专利名称：医用液体输送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体输送装置，如医用注射器，其中，活塞用于从装置的一个圆筒通过针头输送液体。
背景技术：
为了安全起见，如避免针管损坏，我们希望在输送完液体后针头缩回圆筒。申请人的先前欧洲专利NO.776225公开了一种液体输送装置，其带有一个此种类型的针头缩进机构。
发明内容
本发明提供一种具有简化的针头缩进机构的液体输送装置。
本发明提供一种液体输送装置，包括一个盛有通过针头输送的液体的圆筒，在圆筒的一端有一个针头安装箍，一个用于把针箍向圆筒内推入的偏压元件，一个阻止针箍向圆筒内运动的阻止元件、一个可以在圆筒内运动的中空活塞，该活塞可以通过针头从圆筒中输送液体，在活塞前端有一个可分离部分，该部分可以在活塞的运动下在输送行程的最后部分或结束时使针头安装箍缩入中空活塞中；针箍和阻止元件为塑料模制品，阻止元件可以沿轴向方向套住针箍，活塞可以在输送行程的最后部分或结束时使阻止元件与针箍脱开，而偏压元件把针头推入中空活塞中。
阻止元件可带有一个整体的密封装置，即一个唇形密封件，该密封件可以是环形的，包围住该阻止元件。
阻止元件和针箍在模制分界面处可具有相互接合部分，该相互接合部分在液体输送过程完成时或在活塞的输送行程结束时使阻止元件与针箍分离。
阻止元件和针箍在模制分界面处部分可选择地或至少部分连接在一起，如熔合在一起，在输送行程的最后部分或结束时，该熔合部分破裂或断开。
针箍可为细长形的，带有一个中心孔，用于容置针头。
针头容置孔可以是缩径截面的。
针箍可以有一定的斜度，在活塞输送行程的移动方向上形成缩径截面。
偏压元件可以是一个环绕针箍的螺旋弹簧(通常为一个压缩弹簧)。弹簧的一端可以与圆筒的前端相互作用，也可以与圆筒本体相连的端盖相互作用，其另一端可以与圆筒前端内的针箍相互作用。
活塞的前端带有一个边缘和一个中央阻挡部分，该中央阻挡部分形成所述可分离部分。
本发明的特点为，在活塞输送行程的最后部分或结束时，活塞的边缘部分与阻止元件接合，而针箍与阻挡部分接合，这两组构件之间的接合可以有效地把针箍从阻止元件上脱开，把阻挡部分与边缘部分分开一定的距离，使针箍能够进入活塞内部。
另外，针箍从阻止元件上脱开最好是在阻挡部分与边缘部分分开之前；但是，如果需要，阻挡部分也可以先与边缘部分分开，或者，针箍和阻挡部分也可以同时脱开。
本发明的特点为，针箍和阻止元件通过模制工艺接合在一起，形成一个明显的分界，使它们能够在活塞的运动过程中在阻止元件受力时准确地在上述分界处相互脱开。
上述两个构件(针箍和阻止元件)最好是塑料模制件，它们的制造模具有相互制约的型面，即这两个构件的模制是互相联系的。
这两部分可以由不同化学成分和/或特性的塑料材料制成，也可以由相同或相似的塑料材料制成。
针箍和阻止元件也可以在彼此脱离时不发生形变，为此，可以把模制分界面制成适当的形状，使针箍和阻止元件相互脱离时不发生形变。
另外，针箍和阻止元件也可以彼此联锁，这样，在彼此脱离时发生形变或至少其中一个构件发生形变。
在模制分界面处，两个构件的环形曲面可以是互补的。
上述环形曲面可以是圆柱形的，也可以是其他形状的，例如圆锥形的。
在模制分界面处，这两个构件可以相互紧密接触并有一定程度的熔合，在断裂过程中，优选的是分界面区的熔合部分断开。
针箍和阻止元件的组合可通过两个构件之间的锁销装置实现。锁销装置可以设计在模制分界面上，也可以在模制分界面附近。例如，针箍和阻止元件可以为模制设计，具有相互接合装置，该接合装置把两个构件锁定在一起，防止分离，其中的一个接合装置能够发生弹性形变，在阻止元件受到一定的外力时，该接合装置可以相互脱离，从而使阻止元件与针箍脱开。
上述两个构件的分离抗力可由在模制分界面处针箍和阻止元件材料之间的相互作用提供。例如，在模制分界面处，两个构件之间可以为收缩型配合，这种配合可以通过模制工艺后的材料冷却过程实现。
除了上述锁销设计和/或收缩型配合外，分离抵抗力还可由模制分界面处两个构件之间的熔合提供。这种熔合可以比较弱(通过模制分界面处两个构件之间的材料相互扩散)，也可以比较强。
