УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FLUID INJECTION DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству для введения текучей среды, причем это устройство может быть выполнено в форме, например, самонаполняющегося шприца без иглы, с помощью которого жидкое лекарство может быть введено животным.
Такие устройства для введения текучей среды выполняются так, чтобы быть легковесными, насколько возможно, иметь длительный срок службы и иметь низкие издержки и затраты на техническое обслуживание.
Целью изобретения является предоставление устройства для введения текучей среды, которое реализует, по меньшей мере, одно из упомянутых свойств.
Изобретение определяется пунктом 1 формулы изобретения. Полезные улучшения указываются в зависимых пунктах формулы.
Устройство согласно изобретению для введения текучей среды содержит цилиндр, который имеет открытый выдачной конец, поршень, который может перемещаться между передним и задним крайними положениями в цилиндре и соединяется со штоком поршня, который выступает в первом направлении за задний конец цилиндра напротив открытого выдачного конца и направляется в приемный блок, невозвратный клапан (или впускной клапан), закрывающий открытый выдачной конец, и устройство создания нагрузки (напряжения), которое соединено со штоком поршня и размещено в приемном блоке. Устройство создания нагрузки может перемещать шток поршня в действии создания нагрузки, когда поршень находится в своем переднем крайнем положении, в первом направлении до тех пор, пока поршень не будет в своем заднем крайнем положении, для того, чтобы, тем самым, наполнять цилиндр текучей средой, которая должна быть введена, и для того, чтобы предварительно прилагать нагрузку к штоку поршня по направлению к открытому выдачному концу. Кроме того, устройство создания нагрузки, при нахождении поршня в своем заднем крайнем положении, может отпускать шток поршня в действии выдачи, и, следовательно, поршень движется противоположно первому направлению, до своей переднего крайнего положения вследствие приложенного предварительного напряжения, и, в процессе, текучая среда в цилиндре выдается через невозвратный клапан для введения. Согласно изобретению, цилиндр вместе с невозвратным клапаном может быть выполнен в форме заменяемого переднего узла, который может также называться заменяемым узлом, который разъемным образом соединяется с приемным блоком.
Весь передний узел, который подвергается наибольшей величине износа во время работы устройства для введения текучей среды (предпочтительно жидкости), может затем быть заменен на новый (предпочтительно структурно идентичный) передний узел, который затем присоединяется к приемному блоку. Долговечность всего устройства для введения текучей среды, следовательно, значительно увеличивается.
Заменяемый узел может быть размещен на переднем конце устройства согласно изобретению. В частности, например, во время правильного использования устройства согласно изобретению часть заменяемого узла может находиться в соприкосновении с животным, которому текучая среда предназначается для введения. В этом отношении, по меньшей мере, эта часть заменяемого узла выступает из остальной части устройства согласно изобретению. Заменяемый узел может иметь часть, которая формирует дистальный конец устройства согласно изобретению, и, следовательно, например, по этой причине заменяемый узел может также называться заменяемым передним узлом.
Понятие заменяемый передний узел означает здесь, в частности, то, что передний узел в целом может быть отдельным от приемного блока и заменяемым структурно идентичным передним блоком, который подсоединяется для замены к приемному блоку. Однако, также является возможным, чтобы передний узел, который является отдельным от приемного блока, был технически обслужен (например, посредством замены изношенных частей, таких как уплотнения) и затем присоединен снова к приемному блоку.
Поскольку передний узел полностью отделяется от приемного блока и затем технически обслуживается или заменяется, нежелательные загрязнения могут быть легко устранены. Это является значительно более трудным и связано с более высокими затратами, если, например, только в первую очередь изнашивающиеся уплотнительные кольца в переднем узле заменяются индивидуально, когда передний узел, как это делалось ранее, устанавливается таким образом, что он не может быть отделен от остальной части устройства для введения текучей среды без разрушения.
Разъемное соединение между передним узлом и приемным блоком может быть, в частности, винтовым соединением. Однако, любой другой тип разъемного соединения, такой как, например, байонетное соединение, также является возможным.
Устройство для введения текучей среды согласно изобретению может иметь сопло для введения текучей среды без иглы, упомянутое сопло соединяется через невозвратный клапан с открытым выдачным концом цилиндра и является частью переднего узла. Следовательно, является возможным, чтобы сопло также было заменено в то же время, когда заменяется передний узел.
Альтернативно, устройство может иметь иглу или канюлю, которая соединяется через невозвратный клапан с открытым выдачным концом цилиндра и является частью переднего узла. Игла и канюля могут быть заменяемыми по своей части.
Устройство для введения текучей среды согласно изобретению может иметь ровно один цилиндр ровно с одним штоком поршня и ровно одним передним узлом. Однако также является возможным, чтобы устройство для введения текучей среды имело два или более цилиндров с двумя или более штоками поршней и двумя или более передними узлами, которые все проектируются идентично, и, следовательно, две или более идентичных или различных текучих среды могут быть введены одновременно. Отдельные цилиндры могут иметь идентичный или различный объем.
