专利名称：压板泵(platen pump)的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及一种用来从柔韧的塑料容器内输送药液的便宜的药液输送系统。
本发明的背景卫生领域内的许多药液是要连续输送给病人的。将药液连续输送给病人早先是这样完成的，用一个充满药液的药液输送袋放置在病人的上方让重力迫使药液流入到病人体内。虽然这种方法在许多场合是成功的，但有下列缺点a)给病人的流量不稳定，这是因为静脉内注入位置相对于药袋药液的高度不断在变化，b)要求病人一直停留在输液袋的下方，很不方便，及c)经常需要调整一个滚轮夹头以便调节给病人的流量。电动机械输送泵的发展使这些问题得到缓解。但应用这种泵也受到限制，一是泵的体积庞大，二是需要有固定的电源。当病人在家而不卧床需要自由活动时，这些限制特别讨厌。
在过去五年内，一种新式的器械进入市场，可用来有控制地输送药液而不需要应用电动机械输液泵，因此适合有控制地将药液输送给不卧床的病人。这种新式器械利用一个可膨胀的乳胶橡胶气囊，将它装在一个刚性而透明的塑料壳体内。当该装置充满药液时，乳胶气囊就膨胀。一套输液组件被连结在该装置上作为将药液输送给病人的管道。当气囊被药液膨胀时，气囊本身成为驱动力将药液从存储器转移出来通过药液输送组件输送给病人。只要在输液线路上设置具有预定直径的孔眼便可按所需的流率有控制地发放药液。这种装置一般在10到15磅/平方英寸的较高的压力下操作。乳胶气囊系统的范例曾在美国专利4,769,008和4,915,693和欧洲专利申请0,426,319A2中公开。
虽然药液输送的乳胶气囊法比电动机械输液泵具有一定的优点，但该方法也有其缺点。例如，因为气囊在所有方向上都膨胀，包围气囊的壳体为圆形。而当放在病人口袋内时，这个圆形对病人并不能很好地适合。另外，某些乳胶气囊式装置需要有专用机械来将药液充满气囊并使它增压。因此，药剂师必须使用专用机械来将药液装入装置内。所以，需要有一个安全而经济的药液输送系统，该系统须能(a)不易觉察地和舒适地被病人佩戴，(b)使药剂师不需专用的增压装置便可充满药液容器，(c)使护士或病人能将药液容器装入到增压装置内，(d)允许系统的部件重复使用。
本发明的综述本发明的压板泵可以采用标准的长方形的药物袋。采用标准袋时，医院就不必为尺寸和形状不同的药物袋保持庞大的库存量。
本发明的一个方案为一个用来使液体从液体存储器内排出的输液泵。输液泵有一壳体，其内有一可用来接纳液体存储器的室及与液体存储器接触的第一壁。还有一个第二壁可在一个远离第一壁以便在其间形成一室的第一位置和一个比较接近第一壁的第二位置之间移动。第二壁被平行四杆机构驱动。该平行四杆机构具有至少一个弹簧以便使平行四杆机构复位。平行四杆机构的运动使第二壁向第一壁推进。重要的是在整个输液周期内，第二壁的推进可将增加的力施加在液体存储器上，从而得到恒定的流率。
在另一个实施例中，本发明为一输液泵，该输液泵有一壳体，其内有一室可用来接纳液体存储器，该泵有一与液体存储器接触的第一壁，还有一个第二壁可在一个远离第一壁以便在其间形成一室的第一位置和一个比较接近第一壁的第二位置之间移动。该泵包括一个压缩装置用来使第二壁移动，随着第二壁的移向第二位置，压缩装置施加在液体存储器上的力量会增加，从而使从液体存储器出来的流率基本上恒定。
本发明的另外一些特点和优点对本行业的行家来说在阅读下面结合附图和权利要求关于较优实施例所作的详细说明后便可有清楚的了解。
附图的简要说明
图1为本发明的输液装置的等角投影图；图2为两个壳体没有合上时图1中输液装置的不完全剖视图。
图3为图2中上壳的侧剖视图。
图4为两个壳体完全合上时图1中输液装置的剖视图。
图5a和5b分别为用在图1中输液装置内的旋转弹簧保持器的平面图和侧视图。
图6a和6b分别为用在图1中输液装置内的压板的平面图和侧视图。
图7为本发明的液体发放袋的平面图。
图8为本发明的输液装置为一个实施例的等角投影图。
图8a为图8中输液装置开启时的剖视图。
图8b为图8中输液装置闭合时的剖视图。
图9为本发明的输液泵的双部分同心压板实施例的上方透视图。
图10为图9所示泵的正剖视图。
图11为图9所示泵在部分通过输液周期的立剖视图。
图12为图9所示泵在完成输液周期时的正剖视图。
图13为本发明的多片压板实施例在输液周期开始时的正剖视图。
图14为图13所示泵在部分通过输液周期时的正剖视图。
图15为图13所示泵在完成输液周期时的正剖视图。
图16为按照本发明的一个方案的多部分压板的顶视图。
图17为另一个多部分压板的顶视图。
图18为按照本发明的杆助弹簧收缩器的正剖视图。
图19为图18中实施例当压板在收缩位置时的正剖视图。
图20为图18中实施例在输液周期开始时的正剖视图。
图21为按照本发明的旋扭操作压板收缩器的正剖视图。
图22为图21中实施例的旋钮在位时的正剖视图。
图23为图21中实施例在输液周期开始时的正剖视图。
图24为图23所示设计的另一个实施例。
图25为有一可压扁的压板收缩器的输液泵的正剖视图。
图26为图25所示泵在输液周期开始时的正剖视图。
图27为按照本发明的特低泵的正剖视图。
图28为图27所示泵在压板完全收缩时的正剖视图。
图29为图27所示泵在输液周期开始时的正剖视图。
图30为图29所示泵的正视图。
图31为按照本发明的另一个压板收缩器的正剖视图。
图32为图31中收缩器在完全收缩时的正剖视图。
图33为图31中收缩器在输液周期开始时的正剖视图。
图34为本发明的气动压板收缩器的正剖视图。
图35为图34所示实施例的顶视图。
图36为按照本发明的柔性压板收缩装置的顶视图。
图37为图36中实施例的正剖视图。
图38为图36中实施例在输液周期完成时的正剖视图。
图39为按照本发明的折叠连杆压板收缩器的正剖视图。
图40为图39中实施例有一收缩旋钮在位时的正剖视图。
图41为图39中实施例在输液周期开始时的正剖视图。
图42为连杆组合件的正视图。
图43为另一个连杆组合件的正视图。
图44为按照本发明有一阻尼元件的输液泵的正剖视图。
图45为按照本发明的空指示器的正剖视图。
图46为图45中实施例在输液周期完成时的正剖视图。
图46A为图45中实施例在输液周期完成时的正剖视图的一个放大的部分。
图47为通过图45中实施例的透明窗的底视图。
图48为本发明的低高度滑动弹簧收缩器的实施例的顶视图。
图49为图48中实施例的侧正视图。
图50为图48中实施例在输液周期开始时的侧视图。
图51为图48中实施例在部分通过输液周期时的侧视图。
图52为按照本发明的剪刀式复位装置的上方透视图。
图53为图52中实施例的正剖视图。
图54是图52中实施例在输液周期完成时的正剖视图。
图55为图52中实施例的分解图。
图56为液压对体积的曲线图。
图57为压力改变的％对体积的曲线图。
图58为液压对体积的曲线图。
图59为压力改变的％对体积的曲线图。
图60为力对体积的曲线图。
图61为实施本发明的液体容器的顶视图。
图62为图61中液体容器的左侧视图。
图63为图61中液体容器的前视图。
图64为图61中液体容器的后视图。
图65为图61中液体容器在充满液体时的左剖视图。
图66为图61中液体容器的替代实施例的顶视图。
图67为图66中替代实施例的左侧视图。
图68为图66中替代实施例的前视图。
图69为图66中替代实施例的后视图。
图70为图61中液体容器的另一替代实施例。
图71为图70中替代实施例的左侧视图。
图72为图70中替代实施例的前视图。
图73为图70中替代实施例的后视图。
图74为图61中液体容器的另一替代实施例的顶视图。
图75为图74中替代实施例的左侧视图。
图76为图74中替代实施例的前视图。
图77为图74中替代实施例的后视图。
图78为图61中液体容器的另一替代实施例的顶视图。
图79为图78中替代实施例的左侧视图。
图80为图78中替代实施例的前视图。
图81为图78中替代实施例的后视图。
图82为图61中液体容器的另一替代实施例的顶视图。
图83为图82中替代实施例的左侧视图。
图84为图61中液体容器的另一替代实施例的顶视图。
图85为图84中替代实施例的左侧视图。
图86为图61中液体容器的另一替代实施例的顶视图。
图87为图86中替代实施例的左侧视图。
图88为图61中液体容器的另一替代实施例的顶视图。
图89为图88中替代实施例的左侧视图。
图90为压板泵的替代实施例的透视图。
图91为图90中替代实施例的分解透视图。
图92为图52所示剪刀式复位装置的分解图。
图93为图90中替代实施例当压板在第一位置时的切开的侧视图。
图94为图90中替代实施例当压板在第二位置时的切开的侧视图。
图95为图90中替代实施例的手柄的透视图。
图96示出在图90所示泵的替代实施例上的标尺。
较优实施例的详细说明现在参阅附图，本发明的输液装置将被称为压板泵，该压板泵由两部分组成，一个增压部和一个液体容纳部。每一部都被装在一个容器或壳体内。增压壳体12包括一个螺旋弹簧14。液体容纳壳体16包括一个室17，用来安置液体发放袋18。当增压壳体12和液体容纳壳体16连接在一起构成封装泵时，液体发放袋被弹簧14增压。这样液体就连续从袋20被压出，通过输出管20流到与它在液路上连通的地方。用一小直径的固定孔46在输出管的端头或靠近端头就可得到受控的液体流量。图1中的泵的直径为3 1/2英寸，高为1.7英寸。一个可松开的夹头34可加设在输出管上以便停止液体的从泵流出。松开夹头便可恢复液体的流动。
按照本发明目前较优的实施例，增压元件为一圆锥形的螺旋圈弹簧。该弹簧由不锈钢或合适的弹簧材料构成。螺旋圈被制成逐渐增大，使当弹簧圈被压缩时能叠置在一起，压缩成比传统压缩弹簧还要低的高度。当圆锥形螺旋弹簧完全被压缩时它发出最大的弹力。该力F大致可以下式表示F=Kx，其中K为弹簧刚性系数，X为弹簧被压缩的距离。因为希望施加在药品容器上的力在容器充满时和在容器近乎放空时近乎相同，因此弹簧的自由长度最好为泵的高度的好几倍。这样，工作长度就只是总自由长度的一个零头。从而可确保从输液的开始到终止，弹簧所施加的力都保持在可接受的公差范围内。按照这个目前较优的实施例，在整个输液过程中，弹簧施力的要变化与其压迫在充满液体的发放袋上时的初始施力相比，幅度小于±20％。弹簧长度应这样选定使在整个输液过程中，其弹力的变化小于20％。除了传统的压缩弹簧外，这个概念也适用于叶片弹簧，如果用它来替代，那么叶片弹簧的弯沉应该只是总的可能弯沉的一个零头。
在弹簧14的周围围有柔性的钢丝绳保持器26以便设定其初始的被压缩高度并防止弹簧过分膨胀到超出增压壳体12的高度。在目前较优的实施例中，采用两根钢丝绳。这样，当增压壳体12与液体容纳壳体初始接合时弹簧14可不支承在液体发放袋上，从而使用者能容易地将两个壳体接合在一起。从弹簧的初始被压缩状态即图4所示的药袋充满位置到药袋被压榨到完全压扁的位置即放空位置，弹簧所施加力的变化应小于在药袋充满位置时初始施加小的20％。虽然圆锥形螺旋圈弹簧比较好，但在压板泵上也可能采用叶片弹簧增压的气囊、标准的螺旋压缩弹簧或装在增压气体的软罐来作为增压装置。
