PL200838B1 - Bezigłowy iniektor do cieczy i jego zastosowanie - Google Patents

Abstract

Ujawniono bezig lowy iniektor do cieczy, wykonany jako urz adzenie reczne, obejmuj acy obudow e i pojemnik na ciecz, w którym obudowa zawiera dwie cz esci (1, 2, 31, 32), po laczone ze sob a i umieszczone obrotowo wzgl edem siebie. Iniektor zawiera mechanizm naciskowy blokuj acy z umiesz- czonym pomi edzy dwoma wyst epami oporowymi (17, 47) przesuwnym skokowym elementem (3, 33, 53), który jest wyposa zony w urz adzenie wyzwalaj ace. Ponadto, zawiera wydr azony t lok (7, 37, 57) zamocowany w skokowym ele- mencie (3, 33, 53) i nap edzany przez mechanizm nacisko- wy blokuj acy. Wydr azony t lok jest umieszczony przesuwnie wewn atrz cylindra (8, 38) i zawiera pojedynczy korpus zaworowy (12, 42). Na koncu cylindra usytuowana jest dysza (9, 39) z co najmniej jednym otworem (10, 40). Prze- strze n pomi edzy dysz a a korpusem zaworowym tworzy komor e (13, 43) pompy. Pojemnik (14, 44, 54) na ciecz umieszczony jest w obudowie i wykonany jako pojemnik oddzielony od bezig lowego iniektora oraz po laczony z ko ncem wydr azonego t loka, który wystaje z cylindra. Przedstawiono tak ze zastosowanie iniektora do wstrzyki- wania substancji czynnej w tkank e roslinn a. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy bezigłowego iniektora do cieczy wykonanego jako urządzenie ręczne, korzystnie w wykonaniu miniaturowym, oraz zastosowanie bezigłowego iniektora.

Celem wynalazku jest rozszerzenie zakresu stosowania takiego iniektora.

Znany jest z europejskich opisów EP 0063341 i EP 0063342 bezigłowy iniektor, który zawiera tłokową pompę do wypychania wstrzykiwanej cieczy, napędzaną silnikiem za pośrednictwem sprężonego czynnika. Pojemnik z cieczą jest umieszczony z boku przy pompie tłokowej. Ilość cieczy potrzebna do wstrzyknięcia zasysana jest przy odwodzeniu tłoka poprzez kanał wlotowy i klapowy zawór zwrotny do komory pompy. Gdy tłok poruszy się w kierunku korpusu dyszowego, ciecz jest przetłaczana poprzez kanał wylotowy do dyszy i wypychana. Tłok pompy tłokowej jest litym tłokiem okrągłym.

W europejskim opisie EP 0133471 ujawniono bezigłowe urządzenie do szczepienia, które jest napędzane sprężonym dwutlenkiem węgla z naboju syfonowego poprzez specjalny zawór.

Z opisu EP 0347190 znany jest zasysają co-tł oczą cy iniektor, w którym głębokość wprowadzania wstrzykiwanego leku jest regulowana za pomocą ciśnienia gazu, a objętość leku jest regulowana przez skok tłoka.

Znany jest z opisu EP 0427457 bezigłowy iniektor podskórny, który jest napędzany sprężonym gazem poprzez dwustopniowy zawór. Wstrzykiwany środek jest usytuowany w ampułce umieszczonej w płaszczu ochronnym zamocowanym na obudowie iniektora. Ampułka zostaje nasadzona na koniec tłoczyska. Na drugim końcu ampułki usytuowana jest dysza, której średnica zmniejsza się w kierunku do końca ampułki.

W opisie WO-89/08469 ujawniono, bezigłowy iniektor jednorazowego zastosowania. W innym opisie WO-92/08508 opisano bezigłowy iniektor przeznaczony do przeprowadzania trzech iniekcji. Ampułkę zawierającą lek wkręca się w jeden koniec zespołu napędzającego, przy czym tłoczysko wprowadza się w otwarty koniec ampułki. Ampułka zawiera przy swym jednym końcu dyszę, przez którą wypychany jest lek. W przybliżeniu w środku długości ampułki usytuowany jest przesuwny korek zamykający. Wstrzykiwaną dawkę określa się przez głębokość wkręcenia ampułki. Tłoczysko wyprowadzone z zespołu napędowego po uruchomieniu iniektora wycofuje się ręcznie. Oba przyrządy napędzane są sprężonym gazem.

Znany jest z opisu WO-93/03779 bezigłowy iniektor z dwuczęściową obudową i z pojemnikiem cieczy nasadzonym bocznie na iniektor. Sprężyna napędzająca tłok naciskana jest za pomocą silnika przekładniowego. Sprężyna ta zostaje zwolniona, gdy tylko obie części obudowy zostają dosunięte do siebie na skutek dociśnięcia dyszy do miejsca wstrzyknięcia. Zastosowano po jednym zaworze w kanale zasysania cieczy i w wypływie komory dozowania.

