一种蜗杆式输液调节器.pdf

一种蜗杆式输液调节器，由壳体1、调节蜗杆2组成；壳体呈U形槽结构，槽内壁1a位于同一圆周上，壳体底面有轴孔1b，壳体延长部两端U形槽内侧有半圆形突起1d；调节蜗杆上部有调节轮片2d，其边缘有细纹突棘，调节蜗杆轴2b端部呈倒钩状膨大及十字交叉开缝2c；蜗杆轴与壳体轴孔1a插接嵌合，蜗杆齿表面2a可以2～8°导程角变化，其变化满足对输液速度的速率控制要求，齿高大于输液导管壁周长的一半；导程等于输液导管直径；齿数在0.75～1.0之间；蜗杆齿表面2a与壳体1底面之间安装输液导管，旋转调节轮片2d，蜗杆齿面2a对导管挤压或释放，改变导管截面积，达到调节和控制输液速度的目的。本发明较目前的输液调节器具有体积小巧，节省材料，可自动装配，提高效率，使用便捷，调节可靠，速度稳定的特点。

1、  一种蜗杆式输液调节器，由壳体和调节蜗杆组成，其特征在于：壳体(1)呈U形槽结构，其槽内壁(1a)位于同一圆周上，壳体底面有轴孔(1b)；调节蜗杆(2)上面有调节轮片(2a)，其表面制有细纹突棘；蜗杆轴(2b)，安装在壳体(1)的轴孔(1b)内，蜗杆齿表面(2a)可是平面或斜面；又
调节蜗杆(2)的蜗杆齿表面(2a)与壳体(1)底面或与底壳体底面通过轴心的斜面突起(1e)表面平行，蜗杆齿表面(2a)与壳体底面或与底壳体底面通过轴心的弧形突起(1e)表面之间的间距H可随调节蜗杆的旋转发生改变，其变化范围是满足输液速度(V＝0～Max.ml/h)的变化要求，其间距H等于和小于：输液导管完全开放的高度到等于和小于输液导管被压紧完全闭合后两层管壁厚之和，既：H≤D～2*δ。

2、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：在壳体(1)的延长部U形开口(1c)上缘内侧有半圆形突起(1d)，突起间距离小于输液导管直径，以固定输液导管，壳体(1)外侧壁制有液体流向指示箭头(1f)。

3、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：调节蜗杆的导程等于输液导管的直径，即：P＝D，可满足输液导管截面积由关闭或小到大或完全开放的变化要求。

4、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：调节蜗杆齿表面(2a)导程角可在2～8°的范围内变化，可使调节轮片在旋转相同角度(相同调节行程)时对输液速度产生不同速率的控制要求；该不同导程角带来的是临床中控制输液速度的变化可是线性的或是指数性变化。

5、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：调节蜗杆齿数为0.75～1.0；既调节轮片2d有效旋转在270～360°范围内。

6、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：调节蜗杆齿根高度等于或大于输液导管截面管壁周长的二分之一，即：W≥1/2*л*D。

7、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：调节蜗杆齿形角可在5～20°之间选择，以优化蜗杆结构，减少不均收缩，减轻重量。

8、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：壳体底面垂直于轴心，沿轴孔为起点，两侧有斜面突起(1e)，与壳体底面存在5～20°的夹角，该夹角与蜗杆齿形角对应配合制作。