弹簧的最小圈用一可旋转的连接器可旋转地连结在增压壳体12的封闭端上，该连接器包括一个弹簧保持器22，一个锚定枢轴28，一个弹簧挡23和一个螺钉31。锚定枢轴28坐落在环绕增压壳体12顶部孔周的肩部29上而可在肩部29上自由旋转。可旋转的弹簧保持器22装在锚定枢轴28上。弹簧保持器22使弹簧对准壳体中心。弹簧挡23将弹簧的端圈夹紧在弹簧保持器上并防止弹簧从弹簧从弹簧保持器上移开。螺钉31将锚定枢轴28和弹簧挡23夹持在一起。弹簧保持器22被夹住在锚定枢轴和弹簧挡之间。
在本发明中，液体发放袋最好只被加压到约5磅/平方英寸，这样只需约30磅的力。为了使卫生人员或病人在设有别人帮助的情况下能移泵增压，增压壳体12和液体容纳壳体16用螺纹接合。在这个目前较优的实施例中，增压壳体设有内螺纹13，液体容纳壳体设有外螺纹19。就一定的转矩而言，增加每英寸内的螺纹便可增加螺纹所提供的轴向力。这个目前较优的实施例采用每英寸四个螺纹，因此它能比较快而容易地将两个壳体固紧在一起使泵充分增压。螺纹能提供机械效益使适量的转矩能产生足够大的轴向载荷来压缩弹簧。
当两壳体连接时压板24位在弹簧14和液体发放袋18之间。压板24将来自弹簧14的压力分布整个袋上。目前较优的压板是由聚碳酸酯制成的。压板有一平底部，其展开面积不大于充满液体发放袋的基本上平的中心部。这样在整个输液过程中可使接触的表面面积保持相当恒定，从而可有助于减少液体发放袋上压力的变化。压板24被柔性约束钢丝绳26保持在增压壳体11内的螺旋圈上。钢丝绳26最好由多股不锈钢丝制成，它在可旋转的保持器22和压板24的周围形成一环，最好采用两个这样的钢丝绳环。在保持器22和压板24内设有槽孔以便接纳钢丝绳26。压板24的底面上可粘附塑料标签。整个钢丝绳26可环绕增压壳体的轴线旋转。这样，当增压壳体相对于液体容纳壳体旋转而将两者用螺纹连接在一起时，增压壳体便可独立于压板24而旋转。压板24应相对于液体发放袋而保持固定，使设有扭力载荷施加在袋上。当两壳体用螺纹连接在一起时，为了在机械上防止扭转液体发放袋，可在压板24的外边上附加防转小片，该小片可沿径向向外伸出以便接合在液体容纳壳体16壁上的槽内。小片将在槽内被导行，这样就可防止压板相对于液体容纳壳体而转动。曾经发现可旋转地将弹簧和压板连结在增压壳体上已足够防止将不需要的转矩施加在液体发放袋上，这时小片和槽可不需要。
因为需要有一个装置使病人能够检查仍旧保持在液体发放袋内的液体体积，从而使病人能够确定何时该袋将被放空，本发明的较优实施例在液体容纳壳体16的底部采用了一个透明的塑料窗口38，出于费用和安全的考虑，本发明的较优实施例采用一种透明塑料如聚碳酸酯作为窗口材料，而将一个标记如“放空”的字样或“E”或某些其他的标记压出在压板的底侧上。最好当液体发放袋内有液体时通过弹性体的圆片而透明的窗口看去，这个标记是模糊的或难以辩认的。而当该袋被放空，压板平坦地放置在该袋、圆片和室17底面的层次上时，由于液体发放袋和圆片接触的透明性，这个在压板上的标记才通过液体容纳壳体的底面而变得清晰起来。这样便可为液体发放袋何时放空提供清晰指示。曾经发现在窗口和圆片之间加入少量硅油可提高透明度。
在用压板泵输液的整个过程中希望尽可能地保持相对恒定的流率，为了减少在液体发放袋内的内部压力变化，重要的是在该袋与压在其上的刚性表面之间的接触表面面积必须保持恒定。按照本发明，在液体容纳壳体16内的室17的底部轮廓是这样制造的使它能均匀地支承着该袋的整个面积。这样在压板的整个行程中与该袋底部接触的表面便可保持恒定。在图中示出的室17的周边为一弧形轮廓。液体发放袋在充满液体时就与这个弧形轮廓匹配以便在其整个面积上接受支承。小室17的轮廓亦可在其周边上制出45°的角，虽然该袋18未必能充满该角所形成的角部，但表面面积的这个轮廓应该合适到能够提供主要的支承并与该袋的整个面积接触。
在另一方面重要的是压板24与该袋的接触面积应保持恒定。因此，压板24有一平底面，该平底面并不伸展到液体发放袋的平坦的中心部之外。如果只是压板的平坦部作用在该袋上，那么在输液终止时将有剩余液体遗留在该袋的周边上。为了能更完全地从该袋内将液体放出在压板上制有倒斜边40和凹进的外环42。压板的这些部分可粗略地匹配室17底部周边的，也能采用周边能更精确地符合室底部轮廓的压板。在输液接近终止，当压板24下降到接近室底部时，积聚在该袋18周边上的液体便会被倒斜边40和凹进的环42推出。
在液体容纳壳体内设有一孔30，通过该孔连接到液体发放袋18上的输出管能够伸出。液体容纳壳体可设有外壁32以便用作握持处。当用螺纹将两个壳体连接在一起时，一个手可握持增压壳体的外壁，另一个手则握持液体容纳壳体16的外壁。
泵的这两个壳体都是圆形以便用螺纹接合。现在参阅图7，在压板泵中采用的液体发放袋18为一连接到输出管上的圆形袋。圆形袋的有利点在于没有角落。这样，该袋的焊缝44便可均匀受力。为了帮助使袋内的压力达到均匀，该袋当充满液体时其周边有一弧形的轮廓。该袋的中心部基本上是平坦的，因此在压板和该袋之间的接触表面在整个输液过程中能保持相对恒定。该袋由合适的、柔韧而又适应生物的塑料制成，如聚氯乙烯(PVC)适应生物的塑料第Ⅵ级。该袋由两张塑料片用无线电频率(RF)焊接在一起制成。该袋的圆形可使焊缝上的应力均匀。
输出管20被连接到袋18上。输出管20可导往一个受限制的孔眼4b，该孔眼可限制来自增压发放袋的液体的流量。直径为.004到.008英寸的孔眼是目前采用的。为了防止孔眼被堵塞，可将一个任选的过滤器48插置在输出管内以便停止可能会阻塞孔眼的微粒的流动。该孔眼可提供一个比较恒定的液流。作为限制孔眼的替代品，可用一段具有已知直径的管子，例如长18英寸的0.015英寸的管子来替代。为了使液体容易充满液体发放袋，可将一个Y形注射站52插置在输出管20内。Y形注射站52包括一个乳胶的自密封隔膜54，针管可通过该隔膜插入以便将液体注射到袋内。作为替代方案，可在袋上加设第二充填口(未示出)。
输出管的端头可被连接到一个路厄氏(Luer)适配器50上，该适配器为一可用螺纹接合的适配器，它被设计用来配合在静脉内注射(Ⅳ)管线上使它既可用螺纹与其他元件接合也可脱离接合。为了使输液组件能重复使用，液体发放袋的输出管可在距离药袋约3英寸处直接连接到第二路厄氏适配器50(未示出)上。液体可通过第二路厄氏适配器50注入，因此Y形注射站不再需要。当药品用完时，可将一个新的药袋连结到静脉内注射组件(Ⅳ set)上，这样就可重复使用该组件使能满足24到48小时的加倍用量的需要。
在实施本发明时，夹头34被用来关闭空药袋上的输出管。用一针管剌穿隔膜54以便将液体注入药品发放袋内。该袋当充满而放置在一平面上时应具有基本上为平坦的顶面和底面的中心部。然后抛去针管，将药袋连同其一直连结着的静脉内注射管线放置在液体容纳壳体16的室17内，使静脉内注射管线通过壳体底部上的孔30。当将上、下壳体合在一起时，它们之间的螺纹应在压板24使药袋增压之前使已啮合，然后两个壳体可继续旋合一直到停止位置为止。在该点上，药袋被完全增压。开启夹头34，清除静脉内注射输出管线内的空气使液体流出。一旦液流略微排出，可重新夹紧管线，将输出管线连接到一条导液管或针管上以便对病人输液，松开夹头便可使液流开始。当在压板24上的标记通过液体容纳壳体16上的窗口38变得清晰起来时表明药袋已被放空。输出管线被抛除或与病人脱离连接。于是两个壳体被松扣解开，药袋和静脉内注射管线被废弃，而泵可被重复使用。
现在参阅图8.8a和8b，其中示出本发明的一个替代实施例。图中的标号比第一实施例中相应元件的标号高出100。当需要采用传统的长方形药品发放袋118时便可用这个实施例。替代实施例的液体容纳壳体116设有长方形的室以便容纳长方形的药品发放袋。液体容纳壳体116由上部152和下部154构成，它们在一端被一枢轴156铰接，另一端则在上下两部闭合时被一闩锁158连接。上部有一带螺纹的圆筒形壁119以便用来与增压壳体112上的带螺纹的壁113接合。连结在增压壳体112的弹簧114上的压板124被制成长方形以便配合长方形袋的基本上为平坦的中心部。
在操作替代实施例的压板泵时先将增压壳体的螺纹旋开使它宽松地放置在液体容纳壳体上。液体容纳壳体环绕其枢轴或通过滑动装置被打开。将液体发放袋嵌入。用闩锁将液体容纳壳体闭合。然后将增加壳体的螺纹旋紧到液体容纳壳体上以便使药品发放袋增压。
按照本发明的另一个方案所提供的输液泵具有被划分成两部分或多部分的压板。最好每一部分压板都设有独立的复位装置以便能将各该部分抵压在药袋上。本发明的多部分压板与压缩药袋的渐变轮廓配合可在压板和药袋之间保持一个改进的、比较恒定的表面接触面积。如上所述，本文的发明者们曾决定要保持基本上恒定的表面接触面积来促进恒定的压力输出。
参阅图9-12，其中示出按照本发明的输液泵的双部分同心压板实施例。输液装置160设壳体162，该壳体具有一个盖即164和一个底部166。如同以前的实施例那样，盖164和底166最好按照传统的生产医疗器械壳体的技术如热塑性或热固性聚合物的注射模型来制成。或者，任何一种其他技术包括用钣金材制造也被应用，这是本行业的行家所熟知的。
盖164和底166也可用任何一种不是这里所揭示的方式来固定在一起，例如，盖164和底166可设有互补的表面结构如公和母的啮合螺纹。为此目的，底166设有一个环状的沿轴向延伸的壁170以便在底166和盖164之间提供一个漫长的表面接触面积。或者在盖164和底166的接触表面上可设有互补的销钉和J形或L形的凹槽以便得到压入和扭转配合的互锁。任何一种可替代的互锁结构都可用于本发明的多部分压板实施例。
根据所用弹簧收缩结构的型式，底166和盖164可以或毋需可拆开地连接在一起。例如，在一侧向装载的实施例中，底166和盖164在制造过程中可形成一体或永久地固定在一起。在这实施例中，在侧壁上设有一孔以便能够将药袋引入到收缩的压板和底之间，下面还将论述。
一般情况，底166、环状壁170和盖164共同配合形成一个小室172以便用来容纳输液装置160的功能零件。在所示实施例中，第一压板部分176用图弹簧178复位而抵压在药袋174上。压板部分176设有沿轴向延伸的弹簧导壁184，该导壁可以是一沿轴向延伸的环状壁或多个沿轴向延伸的突起。在输液装置160的反得拉伸和排放的过程中，弹簧导壁184有助于使弹簧178保持轴向的对准。弹簧导壁184或者可以设在弹簧178的径向内侧，设在弹簧的径向向外侧还是径向内侧只取决于盖164，这在本行业的行家都清楚。
第一压板部分176设有沿径向向外伸出的环状突缘186以便用来与在第二压板部分180上的径向向内导引的挡壁188配合，由于有一段支撑壁190，挡板188在轴向上与第二压板部分180的平面间隔开一个距离，下面还将论述。
第二压板部分180为一在第一压板176周围并与它同心的环。第二压板180可相对于第一压板176独立地沿轴向移动，并可从与第一压板部分176的平面间隔开的第一位置移动到基本上在第一压板部分176的平面上的第二位置。最好，第二压板部分180在药袋174的方向上被第二弹簧182复位。
虽然这里所示第一弹簧178和第二弹簧182基本上都是圆筒形，但由于上面说过的理由，圆锥形的弹簧也是合适的。另外，可替代的复位装置如叶片弹簧、增压气囊、充有增压气体的金属罐等也可用于按照本发明的多部分压板实施例。
