CN101005869B - 注射装置 - Google Patents

Abstract

外壳(12；112，212)接纳注射器并且包括用于将注射器从伸出位置偏压到缩回位置的回位弹簧(26；126，226)，在伸出位置其针头(18；118，218)从外壳延伸，在缩回位置它不会这样。驱动弹簧(30；130，230)作用在第一驱动元件(32；132，232)上并且第二驱动元件(34；134，234)作用在注射器上以将其从其缩回位置推进到其伸出位置并且通过针头排出其内容物。当第一驱动元件由驱动弹簧作用并且第二驱动元件由注射器(14，114，214)限制时前者能够相对于后者运动。容器(48；148，248)在第一驱动元件和第二驱动元件之间被限定，当在驱动弹簧的作用下第一驱动元件相对于第二驱动元件运动时，容器的体积倾向于减小。容器包含高粘性流体并且具有出口(44；144，244)，当容器的体积减小时流体通过所述出口逸出。

Description

注射装置

技术领域

本发明涉及收纳注射器、使其延伸、释放其内容物然后使其自动缩回的一种类型的注射装置。

背景技术

这种装置在WO 95/35126和EP-A-0516473中进行了一般性描述，其使用驱动弹簧和某些形式的释放机构，一旦确认注射器中的物质已经被排出，该释放机构就将注射器从所述驱动弹簧的作用下释放，从而允许该注射器通过回位弹簧缩回。

然而，在诸如此类的装置中出现了难以同时保证完全排出注射器内容物和可靠地从驱动弹簧释放注射器的问题。因为装置中各种构件的公差叠加，所以在释放机构的操作中必须建立某个安全系数，以确保该机构有效。安全系数估计不足的后果是，即使注射器中的物质已经排出，释放机构也可能不会操作，这在自动缩回的装置中是不理想的，尤其是对于自给药物。另一方面，安全系数估计过高可能意味着注射器中的一些物质是在注射器缩回之后排出，这首先会导致给药量不足，其次会导致所谓的“湿”注射。湿注射对于洁癖者是令人生厌的，尤其是对于自给药物。

英国专利申请No.0210123、No.0229384和No.0325596描述了用于解决上述问题的一系列注射装置。每个注射装置都是使用一种不错的方法，在释放机构已经启动之后，能延迟注射器的释放一段时间，以确保注射器中的物质已经被完全排出。英国专利申请No.0325596中描述的装置利用流体阻尼延迟机构，其能特别有效地保证注射器内容物完全排出，但是其自身产生问题。首先，流体阻尼延迟机构的使用需要形成流体密封容器。因而，限定流体容器的这些部件的制造公差必须精细，或者在做这项工作之前必须用密封件防止流体泄漏。其次，不希望的是，即使装置已被启动流体仍泄漏出其容器，因为这会引起类似湿注射，或者导致注射器内容物已经在装置内泄漏。两者都不会使自给送药物使用者内心平静。再次地，需要精细公差或密封，这提高了制造成本。对于一次性注射装置，每一分钱都应物有所值。

发明内容

本发明的注射装置利用流体阻尼延迟机构，但是不会遇到上面描述的任何缺陷，现在将对此进行解释。

根据本发明的第一方面的注射装置包括：

外壳，其适于接纳具有排出喷嘴的注射器，所述外壳包括用于将所述注射器从伸出位置偏压到缩回位置的偏压部件，在伸出位置，所述排出喷嘴从所述外壳延伸，在缩回位置，所述排出喷嘴包含在所述外壳内；

致动器，其位于所述外壳内；

多部件驱动器，其位于所述外壳内并由所述致动器作用，所述多部件驱动器作用于所述注射器以通过所述排出喷嘴排出其内容物，所述多部件驱动器包括驱动套筒、第一驱动元件和第二驱动元件，其中所述驱动套筒直接受到所述致动器作用，所述驱动套筒又通过挠性锁臂驱动所述第一驱动元件，所述第一驱动元件通过其它挠性锁臂驱动所述第二驱动元件，所述第一驱动元件包括中空杆，所述第二驱动元件包括盲孔，所述盲孔在一端敞开以接纳所述中空杆，所述盲孔和所述中空杆由此限定一容器，且该容器具有出口；

断开机构，其适于将所述第二驱动元件与所述第一驱动元件断开并且当所述第二驱动元件已被推进到标称断开位置时所述断开机构被启动，以允许所述第一驱动元件相对于所述第二驱动元件运动；

释放机构，其适于将所述第一驱动元件从所述驱动套筒释放并且当所述第一驱动元件已到达标称释放位置时所述释放机构被启动，以允许所述第一驱动元件相对于所述第二驱动元件运动；

释放机构，其适于将所述第一驱动元件从所述驱动套筒释放并且当所述第一驱动元件已到达标称释放位置时所述释放机构被启 动，以释放所述注射器使注射器不受所述致动器的作用，由此所述偏压部件将所述注射器回复到其缩回位置；以及