W opisie WO-95/03844 ujawniono kolejny iniektor bezigł owy. Zawiera on napeł niony cieczą nabój, który przy jednym końcu ma dyszę, poprzez którą wypychana jest ciecz. Przy drugim końcu nabój ten jest zamknięty nasadkowym tłokiem wsuwanym w nabój. Obciążony wstępnie napiętą sprężyną tłok przesuwa po zwolnieniu sprężyny nasadkowy tłok na określoną odległość w nabój, przy czym następuje wypychanie wstrzykiwanej ilości cieczy. Sprężyna zostaje zwolniona, gdy dysza jest wystarczająco silnie dociśnięta do miejsca wstrzyknięcia. Iniektor ten przeznaczony jest do jednorazowego użytku lub do wielokrotnego użytku. Nabój jest umieszczony przed obciążonym sprężyną tłokiem i jest stałą częścią składową iniektora. Położenie tłoka iniektora przeznaczonego do wielokrotnego użytku przesuwa się po każdym zastosowaniu o pewien odcinek w kierunku do dyszy. Powrót tłoka i sprężyny napędowej do poprzedniego położenia jest niemożliwy. Naprężenie sprężyny można z powrotem przywrócić dopiero wtedy, gdy iniektor rozbierze się i część napędową iniektora połączy się z nowym, całkowicie napełnionym nabojem.

Znane jest z opisu FR-2 629 706 rozwiązanie opisujące dwie postacie wykonania bezigłowego iniektora do stosowania w stomatologii, za pomocą którego można wstrzykiwać określoną ilość cieczy w dziąsło. Oba iniektory są złożone z dwóch części połączonych ze sobą współosiowo i rozłącznie. Czynnikiem roboczym jest sprężone powietrze doprowadzane do iniektora z zewnątrz. Przy wyzwoleniu iniektora za pomocą przycisku wyzwalającego tłok roboczy przez współdziałanie sprężonego powietrza, sprężyn śrubowych i urządzeń blokujących przesuwa się uderzeniowo o zadany odcinek, przy czym ilość cieczy przeznaczona do wstrzyknięcia wytłaczana jest poprzez dyszę. Równocześnie zostają naprężone sprężyny śrubowe, które, gdy tylko nie działa już doprowadzone sprężone powietrze, przesuwają wiele osiowo przesuwnych części wewnątrz iniektora z powrotem do ich położenia początkowego. Wstrzykiwana ciecz jest wewnątrz iniektora umieszczona w rurowym sztywnym pojemniPL 200 838 B1 ku, który przy jednym swym końcu ma umieszczony przesuwnie wewnątrz pojemnika korek, który stale utrzymuje pod ciśnieniem ciecz usytuowaną w pojemniku za pośrednictwem będącego pod działaniem sprężyny tłoka. Przy wypchnięciu części cieczy z pojemnika w komorę cieczy wewnątrz cylindra pompy sprężyna ściskana przesuwa poprzez tłok ten korek o odpowiedni odcinek do wnętrza pojemnika z cieczą.

W pewnych znanych wykonaniach bezigł owego iniektora pojemnik z wstrzykiwaną cieczą umieszczony jest z boku przy zespole napędowym. Ilość cieczy przeznaczoną do wstrzyknięcia zasysa się przy odciąganiu litego tłoka pompy tłokowej w komorę pompy. W kanale wlotowym umieszczony jest zawór wlotowy, a kanał wylotowy zawiera zawór wylotowy. Oba zawory są uruchamiane za pomocą siły pomocniczej.

W innych wykonaniach bezigłowego iniektora pojemnik na wstrzykiwaną ciecz służ y bezpośrednio jako komora pompy i jest wystawiony na działanie siły występującej przy wypychaniu wstrzykiwanej ilości cieczy.

W przypadku bezigłowych iniektorów napę dzanych sprężonym gazem po każdym wstrzyknięciu uchodzi pewna część sprężonego gazu. Pojemnik ze sprężonym gazem jest ewentualnie wymienny, jednakże nie można go bezpośrednio napełnić z powrotem sprężonym gazem. W przypadku takich iniektorów, gdy tylko pojemnik ze sprężonym gazem zostanie opróżniony, należy wymienić zespół napędowy.

Powstaje zadanie opracowania bezigłowego iniektora o prostej konstrukcji, nadającego się do wielokrotnego użytku, który korzystnie przeznaczony jest do powtarzalnego wypychania określonej ilości cieczy. Ilość cieczy wypchnięta w sumie po wielu użyciach powinna korzystnie być większa niż ilość cieczy zawarta w pojemniku. Możliwe powinno być albo kolejne pobieranie wielu częściowych ilości cieczy z pojemnika, albo jednorazowe pobranie i wypchnięcie całej ilości cieczy zawartej w pojemniku. Pojemnik powinien być łatwo wymienialny. Określonej ilości cieczy należy przekazać wystarczająco duże mechaniczne działanie siły (impuls), aby określona ilość cieczy przeszła przez membranę, folię lub tkankę biologiczną.

Zadanie to zostało rozwiązane zgodnie z wynalazkiem, poprzez bezigłowy iniektor cieczy, który jako przyrząd ręczny jest umieszczony w cylindrycznej obudowie i zawiera pojemnik z cieczą.

Bezigłowy iniektor do cieczy, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że obudowa zawiera dwie części połączone ze sobą i umieszczone obrotowo względem siebie, gdzie iniektor zawiera mechanizm naciskowy blokujący z umieszczonym pomiędzy dwoma występami oporowymi przesuwnym skokowym elementem, który jest wyposażony w urządzenie wyzwalające oraz zawiera wydrążony tłok zamocowany w skokowym elemencie i napędzany przez mechanizm naciskowy blokujący. Wydrążony tłok jest umieszczony przesuwnie wewnątrz cylindra i zawiera pojedynczy korpus zaworowy, a na końcu cylindra usytuowana jest dysza z co najmniej jednym otworem. Przestrzeń pomiędzy dyszą a korpusem zaworowym tworzy komorę pompy, a pojemnik na ciecz umieszczony jest w obudowie i wykonany jest jako pojemnik oddzielony od bezigłowego iniektora oraz jest połączony z końcem wydrążonego tłoka, który wystaje z cylindra.

