一种便携式静脉输液器的制作方法

本发明涉及一种便携式静脉输液器，具体涉及一种用于战场救护、野外救治和日常治疗的基于气体施压和机械流量控制的便携式静脉输液装置技术领域。

背景技术：

目前，常见的静脉输液器主要有常规静脉输液器和电动静脉输液器两种。常规静脉输液器用势能作为输液动力，须把液体置于相对被输液人一定高度，液体自身势能转化成动能、克服静脉压力和输液管路阻力进入人体静脉、同时用滴管和流量调节器监视和控制输液速度，完成静脉输液。存在的问题是：需用工作空间大、移动中输液困难，不能满足野外救治和战场救护需要。电动静脉输液器，一般是利用电机驱动蠕动泵完成静脉输液，并通过电机调速控制输液速度。存在的问题是：一是蠕动泵工作需要较大转矩，所需电动机、减速器和电池的系统重量和体积较大，携带不便；二是电池野外或战地充电和更换非常不便、电池自放电特性使得它不适合长期战备储存；三是复杂的电机调速控制系统工作可靠性低；四是电机控制系统易受强磁场、电场干扰失效，不适合现代化战争。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明公开了一种基于气体施压和机械定量输液控制的、能全天候工作的便携式静脉输液器。它采用经典成熟的气压技术、蠕动泵技术和机械钟表技术，用压缩气体提供输液动力、由擒纵调节器联动齿轮变速机构限定和调节蠕动马达转速控制输液速度，同时设置脉动阻尼器削弱蠕动计量马达工作脉动以提高输液质量、设置单向离合器防止输液过程中意外失血。该技术方案结构简单稳定、工作可靠、抗干扰能力强、操作方便、体积小重量轻、隐蔽性强，能更好地满足战场救护、野外救治和日常治疗中长期储备、移动输液治疗和全天候工作的需要，且能大大降低输液过程中发生意外失血的概率，同时特别适合防氧化和避光等特殊静脉输液治疗。

本发明具体的特点是：①与常规静脉输液器比较，用压缩气体提供输液动力，液体无需具备位置势能，结构紧凑、工作空间小。②与电动输液器比较(二者蠕动结构相同，但一个为主动件--泵、本发明为从动件--马达，工作原理和实际功效截然不同)，一是输液动力直接由压缩气体提供、由擒纵调节器约束蠕动马达限定和调节输液速度，无需电机驱动，动力源容易获得和恢复；二是无需电机、控制器、电源等电器元件，结构和工作更简单、稳定，重量和体积小。

具体结构、联接和工作过程

1、结构组成

本发明公开的一种便携式静脉输液器，由施压装置、给液装置和控制装置三个总成组成；施压装置由储气瓶、减压稳压阀和输气管组成；给液装置由双腔液体袋、输液管、脉动阻尼器、过滤器、针头连接管和针头组成，脉动阻尼器由带有透气孔的外壳、底板和弹性橡胶膜组成；控制装置由蠕动计量马达、单向离合器、齿轮变速机构和擒纵调速器组成，蠕动计量马达由壳体、压轮轨道、弹性贴片、轮架、压轮、轮架轴组成，弹性贴片粘贴在压轮轨道内、其包角大于相邻两压轮包角(保证工作中输液管能被至少一个压轮与压轮轨道上和弹性贴片压缩形成密封)。

2、安装和联接

储气瓶上安装减压稳压阀，减压稳压阀气体出口与双腔液体袋空气腔的气体进口之间用输气管联接，双腔液体袋的液体出口与脉动阻尼器底板上的进口、脉动阻尼器底板上的出口与过滤器进口依次用输液管联接，过滤器出口与针头用针头连接管联接，压轮轨道内滚道面上粘贴弹性贴片，轮架中心孔固定安装轮架轴，轮架外缘安装压轮，壳体内腔的中心孔安装轮架轴，轮架轴上固定安装齿轮变速机构齿轮(即轮架轴为齿轮变速机构的输入轴)，轮架轴和壳体之间安装单向离合器，齿轮变速机构的末端输出齿轮轴上固定安装擒纵调速器的擒纵轮，双腔液体袋液体出口和脉动阻尼器底板上的进口之间的输液管，放入压轮和弹性贴片之间并被压轮轨道压缩形成密封。

附图说明

图1为本输液器结构示意图。

图2为正常输液时的工作示意图。

图3为双腔液体袋泄漏时的工作示意图。

图中除已注明的结构名称，序号与零部件名称对应关系如下：

1-储气瓶、2-减压稳压阀、3-输气管、4-双腔液体袋、5-输液管、6-壳体、7-压轮轨道、8-弹性贴片、9-轮架、10-压轮、11-轮架轴、12-齿轮变速机构、13-擒纵调速器、14-外壳、15-底板、16-弹性橡胶膜、17-过滤器、18-针头连接管、19-针头、20-单向离合器