Устройство для введения текучей среды согласно изобретению представлено, в частности, в форме самонаполняющегося устройства для введения текучей среды, которое использует действие приложения нагрузки, чтобы предоставлять возможность наполнения цилиндра текучей средой, которая должна быть введена (например, жидкостью, которая должна быть введена).
Это может быть реализовано, например, таким образом, что заполнение цилиндра уже имеет место во время действия приложения полной нагрузки. Альтернативно, устройство для введения текучей среды может быть спроектировано таким образом, что, во время действия приложения нагрузки, отрицательное давление создается в цилиндре, упомянутое отрицательное давление затем используется, когда поршень находится в своем заднем крайнем положении, чтобы текучая среда всасывалась в цилиндр вследствие отрицательного давления. С этой целью, например, дистальный конец поршня может иметь глухое отверстие, которое проходит в продольном направлении штока поршня, и из которого ответвляются одно или более радиальных отверстий, радиальные отверстия, в заднем крайнем положении поршня, создают соединение с возможностью обмена текучей средой с резервуаром текучей среды, которая должна быть введена.
Устройство для введения текучей среды согласно изобретению может иметь двигатель, который используется для выполнения действия приложения нагрузки. Можно также утверждать, что двигатель обеспечивает энергию, необходимую для создания предварительного приложения нагрузки к штоку поршня. Двигатель может быть установлен, в частности, на приемный блок.
Для того, чтобы приводить в действие двигатель и возможные дополнительные нагрузки, предусмотренный источник энергии может быть, например, аккумулятором и/или аккумуляторной батареей. Источник энергии может быть сформирован, например, в основании или как основание устройства для введения текучей среды. Кроме того, источник энергии может быть заменяемым или неподвижно установленным.
Устройство создания нагрузки может иметь пружину, которая предварительно прилагает нагрузку к штоку поршня по направлению к открытому выдачному концу, когда поршень находится в заднем крайнем положении.
Устройство для введения текучей среды согласно изобретению может дополнительно иметь наклонную направляющую, которая является поворачиваемой посредством двигателя и имеет наклонную дорожку, проходящую вдоль винтовой линии. Наклонная дорожка может подниматься от первого плато или уровня вдоль области наклона до второго плато или второго уровня и может спускаться от второго плато до первого плато через переходную боковую сторону. Наклонная дорожка, следовательно, имеет единственный виток и может называться спиралью со ступенью.
Устройство создания нагрузки может дополнительно содержать ролик, который находится в соприкосновении с наклонной дорожкой и устанавливается поворотно в приводящем устройстве, которое соединяется с тем концом штока поршня, который выступает из цилиндра, и, следовательно, при повороте наклонной направляющей, наклонная дорожка проходит под роликом, который, тем самым, вращается. Ролик предпочтительно устанавливается таким образом, что его ось вращения является перпендикулярной первому направлению (или перпендикулярной продольной оси штока поршня).
Что касается действия приложения нагрузки, наклонная дорожка, начиная от соприкосновения ролика с первым плато, может быть повернута таким образом, что ролик проходит по области наклона до второго плато, и поршень тем самым перемещается в свое заднее крайнее положение. Что касается действия выдачи, наклонная дорожка, начиная от соприкосновения ролика со вторым плато, может поворачиваться, пока ролик через переходную боковую сторону не достигнет первого плато, и поршень тем самым перемещается в свое переднее крайнее положение.
Расстояние до второго плато от первого плато по оси вращения наклонной направляющей предпочтительно соответствует расстоянию от переднего до заднего крайнего положения поршня в первом направлении и, следовательно, соответствует ходу поршня.
Вращательное движение двигателя, следовательно, преобразуется посредством наклонной направляющей и ролика в поступательное движение штока поршня вдоль его продольной оси. Устройство для введения текучей среды, следовательно, может быть нагружено усилием посредством двигателя, и, следовательно, пользователь просто должен приводить в действие инициирующий элемент, например, нажимную кнопку, переключатель, кулисный переключатель или кнопку, для того, чтобы применять выдачное действие и, следовательно, вводить текучую среду. Следовательно, является возможным, например, быстро вводить лекарство множеству животных одно за другим.
Область наклона наклонной дорожки может иметь первую часть, прилегающую к первому плато, и прилегающую вторую часть, при этом наклон второй части больше наклона первой части.
Следовательно, преимущественно достигается эффект того, что, в начале действия приложения нагрузки, наклонная дорожка имеет меньший наклон, в результате чего двигатель должен прикладывать меньшее усилие или крутящий момент. Это является полезным во время запуска двигателя, поскольку большие значения тока используются во время запуска. Как только первая часть переходит во вторую часть, упомянутая проблема запуска является преодоленной, и, следовательно, больший наклон может быть легко реализован здесь. Это увеличивает долговечность мотора.
