ОДНОРАЗОВЫЙ ИНЖЕКТОР С ПОСТОЯННО ЗАРЯЖЕННЫМ ПРУЖИННЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ
DISPOSABLE INJECTOR WITH PERMANENTLY CHARGED SPRING-TYPE ENERGY STORAGE SYSTEM

Настоящее изобретение относится к одноразовому инжектору.
Такой инжектор содержит один механический пружинный накопитель энергии, по меньшей мере один - заполняемый по меньшей мере время от времени биологически активным веществом - цилиндрово-поршневой блок, по меньшей мере один стержень воздействия на поршень и по меньшей мере один разобщающий механизм.
Инжектор такого рода известен из ЕР 0595508 В1. Он сконструирован так, что отдельные узлы - пружинный накопитель энергии, цилиндрово-поршневой блок и разобщающий механизм не могут быть разобщены или действовать отдельно друг от друга. Разобщающий механизм также представляет собой сложную многоэлементную систему.
Далее из DE 69506521 Е2 известно аналогичное устройство для впрыскивания лекарств, у которого заряженный пружинный накопитель энергии предохранен с помощью разрушаемого штифта. В результате надламывания вручную разрушаемого штифта происходит освобождение пружины, приводящей в движение поршень шприца.
Кроме того, в DE 10240165 А1 описано устройство для дозированной выдачи жидкого биологически активного вещества. В устройстве биологически активное вещество находится в цилиндре шприца. Поршень шприца под действием пружинной нагрузки давит на биологически активное вещество. Торможение движения подачи у поршня осуществляется через ленту с определенным тактом. Работа тормозного механизма синхронизирована с датчиком тактовых импульсов механических часов. При этом лента обмотана вокруг вала анкерного колеса. Анкерное колесо с помощью совершающего маятниковое движение анкера периодически освобождается для поворота на определенный угол.
Учитывая вышеизложенное, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать собираемый из модулей одноразовый инжектор, который при незначительных конструкционных размерах имеет лишь небольшое количество деталей, отличается простотой обращения с ним и обеспечивает надежное хранение и работоспособность.
Эта задача решается с помощью таких отличительных признаков, при которых пружинный накопитель энергии включает в себя предварительно напряженный пружинный элемент. Пружинный элемент удерживается в предварительно напряженной позиции тяговым средством, окружающим его по меньшей мере на отдельных участках, разобщающий механизм включает в себя режущий инструмент, который с целью высвобождения энергии пружинного накопителя энергии разделяет или ослабляет тяговое средство по меньшей мере в одном месте, причем ослабление приводит к немедленному разрыву тягового средства. Настоящее изобретение предлагает одноразовый инжектор, сердцевиной которого является пружинный накопитель энергии с предварительно напряженным пружинным элементом, причем энергия пружины накапливается через напряженное тяговое средство, соответственно натяжную ленту или натяжной тросик. Энергия пружины может быть высвобождена только через необратимое механическое разрушение тягового средства. Для разрушения тягового средства необходим простой режущий инструмент. Для высвобождения энергии пружины можно отказаться от высокоточной, многоэлементной механической системы фиксации. К тому же в результате разрушения тягового средства дальнейшее, не соответствующее цели изобретения, использование тягового средства, например, в качестве опасной игрушечной катапульты невозможно.
Другие признаки изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, в описании и в нижеследующем пояснении представленных в схематическом виде примеров его осуществления.
Согласно дальнейшей форме выполнения изобретения корпус выполнен неразъемным. Далее тяговое средство, полностью или на отдельных участках окружающее пружинный элемент, представляет собой натяжную ленту, большинство центров поперечного сечения которой лежит в плоскости, в которой также лежит средняя линия винтовой пружины сжатия. При этом режущий инструмент приводится в действие вручную. Для этого режущий инструмент представляет собой нож с одним лезвием, разделяемое место тягового средства лежит на упорной пятке, которая снабжена направляющей прорезью для режущего инструмента. При этом кромка упорной пятки служит в качестве противорежущей пластины.
