[发明专利]用于改善防漏性能的具有O形环压力平衡通道的椭圆柱塞活塞

说明书

本公开是一种在注射器、尤其是微剂量注射泵应用中使用的柱塞活塞。柱塞活塞包括与后表面相对的前表面、和位于前表面和后表面之间的至少一个环形的凹槽。柱塞活塞包括从前表面延伸到凹槽中的多个通道，这些通道提供前表面和凹槽之间的连通。O形环被接收在凹槽中，并且通道用于平衡O形环的第一侧周围的压力，以提升利用柱塞活塞的注射器或微剂量注射泵的密封性能和微剂量准确度。

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC§119(e)要求2020年12月15日提交的美国临时专利申请63/125,603的优先权，其内容(包括随其提交的所有附件)通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于药物输送装置的活塞柱塞，并且更具体地涉及柱塞活塞和注射器。

背景技术

本节提供的背景信息不一定是与本公开相关联的发明构思的现有技术。

注射器通常用于分配药物，例如胰岛素、抗生素、疫苗、化疗药物、止痛药和许多其他药物。常见的设计包括筒或储存器，所述筒或储存器具有用于接收针头或其他连接件的分配端、和与分配端相对的开口端，该开口端用于接收柱塞机构以将流体药物通过分配端推出筒。最基本形式的柱塞机构包括在一端处的柱塞活塞、和在相对端处的用于驱动机构的位置，并且其间具有轴。最简单形式的驱动机构可以是用户的拇指，以将柱塞机构推入筒中并分配药物。在微剂量注射泵中，驱动机构可以涉及实际的马达，该马达驱动柱塞活塞移动到筒中以分配药物。这种注射器设计是本领域技术人员众所周知的。柱塞活塞通常包括用于接收O形环的至少一个环形凹槽或压盖，以在活塞柱塞和筒的内壁之间提供密封，从而当柱塞活塞推进到筒中时，筒中的流体药物离开分配端，并且不会到达柱塞活塞的后面。

设计柱塞活塞的一个常见问题是需要平衡O形环的密封压力与O形环和筒内壁之间的摩擦力。出现这些问题是因为在这种环境下，密封需要是动态密封而非静态密封。O形环必须设计成既密封柱塞活塞和筒内壁之间的间隙，又允许柱塞活塞的平稳运动，从而能够实现精确计量。这两种力是直接彼此对立的，很难达到适当的平衡。此外，O形环的形状需要在柱塞活塞的运动下以限定的方式进行控制，以防止可能加剧这些问题的不均匀变形。在传统设计中，人们需要接受由O形环的不均匀变形引起的摩擦力增加而导致的功率损失。当柱塞机构的推进引起的O形环上的压力没有均匀分布在整个O形环上时，就会发生这些情况。用于其他动态密封应用的一种常规解决方案是提供环形凹槽，该环形凹槽的宽度使得在O形环和凹槽的侧部之间存在间隙。在这样的设计中，O形环可以偏向凹槽的侧壁之一以均衡压力。然而，这种设计在密封性能不足、需要仔细平衡间隙宽度和O形环尺寸、以及O形环在凹槽中的松动方面引起了其他问题。

希望提供一种如下的解决方案，该解决方案使环形凹槽的侧壁和O形环之间的任何间隙最小化，同时仍然提供出色的密封性能和来自注射器的精确剂量。

发明内容

本节提供了本公开的一般概述，并不旨在解释为对其全部范围或所有特征、方面和目标的全面公开。

本公开的一个方面是提供一种柱塞活塞，所述柱塞活塞包括：与后表面相对的前表面、和位于前表面和后表面之间的至少一个环形的凹槽；以及从前表面延伸到凹槽中的多个通道，所述通道提供前表面和凹槽之间的连通。

在另一方面，本公开是一种注射器，所述注射器包括：筒和被接收在筒中的柱塞活塞；所述柱塞活塞包括与后表面相对的前表面、和位于前表面和后表面之间的至少一个环形的凹槽；以及从前表面延伸到凹槽中的多个通道，所述通道提供前表面和凹槽之间的连通。

通过本文的详细描述，本公开的这些和其他特征和优点对于本领域技术人员将变得更加明显。下面描述伴随详细描述的附图。

附图说明

此处描述的附图仅用于所选方面而非所有实施方式的说明性目的，并且不旨在将本公开内容限制为仅实际示出的内容。考虑到这一点，当结合附图考虑时，本公开的示例方面的各种特征和优点对于本领域普通技术人员将变得显而易见，其中：