выдающее устройство для медицинских целей, приводимое в действие пружиной

Формула изобретения

1. Впрыскиватель для выдачи жидкости, содержащий пружину, обеспечивающую запас энергии, выдающий элемент, выполненный с возможностью перемещения под действием силы пружины для осуществления выдачи, фиксирующие средства, имеющие первое положение, при нахождении в котором они удерживают выдающий элемент от перемещения, и второе положение, при нахождении в котором они обеспечивают возможность такого перемещения, пусковые средства, выполненные с возможностью приведения в действие пользователем для того, чтобы вызвать перемещение фиксирующих средств из первого положения во второе положение, отличающийся тем, что содержит предохранительный механизм, действующий до завершения полной сборки устройства для предотвращения перемещения фиксирующих средств во второе положение и обеспеченный пазом, проходящим внутрь выдающего элемента от его наружной поверхности и частично ограниченным двумя поверхностями, взаимодействующими с фиксирующими средствами, причем фиксирующие средства имеют безопасное положение, при нахождении в котором их перемещение во второе положение не может быть вызвано приведением в действие пусковых средств и в котором они взаимодействуют с одной из указанных поверхностей, с другой из которых они взаимодействуют при их нахождении в первом положении.

2. Впрыскиватель по п.1, отличающийся тем, что одна указанная поверхность по существу перпендикулярна заданному направлению перемещения выдающего элемента, а другая указанная поверхность наклонена по отношению к этому направлению перемещения так, что перемещение выдающего элемента в этом направлении создает силу, действующую на фиксирующие средства при их нахождении в первом положении и вызывающую их перемещение во второе положение.

3. Впрыскиватель по п.1, отличающийся тем, что он содержит внешний корпус, окружающий выдающий элемент и фиксирующие средства и имеющий сквозное отверстие в зоне фиксирующих средств, обеспечивающее возможность введения инструмента во внутреннюю полость внешнего корпуса для перемещения фиксирующих средств из безопасного положения в первое положение.

4. Впрыскиватель по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он выполнен безыгольным.

5. Впрыскиватель по п.4, отличающийся тем, что он включает полость, содержащую жидкость, предназначенную для впрыскивания, и имеющую выпускное отверстие, расположенное на одном ее конце, и поршень, выполненный с возможностью перемещения в полости для вытеснения жидкости через выпускное отверстие, причем выдающий элемент при нахождении фиксирующих средств в первом положении расположен на некотором расстоянии от поршня, а при перемещении фиксирующих средств во второе положение ударяет о поршень для приведения его в движение.

6. Впрыскиватель по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пружина выполнена газовой.

7. Впрыскиватель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что пружина выполнена механической.

8. Устройство для выдачи вещества или предмета, содержащее пружину, обеспечивающую запас энергии, выдающий элемент, выполненный с возможностью перемещения под действием силы пружины для осуществления выдачи, фиксирующие средства, имеющие первое положение, при нахождении в котором они удерживают выдающий элемент от перемещения, и второе положение, при нахождении в котором они обеспечивают возможность такого перемещения, пусковые средства, выполненные с возможностью приведения в действие пользователем для того, чтобы вызвать перемещение фиксирующих средств из первого положения во второе положение, отличающееся тем, что оно содержит предохранительный механизм, действующий до завершения полной сборки устройства для предотвращения перемещения фиксирующих средств во второе положение.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что предохранительный механизм обеспечен фиксирующими средствами, имеющими безопасное положение, при нахождении в котором их перемещение во второе положение не может быть вызвано приведением в действие пусковых средств.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что выдающий элемент имеет выполненные в нем две поверхности, взаимодействующие с фиксирующими средствами, причем фиксирующие средства при нахождении в безопасном положении взаимодействуют с одной из указанных поверхностей, с другой из которых они взаимодействуют при их нахождении в первом положении.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что выдающий элемент имеет паз, проходящий внутрь этого элемента от его внешней поверхности и частично ограниченный двумя указанными поверхностями.

