close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7908

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7908
(13) C1
(19)
(46) 2006.04.30
(12)
7
(51) A 61M 5/303
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
БЕЗЫГОЛЬНЫЙ ШПРИЦ, РАБОТАЮЩИЙ С ПОМОЩЬЮ
ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО ЗАРЯДА
(21) Номер заявки: a 20020814
(22) 2001.03.27
(31) 00 05031 (32) 2000.04.19 (33) FR
(85) 2002.10.15
(86) PCT/FR01/00921, 2001.03.27
(87) WO 01/78810, 2001.10.25
(43) 2003.03.30
(71) Заявитель: КРОССЖЕКТ (FR)
(72) Авторы: АЛЕКСАНДР, Патрик; КОНЁ,
Патрик; ЛАФФОРЖ, Жоел; РОЛЛЕ,
Дени (FR)
(73) Патентообладатель: КРОССЖЕКТ (FR)
(56) WO 98/31409 A2.
FR 2774684 A1, 1999.
WO 99/22790 A1.
US 3802430, 1974.
US 4059107, 1977.
US 4124024, 1978.
BY 7908 C1 2006.04.30
(57)
1. Безыгольный шприц, содержащий последовательно расположенные пиротехнический газовый генератор, включающий пиротехнический заряд и узел инициации пиротехнического заряда, по крайней мере, один плунжер, запас жидкого действующего начала и
выпускное сопло, отличающийся тем, что пиротехнический заряд состоит из смеси, по
меньшей мере, двух порошкообразных взрывчатых веществ.
Фиг. 1
BY 7908 C1 2006.04.30
2. Шприц по п. 1, отличающийся тем, что пиротехнический заряд состоит из смеси
первого порошкообразного взрывчатого вещества и второго порошкообразного взрывчатого вещества.
3. Шприц по п. 2, отличающийся тем, что первое порошкообразное взрывчатое вещество имеет динамическую быстроту сгорания большую, чем 8 (МПа·с)-1.
4. Шприц по п. 2, отличающийся тем, что второе порошкообразное взрывчатое вещество
имеет динамическую быстроту сгорания меньшую, чем 16 (МПа·с)-1, и которая постоянно
меньше динамической быстроты сгорания первого порошкообразного взрывчатого вещества.
5. Шприц по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно из
двух порошкообразных взрывчатых веществ основывается на нитроцеллюлозе, содержание которой по массе находится между 0,45 и 0,99.
6. Шприц по п. 5, отличающийся тем, что каждое порошкообразное взрывчатое вещество, основанное на нитроцеллюлозе, содержит также нитроглицерин.
7. Шприц по любому из пп. 2, 3 или 5, отличающийся тем, что первое порошкообразное взрывчатое вещество выбирается из пористых порошкообразных взрывчатых веществ.
8. Шприц по п. 3, отличающийся тем, что первое порошкообразное взрывчатое вещество имеет толщину горящего слоя, меньшую или равную 0,5 мм.
9. Шприц по п. 3, отличающийся тем, что первое порошкообразное взрывчатое вещество имеет время сгорания менее 6 мс.
10. Шприц по п. 4, отличающийся тем, что второе порошкообразное взрывчатое вещество имеет толщину горящего слоя между 0,1 и 1 мм.
11. Шприц по п. 4, отличающийся тем, что второе порошкообразное взрывчатое вещество имеет время сгорания, которое больше 4 мс и которое постоянно больше, чем время сгорания первого порошкообразного взрывчатого вещества.
12. Шприц по п. 2, отличающийся тем, что общая масса двух порошкообразных
взрывчатых веществ меньше 100 мг.
13. Шприц по п. 3, отличающийся тем, что отношение массы первого порошкообразного взрывчатого вещества к общей массе двух порошкообразных взрывчатых веществ
больше 0,1.
14. Шприц по п. 4, отличающийся тем, что функция формы второго порошкообразного взрывчатого вещества является возрастающей.
15. Шприц по п. 4, отличающийся тем, что функция формы второго порошкообразного взрывчатого вещества является почти постоянной.
16. Шприц по п. 1 или 2, отличающийся тем, что устройство для инициирования пиротехнического заряда включает ударное устройство и детонатор.
Областью техники данного изобретения является предварительно заполняемый и готовый к использованию безыгольный шприц, функционирующий с помощью газового генератора и применяемый для внутрикожных, подкожных и внутримышечных инъекций
жидкого действующего начала для терапии в медицине и ветеринарии.
Жидкое действующее начало для инъецирующего устройства, предлагаемого в данном изобретении, является более или менее вязкой жидкостью, или смесью жидкостей,
или гелем. Действующее начало может быть твердым веществом, растворенным в соответствующем растворителе для впрыскивания. Оно может также представлять из себя порошкообразное твердое вещество в более или менее концентрированной взвеси в
соответствующей жидкости. Во избежание закупорки размер частиц начала должен быть
совместим с диаметром каналов.
