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1、(10)申请公布号 CN 102961793 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102961793 A *CN102961793A* (21)申请号 201210526622.9 (22)申请日 2012.12.10 A61M 5/142(2006.01) (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨浦区四平路 1239 号 (72)发明人 沈润杰 何斌 王昆 王成 李洪艳 纪云 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人 张磊 (54) 发明名称 医用反馈式扁平压电自动微量注射器 (57) 摘要 本发明涉及一种医用反馈式扁平压电自动微 量注。
2、射器。 包括支架、 进口阀片、 出口阀片、 出口阀 片处的传感器、 压扣、 压电振子、 密封圈和外壳等 组成。 压电振子的设计是整个压电泵的关键， 本压 电泵采用 d31 压电模式的双振子单腔体结构。由 金属基体、 压电陶瓷片和电极组成， 共两件， 贴在 支架上。当压电振子工作， 泵体膨胀时， 泵体内形 成负压， 液体便会顶开进口阀片注入泵体中， 同时 由于腔体内形成的是负压， 出口阀片便被牢牢的 吸附在阀口上， 防止出口处液体回流。泵体收缩 时， 泵体内的高压便把液体从出口处压出， 同时入 口阀片被死死压在入口处， 有效的阻止了液体从 入口流出。本发明结构精简， 加工组装方便， 全部 用医用。
3、硅胶粘接而成， 且压电陶瓷和金属基体涂 有医用防护塑料。 成本低， 潜在的应用群体数量庞 大， 适合批量化生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 1/1 页 2 1. 一种医用反馈式扁平压电自动微量注射器， 其特征在于 ： 包括支架 (1)、 进口阀片 (2)、 出口阀片 (3)、 传感器 (4)、 压扣 (5)、 金属基体 (6)、 电极 (7)、 压电片 (8)、 密封圈 (9) 和外壳 (10) ； 其中 ： 所述支架(1)包括出液孔(1。
4、1)、 出口阀片安装孔(12)、 引线安装凸台(13)、 进口阀片安 装孔 (14)、 进液孔 (15)、 压电振子粘接平台 (16) ； 支架 (1) 为中部空心的框架结构， 中部空 心处两侧四周设有压电振子粘接平台 (16) ； 支架 (1) 顶部设有贯穿的出液孔 (11) 和出口 阀片安装孔 (12)， 底部设有贯穿的进口阀片安装孔 (14) 和进液孔 (15)， 支架 (1) 一侧设有 引线安装凸台 (13) ； 所述金属基体 (6)、 压电片 (8) 和电极 (7) 依次粘接装配成压电振子， 两套压电振子粘 接在支架 (1) 两侧的压电振子粘接平台 (16) 上， 形成工作泵体 ； 。
5、所述出口阀片 (3) 成 Z 字形状， 其上开有出口阀片定位通孔 (17) ； 所述进口阀片 (2) 为圆顶的 “凸” 字形状， 其上开有进口阀片定位通孔 (18) ； 所述传感器 (4) 为电阻应变片， 同样加工成 Z 字形状， 粘接在出口阀片 (3) 上 ； 出口阀 片(3)的出口阀片定位通孔(17)通过压扣(5)与支架(1)上的出口阀片安装孔(12)相连， 进口阀片 (2) 的进口阀片定位通孔 (18) 与支架 (1) 上的进口阀片安装孔 (14) 相连 ； 所述外壳 (10) 设有与外管路连接的延伸管 (19) ； 所述外壳 (10) 内的腔体分为安装区 (20)、 缓冲区 (21)、。
