专利名称：具有流量控制的滴注器的制作方法
具有流量控制的滴注器相关串请的引用本申请要求2009年11月25日提交的美国申请第61/264，376号的权益，所述申请的全部内容在此以引用方式并入本文。公开领域本公开一般涉及用于调节通过流体装置进入患者体内的流体流量的系统，并且更具体地说，本公开涉及用于实现 对灌注、输液和输注系统中输送的流体的流速范围的精确控制的设备。背景用于灌注、输液和输注系统的许多常规流量控制系统是通过使用连结至输液管的滑轮夹(roller clamp)式流量调节器来提供，所述输液管从滴注器引出直至患者。这类滑轮夹依靠输液管的变形来更改流体流动路径，从而减缓或加快到患者的流动速率。随着时间的推移，输液管内产生的压力和蠕变效应会逐渐改变所述输液管的弹性和容积，从而改变由医疗服务人员使用滑轮夹设定的流速。压力和蠕变的效应在使用非PVC输液管时会尤其严重，以使得在使用非PVC输液管时滑轮夹可能几乎是无效的。虽然PVC输液管对这类老化具有较强的抵抗力并且与非PVC输液管相比用滑轮夹工作得更好，但是仍会存在一些改变，因而不允许通过灌注、输液和输注系统的输液管的流速产生意料之外的改变的流量控制系统将会为优选的。使用滑轮夹的另一个缺点在于很难设定对于诸如新生儿患者等液体受限患者的流速。对于这类患者，准确设定低流速的能力非常重要。输液管夹对于这类设置是不适合的，因为即使是滑轮的轻微移动都可能导致流速的超出想象的改变，从而导致所述滑轮的多次轻微移动来进行设定这一速率。这样延长了设定速率所需要的时间。此外，即使滑轮夹随着时间的推移引起的微小蠕变都可能导致流速的改变，进而使流速脱离所需的范围。这样导致了医疗服务人员必须频繁检查是否需要将流速调回所需的速率。常规流量控制系统的另一个缺点在于将闭环流体控制提供给所述流量控制系统的可能性。滑轮夹被配置成由医疗服务人员操控并且难以并入自动系统中，所述自动系统可以依赖诸如监测到的流量或患者的情况等感知参数来操控滑动夹。概述根据本公开的一个方面，一种流量控制系统包括滴注器，其具有下壁部分、上壁部分和下壁部分与上壁部分之间伸展的可折叠壁；向下悬挂的阀门座，其连结至下壁部分，所述滴注器形成与阀门座流体连通的下游开口 ；以及阀门元件，其安置所述滴注器中并且连结至上壁部分，并且具有可与阀门座啮合的阀门表面。所述系统还包括驱动器，其与上壁部分和下壁部分可旋转地啮合。在驱动器沿第一方向旋转之后，滴注器的可折叠壁在折叠状态与伸展状态之间移动，在所述折叠状态下，阀门座与阀门表面紧密啮合，在所述伸展状态下，阀门座与阀门表面充分隔开以在阀门表面与阀门座之间形成流动通道并且容许流过所述滴注器的开口。根据本公开的另一个方面，一种用于调节穿过滴注器的流体流量的方法包括相对于滴注器旋转可与滴注器的上壁部分和下壁部分旋转啮合的驱动器，以移动在上壁部分与下壁部分之间伸展的可折叠壁。所述可折叠壁在折叠状态与伸展状态之间移动，在所述折叠状态下，相关联的阀门座与阀门表面紧密啮合，在所述伸展状态下，阀门座与阀门表面充分隔开以在阀门表面与阀门座之间形成流动通道以容许流过所述通道。附图的若干视图简述图I是连结至从滴注器引出的输液管的滑轮夹式现有技术滴注器和流量调节器的平面图；图2是本公开的第一个实施方案的流量控制系统的平面图；图3是图2示出的流量控制系统的分解平面图；图4是沿图2的线4-4所获取的透视横截面图，其示出由于驱动器沿逆时针方向旋转(从驱动器下方的角度，向上看)，使得流量控制系统的滴注器的可折叠壁移向完全伸展状态，其中滴注器的阀门座向下拉伸并且远离固定在滴注器中的阀门元件的大体圆柱形阀门表面，进而容许流体主要流过将阀门元件的圆锥形阀杆与阀门元件的凸缘连结的接头之间的窗口，并且容许锥形区域内部的排水穿过沿所述阀门元件的中空阀杆提供的一个或多个拉长裂缝，所述大体圆柱形阀门表面可以包括沿其配合表面一侧的成角度平面凹槽；图5是沿图2的线5-5所获取的类似于图4的透视横截面图，其示出由于驱动器沿顺时针方向旋转(从驱动器下方的角度，朝上看)，使得滴注器的可折叠壁移成完全折叠状态；图6是图2至图5示出的实施方案的变体的透视横截面图，其包括用于识别驱动器相对于滴注器的旋转程度的特征；图7是本公开的流量控制系统的第二个实施方案的分解平面图；图8A是图7的流量控制系统的透视横截面图，其示出流量控制系统的可折叠壁处于伸展状态，其中滴注器的阀门座向下拉伸并且远离固定在滴注器中的阀门元件的大体圆柱形阀门表面，进而容许流体流过将阀门元件的圆锥形阀杆与阀门元件的凸缘连结的接头之间的窗口，并且容许锥形区域内部的排水穿过沿所述阀门元件的中空阀杆提供的一个或多个拉长裂缝，方向箭头指示驱动器沿减少并且最终停止流过滴注器的方向的旋转，所述大体圆柱形阀门表面可以包括沿其配合表面一侧的成角度平面凹槽；图SB是类似于图8A的透视横截面图，其示出滴注器的可折叠壁处于收缩状态；图9A是类似于图SB的透视横截面图，但其带有指示驱动器沿开始或提高穿过滴注器的流动速率的方向旋转的方向箭头；图9B是类似于图8A的透视横截面图；