高粘性流体，其容纳在所述容器中并阻尼所述第一驱动元件相对于所述第二驱动元件的运动，从而在启动所述断开机构之后延迟所述注射器的释放，以允许在释放所述注射器之前排出所述注射器的剩余内容物。

断开机构的启动和释放机构的启动之间的延迟用于补偿任何公差的叠加。尽管断开机构的触发可以被设计成发生在注射器的内容物被完全排出之前，对于部件的预期公差内的所有变化，延迟被选择成使得注射器的释放将不会发生在其内容物被完全排出之前。因而有可能在其被缩回之前保证注射器内容物已被排出，而不必符合不切实际的精公差。

“高粘性流体”在这里表示在25℃具有3000厘斯或以上的运动粘度。在本领域中已知用于确定牛顿流体和非牛顿流体这两种流体的运动粘度的方法，其中牛顿流体在本发明中是优选的。在1600S-1的ISO 3219：1993是这样一种方法。在本申请的附件中描述了可应用于牛顿和非牛顿这两种流体的优选方法。该方法在剪切速率下导出运动粘度的平均值，所述剪切速率由测试装置和受测试的流体确定并且是可再现的。

使用在25℃具有6000厘斯或以上，优选为12000厘斯或以上的运动粘度的流体可以获得更大的改进。优选的流体是DOW CORNING111硅树脂化合物阀润滑剂和密封剂，其在25℃具有大约12500厘斯的运动粘度。

由于根据定义高粘性流体高度抗流动，因此避免了某些限制。首先，不再需要形成完全流体密封的容器，因为容器边界的缺陷将不会提供在通常情况下并不流动的选出路径。因而，限定流体容器的那些部件的制造公差不需要是细微的并且不需要使用密封。其次，类似湿注射和注射器内容物已泄漏到装置内的印象不再成为问题，因为高粘性流体将不会流动到足以引起这些误解的程度。

为了减小部件数量和保证注射装置保持紧凑，装置的第一和第二部件可以由驱动器的第一和第二元件构成，其中第一元件由致动器作用并且第二元件作用在注射器上，当第一驱动元件由致动器作 用并且第二驱动元件由注射器限制时第一驱动元件能够相对于第二驱动元件运动。应当认识到，由高粘性流体阻尼的第一和第二驱动元件的相对运动由致动器驱动。这样，使用致动器减小了部件数量。

用于高粘性流体的容器部分由第一驱动元件限定，部分由第二驱动元件限定，当在致动器的作用下第一驱动元件相对于第二驱动元件运动时容器的体积倾向于减小，所述容器包含高粘性流体并且具有出口，当容器的体积减小时流体通过所述出口逸出。这可提供使用高粘性流体的流体阻尼机构的最简单和最紧凑的实现方式。

考虑这样的事实：在高粘性流体阻尼驱动器的两个元件的相对运动的情况下，两个驱动元件的断开不需要通过断开机构实现。存在其他可能性，包括使用两个部件，所述部件包括脆弱联接器或无联接器，而不是由两个部件的静摩擦力提供。虽然如此，还存在驱动元件的断开和释放机构的启动之间的延迟，并且如上所述被使用。

因此，注射装置可以进一步包括联接器，该联接器防止第一驱动元件相对于第二驱动元件运动直到它们被推进到比在所述标称释放位置的推进程度更低的标称断开位置。联接器可优选地包括断开机构，当驱动元件已被推进到所述标称断开位置时所述断开机构被启动。

具体提出了两种形式的联接和断开机构，尽管应当承认存在其他的可能性。在其第一形式中，联接器是作用在第一和第二驱动元件上的第三驱动元件。在该情况下，断开机构适于将第三驱动元件与第二驱动元件断开，从而一旦到达所述标称断开位置第三驱动元件不再作用于第二驱动元件，因而允许第一驱动元件相对于第二驱动元件运动，并且释放机构适于将第三驱动元件与第一驱动元件断开，从而一旦到达所述标称释放位置第三驱动元件不再作用于第一驱动元件，因而释放注射器不受致动器的作用。

在其第二形式中，联接器包括允许第一驱动元件作用于第二驱动元件的第一和第二驱动元件的配合部件。在该情况下，断开机构适于将第一驱动元件与第二驱动元件断开，从而一旦到达所述标称断开位置第一驱动元件不再作用于第二驱动元件，因而允许第一驱动元件相对于第二驱动元件运动，并且释放机构适于将第一驱动元件与致动器断开，从而一旦到达所述标称释放位置致动器不再作用于第一驱动元件，因而释放注射器不受致动器的作用。