Причем тяговое средство, упорная пятка, пружинный элемент и служащий в качестве направляющей для пружинного элемента стержень воздействия на поршень образуют предварительно собираемый накопитель энергии.
Цилиндрово-поршневой блок хранит по меньшей мере один компонент вводимого препарата, содержащего, например, биологически активное вещество. При этом компонент является дистиллированной водой.
Чертежи представляют собой следующее.
Фиг.1: одноразовый инжектор. Одноразовый инжектор с заряженным пружинным накопителем энергии, но без цилиндрово-поршневого блока.
Фиг.2: вид сбоку на фиг.1 (система проекций на шесть плоскостей).
Фиг.3: вид сверху на фиг.1, но без пусковой кнопки.
Фиг.4: вид сверху на фиг.2.
Фиг.5: частичный вид на фиг.1 с противорежущей пластиной.
Фиг.6: разрез как на фиг.2, но с цилиндрово-поршневым блоком и нажатой пусковой кнопкой.
Фиг.7: разрез как на фиг.6, но с отпущенным пружинным накопителем энергии.
Фиг.8: частичный вид на фиг.6. Изображения на фиг.3, 4, 5 и 8 увеличены.
На фиг.1 и 2 показан одноразовый инжектор с постоянно заряженным пружинным накопителем (50) энергии. Пружинный накопитель (50) энергии состоит в основном из винтовой пружины (77) сжатия, предварительно напряженной с помощью натяжной ленты (78). Пружинный накопитель (50) энергии вместе с разобщающим механизмом (80) помещен в корпус (10). На корпусе (10) при необходимости закрепляется также цилиндрово-поршневой блок (100), содержащий вводимое лекарство (1).
Корпус (10) в основном представляет собой, например, цилиндрическую трубу, разделенную на три функциональных участка (21, 31, 41). Согласно фиг.1 и 2 верхний участок корпуса является разобщающей зоной (21). К ней примыкает средняя зона (31) корпуса. Между этими двумя зонами расположен выступающий внутрь центральный фланец (32). Центральный фланец (32) имеет центральную фланцевую выемку (33), поперечное сечение которой геометрически отличается от кругового сечения из-за наличия кругового сектора (34). Круговой сектор (34) предусмотрен для того, чтобы предотвратить возможность прокручивания корпуса в собранном состоянии (см. ниже). Со стороны средней зоны (31) корпуса фланцевая выемка (33) скошена по меньшей мере на некоторую часть ее высоты.
В разобщающей зоне (21) корпуса (10), как видно на фиг.2, между верхней торцевой поверхностью (11) и центральным фланцем (32) находится поперечное отверстие (23). Это отверстие служит для крепления устройства (97) блокировки разобщения. Напротив отверстия (23) на внутренней стенке корпуса (10) закреплено ребро (22), предохраняющее корпус от прокручивания. Это ребро (22), которое показано на виде сверху на фиг.3 и 4, предназначено для того, чтобы обеспечивать установку пусковой кнопки (81) разобщающего механизма (80) без прокручивания. Из эргономических соображений наружный край торцевой поверхности (11) скошен. Выше отверстия (23) находятся два выполненных, например, в форме полусферы углубления (24), каждое со смещением на 90 угловых градусов, для фиксации пусковой кнопки (81), см. фиг.1.
В корпусе (10) ниже средней зоны (31) находится фиксирующая зона (41) для крепления устанавливаемого на корпусе цилиндрово-поршневого блока (100), см. также фиг.6 и 7. Фиксирующая зона (41) включает в себя, например, шесть пружинящих крючков (42), каждый из которых оканчивается острым концом (43), направленным внутрь. Острые концы (43) крючков снабжены фаской (44), идущей вдоль всей толщины крючка. Длина и пружинистость крючков (42) подобраны так, чтобы необходимые для функционирования одноразового инжектора встраиваемые элементы (50, 100) могли бы быть встроены в него без пластической деформации пружинящих крючков (42).