9、  据权利要求1所述的一种蜗杆式输液调节器，其特征在于：调节蜗杆齿面中间线展开的平均长度等于和大于30mm，即：L≥30mm。

一种蜗杆式输液调节器
技术领域
本发明涉及一种输液速度调节器，特别是用于经静脉补充药液或液体治疗过程中的一种涡轮式输液速度调节器。
背景技术
目前，国内外在临床中普遍使用的控制输液速度的方法是在输液导管外侧套装一个在斜底面滑道中可移动滚轮的斜面式调节器，滚轮在斜底面滑道上碾压导管改变其截面积，以调节输液速度；但由于其设计，使壳体结构存在多个转折，其典型结构见附图1：壳体K与滚轮L组成滚轮斜面式调节器，滚轮L轴在壳体K提供的横向滑槽中滚动，并在壳体K的斜底面K2上对输液导管进行碾压，实现改变导管截面积的调节过程；由于其设计要求，使壳体K要承担滚轮横轴的支撑与调节斜面的双重作用，势必使其在制造中要提供相应的结构基础，这就使其结构呈“弓”型造型：[见附图一(1A)]，是指壳体外侧的横向滑槽K3与其外侧壁的突出部分K1及壳体侧面及斜底面K2共同形成；因材料力学与结构力学造成的不可避免的收缩，致使壳体结构发生形变，[见附图一(1B)]，壳体两侧中部向内收缩，收缩量甚至达20％，造成壳体横向滑道狭窄，与滚轮之间造成摩擦，增加调节阻力，壳体底斜面K2及横向滑槽K3也因此变形，均使调节精度降低。再者，因滚轮L在壳体横向滑槽K3中向下作用压力与壳体斜底面K2对导管的挤压作用始终处于斜面的不稳定状态，临床使用中，在调节后、常常会发生滚轮的缓慢滑动、使输液速度发生变化，调节精度降低，产品品质下降，不能满足临床的精细调节与控制流速的要求。这一现象广泛存在于国内90％以上的生产企业在使用聚苯乙烯(PS)或聚丙烯(PP)等软性收缩率高的材料制造的输液调节器中，(因硬性、收缩率小的材料价格昂贵，市场难以接受其成本的增加；改性PP虽硬度增加，但脆性也增加，容易破裂)。也是目前医疗器械生产企业及医疗机构在临床中对输液器用调节器不能满足调节需求的长期未能解决的难题。
另外，目前使用的调节器，在生产组装过程中，需要人工将输液导管穿入壳体斜面两端的对孔中，并拉装到导管的一定部位，这需要大量的人工操作，生产装配的工作效率很低，也增加了人为污染产品的机会。
为克服上述不足，中国专利ZL：02268310.0公布了一种在壳体横向滑槽壁上制有多个凹槽的技术方案，以固定滚轮在调节后不发生移动，但此技术方案却使调节器成为有几个固定档位的调节，失去了平滑调节的临床要求，也未能克服壳体收缩的问题。
通过检索，目前国内外尚未见到可克服或有效解决上述滚轮斜面式输液调节器存在的诸多不足的同类型的(电脑控制技术及其他类型除外)技术方案被公开。
发明内容
本发明的目的就是提供一种适合自动化生产装配的新型输液调节器，为克服上述调节器结构的不足而设计，可满足生产企业的自动组装制造与临床液体治疗中对输液速度的有效调节和可靠控制的需要。
本发明一种蜗杆式输液调节器是由壳体、调节蜗杆共同组成。
本发明的目的是这样实现的，壳体外观呈U形槽结构，其两侧内壁光滑等直并处于同一圆周上，其底面正中开有轴孔，壳体延长的两端面呈也呈缩小的U型结构，并在开口上沿有向内收缩的突起，两突起之间的距离小于输液导管直径；调节蜗杆上面有盘状调节轮片，其边缘有细纹突棘，调节蜗杆的表面可是平面或斜面，即齿形角可为零度或齿面与蜗杆轴垂线夹角可在5～20°之间；蜗杆齿的导程角(既旋转坡度)可在2～8°之间变化，以满足临床中在相同调节行程(旋转角度)时产生不同的输液速率的控制要求；调节蜗杆齿导程等于输液导管直径，以满足改变输液导管截面积由关闭或由小到大或到开放的要求；蜗杆轴的顶端呈倒钩状膨大并有十字交叉形开缝，以便轴压入壳体底面的孔中时收拢和弹性张开嵌合固定，调节蜗杆以轴与壳体插接安装后可旋转，并靠蜗杆齿周边缘与壳体内侧壁形成接触，以使调节蜗杆在壳体中旋转过程不发生摇摆和轴向移动；输液导管在壳体底面与侧壁和蜗杆轴与蜗杆齿面(四周)形成的空间内夹持固定，唯一可变化的是通过旋转蜗杆轴，上下调节齿面，即：蜗杆轴齿面与壳体底面之间的间距H，可随着调节蜗杆的旋转发生变化，该间距H变化的速率受蜗杆齿导程角的不同而不同，根据临床对速度不同的控制要求，可是线性的或是指数性变化；该间距H变化的范围是随着输液速度(V＝0～Max.ml/h)的变化，该间距H等于和小于：输液器导管完全开放高度到等于和小于输液器导管被紧密挤压、完全闭合时(两层)管壁厚之和，既间距H的变化满足下式要求：