图10是沿图9A的线9所获取的图7的流量控制系统的驱动器的上部内螺纹区域和滴注器在可折叠壁上方位置处的配合外螺纹区域的放大横截面图；图11是沿图9A的线11所获取的图7的流量控制系统的驱动器的下部内螺纹区域和滴注器的可折叠壁的配合外螺纹区域的放大横截面图；图12是用于本公开的滴注器中的阀门元件的大体圆柱形阀门表面的正面平面图，所述阀门元件包括绕大体圆柱形阀门表面的圆周周边的锥形凹槽；图12A是沿图12的线12A-12A所获取的横截面图；图12B是沿图12的线12B-12B所获取的横截面图13A是用于本公开的滴注器中的阀门元件(诸如图4、图7、图8A、图8B，图9A和图9B示出的阀门元件)的大体圆柱形阀门表面的正面平面图,所述阀门元件包括沿大体圆柱形阀门表面的配合表面一侧的成角度平面凹槽；图13B是图13A示出的阀门元件的大体圆柱形阀门表面的侧面平面图；图13C是沿图13B的线13C-13C所获取的横截面图；图13D是沿图13B的线13D-13D所获取的横截面图；图14A是用于本公开的滴注器中的阀门元件的大体圆柱形阀门表面的正面平面图，所述阀门元件包括沿大体圆柱形阀门表面的配合表面一侧的抛物线形凹槽；图14B是图14A示出的阀门元件的大体圆柱形阀门表面的侧面平面图；
图14C是沿图14B的线14C-14C所获取的横截面图；图14D是沿图14B的线14D-14D所获取的横截面图；图14E是沿图14B的线14E-14E所获取的横截面图；图15A是用于本公开的滴注器中的阀门元件的大体圆柱形阀门表面的正面平面图，所述阀门元件包括沿大体圆柱形阀门表面一侧的旋转的弧形通道；图15B是图15A示出的阀门元件的大体圆柱形阀门表面的侧面平面图；图15C是沿图15B的线15C-15C所获取的横截面图；图15D是沿图15B的线IOT-IOT所获取的横截面图；图16是示出本公开的滴注器的示例性流速分布的比较图，所述滴注器采用各种大体圆柱形阀门表面凹槽几何形状来用于图12-12B (“设计I”)、图13A-13D (“设计2”)、图14A-14E (“设计3”)以及图15A-15D (“设计4”)的圆锥形针，所述比较图绘制沿纵坐标的流速(以ml/h为单位)对沿横坐标的驱动器旋转(以度为单位)的图表；以及图17是用于电子调节本公开的流量控制系统的系统的示意图。优选实施方案详述序言在本公开的所示实施方案中，提供一种包括滴注器的流体流量控制系统，所述滴注器具有其中固定有圆锥形阀门元件的径向向内定向的环状凸耳，其中阀门元件的圆锥形阀杆指向下游。滴注器内部进一步包括从环状凸耳下游悬挂的区域，所述区域在滴注器的下游末端处具有径向延伸的开口和在所述开口与环状凸耳之间伸展的可折叠壁。所述下游区域在滴注器中形成阀门座，所述阀门座成形为与阀门元件的阀门表面(诸如大体圆柱形阀门表面)互补。如本文所使用，术语“大体圆柱形”可由本领域一般技术人员理解为任一种理想的圆柱形，也就是说，具有相对于穿过阀门元件的水平平面来说垂直的圆周侧壁，而且渐尖或倾斜至足以便于从注模腔去除阀门元件的角度，诸如1°。如下文进一步详细解释，渐尖圆锥形状也可以视为沿大体圆柱形阀门表面的几种类型的凹槽中的一种，其对穿过滴注器的流速产生更好的控制。旋转驱动器被配置成操作地啮合滴注器，以相对于阀门元件的大体圆柱形阀门表面沿轴向方向移动阀门座。滴注器的上游末端充当流体的入口。滴注器的上游末端可以配备有尖顶(其可以粘合至所述末端)，以用于刺穿流体源(诸如流体的软质容器)并且使滴注器与流体源流体连通。或者，滴注器的上游末端可以是闭合的并且粘合到将分离的尖顶与滴注器中的开口流体连接的导管，以使滴注器的内部与尖顶和导管的内部流体连通。