根据模制分界面处针箍和阻止元件之间所需的交互作用，可以选择适当的材料来制造这两个构件，从而获得所需的熔合程度。例如，如果需要较少范围的熔合，通常所用材料的化学和/或物理性质应不同，这样，在模制工艺中，模制分界面处的材料相互扩散不剧烈。如果需要在模制分界面处产生较强的熔合，应采用相似的材料，以获得所需的熔合程度。
例如，在上述情况的后一个例子中，针箍和阻止元件可由相同的材料制成，使两个构件之间的材料产生较强的熔合。
可以根据所需的密封效果和/或分界面处构件的分离抵抗力选择模制分界面的宽度以及两个构件之间的接触区。例如，如果构件之间的熔合程度较强，那么可以选择较窄的分界面来实现特定程度的抵抗力；如果抵抗力是由收缩接合和/或较弱的熔合实现的，那么可能需要较宽的分界面。
不管针箍和阻止元件如何耦合在一起，在某个施力方向上，两个部件之间的分离抵抗力应较高于另一个施力方向上的分离抵抗力。
如果其中的一个构件首先模制，而第二个构件在第一个的位置上随后模制，那么首先模制的构件的热变形温度应比随后模制的构件的热变形温度高，这样，在第二个构件的模制过程中，第一个构件不会发生变形。
阻止元件和针箍最好采用二次注射模制工艺制成，在这种二次注射模制工艺中，其中一个构件(例如针箍)首先成型和就位，使其环形曲面形成模腔的分界面，这样，在第二个构件在型腔中成型过程中，第二个构件的环形曲面紧贴第一个构件的环形曲面。
上一段中所述的针箍和阻止元件的耦合方式也可用于把边缘部分与阻挡部分耦合在一起，如在本申请人的国际专利GB00/04573中所述，该专利的完整内容引在此。
本发明的其它方面包括一个通过二次注射模制工艺制造的针头安装箍组件，该组件由一个针箍和一个容置该针箍的阻止元件构成；本发明还提供了一种制造上述组件的方法。
图1是体现本发明的特点的一种注射器的侧视图。
图2是注射器的局部剖视图，图中显示出活塞即将到达其输送行程的最后部分。
图3是与图2类似的一个视图，但本图中显示的活塞开始接触与针头安装箍相连的冠状结构。
图4是与图2类似的一个视图，但本图中显示的活塞输送行程已经完成，针头正在缩入中空活塞。
图5是针头安装箍和冠状部的详细视图。
具体实施例方式
通过下述实例和参考所附图纸可以更好地理解本发明，其中请参考图纸，一次性医用注射器10带有一个空心圆筒12，从空心圆筒12的后部(图1中的上端)探出一个活塞14。在活塞上安装有密封件15，用于把液体密封在圆筒的内壁内。圆筒12包括一个端盖12A，端盖12A中有一个圆柱部分16和一个锥体部分20，该圆柱部分与圆筒12的筒体上的环形颈圈18接合。端盖12A可以永久性地与圆筒12的筒体接合，也可以附装在筒体上，便于拆开。在端盖12A中有一个针头安装箍22，针头安装箍22周围环绕有弹簧24，弹簧24的前端与锥体部分20的凸缘接合，后端与针箍22上的径向肩部28接合，用于把针箍22和针头30压入圆筒12中。
针箍22通常为圆柱形，并带有一个轴心孔32，用于容置针头30。孔32可以是一个通孔，如图中所示。孔32为圆锥形，使针头与针箍可以通过压配合接合在一起，或者使针头和针箍在端盖12A组装到圆筒的筒体之前或之后通过旋转焊接接合在一起。
针箍和针头组件的向后移动可被冠状阻止元件34阻止，阻止元件34在针箍22上的环形颈圈18内。冠状结构34通常为圆柱形，并带有一个前部36，该前部由一个整体环形唇式密封件38和一个缩径部分40构成。如图5所示，唇形密封件是可回弹的，因此在插入到环形颈圈18中之前呈外翻状态，在插入颈圈时向内弯曲，并与颈圈18的内表面密封接合在一起。颈圈18的前端有一个导入部分42，便于冠状结构34的插入。
针箍和冠状结构是塑料模制品，通过二次注射模制工艺制成，两者能够彼此接合，有效地构成一个完整的构件，当该整体构件受到一定的向前轴向力时，针箍和冠状结构之间的分界面处会断裂。另外，由于冠状结构可以采用聚乙烯之类的材料制成，因此针箍和冠状结构组件还可形成唇形密封件38，即，冠状结构和唇形密封件38可以为一个整体。这样，与我们的欧洲专利776225中公开的发明相比，圆筒前端的针头安装和密封可以得到很大程度的简化。在针箍和冠状结构之间的分界面处，两个构件还可以具有相互配合区域，例如，锥形配合面，这种配合区域至少可以部分地确定两个组件的分离力。
活塞14为空心结构，并带有封闭末端。活塞的前端设计为可容置一个封闭组件，该封闭组件带有一个插入件52，该插入件与活塞紧密接合，形成活塞的端壁，另外，该插入件还带有一个孔54，孔54的直径允许针头30和针箍22在针头回缩过程中通过。