图9-11多少被简化以便显示本发明的多压板方案。但各种另外的特色机构一般都可引用到最后完成的装置内。例如，在设有底部166或液体袋174的情况下用来使压板收缩并限制弹簧膨胀的弹簧或压板收缩机构也被典型地采用。各种合适的保持结构在本文以外的其他地方都有揭示，另外本行业的行家由于本说明也可立即对这种保持结构有清楚的了解。在侧向装载式实施例中，弹簧收缩结构特别需要。
液体袋174通过流出液体管线168与病人在液流上连通。液体管线168利用开口169延伸通过壳体162。本行业的行家当然知道开口169应该修改到能够适应在盖164和底166之间的各种关系。另外，在多部分压板泵的侧向装载实施例中，开口169最好制成一个沿圆周延伸的槽的形式，该槽在圆周方向和轴向须具有足够的宽度以便接受尺寸合适的液体袋174。
一般地说，打算用于本发明的液体袋，其直径在从约3.5英寸到5英寸的范围内。厚度从约0.5英寸到约1英寸。但适宜接纳其他尺寸的袋的输液泵可按照本说明立即被制造出来。
图10示出泵和比较充满的药袋174的形态。第二压板180可独立于第一压板176而压迫在药袋174的径向最外部分上，而第一压板176则抵压在药袋174的中心部上。本发明者们曾确定，设有这种分为两支的复位装置比超采用平面的单一平压板的设计能得到令人惊奇的、更为恒定的压力输出分布。
图11示出当药袋大约放空一半时装置的形态，而图12则示出当液体药袋174基本上完全放空时的装置。
在一设计与3.5英寸直径、1/2英寸厚、50毫升的药袋174一起使用的两部分压板实施例中，第一压板176具有一个圆形的接触表面，其直径在约2.2到约2.8英寸的范围内。药袋与第二压板180的接触表面为一环，其在任一点的宽度在约0.4到约0.7英寸的范围内。横跨整个第二压板180的总外直径约等于药袋的外直径。
第二压板180在其行动途径上相对于第一压板176而能行动的距离受到支撑臂190的轴向宽度的限制。在具有约为半英寸厚的药袋的一个实施例中，当药袋充满时，支撑壁190的高度约为0.4英寸。
按照本发明的另一个方案，图13-17示出另一个多部分压板的实施例。参阅图13，输液泵192具有一个壳体194，该壳体有一上壁196和一个下壁198。上壁196和下壁198可牢固地互相连结或可拆开地互相连结如用螺纹啮合或其他已知的方法。
上壁196在泵192的整个宽度上可以基本上为一平面，或者如图13-15所示，可具有一个基本上为平面的中心区和倾斜的环状区197。倾斜区197在其内表面上设有周边的弹簧导壁211，该件最好为一整体模塑出的环。
在上壁196和下壁198之间形成一个室20以便用来接纳输液泵192的功能零件。压板202可移动地设在上壁196和下壁198之间。压板202具有一个中心区204和一个周边区206。参阅图16，其中示出一个多部分的周边区206。
中心区204在下壁198的方向上被至少一个中心弹簧208复位。中心弹簧208最好借助于中心弹簧导壁209而保持在位，该弹簧导壁可以是多个沿轴向伸出的突部或一环。或者，弹簧208可坐落在压板202中心区204的弹簧侧上设置的一个环状凹槽内。
周边区206在下壁198的方向上被一个或多个周边弹簧210复位。虽然每一个周边部分214都可设有独立的复位装置，但曾确定，一个单一的环状周边弹簧210也可在本发明的实施例中令人满意地完成任务。
在图13-15中示出收缩周期的大概。在输液周期完成后，压板202被复位到抵压在下壁198上以便能基本上完全排出液体袋内所有的内含物。在本实施例中，下壁198设有沿轴向向上倾斜的周边区199，其尺寸被制定得正好与压板202上的周边区206互补。
参阅图16，压板202上的每一周边部分214都被一根枢轴215铰接到中央区204上。枢轴215可以任何一种方式设置而仍可完成本发明的目的。例如，整个压板202可由一个具有足够柔韧性的片材制成，这样由于中心弹簧208和周边弹簧210造成的复位力将使压板变形，如图14所示。但最好枢轴215具有一个比压板202的环绕材料更为柔韧的区带，这一点可到，例如可减少压板材料在每一枢轴215的区带上的厚度，如图13-15所示。或者，中心区204可与周边部分214分开制出，然后装配，例如把中心区204和周边部分214安装在一个柔韧的片材上。减少的厚度可通过压板的注射模塑制出。任何一种冲压及/或铣削或磨削技术也都可用来在整体形成的压板上制出环状的凹槽。
参阅图17，其中示出压板202的一个替代实施例，这个实施例特别适用于设计用于八角形壳体的输液泵。
弹簧的刚性系数和长度可这样选择以资补充中心区和周边区的各该表面面积从而得到最可接受的袋内压力。
参阅图18-20，其中示出一个杆助弹簧收缩器以便用来加载按照本发明的输液泵216。弹簧收缩器可方便地由一病人驱动的杠杆来操作，以便使压板克服弹簧的复位力而收缩到“预备”位置。这样液体药袋就可容易地被放入，或是通过装置上侧向的开口或是将底部的壳体移开。
参阅图18，输液泵216设有弹簧收缩器218。弹簧收缩器218可通过一个病人驱动的杠杆220的提升而被操作，该杠杆可环绕一个设在输液泵216的壳体上的支点222旋转。杠杆220通过一个设在上壳体232上的开口223伸出，杠杆上设有如同凸轮那样的滑道224以资可滑动地与一销钉230接合。滑道224上与销钉接合的表面最好设有提高摩擦力的表面结构如许多齿225。采用这种方式，病人可将杠杆释放在其整个行动范围中的任一点上，而齿225、销钉230和滑道224的曲率共同合作可将这部分收缩的杠杆保持在位。
销钉230被连接到一个支架228上以便将力传送到压板226。虽然如图所示为一块单一的压板226，但按照本发明这个方案的弹簧收缩器可容易地应用在上面揭示过的两部分压板实施例上。
为了使杠杆220便于提升，杠杆220延伸到略为超出壳体232的外周以便提供一个小突出部221。或者，可设置任何一种能提供摩擦或便于握持的表面结构，这对行家来说是没有什么问题的。
另外，最好采用凸轮状的外形使杠杆在提高摩擦结构225咬合销钉230之前可以有小量的自由游动。这样，杠杆220就可容易地被抬起略为离开上壳体232使病人在克服弹簧231的阻力将杠杆220退回之前能容易地把手指放在杠杆220的底下。
按照本发明的弹簧收缩器可用于任何一种壳体结构上。例如在图18-20所示的实施例中，壳体具有上壳体232用多道螺纹236可拆开地固定在下壳体234上。当下壳体234用螺纹从上壳体232上拆开时，滑道224、销钉230、支架228和压板226的组合可起到限制弹簧的膨胀以便保持所需预应力的作用。这样，壳体可被拆开使压板或是在伸出或是在收缩的位置上，使液体药袋235能够被放置在下壳体内。
由于下壳体234和上壳体232的重新装配并不需要对付任何来自弹簧的力，因此任何一种固定装置都可用来替代所示的螺纹236，例如按压配合结构、枢轴和闩锁配置等都可容易地被采用。或者，也可用本发明者设想的侧向安装实施例，上壳体232和下壳体234可成为整体模塑出来，或者可在功能零件装好以后以永久的方式固定在一起。在壳体侧边的开口(未示出)可予以适当的尺寸以便通过它接纳液体药袋235。
图18-20所示的实施例可提供一个独特的低高度的输液泵，它可容易地被病人加载而可不需使用任何另外的工具，其厚度只是略大于膨胀的药袋与被压扁弹簧的长度之和。
图21-24示出按照本发明另一方案的旋钮操作的压板收缩器。参阅图21，其中示出的输液泵238装有旋钮操作的压板收缩器240。压板收缩器240具有一个圆盘状的螺纹件242，它通过一个间隔件246被连接到压板244上。行家当可知道，螺纹件422可以是一圆盘，在其外周上设有螺纹，也可以是一个沿轴向通过间隔件246钻出的孔，在其内设有内螺纹以便接纳带螺纹的旋钮。
参阅图22，设有一个旋钮248以便用螺纹与带螺纹的圆盘242啮合。旋钮242设有一个贯通的孔，其内设有内螺纹。
带螺纹的圆盘242对接在壳体的一部分上，其作用如同一个挡止块，从而可限制弹簧的轴向膨胀。这样，弹簧就可按需要被预加应力。
最好，带螺纹的圆盘242可沿轴向移动而被定位在一个竖井250内。竖井250可以起到多种作用，其中之一为允许加载的输液泵238与排放的输液泵238保持相同的外部轮廓，分别如图23和21所示。另外，竖井250的下限可起到挡止作用，能防止弹簧的进一步膨胀。此外，带螺纹的圆盘242还可用作液面的指示器。
在使用时，使用者将旋钮248插入到竖井250内，旋转旋钮使与圆盘242上的螺纹啮合。连续旋转旋钮可克服弹簧的复位力沿轴向拉动圆盘一直到压板处在完全收缩状态。当完全收缩时，压板与凹槽(竖井)250的下壁对接，如图22所示。在该点上，壳体的下部或是可以拆开以便将液体药袋装入，或是不必拆开，液体药袋可通过侧边的进口装入。因此完全收缩的压板与壳体底部之间的距离最好略大于充满药袋的厚度，使药袋能方便地滑动地定位在其间。
一旦药袋在位，使用只要反转旋钮的旋转方向，并转动旋钮使它从带螺纹圆盘242上离开。一旦旋钮被部分从带螺纹圆盘242上返回，药袋便处在压板244所施加的压力下。
参阅图24，其中示出一个与图21-23所示类似的加载和增压的液体药品发放泵28，包括该泵的某些另外的细节。例如螺纹252的剖视图显示螺纹的宽度在其根部(即螺纹与相应支承结构的连接点)较窄，而在其自由端则较宽。与此类似，用来接纳每一螺纹的槽，其两个侧壁在离开槽底的方向上相向倾斜。这样，螺纹便具有完全的或部分的互锁配合，使壳体的侧壁能采用更薄而更为柔韧的构造材料，同时减少侧壁由于弹簧的复位力而发生塑性变形可以致带螺纹侧壁互相脱离啮合的危险。
另外，设有环状压板导壁253以便在整个发放和重新加载的周期中使压板244的轴向行动更为精确。压板导壁253与环状的弹簧导壁254合作。压板导壁253和弹簧导壁254在一个较优实施例中为两个同心的环状突缘，它们如同望远镜那样，可沿轴向移动或相互离开。
将间隔件246连接到压板244上的替代装置也在图24中示出。虽然间隔件246可用模塑或其他方法与压板244整体制出，但间隔件246由于制造的原因，最好分开制出，然后连接到压板244上。从制造观点看，这样可能较为方便，另外由于压板和间隔件246需要采用不同的构造材料也应这样做。
例如，参阅图24，间隔件246延伸通过压板244上的孔。在压板244的药袋侧设有一个浅凹槽249，该凹槽最好在径向上对称地设在间隔件246的轴线周围。凹槽249接纳间隔件246端头的锚固件247。锚固件247可以是在间隔件246端头整体制出的圆盘或片。或者，锚固件247可在以前的成形操作，如点焊、溶剂连结、热连结或用螺钉或其他紧固件的连结中固定在间隔件246上。
在一较优的实施例中，带螺纹圆盘242、间隔件246和锚固件247都是用合适的耐腐蚀的金属如不锈钢制成的，以便尽可能减少由于反复使用输液泵238而可能发生的应力疲劳。如图24所示，锚固件247最好这样坐落在凹槽248内，使形成一个光滑的外表面以便用来压缩液体药袋。
引用一个可压扁的压板收缩器和限制器，可减少输液泵238的总厚度。例如，参阅图25和26，其中示出一个具有可压扁压板收缩器258的输液泵256。可压扁的收缩器258一般具有一个能相对于第二部262而移动的第一部260。第一部260和第二部262被这样装配使它们在操作时可限制压板远侧的行动如图26所示。采用这种方式，输液泵的底部能被拆开以便将一个药袋放在其内，同时可压扁收缩器258使弹簧保持预应力。