H≤D～2*δ
[注释：H：调节轮表面与壳体半圆突起表面间距高度；D：输液导管自由态直径；δ：输液器导管壁厚；]
调节轮片旋转时，带动蜗杆轴转动，蜗杆齿面以2～8°的导程角速度对导管截面积进行调整，从而满足在相同旋转角度(相同调节行程)时，可满足对不同输液速率的调节控制要求。
调节轮片旋转时，带动蜗杆轴转动，蜗杆齿导程等于输液导管直径，即可在蜗杆完成外部旋转调节范围时，可保证将输液导管完全紧密闭合，实现输液速度的截止，从而满足对输液的关闭、开启和对输液速度的调节控制要求。
在生产制造中，壳体和调节蜗杆部件可由塑料注塑成型或由其他材料压铸成型，用自动化设备将输液导管在设定位置压入壳体两端的U形开口中，然后由设备拾取调节蜗杆、固定壳体将调节蜗杆压入壳体中部的轴孔中，完成输液调节器与输液导管的自动生产与装配。可节省大量人工并减少因人工操作造成的差错和产品被污染的机会，并提高生产效率。
在临床使用中，医护人员可手持调节器外壳，用拇指和食指旋转调节轮片进行调节，随着调节蜗杆被旋转，蜗杆齿表面(坡度)随导程角变化使其与壳体底表面的间距H发生改变，对导管进行挤压或释放，改变导管截面积，由于蜗杆齿导程角可在2～8°之间选择，可使导管截面积的变化导致的液体流速的改变呈线性或指数性发生，可满足临床中，在调节相同(调节行程)旋转角度时，可发生不同输液速率的调节控制要求。从而达到通过对该间距变化的调节，完成对输液速度的调节和控制。
本发明结构新颖，设计科学，采用一定范围的可变化导程角度的调节蜗杆齿表面，对应调节其与壳体底表面的间距的新型结构，以取代传统的调节器结构与方式：是靠滚轮轴在壳体横向沟槽滑道与壳体底斜面上摩擦移、滚动以改变滚轮面与斜面间距的变化来改变导管截面积的调节方式，并消除了其滚轮对输液导管作用力始终处于斜面上的不稳定结构和受力状态，也克服了因其结构设计而使材料收缩造成的壳体变形、从而使滚轮阻力增加、调节控制不灵敏、产品性能下降等不足。使本发明一种新型输液调节器具有体积小巧，节省材料，便于操作，速度稳定，调节可靠、产品精度提高，并利于自动装配，生产效率提高的特点。
附图说明
附图1是传统滚轮式输液调节器的结构原理示意图；
附图2是本发明一种蜗杆式输液调节器的壳体结构示意图；
附图3是本发明一种蜗杆式输液调节器的调节蜗杆结构示意图；
附图4是本发明一种蜗杆式输液调节器的调节蜗杆的顶视图；
附图5是本发明一种蜗杆式输液调节器的调节蜗杆局部剖视图；
附图6是本发明一种蜗杆式输液调节器的组成结构示意图；
附图7是本发明一种蜗杆式输液调节器的结构原理剖视示意图；
附图8是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例壳体的结构示意图；
附图9是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例壳体沿轴心纵向剖视图；
附图10是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例蜗杆的沿轴心半剖视图；
附图11是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例的蜗杆结构的顶视图；
