[發(fā)明專利]活塞密封件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280055843.0
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN103930144A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·瓊斯;J·厄普斯德勒
• 申請（專利權(quán)）人: 牛津納米孔技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61M5/315
• 分類號: A61M5/315
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發(fā)明涉及在例如注射器或注射泵中使活塞相對于外圍筒狀物進行密封，并且還涉及一種包括活塞和筒狀物的注射泵。

傳統(tǒng)注射器和注射泵的操作方式是借助于活塞或柱塞的運動來使流體在筒狀物內(nèi)移動。在使柱塞在筒狀物內(nèi)從一端開始運動時，就使得筒狀物內(nèi)的流體從另一端流出。另一方面，在從一端將柱塞拔出筒狀物時，流體就通過另一端進入到筒狀物內(nèi)。為了使這一泵送操作正常進行，需要相對于筒狀物密封柱塞，這樣流體就不會流到柱塞外。

在一次性注射器中，一種相對于筒狀物密封柱塞的常用方法是使用彈性密封，例如O型圈。這樣的O型圈設(shè)置在柱塞外側(cè)周圍，靠近柱塞驅(qū)動筒狀物內(nèi)流體的那一端。該O型圈形成可相對變形的表面，從而可使其形狀與筒狀物適配，并形成緊密的密封。這樣，該O型圈位于柱塞與筒狀物之間，并與筒狀物內(nèi)的流體接觸。

另一種相對于筒狀物密封柱塞的方法是用彈性材料制作整個柱塞頭部，這樣，柱塞的頭部作為一個整體發(fā)生變形，從而在筒狀物內(nèi)形成密封。

在這兩種方式中，筒狀物內(nèi)的流體均與用來產(chǎn)生密封的彈性材料接觸。這帶來流體可能會被污染/受到影響。在流控和微流控的應(yīng)用場合，特別是在生物流控的應(yīng)用場合，將可能與流體發(fā)生反應(yīng)或會向工質(zhì)流體滲透污染的材料引入到注射器或注射泵是不利的，這樣多少會影響正進行的試驗。

還有一種方式是，在可變形的筒狀物中使用相對堅硬的柱塞頭部，這樣筒狀物產(chǎn)生變形從而形成緊密的密封。然而，可變形的筒狀物并非在所有情況下都是有利的。

此外，在開始移動柱塞時，采用的彈性密封材料會產(chǎn)生固有的阻延/滑移跳頓。這是因為彈性密封材料與筒狀物之間存在較大的靜摩擦力，必須要克服該靜摩擦力材料使柱塞運動。這一較大的靜摩擦力意味著要施加相應(yīng)較大的力來使柱塞開始運動，一旦向柱塞施加了足夠大的力來克服該靜摩擦力，就會產(chǎn)生固有的沖頓，之后柱塞才進行平滑的運動。即使在已經(jīng)克服該靜摩擦力之后，由于存在彈性O(shè)型圈，從而也會產(chǎn)生相對較大的動摩擦力(從而需要相應(yīng)的較大驅(qū)動力)，要保持柱塞運動，也需要克服該動摩擦力。這種情況下，難以精細控制注射器，特別是在開始移動柱塞時更是如此。

此外，傳統(tǒng)注射器和注射泵通常依賴活塞密封件(不管是O型圈還是整個活塞頭部)周圍的外圍筒狀物的變形來實現(xiàn)良好的密封。即，筒狀物在密封區(qū)域內(nèi)會稍向外變形，這樣，在活塞運動的同時保持了作用在密封上的壓力。

一種替代彈性材料的方式是使(例如由金屬制成的)注射器與筒狀物完全適配，其中筒狀物例如由玻璃制成。然而，由于筒狀物與注射器之間的誤差精度要求較高，從而這一方式成本較高，不適合用來大規(guī)模生產(chǎn)一次性注射器。采用金屬也會帶來流體污染。

本發(fā)明的目的在于提供一種注射泵頭部，其至少能部分地解決或者全部解決以上問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種活塞密封件，該活塞密封件包括：屏障部分，該屏障部分用于驅(qū)動流體；以及/或者彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件設(shè)置成用以抵抗所述屏障部分的外周部分的變形。

根據(jù)本發(fā)明的這一方面，提供了一種壽命長的密封。設(shè)置的彈性構(gòu)件有助于保持所述屏障部分的密封截面的形狀。這使得所述活塞的所述密封能有效利用所述彈性構(gòu)件的材料特性，從而維持良好的密封力，并同時還可利用所述屏障部分的材料特性，從而形成低摩擦的密封，或者形成例如不與泵送流體相互作用的密封。因此，即使所述屏障部分的材料會發(fā)生蠕變，隨著時間的推移其自身不能提供良好的密封，但是所述彈性構(gòu)件卻能持續(xù)抵抗變形，并維持良好的密封。這樣，能以合理的成本生產(chǎn)一次性密封，同時也適用于流控和微流控應(yīng)用場合。所述彈性構(gòu)件的蠕變優(yōu)選低于所述屏障部分的蠕變，即，所述彈性構(gòu)件在應(yīng)力影響下隨著時間推移發(fā)生永久變形的趨勢較低。優(yōu)選地，所述彈性材料基本上不蠕變。

所述屏障部分的外周部分可成形為密封件，用于對圍繞所述活塞密封件的筒狀物進行密封。例如在注射器或注射泵中的那樣，所述活塞密封件的所述屏障部分對周圍的筒狀物進行密封，從而減少了注射器中與保持在注射器腔室內(nèi)的流體接觸的部件的數(shù)量。