12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что одна указанная поверхность по существу перпендикулярна заданному направлению перемещения выдающего элемента, а другая указанная поверхность наклонена по отношению к этому направлению перемещения так, что перемещение выдающего элемента в этом направлении создает силу, действующую на фиксирующие средства при их нахождении в первом положении и вызывающую их перемещение во второе положение.

13. Устройство по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что оно содержит внешний корпус, окружающий выдающий элемент и фиксирующие средства и имеющий сквозное отверстие в зоне фиксирующих средств, обеспечивающее возможность введения инструмента во внутреннюю полость внешнего корпуса для перемещения фиксирующих средств из безопасного положения в первое положение.

14. Устройство по любому из пп.8-13, отличающееся тем, что выполнено в виде безыгольного впрыскивателя.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что оно включает полость, содержащую жидкость, предназначенную для впрыскивания, и имеющую выпускное отверстие, расположенное на одном ее конце, и поршень, выполненный с возможностью перемещения в полости для вытеснения жидкости через выпускное отверстие, причем выдающий элемент при нахождении фиксирующих средств в первом положении расположен на некотором расстоянии от поршня, а при перемещении фиксирующих средств во второе положение ударяет о поршень для приведения его в движение.

16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что пружина выполнена газовой.

17. Устройство по любому из пп.8-15, отличающееся тем, что пружина выполнена механической.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к выдающему устройству, в котором для обеспечения распыления, например дозы жидкости, порошка или гранул, выдающим элементом используется пружина. Пружина может быть выполнена механической, например металлической, либо пневматической, например с применением сжатого воздуха.

Одним из примеров такого выдающего устройства является безыгольный впрыскиватель. Безыгольные впрыскиватели различных типов описаны, например, в Международных патентных публикациях NN WO 93/03779 и WO 95/03844, поданных на имя заявителя настоящего изобретения. Настоящее изобретение подробно описано ниже применительно к безыгольному впрыскивателю, однако очевидно, что оно применимо и к другим видам выдающих устройств, приводимых в действие пружиной.

В безыгольном впрыскивателе, приводимом в действие пружиной и относящемся к типу, описанному в упомянутых выше Международных патентных публикациях, на выдающий элемент до использования впрыскивателя постоянно с некоторой силой воздействует пружина, а для предотвращения перемещения выдающего элемента под действием этой силы имеются удерживающие средства. Безыгольный впрыскиватель приводят в действие, в сущности, путем приведения его в состояние, при котором удерживающие средства более не оказывают удерживающего действия, обеспечивая таким образом возможность перемещения выдающего элемента.

Существует, однако, потенциальная проблема, связанная со сборкой этих устройств, то есть при том, что устройство должно быть простым в использовании, легко может случиться или по меньшей мере существует возможность случайного срабатывания устройства в процессе его изготовления. Это не только приводит к убыткам, но также представляет опасность для здоровья рабочего персонала.

В Европейском патенте N 0295917, кл. А 61 М 5/30, 21.12.1988 г., описан впрыскиватель для выдачи жидкости, содержащий пружину, обеспечивающую запас энергии, выдающий элемент, выполненный с возможностью перемещения под действием силы пружины для осуществления выдачи, фиксирующие средства, имеющие первое положение, при нахождении в котором они удерживают выдающий элемент от перемещения, и второе положение, при нахождении в котором они обеспечивают возможность такого перемещения, пусковые средства, выполненные с возможностью приведения в действие пользователем для того, чтобы вызвать перемещение фиксирующих средств из первого положения во второе положение.

В этом впрыскивателе также существует потенциальная проблема, связанная с возможностью его случайного срабатывания в процессе изготовления.

Задачей настоящего изобретения является создание средств для предотвращения случайного приведения в действие впрыскивателя до завершения его полной сборки.