Długość skoku a i przekrój wydrążonego tłoka determinuje ilość cieczy, która przy wyciąganiu wydrążonego tłoka z cylindra jest przetłaczana przez wydrążony tłok do komory pompy, oraz długość skoku a wydrążonego tłoka w iniektorze bezigłowym jest determinowana przez położenie obu występów oporowych.

Obie części obudowy iniektora według wynalazku są ze sobą połączone rozłącznie.

Korzystnie, dysza zawiera tylko jeden otwór o średnicy 10-500 μm, korzystnie 50-150 μm, oraz otwór dyszy ma długość 50-500 μm, korzystnie 100-300 μm. Ponadto, dysza zawiera wiele otworów dyszowych. Poza tym dysza zawiera wiele otworów, których osie wzdłużne przebiegają obustronnie równolegle do siebie albo są względem siebie rozbieżne.

Mechanizm naciskowy blokujący jest poddawany naciskowi na skutek obrotu jednej części obudowy względem drugiej części. Ponadto, mechanizm naciskowy blokujący zawiera śrubową sprężynę, sprężynę talerzową lub sprężynę płytkową jako środek magazynowania energii.

Korzystnie, dysza jest wykonana z metalu lub tworzywa sztucznego, lub szkła, lub krzemu.

Oddzielny pojemnik na ciecz jest rozłączalnie połączony przez pasowanie wciskowe z końcem wydrążonego tłoka, który wystaje z cylindra. Oddzielny pojemnik na ciecz jest rozłączalnie połączony z wydrążonym tłokiem i jest przesuwalny przez ruch skokowy wydrążonego tłoka wewnątrz obudowy. Oddzielny pojemnik na ciecz jest wykonany jako pojemnik wymienny. Oddzielny pojemnik na ciecz

PL 200 838 B1 jest połączony rozłączalnie z wydrążonym tłokiem i skokowym elementem, oraz skokowy element jest wyposażony w zapadkowe haki, które wchodzą w obwodowy rowek w pojemniku.

Korzystnie, koniec bezigłowego iniektora od strony dyszy jest wyposażony w zamykającą nasadkę.

Zgodnie z wynalazkiem filtr jest umieszczony po stronie dyszy zwróconej do komory pompy.

W innym korzystnym rozwiązaniu, według wynalazku, mechanizm naciskowy blokujący zawiera śrubową sprężynę oraz mechanizm naciskowy blokujący, który jest poddawany naciskowi za pomocą śrubowego mechanizmu przesuwnego wskutek obrotu jednej części obudowy względem drugiej części. Mechanizm naciskowy blokujący jest wyposażony w urządzenie wyzwalające. Na końcu cylindra usytuowana jest dysza z pojedynczym otworem. Pojemnik poprzez pasowanie wciskowe jest połączony z końcem wydrążonego tłoka wystającego z cylindra i jest połączony ze skokowym elementem za pomocą zapadkowych haków wchodzących w obwodowy rowek w pojemniku.

Korzystnie, filtr jest usytuowany ze strony dyszy, zwróconej do komory pompy.

Bezigłowy iniektor określony w zastrzeżeniach znajduje zastosowanie do wstrzykiwania substancji czynnej cieczy w tkankę roślinną.

Mechanizm naciskowy blokujący złożony jest z będącego pod działaniem sprężyny kołnierza napędzanego, jako elementu skokowego, napędu do naciskania sprężyny, elementu blokującego, dwóch występów oporowych do współpracy z kołnierzem napędzanym, pomiędzy którymi napędzany kołnierz może poruszać się tam i z powrotem oraz urządzenia do wyzwalania elementu blokującego. Ruch części napędzanej jest dokładnie ograniczony przez oba występy oporowe. Pomiędzy magazynującą energię sprężyną a napędem służącym do naciskania tej sprężyny umieszczona jest przenosząca siłę przekładnia. Element blokujący jest pierścieniowy i ma sprzęgane powierzchnie blokujące. Jako magazyn energii można stosować korzystnie cylindryczną sprężynę śrubową lub sprężynę talerzową, albo sprężynę płytkową, a napęd służy do naciskania tej sprężyny.

Napędzany kołnierz może być wykonany w kształcie nasadki. Obwód tego kołnierza napędzanego może przykładowo zawierać dwa wycięcia w kształcie zębów piły, po których przesuwają się dwa zęby usytuowane w górnej części obudowy.

Średnia siła sprężyny może wynosić 10-150 N. Pomiędzy oboma położeniami skokowego elementu mechanizmu naciskowego blokującego siła sprężyny zmienia się od około ± 10% średniej siły sprężyny.

Elementem blokującym może być sprężyście odkształcany promieniowo pierścień, albo sztywny pierścień z przesuwnymi krzywkami, albo też sztywny pierścień z ukształtowanymi sprężynami płytkowymi lub pierścień trzymany pod naprężeniem wstępnym przez jedną lub kilka sprężyn metalowych. Pierścień ten może być zamknięty lub otwarty. Może składać się z wielu części. Element blokujący jest umieszczony przesuwnie w płaszczyźnie prostopadłej do osi obudowy, albo jest odkształcany w tej płaszczyźnie.

Dalsze szczegóły dotyczące mechanizmu blokującego do napędu sprężynowego opisano w DE-195 45 226.