Одним из этих встраиваемых элементов является цилиндрово-поршневой блок (100), см. фиг.6. Он состоит из цилиндра (101) и поршня (111). Цилиндр (101) представляет собой, например, горшок, у которого наружная стенка, в частности цилиндрическая наружная стенка, несет, например, пять окружных стопорных ребер (102). Вся совокупность стопорных ребер (102) имеет в поперечном сечении, например, пилообразный профиль, причем зубчатые стопорные ребра (102) расположены с равномерным шагом. Максимальный диаметр стопорных ребер (102) незначительно меньше диаметра внутренней стенки корпуса (10) в фиксирующей зоне (41). Диаметр участков, расположенных между соседними стопорными ребрами (102), соответствует минимальному диаметру корпуса (10) в зоне острых концов (43) крючков.
В отверстии (105) цилиндра (101), например цилиндрическом отверстии, находится бесштоковый поршень (111), см. фиг.8. В поршне (111) на его передней торцевой поверхности, имеющей по меньшей мере приближенно коническую форму, выполнен аксиальный кольцевой паз (112) для укладки в него уплотнительного кольца (114) или постоянно эластичной уплотнительной массы. Между наружной стенкой кольцевого паза (112) и цилиндрической - в ненагруженном состоянии - наружной стенкой поршня (111) расположен кольцевой поясок (113), толщина которого составляет, например, лишь 0,2 миллиметра. Высота пояска составляет кратную величину толщины стенки пояска.
В центре отверстия (105) цилиндра (101), дно которого выполнено в соответствии с контуром переднего торца поршня, находится короткое цилиндрическое отверстие (106), имеющее форму сопла. Его диаметр составляет 0,17 миллиметра. Это отверстие (106) в два - три раза длиннее своего диаметра. Оно оканчивается в цилиндрической выемке (107), выполненной в наружной торцевой поверхности (103) цилиндра (101) на дне цилиндра.
Между поршнем (111) и центральным фланцем (32), см. фиг.6, расположен пружинный накопитель (50) энергии, соответственно приводной блок одноразового инжектора. Пружинный накопитель (50) энергии включает в себя винтовую пружину (77) сжатия, стержень (71) воздействия на поршень, упорную пятку (51) и натяжную ленту (78). Последняя удерживает эти части вместе во время фазы накопления энергии.
Стержень (71) воздействия на поршень разделен на три - например, практически цилиндрические - участка. Нижний участок представляет собой толкатель (76) поршня. Его диаметр несколько меньше внутреннего диаметра цилиндра (105) цилиндрово-поршневого блока (100). Своей нижней торцевой поверхностью толкатель (76) поршня непосредственно воздействует на поршень (111).
Средний участок стержня выполнен в виде тарелки (73). Стержневая тарелка (73) представляет собой плоский диск, по меньшей мере местами цилиндрический, наружный диаметр которого на несколько десятых миллиметра меньше внутреннего диаметра корпуса (10) в его средней части (31). Наружный диаметр тарелки (73) несколько больше диаметра того отверстия, которое образует острые концы (43) пружинных крючков (42).
Согласно фиг.1 стержневая тарелка (73) имеет два противолежащих прямоугольных паза (74) для крепления в них тягового средства (78), см. фиг.1. Тарелка (73) имеет, кроме того, два воздухоподводящих паза (75), расположенных между пазами (74).
Примыкающий к тарелке (73) верхний участок стержня является, например, цилиндрической направляющей для пружины. Верхний конец стержня входит с зазором внутрь центрального отверстия (62) упорной пятки (51), служащего направляющей для стержня.
Упорная пятка (51), см. фиг.1, 2 и 5, представляет собой деталь в виде горшка, дно (52) которого имеет, например, прямоугольную узкую выемку, служащую направляющей прорезью (61) для ножа. Радиальный наружный контур дна (52) упорной пятки имеет окружной (на отдельных участках) стопорный паз (56). Согласно фиг.2, 3, 6 и 7 дно (52) имеет в зоне стопорного паза (56) сбоку лыску (57), которая корреспондирует с круговым участком (34) центрального фланца (32).