Решение поставленной задачи в настоящем изобретении обеспечено созданием впрыскивателя для выдачи жидкости, содержащего пружину, обеспечивающую запас энергии, выдающий элемент, выполненный с возможностью перемещения под действием силы пружины для осуществления выдачи, фиксирующие средства, имеющие первое положение, при нахождении в котором они удерживают выдающий элемент от перемещения, и второе положение, при нахождении в котором они обеспечивают возможность такого перемещения, пусковые средства, выполненные с возможностью приведения в действие пользователем для того, чтобы вызвать перемещение фиксирующих средств из первого положения во второе положение, при этом впрыскиватель содержит предохранительный механизм, действующий до завершения полной сборки устройства для предотвращения перемещения фиксирующих средств во второе положение и обеспеченный пазом, проходящим внутрь выдающего элемента от его наружной поверхности и частично ограниченным двумя поверхностями, взаимодействующими с фиксирующими средствами, причем фиксирующие средства имеют безопасное положение, при нахождении в котором их перемещение во второе положение не может быть вызвано приведением в действие пусковых средств и в котором они взаимодействуют с одной из указанных поверхностей, с другой из которых они взаимодействуют при их нахождении в первом положении.

Наличие в предлагаемом впрыскивателе предохранительного механизма, обеспеченного пазом, который выполнен в выдающем элементе и поверхности которого взаимодействуют с фиксирующим элементом, позволяет предотвращать случайное приведение в действие впрыскивателя до завершения его полной сборки.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения, более подробно описанном ниже, предохранительный механизм встроен в фиксирующий элемент, который имеет безопасное положение, при нахождении в котором он не может быть перемещен пусковыми средствами в его второе положение, и небезопасное положение, при нахождении в котором он может быть перемещен таким образом.

В предлагаемом впрыскивателе одна указанная поверхность по существу может быть перпендикулярна заданному направлению перемещения выдающего элемента, а другая указанная поверхность может быть наклонена по отношению к этому направлению перемещения так, что перемещение выдающего элемента в этом направлении создает силу, действующую на фиксирующие средства при их нахождении в первом положении и вызывающую их перемещение во второе положение.

Впрыскиватель может содержать внешний корпус, окружающий выдающий элемент и фиксирующие средства и имеющий сквозное отверстие в зоне фиксирующих средств, обеспечивающее возможность введения инструмента во внутреннюю полость внешнего корпуса для перемещения фиксирующих средств из безопасного положения в первое положение.

Впрыскиватель может быть выполнен безыгольным и включать полость, содержащую жидкость, предназначенную для впрыскивания, и имеющую выпускное отверстие, расположенное на одном ее конце, и поршень, выполненный с возможностью перемещения в полости для вытеснения жидкости через выпускное отверстие, причем выдающий элемент при нахождении фиксирующих средств в первом положении расположен на некотором расстоянии от поршня, а при перемещении фиксирующих средств во второе положение ударяет о поршень для приведения его в движение.

В предлагаемом впрыскивателе пружина может быть выполнена газовой или механической.

Решение поставленной задачи в настоящем изобретении обеспечено также созданием устройства для выдачи вещества или предмета, содержащего пружину, обеспечивающую запас энергии, выдающий элемент, выполненный с возможностью перемещения под действием силы пружины для осуществления выдачи, фиксирующие средства, имеющие первое положение, при нахождении в котором они удерживают выдающий элемент от перемещения, и второе положение, при нахождении в котором они обеспечивают возможность такого перемещения, пусковые средства, выполненные с возможностью приведения в действие пользователем для того, чтобы вызвать перемещение фиксирующих средств из первого положения во второе положение, при этом устройство также содержит предохранительный механизм, действующий до завершения полной сборки устройства для предотвращения перемещения фиксирующих средств во второе положение.