插入件52带有一个边缘部分55，该边缘部分与前探的阻挡部分56(通常为圆锥形)配合，使阻挡部分56能够封住并密封孔54。阻挡部分56和边缘部分55密封活塞的前端，防止液体从圆筒12的内部进入活塞内部。
边缘和阻挡部分55、56也是通过二次注射模制工艺制成的塑料模制品，因此，这两部分55和56彼此整合在一起。在国际专利申请GB00/04573中公开了一种此形式的封闭组件(该专利申请的完整内容引用在此)，在本文中描述和图示了这些组件的设计。边缘和阻挡部分55和56耦合在一起，在一定的轴向力作用下能够彼此分离开来，如国际专利申请GB00/04573中所述。
虽然针箍22与冠状结构34以及边缘与阻挡部分55和56在它们之间的分界面处可以有相互接合的区域，这些接合区域使各个构件彼此相互接合，产生阻止构件分离的抵抗力，但是只要在分界面处具有充分的分离抵抗力(如下文所述)，这种相互接合区域不是必须的。不管是否有这种接合形式，可以理解的是，通过适当的特性设计(例如两个构件之间的分界面的角度、分界面处的表面结构、以及分界面的范围)，可以按照特定要求实现构件的“分离力”(使构件相互分离的外力)。
在本发明的较佳实例中，由构件22和34构成的组件以及由构件55和56构成的组件分别通过二次注射模制工艺制成，例如，在二次注射模制工艺的第一个阶段中首先产生内部构件22和56，在随后的第二个阶段中，外部构件34和55在内部构件22和56上模制出来，这样，通过构件之间的相互接合区域(如果有)和/或通过两个构件在模制分界面处的紧密接触区域，两个构件彼此连接在一起。二次注射模制技术可以采用多层叠箱造型机实现，例如由美国俄亥俄州辛辛那提Milacron有限公司制造的多层叠箱造型机，在这种造型机中有一个双面旋转中心压盘，能够同时进行两个造型工作。造型工作开始时，塑坯被射入一个模具面的腔中。模具打开后，中心压盘在垂直方向上旋转180度并就位，然后模具关闭，此时第二次射入材料。与此同时，另一种塑坯材料被射入中心压盘的另一个模具面中。采取这样的方式，在每个操作循环中，可以使用两种相同的、相似的或不同的塑料熔融物同时模制塑坯和完整构件。在US-A 6139305还公开了另一种二次注射模制造型机。
为了防止在模制工艺中内部构件和外部构件22和34以及55和56之间粘结在一起无法分开，可以使用彼此相容但特性不同的材料。但是，在特定情况下，为了保证封口能够在某种程度上决定边缘与阻挡部分的分离力，边缘和封闭构件之间可能需要一定程度的熔合。
图2到图4中所示的封闭组件位于活塞6的前端内，但是，在另一个实例中，边缘部分与活塞的前端是一个整体，这样，活塞和边缘部分可以作为一个整体的模制品制造。例如，活塞和边缘部分可以使用聚乙烯或聚丙烯这样的材料制造。在这种情况下，活塞的另一端可以使用端盖封闭。
部件22和34以及部件55和56之间的接合可以通过锁销型的相互接合形式(例如图中所示的部件22与34的接合)实现。但是，除了这种锁销型式外，部件的接合还可以通过分界面处材料的部分熔合和/或部件接触区的收缩型配合实现，例如在国际专利申请GB00/04573的图3中所示的形式。通过在模制工艺中把外部部件34和55成型在内部部件22和56外，并且在冷却过程中利用材料的收缩特性达到过盈配合，可以实现部件之间的收缩配合。如果采用这样的接合方式，材料之间可能不需要熔合，但是，如有必要，可以选择适当的材料，使两个部件的材料之间产生某种程度的扩散，从而出现一定的熔合。
如图2所示，当针箍和冠状结构组合在一起时，唇形密封38的后部与一个肩部接合，而冠状结构的缩径部分40探出圆筒12的筒体上的环形端壁46，与活塞14的前端一起工作，如下文所述。另外，阻挡部分56进入由冠状部分34形成的开口，与针箍22的后部接触。
在操作时，随着活塞14缩入圆筒12，圆筒中的液体被通过针头输送出去。当活塞将要完成输送行程时，达到图3所示的情况，即，边缘部分55接触或将要接触冠状部分34的后部，而阻挡部分56接触或将要接触针箍22的后部。通过对构件的适当设计，由活塞向输送行程的末端继续运动产生的轴向力使部件22和34以及部件55和56之间的连接断开(即破裂)，从而使针箍22与冠状结构34分离，阻挡部分56与边缘部分55分离，如图4所示。