通常，为了通过注塑简化部件的制造，一个驱动元件可以包括杆，另一个驱动元件包括在一端敞开以接纳所述杆的腔孔，所述腔孔和杆由此限定流体容器。

为了进一步减小类似湿注射或注射器内容物已泄漏到装置内的印象的可能性，出口必须与由一个驱动元件限定的收集室连通，逸出流体被收集在所述收集室内。在该情况下，为了简化制造，优选的是，一个驱动元件包括杆并且限定出口和收集室，另一驱动元件包括盲孔，该盲孔在一端敞开以接纳杆并且在另一端闭合，因而盲孔和杆限定流体容器。另外，为了通过注塑更大地简化制造，收集室可以由所述一个元件中的腔孔限定，所述腔孔在一端敞开并且在除出口之外另一端闭合。

附图说明

现在将通过例子参照附图描述本发明，其中：

图1是第一实施例的示意图；

图2是第二实施例的示意图；以及

图3是第三实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出了一种注射装置10，其中外壳12包含皮下注射器14。注射器14属于传统类型，包括：一端终止于皮下针头18、另一端终止于凸缘20的注射器主体16；以及将待给送的药物24限制在注射器主体16内的橡胶塞22。通常连接到塞22上并且用于手动排出注射器14的内容物的传统柱塞已被去除并且由下面将要描述的驱动元件取代。尽管示出的注射器属于皮下类型，但这不一定需要如此。经皮或冲击真皮和皮下注射器也可以与本发明的注射装置一起使用。通常，注射器必须包括排出喷嘴，其在皮下注射器中为针头18。如图所示，外壳包括将注射器14从伸出位置偏压到缩回位置的回位弹簧26，在伸出位置，针头18从外壳12中的孔口28伸出，在缩回位置，排出喷嘴18包含在外壳12内。

在外壳另一端的是致动器，在这里致动器采用压缩驱动弹簧30的形式。来自驱动弹簧30的驱动力通过多部件驱动器被传递到注射器14，以将其从缩回位置推进到伸出位置，并且通过针头18排出其内容物。驱动器通过作用在塞子22上完成该任务。塞子22和注射器主体16之间的静摩擦力开始保证塞子22和主体16一起前进，直到回位弹簧26到达最低点或注射器主体16遇到阻碍其运动的一些其他障碍物(未示出)。

驱动弹簧30和注射器14之间的多部件驱动器由三个主要部件组成。第一驱动元件32和第二驱动元件34均由第三驱动元件36作用，第三驱动元件36的内肩部38由驱动弹簧30作用。因而，驱动弹簧30导致第三驱动元件36运动，这又导致第一和第二驱动元件32、34一前一后地运动。第三驱动元件36借助于更后面的相应的球形锁销52、54联接到第一和第二驱动元件32、34上。

第一驱动元件32包括中空杆40，该中空杆40的内腔形成与出口44连通的收集室42，所述出口从收集室延伸通过杆40的末端。第二驱动元件34包括盲孔46，该盲孔在一端敞开以接纳杆40，在另一端闭合。可以看出，孔46和杆40限定流体容器48，高粘性流体包含在所述流体容器48内。

触发器50设在外壳12的远离皮下针头18的出口28的末端。触发器在被操作时用于将第三驱动部件36与外壳12断开，从而在驱动弹簧30的作用下允许它相对于外壳12运动。装置的操作如下。

开始，驱动弹簧30移动第三驱动元件36并且第三驱动元件36通过经由球形锁销52、54作用移动第一和第二驱动元件32、34。第二驱动元件34移动橡胶塞22，该橡胶塞22依靠静摩擦力和通过待给送药物24作用的流体静力抵抗回位弹簧26的作用移动注射器主体16。回位弹簧26压缩，皮下针头18从外壳12的出口28露出。这持续到回位弹簧26降至最低点或弹簧主体16遇到阻碍其运动的一些其他障碍物(未显示)。由于塞子22和注射器主体16之间的静摩擦力和通过待给送的药物24作用的流体静力不足以抵抗由驱动 弹簧30形成的完全驱动力，此时塞子22开始在注射器主体16内运动并且药物24开始被排出。然而，塞子22和注射器主体之间的动摩擦力以及现在通过待给送的药物24作用的流体静力和流体动力足以将回位弹簧26保持在其压缩状态，因此皮下针头18保持伸出。

在塞子22在注射器主体16内到达其行程的末端之前，即在注射器内容物完全被排出之前，连接第三驱动元件36和第二驱动元件34的球形锁销54到达外壳12的区域56，在该区域外壳12的内径被扩大。在第二驱动元件34上的倾斜表面的帮助下，球形锁销54中的球从所示的位置向外横向运动到它们不再将第三驱动元件36联接到第二驱动元件34上的位置，它们通常由外壳12的内表面保持紧靠在所述倾斜表面上。一旦发生该情况，第三驱动元件36不再作用在第二驱动元件34上，从而允许第一和第三驱动元件32、36相对于第二驱动元件34运动。