W elemencie skokowym mechanizmu naciskowego blokującego zamocowany jest wydrążony tłok, który jest napędzany przez ten mechanizm naciskowy blokujący. Wydrążony tłok wchodzi w cylinder i wystaje częścią swej długości z tego cylindra. Jest on umieszczony przesuwnie wewnątrz cylindra.

Dysza może być prostopadłościanem złożonym z krzemowych płytek, mającym przykładowo szerokość 1,1 mm, długość 1,5 mm i wysokość 2,0 mm. Prostopadłościan ten na powierzchni styku płytek może zawierać płaskie trójkątne wycięcie o głębokości około 400 μm, zakończone pojedynczym otworem dyszowym o szerokości 50 μm, grubości 50 μm i długości 200 μm. Może być korzystne otoczenie dyszy na całym jej obwodzie dokładnie dopasowaną kształtką elastomeryczną. Wewnętrzny obrys tej elastomerycznej kształtki jest dopasowany do zewnętrznego obrysu dyszy, a zewnętrzny obrys elastomerycznej kształtki jest dopasowany do wewnętrznego obrysu mocowania dyszy wykonanego korzystnie z metalu. Tego rodzaju ruchome mocowanie czyni dyszę wykonaną z kruchego materiału niewrażliwą na obciążenia udarowe, występujące przy zgodnym z przeznaczeniem użytkowaniu bezigłowego iniektora.

Korzystnie przy końcu wydrążonego tłoka, który usytuowany jest wewnątrz cylindra, umieszczony jest korpus zaworowy, korzystnie jednoczęściowy, który jest prowadzony przez wydrążony tłok i jest osiowo przesuwny względem wydrążonego tłoka. Ten korpus zaworowy porusza się zasadniczo wraz z wydrążonym tłokiem. Korpus zaworowy ma korzystnie jednoosiowy kształt symetryczny obroPL 200 838 B1 towo, np. kształt cylindra lub ściętego stożka. Jego średnica może być mniejsza niż średnica komory, w której umieszczony jest przesuwnie korpus zaworowy. Korpus zaworowy moż e obracać się wokół swej osi. Oś korpusu zaworowego pozostaje zawsze równoległa do osi wydrążonego tłoka. Dzięki temu po wejściowej stronie korpusu zaworowego istnieje określona powierzchnia uszczelniająca. Droga, na której korpus zaworowy może przesuwać się względem wydrążonego tłoka, ograniczona jest przez występ oporowy. W położeniu, w którym korpus zaworowy przylega do określonej powierzchni uszczelniającej, zawór jest zamknięty.

Przestrzeń pomiędzy dyszą a korpusem zaworowym umieszczonym na wydrążonym tłoku jest komorą pompy. Przed usytuowanym po stronie dyszy końcem komory pompy, a więc w kanale wytłaczania cieczy, może być umieszczony filtr, korzystnie wykonany jako filtr wgłębny. Jeżeli wstrzykiwana ciecz zawiera cząstki w zawiesinie, wówczas wielkość porów filtru należy dostosować do wielkości cząstek.

Dalsze szczegóły dotyczące wydrążonego tłoka i korpusu zaworowego podane są w DE-195 36 902.

Średnica cylindra korzystnie na całej długości jest zgodna praktycznie z zewnętrzną średnicą wydrążonego tłoka. Cylinder może być nieruchomo umieszczony w jednej części obudowy. Ponadto cylinder może być umieszczony osiowo przesuwnie w jednej części obudowy. Przesuwny cylinder jest trzymany w swym położeniu spoczynkowym przez sprężynę powrotną.

Oba występy oporowe współpracujące z elementem skokowym mogą być umieszczone nieruchomo w obudowie. Ponadto położenie jednego z tych występów oporowych może być zmienne w kierunku osiowym. Dzię ki temu moż na zmieniać obję tość komory pompy przy stał ej ś rednicy zewnętrznej wydrążonego tłoka. Przy nie zmienionej poza tym konstrukcji bezigłowego iniektora ilość wypychanej cieczy można zmieniać przez zmianę położenia występu oporowego.

Długość drogi elementu skokowego, a zatem skok wydrążonego tłoka wewnątrz bezigłowego iniektora ograniczony jest przez oba występy oporowe. Przy danym położeniu występów oporowych długość drogi elementu skokowego, a zatem skok wydrążonego tłoka przy każdym wstrzyknięciu jest stały.

Za pomocą urządzenia wyzwalającego element blokujący jest przesuwany równolegle do płaszczyzny pierścienia lub odkształcany promieniowo w płaszczyźnie pierścienia. W przypadku cylindra umieszczonego nieruchomo w obudowie urządzenie wyzwalające jest uruchamiane za pomocą przycisku wyzwalającego naciskanego palcem i wyzwala element blokujący. W przypadku cylindra umieszczonego przesuwnie w obudowie urządzenie wyzwalające jest uruchamiane przy wciśnięciu cylindra wbrew sile sprężyny powrotnej i wyprzęga element blokujący.

Wewnątrz obudowy umieszczony jest pojemnik z cieczą. Pojemnik ten jest wykonany jako zbiornik oddzielony od bezigłowego iniektora. Jest on połączony z końcem wydrążonego tłoka usytuowanym naprzeciw komory pompy. Koniec wydrążonego tłoka jest przykryty cieczą usytuowaną w pojemniku.