6、 线槽区 (22) 和对接面 (23)， 线槽区 (22) 连接安装区 (20)， 安装区 (20) 和线槽区 (22) 位于对接面 (23) 上方 ； 所述密封圈 (9) 粘接在安装区 (20) 的平面上， 密封圈 (9) 的内孔形状与缓冲区 (21) 平面形状相同 ； 所述外壳 (10) 为两个， 工作泵体两侧插入外壳 (10) 的安装区 (20) 内， 且分别粘接于 位于两个外壳 (10) 的密封圈 9 上， 两个外壳 (10) 的对接面 (23) 粘合， 两个外壳 (10) 与工 作泵体内部之间形成缓冲区 (21)。 2. 根据权利要求 1 所述的医用反馈式扁平压电自动微量注射器， 其。
7、特征在于所述外壳 (10) 的线槽区 (22) 与支架 (1) 的引线安装凸台 (13) 连接处形成插线槽 (24)。 权 利 要 求 书 CN 102961793 A 2 1/3 页 3 医用反馈式扁平压电自动微量注射器 技术领域 0001 本发明属于医疗器械领域， 涉及一种医用自动注射器， 尤其是一种便携式医用自 动注射器。 背景技术 0002 自二十世纪七十年代末第一个压电泵模型被提出以来， 压电泵以其独特的工作方 式和特殊的性能日益受到各国学者的广泛重视。 同传统泵相比， 压电泵具有结构简单、 体积 小、 重量轻、 耗能低、 无电磁干扰， 其输出性能易于控制等优点。且批量化工艺比较简单。
8、， 成 本低， 可制作成一次性注射用品， 性能稳定可靠， 方案可行。 压电泵的流量完全可控， 且控制 精度高， 可以满足医用微量自动注射的要求， 控制器可以重复利用降低成本。 医用反馈式扁 平压电自动微量注射器自动注射系统可以脱离传统的吊瓶输液的模式， 非常方便携带， 解 放输液病人的行动， 且可实现微剂量注射。压电泵结构形式设计灵活， 根据不同流量和使 用部位可以设计出系列压电泵的结构， 和反馈控制模式， 满足产品系列化的要求。 由于成本 低， 潜在的应用群体数量庞大， 适合批量化生产。 0003 鉴于以上背景技术， 基于压电效应理论， 设计了一种新型的医用反馈式扁平压电 自动微量注射器。 。
9、发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种新型医用反馈式扁平压电自动微量注射器。 0005 本发明提出的医用反馈式扁平压电自动微量注射器， 包括支架 1、 进口阀片 2、 出 口阀片 3、 传感器 4、 压扣 5、 金属基体 6、 电极 7、 压电片 8、 密封圈 9 和外壳 10 ； 其中 ： 所述支 架 1 包括出液孔 11、 出口阀片安装孔 12、 引线安装凸台 13、 进口阀片安装孔 14、 进液孔 15、 压电振子粘接平台 16 ； 支架 1 为中部空心的框架结构， 中部空心处两侧四周设有压电振子 粘接平台16 ； 支架1顶部设有贯穿的出液孔11和出口阀片安装孔12， 底部设有贯穿。
10、的进口 阀片安装孔 14 和进液孔 15， 支架 1 一侧设有引线安装凸台 13 ； 所述金属基体 6、 压电片 8 和电极 7 依次粘接装配成压电振子， 两套压电振子粘接在支 架 1 两侧的压电振子粘接平台 16 上， 形成工作泵体 ； 所述出口阀片 3 成 Z 字形状， 其上开有出口阀片定位通孔 17 ； 所述进口阀片 2 为圆顶的 “凸” 字形状， 其上开有进口阀片定位通孔 18 ； 所述传感器 4 为电阻应变片， 同样加工成 Z 字形状， 粘接在出口阀片 3 上。出口阀片 3 的出口阀片定位通孔 17 通过压扣 5 与支架 1 上的出口阀片安装孔 12 相连， 进口阀片 2 的 进口阀。
11、片定位通孔 18 与支架 1 上的进口阀片安装孔 14 相连 ； 所述外壳 10 设有与外管路连接的延伸管 19 ； 所述外壳 10 内的腔体分为安装区 20、 缓 冲区 21、 线槽区 22 和对接面 23， 线槽区 22 连接安装区 20， 安装区 20 和线槽区 22 位于对接 面 23 上方 ； 所述密封圈 9 粘接在安装区 20 的平面上， 密封圈 9 的内孔形状与缓冲区 21 平面形状 说 明 书 CN 102961793 A 3 2/3 页 4 相同 ； 所述外壳 10 为两个， 工作泵体两侧插入外壳 10 的安装区 20 内， 且分别粘接于位于两 个外壳 10 的密封圈 9 上。