Ниже стопорного паза (56) упорная пятка (51) имеет диаметр, который лишь на немного меньше внутреннего диаметра корпуса (10) в этой его части. Между нижней торцевой поверхностью (66) упорной пятки, на которую опирается винтовая пружина (77) сжатия, и верхней торцевой поверхностью (53) проходят два лентонаправляющих паза (63). Дно каждого из этих пазов (63) образует со средней линией (5) угол, равный, например, 8 градусам. Глубина отдельного паза (63) увеличивается в направлении верхней торцевой поверхности (53) упорной пятки (51).
Для сборки предварительно изготовляемого приводного блока (50) винтовую пружину (77) сжатия насаживают на лентонаправляющий стержень (72) так, чтобы она опиралась на стержневую тарелку (73). На верхний конец стержня (71) воздействия на поршень надевают упорную пятку (51). Винтовую пружину (77) сжатия сжимают между стержневой тарелкой (73) и упорной пяткой (51) на требуемую длину, например, в специальном, на чертежах не показанном устройстве. На упорную пятку (51) и винтовую пружину (77) кладут натяжную ленту (78). Уложенная в лентонаправляющие пазы (63) натяжная лента (78) оканчивается в зоне пазов (74) тарелки (73). В пазах (74) неразъемно фиксируют оба конца натяжной ленты (78), например, путем склеивания или сварки (79). После удаления приводного блока (50) из специального натяжного устройства приводной блок (50) можно хранить отдельно на складе или непосредственно после этого его вставляют в корпус (10) одноразового инжектора.
В качестве альтернативы натяжная лента (78) может быть также жестко закреплена через монтажный шов на стержневой тарелке (73). В этом случае лента снабжается, например, на одном конце расширением, которое входит в соответствующую выемку на стержневой тарелке (73) и фиксируется в ней.
Тяговое средство (78) в примере выполнения имеет сплошное прямоугольное поперечное сечение. Оно может иметь также эллиптическое, овальное или круговое поперечное сечение. В качестве материала предлагаются, например, пластмассы на основе поливинилхлорида (ПВХ). Тяговое средство (78) может представлять собой изготовленный из пряжи канат, соответственно шнур.
В разобщающей зоне (21) корпуса (10) находится способная к продольному перемещению пусковая кнопка (81), несущая режущий инструмент (90). Пусковая кнопка (81) принципиально имеет форму гильзы, состоящей из днища (82) и фартука (86). Из днища выступает внутрь режущий инструмент (90), например однолезвийный режущий инструмент.
Пусковая кнопка (81) имеет цилиндрическую наружную стенку (83), которая, как видно на фиг.2, имеет расположенный в плоскости ножа полукруглый паз (85). В этот паз входит ребро (22) корпуса (10), предохраняющее от прокручивания. Дополнительно наружная стенка (83) имеет в нижней части - в зеркальном отражении к плоскости ножа - два радиально выступающих кулачка (88). Кулачки (88), в смонтированном и предохраненном состоянии пусковой кнопки (81), врезаются в углубления (24) разобщающей зоны (21), см. фиг.1.
Расположенное в днище (82) пусковой кнопки (81) лезвие (91) ножа на виде сбоку имеет, например, форму трапеции, см. фиг.2, 6 и 7. Три сходящихся в одной точке ребра трапеции образуют между собой два прямых угла, в то время как длинное, представляющее спинку лезвия ребро (93) образует с режущей кромкой (92) угол, например, 20 градусов. Спинка (93) лезвия ориентирована параллельно средней линии (5) прибора. Она имеет гладкую поверхность. Согласно фиг.1 режущая кромка (92) симметрично заточена с обеих сторон. Плоская спинка лезвия (93) в собранном состоянии (фиг.2) прилегает к соответствующей стенке выемки (89) под нож так, что она опирается на нее и может по ней скользить. При этом ширина выемки (89) лишь незначительно превышает толщину стенки лезвия (91) ножа, изготовленного, например, из стали.