阀门元件的圆锥形阀杆连结至放置在滴注器的径向向内定向的环形凸耳上的凸缘。在将阀门元件的圆锥形阀杆连接至所述凸缘的悬臂或接头之间提供多个开口或窗口。所述圆锥形阀杆包括至少一个开口，优选地为沿阀杆壁延伸的拉长裂缝的形式。当可折叠壁处于折叠状态时，阀门座接触裂缝的下端下方的阀门元件的大体圆柱形阀门表面，从而防止在阀门元件的圆锥形阀杆的外部与阀门座之间下游的流体的任何流动。随着可折叠壁伸展，阀门座沿轴向方向逐渐移动远离阀门元件的大体圆柱形阀门表面，从而打开阀门表面与阀门座之间的流体路径，并且提高流体流至滴注器的下游末端处的轴向延伸开口的速率。已发现，通过在阀门表面的配合表面处的大体圆柱形阀门表面的至少一个部分中提供凹槽，提高了调节穿过本公开的滴注器的流量的能力。所述凹槽可以采取沿大体圆柱形阀门表面一侧的平面切口形式。或者，所述凹槽可以采取沿大体圆柱形阀门表面一侧的曲线或抛物线切口形式。另外，所述凹槽可以采取沿大体圆柱形阀门表面的一侧的旋转弧形通道形式。另外，所述凹槽可以有效地采取环绕大体圆柱形阀门表面的圆周的锥形形式，以赋予所述阀门表面大体圆锥形形状，大体圆柱形形状由所述阀门座维持。通过改变大体圆柱形阀门表面中的凹槽的形状和容积，可以实现多种流动模式。对于将小剂量流体输送 到流量严格限制的患者(诸如新生儿患者)来说，对小体积液体的高分辨能力流量控制是特别理想的。从滴注器在阀门元件上方的部分至所述滴注器的下游末端处的轴向延伸开口的主流动路径由位于接头之间的窗口提供，所述接头将阀门元件的阀杆连接至安放在滴注器的环形凸耳上的凸缘。沿阀门元件的壁延伸的拉长裂缝便于针元件的圆锥形区域内部的排水，从而避免了流体的浪费。可折叠壁在其折叠状态与伸展状态之间经由驱动器起动，所述驱动器具有以可相对于滴注器在可折叠壁上方的部分旋转但轴向固定至所述部分的形式固定至滴注器外部的上端。所述驱动器包括内螺纹壁，其与安置在可折叠壁下方的外螺纹区域啮合并且沿滴注器的阀门座径向向外延伸。所述驱动器沿第一方向的旋转赋予可折叠壁相对于圆锥形流体控制针元件的大体圆柱形阀门表面的轴向移动，进而将阀门座拉离阀门元件的大体圆柱形阀门表面，并且容许或提高阀门元件与阀门座之间的流体流动，从而穿过滴注器的下游末端处的开口。取决于阀门表面的配合表面中凹槽的形状和容积，在阀门座离开阀门元件的大体圆柱形阀门表面的轴向行程的至少最初部分期间，向下流至滴注器的下部区域的流动可能限于至凹槽。所述驱动器沿第二、相反方向的旋转颠倒了可折叠壁相对于圆锥形流体控制针元件的轴向移动，从而使阀门座向上朝着阀门元件的大体圆柱形阀门表面，并且减缓或停止阀门元件与阀门座之间的流体流动。在需要时，可以校准螺杆的旋转以实现对来自滴注器的流体流动速率的可预期控制。因为取决于诸如凹槽的位置、形状和容积等变量，可以对沿阀门座与阀门元件的大体圆柱形阀门表面之间的移动范围的最初轴向部分的流速调整存在更大分辨能力，所以所述校准不必是线性的。根据第二示出实施方案，所述驱动器配备有第一螺距的上部内螺纹区域和第二螺距的下部内螺纹区域，所述第一螺距的上部内螺纹区域沿与滴注器在可折叠壁上方位置处的外螺纹区域啮合的部分，所述第二螺距的下部内螺纹区域与滴注器的可折叠壁的外螺纹区域啮合。如在第一个实施方案中，沿圆锥形流量控制针的圆锥形区域提供具有开口的圆锥形流量控制针，所述开口优选地为拉长裂缝形式。第二个实施方案的驱动器可相对于滴注器旋转，但不同于第一个实施方案，由于驱动器的上部内螺纹区域与滴注器在可折叠壁上方的外螺纹区域啮合，使得所述驱动器相对于滴注器在可折叠壁上方的部分轴向移位。驱动器的上部内螺纹区域和滴注器在可折叠壁上方位置处的配合外螺纹区域的第一螺距小于驱动器的下部内螺纹区域和滴注器的可折叠壁的外螺纹区域的第二螺距。在驱动器旋转之后，螺距的这一差异影响了滴注器在可折叠壁下方的区域与滴注器在可折叠壁上方的区域之间的相对轴向移动。由于相对轴向移动的这一差异，使得如在第一个实施方案中，驱动器沿第一方向的旋转赋予可折叠壁相对于圆锥形流体控制针元件的大体圆柱形阀门表面的轴向移动，进而将阀门座下拉并且使其远离阀门元件的大体圆柱形阀门表面，并且容许或提高圆锥形流量控制针的大体圆柱形阀门表面与阀门座之间的流体流动，从而穿过滴注器的最下末端处的开口。驱动器沿第二、相反方向的旋转颠倒了可折叠壁相对于圆锥形流体控制针元件的大体圆柱形阀门表面的轴向移动，从而使阀门座向上朝着阀门元件的大体圆柱形阀门表面，并且减缓或停止阀门元件与阀门座之间的流体流动。