由于在第一驱动元件32的末端和第二驱动元件34中的盲孔46之间限定的容器48内包含了高粘性流体，因此容器46的体积将倾向于随着当前者由驱动弹簧30作用时第一驱动元件32相对于第二驱动元件34运动而减小。当容器48塌缩时，高粘性流体被迫使通过出口44进入收集室42。因而，一旦球形锁销54已被释放，由驱动弹簧施加的一些力作用于高粘性流体，导致它流过由出口44形成的缩窄区；其余通过流体静态地作用并通过第一和第二驱动元件32、34之间的摩擦作用，因而通过第二驱动元件34并且作用在塞子22上。与高粘性流体的流动相关联的损失不会在很大程度上削弱作用在注射器主体上的力。因而，回位弹簧26保持压缩并且皮下针头保持伸出。

已经发现，使用具有12,000厘斯或更高的运动粘度的高粘性流体时，出口44可以由直径为0.7mm的圆形孔口构成。这是相对较大的直径并且容易用传统的注塑方法形成。更稀的流体需要更小的孔，而更稠的流体需要更大的孔。使这样的流体流过这样的出口44有效地阻尼了第一和第二驱动元件32、34相对于彼此运动。而且，这样 的流体阻止流动的程度使得在其自身重力下它将不会从收集室42的开口端流动。因此，收集室42不需要在远离出口44的末端闭合，从而使第一驱动元件32容易通过注塑法制造。

一段时间之后，塞子22在注射器主体16内完成其行程并且不会进一步运动。此时，注射器14的内容物完全被排出并且由驱动弹簧30施加的力起作用，将塞子22保持在其终端位置并且继续导致高粘性流体流过出口，从而允许第一驱动元件32继续运动。

在流体的容器48被排空之前，连接第三驱动元件36和第一驱动元件32的球形锁销52到达外壳12的区域56，在该区域外壳12的内径被扩大。在第一驱动元件32上的倾斜表面的帮助下，球形锁销52中的球从所示的位置向外横向运动到不再将第三驱动元件36联接到第一驱动元件32上的位置，它们通常由外壳12的内表面保持紧靠在所述倾斜表面上。一旦发生该情况，第三驱动元件36不再作用在第一驱动元件32上，从而允许第一和第三驱动元件32、36相对于彼此运动。当然，此时由于驱动弹簧30产生的力不再被传递到注射器14，因此注射器14被释放，并且作用在注射器上的唯一力是来自回位弹簧26的回复力。因此，注射器14现在返回其缩回位置并且注射周期完成。

图2示出了另一注射装置110，其中外壳112包含皮下注射器114。注射器114也属于传统类型，包括一端终止于皮下针头118、另一端终止于凸缘120的注射器主体116。通常用于手动排出注射器114的内容物的传统柱塞已被去除并且由下面将要描述的驱动元件134取代，该驱动元件134终止于塞子122。塞子122将待给送的药物124限制在注射器主体116内。尽管示出的注射器属于皮下类型，但这不一定需要如此。如图所示，外壳包括将注射器114从伸出位置偏压到缩回位置的回位弹簧126，在伸出位置，针头118从外壳112中的孔口128伸出，在缩回位置，排出喷嘴118包含在外壳112内。回位弹簧126通过套筒127作用于注射器114上。

在外壳另一端的是致动器，在这里致动器采用压缩驱动弹簧130 的形式。来自驱动弹簧130的驱动力通过多部件驱动器被传递到注射器114上，将其从缩回位置推进到伸出位置并通过针头118排出其内容物。驱动器通过直接作用在药物124和注射器114上完成该任务。通过药物作用的流体静力，以及塞子122和注射器主体116之间的静摩擦力开始确保它们一起前进，直到回位弹簧126降至最低点或注射器主体116遇到阻碍其运动的一些其他障碍物。

驱动弹簧130和注射器114之间的多部件驱动器由三个主要部件组成。驱动套筒131获取来自驱动弹簧130的驱动力并且将其传递到第一驱动元件132上的挠性锁臂133上。这又通过挠性锁臂135将驱动力传递到第二驱动元件，即上述驱动元件134。

第一驱动元件132包括中空杆140，该中空杆的内腔形成与出口144连通的收集室142，所述出口144从收集室142延伸通过杆140的末端。第二驱动元件134包括盲孔146，该盲孔146一端敞开以接纳杆140且另一端闭合。可以看出，孔146和杆140限定了流体容器148，高粘性流体包含在所述流体容器148内。

触发器(未显示)设在外壳112的中部内。触发器在被操作时用于将驱动套筒131与外壳112断开，从而在驱动弹簧130的作用下允许它相对于外壳112运动。装置的操作如下。