在所示实施例中，第一部260可方便地以有一纵长轴线的管体提供使它垂直于压板268的平面。第一部260的管体261可与压板268模塑成一个整体，或用足够承受所给实施例中弹簧力的传统技术将管体261固定在压板268上。在所示实施例中，第一部260的管体261设有沿径向向内伸出的突缘263，该突缘的作用是可限制相对于第二部262的行程，这在下面还要论述。
在所示实施例中，第二部262为一瘦长的体部264，其上有第一端265和第二端266。最好，第一端265为一横向件如圆盘，一般在一与体部264的纵长轴线成横向的平面内伸展，并且可在输液泵256壳体上所说的凹槽267内作往复的轴向运动。凹槽267终止在一个作为挡板的沿径向向内伸出的环状突缘269上借以限制圆盘状第一端265的行动。见图26。
与此类似，体部264的第二端266设有一个大头以便与管体261上的突缘合作，限制压板268的伸出。这样，第二端最好具有一个或多个倒钩，该钩在下面有一隆起的表面，而在上面有一肩部可与突缘263合作，如图2b所示。在本实施例中，第二端266一般为一圆形的螺钉头，其上开有一个沿轴向延伸的槽270。这种设计可使本发明的构件容易装配，因为第二端266可被压配合在环状突缘263的孔内，从而可在第一部260和第二部262之间提供一个可沿轴向移动的互锁配合。
在图25-26所示的实施例中，压板268克服弹簧的复位力而进行的收缩可用这里所说方法以外的任一种方法完成。例如，第一端265可设有外螺纹，以便用螺纹接纳图22所示那样的旋钮。采用这种方式，第一端265可沿轴向在与弹簧力反对的方向上被拉动，这样便可使压板268退回到图25所示位置。其时，药袋272可被插入到泵256内，例如通过侧边的孔插入，或拆开泵256的底部放入。在引入药袋272后，旋钮(未示出)便可从第一端265上拿掉。如图25所示，第二部262在其后能在第一部260的管体261内滑动而被压扁，以便给输液泵256提供一个光滑的外观轮廓。
或者，在本实施例中也可引用在本文中说过的任何一种另外的收缩结构。
参阅图27-29，其中示出一个特别平的以弹簧为动力的泵，该泵具有至少一个定位在壳体276内的弹簧274，以便在弹簧复位时推动压板277使它抵压在底壁278上借以压缩夹在其间的液体药袋。在一个可旋转的收缩机构279的作用下，压板277克服弹簧274的力而被收缩。
最好，收缩机构279具有一根带螺纹的轴280，该轴可旋转地被连结到压板277上。这可方便地完成只要在轴280的端头设一在径向上扩大的锚固部289，而后通过压板上的一个小到使锚固部289不能通过的孔使该锚280定位即可，如图所示。
轴280的近端(上端)适宜接纳一个曲柄，以便使病人容易转动带螺纹的轴280来使压板277收缩。在所示实施例中，在壳体的上部设有一孔，孔内设有内螺纹以便与螺纹轴280的外螺纹啮合。
在本实施例中，压板277通过螺纹轴的旋转而被收缩，使药袋282能被装在压板和底部之间。在此以后，为了缩小泵的轮廓，可在反方向转动螺纹轴280使它充分前进或部分沿轴向后退而进入到药袋282内如图29所示。为此目的，药袋282最好具有一种材料，该材料允许进行如图29所示那样的柔性的变形，而包含在药袋282内的液体体积与袋的弹性极限有关应足够低以便适应图29所示的移动。
参阅图30，其中示出如图27-29所示的输液泵的端立视图。如同该图所示，标尺283可对泵在整个发放周期内的相对状态给出指示。在所示实施例中，压板277或其延伸部可通过壳体侧边上的开口看见。状态指出285也设在壳体的侧边上使使用者能对发放周期中的剩余部分粗略地作出量的估计。
例如，在所示实施例中，标尺283从100标到零。这个标尺可表示在袋内的剩余药液的百分数。或者，在一个尺寸能容纳100毫升发放袋的装置中，标尺可指示药液的剩余毫升数。在具有单一的、已知流率和药液体积的实施例中，标尺285可以单位时间表示如小时或分钟，这样可反映出发放周期的剩余时间。
在图30中还示出一个用来使压板277收缩的可替代的曲柄装置。曲柄286可绕枢旋转地连结在螺纹轴280上，使它能方便地从存储或使用时的第一紧凑位置287移动到第二准备位置288，在该位置曲柄被定位以便用来使压板277收缩。
参阅图31-33，其中示出具有可压扁的、分成几部分的压板的收缩和保持结构的输液泵的替代实施例。这个实施例允许采用如图27-29所示那样的螺纹收缩器，而且允许将螺纹收缩器重新插入到泵内以便提供一个一般为光滑的外形而不会在药袋上压痕。
参阅图31，第一部290最好具有一个带螺纹的立柱，该立柱与泵的壳体顶部上的孔内的互补螺纹啮合，使带螺纹立柱的旋转拉动立柱沿轴向通过壳体的孔。第一部290的第一端292和第二端293均有一个大头如圆盘状挡板，其理由以前例如曾结合图25-29所示的实施例说明过。与此类似，第二部最好具有一个结构和功能与图25所示的部分260类似的管状件。但在任一实施例中，有多种用来收缩并限制压板的替代结构是会在药袋上产生部分压痕的，这一点本行业的行家在看了本说明后当可清楚。
参阅图32，螺纹轴290的旋转拉动压板使它克服弹簧的复位力产生一个开口以便用来接纳液体药袋。在所示实施例中，两个卷弹簧在剖面图中被示出。但在本发明的设计内，从大约一个到大约五个或以上的弹簧都可容易地被引用。
转动带螺纹的立柱可用任何一种工具，如六方孔板手、曲柄、可旋转的螺帽、电钻或其他，这是行家都知道的。
图31-33所示实施例的尺寸可在相当大的范围内变化，取决于要在给定的发放周期内输送的药品体积以及其他一些行家都知道的考虑事项。但一般地说，该泵在与弹簧纵轴线平行的轴线上的厚度最好不超过约2英寸，而在一个适宜用来接纳0.5英寸药袋的实施例中最好是在约1.4英寸到约1.6英寸的范围内。在本实施例中，在收缩压板和底部之间的距离最好约为0.6英寸，留出足够间隙使药袋容易安装。
最好，如同结合图27-30曾经说明过的，压板的边能通过开口294或其他窗口看到，使使用者能够估计药袋内的剩余液体体积。
用来使药袋容易引入的压板的收缩可替代地通过任何一种液压或气动装置来完成。例如，参阅图34和35，其中设有一个气动提升器以便用来将压板从第二扩张位置移动到第一收缩位置使药袋容易引入。在本实施例中，其中设有一个或多个气缸296以便用来使压板克服一个或多个弹簧297的复位力而前进。气缸296一般具有一个壳体298以便形成一个室299，在壳体298内可沿轴向滑动地设有至少一个可动壁300以便扩大或收缩室299的容积。可动壁300通过间隔件301机械地连结到压板302上。可动壁300没有任何一种已知的密封圈或其他装置以便在可动壁300和壳体298之间得到密封。
在壳体上至少设有一个开口以便与室299连通。操作时，使增压介质源如液体或气体与开口303连通，并在适当压力下将它压入到室299内，从而使壁300克服一个或多个弹簧产生的力而前进。
在一较优的实施例中，设有两个或多个气缸296。这样，例如图35的顶视图所示，输液泵设有七个位在药袋周围的气缸296。为了使压板容易被只是通过单一开口303输入的压力液体或气体收缩，气缸296的每一室299用一条流动途径304互相连通。
按照一个实施例，设有四个气缸296，每一个气缸都有一个约为半英寸的内直径，这样就为每个气缸的可动壁300提供一个约为.196平方英寸的表面面积，就这一组四个气缸而言总计起来就是.784平方英寸。为了提供150磅的升力，假定没有摩阻力，流体需要以大约190磅/平方英寸的压力引入到开口303内。使活塞面积加倍成为1.57平方英寸，例如提供八个活塞而不是四个，气动流体的所需压力便可降到约95磅/平方英寸。多种压力源可被应用，这将在下面论述。
或者，参阅图36-38所揭示的气动收缩实施例，其中示出的气动收缩实施例利用一个或多个柔性的气囊提供所需的力来使压板克服弹簧的复位力而收缩。从图36的顶视图上可看到本发明的一个实施例设有两个瘦长的管状气囊306通过流道307与充气口308连通。如图37和38所示，气囊306的膨胀可推动压板使它克服一个或多个弹簧的复位力而前进，从而在压板310和底部311之间形成足够的空间以便容纳充满的药袋312。
任何一种形状的气囊都可用来完成本发明的这个实施例。一般情况，气囊为一个或多个瘦长的管状体，其在膨胀时的直径可在压板310和底部311之间提供足够的空间来容纳药袋312。气囊306的轴向长度取决于所用药袋的大小，以及一些因素如最大可接受的泵的壳体大小和最大可接受的用来使压板收缩的压力。一般地说，体积较大的气囊306可使用较小的压缩力来使压板收缩，但需要较大的壳体，这一点行家都知道。
充满气囊306的动力可用任何一种方式提供，可用液体介质或气体介质。例如充填口308可设有路厄氏连接器或其他传统装置以便与一容积足够使气囊306膨胀的传统注射器建立起液流上的流通。注射器可充以水或空气，取决于气囊和弹簧的相对的力学性能。在医院或医务所中，可以利用通过墙壁在病房内设有出口的、通常可供的来自集中压气系统的压缩空气。或者，压缩CO2、压缩空气或液体的存储筒也可使用。
参阅图39-41，其中示出按照本发明的输液泵的另一实施例。在这实施例中，压板的收缩是由一个如前所述的带螺纹的旋钮来完成的，并通过一个折叠连杆提升机构的采用来尽量使输液泵的总厚度缩小。
在这实施例中，输液泵314设有一个或多个弹簧320以便在朝向底部318的方向上复位从而推动压板316，这在上面已说明过。为了限制压板316在远侧的行动，如当底部318被卸除时，及为了使压板318克服弹簧320的复位力而收缩，设有一个收缩和保持结构322。
参阅图42，收缩和保持结构一般具有一个折叠连杆组合件324。连杆组合件324允许近端325和远端326在两个位置之间作相对运动，第一位置是近端325和远端326彼此间隔开一个预定的最大距离，而第二位置是近端325和远端326彼此间隔开一个较小的距离。
在图42所示实施例中，连杆组合件324设有用销钉328枢支地固定在近端325上的第一连杆段327。连杆327的远端设有一个与第二连杆段329连接的滑动接头。滑动接头可这样方便地完成，在第一和第二连杆中的任一个连杆上设置一条沿轴向延伸的槽，而在另一个连杆上设置一个销钉332延伸通过该槽，另外再加上锚固件如螺帽、钎焊的垫圈或横插销以便防止销钉332从槽内脱出。
然后将第二连杆329枢支地连接到压板316上，如同在压板316上设置上近端伸出的突缘以便枢支地接合第二连杆329的远端。
本实施例最好在折叠连杆机构324的近端325设置一个可被接纳在旋钮330内的带螺纹的塞头，如同结合以前的实施例曾经说明过的那样。或者，其他收缩结构如杠杆也可被用于本实施例。在带螺纹塞头的实施例中，连杆机构324的一个作用就是能在旋钮旋转时阻止塞头旋转。因此，如果不用连杆机构324而用如多股编织的钢丝绳来替代时，就应另外设置某些对准的结构以便阻止带螺纹塞头的旋转。
在使用时，带螺纹塞头被啮合在旋钮330内，并随着旋钮330的旋转而后彻使压板316收缩到装载位置。当压板克服弹簧复位力而被收缩时，第一连杆327和第二连杆239伸直到其轴向极限。