Область наклона наклонной дорожки может быть спроектирована таким образом, что обе части являются линейными относительно угла поворота винта. Однако также является возможным, чтобы первая часть и/или вторая часть имели нелинейный профиль относительно угла поворота. В этом случае, наклон соответствующей части предпочтительно является средним наклоном соответствующей части. Нелинейный профиль соответствующей части предпочтительно является профилем, в котором локальный наклон увеличивается, когда угол поворота увеличивается. Нелинейный профиль соответствующей части может предпочтительно быть вогнутым криволинейным профилем.
В частности, область угла поворота (или длина угла поворота) первой части может быть меньше области угла поворота (или длины угла поворота) второй части. Отношение области угла поворота первой части к области угла поворота второй части предпочтительно равно не более 4/6 и не менее 1/9.
В случае устройства для введения текучей среды согласно изобретению, ролик может иметь опорную область, которая опирается на область наклона наклонной дорожки, и, по меньшей мере, одну прилегающую сбоку боковую область, которая имеет меньший внешний диаметр по сравнению с диаметром опорной области, и которая не опирается на область наклона наклонной дорожки. Во время действия выдачи и опорная область, и боковая область могут приходить в соприкосновение с кромкой наклонной дорожки, упомянутая кромка соединяет второе плато с переходной боковой стороной. Это ведет к преимуществу относительно низкого сопротивления качению или трению между роликом и наклонной дорожкой в области наклона. Во время перехода через кромку для действия дозирования и приемная область, и боковая область тогда опираются на кромку, и, следовательно, опорная поверхность укрупняется здесь, и, таким образом, меньшее давление присутствует. Это является преимуществом, поскольку, во время перехода ролика через кромку, наибольшее усилие действует на ролик, и, следовательно, нежелательные пики давления могут быть уменьшены. Долговечность ролика, следовательно, увеличивается.
В частности, ролик с той или другой стороны от опорной области может иметь прилегающую сбоку боковую область с меньшим внешним диаметром по сравнению с диаметром опорной области. Это ведет к дополнительному уменьшению давления на ролик во время перехода через кромку.
Ролик может быть спроектирован таким образом, что внешний диаметр опорной области является постоянным. Внешний диаметр соответствующей боковой области может уменьшаться в направлении к боку ролика (или в направлении от опорной области, или когда расстояние от опорной области становится больше).
Ролик может быть в форме пластмассового ролика. Наклонная направляющая может быть выполнена из металла.
В случае устройства для введения текучей среды согласно изобретению приемный блок может быть в форме цельного приемного блока, который производится аддитивным способом производства.
Такой аддитивный способ производства может также называться 3D-печатью и может быть, например, способом лазерного спекания.
Это ведет к тому, что приемный блок является приспособленным для производства с относительно низким весом и высокой жесткостью и прочностью. Общий вес устройства для введения текучей среды, следовательно, сохраняется низким, насколько возможно, таким образом, делая его эксплуатацию для пользователя приемлемой и продолжительной.
Кроме того, целостное формирование приемного блока посредством аддитивного способа производства ведет улучшенным образом к возможности того, чтобы приемный блок формировался очень компактно, что является невозможным с традиционными механическими способами производства.
Материал, используемый для приемного блока, предпочтительно является металлом (или металлическим сплавом) и, в частности, титаном, и, следовательно, приемный блок состоит из металла (или металлического сплава) и, в частности, титана. Кроме того, алюминий, сталь (например, мартенситностареющая сталь), нержавеющая сталь, титан, никелевый сплав и/или кобальтохромовый сплав могут быть использованы в качестве материала для приемного блока. Дополнительными возможными материалами являются сплавы AlSiMg, сплавы CoCrMo и хромоникелевые сплавы. Кроме того, материалы, которые поддаются сварке, могут быть использованы. Все эти материалы могут присутствовать в форме (например, порошка) для того, чтобы иметь возможность производить приемный блок из них посредством аддитивного способа производства (и, в частности, посредством лазерного спекания).
Приемный блок может иметь подшипник двигателя, направляющий цилиндр для штока поршня, по меньшей мере, одно приемное гнездо для платы управления, приемное гнездо для соединения с возможностью обмена текучей средой контейнера для текучей среды и/или, по меньшей мере, одну точку крепления корпуса, которая/которые формируется/формируются целиком с приемным блоком.
Поршень может быть сформирован за одно целое со штоком поршня. В этом случае, передний конец штока поршня формирует поршень. Однако, также является возможным, чтобы поршень был отдельным элементом, который присоединяется к штоку поршня.
Само собой разумеется, что отличительные признаки, упомянутые выше, и признаки, которые еще только должны быть объяснены ниже, пригодны для использования не только в изложенных сочетаниях, но также в других сочетаниях или сами по себе без отступления от рамок настоящего изобретения.