实施方案图I示出了用于灌注、输液或输注应用中的常规流量控制系统10。流量控制系统10包括滴注器12，其具有尖顶入口或上游末端14和出口或下游末端16 段长度的输液管18，其从滴注器12的出口 16处延伸；和滑轮夹20，其沿输液管18的长度、在滴注器12的出口 16下游提供。滑轮夹20包括滑轮22，其使输液管18发生捏拧式变形以改变穿过输液管18的流体的流速。如背景部分所述，这类设备的精确度直接取决于医疗服务人员随着时间的推移对系统的密切监测。另外，随着时间的推移，滑轮22可以在输液管中产生压力和蠕变效应，从而引起疲劳或以其它方式使输液管老化，进而降低精确度和滑轮夹20控制通过输液管18的流速的效果或需要额外的检测。此外，这类常规流量控制系统一般不容许根据个别患者的特殊需要做出改变；也就是说，同一输液管和滑轮夹系统可以在成人接受具有广泛治疗范围的治疗或在婴儿接受必须保持在狭窄治疗范围内的治疗的情况下使用。转向图2至图5，流量控制系统30的第一个实施方案配备有滴注器32、驱动器34和阀门元件36，阀门元件36固定容纳在滴注器32内朝向滴注器32下端并且不会相对于滴注器32移动。滴注器32可以由SEBS (苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)制成以容许一定程度的柔韧性，而驱动器34和阀门元件36可以由ABS (丙烯晴-丁二烯-苯乙烯)制成以提供较大程度的刚性。对于以下详述的理由，根据某些实施方案的系统30是由这类非PVC材料制成，因为根据某些实施方案可能需要通过压配、粘合或一些其它连结机构将系统30连结至也由非PVC材料(诸如EVA (乙烯醋酸乙烯酯)或聚氨基甲酸乙酯)制成的输液管以形成完全非PVC装置。可以使用环氧乙烯(ETO)消毒技术对系统30(连同可能连结的相关联装置的这类其它部分)进行消毒，然而所述系统也可以通过伽马或电子束消毒技术进行消毒。
尽管未图示，但是滴注器32的上端可以配备有完整的尖顶(其也可以由ABS制成)，以刺穿输液袋或其它流体源来将流体从流体源引入流量控制系统30的滴注器32。或者，滴注器32的上端可以是闭合的，但其配备有与尖顶导管粘合或以其它方式连接的端口或开口。无论如何，滴注器32都通常会在上端处包括滴液形成器(诸如安置在盖帽中的具有某一长度的导管式滴液形成器)，所述滴液形成器与尖顶流体连通并且在滴注器32中形成滴液，如惯常所知。如图所示，阀门元件36包括具有至少一个开口的圆锥形阀杆38。同样如图所示，阀杆38是中空的，并且至少一个开口优选地是沿圆锥形阀杆38 —侧延伸的一个或多个裂缝40形式，阀杆38的流体容纳内部46提供了集结区域以供流体穿过裂缝40。裂缝40在阀门元件36的阀门表面44上方的下端42处终止。裂缝40可以将流体保留区域限制在阀门元件36的裂缝40的下端42下方，以避免阀门元件36中不需要的流体保留。虽然示出了针对阀杆38的特殊形状，但是应认识到，阀杆38可以是 固体的而不是中空的(尽管中空形式可以有助于注模)，并且不必具有所示的圆锥形形状。在阀杆38的上端50处提供了径向向外突出的凸缘或圆环48，所述凸缘或圆环48安放在滴注器32中由径向向内突出的凸耳52形成的上表面上。阀杆38可以通过多个悬臂或接头连接至凸缘或圆环48，从而在阀杆38与圆环48之间界定出窗口 45，窗口 45提供滴注器32在阀门元件36上方的部分与滴注器32在阀门元件36下方的部分之间的主流动路径，并且因此有助于滴注器32的灌注。虽然可以省略裂缝40和窗口 45中的一个或另一个，但是根据某些实施方案，诸如所示的实施方案，提供了裂缝40和窗口 45两者。环状壁54从径向向外突出的凸缘或圆环48向上延伸，并且可以在阀门元件36内界定出可以容纳过滤器(未图示)的过滤器容纳区域56。为了防止相对于滴注器32的移动，可以使用干扰装置或摩擦装置将阀门元件36固定在滴注器32中。或者或此外，可以在滴注器32的内壁上、在径向向内突出的凸耳52上方间隔开稍微大于径向向外突出的凸缘48和环形壁54的组合高度的距离，提供环状固定肋58或径向向内定向的结块或锁定突片(未图示)。当将阀门元件36向下推进滴注器32中、超过环形固定肋58、结块或锁定突片时，即使滴注器32的内壁与阀门元件36的环形壁54之间不存在干扰或摩擦装置，阀门元件36也会固定在滴注器32中的适当位置。