專利名稱：壓力指示器的制作方法
壓力指示器
本發(fā)明涉及一種壓力指示器。
存在許多需要低成本的壓力指示器以用于指示液體或氣體的壓力的應(yīng)用。有時液體或氣體是流動的，而在其它時候液體或氣體是流體靜力的。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，污染也是一個嚴(yán)峻的問題且將極度需要可利用的廉價的壓力指示器以使在一次性使用之后能夠?qū)⑵淙訔墶?br> 醫(yī)學(xué)應(yīng)用包括在如以下的通常情形中可注射流體的壓力監(jiān)測
(i)注射
在將治療劑注射到人體組織期間，高壓力應(yīng)被避免，在高壓處這表明注射的位置不同于預(yù)期位置。動脈注射產(chǎn)生> IOOmmHg的脈動壓力。注射至神經(jīng)特有地產(chǎn)生> IOOOmmHg的靜壓。注射至腱組織和其他的無細(xì)孔組織甚至可能產(chǎn)生更高的壓力。通常需要醫(yī)師或護(hù)士知道這些壓力，這是因?yàn)楸皇┘又磷⑸淦鞯挠|覺力對于由于在不同容量的注射器之間活塞直徑上的變化而產(chǎn)生的壓力并不具有一致的指導(dǎo)。
(ii)流動速率監(jiān)測
如果流體通過固定阻力而被注射，則壓力提供在抗生素、化學(xué)治療劑和放射性染劑的注射期間所需要的流量動速率的指示。這種壓力計量器可被調(diào)整以顯示期望的流量動速率并且因此醫(yī)師或護(hù)士可以容易地將藥劑注射到制造商的指導(dǎo)線內(nèi)。
(iii)用于輔助設(shè)備的壓力監(jiān)測
許多醫(yī)學(xué)設(shè)備需要壓力監(jiān)測作為其功能的一部分。通常用于推動來自靜脈注射液包的流體的氣壓設(shè)備需要壓力計量器以校正增壓。填充放置在人體腔動脈等中的多個導(dǎo)管。這些具有囊，囊被充氣以提供機(jī)械力以使抵著這些腔或血管的壁來密封或膨脹。
(iv)氣道壓力的測量
多種氣道管理設(shè)備(包括急救包)為病人肺部提供正壓力空氣流通，這種壓力的監(jiān)測需要避免對肺部的氣壓損傷。
這種設(shè)備的重要特征包括
⑴成本
低成本需要低成本的部件且易制造。
(ii)易用性
壓力指示是易讀出的并且優(yōu)選地具有容易解釋的模擬指示刻度。
(iii)最低限度的死區(qū)
如果計量器用于流體的注射，則重要的是，計量器的內(nèi)部機(jī)構(gòu)具有最低限度的死區(qū)，這是因?yàn)樗绤^(qū)易于將空氣引導(dǎo)至注射系統(tǒng)。此外，治療劑可能是較大數(shù)值，并因此不期望其填充計量器的死區(qū)且因此對注射而言是不用的。最后，在計量器中的空氣的出現(xiàn)可能使計量器對壓力變化反應(yīng)遲鈍。
(iv)緊湊設(shè)計
計量器具有實(shí)用的最小尺寸是重要的，這是因?yàn)樵谠S多應(yīng)用中不期望使龐大或沉重的設(shè)備附接至注射器或其他系統(tǒng)。
(ν)精度
這種計量器具有適當(dāng)?shù)木燃墑e是很重要的。已經(jīng)達(dá)到+/-7. 5%。
本發(fā)明的大體目的是提供一種至少部分地滿足所有或某些以上標(biāo)準(zhǔn)的壓力指示ο
依據(jù)本發(fā)明，提供了一種壓力指示器
主體，其具有壓力室，壓力室具有用于與流體連通的進(jìn)口 ；
彈性隔板，其具有抵著主體而密封的周邊并且彈性隔板使其一側(cè)暴露于室內(nèi)的流體；
指示桿，其具有與所述隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿，
如此布置以使室內(nèi)的流體的壓力引起隔板的彈性變形，其進(jìn)而引起桿的外端相對于刻度移動，由此指示室中的流體的壓力。
優(yōu)選地，室具有出口，并且在使用中，所述流體在壓力下從進(jìn)口穿過室而流動至出□。
優(yōu)選地，指示器包括支軸，支軸用于根據(jù)隔板的彈性變形而引起桿的旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地，支軸與隔板一體形成。
優(yōu)選地，隔板、桿和支軸均由塑料材料注塑成型。
優(yōu)選地，指示器包括聯(lián)接至主體的第一殼體，隔板被布置成當(dāng)流體的壓力增加時， 彈性地擴(kuò)展到第一殼體中。
