发明内容
[0003] 本发明提出一种气体挤压式输液装置,本发明的实施方案是:主体上设有上出入孔、带上出口腔的凸台及至少两个体台组,从上入孔到上出孔的各体台组所含体台数量依次减少;各体台组中,靠近上入孔一侧的体台上设有上进口腔和上出气孔,其它体台上设有上进出气孔;含体台数量最多的体台组的上进口腔与上入孔连通,含体台数量最少的体台组中靠近上出孔一侧的上出气孔经上出口腔与上出孔连通,其余的同一体台组中两相邻的上进出气孔连通,左右相邻两体台组中的上出气孔和上进口腔连通;箱体上设有下出入孔、带下出口腔的孔腔、经下出孔与下出口腔连通的缓冲腔及与体台组及其所含体台数量分别相等的体腔组和体腔;各体腔组中靠近下入孔一侧的体腔上设有下进口腔和下出气孔,其它体腔上设有下进出气孔;含体腔数量最多的体腔组的下进口腔与下入孔连通,含体腔数量最少的体腔组中靠近下出孔一侧的下出气孔经下出口腔与下出孔连通,其余的同一体腔组中两相邻的下进出气孔连通,左右相邻两体腔组的下出气孔和下进口腔连通;上下进出口腔与其内所装阀片分别构成上下进出口阀,阀片为悬臂梁阀或碟形阀;主体经螺钉装在箱体上,凸台经密封圈将隔板压接在孔腔,体台经密封圈将驱动器压接在体腔内,密封圈位于驱动器及隔板的上下两侧,驱动器为弯曲型压电驱动器;驱动器也可为单个压电振子;驱动器也可由两个压电振子及其中间压接的环形垫圈构成,压电振子由基板和压电片粘接而成,压电片靠近环形垫圈安装,压电振子的表面涂有绝缘漆或粘接有绝缘薄膜,驱动器中两个压电振子受电压作用时的弯曲变形方向相同,驱动器的变形方向即为两个压电振子的变形方向;驱动器及密封圈与主体和箱体分别构成上下压缩腔,同一体腔组内的上下压缩腔分别并联成上下压缩腔组;上入孔、各上压缩腔组及上出孔串联成上压缩单元,下入孔、各下压缩腔组及下出孔串联成下压缩单元,上下压缩单元经缓冲腔串联、即上入孔经管路和缓冲腔与下出孔连通;工作中,同一体腔组内驱动器的变形方向相同,两相邻体腔组中驱动器的变形方向相反;气囊和药囊置于主体顶部的囊腔内,囊腔端部装有挡板,挡板经囊腔侧壁的滑槽安装;气囊经管路与上出孔连通,药囊的输液管上装有针头和流量阀。
[0004] 以具有三对上下压缩腔组的输液装置为例,从上下出孔到上下入孔:体台组依次定义为体台组一、二和三,体腔组依次定义为体腔组一、二和三,上进口阀依次定义为上进口阀一、二和三,下进口阀依次定义为下进口阀一、二和三,上压缩腔组依次定义为上压缩腔组一、二和三,下压缩腔组依次定义为下压缩腔组一、二和三,则工作过程为:上半周内,体腔组一和三中的驱动器向下弯曲、体腔组二中的驱动器向上弯曲,上进口阀一和三、下进口阀二及下出口阀开启,上进口阀二、上出口阀及下进口阀一和三关闭,上压缩腔组一和三、下压缩腔二吸入气体,上压缩腔组二、下压缩腔一和三排出气体,即上压缩单元从缓冲腔吸入气体、下压缩单元将气体排出到缓冲腔,简称上吸下排过程,下压缩单元所排出的气体经历了下压缩腔组三、二和一的逐级累积压缩,压力逐级提高;下半周内,体腔组一和三中的驱动器向上弯曲、体腔组二中的驱动器向下弯曲,上进口阀一和三、下进口阀二及下出口阀关闭,上进口阀二、上出口阀及下进口阀一和三开启,上压缩腔组一和三、下压缩腔二排出气体,上压缩腔组二、下压缩腔一和三吸入气体,上压缩单元将气体排出到气囊、下压缩单元从外界吸入气体,简称上排下吸过程,上压缩单元所排出的气体经历了上压缩腔组三、二和一的逐级累积压缩,压力进一步提高;上压缩单元排出的气体进入气囊后,气囊膨胀并压缩药囊,药囊内的压力增加并输出药液,药液输出量经驱动器的驱动电压或流量阀调节。
[0005] 本发明中,上下压缩腔高度和半径分别相等;工作中,上下压缩单元输出的最大气n‑1体压力为Pmax=P0ηp{(1+α)/(1‑α)[β+(1+α)/(1‑α)] ‑1},其中:P0对下压缩单元为标准大气压、对上压缩单元为缓冲腔内的气体压力,ηp为修正系数,α>0为压缩比、即压电振子变形引起的上下压缩腔的容积变化量与上下压缩腔的容积之比,β>1为同一压缩单元中各左右相邻的上或下压缩腔组所含上或下压缩腔数量之比的最小值,n≥2为体腔组的数量;为获得最大压缩比,上下压缩腔高度等于压电振子中心点的变形量,压电振子由等厚度PZT4晶片与黄铜基板粘接而成时上下压缩腔高度为 ηh、U0分别为动态修正
系数和驱动电压,d31为压电常数,hp为压电片厚度,r为上下压缩腔半径。
[0006] 优势与特色:利用累积压缩的方法可大幅度提高气体压力;利用气体驱动药液,易于通过驱动电压精确地控制输液速度,无需吊挂装置、方便移动和携带;药液不与空气接触,不会发生药液被污染、气体进入血管及血液倒流等现象,无需实时看守、安全可靠。