开始，驱动弹簧130移动驱动套筒131，在任何情况下通过挠性锁臂133、135作用，驱动套筒131移动第一驱动元件32，第一驱动元件132移动第二驱动元件134。第二驱动元件134运动，并且依靠静摩擦力和通过待给送药物124作用的流体静力抵抗回位弹簧126的作用移动注射器主体116。回位弹簧126压缩，皮下针头118从外壳112的出口128露出。这持续到回位弹簧126降至最低点或弹簧主体116遇到阻碍其运动的一些其他障碍物。由于第二驱动元件134和注射器主体116之间的静摩擦力和通过待给送的药物124作用的流体静力不足以抵抗由驱动弹簧130形成的完全驱动力，此时第二驱动元件134开始在注射器主体116内运动并且药物124开始被排出。然而，第二驱动元件134和注射器主体116之间的动摩擦力以 及通过待给送的药物124作用的流体静力足以将回位弹簧126保持在其压缩状态，因此皮下针头118保持伸出。

在第二驱动元件134在注射器主体116内到达其行程的末端之前，即在注射器内容物完全被排出之前，连接第一和第二驱动元件132、134的挠性锁臂135到达外壳112内的缩窄区137。在缩窄区137上的倾斜表面的帮助下，缩窄区137将挠性锁臂135从所示的位置向内运动到不再将第一驱动元件136联接到第二驱动元件134上的位置。一旦发生该情况，第一驱动元件136不再作用在第二驱动元件134上，从而允许第一驱动元件132相对于第二驱动元件134运动。

由于在第一驱动元件132的末端和第二驱动元件134中的盲孔146之间限定的容器148内包含了高粘性流体，因此容器146的体积随着第一驱动元件132由驱动弹簧130作用时第一驱动元件132相对于第二驱动元件134的运动而减小。当容器148塌缩时，高粘性流体被迫通过出口144进入收集室142。因此，一旦挠性锁臂135已被释放，由驱动弹簧130施加的力作用于高粘性流体，导致它流过由出口144形成的缩窄区，并且通过流体静态地作用和通过第一和第二驱动元件132、134之间的摩擦力作用，因而通过第二驱动元件134作用。与高粘性流体的流动相关联的损失不会在很大程度上削弱作用在注射器主体上的力。因而，回位弹簧126保持压缩并且皮下针头保持伸出。

一段时间之后，第二驱动元件134在注射器主体116内完成其行程并且不会进一步运动。此时，注射器114的内容物完全被排出并且由驱动弹簧130施加的力起作用，将第二驱动元件134保持在其终端位置并且继续导致高粘性流体流过出口144，从而允许第一驱动元件132继续运动。

在流体的容器148被排空之前，连接驱动套筒131和第一驱动元件132的挠性锁臂133到达外壳112内的另一缩窄区139。在缩窄区139上的倾斜表面的帮助下，缩窄区139将挠性锁臂133从所示 的位置向内运动到不再将驱动套筒131联接到第一驱动元件132上的位置。一旦发生该情况，驱动套筒131不再作用在第一驱动元件132上，从而允许它们相对于彼此运动。当然，此时由于驱动弹簧130产生的力不再被传递到注射器114，因此注射器114被释放，并且作用在注射器上的唯一力是来自回位弹簧126的回复力。因此，注射器114现在返回其缩回位置并且注射周期完成。

当然，所有这些仅仅发生在帽111已从外壳112的末端被去除时。从图3可以看出，注射器的末端由护套123密封。当帽111安装在外壳112上时装配在套筒119内的帽的中心凸台121一端是中空的，并且中空端的唇边125在其前缘157上倾斜，但是在其后缘上不倾斜。因此，当安装帽111时，唇边125的前缘157跨接在护罩123上的肩部159上。然而，当帽111被去除时，唇边125的后缘将不会跨接在肩部159上，这意味着当帽111被去除时护罩123脱离注射器114。

图3示出了另一注射装置210，其中外壳212包含皮下注射器214。注射器214也属于传统类型，包括：一端终止于皮下针头218、另一端终止于凸缘220的注射器主体216；和将待给送的药物224限制在注射器主体216内的橡胶塞222。通常连接到塞子222上并且用于手动排出注射器214的内容物的传统柱塞已被去除并且由下面将要描述的多部件驱动元件取代。尽管示出的注射器属于皮下类型，但这不一定需要如此。如图所示，外壳包括将注射器214从伸出位置偏压到缩回位置的回位弹簧226，在伸出位置，针头218从外壳212中的孔口228伸出，在缩回位置，皮下针头218包含在外壳212内。回位弹簧226通过套筒227作用于注射器214。

在外壳另一端是压缩驱动弹簧230。来自驱动弹簧230的驱动力通过多部件驱动器被传递到注射器214，将其从其缩回位置推进到其伸出位置并且通过针头218排出其内容物。驱动器通过直接作用在药物224和注射器214上完成该任务。通过药物224作用的流体静力，以及塞子222和注射器主体216之间的静摩擦力开始确保它们 一起前进，直到回位弹簧226降至最低点或注射器主体216遇到阻碍其运动的一些其他障碍物。