Pojemnik połączony z wydrążonym tłokiem może być dodatkowo połączony z elementem skokowym. Połączenie to może być rozłączalnym lub nierozłączalnym położeniem wtykowym, przy którym element skokowy jest wyposażony w wiele zapadkowych haków, które wchodzą w obwodowy rowek w pojemniku po wsunięciu tego pojemnika w bezigłowy iniektor.

Zadana ilość wytłaczanej cieczy określana jest przez skok i przekrój wydrążonego tłoka. Skok wydrążonego tłoka jest ograniczany przez oba występy oporowe, przeznaczone do współpracy z napędzanym kołnierzem.

Korzystne jest zastosowanie przed dyszą zdejmowanej nasadki zamykającej, do ochrony otworu dyszy podczas przechowywania bezigłowego iniektora przed i podczas eksploatacji przed zanieczyszczeniem i ulatnianiem się cieczy.

Obie części obudowy, mechanizm naciskowy blokujący, cylinder i pojemnik wykonane są korzystnie z tworzywa sztucznego, np. z politereftalanu butylenu. Wydrążony tłok wykonany jest korzystnie z metalu, np. ze stali szlachetnej.

Korpus zaworowy może być wykonany z metalu, ceramiki, szkła.

Dysza może być wykonana z metalu, tworzywa sztucznego, szkła, krzemu lub kamieni szlachetnych, takich jak szafir, rubin, korund.

Filtr wykonany jest korzystnie ze spiekanego metalu lub spiekanego tworzywa sztucznego.

PL 200 838 B1

Bezigłowy iniektor wytwarzany jest korzystnie jako przyrząd ręczny. Przy wstrzykiwaniu może być trzymany i obsługiwany jedną ręką. Cylinder, wydrążony tłok, korpus zaworowy, dysza i ewentualnie filtr są częściami zminiaturyzowanymi.

Poniżej opisano działanie bezigłowego iniektora.

Podczas przechowywania nieużywanego lub już używanego bezigłowego iniektora oraz pomiędzy dwoma wstrzyknięciami bezigłowy iniektor jest w stanie spoczynku. Sprężyna magazynująca energię jest wstępnie naprężona. Element skokowy przylega do występu oporowego, który ogranicza drogę elementu skokowego w stanie spoczynku. Wydrążony tłok wchodzi głęboko w cylinder. Pomiędzy końcem wydrążonego tłoka a wewnętrzną stroną dyszy przewidziany jest tylko niewielki odstęp. Element blokujący jest w położeniu wyprzęgniętym.

Przy obracaniu obu części obudowy względem siebie zostaje napięty mechanizm naciskowy blokujący. Element skokowy zostaje odsunięty w kierunku osiowym od cylindra, przy czym zwiększa się naprężenie sprężyny magazynującej energię. Równocześnie wydrążony tłok zostaje nieco wyciągnięty z cylindra, a komora pompy powiększa się. Wydrążony tłok sięga częścią swej długości dalej w cylinder. Równocześ nie część cieczy zostaje z pojemnika przetłoczona poprzez wydrążony tłok i korpus zaworowy do komory pompy, która zostaje napeł niona cieczą . Ilość cieczy w komorze pompy jest praktycznie zgodna z ilością cieczy wytłaczaną przy iniekcji. Element skokowy zostaje przesunięty tak, aż element blokujący wskakuje w swoje położenie sprzęgnięte. W przypadku iniektora bezigłowego z przyciskiem wyzwalania przycisk ten wystaje nieco z obudowy.

Koniec bezigłowego iniektora od strony dyszy przystawia się do miejsca iniekcji i dociska się. W przypadku iniektora bezigł owego z przyciskiem wyzwalania przycisk ten naciska się palcem i wciska się w obudowę. Na skutek tego element blokujący zostaje przesunięty do położenia wyprzęgniętego i zostaje wyzwolona iniekcja. W przypadku iniektora bezigłowego z przesuwnie umieszczonym cylindrem, iniektor dociska się jego końcem usytuowanym po stronie dyszy ręką ze wzrastającą siłą wbrew sile sprężyny powrotnej do miejsca iniekcji. Cylinder zostaje przy tym wsunięty w obudowę, element blokujący zostaje przesunięty do swego położenia wyprzęgniętego i zostaje wyzwolona iniekcja. Przy podniesieniu bezigłowego iniektora z miejsca iniekcji sprężyna powrotna popycha cylinder z powrotem do jego położenia spoczynkowego.

Gdy tylko element blokujący przyjmie położenie wyprzęgnięte, siła K naprężonej sprężyny magazynującej energię działa poprzez element skokowy, wydrążony tłok i zamknięty zawór przy końcu wydrążonego tłoka w czasie Δt na ciecz usytuowaną w komorze pompy, na skutek czego masa m cieczy otrzymuje prędkość Δν, a przez to mechaniczny impuls K-.-\t = m-Δν, wypływa z dużą prędkością z dyszy i wnika śródskórnie w tkankę. Po iniekcji bezigłowy iniektor jest znów w położeniu spoczynkowym.

Bezigłowy iniektor według wynalazku może służyć w medycynie i weterynarii do iniekcji śródskórnych ciekłego preparatu substancji aktywnej, np. leku, w tkanki ludzkie lub zwierzęce. Przykładami odpowiednich preparatów farmaceutycznych są między innymi analgetyki, szczepionki, środki przeciwcukrzycowe, hormony, środki antykoncepcyjne, witaminy, antybiotyki, środki uspokajające, substancje przeciwbakteryjne, aminokwasy, środki działające na krążenie wieńcowe.

