Гидравлический инъектор
Инъектор относится к устройствам для парэнтерального введения препаратов в организм человека и позволяет повысить точность дозирования. Корпус исполнительного блока состоит из передней части 1 и задней части 2, сочлененных на резьбе с возможностью осевого относительного перемещения. Шток 6 поршня 5 привода имеет резьбовой участок с навинченной на него втулкой 9, передняя часть которой выполнена в виде шлицевого венца. На гильзе 4 выполнены продольные шлицы и задний внутренний буртик, при этом венец втулки 9 входит в шлицевое соединение с гильзой 4 с возможностью осевого относительного перемещения и взаимодействия с буртиком. На задней части 2 корпуса установлен штифт 8 с возможностью взаимодействия с профилированным пазом, выполненным на цилиндрической поверхности поршня 5. Инъектор снабжен приспособлением для фиксации, включающим в себя пружинное кольцо 12, шарики 11, а также радиальные отверстия на передней части 1 корпуса и продольный паз на его задней части 2. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к игольноструйным инъекторам для парэнтерального введения жидких лекарственных препаратов, преимущественно во внутренние органы человека. Целью изобретения является повышение точности дозирования вводимого препарата. На фиг.1 показан гидравлический инъектор во взведенном состоянии (перед срабатыванием) при максимальной установленной дозе; на фиг.2 - инъектор после срабатывания (доза максимальная); на фиг.3 - исполнительный блок взведенного инъектора при уменьшенной дозе; на фиг.4 - вид по стрелке А на фиг.3; на фиг.5 дано сечение Б-Б на фиг.3 (установленная доза зафиксирована); на фиг. 6 - то же (при установке потребной дозы); на фиг.7 показан пружинно-гидравлический усилитель, совмещенный с рычажно-педальным приспособлением для взведения после срабатывания. Гидравлический инъектор содержит исполнительный блок и блок гидроавтоматики, сочлененные между собой переходником и образующие собственно инъектор, а также пружинно-гидравлический усилитель (механизм создания рабочего давления) с устройством для взведения. Исполнительный блок содержит корпус, состоящий из сочлененных подвижным резьбовым соединением передней части 1 и задней части 2. В корпусе установлены и взаимно подпружинены пружиной 3 гильза 4 и поршень 5 со штоком 6, имеющим резьбовую часть. Шаг резьбы на штоке равен шагу резьбы в соединении обеих частей корпуса. На цилиндрической поверхности поршня 5 выполнен профилированный паз П, гильза 4 имеет наружный продольный паз, внутренние продольные шлицы и задний внутренний буртик. На передней части 1 корпуса установлен радиальный штифт 7, входящий в паз гильзы, а на корпусе 2 закреплен радиальный штифт 8, установленный с возможностью взаимодействия с пазом П поршня. На шток 6 навинчена втулка 9 со сквозным осевым отверстием, передняя часть которой, выполненная в виде шлицевого венца, входит в гильзу 4 и взаимодействует со шлицами и внутренним буртиком гильзы. В гильзе установлен на резьбе шприц 10, в игле которого у ее среза установлено сопло с проходным отверстием диаметром 0,15 мм, шток шприца взаимодействует со штоком 6. В корпусе 1 выполнено приспособление для фиксации, в котором выполнены радиальные отверстия, в которые помещены шарики 11, удерживаемые от выпадания надетым на корпус разрезным пружинным кольцом 12 с внутренней канавкой, выполненной по дуге окружности, на корпусе 2 выполнен наружный продольный паз, с которым может взаимодействовать один из шариков 11. На передней части корпуса 1 установлен на резьбе насадок 13 с наконечником 14. Задняя часть корпуса 2, имеющая два разнесенных оп оси боковых отверстия, закрыта крышкой 15 и сочленена с переходником 16, имеющим каналы 17 и 18, выходы которых совмещены с отверстиями в корпусе 2. Корпус 2, поршень 5 и крышка 15 образуют полость В (надпоршневую полость привода). Блок гидроавтоматики