優(yōu)選地，第一殼體包括結(jié)構(gòu)體(formation)，該結(jié)構(gòu)體與主體上的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)體互鎖，并且其中，在使用中，隔板的周邊被夾緊在主體和第一殼體之間。
優(yōu)選地，支軸從安裝點(diǎn)向內(nèi)地鄰近隔板的周邊延伸。
優(yōu)選地，第一殼體包括導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置與支軸接合或可接合，以在隔板擴(kuò)展時限制支軸的移位。
優(yōu)選地，指示器包括第二殼體，指示桿的外端位于第二殼體內(nèi)。
優(yōu)選地，第二殼體與主體一體形成。
本發(fā)明還提供一種用于在壓力指示器中使用的彈性隔板，彈性隔板具有周邊和指示桿，在使用中，周邊暴露于室內(nèi)的流體，指示桿具有與隔板一體形成的內(nèi)端和在使用中鄰近刻度的外端桿。
本發(fā)明還提供一種壓力指示器
主體，其具有壓力室，壓力室具有用于在壓力下與流體連通的進(jìn)口 ；
彈性隔板，其具有抵著主體而密封的周邊并且彈性隔板使其一側(cè)暴露于室內(nèi)的流體；
指示桿，其具有與隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿；
第一殼體，其包括結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體與主體上的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)體互鎖，并且其中，在使用中，隔板的周邊被夾緊在主體和第一殼體之間，
如此布置以使室內(nèi)的壓力引起隔板的彈性變形，其進(jìn)而引起桿的外端相對于刻度移動，由此指示室中的流體的壓力，其特征在于，指示器僅由三個部件形成。
本發(fā)明還提供一種壓力指示器
主體，其具有壓力室，壓力室具有用于在相對于大氣壓的正壓力或負(fù)壓力下與流體連通的進(jìn)口；
彈性隔板，其具有抵著主體而密封的周邊并且彈性隔板使其一側(cè)暴露于室內(nèi)的流體；
指示桿，其具有與隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿，
如此布置以使室內(nèi)的壓力引起隔板的彈性變形，其進(jìn)而引起桿的外端相對于刻度移動，由此指示室中的流體的壓力。
現(xiàn)在參照附圖將進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖中


圖1是本發(fā)明的壓力指示器的等距視圖2是指示器的下側(cè)等距視圖3是指示器的分解圖4是指示器的側(cè)視圖5是指示器的另一側(cè)視圖6是指示器的平面圖7是指示器的下側(cè)視圖8是沿線8-8的橫截面圖9是沿線9-9的橫截面圖10是沿線10-10的橫截面圖11是放大的平面圖12是沿線12-12的橫截面圖13是放大的側(cè)視圖14是隔板的側(cè)視圖15是隔板的另一側(cè)視圖16是殼體的部分的不完全視圖17是殼體的不完全下側(cè)視圖18是殼體和部分隔板的平面示意圖19是指示器的側(cè)視圖20示出了在其最終組裝位置中的指示器；
圖21示出了隔板偏轉(zhuǎn)時的指示器；
圖22是示出作為壓力函數(shù)的隔板偏轉(zhuǎn)的曲線圖23是示出作為隔板偏轉(zhuǎn)函數(shù)的指示器偏轉(zhuǎn)的圖表；以及
圖M是本發(fā)明的改進(jìn)的指示器的放大側(cè)視圖。
附圖示出了本發(fā)明的壓力指示設(shè)備2，其特別地適用于一次性使用的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如指示液體通過注射器被注射進(jìn)入病人體內(nèi)的壓力。通常地流體的壓力需要處于從0至 25psi的范圍中。
本發(fā)明的指示設(shè)備2由三個部件制成，如在圖3的分解圖中最佳的示出，三個部件包括主體4、隔板組件6和隔板殼體8。