Наличие в предлагаемом впрыскивателе предохранительного механизма для предотвращения перемещения фиксирующих средств в положение, в котором они обеспечивают возможность перемещения выдающего элемента для осуществления выдачи, позволяет предотвращать случайное приведение в действие впрыскивателя до завершения его полной сборки.

Предохранительный механизм может быть обеспечен фиксирующими средствами, имеющими безопасное положение, при нахождении в котором их перемещение во второе положение не может быть вызвано приведением в действие пусковых средств.

Выдающий элемент может иметь выполненные в нем две поверхности, взаимодействующие с фиксирующими средствами, причем фиксирующие средства при нахождении в безопасном положении взаимодействуют с одной из указанных поверхностей, с другой из которых они взаимодействуют при их нахождении в первом положении. При этом выдающий элемент может иметь паз, проходящий внутрь этого элемента от его внешней поверхности и частично ограниченный двумя указанными поверхностями.

Одна указанная поверхность по существу может быть перпендикулярна заданному направлению перемещения выдающего элемента, а другая указанная поверхность может быть наклонена по отношению к этому направлению перемещения так, что перемещение выдающего элемента в этом направлении создает силу, действующую на фиксирующие средства при их нахождении в первом положении и вызывающую их перемещение во второе положение.

Предлагаемое устройство может содержать внешний корпус, окружающий выдающий элемент и фиксирующие средства и имеющий сквозное отверстие в зоне фиксирующих средств, обеспечивающее возможность введения инструмента во внутреннюю полость внешнего корпуса для перемещения фиксирующих средств из безопасного положения в первое положение.

Предлагаемое устройство может быть выполнено в виде безыгольного впрыскивателя и включать полость, содержащую жидкость, предназначенную для впрыскивания, и имеющую выпускное отверстие, расположенное на одном ее конце, и поршень, выполненный с возможностью перемещения в полости для вытеснения жидкости через выпускное отверстие, причем выдающий элемент при нахождении фиксирующих средств в первом положении расположен на некотором расстоянии от поршня, а при перемещении фиксирующих средств во второе положение ударяет о поршень для приведения его в движение.

В предлагаемом устройстве пружина может быть выполнена газовой или механической.

Далее изобретение описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает продольный разрез одного варианта выполнения предлагаемого безыгольного впрыскивателя, показанного в состоянии до его использования, при этом фиксатор находится в безопасном положении,

фиг. 1а изображает в увеличенном масштабе фиксатор, показанный на фиг. 1; и

фиг. 2a, 2b и 2c схематично изображают часть варианта выполнения, показанного на фиг. 1 и 1a, в трех последовательных стадиях, а именно когда фиксатор находится в безопасном положении, когда фиксатор находится в небезопасном положении до срабатывания впрыскивателя и когда фиксатор находится в положении, которое он занимает во время срабатывания впрыскивателя.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 1, сила впрыскивания создается пневматической пружиной, которая выполнена в виде цилиндра 130, закрытого на его верхнем конце и содержащего газ, как правило, воздух под давлением, обычно находящимся в диапазоне от 5,5 МПа (800 psi) до 10,7 МПа (3000 psi). В цилиндре помещен плунжер 111, один конец которого имеет часть 131 в форме усеченного конуса и буртик 132, между которыми расположено кольцевое уплотнение 133. До использования впрыскивателя плунжер 111 удерживается в показанном на чертеже положении фиксатором 108, входящим в канавку в плунжере, верхняя поверхность которой образует кулачковую поверхность 109. На фиг. 1а фиксатор 108 показан в увеличенном масштабе. В положении, показанном на фиг. 1, возможность перемещения фиксатора влево отсутствует, поскольку он упирается во внутреннюю стенку гильзы 102.

Нижний конец цилиндра 130 имеет направленный наружу буртик 130а, который обеспечивает удержание цилиндра посредством отгиба кромки буртика 130а под направленным наружу буртиком 140а на верхнем конце стяжки 140. Гильза 102 состоит из верхней части 102а, в которой расположен цилиндр, и нижней части 102b, которая присоединена к стяжке соединительной винтовой резьбой 141, выполненной соответственно на внутренней стенке части 102b и внешней стенке стяжки 140.