Preparat leku może mieć postać roztworu, zawiesiny lub emulsji. W przypadku zawiesin średnia wielkość cząstek nie powinna być większa niż 15 nm, korzystnie 10 nm.

Korzystnymi środkami do rozpuszczania, przeprowadzania w stan zawiesiny lub emulsji substancji czynnych i ewentualnie potrzebnymi materiałami pomocniczymi są przykładowo woda, alkohole, mieszaniny alkoholi z wodą oraz emulsje oleju w wodzie lub wody w oleju. Do grupy tej należą oczyszczona, sterylizowana woda, etanol, propandiol, alkohole benzylowe, mieszaniny etanolu z wodą, oleje (takie jak olej kokosowy, arachidowy, sojowy, rycynowy, słonecznikowy), estry kwasów tłuszczowych (takie jak mirystynian izopropylowy, palmitynian izopropylowy, oleinian etylowy), trójglicerydy, triacetyna, solketal, glikol propylenowy. Ponadto preparaty takie mogą zawierać substancje pomocnicze, jak przykładowo środki konserwujące oraz kwasy lub zasady do ustawiania wartości współczynnika pH.

Określoną ilość cieczy można za pomocą bezigłowego iniektora wstrzyknąć w liść lub łodygę rośliny, albo poprzez membranę w przestrzeń za membraną.

Bezigłowy iniektor według wynalazku ma następujące zalety:

- ma poręczny kształt. Pojemnik na ciecz usytuowany jest w obudowie iniektora.

- Nadaje się do wykorzystania w wielu (nawet do kilkuset) iniekcjach, które mogą być wykonywane z jednego lub z wielu pojemników.

PL 200 838 B1

- Oprócz zaworu na końcu wydrążonego tłoka nie ma żadnych dalszych zaworów.

- Mechanizm naciskowy blokujący może być łatwo obsługiwany nawet przy dużych siłach sprężyny również przez niedoświadczone osoby i jest naciskany stosunkowo małą siłą za pomocą śrubowego mechanizmu przesuwania.

- Mechanizm naciskowy blokujący wyzwala się ręcznie przez naciś nięcie przycisku wyzwalają cego palcem lub przez dociśnięcie bezigłowego iniektora do miejsca iniekcji.

- Zespół napędowy nie jest wymienny. Wymienny jest tylko pojemnik z cieczą .

- Zawór umieszczony na końcu wydrążonego tłoka działa bez siły pomocniczej i zamyka bardzo szybko.

- Obję tość komory pompy jest zmieniana przez zmianę poł oż enia jednego z dwóch wystę pów oporowych.

- Mechaniczny impuls wstrzykiwanej iloś ci cieczy może być dostosowany do żądanej głębokości wniknięcia w tkankę lub do grubości przenikanej membrany.

- Pojemnik na ciecz jest dostosowany do warunków panujących przy (ewentualnie wieloletnim) składowaniu pojemnika oraz do dołączenia do iniektora. Jego wykonanie jest niezależne od wymagań stawianych wobec komory pompy przed dyszą.

- Pojemnik na ciecz nie podlega działaniu siły przy wstrzykiwaniu.

- Pojemnik na ciecz jest ł atwo wymienny.

- Ilość cieczy podawana w określonym zastosowaniu może być łatwo wstrzykiwana w wielu ilościach częściowych, kolejno w różnych miejscach obszaru iniekcji.

- Iniekcja bezigłowa ma na miejsce iniekcji znacznie mniej szkodliwe oddziaływanie niż iniekcja przeprowadzona za pomocą strzykawki.

Wynalazek w przykładzie wykonania jest objaśniony bliżej na podstawie rysunków. Na fig. 1 przedstawiony jest przekrój wzdłużny poprzez iniektor bezigłowy z przyciskiem wyzwalającym w położeniu spoczynkowym, przy czym cylinder jest umieszczony nieruchomo w jednej części obudowy. Fig. 2 przedstawia przekrój wzdłużny przez iniektor bezigłowy bez przycisku wyzwalającego w stanie napiętym sprężyny magazynującej energię, przy czym cylinder jest umieszczony przesuwnie w jednej części tłoka.

Na fig. 1 pokazano obie części 1 i 2 obudowy, które są ze sobą rozłączalnie połączone i względem siebie są umieszczone obrotowo. Z mechanizmu naciskowego blokującego, będącego w stanie spoczynku, przedstawiono skokowy element 3, blokujący element 4 w stanie odwiedzionym, działający na element blokujący przycisk wyzwalający 5 i magazynującą energię śrubową sprężynę 6 w postaci sprężyny ściskanej. W skokowym elemencie 3 zamocowany jest wydrążony tłok 7, który wchodzi w cylinder 8. Przy końcu cylindra jest usytuowana dysza 9 z dyszowym otworem 10. Przed dyszą usytuowany jest filtr 11. Koniec wydrążonego tłoka od strony dyszy jest wyposażony w zaworowy korpus 12. Pomiędzy zaworowym korpusem a filtrem usytuowana jest komora 13 pompy. Pojemnik 14 jest umieszczony w pustej przestrzeni wewnątrz śrubowej sprężyny. Pojemnik ten ma kołnierz 15 nasadzony na wydrążony tłok i jest trzymany na tym wydrążonym tłoku przez pasowanie wciskowe 19. Kosz 16, otaczający sprężynę śrubową, jest połączony kształtowo z częścią 1 obudowy. Skokowy element 3 przylega do występu oporowego 17. Dysza jest zabezpieczona przez zdejmowaną nasadkę zamykającą 18.