更具体地说，在接合状态下，边缘部分55使冠状结构34前移，而冠状结构34的前向运动被结构12A的前端所阻挡，而阻塞部分56对结构12A施加后向力。在这种条件下，当部件22和34以及部件55和56之间的连接断裂时，弹簧24不再受限，把针箍通过冠状部分和因阻挡部分56的分离而产生的孔推入活塞中，从而隐藏针头，避免针头在注射器中的药液输送完成后扎伤患者。针箍和阻挡部分的分离可以同时发生，也可以顺次发生，但最好是针箍首先分离。通过选择适当的构件规格/形状、或调整二次注射模制工艺等方法，可以按要求调节针箍和阻挡部分的分离力。
在边缘部分55的推动下，冠状结构34的行程长度应保证唇形密封件38始终与颈圈18的内表面保持密封接触。虽然针箍通常是圆柱形的，但是它最好带有一定的斜度(即从后端到前端呈缩径截面形式)，以便于输送药液和防止弹簧碰触针箍的外表面。针箍的设计应保证在组合后(如图2所示)在肩部28和端盖12A的相邻端壁之间有一定的间隙，以避免在注射器的组装过程中因针箍长度公差的影响而造成针箍与冠状结构之间的连接断裂。当活塞的边缘部分开始接触并推动冠状结构时，这个间隙将被消除。
如上文所述，与欧洲专利776225中接示的设计相比，按照本发明的思想实现的注射器要简化得多。本发明的优点有由于可以按要求调整二次注射模制工艺，所以可以更好地控制针箍与冠状结构之间的分离力；可以增加弹簧的直径，实现更短、更坚固的设计；采用整体式的唇形密封，而不是使用“O”型环密封，减少了过早注射和低压力故障的危险；冠状结构的行程更短，减少了在排空气时造成意外漏液的情况；降低了对公差的依赖性；
能够更好地控制针头缩进过程的时间/顺序；由于针箍/冠状结构/唇形密封为一个整体，简化了组装工作；对端盖12A进行了重新设计，模制起来更容易；在安装针箍后，针头可以插入到针箍中，减少了针头损伤的可能性；针箍的设计允许采用压配合或旋转焊接方式来固定针头；减少漏损量，使注射过程更连贯；由于针箍和冠状结构为整体模制件，因此提高了锁紧力(能够更好地把针头插入药水瓶等)。
虽然上文中对本发明的技术特性进行了强调，而这些技术特性对本发明也是非常重要的，但是应该理解的是，专利申请人在此声明，本文中揭示的任何专利特性都应受到保护，不管这些特性在本文中是否得到强调。
权利要求
1.一种液体输送装置，包括一个装有通过针头输送的液体的圆筒，在圆筒的一端有一个针头安装箍；一个用于把针箍向圆筒内推入的偏压元件；一个阻止针箍向圆筒内运动的阻止元件；一个可以在圆筒内运动并通过针头从圆筒内输送液体的中空活塞，在中空活塞的前端有一个可分离部分，在中空活塞的输送行程的最后部分或输送行程完成时，该分离部分可使针头安装箍缩进中空活塞中；针箍和阻止元件为塑料模制品，阻止元件在轴向方向上套住针箍，在所述输送行程的最后部分或输出行程完成时，活塞可以使阻止元件与针箍分离，使偏压元件把针头推入中空活塞中。
2.如权利要求1中所述的装置，其中所述阻止元件带有一个整体密封。
3.如权利要求1或2中所述的装置，其中所述密封为环形，包围住该阻止元件。
4.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中所述阻止元件和针箍在模制分界面处可具有相互接合部分，该相互接合部分在活塞的输送行程的最后部分或在活塞的输送行程结束时使阻止元件与针箍分离。
5.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中所述阻止元件和针箍可以在模制分界面处至少部分地熔合在一起，在输送行程的最后部分或结束时，该熔合部分破裂或断开。
6.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中所述针箍为细长形，带有一个中心孔，用于容置针头。
7.如权利要求6中所述的装置，其中所述针头容置孔为缩径截面形式。
8.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中所述针箍有一定的斜度，在活塞输送行程的移动方向上形成缩径截面。
9.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中所述偏压元件是一个螺旋弹簧，围绕在针箍周围。