содержит корпус, состоящий из передней части 19 и задней части 20, разделенных внутренней перегородкой 21. В передней части 19 корпуса установлен подпружиненный пружиной 22 плавающий ступенчатый поршень 23, образующий вместе с корпусом первый редуктор с выходной полостью "Г" и входной полостью Д. В передней части 19 корпуса, в выходной полости редуктора, установлена также профилированная дросселирующая втулка 24, сочлененная с помощью винта 25 с расположенной снаружи корпуса ручкой 26 и поджатия изнутри пружиной 22 посредством оси 27. На передней части 19 корпуса снаружи установлен и закреплен гайкой 28 переходник 16, имеющий кольцевые проточки, с которыми сообщаются каналы 17 и 18, причем передняя проточка совмещена с боковым отверстием Ж в корпусе, выполненным на выходе из первого редуктора. В задней части 20 корпуса установлен подпружиненный пружиной 29 плавающий ступенчатый поршень 30, образующий вместе с корпусом второй редуктор с выходной полостью 3 и входной полостью И, в которую входит ступень К меньшего диаметра. Через осевые отверстия поршня 30 и перегородки 21 проходит закрепленный на коpпусе глухой трубчатый стержень 31 с боковым отверстием Л, связывающий входные полости обоих редукторов (открытый конец М стержня выведен в полость Д). На входе во второй редуктор установлен управляемый обратный клапан, содержащий корпус 32, подпружиненный шарик 33, толкатель 34, на выходе из редуктора установлен второй управляемый обратный клапан, имеющий корпус 35, подпружиненный шарик 36, толкатель 37. К второму клапану при помощи гайки 38 присоединена гидромагистраль 39, второй конец которой через кольцевую проточку переходника 16 сообщается с его каналом 17. На задней части 20 корпуса при помощи оси 40 закреплена спусковая скоба 41, взаимодействующая с толкателями 34 и 37 клапанов и подпружиненная пружиной 42 на открытие второго клапана. Пружинно-гидравлический усилитель содержит корпус 43, помещенные в него поршень 44 со штоком 45 и силовую пружину 46, опирающуюся одним концом на поршень, а вторым - на крышку 47 корпуса, имеющую торцовые пазы, корпус 43 и поршень 44 образуют полость Н. На наружном конце штока 45 установлена с возможностью вращения втулка 48, имеющая торцевые выступы. Корпус 43 шарнирно закреплен на раме 49, на которой с помощью оси 50 установлены также педаль 51, подпружиненная на возвратный ход пружиной 52, и серьга 53, вторым концом сочлененная со штоком 45. На педали закреплена гибкая тяга 54, другой конец которой связан со штоком. Педаль снабжена регулируемым (переставным) упором 55 свободного положения. Подпоршневая полость Н усилителя магистралью 56 сообщается с входным клапаном блока гидроавтоматики. Полости В,Г,Д,З,И,Н, клапаны, гидромагистрали инъектора заполнены рабочей жидкостью (например, маслом МАМГ-10). Подготовка инъектора к работе производится следующим образом. Для взведения инъектора после предыдущего срабатывания (из положения, показанного на фиг. 2,7) оператор берет его в руку, пальцем нажимает на скобу 41 с усилием Р и нажимает ногой на педаль 51 усилителя, сжимая пружину 46, при этом первый (входной) клапан открыт, а второй клапан закрыт (шарик 36 прижат к седлу пружиной клапана). Давление в полостях Н, И, Д падает, в результате чего плавающий поршень 23 под действием пружины 22 перемещается назад, вытесняя рабочую жидкость из полости Д в полость Н гидроусилителя. Одновременно поршень 5 под действием сжатой пружины 3 перемещается назад, вытесняя рабочую жидкость по каналу 18 из полости В в полость Г первого редуктора. При этом гильза 4 остается на упоре в крайнем переднем положении, поршень 30 второго редуктора также остается неподвижным, так как его полость 3 замкнута шариком 36 второго клапана. В тот момент, когда поршень 5, перемещаясь назад, перекроет канал 18, шлицевой венец втулки 9 войдет в соприкосновение с внутренним буртиком гильзы 4, а поршень 23 - с перегородкой 21 (этот момент легко определяется оператором по прекращению опускания педали 51 под действием приложенного к ней усилия). Для дальнейшего взведения оператор снимает усилие Р со скобы 41, продолжая нажимать ногой на педаль. Под действием сжатой пружины 42 скоба поворачивается, воздействуя на толкатель 37, который отжимает шарик 36 от седла, т. е. открывает второй клапан, входной клапан остается открытым за счет отрицательного перепада давлений на шарике 33. При дальнейшем опускании педали, т.