Na fig. 2 przedstawiono obie części 31 i 32 obudowy, które są połączone ze sobą rozłączalnie i są względem siebie obrotowe. Z mechanizmu naciskowego blokującego w stanie napiętym przedstawiono skokowy element 33, blokujący element 34 w stanie sprzężonym oraz magazynującą energię, śrubową sprężynę 36 w stanie napiętym. W skokowym elemencie 33 zamocowany jest wydrążony tłok 37, który wchodzi w cylinder 38. Na końcu cylindra jest umieszczona dysza 39 z dyszowym otworem 40. Usytuowany od strony dyszy koniec wydrążonego tłoka jest wyposażony w zaworowy korpus 42. Pomiędzy zaworowym korpusem a dyszą usytuowana jest komora 43 pompy. Pojemnik 44 jest umieszczony w pustej przestrzeni wewnątrz śrubowej sprężyny. Jest on kołnierzem 45 nasadzonym na wydrążony tłok i jest trzymany na tym wydrążonym tłoku przez wciskowe pasowanie 49. Kosz 46, który otacza śrubową sprężynę, jest połączony kształtowo z częścią 31 obudowy. Skokowy element 33 przylega do sprzężonego elementu blokującego 34 na występie oporowym 47. Cylinder 8 jest umieszczony osiowo przesuwnie w części 31 obudowy. Jest on trzymany w położeniu spoczynkowym przez śrubową sprężynę powrotną 48, która działa jako sprężyna ściskana. Cylinder 38 ma nie przedstawione urządzenie wyzwalające, które zwalnia element blokujący 34, gdy cylinder 38 wbrew sile działania sprężyny powrotnej przy dociśnięciu bezigłowego iniektora do miejsca wstrzyknięcia zostaje wsunięty

PL 200 838 B1 w część 31 obudowy. Przez a oznaczono drogę napędzanej części pomiędzy oboma występami oporowymi. Skok wydrążonego tłoka jest zgodny z tą drogą.

Fig. 2 przedstawia bezigłowy iniektor przystawiony do wstrzykiwania. Dysza 39 jest dociśnięta do przedstawionej schematycznie, silnie napiętej skóry 35. Przy dalszym dociskaniu do miejsca wstrzykiwania bezigłowy iniektor zostaje wyzwolony i ciecz z komory 43 pompy jest wstrzykiwana w skórę 39.

Fig. 3 i 4 przedstawiają jeden koniec pojemnika i element skokowy w dalszej postaci wykonania. Na fig. 3 wydrążony tłok jest wprowadzony w pojemnik, ale jeszcze bez połączenia z wydrążonym tłokiem.

Na fig. 3 przedstawiono w częściowym przekroju wzdłużnym (trójpowłokowy) pojemnik 54. Zewnętrzną powłoką pojemnika jest sztywna tuleja 55, która ma obwodowy rowek 52. Pojemnik ma korek 56, który przechodzi w zanurzeniowy króciec 58 z pasowaniem wciskowym 59. Część skokowego elementu 53 z zamocowanym w nim wydrążonym tłokiem 57 przedstawiono w przekroju wzdłużnym. Element skokowy na swej stronie zwróconej do pojemnika jest wyposażony w wiele zapadkowych haków 51.

Na fig. 4 pojemnik jest połączony z wydrążonym tłokiem i z elementem skokowym, a mianowicie z wydrążonym tłokiem przez pasowanie wciskowe 59, a z elementem skokowym za pomocą zapadkowych haków 51, które wchodzą w obwodowy rowek 52 pojemnika.

Przedstawione na fig. 3 i 4 połączenie pomiędzy pojemnikiem a elementem skokowym złożone jest z zapadkowych haków 51 z zaokrąglonymi ramionami i z obwodowego rowka 52 o przekroju w kształcie półokręgu. Takie połączenie jest rozłączalnym połączeniem wtykowym.

W celu uzyskania nierozłączalnego połączenia wtykowego można wybrać zapadkowe haki z ramionami piłokształtnymi i obwodowy rowek o przekroju trójkątnym.

Przykład wykonania: konstrukcja bezigłowego iniektora według wynalazku.

Bezigłowy iniektor do iniekcji śródskórnych w tkankę biologiczną ma następujące właściwości:

Obudowa ma zewnętrzną średnicę w przybliżeniu 20 mm i długość w przybliżeniu 70 mm. Obie części obudowy, mechanizm naciskowy blokujący i kosz sprężyny są wykonane z politereftalanu butylenu. Cylinder wykonany jest również z politereftalanu butylenu. Ma on zewnętrzną średnicę 5 mm i wewnętrzną średnicę 1,60 mm. Dysza wykonana jest z kwarcu. Otwór dyszy ma średnicę 140 μm i długość 220 μm. Wydrążony tłok ze stali szlachetnej ma zewnętrzną średnicę 1,59 mm i wewnętrzną średnicę 0,35 mm. Skok tłoka wynosi 12 mm. Korpus zaworowy wykonany jest z elastomeru. Ma on kształt krążka o grubości 2 mm i o zewnętrznej średnicy 1,60 mm. Krążek ten na swej powierzchni płaszczowej ma osiowe wycięcia, przez które ciecz może przepływać, mijając korpus zaworowy, do komory pompy. Koniec wydrążonego tłoka ma rowek, w który wchodzi korpus zaworowy. Ilość wytłaczanej cieczy wynosi w przybliżeniu 23 mm³. Wymienny pojemnik ma objętość w przybliżeniu 11 cm³.