Изобретение будет объяснено более подробно ниже с помощью примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые аналогично описывают отличительные признаки, существенные для изобретения. Эти примерные варианты осуществления служат просто в иллюстративных целях и не должны интерпретироваться как ограничивающие. Например, описание примерного варианта осуществления с множеством элементов или компонентов не должно интерпретироваться как результат того, что все из упомянутых элементов или компонентов являются необходимыми в целях реализации изобретения. Напротив, другие примерные варианты осуществления могут также содержать альтернативные элементы и компоненты, меньшее количество элементов или компонентов или дополнительные элементы или компоненты. Элементы или компоненты различных примерных вариантов осуществления могут быть объединены друг с другом, если не заявляется иное. Модификации и изменения, которые описываются для одного из примерных вариантов осуществления, могут также быть применены к другим примерным вариантам осуществления. Для того, чтобы избегать повторов, идентичные или взаимно соответствующие элементы на различных чертежах обозначаются одинаковыми ссылочными позициями и не будут объясняться повторно. На чертежах:
фиг. 1 показывает вид в изометрии примерного варианта осуществления устройства 1 для введения текучей среды согласно изобретению;
фиг. 2 показывает схематичный вид в разрезе устройства 1 для введения текучей среды по фиг. 1;
фиг. 3 показывает схематичный, укрупненный вид в разрезе первого переднего узла 13;
фиг. 4 показывает схематичный вид в разрезе первого переднего узла 13 и дистального конца 30 приемного блока 10 в состоянии без соединения друг с другом;
фиг. 5 показывает схематичный вид в разрезе первого переднего узла 13, завинченного в дистальный конец приемного блока 10, с поршнем 36, находящимся в своем заднем крайнем положении;
фиг. 6 показывает вид в разрезе согласно фиг. 5, при этом поршень 36 находится в своем переднем крайнем положении, а инициирующий кожух 21 находится в своем освобожденном положении для действия введения;
фиг. 7 показывает вид в изометрии приемного блока 10 вместе с устройством S создания нагрузки, при этом устройство S создания нагрузки находится в основном положении, в котором поршень 36 находится в своем переднем крайнем положении;
фиг. 8 показывает вид в изометрии приемного блока 10 вместе с устройством S создания нагрузки согласно фиг. 7, при этом устройство S создания нагрузки находится в своем нагруженном  положении, в котором поршень 36 находится в своем заднем крайнем положении;
фиг. 9 показывает вид в разрезе приемного блока 10 вместе с устройством S создания нагрузки согласно фиг. 8;
фиг. 10 показывает укрупненный подробный вид в изометрии задней части устройства S создания нагрузки с роликом 51 и наклонной направляющей 52 модификации устройства 1 для введения текучей среды согласно изобретению только с одной компоновкой цилиндра-поршня;
фиг. 11A показывает схему для иллюстрации профиля наклонной дорожки 53, при этом угол поворота нанесен по оси x, а ход по продольной оси штока 36 поршня нанесен по оси y,
фиг. 11B показывает схему для иллюстрации модифицированного профиля наклонной дорожки 53, при этом угол поворота нанесен по оси x, а ход по продольной оси штока 36 поршня нанесен по оси y,
фиг. 12 показывает вид в изометрии ролика 51;
фиг. 13 показывает вид сверху ролика 51;
фиг. 14 и 15 показывают виды в изометрии приемного блока 10;
фиг. 16 показывает вид сверху приемного блока 10, и
фиг. 17 показывает вид в разрезе приемного блока 10.
В приведенном только в качестве примера варианте осуществления на фиг. 1 устройство 1 для введения текучей среды (например, жидкости) согласно изобретению содержит корпус 2, который содержит основание 3, которое может также быть выполнено в форме устойчивого основания 3, захватную часть 4 для удерживания устройства 1, инициирующее устройство 5, которое размещается в захватной части 4 и предназначается для приведения в действие устройства 1, головную область 6 с распределительной областью 7 и приемник 8 на верхнем конце головной области 6.
В приведенном только в качестве примера варианте осуществления, описанном здесь, устройство 1 согласно изобретению, которое может также называться устройством 1 для введения текучей среды, предназначается для одновременного введения двух различных лекарств в животных, при этом введение лекарства выполняется сквозь кожу без игл.
В случае устройства 1 для введения текучей среды согласно изобретению, отдельная компоновка цилиндра-поршня предусматривается для каждого лекарственного средства, как будет также описано подробно ниже, упомянутая компоновка цилиндра-поршня представлена в каждом случае в форме типа самозаполняющегося устройства, таким образом, что перемещение поршня по направлению к выдачному концу вынуждает текучую среду впрыскиваться, а противоположное перемещение поршня вызывает заполнение цилиндра для следующего действия инъекции.
Как можно сделать вывод из схематичной иллюстрации в разрезе устройства 1 для введения текучей среды на фиг. 2, устройство 1 для введения текучей среды содержит приемный блок 10, который несет плату 11 управления и двигатель 12, и два передних узла 13, 14, из которых только передний узел 13 является видимым в виде на фиг. 2. Поскольку передние узлы 13 и 14 выполнены идентично, по существу, только передний узел 13 будет описан подробно ниже. Контейнер M для лекарственных средств, содержащий жидкое лекарство для переднего узла 13, показан схематично в приемнике 8.