е. перемещении назад поршня 44 за счет разрежения в полости И и под действием пружины 29 плавающий поршень 30 перемещается назад, создавая разрежение в полостях З и В. Поршень 5 перемещается назад, увлекая за собой гильзу 4, с которой взаимодействует шлицевой венец втулки 9, при этом штифт 8 выходит в профилированный паз П, рабочая жидкость из полости В по каналу 17 и магистрали 39 перетекает в полость 3 второго редуктора, а из полости И в полость Н гидроусилителя. Взведение прекращается при соприкосновении поршня 5 с крышкой 15, педаль доходит "до упора" (гидравлического). При снятии усилия с педали давление в полости Н и магистрали 56 повышается, входной клапан закрывается, - инъектор взведен. Пружина 52 возвращает педаль в исходное положение, определяемое регулируемым упором 55. Для регулировки дозы, которая производится во взведенном состоянии инъектора, пружинное кольцо 12 переводится из положения, изображенного на фиг. 5, в положение, показанное на фиг.6. В этом положении кольцо не фиксирует шарик 11 в продольном наружном пазу корпуса 2, т.е. снимается фиксация дозы. Установка дозы производится вращением корпуса 1 относительно корпуса 2, которое приводит к продольному перемещению первого корпуса относительно второго до совмещения заднего торца корпуса 1 с соответствующей риской на шкале дозировки, нанесенной на корпусе 2, т.е. к изменению размера t (фиг. 3) между торцом поршня 5 и упором на гильзе 4, непосредственно определяющего объем препарата, вытесняемого из шприца на режиме струйного впрыска. При этом вращающий момент с корпуса 1 через штифт 7 передается гильзе 4 и далее через шлицевое соединение - втулке 9. Вращение поршня 5 за счет трения в резьбовом соединении втулки 9 со штоком 6 предотвращается штифтом 8, взаимодействующим с пазом П. Так как шаг резьбового соединения корпусов 1 и 2 строго соответствует шагу соединения втулки 9 со штоком 6, а гильза 4 своим внутренним буртиком поджата пружиной 3 к шлицевому венцу втулки, при регулировке дозы конец штока 6 перемещается относительно гильзы на величину 
t, равную изменению размера t, т.е. изменению заданного хода штока шприца при срабатывании инъектора. Это впервые для игольно-струйных инъекторов открывает возможность, используя шприц одного типа размера, заполнять его ровно таким количеством препарата, которое нужно ввести больному за одну инъекцию, т.е. свести к минимуму его "технологические", непроизводительные потери. По окончании регулировки потребной дозы один из шариков 11 совмещается с продольным пазом на корпусе 2 и фиксируется поворотом кольца 12, после чего поворот корпуса 1 относительно корпуса 2 становится невозможен. Наличие нескольких шариков позволяет повысить точность установки дозы. После установки дозы в гильзу 4 устанавливается стерилизованный шприц 10, заполненный препаратом, в соответствии с заданной дозой, при этом шток шприца входит во взаимодействие со штоком 6. На корпус 1 устанавливается насадок 13 с наконечником 14, в положение, соответствующее заданной глубине механического прокола мягких тканей иглой. Поворотом ручки 26 устанавливается потребная глубина струйного впрыска (корректируется пробойная сила струи), при этом профилированная втулка 24 в большей или меньшей степени перекрывает боковое сливное отверстие ЖЗ из полости Г первого редуктора. Для выполнения инъекции