主體4優(yōu)選地由塑料材料注塑成型，例如透明聚碳酸酯。主體4包括導(dǎo)管10，所述導(dǎo)管具有形成為陽型盧爾連接器(Luer connector)的進(jìn)口 12和形成為陰型盧爾連接器的出口 14。進(jìn)口和出口可以相互交換。導(dǎo)管10與杯形體16—體形成，杯形體16包括圓柱形壁18和基底壁20?；妆?0包括與導(dǎo)管10的內(nèi)部連通的端口 22?；妆?0本質(zhì)上是平坦的或平面的，但是其包括從圓柱形壁18被稍微向內(nèi)地定位的環(huán)形凸起的肋狀物M。 圓柱形壁18包括在其上邊緣上向內(nèi)地凸起的唇緣25。
主體4與指示器殼體30 —體形成，指示器殼體相對于如圖8中所示的導(dǎo)管10的軸線而形成在大約45°角處。如以下將更加詳細(xì)描述的，這種定向使得更加易于查看壓力指示。指示器殼體30包括通過底壁36連接的兩個平行的側(cè)壁32和34。殼體包括頂壁38， 頂壁38被模制在一位置中，在該位置處，頂壁38大體上平行于底壁36并且通過整體式鉸鏈40的方式而被連接至側(cè)壁32和34的上部角落。這是形成頂壁的優(yōu)選方式，因?yàn)楹茈y將主體4與連接有側(cè)壁32和34的上邊緣的固定頂壁一起注塑成型。壁32或34中的一個或者另一個可以被模制成具有壓力刻度(未示出)，在使用中壓力刻度鄰近設(shè)備的指示桿以能夠被讀取。可選擇地，刻度可以被印刷在這些壁中的一個或者另一個上。通?？潭缺粌?yōu)選的印刷在側(cè)壁34上，以使操作員可以透過側(cè)壁32來查看指示桿的抵著所述刻度的位置以使獲得壓力讀數(shù)。
現(xiàn)在將參照圖3、14和15更加詳細(xì)地描述隔板組件6。隔板組件由硅橡膠注塑成型，硅橡膠優(yōu)選為具有在50至55范圍中的邵氏A級硬度。隔板組件包括優(yōu)選具有統(tǒng)一厚度的圓盤形式的隔板50，厚度通常處于1.5mm至2. 5mm的范圍中并優(yōu)選為大約2mm。隔板與指示桿52 —體模制成，指示桿52由直立柱M通過整體式鉸鏈56的方式而連接至隔板50 的中心。隔板組件6包括支架58，支架58也與隔板50和指示桿52—體模制成。支架58 包括下支腿，如在圖15中最佳所示，下支腿向內(nèi)地鄰近于隔板的周邊而被連接至隔板50。 支架包括第二支腿62，第二支腿連接至指示桿52的下側(cè)并起到支軸的作用，指示桿52可以圍繞該支軸旋轉(zhuǎn)，如以下將更加詳細(xì)描述的。從圖14中可以看出，第一支腿60稍微寬于第二支腿62。同樣地，第一支腿60包括第一盲孔64和第二盲孔66。
現(xiàn)在將參照圖3、13、16、17和18更加詳細(xì)地描述隔板殼體8。
隔板殼體8由透明聚碳酸酯而注塑成型為整體式模件。隔板殼體包括環(huán)形基底 70，從環(huán)形基底70延伸出一個中空的截頭圓錐凸起72，中空的截頭圓錐凸起72部分地通過頂壁73而閉合。如從圖3可以最佳看出的，截頭圓錐凸起72包括由兩個凸緣74和76界定的缺口，凸緣74和76從環(huán)形基底70延伸至頂壁73。如在圖13中最佳所示的，殼體8包括逐漸變細(xì)的凸緣78，逐漸變細(xì)的凸緣78從基底70的外周邊向下延伸。另外，環(huán)形基底 70的外周邊邊緣包括槽口 80。
這三個部件的布置和尺寸如此以使隔板50被夾緊在主體4和殼體8之間，且使指示桿52在凸緣74之間伸出至指示器殼體30中。更具體地，從圖13中將可以看出，隔板 50被擱置在主體4的基底壁20上。隔板50的外周邊區(qū)域與殼體8的環(huán)形基底70的下側(cè)接合，并且外周邊壁與凸緣78的內(nèi)周邊接合。在組裝期間，隔板組件首先被裝入隔板殼體 8中，以使指示桿52在凸緣74和凸緣76之間向外地伸出。指示桿52相對于側(cè)壁32和側(cè)壁34呈直線，以使隔板殼體8和隔板組件6可以被降低，從而使指示桿52在側(cè)壁32和側(cè)壁34之間進(jìn)入指示器殼體30中。然后隔板殼體8和主體4被壓到一起，以使逐漸變細(xì)的凸緣搭扣配合到圓柱體18中，并且唇緣25與槽口 80互鎖，以使隔板殼體8和主體4與被密封地接合在其之間的隔板50互鎖在一起。從圖13中將可以看出，肋狀物M壓入隔板50 的下側(cè)中并且使其彈性地變形，從而增強(qiáng)隔板50的外部區(qū)域和主體4的基底壁20之間的密封。
