专利名称：医用反馈式扁平压电自动微量注射器的制作方法
技术领域：
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：
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，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。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。
发明内容
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。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I、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I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I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I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I 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I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I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I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。本发明中，所述外壳10的线槽区22与支架I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。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。
图I压电泵三维爆炸视图。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。图3压电振子三维装配关系图。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。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。图6泵体装配关系图。图7外壳剖视图与三维视图。其中(a)为剖视图，(b)为三维视图。图8装配体剖视图。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。
具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。如图I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I、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。
如图2所示,所述支架I总外形尺寸为21. 4mmX 16. 4mmX7mm,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。如图3所示，所述金属基体6厚O. 3mm、压电片8厚O. 4臟、电极7厚O. 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I两侧的压电振子粘接平台16上，形成工作泵体。如图3 (a)所示，出口阀片3厚度为O. 3mm,折弯成Z字形状，其上开有定位通孔17。如图4(a)所示，所述进口阀片2为圆顶的“凸”字形状，厚度为O. 3mm，其上开有定位通孔18。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的定位通孔17用压扣5与支架I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I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。如图6所示，压电振子左右各一套，粘在支架I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I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。如图7所示，所述外壳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I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。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。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I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I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I的阀片安装面上，同时两外壳10的对接面也要粘牢。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。
权利要求
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(I)、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⑴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⑴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(I)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⑴一侧设有引线安装凸台(13)； 所述金属基体出)、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(I)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⑶的出口阀片定位通孔(17)通过压扣(5)与支架⑴上的出口阀片安装孔(12)相连，进口阀片⑵的进口阀片定位通孔(18)与支架⑴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I所述的医用反馈式扁平压电自动微量注射器，其特征在于所述外壳(10)的线槽区(22)与支架(I)的引线安装凸台(13)连接处形成插线槽(24)。
全文摘要
本发明涉及一种医用反馈式扁平压电自动微量注射器。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。
文档编号A61M5/142GK102961793SQ20121052662
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者沈润杰, 何斌, 王昆, 王成, 李洪艳, 纪云 申请人:同济大学