Вид в разрезе переднего узла 13 показан на фиг. 3. Передний узел 13 содержит вставку 15, в которой сформирован цилиндр 16 шприца с открытым выдачным концом 17. Невозвратный клапан 18 (или впускной клапан 18) размещается на выпускной стороне на открытом выдачном конце 17. Когда невозвратный клапан 18 открывается, открытый выдачной конец 17 ведет в сопло 18, через которое текучая среда, которая должна выдаваться (здесь соответствующее жидкое лекарство), выдается.
К невозвратному клапану 18 предварительно прилагается усилие посредством пружины 20 по направлению к открытому выдачному концу 17 и закрывает открытый выдачной конец 17 в положении невозвратного клапана 18, который показан на фиг. 3.
Кроме того, передний узел 13 содержит инициирующий кожух 21, который проходит поверх сопла 19, прижимается посредством пружины 22 в направлении от открытого выдачного конца 17 к соплу 19 и предварительно нагружается. Инициирующий кожух 21 устанавливается смещаемым образом вдоль продольной оси переднего узла 13 (слева направо на фиг. 3), и, следовательно, когда устройство 1 для введения текучей среды помещается на соответствующий участок кожи животного, упомянутый инициирующий кожух смещается в направлении от сопла 19 к открытому выдачному концу 17 и, в процессе, инициирует, например, контактный датчик (не показан), который запускает вводящее действие, как также будет описано подробно ниже.
Вставка 15 имеет радиально идущие подающие каналы 25 на ближнем конце 24 цилиндра 16 шприца, лежащем напротив открытого выдачного конца 17, причем через эти подающие каналы текучая среда для введения или жидкое лекарство проходит в цилиндр 16 шприца для следующего действия инъекции.
Внешняя резьба 27 сформирована, и направляющая втулка 28 размещается, на ближнем конце 26 переднего узла 13, и, следовательно, передний узел 13 может быть завинчен в дистальный конец 30 приемного блока 10 (фиг. 4), поскольку внутренняя резьба 31 для внешней резьбы 27 переднего узла 13 предусмотрена на дистальном конце 30. Фиг. 4 показывает передний узел 13 и дистальный узел 30 приемного блока 10 перед действием завинчивания. На фиг. 5 два элемента 13, 30 привинчены друг к другу, так что шток 35 поршня, который направляется в приемном блоке 10, слегка выступает с поршнем 36, сформированным на своем дистальном конце, в цилиндр 16 шприца, и шток 35 поршня направляется через направляющую втулку 28. Как будет описано подробно ниже, шток 35 поршня может перемещаться из основного положения, показанного на фиг. 5, в направлении к открытому выдачному концу 17 в положение инъекции или выдачи, показанное на фиг. 6, и из упомянутого положения обратно в основное положение, показанное на фиг. 5.
Если шток 35 поршня находится в основном положении, его дистальный конец и, следовательно, поршень 36 находится в своем заднем крайнем положении (фиг. 5). Когда шток 35 поршня находится в положении выдачи, поршень 36 находится в своем переднем крайнем положении (фиг. 6).
Когда шток 35 поршня находится в основном положении, показанном на фиг. 5, цилиндр 16 шприца заполняется жидким лекарством для инъекции. Перемещение штока 35 поршня по направлению к открытому выдачному концу 17 затем ведет к открытию невозвратного клапана 18 и, таким образом, к выдаче жидкости через сопло 19 в качестве струи, которая врезается в кожу животного до такой степени, что лекарство может быть введено в кожу через упомянутый разрез.
Во время перемещения назад из положения выдачи, показанного на фиг. 6, в основное положение, показанное на фиг. 5 (перемещение в первом направлении), невозвратный клапан 18 закрывается, и отрицательное давление создается в цилиндре 16 шприца, упомянутое отрицательное давление тем больше, чем дальше шток 35 поршня перемещается от открытого выдачного конца 17. Как только шток 35 поршня приводится в своё основное положение, присутствует соединение с возможностью обмена текучей средой между цилиндром 16 шприца и, по меньшей мере, одним из подающих каналов 25. Для того, чтобы реализовывать соединение с возможностью обмена текучей средой, осевое глухое отверстие 37 формируется на дистальном конце поршня 36, и, по меньшей мере, одно поперечное отверстие 38 формируется, которое проходит радиально от глухого отверстия 37, и конец которого, который обращен от глухого отверстия 37, ведет в один из подающих каналов 25. Поскольку подающие каналы 25 в своей части ведут в камеру 32, которая формируется между вставкой 15 и дистальным концом 30 приемного блока 10 и соединяется через соединительный элемент 33 с контейнером M для лекарственных средств, показанном только на фиг. 2, жидкое лекарство вследствие отрицательного давления, присутствующего в цилиндре 16 шприца, высасывается из контейнера M для лекарственных средств через соединительный элемент 33, камеру 32, подающий канал или подающие каналы 25, поперечное отверстие(я) 38 и глухое отверстие 37 в цилиндр 16 шприца, так что последний заполняется жидким лекарством. Следовательно, лекарство может быть введено снова во время следующего инициирующего действия, при этом, в начале перемещения штока 35 поршня из основного положения в положение инъекции, некоторая часть жидкого лекарства оттесняется обратно в камеру 32 через подающие каналы 25. Это оттеснение является полезным, поскольку поршень 36 или шток 35 поршня могут, тем самым, ускоряться более легко, что ведет к более высокому давлению, с которым остальная часть лекарства в цилиндре 16 шприца подвергается воздействию, и которое является желательным для описанной инъекции без иглы.