滴注器32包括可折叠壁60 (其根据所示实施方案可以是波纹管型壁)，其从滴注器12内壁的径向向内突出的凸耳向下悬挂并且可以从顶至低径向向内逐渐变细，如图所示。陈述稍有不同在于，可折叠壁60在上壁部分与下壁部分之间伸展。阀门座62连结至(并且根据某些实施方案，完整地连结(也就是说，形成为单个零件))可折叠壁60的底部末端并且从所述底部末端向下悬挂(例如，从下壁部分向下悬挂)。阀门座62与阀门元件36的阀门表面44互补，或至少与阀门元件36在裂缝40的下端42下方的部分互补。阀门座62与滴注器32的最低下游末端66处的径向延伸开口 64流体连通并且在径向延伸开口 64处终止。输液管(未图示)可以连结至径向延伸开口 64的外部，以将流体从滴注器32输送到患者。如图5所示，可折叠壁60在如图4所示的伸展状态与折叠状态之间起动。当可折叠壁60处于折叠状态时，阀门座62 (其可以连结至上文提及的上壁部分)紧密啮合阀门表面44，从而防止流体从滴注器32到患者的任何流动。将可折叠壁60朝其伸展状态移动将使阀门座62沿轴向方向逐渐下移,从而远离阀门表面44。这样将阀门座62与阀门表面44分离打开了阀门元件36 (并且尤其是阀门表面44)与阀门座62之间的流体路径，从而容许或提高穿过滴注器32的轴向延伸开口 64的流体流动速率。阀门座62与阀门表面44之间形成的分离或间隙的宽度形成流动路径，所述流动路径因此可以变化以操作地控制穿过滴注器32的流体的流动速率。
根据第一个实施方案，阀门座62由驱动器34起动,驱动器34可以呈绕滴注器32的下端安置的轴环或圆环形式，然而并不要求所述驱动器根据所有实施方案完全围绕滴注器32的下端。驱动器34包括弧壁形式的多个卡扣固定突出部68，每个突出部上具有径向向内定向的肋70。径向向内定向的肋70是安置成进入滴注器32外壁中的凹入圆环或凹槽72，以将驱动器34与滴注器32可旋转地啮合，并且尤其是与上壁部分可旋转地啮合。凹槽72被安置在可折叠壁60上方。驱动器34进一步包括内螺纹区域74。滴注器32包括外螺纹下壁部分76，其安置在可折叠壁60下方并且如图所示从阀门座62径向向外延伸。螺纹部分74、76将驱动器34与滴注器32的下壁部分可旋转地啮合。每个卡扣固定突出部68从驱动器34的内螺纹区域74向上延伸。在所示实施方案中，驱动器34包括逆时针螺纹，以使得驱动器34沿顺时针方向的旋转将减少并且最终停止流动。驱动器34可相对于滴注器32旋转，但卡扣固定突出部68将驱动器34和滴注器32在可折叠壁60上方的部分维持在恒定的相对轴向位置。驱动器34沿第一方向(诸如从驱动器34下方的角度向上看的顺时针方向，如图5中曲线箭头所指示)的旋转促进与外螺纹下壁部分76连通的可折叠壁60接近其折叠状态，从而减少阀门座62与阀门表面44之间的间隙，并且最终封闭穿过滴注器32的流动(由图5中向上指向箭头指示)。驱动器34沿与第一方向相反的第二方向(诸如从驱动器34下方的角度向上看的逆时针方向，如图4中曲线箭头所指示)的旋转促进可折叠壁60接近其伸展状态，从而增加阀门座62与阀门表面44之间的间隙或空间，并且从而加宽阀门元件36与阀门座62之间的流动路径并容许穿过滴注器32的开口的流动。在驱动器34旋转给定量之后，阀门座62的移位是由驱动器34的内螺纹区域74和滴注器32的外螺纹下壁部分76的螺纹的螺距决定，也是由螺纹的方向(也就是说，逆时针)决定。然而，考虑到驱动器34的刚性性质，应相信，阀门座62相对于驱动器34的给定移动的移位应在滴注器32的使用寿命过程中保持相对固定。因此，应进一步相信，与上述输液管和滑轮夹系统相比，滴注器32根据驱动器34的移动的工作是相对稳定和可预期的，随着时间的推移，上述输液管和滑轮夹系统会变得较不稳定和不可预期，从而由于分辨程度可能改变而在想要精细控制时需要投入更多的时间。