инъектор прижимается наконечником 14 к телу больного в зоне поражения внутреннего органа, после чего оператор (врач) нажимает на скобу 41 с усилием Р, открывая входной клапан (отжимая шарик 33 от сего седла толкателем 34) и освобождая толкатель 37 второго клапана. Высокое давление из гидроусилителя подается по гидромагистрали 56 в полость И, боковое отверстие Л в стержне 31 при этом перекрыто ступенью К поршня 30 (см. фиг. 1). Поршень 30 перемещается вперед, сжимая пружину 29 и вытесняя рабочую жидкость из полости 3 через второй клапан, магистраль 39 и канал 17 в полость В исполнительного блока. При этом давление в полостях З и В понижается по сравнению с давлением в полости И, обратно пропорционально отношению рабочих площадей ступенчатого поршня 30 (с учетом потерь и усилия пружины 29). Возникающее на поршне 5 осевое усилие через пружину 3 передается на гильзу 4, при этом установленный в ней шприц 10 перемещается вперед, производя механический прокол иглой мягких тканей, защищающих внутренний орган. Усилие предварительной затяжки пружины 3 исключает возможность вытеснения препарата из шприца при проколе. На режиме мехпрокола канал 18 перекрыт поршнем 5, а боковое отверстие Л в стержне 31 - поршнем 30, что исключает возможность преждевременного повышения давления в полости Г. В конце мехпрокола гильза 4 ставится на упор. К этому моменту поршень 5 открывает канал 18, а поршень 30 с некоторым опережением открывает боковое отверстие Л стержня 31. Жидкость из полости И через канал стержня поступает в полость Д, поршень перемещается вперед, сжимая пружину 22 и вытесняя жидкость из полости Г через канал 18 в полость В исполнительного блока. При этом давление в полости Г повышается по сравнению с давлением в полостях Д и И обратно пропорционально отношению рабочих площадей ступенчатого поршня 23 (с учетом усилия пружины 22). Под действием высокого давления в полости В второй клапан закрывается (шарик 36 прижимается к седлу), а поршень 5 продолжает движение вперед, сжимая пружину 3. Шток 6 с большим усилием (150-200 кг и более) действует на шток шприца 10, давление в котором повышается до 150-300 кг/см2, в результате чего препарат истекает из иглы с большой скоростью 150-200 м/с. При этом струя обладает высокой кинематической энергией, обеспечивающей струйный впрыск препарата во внутренний орган без введения в него иглы. Объем (доза) препарата, истекающего из шприца, однозначно определяется размером t, установленным при регулировке дозы.
Формула изобретения
1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИНЪЕКТОР, по авт. св. N 1474941, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования, в него дополнительно введены втулка со шлицевым венцом на одном из ее концов, приспособление для фиксации и штифт, а на гильзе для подпружиненного шприца и поршня соответственно выполнены продольные и конические пазы, при этом корпус исполнительного блока выполнен в виде двух частей, причем втулка установлена на штоке поршня с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия ее шлицевого венца с продольными пазами гильзы подпружиненного шприца, штифт установлен на одной из частей корпуса исполнительного блока с возможностью взаимодействия с коническим пазом поршня, а части корпуса исполнительного блока соединены между собой через приспособление для фиксации. 2. Инъектор по п.1, отличающийся тем, что приспособление для фиксации включает шарики и пружинное кольцо, одна из частей корпуса исполнительного блока снабжена радиальными отверстиями, а другая его часть - продольным пазом, при этом шарики установлены в одной из частей корпуса исполнительного блока с возможностью взаимодействия с радиальными отверстиями, пружинным кольцом и продольным пазом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 13.02.1995
Номер и год публикации бюллетеня: 14-2001
Извещение опубликовано: 20.05.2001