Режущий инструмент (90) закреплен центрально в пусковой кнопке (81), например, с помощью облицовки экструзией. С этой целью режущий инструмент снабжен в облицовочной зоне дна (82) выемкой (94), например, в виде просверленного отверстия, для крепления с силовым и геометрическим замыканием.
Само собой разумеется, что режущий инструмент может иметь также другое выполнение и другую геометрию лезвия. Например, режущая кромка может иметь такую непрерывно искривленную форму, что режущий угол увеличивается по мере увеличения хода пусковой кнопки. Далее возможно выполнить режущий инструмент с двойным лезвием, причем оба лезвия противолежат одно другому. У выполненного таким образом инструмента тяговое средство (78) разрезается одновременно с двух сторон - а именно поперек плоскости (9).
Если, например, в качестве тягового средства (78) применяется тросик, режущий инструмент также может быть выполнен с двумя лезвиями, причем лезвия обращены в противоположные стороны друг к другу. В этом случае режущее с двух сторон лезвие ножа разрезает тросик посередине.
Оградительный элемент (86), который можно назвать фартуком, имеет нижний, например, плоский край (87), который при нажатии на пусковую кнопку (81) служит упором для центрального фланца (32) корпуса (10). В незадействованном и предохраненном состоянии этот край (87) прилегает к стопорному болту (99) устройства (97) блокировки разобщения.
Устройство (97) блокировки разобщения состоит из стопорного болта (99) и несущего его, открытого пружинящего кольца в виде имеющей форму омеги пружины (98), см. фиг.4. В поставленном на предохранитель инжекторе омега-пружина (98) расположена на наружной стенке корпуса (10). Она охватывает наружную стенку приблизительно на 240 угловых градусов, стопорный болт (99) вставлен при этом в отверстие (23). Он вдается на несколько миллиметров внутрь корпуса, см. фиг.2. При необходимости, по меньшей мере, один из свободных концов омега-пружины (98) может быть запломбирован бумажной или пленочной бандеролью.
Для монтажа одноразового инжектора, например, предварительно собранный приводной механизм (50) вставляют в еще пустой корпус (10). Приводной механизм (50) благодаря фланцевой выемке (33) неразъемно фиксируется в центральном фланце (32) и тем самым предохраняется от прокручивания. Вторым шагом вставляют цилиндрово-поршневой блок (100) в фиксирующей зоне (41). Независимо от этого устанавливают и при необходимости пломбируют устройство (97) блокировки разобщения. В заключение в корпус (10) вставляют, при исключении возможности прокручивания, снабженную режущим инструментом пусковую кнопку (81). Вставленная пусковая кнопка (81) своим нижним краем опирается на стопорный болт (99). Дополнительно она фиксируется кулачками (88) в углублениях (24) разобщающей зоны (21).
Расстояние между пусковой кнопкой (81) и упорной пяткой (51) выбрано таким, чтобы острие ножевого лезвия (91) надежно входило внутрь выемки (89) для ножа, однако без прикасания к тяговому средству (78), см. фиг.2.
Вставить цилиндрово-поршневой блок (100) в случае необходимости может также сам пользователь.