在装入药袋后，旋钮通过对壳体的反向旋转可被卸掉，这时只要压缩近端325就能将连杆组合件压扁使它返回到壳体内，如图41所示。最好设有可释放的保持结构惟将近端325保持在壳体内或抵压在壳体上，以便在发放周期中将泵的外廓保持为最小。例如，利用壳体材料的塑性可变形性，可将任何一种凹槽和按压配合的相互作用结构引用到近端325和壳体之间。
按照本发明这个方面的一个实施例，连杆组合件324是这样配置的，近端325和远端326之间的最大长度约为1.0英寸。因此，一个松开长度约为7英寸的卷弹簧在发放周期终止时在轴向长度上的膨胀不得超过1.0英寸。另外，装载药袋的输液泵的厚度最好不超过约1.2-1.6英寸，因此连杆组合件324压扁后在近端325和远端326之间的距离在约.3到约.5英寸的范围内。
连杆327和329可用行家熟悉的任何一种方法制造，例如，连杆327和329可从钣金材如铝或不锈钢压出或冲出，然后钻出或冲出合适的槽和枢轴孔，或者可从任何一种塑性可模塑并具有足够强度胜任此用途的材料模塑出来。
在本发明的一个实施例中，连杆327和329由0.1英寸厚的不锈钢片冲出，宽约0.25英寸，长约0.6英寸。槽的轴向长度约为0.4英寸，枢轴用铆钉、螺钉或类似物构成。
在一可替代的实施例中，第一和第二连杆枢支地连接在一起，没有采用滑动接头。这种构造当压板处在收缩位置并且连杆324的近端325被压回到壳体内时可使枢轴331(图41)在侧向上比枢轴332(图42)伸出得更远。显然，图42的实施例可用于直径较小的弹簧320上，当然，还取决于其他设计参数。
作为另一个可替代实施例，连杆连接可以是一个单一的连杆，如图43所示。行家当会知道，具有图43中连杆327′的输液泵将比具有可压扁连杆组合件的实施例具有较大的外廓。另外，在图43所示实施例中，病人施加在带螺纹塞头325上的压力会添加到弹簧力上并潜在地引起流出液体流率的改变。因此，这个实施例虽然制造起来比较简单，只能用于那些对外廓和加压流出无关紧要的场合。
在上述这些设计中，本发明人曾决定要在采用这些设计的装置的整个发放周期中产生一个比较恒定的输出。但即使合理地在弹簧上预加应力，输出压力在发放周期中一般仍会随着弹簧的松驰和药袋上压力接触面积的改变而下降。采用具有较高弹簧常数的弹簧或较高的预加张力虽然能在整个发放周期中改变初始力和终止力，但一般并不能可观地使输出力或接触面积均一。
当发放内含物时，在一将袋内压力恒定地维持在5磅/平方英寸的试验中曾经发现，需要施加在袋上的力要从发放周期开始时的24磅力增加到发放周期将近完毕时的40磅力。
因此，按照本发明的另一方案，设有一个元件以便将一个阻尼或阻力引入到压板的远侧行动内，从而使输出压力连续保持均一。最好，对压板远侧行动的阻尼量在一部分或整个发放周期内连续变化，在发放周期开始时有一最大值，并在发放周期的开始和终止之间的某一点达到最小点。最好，在整个发放周期内阻尼元件所提供的下降的阻尼能补偿下降的弹簧力，使在整个发放周期内产生一个基本上均一的、净的弹簧力和药袋接触面积。在这两者之间，药袋接触面积的变化具有比下降的弹簧力更大的负面影响。
现在参阅图44，其中示出的输液泵334具有一个或多个多个弹簧以便在复位时将一压板338抵压在药袋340上。压板338设有至少一个阻尼元件342以便在经过至少一部分行程时与一摩擦元件342接触。阻尼元件342可被设置成任何一种形式，并能在压板338的平面内沿径向向外伸展，或沿轴向与压板的平面间隔开一个距离，如图44所示。
在所示实施例中，阻尼元件342具有一个沿轴向延伸的支柱345，在其近端有一个一般为横向的元件346。元件346至少与一个摩擦表面344接合，在所示实施例中，当元件346在朝向远侧的方向上行动时，该摩擦表面344沿径向向外离开元件346而倾斜。元件342最好为弹性材料如橡胶或其他弹性体如聚氯丁橡胶。
元件346和表面344可具有任何一种形状。例如在所示实施例中，元件346可以具有圆盘的形状，在一个一般为截圆锥形的井内延伸，而该井有一环状的摩擦表面环绕井的周围延伸。或者，表面344可只设在一个两侧对称元件342的一侧或相对的两侧。压板338在朝向近侧的方向上收缩时迫使元件342抵压在表面344上成为一个较紧密的配合，而当元件342沿轴向被拉向远侧的方向时，这个配合就会消散。
在一简化的实施例中，输液泵壳体的内壁在其内周的全部或一部分上被制成倾斜或略呈阶梯形。这个倾斜或成阶梯区域在朝向近端的方向上沿径向向内伸出，因此最小的横截面面积发生在发放周期开始时。在该点上，元件342的径向上外边与阶梯或斜面摩擦接合，对向远侧的行动提供一个阻力，而在压板向远侧行动的某一点上，这个阻力消散或消失。
一般地说，在一阶梯形摩擦表面的实施例中，阶梯的延伸不超过行程的第一个二分之一或三分之一。但所需的摩擦程度、倾斜率或阶梯远侧边的位置要随弹簧常数、预应力量和药袋接触面积而变，对任一具体的实施例并可由行家通过常规的实验使该实施例优化。
按照本发明的一个实施例，阻尼元件的构造如图44所示。将一50毫升的药袋插入到输液泵内，然后测量施加在药袋上的弹簧力的变化，以及阻力元件造成的阻尼，液体发放量每增加10毫升时测量一次。结果如下表1充液 弹簧力，磅 输出压力， 阻尼，磅 净变化有 输出，磅/量，毫 磅/平平方 有阻尼元 阻尼元件 平方英寸升 英寸 件 有阻尼元无阻尼元件 件50 40 +8 -13 0 540 39 +7 -11 0 530 38 +5.9 -8.8 0 520 37 +4.4 -6.4 0 510 36 +2.4 -3.4 0 50 35 00 0 5按照本发明的另一方案，设有发放周期的状态指示器，该指示器可容易地装到任何一个以前揭示的实施例内。参阅图45，其中示出一个位在输液泵的压板349和底部350之间的液体药袋350。最好至少有一部分底350具有一个透明的窗口352，如由聚碳酸酯或透明的聚丙烯或其他行业中熟知的材料构成的。在药袋348和压板349之间设有一张薄膜，这将在下面详细说明。
在压板349或压板的盖上设有至少一个凸起的标志356如同一个E字指示已经“放空”。凸起的标志最好是从压板的平面上突起。
当药液被完全从袋348内排出时，凸起的标志356被压板349抵压在薄膜354上，这样在压板上凸起的标志356便可从设在输液泵底部350的窗口看到。为此目的，薄膜354可由任何一种材料如橡胶或硅树脂构成。薄膜354的厚度最好在约0.20英寸到约0.30英寸的范围内。但薄膜354的厚度和材料可作相当大的变化，取决于薄膜上的天然着色和在弹簧力下的可压缩程度。凸起的字母最好从压板表面突起约0.04英寸的高度。
参阅图48到51，其中示出一个按照本发明另一方案的外廓特别低的滑动弹簧收缩器。输液泵360设有一个壳体362，其内有一压板366，该压板被一个或多个弹簧364复位时推向液体药袋368的方向。在所示实施例中，设有四个圈弹簧364，都各具有一般为圆锥形的形状，以致压缩后的弹簧的轴向长度并不比弹簧圈线的直径大，如图50所示。
压板366由一个或多个可移动地设在对壳体362倾斜的途径如槽370上的杠杆374驱动克服弹簧364的复位力而收缩。最好，至少设有一对相对的杠杆374和376，在所示实施例中，还设有第二对杠杆375和377。参阅图49，杠杆374嵌在壳体362上形成的槽370内。槽370在轴向和朝中间的方向上从第一端371倾斜到第二端379。与此类似，杠杆375在槽372内行动，它在轴向上向中间倾斜。采用这种方式，使用者可将拇指放在杠杆375上，前指放在杠杆374上，同时压迫两个杠杆以便使压板克服弹簧复位力而前进。杠杆376和377的镜像对的包括在内为的是可在壳体362对侧的相应倾斜槽(未示出)内走动，使用者每一手只需施加一半的力，这样可在输液泵内提供一个更合适的力量分布。
在本发明的一个实施例中，每一杠杆374、375、376和377都可分开移动地装在壳体362内它们各该的槽内。例如，每一杠杆都可与压板366整体模塑出来或分开制造而后固定在压板366上，另外，最好设有轴承如滚柱轴承(未示出)以便在相应的倾斜的行动途径内往复行动时减少摩阻力。
或者，每一对杠杆的相对件可通过装置的中心连结起来形成一个在其中贯穿延伸的单一的轴。例如，杠杆374和376的相对端可以是一根单一的轴，该轴延伸通过或接近压板366。这种设计可在某些方面简化泵的构造，例如可以消除常会在轴承上发生的转矩及/或可以消除杠杆到压板366的连接。单一的轴或者可永久地装在壳体内，或者可卸去地定位在一个贯穿的空腔内，使当一旦药袋被插入，便可将该轴卸除。
在所示实施例中，相对的杠杆374和376为一整体杆的相对端，而相对的杠杆375和377类似地也是一个整体杆的相对端。在本实施例中这些轴沿着压板366的药袋368侧延伸，如图50和51所示。图50示出本发明一个实施例的侧视图，其中这些杆被保持在收缩位置以便插入药袋368。图51示出图50中实施例在发放周期中某一点的情况，其时这些轴保持在与压板366接近的位置上。
参阅图49，在杠杆374的行动途径的最靠近中间的极端上设有一个滞留窝380，以便用来在装载时可移走地将杠杆374保持在完全收缩的位置上。在每一个杠杆都前进到滞留窝380内后，压板366就被可释放地保持在收缩位置，这时就可将液体药袋368插入到压板366和壳体362的底部之用。插入可用本文在别处揭示过的任何一种方法进行，如通过壳体362侧边的开口引入液体药袋368，或在壳体362上设有铰接的底部，可以将该底部打开以便将液体药袋368插入。在装入药袋后，每一杠杆可在侧向略微移动脱离滞留窝380，使杠杆374不再能将弹簧保持在偏置位置。此后这些杠杆便可从装置上抛走或在铰接点(未示出)折转以便缩小位置的周边轮廓。
在所示实施例中，杠杆374行动途径的角度是由槽370的角度确定的，最好，这个偏离压板366中心区平面的角度从约10°到约20°。行家当会知道，当杠杆374的行动途径趋向与压板的平面垂直时(即趋向于弹簧364行动的纵轴线时)，使压板克服弹簧复位力而前进的杠杆效益将会消失。因此，在一个实施例中，槽可在垂直于压板平面的方向上延伸。但这样，病人就要花较大的力气来使压板克服弹簧复位力而收缩。
杠杆374的行动途径与压板366平面之间的角度范围的下限取决于好几个因素。行动途径的轴向分量必须足够以便使压板366完全收缩从而药袋368能被插入。因此，当该角度下降到超过某一限度时，行动途径的长度必须增加方能获得相同的轴向分量；从而装置就需有一较大的外周尺寸。在一个较优的实施例中，壳体362的长度约为5英寸，在弹簧纵轴线方向上壳体的厚度约为0.9英寸。槽370与压板366中心区平面的倾斜角度约为15°，槽的长度约为2.2英寸。
按照本发明另一个实施例提供的改进的弹簧复位进行静脉内输液的泵具有一个平行四边形的“剪刀”式的连杆机构可用来将弹簧力传送到药品存储器上。参阅图52，该泵400具有一个壳体401，该壳体可制成一个整体，或由两个或多个可拆开地连接起来的零件构成，如前所述。