10.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中所述活塞的前端带有一个边缘和一个中央阻挡部分，该中央阻挡部分形成所述可分离部分。
11.如权利要求10中所述的装置，其中的设计为在活塞输送行程的最后部分或完成时，活塞的边缘部分与阻止元件接合，而针箍与阻挡部分接合，这两套构件之间的接合可以有效地使针箍与阻止元件分离，使阻挡部分与边缘部分分离，使针箍进入到活塞内部。
12.如权利要求10或11中所述的装置，其中所述针箍至少在阻挡部分与边缘部分未完全分离前与阻止元件分离。
13.如权利要求10或11中所述的装置，其中所述阻挡部分在阻止元件分离前分离。
14.如权利要求10或11中所述的装置，其中针箍和阻挡部分同时分离。
15.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其特征在于由针箍和阻止元件构成的组件和/或由边缘和阻挡部分构成的组件通过模制工艺制造在一起，形成一个明显的分界，在活塞运动过程中，当阻止元件上受力时，所述组件中的构件在所述分界处相互分离。
16.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的组件和/或由边缘和阻挡部分构成的组件为塑料模制品，该组件中的构件之间的型面相互关联。
17.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和/或由边缘和阻挡部分构成的一对构件由不同化学成分和/或特性的塑料材料制成。
18.如上述权利要求1-17中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和/或由边缘和阻挡部分构成的一对构件由相同或相似的塑料材料制成。
19.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和/或由边缘和阻挡部分构成的一对构件可以彼此分离，其中的任何构件不会产生形变。
20.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和/或由边缘和阻挡部分构成的一对构件彼此联锁，当断开时，至少其中一个构件发生一定程度的形变。
21.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和/或由边缘和阻挡部分构成的一对构件在模制分界面处有互补的环形曲面。
22.如权利要求21中所述的装置，其中环形曲面为圆柱形或圆锥形。
23.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和/或由边缘和阻挡部分构成的一对构件在模制分界面处，这两个构件可以相互紧密接触并有一定程度的熔合，在断裂过程中，优选的是分界面区的熔合部分断开。
24.如上述任何一项权利要求中所述的装置，其中由针箍和阻止元件构成的一对构件和由边缘和阻挡部分构成的一对构件之间有锁销装置。
25.一种用于液体输送装置的针头安装箍，所述针头安装箍为通过二次注射模制工艺制造的模制品，并带有一个针箍和一个容置针箍的阻止元件。
26.一种用于上述任何一项权利要求中所述的液体输送装置的针头安装箍组件的生产方法，所述生产方法采用二次注射模制工艺生产针头安装箍组件。
全文摘要
一种液体输送装置，包括一个盛有通过针头输送的液体的圆筒，在圆筒的一端有一个针头安装箍；一个用于把针箍推入圆筒的偏压元件；一个阻止针箍向圆筒内运动的阻止元件；一个可以在圆筒内运动并通过针头把液体从圆筒中输送出去的中空活塞，该中空活塞带有一个可分离的前端部分，在活塞的输送行程的最后部分或结束时，该前端部分分离，使针头安装箍缩入中空活塞；所述针箍和阻止元件为塑料模制品，阻止元件在轴向方向上套住针箍，在活塞的输送行程的最后部分或完成时，活塞使阻止元件与针箍分离，而偏压元件把针头推入中空活塞。
文档编号A61M5/32GK1585658SQ02808895
公开日2005年2月23日 申请日期2002年4月23日 优先权日2001年4月26日
发明者约翰·塔格 申请人:Nmt股票上市集团公司