Cieczami są korzystnie roztwory, zawiesiny lub dyspersje zawierające substancję czynną. Substancjami czynnymi mogą być substancje aktywne farmakologicznie do leczenia ciała ludzkiego lub zwierzęcego, albo też mogą to być substancje do diagnozowania lub do zastosowań kosmetycznych.

Substancjami czynnymi do zastosowań niefarmaceutycznych mogą przykładowo być w zakresie ochrony roślin środki owadobójcze, grzybobójcze, przyspieszające wzrost lub hamujące wzrost, albo nawozy. Bezigłowy iniektor według wynalazku umożliwia przyjazne wobec środowiska stosowanie środków działających systemowo, ponieważ substancja czynna jest doprowadzana bezpośrednio do rośliny.

Claims (17)

1. Bezigłowy iniektor do cieczy, wykonany jako urządzenie ręczne, obejmujący obudowę i pojemnik na ciecz, znamienny tym, że obudowa zawiera dwie części (1, 2), (31,32), połączone ze sobą i umieszczone obrotowo względem siebie, gdzie iniektor zawiera mechanizm naciskowy blokujący z umieszczonym pomiędzy dwoma występami oporowymi (17, 47) przesuwnym skokowym elementem (3, 33, 53), który jest wyposażony w urządzenie wyzwalające oraz zawiera wydrążony tłok (7, 37, 57) zamocowany w skokowym elemencie (3, 33, 53) i napędzany przez mechanizm naciskowy blokujący, przy czym wydrążony tłok jest umieszczony przesuwnie wewnątrz cylindra (8, 38) i zawiera pojedynczy korpus zaworowy (12, 42), a na końcu cylindra usytuowana jest dysza (9, 39) z co najmniej jednym otworem (10, 40), a przestrzeń pomiędzy dyszą a korpusem zaworowym tworzy komorę (13, 43)

PL 200 838 B1 pompy, a pojemnik (14, 44, 54) na ciecz umieszczony jest w obudowie i wykonany jest jako pojemnik oddzielony od bezigłowego iniektora oraz jest połączony z końcem wydrążonego tłoka, który wystaje z cylindra.

2. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że obie części (1, 2), (31, 32) obudowy są ze sobą połączone rozłącznie.

3. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dysza (9, 39) zawiera tylko jeden otwór (10, 40) o średnicy 10-500 μm, korzystnie 50-150 μm, oraz otwór (10, 40) dyszy ma długość 50-500 um, korzystnie 100-300 μm.

4. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dysza (9, 39) zawiera wiele otworów dyszowych.

5. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dysza (9, 39) zawiera wiele otworów, których osie wzdłużne przebiegają obustronnie równolegle do siebie albo są względem siebie rozbieżne.

6. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że mechanizm naciskowy blokujący jest poddawany naciskowi na skutek obrotu jednej części (1, 2) względem części drugiej (31, 32).

7. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że mechanizm naciskowy blokujący zawiera śrubową sprężynę (6, 36), sprężynę talerzową lub sprężynę płytkową jako środek magazynowania energii.

8. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że dysza (9, 39) jest wykonana korzystnie z metalu lub tworzywa sztucznego, lub szkła, lub krzemu.

9. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielny pojemnik (14, 44, 54) na ciecz jest rozłączalnie połączony przez pasowanie wciskowe (19, 49, 59) z końcem wydrążonego tłoka, który wystaje z cylindra.

10. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielny pojemnik (14, 44, 54) na ciecz jest rozłączalnie połączony z wydrążonym tłokiem (7, 37, 57) i jest przesuwalny przez ruch skokowy wydrążonego tłoka wewnątrz obudowy.

11. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielny pojemnik (14, 44, 54) na ciecz jest wykonany jako pojemnik wymienny.

12. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielny pojemnik (54) na ciecz jest połączony rozłączalnie z wydrążonym tłokiem (57) i skokowym elementem (53), oraz skokowy element (53) jest wyposażony w zapadkowe haki (51), które wchodzą w obwodowy rowek (52) w pojemniku.

13. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że koniec bezigłowego iniektora od strony dyszy jest wyposażony w zamykającą nasadkę (18).

14. Bezigłowy iniektor według zastrz. 1, znamienny tym, że filtr (11) jest umieszczony po stronie dyszy zwróconej do komory pompy.

15. Bezigłowy iniektor do cieczy, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że mechanizm naciskowy blokujący zawiera śrubową sprężynę (6, 36), oraz mechanizm naciskowy blokujący, który jest poddawany naciskowi za pomocą śrubowego mechanizmu przesuwnego wskutek obrotu jednej części (1, 2) względem drugiej części (31, 32) obudowy, przy czym mechanizm naciskowy blokujący jest wyposażony w urządzenie wyzwalające, ponadto na końcu cylindra usytuowana jest dysza (9, 39) z pojedynczym otworem (10, 40), a także pojemnik (14, 44, 54) poprzez pasowanie wciskowe (59) jest połączony z końcem wydrążonego tłoka wystającego z cylindra i jest połączony ze skokowym elementem (53) za pomocą zapadkowych haków (51) wchodzących w obwodowy rowek (52) w pojemniku.

16. Bezigłowy iniektor według zastrz. 15, znamienny tym, że filtr (11) jest usytuowany ze strony dyszy, zwróconej do komory pompy.

17. Zastosowanie bezigłowego iniektora określonego w zastrz. 1-16 do wstrzykiwania w tkankę roślinną substancji czynnej cieczy.