参阅图53和54，较优的可拆开的壳体401具有一个盖402和一个底404。它们都有一个在轴向上延伸的环状壁442和444。互补的螺纹最好设在底404环状壁442的外表面上和盖402环状壁444的内表面上如前所述。或者，盖402和底404的接触表面设有互补的销钉和J形成L形的槽来得到一个压入并扭转的互锁。从前面的说明中可以知道，任何一种可替代的互锁结构都可用于本发明的壳体401。
盖402和底404最好用生产医疗器械壳体的传统技术如热塑性或热固性聚合物的注射模塑制成。或者，可应用任何一种其他技术包括用钣金材来制造，行家当然都熟悉。
一般地说，底404、环状壁442、环状壁444和盖402共同构成一个室448用来容纳输液装置的功能零件。在所示实施例中，压板部410被弹簧和连杆组合件411偏置而抵压在一个存储器如柔韧的药袋406上。
药袋406用经由开口450延伸通过壳体的流出液体管线448在液流上与病人连通。行家应该知道如何修改开口450来适应盖402和底404之间的关系。在液体管线448上设有流量调节器(未示出)以便调节药品的流量。
一般情况，按照本发明打算使用的药袋，其直径在约3.5英寸到约5英寸的范围内，厚度从约0.5英寸到约0.1英寸。但按照本说明，适宜接纳其他尺寸的药袋的输液泵能容易地制造出来。
参阅图53到54，设计用于3.8英寸直径、1英寸厚、100毫升药袋406的压板410的实施例，有一平坦而圆形的中央接触面积413，其直径在药2.4到约2.8英寸的范围内，和一倾斜而离开压板410的存储器接触侧的环部415，环部的外直径一般在约3.4到3.6英寸的范围内以便用于3.8英寸直径的平药袋406。药袋406在充满时的直径约为3.5英寸。环部415的表面相对于中心接触表面413的平面的延伸部的角度最好在约10°到约45°的范围内，更合适是在约10°到约30°的范围内。
一般地说，在中央接触表面413和环部415的径向上最向内的极端之间的转变点417是这样定位的，使圆形的中央接触表面413基本上完全覆盖液体药袋406上表面的平面部，参阅图53，在药袋406的一般为平面的上表面上有一外部极限或转变点407，从该点起药袋406的周边区开始偏离上表面409的平面。
如图53所示，药袋406上的转变点407粗略地与压板410的转变点417重合。参阅图54，底板408的内表面的外形被制成与压板410互补的叠合表面。最好，压板410有一导壁425如一沿轴向延伸的环状突缘以便在压板410将药袋406抵压在壳体410的底部404上时用来使压板410稳定。
压板410通过连杆组合件411被复位力推动到药袋406上。一般地说，连杆组合件411具有一个或多个复位元件，其纵长轴线与压板410行动的纵长轴线成一角度。最好，复位元件的轴线大致与压板410行动的轴线垂直。如同下面将要述及，复位元件最好为一个或多个弹簧，该弹簧具有至少一个同心或平行的弹簧导引件如中心轴或管状盖。
在所示实施例中，弹簧导引件414沿着一条与压板410行动的轴线方向垂直的轴线延伸。弹簧导引件414可方便地采用带螺纹的金属杆，其长度在约3.0到约3.4英寸的范围内，直径从约.125英寸到约.250英寸，行家当可知道应如何变化。
在一个实施例中，弹簧导引件414为一根单一的或分段的轴，其上设有连续的螺纹延伸通过整个长度，这时管状套可方便地设置在螺纹轴的各部分上，而螺纹轴可滑动地带动其他运动部件，这将在下面论述。或者，弹簧导引件414可构成一个一般为光滑的杆，只在其远端设有带螺纹区以便用来接纳螺帽416和416′。
弹簧挡被装在弹簧导引件的任一端上。行家当然知道哪一种装置可被用来将弹簧保持在受张力的状态。例如，一个螺帽或螺帽加垫圈用螺纹啮合在弹簧导引件414上是便于采用的，不仅由于从制造观点看，而且由于制造者只要简单地转动螺帽便可调节弹簧张力的张力。
在所示实施例中，弹簧挡419设在弹簧导引件414的每一个侧向端头上用来限制每一弹簧的侧向膨胀。弹簧挡一般具有一个沿径向向外伸展的环状突缘，其上有一孔421沿轴向贯穿延伸用来接纳弹簧导引件414的带螺纹部。弹簧挡419还具有一个通过径向平面的足够的横截面面积以便限制弹簧的膨胀。每一弹簧挡419最好设有一个沿轴向延伸的管状套418和418′，该套在装配好的泵内在弹簧内沿着弹簧导引件向中间延伸。在所示实施例中，管状套418和418′具有与弹簧导引件上螺纹互补的内螺纹以便牢固地用螺纹将弹簧挡419保持在位。
在一替代实施例(未示出)中，如同上一实施例那样，弹簧挡419具有一个沿径向向外伸展的环状突缘423和一个沿轴向延伸的管状套418。但不同的是，将弹簧挡419保持在位的方法是用一带螺纹的螺帽直接固定在弹簧导引件414上的向外伸展的环状突缘的外侧。在这个实施例中，在孔眼421和沿轴向延伸的管状套418的内壁上的内螺纹都不再需要。虽然采用侧向的带螺纹螺帽从制造观点看是方便的，但这样做将使弹簧导引件的总侧向长度增加，这时给定的实施例可能是不希望有的。
弹簧412和412′在两个弹簧挡419和两个可沿轴向移动的滑块420和420′之间被压缩。在一个实施例中，弹簧412和412′由直径约为.085英寸的琴钢丝构成，更小的直径如0.080英寸也可使用但要增加预加载荷。
在双弹簧的实施例中，弹簧412和412′的弹簧常数最好在约80磅/英寸到约130磅/英寸的范围内。每一弹簧412和412′在其未被压缩状态约为1.7英寸长，而在其如图53所示的充分被压缩状态约为0.9英寸长，直径为1/2英寸。弹簧412和412′从发放周期开始时的如图53所示的压缩状态到发放周期终止时的如图54所示状态的轴向行程之和约为0.7英寸。
滑块420和420′起到中间的弹簧连接件的作用，它们机械地把弹簧向中间的行动与连杆组合件411和压板410连结起来。在所示实施例中，滑块420和420′的外形一般为长方形并在其侧边有一环状或管状的凹，该凹腔并不贯穿滑块420和420′的整个轴向长度。弹簧412和412′分别配装在滑块420和420′的凹腔422内。滑块420和420′还具有通过其中心的、沿轴向延伸的管状孔，从而使滑块能沿轴向在弹簧导引件414上滑动。
滑块420和420′可由任何一种耐用的材料如铝、不锈钢或医疗器械行业公知的其他金属构成。但最好采用坚强而质轻的塑料如杜邦公司可供的Delrin材料。最好采用聚合物的滑块或镀层，因为当被弹簧412和412′复位时，它们能较轻易地在弹簧导引件414上滑动。
滑块420和420′各有两个相对的侧面与弹簧导引件414平行并各有一根滑块枢轴438贯穿这两个侧面。行家当会知道，这里所说的枢轴和相应凹腔的相对定位使本装置能容易地被反转。
两个连杆424和426的第一端可绕枢旋转地被固定在枢轴438上。连杆424的第二端被连接到一根锚固枢轴436上，该枢轴又被连接到盖402上。连杆426的第二端被连接到压板枢轴434上，该枢轴又被连接到压板410上。连杆424和426构成一个剪刀式的形状，该形状为连杆428和430所成形状的镜中映像。这四个连杆424、426、428和430连接在一起构成一个可调节的平行四边形连杆机构，这是行家都知道的。在滑块420和420′的对面的垂直壁上最好还有一个完全相同的平行四边形连杆机构，如图55所示。
锚固枢轴436被固定到连接件432上，该连接件最好被固定到盖402上。压板枢轴434被固定到压板连接件440上，该连接件最好可支承枢轴地装在压板410上。
在一较优实施例中，压板连接件440的上部设有凸轮状的轮廓，该轮廓的成形和大小符合每一滑块420和420′的下侧边所要走的途径。合适的凸轮状表面可由环状、拱状元件440提供，或由一个或多个具有凸轮状外廓的一般为平行平面的元件提供，这是行家都知道的。能跟踪滑块420和420′的下侧边的行动途径的凸轮表面在运行时可限制压板410的平面偏离其正常位置的程度，该正常位置一般与底板408的平面平行。最好，连接件440的凸轮状部的外表面能与每一滑块420和420′的走动途径充分接近使压板的倾侧不超过约5％。
作为本发明的剪刀式实施例的另一个可供选用的装置为液面指示器451，见图54。液面指示器451一般具有一个连杆机构452，该连杆机构被可绕枢旋转地连接到剪刀式组合件的移动部分上，并被连接到液面指示器451上。液面指示器最好可滑动地装在一条与标尺(未示出)邻近的轨道上并校正，使液面指示器和标尺能指示剩余的液体体积。
在将药袋406插入到底部404内并将底部404与盖402接合后，弹簧412和412′的压缩达到最高点。随着弹簧412和412′在与压板行动的轴向垂直的方向上将力释放出来，滑块420和420′在弹簧导引件414上相向滑动，使连杆424、426、428和430的两个中间端在轴向上相互离开得更远。通过这个机构弹簧发出的力就通过连杆424、426、428和430和压板连接件440被传送到压板410上。在整个发放周期中随着弹簧张力的减弱，被连杆424、426、428和430传送到压板410上的弹簧力的分力却增加。因此能够保持一个令人惊奇的基本上恒定的药液输出压力一直到药袋基本上被压扁为止，如图54所示。这个将在下面论述的实验中得出的惊人结果正好能满足要在一段时间内以恒定的速率将药品用输液的方式输送给病人的药物疗法的需要。连杆424、426、428和430所获得的机械效益可对发放周期中弹簧张力的减弱和药袋接触面积的增加作出补偿。
实验1泵的构造按照图52-55所示实施例构造压板，弹簧412和412′由直径约为.085英寸的琴钢丝制成，外直径约为0.5英寸，弹簧常数约为111磅/英寸，在未被压缩状态的长度约为1.7英寸，而在充分被压缩状态的长度约为0.9英寸。在如图53所示的发放周期开始时的被压缩状态到如图54所示的发放周期终止时的状态，两个弹簧412和412′的轴向行程之和约为0.7英寸。每一侧的弹簧被预加载荷到约35磅，并经测量以便产生一个约为160磅的总弹簧力。滑块420和420′由杜邦公司供售的Delrin材料制成。四个连杆中每一连杆从枢轴到枢轴的长度约为0.8英寸。压板和相对的壁基本上都是平直的以便杜绝由于弹簧复位组合件而造成的压力效应。
实验2压板泵的试验将一个50毫升的药袋插入到实验1的压板泵中，在发放周期中随着药袋406的体积的缩减，测其从药袋406发出的输出液体压力。表1示出从这个实验得到的积累的数据。
表1从药袋排出的输出液体体积，毫升压力，磅/平方英寸05.0.5 5.015.025.0
3 5.04 5.05 5.010 5.015 5.0520 5.125 5.130 5.135 5.140 4.9542.54.645 4.4546 4.2547 4.147.59.048 3.948.53.549 2.450 0从上述实验得出的数据在图56中被画出，该图示出以立方厘米计的排出药液体积对以磅/平平方英寸计的输出压力的关系。输出压力变化的百分率对排出体积的关系在图57中示出。图57示出在发放周期中由压板泵400在药袋406的药液中产生的异乎寻常稳定的输出压力。
实验3 100毫升体积的试验在实验3中，用100毫升的药袋更换50毫升的药袋，然后重复进行上面实验2的实验，得到下列数据表2从药袋排出的输出液体体积，毫升压力，磅/平方英寸05.154.610 47
20 4.7530 4.7540 4.650 4.5560 4.470 4.280 3.9590 3.695 3.499 2.9100 0图58示出在发放周期中的输出压力。图59示出在发放周期中压力变化的百分率。