图6示出图2至图5中所示的实施方案的变体。根据这一变体，驱动器34包含向内径向悬挂的凸缘或凸边80。凸边80被设计成干扰滴注器32上的螺纹76，以限制滴注器32沿向下轴向方向的运动。举例来说，当螺纹76接触凸边80时，向用户提供滴注器32已达到沿向下方向的其最极端位置的触觉指示。螺纹76 (或滴注器32的一些其它部分)与凸边80对接也可以防止可折叠壁60的过度伸展，否则其可能会损坏壁60。此外，所述变体包括指示突片82，其可以与涂在滴注器32的外部表面84上的标记或符号结合使用，以容许驱动器34相对于滴注器32的移动(旋转)的可视指示，所述可视指示可以容许用户通过系统更快速实现所需的流速。应认识到，由于涉及到例如将驱动器安装至滴注器，所以图2至图5中所示的驱动器34的实施方案仅是用于所公开的流体控制系统中的驱动器的一个实例。然后转向图7至图11，本文示出本公开的流量控制系统的130的第二个实施方案。类似于所述第一个实施方案，第二个实施方案的流量控制系统130包括滴注器132、驱动器134以及阀门元件136，阀门元件136具有包括至少一个开口的中空圆锥形阀杆138，所述开口优选地呈由多个悬臂或接头界定的裂缝140和窗口 145形式，圆锥形阀杆138通过所述悬臂或接头连接至环状边缘或圆环148。窗口 145提供滴注器132在阀门元件136上方的部分与滴注器132在阀门元件136下方的部分之间的主流动路径。驱动器134包括上部内螺纹区域178 (其可以具有第一螺距)，所述区域沿与滴注器132的可折叠壁160上方的位置处滴注器132的上部外螺纹区域180啮合的部分。驱动器134进一步包括下部内螺纹区域174，其与从可折叠壁160向下悬挂并且如图所示从滴注器132的阀门座162径向向外延伸的配合外螺纹下壁部分176啮合。阀门座162向内朝向滴注器132的最低末端166处的轴向延伸开口 164逐渐变细。下部内螺纹区域174和外螺纹下壁部分176的螺纹可以具有第二螺距，所述第二螺距大于上部内螺纹区域178和上部外螺纹区域180的第一螺距。尽管所述第二个实施方案的驱动器134将相对于滴注器132轴向移动，但是由于第一螺距与第二螺距之间的差异，所以在驱动器134旋转之后，下部内螺纹区域174与外螺纹下壁部分176的啮合将引起可折叠壁160的更大相对轴向移动，从而引起阀门座162接近阀门元件136的阀门表面144 或远离所述阀门表面，这取决于驱动器134的旋转方向。因此，如在第一个实施方案中，可通过驱动器134相对于滴注器132的旋转来控制来自滴注器132的流体的流速。在驱动器134旋转给定量之后，阀门座162的移位是由驱动器134的下部内螺纹区域174和滴注器132的外螺纹下壁部分176的螺纹的螺距决定，但也取决于所述第一螺距与第二螺距之间的差异。如图9A、图9B、图10和图11所示，虽然第一螺距和第二螺距大小不同，但却处于相同的螺旋方向。作为不同大小的替代或添加，第一螺距与第二螺距可以彼此处于不同的旋转方向。也应认识到，虽然在滴注器32、132和驱动器34、134上提供成对的连续螺纹，但是根据本公开的每个实施方案，并不需是上述情况。相反，可以将不连续的螺纹用于配合螺纹中的一个，或者可以在滴注器32、132和驱动器34、134中的一个上提供突片或落水斜口，而滴注器32、132和驱动器34、134中的另一个具有其中安置有突片或落水斜口的凹槽或座圈。根据这一实施方案，可以将驱动器34、134的旋转动作转化成可折叠壁和相关联的阀门座的轴向动作。虽然将驱动器34、134的轴向动作传输成可折叠壁和阀门座的轴向动作的实施方案也属于本公开的范畴，但是依靠将旋转动作(或旋转和轴向混合动作)转换成可折叠壁和阀门座的轴向动作的所示实施方案具有某些优点，即容许大型旋转运动与相对较小型轴向运动相关联，从而有助于使用。应注意，使用滴注器32、132可以产生大量益处，然而所有实施方案中可能不存在所有这些益处。举例来说，因为本文所示的流量控制系统不依靠滑轮夹来控制穿过系统的流量，所以对输液管材料选择的限制如果未消除也将变少。因此，根据本公开的流量控制系统可以如与PVC输液管一样与非PVC输液管良好工作。此外，因为相对于常规输液管和滑轮夹系统来看时，在流量控制系统的寿命过程中压力和蠕变的效应受到限制或消除，所以根据本公开的流量控制系统可以较容易用来维持所需的流速，并且可以提供比常规系统更好且更可靠的分辨能力。也应认识到，因此描述了很多变体，藉此相对于常规系统存在(例如输液管和滑轮夹系统所提供)的分辨能力和流体控制来说，可以提供更高程度的分辨能力和更可预期形式的流体控制。然而，同样已确定的是，通过在阀门表面中提供凹槽，可以实现甚至更大的流量控制。事实上，通过改变所述凹槽的几何形状，能够以受控方式改变穿过滴注器32的流速相对于驱动器34的给定旋转的增加速率。