Передний узел 13, который, в частности, содержит цилиндр 16 шприца, невозвратный клапан 18 и сопло 19, выполнен заменяемым целиком. Он может быть завинчен посредством своей внешней резьбы 27 в, и отвинчен снова от, соответствующей внутренней резьбы 31, которая сформирована на дистальном конце 30 приемного блока 10. Поскольку передний узел 13 подвергается износу во время работы устройства 1 для введения текучей среды, изношенный передний узел 13, следовательно, может быть легко заменен на новый, структурно идентичный передний узел 13. Это преимущественно ведет к тому, что устройство 1 для введения текучей среды, в целом, является приспособленным для использования в течение более длительного времени, поскольку компоненты устройства 1 для введения текучей среды, которые являются наиболее подверженными износу, могут быть легко заменены.
Поскольку передний узел 13 может быть полностью заменен, нежелательные загрязнения могут быть легко устранены, которые будет значительно более трудно устранять, и которые будут ассоциироваться с более высокими затратами, если, например, в первую очередь изнашиваемые уплотнительные кольца в устройствах для введения текучей среды, известных на уровне техники, будут индивидуально заменяться в области цилиндра, которая соединяется неподвижно и незаменяемо с остальной частью устройства, известного на уровне техники.
Как может быть лучше видно на фиг. 7-9, приемный блок 10 имеет первый приемный цилиндр 40, в который направляется шток 35 поршня для первого переднего узла 13, и второй приемный цилиндр 140, в который направляется шток 135 поршня для второго переднего узла 14. Поскольку конструкция двух компоновок цилиндров-поршней и, следовательно, двух приемных цилиндров 40, 140 является идентичной, по существу, только первая компоновка цилиндра-поршня с первым приемным цилиндром 40 будет описана ниже в описании приемного блока 10. Соответствующие элементы в случае второго приемного цилиндра 140 обозначаются ссылочными номерами, которые больше на 100 по сравнению со случаем элементов первого приемного цилиндра 40, но не будут описываться еще раз.
Шток 35 поршня проходит через первый приемный цилиндр 40, в котором содержится пружина 41 для перемещения штока 35 поршня из нагруженного основного положения, показанного на фиг. 5, в положение инъекции, показанное на фиг. 6. Дистальный конец 42 пружины 41 прилегает вплотную к стопорной части 43 штока 35 поршня. Ближний конец 44 пружины 41 прилегает вплотную к направляющей втулке 45, которая завинчивается в ближний конец первого приемного цилиндра 40, и, следовательно, во время перемещения штока поршня из положения инъекции, показанного на фиг. 6, в первом направлении в предварительно нагруженное основное положение, показанное на фиг. 5, пружина 41 сжимается и, тем самым, предварительно нагружается, как иллюстрировано на фиг. 9.
Как может быть заключено из укрупненного вида в изометрии на фиг. 10, конец штока 35 поршня, который выступает ближе к центральной линии из приемного цилиндра 40, соединяется с приводящим устройством 50, которое имеет установленный с возможностью вращения ролик 51, при этом ось вращения ролика 51 проходит по существу перпендикулярно продольной оси штока 35 поршня.
Вид в изометрии на фиг. 10 показывает модификацию устройства 1 для введения текучей среды согласно изобретению. В этой модификации только одна компоновка цилиндра-поршня формируется, и приводящее устройство 50 соединяется с ближним концом штока 35 поршня и с ближним концом направляющего штока 39, который устанавливается с возможностью смещения в приемном блоке 10.
Ролик 51 проходит по наклонной направляющей 52, которая вращается под роликом 51, и вращается посредством двигателя 12 вокруг оси, параллельной продольной оси штока 35 поршня. Аккумулятор и/или аккумуляторная батарея, которая может перезаряжаться, предусмотрена в качестве источника тока для двигателя. Аккумулятор и/или аккумуляторная батарея может быть размещена, например, в основании 3 или в качестве основания 3 устройства 1 для введения текучей среды.