Впрыскиватель содержит картридж 103 для лекарственного средства, в котором с возможностью скольжения герметично расположен поршень 104, находящийся в контакте с лекарственным средством 105. Как видно на верхней части фиг. 1, поршень может содержать цилиндрическую часть, уплотняющую цилиндрическую часть большего диаметра, и часть, имеющую форму усеченного конуса, как, например, показано на фиг. 1 Международной патентной публикации PCT/GB 96/00551, ссылка на которую приведена ниже. Картридж 103 имеет выпускное отверстие 106, герметично закрытое эластичным уплотнением 134, удерживаемым на месте держателем 135 уплотнения. Держатель 135 присоединен к нижней части 102b ломким соединением 136.

В качестве меры предосторожности от случайного срабатывания впрыскивателя нижний край верхней части 102a гильзы выполнен в виде отрывной полосы 137, нижний край которой упирается в кольцо 142, прикрепленное к наружной поверхности стяжки 140 или выполненное с ней за одно целое (не показано). Это кольцо предназначено для предотвращения перемещения вниз части 102a гильзы по отношению к стяжке 140 до тех пор, пока отрывная лента 137 не удалена. Соответственно отсутствует необходимость в том, чтобы кольцо 142 полностью опоясывало стяжку, и вместо него может быть один или несколько отдельных элементов.

Во внутренней стенке гильзы 102 в месте, где гильза примыкает к цилиндру 130, образовано кольцевое пространство 138, заполненное демпфирующим смазочным веществом (схематически обозначенным последовательностью черных полос) таким образом, что это смазочное вещество находится в непосредственном контакте как с гильзой 102, так и с цилиндром 130. Следует отметить, что несмотря на то, что образованное кольцевое пространство удобно с точки зрения создания специального места для смазочного вещества, оно все же может отсутствовать, и в этом случае смазочное вещество просто наносят на всю наружную поверхность цилиндра 130 или ее часть и/или на внутреннюю поверхность гильзы 102.

При приведении в действие варианта выполнения устройства, изображенного на фиг. 1, пользователь отламывает держатель 135 по соединению 136, при этом вместе с держателем удаляется уплотнение 134 и открывается отверстие 106. Затем пользователь удаляет полосу 137 и, сжав верхнюю часть гильзы 102, прижимает отверстие к поверхности (например, к своей собственной коже), в которую должна быть произведена инъекция. При этом происходит сдвиг части 102a гильзы вниз по отношению к части 102b. Вследствие этого происходит перемещение отверстия 139 в стенке части 102a в положение совмещения с фиксатором 108, который таким образом может перемещаться в сторону в это отверстие под действием силы давления газа, находящегося в цилиндре 130 и воздействующего на фиксатор через поверхность 109, выполненную в плунжере 111. Таким образом вызывают срабатывание впрыскивателя. В качестве меры предосторожности в случае, если перемещение фиксатора под действием поверхности 109 не произошло, на внутренней поверхности части 102a гильзы имеется дополнительная кулачковая поверхность 143. Возникающая в результате срабатывания отдача амортизируется демпфирующим смазочным веществом.

Ниже в качестве примера приведены типичные размеры и параметры варианта выполнения, изображенного на фиг. 1;

Диаметральный зазор между наружным диаметром газового цилиндра и внутренним диаметром скользящей гильзы - 0,05 мм

Площадь среза (площадь поперечного сечения смазочного вещества), приблизительно - 375 мм²

Вязкость смазочного вещества - 2,2 килопуаз (2,2 кг/смс)