Чтобы ввести пациенту содержащееся в цилиндрово-поршневом блоке (100) лекарство, вначале - предварительно сорвав пломбу, если таковая имеется, - удаляют устройство (97) блокировки разобщения путем оттягивания его в боковом направлении. Снятый с предохранителя одноразовый инжектор устанавливают нормально на место введения лекарства и нажимают на пусковую кнопку (81) усилием большого пальца. В результате нажатия на пусковую кнопку (81) натяжная лента (78) разрывается, см. фиг.6. Перемещаемое вниз ножевое лезвие (91) погружается в предусмотренную для него выемку (89), разрезая при этом натяжную ленту (78). Лежащая на упорной пятке (51) натяжная лента (78) не может уклониться от разрезающего движения, так как она уложена в лентонаправляющих пазах (63) и опирается на их стенку. На фиг.5 представлена альтернативная комбинация из ножевого лезвия (91) и упорной пятки (51). Лезвие (91) имеет асимметричную режущую кромку, т.е. лезвие заточено только с одной стороны. Дополнительно в упорной пятке (51) стационарно установлена, например металлическая или керамическая, противорежущая (54) пластина, см. также фиг.3. Обращенные друг к другу режущие кромки ножевого лезвия (91) и противорежущей пластины (54) образуют ножницы по принципу открытого резания. Такое решение позволяет разрезать натяжную ленту (78) с незначительной затратой усилий.
В зависимости от выбора материала для тягового средства, (натяжной ленты) (78) необязательно разрезать натяжную ленту (78) по всему поперечному сечению. Возможно, будет достаточно лишь надрезать натяжную ленту (78), чтобы вызвать ее немедленный разрыв. В этом случае требуемый ход пусковой кнопки может быть сокращен.
Непосредственно после разрыва натяжной ленты (78) пружинный элемент (77), посредством перемещаемого вперед стержня (71) воздействия на поршень, толкает поршень (111) внутрь цилиндра (101) с целью выталкивания препарата (1), см. фиг.7. Процесс выталкивания будет окончен, когда поршень (111) достигнет дна цилиндра (101).
В случае необходимости в разобщающем механизме (80) между пусковой кнопкой (81), приводимой в действие вручную, и режущим инструментом (90) может быть расположен механический редуктор в качестве усилительного звена.
Перечень позиций:
1 вода, дистиллированная; лекарство
5 средняя линия прибора (и винтовой пружины сжатия)
9 плоскость, в которой лежит средняя линия натяжной ленты
10 корпус, неразъемный
11 торцевая поверхность, верхняя
12 торцевая поверхность, нижняя
21 разобщающая зона корпуса
22 ребро, предохраняющее от скручивания; зуб, перо
23 отверстие, поперечное
24 углубления
31 средняя зона корпуса
32 центральный фланец
33 выемка под фланец
34 круговой сегмент
41 фиксирующая зона корпуса (для цилиндрово-поршневого блока)
42 пружинящий крючок
43 острый конец крючка
44 фаска
50 приводной блок, пружинный накопитель энергии
51 упорная пятка
52 дно
53 торцевая поверхность, верхняя
54 противорежущая пластина, срезной нож
56 стопорный паз
57 лыска
61 направляющая прорезь для ножа, выемка
62 направляющее отверстие для стержня
63 направляющие пазы для ленты
66 торцевая поверхность упорной пятки, нижняя
71 стержень воздействия на поршень
72 направляющий стержень для пружины
73 стержневая тарелка
74 прямоугольные пазы, тарелочные пазы
75 воздухоподводящие пазы
76 толкатель поршня
77 пружинный элемент, винтовая пружина сжатия
78 тяговое средство, натяжная лента
79 сварочные зоны
80 разобщающий механизм
81 пусковая кнопка, нажимная кнопка
82 дно
83 наружная стенка, цилиндрическая
85 паз, полукруглый паз (предохранитель от прокручивания)
86 оградительный элемент (фартук)
87 край, нижний
88 кулачки
89 выемка под нож, прорезь
90 режущий инструмент, режущий нож
91 лезвие ножа, одностороннее
92 режущая кромка
93 спинка лезвия, кромка
94 выемка
97 устройство блокировки разобщения
98 омега-пружина (пружина в форме омеги)
99 стопорный болт
100 цилиндрово-поршневой блок
101 цилиндр
102 фиксирующие ребра, наружные
103 торцевая поверхность
105 отверстие
106 отверстие, сопло
107 выемка в (торцевой поверхности)
111 поршень
112 кольцевой паз
113 кольцевой поясок
114 поршневое уплотнение, уплотнение