCO3)為主要成分。
23.如權(quán)利要求22所述的液體供給設(shè)備，其中所述固體材料包括70-95wt％的碳酸氫鈉(NaHCO3)，3-30wt％的凝膠和不超過3wt％的云母。
24.如權(quán)利要求23所述的液體供給設(shè)備，其中所述固體材料包括90-94wt％的碳酸氫鈉(NaHCO3)，5-10wt％的凝膠和不超過1wt％的云母。
25.如權(quán)利要求19至24任意一項所述的液體供給設(shè)備，其中所述液體材料是L-酒石酸(C4H6O6)溶液。
26.如權(quán)利要求19至25任意一項所述的液體供給設(shè)備，其中所述固體和液體材料通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w的排出壓力在0.35kg/cm2到0.50kg/cm2范圍之間。
27.如權(quán)利要求19或26所述的液體供給設(shè)備，還包括連接在所述氣體通道上的壓力調(diào)節(jié)裝置。
28.如權(quán)利要求19所述的液體供給設(shè)備，其中在所述第一和第二室之間設(shè)置有隔離件；所述固體材料容納在所述第一室里；所述第一室的外部設(shè)置有一個加壓部分；當(dāng)所述加壓部分被壓著推動所述固體材料向所述隔離件運動時，所述隔離件被擠裂，所述固體物質(zhì)移動到所述第二室。
29.如權(quán)利要求19所述的液體供給設(shè)備，其中所述圓筒的頭部形成有凸起，并從該凸起向圓筒內(nèi)部延伸；所述頭部的所述出口是通過對所述凸起設(shè)置縱向通孔而形成的；所述活塞的引導(dǎo)端上形成有凹陷，用來容納所述凸起。
30.如權(quán)利要求29所述的液體供給設(shè)備，其中注射的管子被插入并固定在所述凸起的所述通孔里。
31.如權(quán)利要求30所述的液體供給設(shè)備，其中所述注射管子的末端被蓋子蓋著；所述蓋子上帶有通孔，能夠和所述管子的孔相連；并且在所述蓋子的通孔上安裝有氣體可滲透但液體不能滲透的貼封。
32.如權(quán)利要求19所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞后部設(shè)置有挖入的凹陷。
全文摘要
提供了一種液體供給設(shè)備(10)，包括一圓筒(12)，一活塞(14)和一活塞推動設(shè)備。圓筒(12)配備有一個帶有出口(24)的頭部(20)。圓筒(12)的后端開放。活塞(14)插入到圓筒(12)中?；钊刂鴪A筒(12)的縱向移動，以便注射圓筒(12)中所容納的液體?；钊苿釉O(shè)備(16)推動活塞(14)?；钊苿釉O(shè)備(16)具有與活塞(14)后部接觸的移動件，一電機和一運動傳遞機構(gòu)。該運動傳遞機構(gòu)將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為移動件的線性運動。
文檔編號A61M5/14GK1454102SQ00819765
公開日2003年11月5日 申請日期2000年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月22日
發(fā)明者金容年 申請人:金容年