举例来说，根据本公开，能够提供具有凹槽的一个阀门表面，所述凹槽容许流速的较大(或粗糙)增量变化用于小(或微)旋转(也就是说，低程度的分辨能力)，然而另一个表面可以包括提供流速的极小(或精细)增量变化用于驱动器34的相对大(或重大)旋转(也就是说，高程度的分辨能力)的凹槽。对于将药物和其它流体输送到需要对少量流体的紧密度容限的患者(诸如新生儿患者)来说，高程度分辨能力的流量调整可以是有益的。对于其它一些应用，低程度的分辨能力可以是容许的。应认识到，本公开涉及滴注器32、132和旋转驱动器34、134的方面可以与阀门元件和阀门座结合使用，所述阀门元件和阀门座并未并入涉及凹槽表面的额外改进。同样地，能够将下文描述的关于凹槽表面的变化并入上文描述的流体控制系统的任何变体或上文未示出或描述的其它系统中。因此，可以将两个方面结合起来，但根据本公开应不需要结合这两个方面。 现转向图12至图15，示出了多种几何形状的凹槽，这些几何形状可以被赋予安置在本公开的滴注器中的阀门元件的大体圆柱形阀门表面。这类凹槽可以提供增强的流量控制，其中每个凹槽几何形状产生不同的流动路径分布，本文公开的各种凹槽几何形状的分布在图16中通过图表进行了比较。应注意到，根据图12至图15的实施方案被配置成与同样大体圆柱形的阀门座进行配合。同样地，随着阀门元件和阀门座相对彼此移动，所述阀门元件的至少一个部分与阀门座保持紧密啮合状态，以使得流过阀门元件和阀门座的流体通过所述凹槽与所述阀门座之间形成的通道。也应认识到，根据本公开的所有实施方案，阀门座无需是大体圆柱形，而是实际上可以是圆锥形以便与圆锥形阀门元件配合。图12、图12A和图12B中示出了第一凹槽90a，并且具有这一凹槽几何形状的大体圆柱形阀门表面44a在图16的图表中被指定为“设计I”。在这个实施方案中，大体圆柱形阀门表面44a配备有具有恒定角度 的向内定向锥形。在一个实施方案中，角度O是1°，但应认识到，其它角度也是可以的，并且所述角度无需沿整个阀门表面44a恒定。在大体圆柱形阀门表面44a的顶部，大体圆柱形阀门表面44a的配合表面的外径等于滴注器(图12中未图不)的阀门座的内径。由于具有角度 的向内定向锥形，使得大体圆柱形阀门表面44a的底部的外径小于所述滴注器的阀门座的内径。因此，如图12A和图12B的横截面图中所示，随着距大体圆柱形阀门表面44a的顶部的距离增加，阀门座的内径与大体圆柱形阀门表面44a的内径之间的间隙将变大。图13A至图13D中示出了另一大体圆柱形阀门表面44b中的成角度平面切口式的凹槽90b。凹槽90b采取抛物线曲线形式。具有这一凹槽几何形状的大体圆柱形阀门表面44b在图16的图表中被指定为“设计2”。如图13C和图13D的横截面图中所示，沿凹槽90b的大体圆柱形阀门表面44b的配合表面与阀门座之间的间隙在大体圆柱形阀门表面44b的顶部相对较小，而在大体圆柱形阀门表面44b的底部相对较大。图14A至图14E示出了具有双抛物线曲线形式的更加复杂几何形状的凹槽90c。具有这种双抛物线几何形状的凹槽90c的大体圆柱形阀门表面44c在图16的图表中被指定为“设计3”。将图14A至图14D的凹槽90c的表面与距大体圆柱形阀门表面44c的顶部任何距离X处的阀门座(未图示)分离的最大距离D可以根据以下等式确定
权利要求
1.一种流量控制系统，包括 滴注器，其具有下壁部分、上壁部分和在所述下壁部分与所述上壁部分之间伸展的可折叠壁； 向下悬挂的阀门座，其连结至所述下壁部分，所述滴注器形成与所述阀门座流体连通的下游开口； 阀门元件，其安置在所述滴注器中并连结至所述上壁部分，并且具有可与所述阀门座啮合的阀门表面；以及 驱动器，其与所述上壁部分和所述下壁部分可旋转地啮合； 其中在所述驱动器沿第一方向旋转之后，所述滴注器的所述可折叠壁在折叠状态与伸展状态之间移动，在所述折叠状态下，所述阀门座与所述阀门表面紧密啮合，在所述伸展状态下，所述阀门座与所述阀门表面充分隔开以在所述阀门表面与所述阀门座之间形成流体通道并且容许流过所述滴注器的所述开口。
2.根据权利要求I所述的流量控制系统，其中所述驱动器的所述可旋转啮合包括与所述上壁部分和所述下壁部分中的至少一个的螺纹啮合。