将药袋406中的药液容积自50毫升明显增加到100毫升，在发放周期内并显著地影响药袋406的压力变化。
参阅图61-65，其中提供的液体容器500可适用于以前揭示过的任一种压板泵的实施例。液体容器500最好具有一个可压扁的药液存储器或袋510在液流上与一条流出液体管线530连通。流出液体管线530可被引导到图61中虚线所示的注射装置540上，该装置在图7中也曾示出过。流出液体管线530可用标准的聚氯乙烯管或行家所知的其他材料。
最好药液存储器510有一第一表面508和一个一般与它相对的第二表面509。第一表面508和第二表面509均各有一个基本为平面的中心部512和513。在一直径约为3.5英寸的药液存储器内，一般为平面的中心部512和513的典型的直径在完全充满的状态下在约1.5英寸到约3.0英寸的范围内，最好从约2.4英寸到约2.8英寸。
在第一表面508和第二表面表面509的圆形中心部512和512的周围有一转变部514。转变部514为存储器510的表面上偏离第一表面508或第二表面509的平面的部分。这样当药液存储器充满时，转变部514就把平坦面圆形的中心部512和513与径向上最外边的倾斜部516连结起来如图62所示。
两个在径向上最外边相对的倾斜部516最好在接缝520上连结起来。对于“无缝”袋的外周边，本发明也把它作为“接缝”，这种无缝袋如同可通过行业中公知的任何一种典型成其他塑性成形技术制造出来的那种袋。
第一表面508和第二表面509最好由两张可适当地结合的无弹性材料的片坯构成，该材料还要对所需药液的存在具有适当的稳定性。两张片坯可在接缝520处用任何一种连结技术连结，如热连结、溶剂连结、粘合剂粘合或射频焊接。药液存储器最好用美国第6级的聚氮乙烯构造，这种材料适宜用来将药品发放给病人但行家所知的其他材料也有供售并可被使用。
如图63和65所示，流出液体管线530可用射频焊接或其他连结方法在接头525处连结到药液存储器510上。这里说的其他连结方法如热连结、溶剂连结、粘合剂粘合或摩擦结合都是行家所熟知的。
最好，图61-65所示的药液存储器的直径在约3.5英寸到约5英寸的范围内，高度在约0.5英寸到1.0英寸的范围内。一般地说，药袋的直径受到所用压缩机构的型式的影响。例如，在图1的带螺纹的蛤壳实施例中，一个直径约在4英寸以上的药袋就需要用一个泵，其直径大到不能为许多病人方便地握持。但其他压缩机构却能容易地用于5英寸、6英寸或更大直径的药袋上。药袋的高度或厚度通常是由所需的体积和最大所需直径控制的。
对于本发明的许多用途，液体容器500最好含有50毫升的液体。虽然这样的体积对本发明较为适宜，但按照本发明的说明，其他尺寸的液体容器可容易地构造出来。本说明已考虑到这种尺寸变化的液体容器。
液体容器500的一个重要方面是要能够承受本文所公开的压板泵施加给它的压力。另外，液体容器500最好较无弹性为的是减少压板泵施加在液体上的压力的变化。当药液存储器510和流出液体管线530处在发热周期内时，液体容器500的圆盘形状最好能造成遍及接缝520的基本上均匀的压力分布。如上所述，这个均匀的压力分布可减少局部应力的积聚，该局部应力能导致容器500的断裂。
液体容器500的另一个优点为多个充满的液体容器500可用堆积的方式存储在冰箱内。另外，当液体容器500放空时，需要处置它们的体积极小，因为中空的液体容器500是扁平而柔韧的。
除了具有圆形外廓的液体容器外，按照本发明还可构造其他形状的存储器。例如，参阅图66-69，一个具有一般为平面的方形的顶表面562和底表面563的方形药液存储器560可被用来与压板泵的各种实施例连接。与圆形药液存储器类似，方形药液存储器560的顶表面和底表面具有一般为方形的平坦的中心部、转变部564和径向上最外边的倾斜部566。最好用高频焊接来连结接缝572并将药袋560在接头568处连结到流出液体管线570上。
参阅图70-73，可以提供斜方形的药液存储器561。另外，还可提供六角形的药液存储器580和581(图74-81)，其中有接头582在六角形药液存储器580(图74-77)的一边上的，还有接头583在六角形药液存储器581(图78-81)的一角上的。参阅图82-89可见，可提供的药液存储器还有八边形的(586)、十边形的(588)、十二边形的(590)和二十四边形的(592)。
在另一个实施例中，本发明包括设计用于长方形药袋上的压板泵。参阅图90，该泵600具有一个由盖602和底604构成的壳体601。盖602和底604最好用生产医疗器械的传统技术和热塑性式热固性聚合物的注射模塑制成。或者，任何一种其他技术包括用钣金材制造也可使用，这些技术是行家所熟悉的。
在制造时在盖602内可形成一个存放摇柄的凹槽608。如下将述，摇柄610被用来提升和降低在泵600内的压板。当压板在药袋(未示出)上施力时，摇柄610最好从泵600上离开。摇柄610可被嵌入到摇柄存放凹槽608内，该凹槽为不在使用的摇柄610提供方便的存放位置。在摇柄610上可设有一个提升攀609。该提升攀609可帮助使用者从摇柄存放凹槽608内取出摇柄610。
盖602还可含有一个脊部612。在一个实施例中，脊部612被制成小山状，在其中心设有一孔614用来插入摇柄610。但脊部612也可设想采用其他形状，行家当可容易知道。在操作时摇柄610的一部分最好在盖602的上方与盖间隔开，从而使使用者在转动摇柄时不会受到盖602的干扰。
在底部604的一个面619上可设有一个带孔615的连接片613。因为该泵600的设计是用来给病人长期携带的。有了该连接片613便可方便地将泵600提起。一个裂开的环、一条绳或其他材料都可用来穿过连接片613内的孔615以便将它提起，然后可将泵600固定在静脉输液杆上或病人身上。当然，连接片613可与盖602成为一体。另外，其他连接装置可被用来帮助病人搬运该泵600。
图91示出泵600的分解图。泵600包括盖602、摇柄610、弹簧和连杆组合件620、压板630、连接螺栓645和底604。在泵600操作时有一长方形药袋640被嵌入在底604内作为药液存储器。
盖602上有一外周边缘606，该外周边缘606可滑动地接合到底604上的一个相应的槽616内。当盖602的边缘606插入到底604的槽616内时，底604和盖602合作构成一个室646以便用来容纳输液装置的功能零件和药袋640。或者，底604可有一边缘而盖602可有一槽以便进行盖602和底604的可滑动的接合。
在所示实施例中，弹簧和连杆组合件620被连接在压板630和盖602之间。弹簧和连杆组合件620含有连接销624-627(图92)。在压板630的顶侧631上制有一对连接销接纳件632和634。连接销624和627插入到销接合件632和634内。在盖602的底侧上制有一对相应的销接纳件(未示出)，连接销625和626插入在盖602的销接纳件内。这种连接可将弹簧和连杆组合件620固定在压板630和盖602之间。
如图91所示，连接螺栓645最好插入通过压板630上的孔636、通过可动滑块621和623形成的孔622、并通过盖602上的孔614。摇柄610的带螺纹孔611具有与连接螺栓645上的螺纹646相配的螺纹。摇柄610上的螺纹与螺栓645上的螺纹啮合使压板630在转动摇柄时可通过弹簧和连杆组合件620而移动，这将在下面说明。当摇柄610完全与螺栓645接合时，泵600处在开启位置。当泵600处在开启位置时，压板630完全收缩在盖602内。这样可使盖602从底604上方开而不会受到压板的干扰。当摇柄610被转动使它离开螺栓645时，压板630通过弹簧和连杆组合件620开始下降到底604内。
药袋640最好通过一条流出液体管线648在液流上与病人连通，该管线延伸通过底604而从开口650出去。行家当可知道如何修改开口650使它适应在盖602和底604之间的各种关系。在液体管线348上可设置一个流量调节器(未示出)来调节药液的流量。
一般地说，打算使用在本发明这个实施例内的药袋为公知而在本行业内使用的标准药袋。标准药袋现下由Abott Laboratories and BaxterHealthcare生产。但适用于泵600的药袋可按照本说明容易地生产出来。药袋640包括一个液体存储器部641、一个注射口642和一个液体发放口644。
当从药袋640内将药液发放给病人时，只有液体存储器部641被压板630压缩。注射口642和液体发放口644一般并不被压缩。压板630大约为与药袋640的液体存储器部641具有同样的大小。为了保护药袋640的注射口642和液体发放口644，底604上最好设有由壁652、654和656形成的两个隔间653和655。注射口642配合在隔间653内，而液体发放口644配合在隔间655内。当药袋640在泵600内时，注射口642和液体发放口644都被隔间653和655保护着，只有液体管线648被暴露在泵600外。
参阅图92、93和94，压板630通过弹簧和连杆组合件620将力施加在药袋640上。一般地说，弹簧和连杆组合件具有一个或多个复位元件，该元件具有一条与压板630行动的纵轴线成一角度的纵轴线。最好，复位元件的轴线大致与压板630行动的轴线垂直。如同下面将要论述，复位元件最好为具有至少一个弹簧导引件的中心轴或管状盖的一对或多对弹簧。因为在该较优实施例内，泵600被设计成便携式，因此最好尽可能将泵制造得既薄又小。为了减少泵600的总高度，最好采用两对弹簧作为复位元件。这样做有好几个优点第一，施加同样的力，采用的弹簧和导引件只需具有一对弹簧时的一半直径。采用直径较小的弹簧便可使泵600的总高度降低。第二，弹簧在侧向上间隔开有助于给压板630提供一个平衡力。应用这个平衡力，压板630在下降到底604上时可减少晃动。
在所示实施例中，有一对弹簧导引件664和665沿着一条一般与压板630的行动方向垂直的轴线延伸。弹簧导引件664和665为一金属杆，其长度在约3英寸到约5英寸的范围内，其直径从约.125英寸到约.250英寸，行家当然知道应如何变化。
在一实施例内，其中弹簧导引件为一单一的或分段的轴，其上设有连续的螺纹一直延伸到整个长度。这时一个管状套可方便地设置在螺纹轴的一部分上以便可滑动地带动其他移动零件，这将在下面论述。或者，弹簧导引件664和665可由一根一般为光轴构成，又有在其远端上设有带螺纹区以便接纳螺帽670。
在弹簧导引件664和665的任一端都设有弹簧挡675。行家当然知道哪一种装置可被用来将弹簧保持在受张力的状态。例如一个螺帽或螺帽加垫圈用螺纹啮合在弹簧导引件664和665上将是便于采用的，不仅从制造观点看，而且由于制造者只要转动螺帽便能调节弹簧的张力。为了防止弹簧挡675在弹簧导引件664和665上旋转，可用环氧树脂粘住，这是行家都知道的。
在所示实施例中，在弹簧导引件664和665的每一侧向端都设有一个弹簧挡675以便用来限制各该弹簧的膨胀。弹簧挡675一般为一沿径向向外伸展的环状突缘，其中心有一贯穿孔679用来接纳弹簧导引件664和665的带螺纹部分。弹簧挡675还具有足以限制弹簧膨胀的横截面面积。弹簧挡675最好设有一个沿轴向延伸的管状套682，该套在装配好的泵内在弹簧680内沿着弹簧导引件664和665延伸。在所示实施例中，该套682具有与弹簧导引件664和665上螺纹互补的内螺纹，以便用螺纹将弹簧挡675牢固地保持在位。