具体实施方式

一、结构联接

如图1所示，本发明由施压装置、给液装置和控制装置三个总成组成，分别具有为系统提供工作动力、盛装和输送液体、控制输液速度等功能；施压装置由储气瓶(1)、减压稳压阀(2)和输气管(3)组成；给液装置由双腔液体袋(4)、输液管(5)、脉动阻尼器、过滤器(17)、针头连接管(18)和针头(19)组成，脉动阻尼器由带有透气孔的外壳(14)和底板(15)以及弹性橡胶膜(16)组成；控制装置由蠕动计量马达、单向离合器(20)、齿轮变速机构(12)和擒纵调速器(13)组成，蠕动计量马达由壳体(6)、压轮轨道(7)、弹性贴片(8)、轮架(9)、压轮(10)、轮架轴(11)组成。

储气瓶(1)上安装减压稳压阀(2)，减压稳压阀(2)气体出口和双腔液体袋(4)空气腔的气体进口之间用输气管(5)联接，双腔液体袋(4)液体出口和脉动阻尼器底板(15)上的进口之间、脉动阻尼器底板(15)上的出口和过滤器(17)进口之间依次用输液管联接，过滤器(17)出口和针头(19)进口之间用针头连接管(18)联接。压轮轨道(7)内滚道面上粘贴壳弹性贴片(8)，轮架(9)的中心孔安装轮架轴(11)，轮架(9)外缘安装压轮(10)，壳体(6)内腔的中心孔安装轮架轴(11)，轮架轴(11)上固定安装齿轮变速机构(12)的主动齿轮(轮架轴为齿轮变速机构的输入轴)，轮架轴(11)和壳体(6)之间安装单向离合器(20)，齿轮变速机构(12)的末端输出齿轮轴上固定安装擒纵调速器(13)的擒纵轮，压轮轨道(7)活动装配并固定在壳体(6)上，双腔液体袋(4)的液体出口和脉动阻尼器底板(15)进口之间的输液管部分放入压轮(10)和弹性贴片(8)之间。

二、工作分析

1、正常输液时的工作情况

如图2所示，工作前先将储气瓶(1)中输入足够压力的压缩气体，本发明工作情况如下：打开减压稳压阀(2)，储气瓶(1)中的压缩气体被减压、并连续输出由减压稳压阀(2)设定的能满足输液需要压力的气体；→上述气体通过输气管(3)持续进入双腔液体袋(4)的气体腔，通过双腔液体袋(4)的中间隔膜对双腔液体袋(4)的液体腔中的液体施加连续的、稳定的压力，具有相应压力的液体连续进入输液管(5)(此时，气体腔容积逐渐增大、液体腔容积逐渐相应减小。图中输液管(5)中箭头所示为液体压力传递和流动方向)；→由于输液管(5)被弹性贴片(8)和至少一个压轮(10)挤压形成密封，在密封两侧产生压力差；→在液体压力下，密封两侧被挤压变形的输液管(5)都有恢复原形的趋势。但是由于上述压力差的存在，密封左侧的输液管(5)推动密封压轮(10)并带动轮架(9)逆时针转动(即蠕动计量马达转动)，同时密封右侧的输液管(5)被逆时针方向转动压缩、密封位置随压轮(10)位置沿圆周逆时针旋转，液体被密封压轮(10)挤压连续向右输送；→由于轮架轴(11)通过齿轮变速机构(12)联接擒纵调速器(13)，轮架(9)转动速度(对应输液速度)被擒纵调速器(13)限定在一稳定值上，并可通过调整擒纵调速器(13)的游丝长度进行调节；同时安装在轮架轴(11)上的单向离合器(20)的钢珠被轮架轴(11)推离，轮架轴(11)与壳体(6)之间无法实现自锁，轮架轴(11)连同轮架(9)即能按图1所示方向转动；→输液管(5)内密封右侧的液体通过脉动阻尼器底板(15)的进口，进入脉动阻尼器的底板(15)和弹性橡胶膜(16)组成的空腔，使弹性橡胶膜(16)弹性膨胀(蠕动计量马达工作存在脉动，当输出液体压力低时，弹性橡胶膜(16)回弹进行液体补偿，以稳定输液压力和流量，提高输液质量)，同时经底板(15)出口进入过滤器(17)净化、并通过针头连接管(18)和针头(19)输入人体静脉。

2、双腔液体袋泄漏时的工作情况

如图3所示，本发明结构中双腔液体袋(4)的强度最弱，易被刺穿泄漏。基于1所述，当输液过程中发生气体腔和液体腔其一或二者同时泄漏、密封左侧液体回流入双腔液体袋(4)或通过破口泄漏到系统外部，密封左侧输液管内的液体压力降低，当低于右侧压力(静脉压)时，静脉压推动轮架(9)反转一个微小角度(图中左侧输液管(5)中箭头所示为静脉血液压力传递方向)，单向离合器(20)即将轮架轴(11)锁止，轮架(9)、或蠕动计量马达不能继续反转，而此时由于输液管(5)仍被密封压轮(10)持续截止密封，静脉血液无法继续进入输液器系统，杜绝了失血事故发生。