Импульс силы плунжера при ударе - 0,06 кгм/с

Масса части 102a гильзы - 1,3 г

Масса плунжера - 2,5 г

Ударный зазор между плунжером и поршнем - 4 мм

Давление газа - 6,2 МПа

Диаметр канала газового цилиндра - 5,0 мм

Несмотря на то, что выше смазочное вещество рассматривается как предпочтительная демпфирующая среда, подобные результаты могут быть получены и при использовании воздушных или масляных демпфирующих устройств, как правило, представляющих собой пару цилиндр - поршень, то есть так называемый "воздушный или масляный буфер", в котором текучее вещество должно протекать через сужение для создания таким образом сопротивления движению. В других демпфирующих устройствах, использующих эффект вязкости, применяется одна или несколько лопастей, вращающихся в демпфирующей среде, например в воздухе. Такие устройства могут применяться при их соответствии конкретным условиям использования. Эффект от использования демпфирующего смазочного вещества и его назначение более подробно рассмотрены в совместно рассматриваемой Международной заявке N PCT/GB 96/00551, поданной заявителем настоящего изобретения.

Очевидно, что для безыгольных опрыскивателей или для любых впрыскивателей, в которых имеется запас энергии, важно, чтобы не произошло их преждевременного срабатывания. После завершения сборки описанного выше устройства это достигается наличием отрывной полосы 137, так как устройство не может сработать до тех пор, пока она не будет удалена. Тем не менее, при сборке устройства существует потенциальная проблема, заключающаяся в том, что предпоследним компонентом при сборке является верхняя часть 102a гильзы, на которой расположена отрывная полоса 137 (последним компонентом при сборке является картридж 103) и до тех пор, пока верхняя часть 102a гильзы не окажется на своем месте, существует возможность случайного срабатывания.

Случайное срабатывание в процессе сборки является действительно возможным. Во-первых, непосредственно перед установкой верхней части 102a гильзы имеет место операция, при которой частично собранное устройство некоторое время подвергают выдержке для проверки отсутствия утечек газа. Во-вторых, при установке части 102a на устройство воздействуют многочисленные силы и вибрация, источником которых является сборочное оборудование. Даже после установки этой части 102a сборочных напряжений, возникающих при монтаже картриджа, может оказаться достаточно для того, чтобы вызвать случайное срабатывание впрыскивателя, невзирая на наличие отрывной полосы 137.

Для решения этой проблемы устройство снабжено предохранительным механизмом. В изображенном варианте выполнения он обеспечен выполнением паза в плунжере не только с поверхностью 109, но также и со стопорной поверхностью 109a, проходящей перпендикулярно оси плунжера радиально внутрь от поверхности 109. Для обеспечения применения комбинации поверхностей 109 и 109a предполагаемым способом часть 102a имеет сквозное отверстие 144, проходящее в месте, совмещенном перед срабатыванием устройства с краем фиксатора 108, удаленным от паза в плунжере.

Способ действия предохранительного механизма ясен из фиг. 2a, 2b и 2c. При первоначальной сборке фиксатора с плунжером фиксатор находится в положении, показанном на фиг. 2a и являющимся безопасным положением. Здесь на часть 108а фиксатора, взаимодействующую с плунжером, воздействует стопорное устройство 109a. Силы трения обеспечивают сохранение взаимодействия фиксатора со стопорной поверхностью; как правило плунжер оказывает воздействие с силой, составляющей по меньшей мере 200 Н, так что фиксатор удерживается зажимом, аналогичным тискам.

Как только устройство собрано, причем собрано предпочтительно полностью и по меньшей мере до такой степени, что верхняя часть 102a гильзы находится на своем месте, его приводят в состояние готовности путем введения инструмента через отверстие 144 для толкания фиксатора в направлении стрелки Р на фиг. 2 в положение, показанное на фиг. 2b (а также на фиг. 1). В этом положении часть 108a фиксатора находится в контакте с радиальным внутренним краем поверхности 109. Соответственно при приведении в действие устройства, как описано выше, оно может сработать, а фиксатор перемещается в положение, показанное на фиг. 2c.