在一替代实施例(未示出)中，如同上一实施例那样，弹簧挡675具有环状突缘677和主套682。但不同的是，将弹簧挡675保持在位的方法是用一个分开的带螺纹的螺帽直接固定在弹簧导引件664和665上。在这个实施例中，孔眼679和管状套682的内壁上的内螺纹都不再需要。虽然采用分开的带螺纹螺帽从制造观点看是方便的，但这种做将使弹簧导引件664和665的总侧向长度增加，这对给定的实施例可能是不希望有的。
弹簧680在两个弹簧挡675和两个可动挡块621和623之间被压缩。在一个实施例中，弹簧680由直径约为.080英寸的琴钢丝构成，更小的直径如.062英寸也可使用但要增加预加载荷。
在双弹簧的实施例中，弹簧680的弹簧常数最好在约80磅/英寸到约90磅/英寸的范围内。每一弹簧680在其未被压缩状态约为1.62英寸长，而在其如图93所示的充分被压缩状态约为.90英寸长，直径为.50英寸。弹簧680从发放周期开始时的如图93所示的压缩状态到发放周期终止时的如图94所示的状态的轴向行程之和约为.90英寸。取决于所选用的弹簧常数，发放周期可从半小时变化到八天。上述这些尺寸是对100毫升药袋使用的泵而言。对于较大或较小的药袋，尺寸当然会变化，这是行家容易知道的。
可动挡块621和623起到中间的弹簧连接件的作用，它们机械地把弹簧680向中间的行动与连杆组合件620和压板630连结起来。参阅图92，挡块621和623的外形一般为长方形并在其内侧有一半圆形的切口661。切口661可具有其他形状只要当挡块621和623互相接触时连接螺栓645能配合通过挡块621和623即可。挡块621和623还具有环状或管状的凹腔662，该凹腔并不贯穿挡块621和623的整个长度。弹簧680分别配装在挡块621和623的凹腔662内。挡块621和623还具有通过其中心的孔660，从而使挡块能沿轴向在弹簧导引件664和665上滑动。
可动挡块621和623可由任何一种耐用的材料如铝、不锈钢或医疗器械行业中公知的其他金属构成。但最好采用坚强而质轻的塑料如杜邦公司可供的Delrin材料。最好采用聚合物的挡块或镀层，因为当被弹簧680复位时，它们能较轻易地在弹簧导引件664和665上滑动。
挡块621和623的两个相对的侧面各具有一孔686。该孔的内螺纹与枢轴螺钉688的螺纹匹配。枢轴螺钉688可用螺纹通过孔686接合到挡块621和623上。
两个连杆690和692的第一端可绕枢旋转地被固定在枢轴螺钉688上连杆690的第二端被连接到连接销625上，该连接销又被连接到盖602上。连杆692的第二端被连接到连接销624上，该连接销又被连接到压板630上。连杆690和692构成一个剪刀式的形状，该形状为连杆694和696所成形状的镜中映像。这四个连杆690、692、694和696连接在一起构成一个可调节的平行四边形机构。这是行家都知道的。在可动挡块621和623的对面的垂直壁上最好还有一个完全相同的平行四边形连杆机构，如图92所示。
参阅图93，在将药袋640插入到底部604内并将底部604与盖部602接合后，弹簧680的压缩达到最高点。随着弹簧680在与压板630行动方向垂直的方向上将力释放出来，挡块621和623在弹簧导行件664和665上相向滑动，使连杆690、692、694和696的第二端移动到相互离开得更远。通过这个机构，弹簧发出的力就通过连杆690、692、694和696及销接纳件632和634被传送到压板630上。在药袋640的整个发放周期中随着弹簧张力的减弱，被连杆690、692、694和696传送到压板630上的弹簧力的分力却增加，因此能够保持一个基本上恒定的药液输出压力一直到如图94所示的药袋640基本上被压扁为止。所可得到的基本恒定的输出液压如上述实验2和3所示。在发放多种药液如化学治疗药剂时特别需要恒定的液压。如上所述，本发明尤其适用于长达八天的发放周期。在一个八天的发放周期中，大约每12分钟发放一滴药液。在这种情况下，长时间恒定的输出液压尤为重要。对本发明来说重要的是，在发放周期中压板630施加在液体发放袋640上的力能够增加，从而使输送给病人的药液有一个恒定的流率。
在发放周期中，可能需要知道药袋640中剩余的药液数量。如图95所示，在摇柄610上设有一个液面指示器。在药液发放时，摇柄610可被插入到孔614内。随着药液的从袋640内发放出来，压板630和螺栓645将移动到底部604的室646内。结果，螺栓645在孔614内的端头699被降低，其位置确定着剩余的可被发放的药液量，这个量经校正后就在液面指示器697上被显示出来。
图96示出可指示药液液面的另一个实施例。在这实施例中，指示器698被设在底部604的一个表面上。这种指示器698可有各种具体形式，包括将一标记固定到底部604上或引入到注射模塑件内。在药液从药袋640被发放时，压板630向底部604移动，观察压板630的底面635在指示器698上的位置即可确定剩余液体的液面。
在操作时，充满的药袋640用导管或进入静脉内的液体管线648被连结到病人身上。转动摇柄610拉起在底部604内的压板630并滑动地使盖602和底604脱离接合，这样来使盖602和底604分离。然后病人将药袋604插入到底部604内，这时须确保注射口是在隔间653内，而液体发放口是在隔间655内。液体管线648通过开口650从底部604伸出。在压板630完全收缩到盖602时使盖602和底604滑动接合。病人于是转动摇柄610一直到使它与螺栓645脱离啮合。在此点上，螺栓645的端头699位在孔614内。摇柄610可存放在摇柄存放凹槽608内。在摇柄610被拿走后，连杆组合件620和压板630使在发放周期内将一个稳定地增加的力施加在药袋640上如前所述。这个力使压板压缩药袋640，从而通过液体管线648提供基本恒定的液流。
在所有药液都被发放后，病人可从摇柄存放凹槽608取出摇柄610并将它插入到孔614内。然后转动摇柄610使它与螺栓以螺纹啮合，从而压缩连杆组合件620并将压板630提升到盖602内。当压板再一次被完全收缩到盖602内时，盖602和底604便可滑动地脱离接合。放空的药袋640从底部604中被取出。于是该泵600可准备重复进行下一过程。
对本行业的行家来说，显然容易对本发明作出各种变化和修改。因此，本发明可按其他特定形式实施而并不离开其创意或主要特征。上面所说各种详细的实施例应被认为只是说明性的而并非限制的。因此，本发明的范围应以所附权利要求指出的为准而不以上述说明为准。所有各种改变只要是在权利要求的等同物的意义和范围内都应包括在本发明的范围内。
权利要求
1．一种能在整个发放周期内增加施加在液体存储器上的力从而使液体从所说液体存储器中以恒定的流率排出的输液泵，该泵具有一个壳体，在其内有一腔可用来接纳液体存储器；一个用来与液体存储器接触的第一壁；一个可在两个位置之间移动的第二壁，第一位置离开第一壁一段距离以便在其间形成所说室，第二位置与第一壁较为接近；和一个用来使所说第二壁移动的压缩装置，其中，所说压缩装置能在所说第二壁移向所说第二位置时增加施加在所说液体存储器上的力，从而从所说液体存储器上得到一个基本恒定的流率。
2．按权利要求1的输液泵，其特征为，所说压缩装置包括一个平行四边形连杆机构，其上有第一和第二相对的枢点，位在一个大致与第二壁垂直的平面上，及第三和第四相对的枢点，位在一个大致与第二壁平行的平面上，还有至少一个弹簧用来使第三和第四相对的枢点中至少有一个枢点向另一个枢点复位，其中，所说第三和第四枢点的相向移动使所说第一和第二枢互相离开，从而使第二壁向第二位置前进。
3．按照权利要求2的输液泵，其特征为，所说压缩装置具有四个弹簧。
4．按照权利要求1的输液泵，其特征在于，还具有一个收缩器用来使第二壁从第二位置收缩到第一位置。
5．按照权利要求4的输液泵，其特征为，所说收缩器包括一个其上设有螺纹的第一构件和一个其上设有匹配螺纹用来啮合第一构件上螺纹的第二构件，其中，第一构件对第二构件的相对旋转可使第二壁从第二位置收缩到第一位置。
6．按照权利要求1的输液泵，其特征在于，还具有一个发放周期的完成状况的指示器。
7．按照权利要求6的输液泵，其特征为，所说指示器具有一个标尺，可用来评定所说可动壁在其行动轴线上的位置。
8．一种能在整个发放周期内增加施加在所说液体存储器上的力从而使液体从所说液体存储器以恒定的流率排出的输液泵，所说泵具有一个壳体在其内有一腔可用来接纳液体存储器；一个用来与液体存储器接触的第一壁；一个可在两个位置之间移动的第二壁，第一位置离开第一壁一段距离以便在其内形成所说室，第二位置与第一壁较为接近；和一个平行四边形连杆机构，其上有第一和第二相对的枢点，位在一个大致与第二壁垂直的平面上，及第三和第四相对的枢点，位在一个大致与第二壁平行的平面上，还有至少一个弹簧用来使第三和第四相对的枢点中至少有一个枢点向另一个枢点复位，其特征为，所说第三和第四枢点的相向运动使所说第一和第二枢点互相离开，从而使第二壁向第二位置前进。
9．按权利要求8的输液泵，其特征为，所说连杆机构具有四个弹簧。
10．按权利要求8的输液泵还具有一个收缩器用来使第二壁从第二位置收缩到第一位置。
11．按照权利要求10的输液泵，其特征为，所说收缩器包括一个其上设有螺纹的第一构件和一个其上设有匹配螺纹用来啮合第一构件上螺纹的第二构件，其中，第一构件对第二构件的相对旋转可使第二壁从第二位置收缩到第一位置。
12．按照权利要求8的输液泵，其特征在于还具有一个发放周期的完成状况的指示器。
13．按照权利要求12的输液泵，其特征为，所说指示器具有一个标尺，可用来评定所说可动壁在其行动轴线上的位置。
14．按照权利要求8的输液泵，其特征为，所说平行四边形连杆机构在所说第二壁移向所说第二位置时能增加施加在所说液体存储器上的力，从而从所说液体存储器中得到一个基本恒定的流率。
全文摘要
一种输液泵(400,600),可用来从一可压扁的液体存储器(406、640)中将液体输送给病人。该泵(400、600)包括:一个在其内设有一室(446、646)用来接纳液体存储器(406、640)的壳体(401、601),一个设在壳体上用来接触液体存储器(406、640)的第一壁(404、604),和一个可两个位置之间移动的第二壁(410、630),其中第一位置离开第一壁一段距离以便在其间形成所说室,第二位置与第一壁较为接近。使可动壁(410、630)从第一位置前进到第二位置便可使液体从可压扁的存储器(406、640)中排出,在发放周期内增加施加在液体存储器(406、640)上的力,便要使液体以基本恒定的流率排出。最好,第一和第二壁(406、410、604、630)设有非平面的互补表面(408、413、415、417)以便与可压扁的存储器(406、630)接触。
文档编号A61M5/148GK1218413SQ97194572
公开日1999年6月2日 申请日期1997年3月19日 优先权日1996年3月19日
发明者查尔斯J·麦克菲 申请人:I-弗琉公司