Наклонная направляющая 52 имеет наклонную дорожку 53, которая проходит с единственным витком по винтовой линии, как может быть понято, в частности, из фиг. 7, 8 и 10.
На фиг. 11A угол поворота α показан относительно разницы z наклона параллельно продольному направлению штока 35 поршня, при этом начальная точка является точкой, с углом поворота α0=0°, имеется наименьшая высота z0 наклона, и поршень 36 находится в своем переднем крайнем положении. Если наклонная направляющая 52 затем поворачивается, наклонная дорожка 53 проходит под роликом 51, что приводит к вращательному перемещению наклонной дорожки 53, преобразуемому в поступательное перемещение ролика 51 вместе с приводящим устройством 50 и, следовательно, со штоком 35 поршня по продольной оси штока 35 поршня, так что шток 35 поршня перемещается из своего положения инъекции, показанного на фиг. 6, в свою основное положение, показанное на фиг. 5.
С этой целью, развернутая наклонная дорожка 53 согласно фиг. 11A проходит таким образом, что имеется первое плато (наклон=0 или только отчасти больше или отчасти меньше нуля), от угла поворота α0 до угла поворота α1. От угла поворота α1 наклонная дорожка 53 имеет первую линейную часть S1 наклона, который присутствует до угла поворота α2. При угле поворота α2 (и соответствующей высоте z1 наклона) наклон переходит во вторую линейную часть S2 наклона, который имеет больший наклон по сравнению с первой линейной частью S1 наклона (между углами поворота α1 и α2). Второй наклон присутствует до угла поворота α3 и затем переходит во второе плато, на котором высота z2 наклона не увеличивается (или увеличивается лишь очень слегка или уменьшается лишь очень слегка) в случае дополнительного увеличения в угле поворота до угла поворота α4 менее 360°.
При угле поворота α5 формируется кромка 54 вследствие переходной боковой стороны 46, которая соединяет второе плато и первое плато.
В области от α3 до α4 шток 35 поршня находится в своем нагруженном основным положении согласно фиг. 5. Устройство 1 для введения текучей среды, следовательно, готово для применения жидкого лекарства.
Если инициирующее устройство 5 затем приводится в действие, и инициирующий кожух 21 находится в инициирующем положении, двигатель 12 поворачивает наклонную направляющую 52 дополнительно, так что, когда угол поворота α5 превышается, ролик 51 проходит поверх кромки 54 и, вследствие нагружения пружины 41, падает резко с высоты z2 наклона до высоты z0 наклона первого плато, и, следовательно, текучая среда, присутствующая в цилиндре 16 шприца, впрыскивается описанным образом.
Двигатель 12 затем поворачивает наклонную направляющую 52 дальше до второго плато и останавливает поворотное перемещение здесь, так что цилиндр 16 шприца, тем самым, опять заполняется жидким лекарством, и шток 35 поршня приводится снова в свое нагруженное основное положение. Устройство 1 для введения текучей среды, следовательно, готово для дальнейшего вводящего действия. Устройство 1 для введения текучей среды может, тем самым, многократно взводиться и запускаться.
Две наклонных части S1 и S2 формируют область наклона, которая проходит от первого плато до второго плато. Две наклонных части S1 и S2 не должны проходить линейно относительно угла поворота. Как показано в качестве примера на фиг. 11B, они могут также иметь вогнутый изгиб (при котором локальный наклон увеличивается, когда угол поворота увеличивается). Однако, даже в этом случае, средний наклон первой наклонной части S1 меньше среднего наклона второй наклонной части S2.
Сочетание двигателя 12, наклонной направляющей 52, приводящего устройства 50 с роликом 51, пружины 41, 141 и направляющей втулки 45, 145 может называться устройством S создания нагрузки.
Как может быть понято, в частности, из фиг. 12 и 13, ролик 51 содержит центральную область 55, которая имеет постоянный внешний диаметр. К ней примыкают с обеих сторон соответствующие боковые области 56, 57, в которых внешний диаметр уменьшается вбок.
К каждой из двух боковых областей 56 и 57 примыкает крайняя область 58, 59, которая является закругленной, таким образом, что ролик 51 не имеет каких-либо кромок. При вращении наклонной направляющей 52 центральная область 55 лежит на наклонной дорожке 53 в области угла поворота от α1 до α3 (в частности, от α0 до α5), тогда как боковые области 56 и 57 не опираются на упомянутую область угла поворота, а скорее приходят в соприкосновение с наклонной дорожкой 53 только при прохождении через кромку 54. Сопротивление качению ролика 51 во время нагружения штока 35 поршня (поворота наклонной дорожки от первого до второго плато) может, следовательно, быть небольшим, насколько возможно. Во время перехода от второго или верхнего плато (области угла поворота от α3 до α4) наклонной дорожки 53 к нижнему плато (области угла поворота от α1 до α2) боковые области 56 и 57 также находятся в соприкосновении с кромкой 54, в результате чего усилия между роликом 51 и кромкой 54 наклонной дорожки 52 преимущественно распределяются по большей опорной поверхности (центральной области 55 и двум боковым областям 56, 57), и, следовательно, меньшее давление присутствует. Долговечность устройства 1 и, в частности, ролика 51, тем самым увеличивается.