驱动弹簧230和注射器214之间的多部件驱动器由三个主要部件组成。驱动套筒231获取来自驱动弹簧230的驱动力并且将其传递到第一驱动元件232上的挠性锁臂233。这些元件在局部视图“A”中被显示。第一驱动元件232又通过挠性锁臂235将驱动传递到第二驱动元件234。这些元件在局部视图“B”中被显示。与前面相同，第一驱动元件232包括中空杆240，该中空杆的内腔形成收集室242。第二驱动元件234包括盲孔246，该盲孔一端敞开以接纳杆240并且另一端闭合。可以看出，孔246和杆240限定了流体容器248，高粘性流体包含在所述流体容器内。

触发器(未显示)设在外壳212的中部内。触发器在被操作时用于从外壳212断开驱动套筒231，从而在驱动弹簧230的作用下允许它相对于外壳212运动。装置的操作如下。

开始，驱动弹簧230移动驱动套筒231，在任何情况下通过挠性匹配臂233、235作用，驱动套筒231移动第一驱动元件232并且第一驱动元件232移动第二驱动元件234。第二驱动元件234运动，并且依靠静摩擦力和通过待给送药物224作用的流体静力抵抗回位弹簧226的作用移动注射器主体216。回位弹簧226压缩，皮下针头218从外壳212的出口228露出。这持续到回位弹簧226降至最低点或弹簧主体216遇到阻碍其运动的一些其他障碍物。由于塞子222和注射器主体216之间的静摩擦力和通过待给送的药物224作用的流体静力不足以抵抗由驱动弹簧230形成的完全驱动力，在该点第二驱动元件234开始在注射器主体216内运动并且药物224开始被排出。然而，塞子222和注射器主体216之间的动摩擦力以及通过待给送的药物224作用的流体静力足以将回位弹簧226保持在其压缩状态，因此皮下针头218保持伸出。

在第二驱动元件234在注射器主体216内到达其行程的末端之前，即在注射器内容物完全被排出之前，连接第一和第二驱动元件 232、234的挠性锁臂235到达缩窄区237。缩窄区237由部件262形成，该部件初始相对于所有其他部件自由运动，但是被限制在注射器凸缘220和第二驱动元件234上的附加挠性臂247之间。这些附加挠性臂247覆盖在第一驱动元件232上的挠性臂235上，由此驱动力被传递到第二驱动元件234。图3示出了处于附加挠性臂247刚好与部件262中的缩窄区237接触的位置的注射装置210。

在两者上的倾斜表面的帮助下，缩窄区237向内移动附加挠性臂247，并且附加挠性臂247又将挠性臂235向内从所示的位置传递到它们不再将第一和第二驱动元件联接在一起的位置，由此驱动力从第一驱动元件232传递到第二驱动元件234。一旦发生该情况，第一驱动元件232不再作用在第二驱动元件234上，从而允许第一驱动元件232相对于第二驱动元件234运动。

由于在第一驱动元件232的末端和第二驱动元件234中的盲孔246之间限定的容器248内包含了高粘性流体，因此容器248的体积随着第一驱动元件232由驱动弹簧230作用时第一驱动元件232相对于第二驱动元件234的运动而减小。当容器248塌缩时，高粘性流体被迫进入收集室242。因而，一旦挠性锁臂235已被释放，由驱动弹簧230施加的力作用于高粘性流体，导致它流入收集室242，并且也通过流体静态地作用和通过第一和第二驱动元件232、234之间的摩擦力作用，因而通过第二驱动元件234作用。与高粘性流体的流动相关联的损失不会在很大程度上削弱作用在注射器主体上的力。因而，回位弹簧226保持压缩并且皮下针头保持伸出。

一段时间之后，第二驱动元件234在注射器主体216内完成其行程并且不会进一步运动。此时注射器214的内容物完全被排出并且由驱动弹簧230施加的力起作用，将第二驱动元件234保持在其终端位置并且继续导致高粘性流体流入收集室142，从而允许第一驱动元件232继续运动。

在第二驱动元件234后部上的凸缘270通常保持挠性臂233与驱动套筒231接合。然而，在高粘性流体的容器248被排空之前， 连接驱动套筒231和第一驱动元件232的挠性锁臂233相对于第二驱动元件234向前运动足够远，使得凸缘270与挠性臂233中的锁扣272对准，由此它停止，以有效地保持挠性臂233与驱动套筒231接合。现在，在挠性臂233上的倾斜锁定表面274的帮助下，驱动套筒231将挠性锁臂233从所示的位置向内运动到不再将驱动套筒231联接到第一驱动元件232上的位置。一旦发生该情况，驱动套筒231不再作用在第一驱动元件232上，从而允许它们相对于彼此运动。当然，此时由于驱动弹簧230产生的力不再被传递到注射器214，因此注射器214被释放，并且作用在注射器上的唯一力是来自回位弹簧226的回复力。因而，注射器214现在返回其缩回位置并且注射周期完成。