3.根据权利要求I或2所述的流量控制系统，其中所述阀门表面和所述阀门座是大体圆柱形。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的流量控制系统，其进一步包括提供在所述阀门表面中的凹槽，所述凹槽形成所述流体通道的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的流量控制系统，其中所述凹槽包括以下形式中的至少一种(a)绕所述阀门表面的周边向内定向的锥形，(b)沿与所述阀门座配合的所述阀门表面的至少一部分的成角度平面切口，(C)双抛物线形状，其中将所述凹槽的所述表面与距所述阀门表面的顶部任何距离X处的所述阀门座分离的最大距离D是根据等式￡> = (D* VI确定，其中在所述阀门表面的顶部，D=O，在所述阀门表面的底部，D = Dmax，且H是所述阀门表面的总高度，以及(d)三维弧形切口，其具有与穿过沿所述阀门表面的周边的一点的垂直轴一致的弧度中心。
6.根据权利要求4或5所述的流量控制系统，其中所述阀门座和所述阀门表面通过所述驱动器的旋转来相对轴向移位，所述凹槽与所述阀门座所形成的所述通道的容积由这类轴向移位改变。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的流量控制系统，其中所述阀门座和所述阀门表面的至少一部分在流体流动穿过所述凹槽与所述阀门座之间形成的所述流体通道时保持紧密啮合状态。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的流量控制系统，其中所述阀门座和除所述凹槽以外的所述阀门表面保持在紧密啮合状态，以容许流体仅流过所述凹槽与所述阀门座之间形成的所述流体通道。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的流量控制系统，其中所述阀门座整体连结至所述下壁部分。
10.一种用于调节穿过滴注器的流体的流量的方法，其包括 使与滴注器的上壁部分和下壁部分可旋转啮合的驱动器相对于所述滴注器旋转，以使在所述上壁部分与所述下壁部分之间伸展的可折叠壁在折叠状态与伸展状态之间移动，在所述折叠状态下，相关联的阀门座与阀门表面紧密啮合，在所述伸展状态下，所述阀门座与所述阀门表面充分隔开以在所述阀门表面与所述阀门座之间形成流动通道以容许流过所述通道。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述驱动器相对于所述上壁部分旋转，在所述驱动器与所述上壁部分之间没有相对轴向移动，并且所述驱动器相对于所述下壁部分旋转，所述驱动器与所述下壁部分之间具有相对轴向移动。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述驱动器相对于所述下壁部分旋转，在所述驱动器与所述下壁部分之间具有相对轴向移动，并且所述驱动器相对于所述下壁部分旋转，所述驱动器与所述下壁部分之间具有相对轴向移动。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述阀门表面中具有凹槽，并且在所述伸展状态下，所述阀门座与所述阀门表面充分隔开以形成由所述凹槽和所述阀门座界定的流动通道以容许仅流过所述凹槽。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中所述驱动器相对于所述滴注器自动地旋转。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在所述滴注器中计数滴液并且根据所述计数出的滴液自动地使所述驱动器旋转。
全文摘要
一种流量控制系统包括滴注器，其具有下壁部分和上壁部分以及在所述下壁部分与上壁部分之间伸展的可折叠壁；向下悬挂的阀门座，其连结至所述下壁部分；以及阀门元件，其安置所述滴注器中，其连结至所述上壁部分并且具有可与所述阀门座啮合的阀门表面。所述系统还包括驱动器，其与所述下壁部分和上壁部分可旋转地啮合。在所述驱动器沿第一方向旋转之后，所述滴注器的所述可折叠壁在折叠状态与伸展状态之间移动，在所述折叠状态下，所述阀门座与所述阀门表面紧密啮合，在所述伸展状态下，所述阀门座与所述阀门表面充分隔开以在所述阀门表面与所述阀门座之间形成流动通道并且容许流过所述滴注器的所述开口。
文档编号A61M5/168GK102665794SQ201080053469
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年11月25日
发明者乔治·龙多 申请人:巴克斯特医疗保健股份有限公司, 巴克斯特国际公司