Характеристики наклона наклонной дорожки 53, описанной в связи с фиг. 11A и 11B, являются преимущественными, поскольку, в начале (области угла поворота от α1 до α2) присутствует меньший наклон, и, следовательно, меньший крутящий момент должен быть обеспечен двигателем 50. Это точно является преимуществом во время запуска двигателя 50 от первого плато, поскольку двигатель 50 обычно потребляет больше тока в этой области. Когда высота z1 наклона достигается, более высокий наклон в области угла поворота от α2 до α3 может быть легко преодолен двигателем 50.
Эти характеристики наклона наклонной дорожки 52 преимущественно ведут к увеличению долговечности двигателя 50.
Как может быть лучше понято из фиг. 14-17, приемный блок 10 формируется как одно целое. Здесь, например, было выполнено использование аддитивного способа производства, такого как, например, лазерное спекание, выборочное лазерное спекание или непосредственное лазерное спекание металла, с помощью которого более тонкие и/или более сложные структуры могут быть произведены по сравнению с механическими способами. Приемный блок 10 может, следовательно, иметь относительно низкий вес, и может быть гарантировано, что устройство 1 для введения текучей среды является очень долговечным.
Примеры материала, используемого для приемного блока 10, могут включать в себя алюминий, сталь (например, мартенситностареющая сталь), нержавеющая сталь, титан, никелевый сплав и/или кобальтохромовый сплав. Материал для лазерного спекания здесь предпочтительно представлен в форме металлического порошка. Для аддитивного или многослойного производства приемного блока 10 тонкий слой порошкового материала может быть нанесен на конструкционную платформу. Лазерный луч плавит порошок точно в точках, которые определены компьютерно-сформированными данными компонентов приемного блока 10. Конструкционная платформа затем опускается, и наносится дополнительный тонкий слой порошкового материала. Материал плавится снова и связывается в заданных точках со слоем, лежащим под ним. Эти этапы повторяются до тех пор, пока весь приемный блок 10 не сформируется.
В дополнение к уже описанным приемным цилиндрам 40, 140 приемный блок 10 содержит четыре точки 60, 61, 62 и 63 приема платы, на которые плата 11 может быть помещена и, например, привинчена к приемному блоку 10.
Кроме того, приемный блок содержит подшипник 64 двигателя для приема и установки двигателя 12.
Кроме того, четыре точки 65, 66, 67 и 68 крепления формируются для внешнего корпуса 2 устройства 1 для введения текучей среды. Части соответствующих приемников 265, 266, 267 и 268 внешнего корпуса 2 показаны на фиг. 7-9.
На дистальном конце приемного блока 10 предусматривается распределительная область 7 в виде зонтика, которая, в дополнение к соответствующей внутренней резьбе 31 и 131 для первого и второго переднего узла 13 и 14, также имеет приемники 69 и 169 для соответствующего инициирующего датчика (не показан), который обнаруживает положение инициирующего кожуха 21, 121.
Кроме того, кольцеобразное приемное гнездо 70, в которое кольцевое уплотнение 71 (например, фиг. 9, 16 и 17) может быть вставлено, формируется в распределительной области 7 для того, чтобы обеспечивать уплотнение относительно прилегающего корпуса 2 в установленном состоянии.
Кроме того, приемный блок 10 для каждого приемного цилиндра 40, 140 содержит приемник 72, 172, в который соответствующий соединительный элемент 33, 133, который может также называться жидкостным адаптером, может быть вставлен.
Соединительный элемент 33, 133 предпочтительно изготавливается посредством механической обработки.
Титан предпочтительно используется в качестве материала для приемного блока 10. Этот материал, во-первых, является относительно легким и, во-вторых, обеспечивает желаемую прочность. Конечно, любой другой подходящий материал для аддитивных способов производства может быть использован.
Описание, приведенное выше, основано на идее одновременного введения двух различных лекарственных средств. Однако, устройство 1 для введения текучей среды согласно изобретению может также быть спроектировано таким образом, что приемный блок 10 имеет только один отдельный приемный цилиндр 40 и, следовательно, также только одно единственное лекарственное средство может быть введено во время инициирующего действия. Второй приемный цилиндр 140 и второе сочетание цилиндр-шток поршня тогда предпочтительно опускаются.
Ранее описанные примерные варианты осуществления были основаны на устройстве 1 для введения текучей среды, существующем в форме устройства 1 для введения текучей среды без игл. Однако, оно может также быть в форме устройства 1 для введения текучей среды с иглой или канюлей, и, следовательно, в этом случае, игла или канюля предназначается, чтобы протыкать кожу животного, и затем применение жидкого лекарства имеет место описанным образом.