在這三個部件被組裝在一起之后，如以上描述的，頂壁38可以被旋轉(zhuǎn)至其最終位置。這被示意性地顯示在圖19和圖20中，在圖20中頂壁已被沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)大約 180°，以使頂壁38將側(cè)壁32和側(cè)壁34之間的缺口閉合，并且頂壁38足夠長以使其有效地將凸緣74和凸緣76之間的缺口閉合。這避免了指示桿52被非故意地移位。頂壁38包括側(cè)向地延伸的凸起90和92，凸起90和92與鄰近側(cè)壁32和側(cè)壁34的上邊緣所形成的互補(bǔ)凸起94和96互鎖。
在使用本發(fā)明的壓力指示設(shè)備2中，流體在壓力下位于導(dǎo)管10內(nèi)。流體可以是靜止的或流動的。端口 22使經(jīng)過加壓的流體與隔板50的下側(cè)連通，并且根據(jù)流體的壓力，隔板50將彈性地變形，如在圖20中示意性地示出的。將要理解的是，當(dāng)隔板50向上偏轉(zhuǎn)時， 如在圖20中所看到的，指示桿52將被引起沿大體上順時針方向旋轉(zhuǎn)。指示桿52的偏轉(zhuǎn)程度與隔板50的偏轉(zhuǎn)程度成比例。隔板50的偏轉(zhuǎn)大體上也與導(dǎo)管10內(nèi)的壓力成比例，如以下將更加詳細(xì)描述的。
將要理解的是，對指示桿52起到支軸作用的第二支腿62并非完全地獨(dú)立于隔板 50的運(yùn)動，這是因?yàn)榈诙?2構(gòu)成支架58的一部分，支架58與隔板50 —體模制成。所示出的設(shè)備包括用于使指示桿52的位置穩(wěn)固的部件，以使易于使指示桿52的偏轉(zhuǎn)與導(dǎo)管 10內(nèi)部的壓力更正確地成比例。在所示出的布置中，第一支腿60的寬度是如此以使其緊密地接納在內(nèi)部凸緣100和102之間，內(nèi)部凸緣100和102可被認(rèn)為是分別與凸緣74和凸緣 76連接的。凸緣100和102具有向內(nèi)引導(dǎo)的與其一起形成的錐形銷104和106。如在圖18 的平面示意圖中所示，如此布置以使錐形銷104和106被分別接納在鉆孔64和66內(nèi)。這用于進(jìn)一步將支腿60和62的相對于主體4和隔板殼體8的位置固定，以使指示桿52的支軸運(yùn)動最小化。
壓力指示設(shè)備2的原型已被構(gòu)造并測試。在原型中，隔板50具有從柱M的中心線測量的18mm的標(biāo)稱直徑以及指示桿52的約為22mm的長度。
隔板的偏轉(zhuǎn)取決于隔板的厚度以及其硬度。下面的表1示出了對于不同厚度的隔板在指示桿52的端部處的典型的偏轉(zhuǎn)。在每種情況下硬度為邵氏A級硬度50。
權(quán)利要求
1.一種壓力指示器主體，其具有壓力室，所述壓力室具有用于與流體連通的進(jìn)口 ；彈性隔板，其具有抵著所述主體而密封的周邊并且所述彈性隔板使其一側(cè)暴露于所述室內(nèi)的流體；指示桿，其具有與所述隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿，該布置使得所述室內(nèi)的流體的壓力引起所述隔板的彈性變形，所述隔板的彈性變形進(jìn)而引起所述桿的所述外端相對于所述刻度移動，由此指示所述室中的流體的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的指示器，其中所述室具有出口，并且在使用中，所述流體在壓力下從所述進(jìn)口穿過所述室而流動至所述出口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的指示器，其中所述指示器包括支軸，所述支軸用于根據(jù)所述隔板的彈性變形而引起所述桿的旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的指示器，其中所述支軸與所述隔板一體形成。
5.如權(quán)利要求4所述的指示器，其中所述隔板、所述桿和所述支軸均由塑料材料注塑成型。
6.如權(quán)利要求5所述的指示器，其中所述指示器包括聯(lián)接至所述主體的第一殼體，所述隔板被布置成當(dāng)流體的壓力增加至大氣壓之上時，彈性地偏轉(zhuǎn)到所述第一殼體中。