附图12是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例整体的沿轴心纵向剖视图。
具体实施例
参见附图2，是本发明一种蜗杆式输液调节器外壳的结构示意图，由图可知，壳体1整体呈U形槽结构，壳体1的两侧内壁1a处于同一圆周上，壳体底面中心制有轴孔1b，轴孔1b下底面有一稍大于轴孔的圆形凹槽1b，在壳体1的侧面可制有液体流向指示箭头1f，壳体1的两端以平板形式延长，在延长部两端也有呈U形结构开口1c，其上端内侧有半圆形突起1d，两突起之间距离小于输液导管直径。
参见附图3，是本发明一种蜗杆式输液调节器的调节蜗杆结构示意图，由图可知，调节蜗杆2的上端是一圆形调节轮片2d，其表面制有细纹突棘，调节蜗杆齿面为一平面2a，其边缘为光滑圆周，蜗杆轴2b的端部呈倒钩状膨大2c，并沿轴向有十字交叉形开缝；在蜗杆齿2a表面的最高位，制有横向突起2e，以使调节确认于截止位。
参见附图4，是本发明一种蜗杆式输液调节器的调节蜗杆的顶视结构示意图，由图可知，调节蜗杆齿面呈正向旋转，旋转总角度在270～306°之间，齿面外缘与齿面内缘中心线展开总长等于或大于30mm，即：L≥30mm。
参见附图5，是本发明一种蜗杆式输液调节器的调节蜗杆局部剖视图，由图可知，调节蜗杆可分做三部分描述：调节轮片2d，剖面呈圆盘状，其边缘表面有细纹突棘，便于手指调节；蜗杆齿数小于1，在0.75～1.85之间，(可旋转270～306°)，蜗杆齿面2a呈平面，齿根高度W(指齿面外缘到齿根内缘的距离)大于和等于输液导管截面周长的二分之一，即：W≥1/2*л*D；蜗杆齿导程角可在2～8°范围内选择，可根据对输液速度调节速率的不同控制要求而变化，即：蜗杆齿面2a以2～8°的导程角速度逐渐上升(或下降)变化，其变化范围满足本发明一种蜗杆式输液调节器，在临床使用中，调节了相同旋转角度(相同调节行程)时，产生不同的输液速率的调节控制要求；蜗杆导程P等于输液导管直径，即：P＝D。可保证对输液导管完全关闭和开启。
参见附图6，是本发明一种蜗杆式输液调节器的组成结构示意图，由图可知，在生产过程中，可将导管3在合适段落(一定部位)沿壳体1两端的U形开口1c上方，用机械设备压入壳体1的U形沟槽内，然后将用设备调节蜗杆2b的下端轴头2c放入壳体1U形槽底面的轴孔1b内，完成调节轮2、壳体1与输液器导管3的自动组装全过程。
参见附图7，是本发明一种蜗杆式输液调节器的整体结构原理剖视示意图，由图可知，在各部件组合装配完成后，输液导管3被调节蜗杆齿面、壳体侧壁与底面和蜗杆轴形成的空间固定夹持，由于调节蜗杆齿面2a边缘圆周壁与壳体内侧园弧壁1a等圆接触，且调节蜗杆轴前端2c的膨大倒钩及其十字交叉开缝结构，可使轴2b在压入轴孔1b时发生缩拢变形，待蜗杆轴端膨大的倒钩部2c穿过轴孔口后，又弹性张开，与壳体底面轴孔1b的环行凹槽紧密嵌接，形成对壳体1的插入嵌合而不可分离，这样就形成了调节蜗杆与壳体装配后的稳定可旋转结构，即蜗杆轴2b在壳体1的轴孔1b中旋转，蜗杆齿面2a边缘在壳体内侧弧形壁1a中旋转，调节轮2d底面与壳体U形槽表面接触；随着调节轮片旋转，蜗杆齿面2a按一定导程角(坡度)变化，(图中显示：导管处于完全开放位)，使蜗杆齿面2a与壳体1底面之间的间距H发生变化，对导管3进行挤压或释放，改变导管的截面积，从而调节和控制流过导管的液体速度。
第二实施例
参见附图8、9，是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例的壳体结构示意图和其沿轴心的纵向剖视图；由图可知，在壳体1的底面，过轴心，以轴孔边为起点，向壳体两侧有斜面突起1e，并与壳体底面存在夹角，角度可在5～20°范围选择。