12、， 两个外壳 10 的对接面 23 粘合， 两个外壳 10 与工作泵体内部之间 形成缓冲区 21。 0006 本发明中， 所述外壳 10 的线槽区 22 与支架 1 的引线安装凸台 13 连接处形成插线 槽 24， 插线槽 24 尺寸可以根据需要更改。 0007 本发明的工作原理为 ： 本压电泵采用 d31 压电模式的双振子单腔体结构。由金属 基体、 压电陶瓷片和电极组成， 共两件， 贴在支架上。当压电振子工作， 泵体膨胀时， 泵体内 形成负压， 液体便会顶开进口阀片注入泵体中， 同时由于腔体内形成的是负压， 出口阀片便 被牢牢的吸附在阀口上， 防止出口处液体回流。 泵体收缩时， 泵体内的高压。
13、便把液体从出口 处压出， 同时入口阀片被死死压在入口处， 有效的阻止了液体从入口流出。 0008 本发明具有以下特点 ： 压电振子振动时， 会导致支架泵体的膨胀与收缩。 当泵体膨 胀时， 泵体容积增大， 形成负压， 进液孔缓冲区处液体便顶开进口阀片进入到泵体内。而出 液孔处的阀片由于负压则被牢牢吸附在出液口处， 有效的防止了液体流出。 当泵体收缩时， 容积减小， 便把液体往外压。此时泵体内液体便顶开出口阀片， 进入到出口缓冲区内， 而进 液孔处的阀片则被压死在进口处， 有效的防止液体回流。本发明使用了带有传感器的出口 阀片， 能够对液体流量进行监控， 并根据需要调节压电泵的输出流量。 同时本发。
14、明的插线槽 设计十分巧妙， 利用支架凸台和上下外壳形成插线槽， 无需引入其他结构。 附图说明 0009 图 1 压电泵三维爆炸视图。 0010 图 2 支架三维视图与剖视图。其中 ： (a) 为三维视图， (b) 为剖视图。 0011 图 3 压电振子三维装配关系图。 0012 图 4 出口阀片与传感器三维视图以及装配关系图。其中 ： (a) 为出口阀片三维视 图， (b) 为传感器三维视图， (c) 为装配关系图。 0013 图 5 进口阀片与压扣三维视图。其中 ： (a) 为进口阀片三维视图， (b) 为压扣三维 视图。 0014 图 6 泵体装配关系图。 0015 图 7 外壳剖视图与三。
15、维视图。其中 ： (a) 为剖视图， (b) 为三维视图。 0016 图 8 装配体剖视图。 0017 图中标号 ： 1、 支架， 2、 进口阀片， 3、 出口阀片， 4、 传感器， 5、 压扣， 6、 金属基体， 7、 电 极， 8、 压电片， 9、 密封圈， 10、 外壳， 11、 出液孔， 12、 出口阀片安装孔， 13、 引线安装凸台， 14、 进口阀片安装孔， 15、 进液孔， 16、 压电振子粘接平台， 17、 出口阀片定位通孔， 18、 进口阀片 定位通孔， 19、 延伸管， 20、 安装区， 21、 缓冲区， 22、 线槽区， 23、 对接面， 24、 插线槽。 具体实施方式 。
16、0018 以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。 0019 如图 1 所示， 本发明医用反馈式扁平压电自动微量注射器， 包括支架 1、 进口阀片 2、 出口阀片 3、 传感器 4、 压扣 5、 金属基体 6、 电极 7、 压电片 8、 密封圈 9、 外壳 10。 说 明 书 CN 102961793 A 4 3/3 页 5 0020 如图 2 所示， 所述支架 1 总外形尺寸为 21.4mm16.4mm7mm， 包括出液孔 11、 出 口阀片安装孔 12、 引线安装凸台 13、 进口阀片安装孔 14、 进液孔 15、 压电振子粘接平台 16。 0021 如图 3 所示， 所述金属基体 。