7.如權(quán)利要求5或6所述的指示器，其中所述主體具有基底壁，并且其中所述隔板的所述一側(cè)與所述基底壁間隔開，以使當(dāng)流體的壓力降低至大氣壓以下時，所述隔板能夠彈性地朝向所述基底壁偏轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的指示器，其中所述第一殼體包括結(jié)構(gòu)體，所述結(jié)構(gòu)體與所述主體上的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)體互鎖，并且其中，在使用中，所述隔板的所述周邊被夾緊在所述主體和所述第一殼體之間。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的指示器，其中所述支軸從安裝點(diǎn)向內(nèi)地鄰近所述隔板的所述周邊延伸。
10.如權(quán)利要求9所述的指示器，其中所述第一殼體包括導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置與所述支軸接合或可接合，以在所述隔板擴(kuò)展時限制所述支軸的移位。
11.如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的指示器，包括第二殼體，所述指示桿的所述外端位于所述第二殼體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的指示器，其中所述第二殼體與所述主體一體形成。
13.一種用于在壓力指示器中使用的彈性隔板，所述彈性隔板具有周邊和指示桿，在使用中，所述周邊暴露于室內(nèi)的流體，所述指示桿具有與所述隔板一體形成的內(nèi)端和在使用中鄰近刻度的外端桿。
14.一種壓力指示器主體，其具有壓力室，所述壓力室具有用于在壓力下與流體連通的進(jìn)口 ；彈性隔板，其具有抵著所述主體而密封的周邊并且所述彈性隔板使其一側(cè)暴露于所述室內(nèi)的流體；指示桿，其具有與所述隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿；第一殼體，其包括結(jié)構(gòu)體，所述結(jié)構(gòu)體與所述主體上的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)體互鎖，并且其中，在使用中，所述隔板的所述周邊被夾緊在所述主體和所述第一殼體之間，該布置使得所述室內(nèi)的壓力引起所述隔板的彈性變形，所述隔板的彈性變形進(jìn)而引起所述桿的所述外端相對于所述刻度移動，由此指示所述室中的流體的壓力，其特征在于，所述指示器僅由三個部件形成。
15.一種壓力指示器主體，其具有壓力室，所述壓力室具有用于在相對于大氣壓的正壓力或負(fù)壓力下與流體連通的進(jìn)口；彈性隔板，其具有抵著所述主體而密封的周邊并且所述彈性隔板使其一側(cè)暴露于所述室內(nèi)的流體；指示桿，其具有與所述隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿，該布置使得所述室內(nèi)的壓力引起所述隔板的彈性變形，所述隔板的彈性變形進(jìn)而引起所述桿的所述外端相對于所述刻度移動，由此指示所述室中的流體的壓力。
16.一種用于壓力指示器的彈性隔板，所述隔板具有周邊，在使用中，所述周邊抵著內(nèi)部具有壓力室的主體而密封，并且在使用中，所述隔板的一側(cè)遭受到所述室內(nèi)的壓力，所述隔板包括指示桿，其具有與所述隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和在使用中鄰近刻度的外端桿，該布置使得，在使用中，所述室內(nèi)的壓力引起所述隔板的彈性變形，所述隔板的彈性變形進(jìn)而引起所述桿的所述外端相對于所述刻度移動，由此指示所述室中的流體的壓力。
全文摘要
一種壓力指示器主體，該主體具有壓力室，所述壓力室具有用于與流體連通的進(jìn)口；彈性隔板，其具有抵著主體而密封的周邊并且彈性隔板使其一側(cè)暴露于室內(nèi)的流體；指示桿，其具有與隔板的另一側(cè)一體形成的內(nèi)端和鄰近刻度的外端桿，如此布置以使室內(nèi)的流體的壓力引起隔板的彈性變形，其進(jìn)而引起所述桿的外端相對于刻度移動，由此指示室中的流體的壓力。
文檔編號G01L7/08GK102498377SQ201080035890
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者菲利普·斯圖爾特·埃斯努夫 申請人:奇姆德恩醫(yī)療有限公司