参见附图10，是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例的蜗杆沿轴心半剖结构的示意图；由图可知，调节蜗杆2的上端是一圆形盘状调节轮片2d，其表面制有细纹突棘，便于手指调节；调节蜗杆的齿数小于或等于1.0，在0.75～1.0之间，(调节轮片可旋转270～360°)，齿根高度W(指齿面外缘到齿面内缘的距离)大于和等于输液导管截面周长的二分之一，即：W≥1/2*л*D；齿型角(指齿面与蜗杆轴垂线的夹角)可在5～20°范围中选择，与壳体1底面弧形突起夹角对应配合制作，齿形角的存在，可改善蜗杆齿面在调节过程中的受力分布，增强齿面的轴向强度，优化蜗杆结构、减少塑料材料厚薄分布不匀造成的收缩，并减轻蜗杆重量；蜗杆齿的导程角在2～8°范围内，根据对输液速度调节与控制的不同速率要求而选择不同的导程角；即：蜗杆齿面2a以2～8°的导程角速度上升(或下降)变化，其变化范围满足本发明一种蜗杆式输液调节器在调节轮片旋转相同行程时，可发生不同的输液速率的临床控制要求；蜗杆导程P等于输液导管直径，即：P＝D。齿面边缘为光滑圆周壁，蜗杆轴2b的端部呈倒钩状膨大2c，并沿轴向开有十字形缝隙。
参见附图11，是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例的调节蜗杆的顶视结构示意图，由图可知，调节蜗杆齿面呈正向旋转，旋转总角度可在270～360°之间，齿面外缘与齿面内缘的中心线展开总长等于或大于30mm。
参见附图12，是本发明一种蜗杆式输液调节器第二实施例的整体结构沿轴心纵向剖视图，由图可知，在各部件组合装配完成后，输液导管3被调节蜗杆齿面、壳体侧壁与底面和蜗杆轴形成的空间固定夹持，由于调节蜗杆齿面边缘圆周壁与壳体内侧园弧壁1a等圆接触，且调节蜗杆轴前端2c的膨大倒钩及其十字交叉开缝结构，可使轴2b在压入轴孔时发生缩拢变形，待轴端膨大的倒钩部2c穿过轴孔口后，又弹性张开，与壳体底面环行凹槽紧密嵌接，形成对壳体的插入嵌合而不可分离，这样就形成了调节蜗杆与壳体装配后稳定的可旋转结构，即轴2b在壳体的轴孔中旋转，蜗杆齿面边缘在壳体内侧弧形壁中旋转，调节轮底面与壳体U形槽表面接触、蜗杆轴膨大倒钩与壳体底面凹槽面嵌合连接；随着调节轮片旋转，蜗杆齿面按一定导程角(坡度)上、下变化，(图中显示：导管处于完全开放位)，使蜗杆齿斜面与与壳体底斜面的间距H发生变化，对导管进行挤压或释放，改变导管的截面积，从而调节和控制流过导管的液体速度。
临床中，其使用方法是，医护人员手持调节器及导管，用拇指和食指左右旋转调节轮片，轮中央的蜗杆齿面随导程角(坡度)变化，使蜗杆齿面与壳体底面的间距H逐渐缩窄(或增宽)，对导管进行挤压(或释放)，使其截面积缩小(或增加)，从而使液体流过速度发生改变，实现调节和控制输液速度的目的。
由于本发明采用了调节蜗杆与壳体的固定轴孔旋转式结构，使本发明有别于传统的滚轮轴与壳体横向滑槽相对摩擦滑动的滑动轴式结构及传统调节器靠壳体底斜面与滚轮表面挤压导管的调节方式，与其结构对比，可使本发明的一种蜗杆式输液调节器整体体积缩小50％以上、质量减轻50％以上；从而使本发明具有体积小巧，节省材料的特点。
由于本发明的壳体采用了在U形壳体底面上制轴孔的结构，从而克服了传统调节器壳体的不规则弓形横向(轴)滑槽的结构、和由此结构带来的不可避免的材料收缩，造成壳体U形沟槽中部向内收缩变形、狭窄，增加滚轮阻力，使调节困难，以及由收缩造成的壳体横向滑道与底斜面变形，影响调节精度等不足，从而使本发明具有结构简捷、阻力小，使用方便的特点。
由于本发明采用了以调节蜗杆齿表面的导程角速度(坡度)变化，以改变齿表面与壳体底面之间距的结构，利用蜗杆在小导程角时的自锁作用，使调节蜗杆齿面对导管始终处于可靠的挤压状态，消除了传统的调节器其滚轮压力与壳体底斜面对导管的挤压作用始终处于斜面的不稳定状态，在临床使用中，常会发生在调节后、滚轮发生缓慢滑动、使输液速度发生变化的不足，从而使本发明具有调节可靠，速度稳定的特点。