在所述的注射装置中，以及在根据本发明的任何注射装置中，高粘性流体可以是具有合适性质的任何流体。硅油和硅脂是在20℃下具有12500厘斯或以上运动粘度的流体的例子。而且，两者都是出色的润滑剂，无疑硅脂明显阻流，使得它将不会意外地从收集室的开口端排出。此外，在第一驱动元件的杆被推动到适当位置之前第二驱动元件中的容器注入起来简单。由于过量流体将被排入到收集室中，因此不需要精确控制流体的体积。流体然后将注入出口并且防止可能导致阻塞的污垢或其他污染物进入。

尽管已经描述了使用高粘性流体的优选的阻尼机构，当然应当理解的是，可以采用使用高粘性流体的其他阻尼机构。因而，高粘性流体可以用于阻尼装置的除了将驱动力从驱动致动器传递到注射器的元件之外的部件的运动。与高粘性流体的使用相关联的许多优点与阻尼机构的其他细节无关。

高粘性流体的运动粘度的功能上限由其用作有效阻尼器的需要设置。在包括刚刚描述的实施例的本发明的可行实施例中，超过150,000厘斯的运动粘度不可能是有效的。即使运动粘度超过60,000厘斯的流体似乎适用性也有限。

附件-运动粘度的测量

1.引言

在装置中已提出使用充液阻尼器。阻尼器由充满流体的小腔孔和在中心带有小孔的中空活塞组成。当施力时流体被迫使通过所述孔并且进入活塞的中心。

该文献描述了一种测试方法，通过该测试方法可以确定流体的运动粘度。

2.阻尼器的描述

3.通过排出孔的流动的理论处理

3.1推导

以下分析应用于轴对称管道的层流，在该情况下所述管道为活塞中的排出孔。

解析作用在圆柱形元件上的力：

2πrLτ＝ΔPA

A＝πr²

∴ $\mathrm{\τ}=\frac{\mathrm{\ΔP}}{L}\frac{r}{2}---\left(i\right)$

假设流体是来自中心线的牛顿和参考流动：

$\mathrm{\τ}=-\mathrm{\μ}\frac{\mathrm{du}}{\mathrm{dr}}---\left(\mathrm{ii}\right)$

使(i)等于(ii)：

$\frac{-\mathrm{\ΔP}}{2\mathrm{\μL}}r=\frac{\mathrm{du}}{\mathrm{dr}}$

积分：

$u=\frac{-\mathrm{\ΔP}{r}^2}{4\mathrm{\μL}}+C_1$

边界条件：

在r＝R，u＝0

在r＝0，u＝max

∴ $C_1=\frac{\mathrm{\ΔP}}{L}\frac{R^2}{4\mathrm{\μ}}$

∴ $u=\frac{\mathrm{\ΔP}}{4\mathrm{\μL}}(R^2-r^2)---\left(\mathrm{iii}\right)$

检查环形元件：

δQ＝uδA          基本体积流率

δA≈2πrδr

∴ $\mathrm{\δQ}=\frac{\mathrm{\ΔP\πr}}{2\mathrm{\μL}}(R^2-r^2)\mathrm{\δr}$

在r＝0和r＝R之间积分：

$Q=\frac{\mathrm{\ΔP\π}}{2\mathrm{\μL}}{\∫}_0^{R}r(R^2-r^2)\mathrm{\δr}$

$Q=\frac{\mathrm{\ΔP\π}{R}^4}{8\mathrm{\μL}}$

$Q=\frac{\mathrm{\ΔP\π}{d}^4}{128\mathrm{\μL}}$                  体积流率

在阻尼器的情况下，忽略活塞中的摩擦，活塞的质量并且假设活塞和腔孔之间完全密封：

$Q=\frac{\mathrm{\ΔP\π}{d}_1^4}{128\mathrm{\μL}}$                  (iv)

通过排出孔的体积流率

$\mathrm{\ΔP}=\frac{4F}{\mathrm{\π}(d_2^2-d_1^2)}$                  (v)

来自活塞的大气压以上的压力

Q＝A_pistonv_piston

∴ $v_{\mathrm{piston}}=\frac{4Q}{\mathrm{\π}(d_2^2-d_1^2)}$                  体积流率等于活塞移动流体的速率

(vi)

$v_{\mathrm{piston}}=\frac{\mathrm{\ΔP}{d}_1^4}{32\mathrm{\μL}(d_2^2-d_1^2)}$                  用(iv)替代Q

$v_{\mathrm{piston}}=\frac{F{d}_1^4}{8\mathrm{\π\μL}(d_2^4+d_1^4-2d_1^2{d}_2^2)}$                  用(v)替代P

