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推鍵式氣動無針頭一次性注射器的結構改進方案

2021-02-16 00:00:00


人性化設計是當今社會對產品使用的新要求,也是產品設計發展的新趨勢,按鍵式無針一次性注射器雖然能滿足使用要求,但是由于閥芯和控制體的結構特點,使整個注射器的長度和高度比例失調,外型不夠美觀,并且其控制體位于注射器后端,使用者在手持操作時很不方便,不符合產品人性化的設計理念。

基于操作方便、造型美觀的設計要求,在總結前面章節的氣動無針注射器結構特點的基礎上,我們采用如下的技術方案(如圖4一所示)進行改進:

(1)將換向閥體與缸筒設計成一體化結構.

(2)利用直線運動的推拉式觸發鍵,推動換向閥芯運動以切換壓縮空氣通道,實現沖擊活塞的沖擊運動.

(a)控制閥體結構設計

控制閥體結構如圖4-7所示,閥體上加工有空氣通道A. B,采用熱漲法或冷卻法等過盈配合形式固定聯接在缸筒內,閥芯可滑動的放置在閥體內,楔件固定在閥體前端.閥芯兩端臺肩上采用0型圈密封,與閥體內孔形成氣密腔,初始位置時閥芯在復位彈簧的作用下處于閥芯后端,壓縮空氣通過氣路B進入氣密腔內,由于0型圈的密封作用,氣路B與氣路A斷開;當閥芯克服彈簧阻力向前運動,到達預定位置時,氣路B與氣路A接通,壓縮氣體進入缸筒右腔內.

(b)總體結構設計

如圖4-8所示,前端蓋上加工有空氣通道C通過螺拴與換向閥體固定連接,閥芯可滑動的放置在換向閥體內,按鍵與閥芯螺釘連接,沖擊活塞位于缸簡左腔內,后蓋通過銷釘固定連接在缸簡上,儲藥安Aw連接在后端蓋上.在初始位置時,壓縮氣體通過后端蓋上的氣路C,進入空氣通道B中,這時閥芯在復位彈簧的作用下,位于換向閥體的左端(如圖4-8a所示),氣路B與氣路A斷開,注射器處于待發狀態;當用手快速推動推鍵克服彈簧阻力向右運動,使閥芯運動到如圖4-8b所示的位置時,氣路A與氣路B接通,壓縮氣體進入缸筒沖擊腔,驅動活塞高速運動撞擊安邷活塞桿,完成注射.

(c)方案改進

在上述方案中,控制閥體的結構設計是在閥體上加工出氣路通道,通過過盈配合或膠粘的形式與缸筒結合在一起。如果能在缸筒上加工出空氣通道,將省去熱處理工序和閥體的加工,能有效的提高加工效率,控制成本.為此,本文作出如下改進如圖4一9所示.

如上圖所示,楔件固定在缸筒內孔臺階面上,閥芯可滑動的放置在缸筒左端通孔內,楔件前端與閥芯盲孔配合。在初始位置時,閥芯位于缸筒左端,空氣通道B與空氣通道C斷開,空氣通道C通過閥芯的端面溝槽與氣路A接通,這時缸筒右端腔室與大氣接通;當閥芯向前移動到指定位置時,空氣通道B與氣路C連通,壓縮空氣進入缸筒右腔室內。

(d)總體方案改進

如圖4-10所示后端蓋和前端蓋通過螺栓與缸筒聯接,閥芯可滑動地放置在缸筒左腔內,沖擊活塞位于缸筒右腔,楔件前端與閥芯盲孔配合。初始位置時閥芯位于缸簡最左端,壓縮空氣通過前端蓋中的氣路A進入氣路B內,在閥芯臺肩0型圈的作用下,氣路B與氣路D斷開,氣路C通過閥芯斷面溝槽與氣路D接通,這時缸筒右腔與大氣接通:推動推鍵帶動閥芯向右移動到達圖4-10b所示位置時,氣路B與氣路D接通,壓縮空氣進入缸筒右腔,驅動沖擊活塞撞擊安瓶活塞桿,完成沖擊。

值得注意的是,由于楔件前端與閥芯盲孔配合,所以對閥芯,缸體左端通孔等的同軸度加工要求較高,要保證楔件前端與缸筒左腔的同軸度公差在合適的范圍內。

改進后的推鍵式無針注射器,結構簡單,加工成本明顯降低,而且性能也得到了明顯的提高.推鍵式無針注射器在外觀和性能上與按鍵式相比,有了較大的改進,接近氣動無針頭注射產品的雛形.但是由于其采用控制閥和沖擊氣缸一體化的結構,使得總體結構不夠簡單,裝配要求較高:另外為了保證密封性能,需要在閥芯的環形槽中安裝0型密封圈,這樣做增加了閥芯和閥體的摩擦阻力,需要較大的力才能推動閥芯滑動,使用還是不夠方便,需要做進一步的改善.

一次性注射器

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