17、6 厚 0.3mm、 压电片 8 厚 0.4mm、 电极 7 厚 0.15mm 依次 粘接装配成压电振子， 两套压电振子分别粘接在支架 1 两侧的压电振子粘接平台 16 上， 形 成工作泵体。 0022 如图3(a)所示， 出口阀片3厚度为0.3mm， 折弯成Z字形状， 其上开有定位通孔17。 0023 如图 4(a) 所示， 所述进口阀片 2 为圆顶的 “凸” 字形状， 厚度为 0.3mm， 其上开有定 位通孔 18。 0024 如图 4(b) 所述传感器 4 为电阻应变片， 同样加工成 Z 字形状， 如图 4(c) 所示， 传 感器 4 粘接在出口阀片 3 上， 最后出口阀片 3 的定位通。
18、孔 17 用压扣 5 与支架 1 上的出口阀 片安装孔 12 相连， 进口阀片 2 的定位通孔 18 与支架 1 上的进口阀片安装孔 14 相连 ； 其中 ： 压扣 5 的结构如图 5(b) 所示。 0025 如图 6 所示， 压电振子左右各一套， 粘在支架 1 的压电振子粘接平台 16 上， 压电振 子的两个引脚分别粘接在引线凸台 13 的两侧沟槽内。进口阀片 2 上的进口阀片定位通孔 18 与支架 1 上的进口阀片安装孔 14 用压扣 5 相连。粘贴有传感器 4 的出口阀片 3 用压扣 5 安装在出口阀片安装孔 12 上， 同时下端粘接在引线凸台 13 上。 0026 如图7所示， 所述外。
19、壳10为腔体类零件， 封闭面上有与外管路连接的延伸管19， 腔 体分为安装区 20、 缓冲区 21、 线槽区 22、 对接面 23。密封圈 9 粘接在安装区平面上， 密封圈 的内孔形状与缓冲区平面形状相同 ； 先将密封圈 9 粘接在安装区 20 平面上， 装配两套。再 粘接在支架 1 的阀片安装面上， 两个外壳 10 的对接面 23 涂上医用硅胶粘接在一起。 0027 如图 8 所示， 装配完成后， 形成的插线槽 24， 可根据客户要求， 改变插线槽尺寸。 0028 整个装置用医用硅胶粘接， 安装顺序如下 ： 第一步， 分别将金属基体 6、 压电片 8、 电极 7 依次粘接形成压电振子， 注意。
20、两引脚平行放置， 共两套。再将传感器 4 粘贴在出口阀 片 3 上， 注意对中。第二步， 将进口阀片 2 用压扣 5 安装在支架上， 再将出口阀片 3 用压扣 5 安装在支架 1 侧面上， 并将出口阀片 3 下端粘贴在引线凸台 13 上， 最后将两套压电振子 分别粘贴在支架 1 两侧， 注意引脚要粘贴在引线凸台 13 沟槽内。第三步， 将密封圈 9 粘贴 在外壳 10 内， 准备两套。最后将两外壳 10 的对接面 13 与密封圈 9 涂上硅胶， 粘接在支架 1 的阀片安装面上， 同时两外壳 10 的对接面也要粘牢。 0029 本发明提出的医用反馈式扁平压电自动微量注射器， 其创新点主要在于出口。
21、阀片 处的传感器可以检测流量， 并根据此反馈调节流量大小。 压电振子与支架的粘接简便易行， 适合大批量生产。外壳与引线凸台形成的插线槽设计理念先进， 并可根据要求改变接口大 小。本发明的装配全部用医用硅胶粘接， 与药液直接接触的金属， 如压电振子， 用甩胶机甩 上一层微米级厚度的胶层， 同时不影响振子的性能。外壳、 支架可用医用塑料， 便于加工。 说 明 书 CN 102961793 A 5 1/5 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102961793 A 6 2/5 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102961793 A 7 3/5 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 102961793 A 8 4/5 页 9 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102961793 A 9 5/5 页 10 图 8 说 明 书 附 图 CN 102961793 A 10 。