$\frac{1}{v_{\mathrm{piston}}}=\frac{8\mathrm{\π\μL}(d_2^4+d_1^4-2d_1^2{d}_2^2)}{F{d}_1^4}$                  单位活塞行程的延时

4.装置和方法

测试装置应当由两个刚性的、旋转对称的、同轴主体组成，如图5中示意性地所示。一个包含圆柱形腔孔，该腔孔具有范围在4.45-4.55mm的内径。假设该直径为d₂。它也包括同轴的、圆形排出孔， 该排出孔具有范围在0.65-0.75mm的直径。假设该直径为d₁。排出孔的长度在1.95-2.05mm的范围内。假设该长度为L。排出孔通向直径也为d₂的收集室。

第二同轴主体具有中空圆柱形活塞，该活塞与另一主体中的腔孔形成足够良好的密封使得在测试过程期间在主体的圆柱形表面之间没有显著的流体损失。可以在测试流体量足够润滑界面的情况下测量克服主体的圆柱形表面之间的动摩擦力所需的任何力。

暂时阻塞排出孔，倒置第一同轴主体并且将待测试流体样本引入到圆柱形腔孔中，深度至少为6mm。然后将第二同轴主体插入到第一同轴主体中。然后使装置向右并且打开排出孔。保持第二同轴主体不动并且降低第一同轴主体直到流体从排出孔出现，在那里它被收集。在该阶段必须至少剩下5mm的行程。

向第一同轴主体施加向下的力以使其运动。该力的大小使得作用在流体表面上的净力(其为作用力)小于克服主体的圆柱形表面之间的动摩擦力所需的力加上第一同轴主体的重力，该重力在9.95-10.05N的范围内。假设该净力为F。

位置传感器附着到第二同轴主体和数据记录器，藉此获得位置-时间关系曲线。一旦第二同轴主体响应作用力运动至少1.5mm，从位置-时间关系曲线测量它进一步运动2.0mm所花的时间。在该2mm间距之后必须保持至少1.5mm的行程。该测量时间除以二以产生运动1.0mm的平均时间。假设该时间为t₁。

根据上面提供的分析，如果以SI单位测量v_piston，

$\frac{1}{v_{\mathrm{piston}}}=1000t_1=\frac{8\mathrm{\π\μL}(d_2^4+d_1^4-2d_1^2{d}_2^2)}{F{d}_1^4}$

或者换句话说

$\mathrm{\μ}=\frac{125t_{1}F{d}_1^4}{\mathrm{\πL}(d_2^4+d_1^4-2d_1^2{d}_2^2)}$

因而确定运动粘度。

用不同流体样本重复另外四次测试过程并且将获得的五个结果的平均值作为流体的运动粘度。

该过程可应用于牛顿和非牛顿两种流体。尤其在明显脱离牛顿性质的流体的情况下，装置的各种尺寸和作用力应当精确地在上面给出的范围的中点。

Claims (2)

1.一种注射装置，其包括：

外壳，其适于接纳具有排出喷嘴的注射器，所述外壳包括用于将所述注射器从伸出位置偏压到缩回位置的偏压部件，在伸出位置，所述排出喷嘴从所述外壳延伸，在缩回位置，所述排出喷嘴包含在所述外壳内；

致动器，其位于所述外壳内；

多部件驱动器，其位于所述外壳内并由所述致动器作用，所述多部件驱动器作用于所述注射器以通过所述排出喷嘴排出其内容物，所述多部件驱动器包括驱动套筒、第一驱动元件和第二驱动元件，其中所述驱动套筒直接受到所述致动器作用，所述驱动套筒又通过挠性锁臂驱动所述第一驱动元件，所述第一驱动元件通过其它挠性锁臂驱动所述第二驱动元件，所述第一驱动元件包括中空杆，所述第二驱动元件包括盲孔，所述盲孔在一端敞开以接纳所述中空杆，所述盲孔和所述中空杆由此限定一容器，且该容器具有出口；

断开机构，其适于将所述第二驱动元件与所述第一驱动元件断开并且当所述第二驱动元件已被推进到标称断开位置时所述断开机构被启动，以允许所述第一驱动元件相对于所述第二驱动元件运动；

释放机构，其适于将所述第一驱动元件从所述驱动套筒释放并且当所述第一驱动元件已到达标称释放位置时所述释放机构被启动，以释放所述注射器使注射器不受所述致动器的作用，由此所述偏压部件将所述注射器回复到其缩回位置；以及

高粘性流体，其容纳在所述容器中并阻尼所述第一驱动元件相对于所述第二驱动元件的运动，从而在启动所述断开机构之后延迟所述注射器的释放，以允许在释放所述注射器之前排出所述注射器的剩余内容物。

2.根据权利要求1所述的注射装置，其特征为，当在所述致动器的作用下所述第一驱动元件相对于所述第二驱动元件运动时，所述容器的体积倾向于减小并且所述高粘性流体通过所述出口逸出。

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