Безыгольный шприц, предлагаемый в данном изобретении, отличается тем, что работает с помощью пиротехнического газового генератора, который включает в себя пиро2
BY 7908 C1 2006.04.30
технический заряд, состоящий из смеси двух порошков, причем главное преимущество
этого состоит в регулировании в течение времени давления жидкого действующего начала, выходящего из сопла, таким образом, что каждая фаза впрыскивания выполняется при
необходимых условиях.
Обнаружено, что в области безыгольных шприцев для впрыскивания жидкого действующего начала отсутствует патент, относящийся к использованию пиротехнического газового генератора, включающего в себя смесь двух порошков. В то же время использование
единого пиротехнического заряда для шприцев этого типа уже имеет место и является
предметом нескольких патентов. Например, можно сослаться на патент US 2 322 244, который относится к безыгольному шприцу для подкожных инъекций, функционирующему
с помощью холостого патрона. Инъецируемая жидкость, располагаемая в контакте с патроном, выталкивается из шприца под действием давления, создаваемого газообразными
продуктами сгорания. В другом патенте, WO 98/31409, описывается система впрыскивания для подкожных инъекций, включающая в себя пиротехнический заряд, состоящий из
взрывчатого вещества или порошка. Характерной особенностью этого впрыскивателя является то, что в его конструкцию заложена попытка урегулирования проблем, связанных с
динамикой выталкивания жидкого действующего начала, не путем воздействия на характеристики пиротехнического состава, но путем использования специфической геометрии,
определяющей, в частности, примыкающую газорасширительную камеру, которая обеспечивается отверстием. Пиротехнический заряд, который располагается в непосредственной
близости к жидкому действующему началу, воздействует немедленно и непосредственно
на упомянутое начало, придавая ему очень высокую начальную скорость, в то время как
газы заполняют основную камеру и примыкающую камеру. Затем давление, воздействующее на упомянутое начало, понижается и, в конце концов, устанавливается на почти
постоянном значении, достаточном для того, чтобы вызвать проникновение действующего начала в кожу пациента. Это становится возможным благодаря примыкающей камере,
которая регулирует давление. Наконец, патент US 2704542 относится к способу впрыскивания с помощью выброса жидкости. Этот способ не предусматривает использование пиротехнического заряда, однако в нем используется устройство для регулирования профилей
давления. В этом случае способ, используемый для достижения такой цели, основывается
на двухэтапном скользящем перемещении плунжера, состоящего из двух частей: центрального цилиндра малого поперечного сечения, расположенного в пустотелом цилиндре.
Давление набегающего потока сначала вызывает небольшое смещение центрального цилиндра, чтобы сообщить короткий, но очень сильный импульс жидкости, которая должна
быть выброшена, а затем смещается весь плунжер, продолжая выброс упомянутой жидкости под соответствующим давлением, чтобы обеспечить надлежащее проникновение.
Безыгольный шприц, предлагаемый в данном изобретении, сконструирован таким образом, чтобы обеспечить проникновение через кожу всего жидкого действующего начала
без каких-либо потерь упомянутой жидкости вследствие недостаточной скорости, поскольку упомянутые потери могут отрицательно сказаться на качестве инъекции. Способ,
применяемый для регулирования давления жидкости как функции времени на выходе сопла, заключается в использовании пиротехнического заряда, состоящего из смеси двух
порошкообразных взрывчатых веществ, один из которых называется "порошком быстрого
горения", а другой - "порошком медленного горения", причем размерные и химические
характеристики этих двух порошкообразных взрывчатых веществ обусловливаются геометрией и размерами шприца, а также системой инъекции, включающей в себя резервуар
с жидким действующим началом, плунжер для проталкивания упомянутого действующего
начала и сопло, содержащее выпускные отверстия. Порошок быстрого горения при сгорании выполняет основную функцию почти мгновенного сообщения жидкому действующему
началу такого уровня давления, что упомянутое начало мгновенно приобретает скорость в
несколько сотен метров в секунду, позволяющую ему проникать в кожу пациента при выбросе из шприца. Порошок медленного горения, который воспламеняется одновременно,
3
BY 7908 C1 2006.04.30
способен обеспечить действующему началу минимальный уровень давления в течение
всего процесса впрыскивания, достаточный для продолжения диффузии через отверстия,
созданные в коже благодаря воздействию порошка быстрого горения. Концепции порошка быстрого горения и порошка медленного горения будут разъяснены ниже.
Таким образом, безыгольный шприц, предлагаемый в данном изобретении, сохраняя
свою геометрию и уменьшенные размеры, дает возможность обеспечения надежной и
удовлетворительной инъекции по сравнению с инъекционными устройствами, описанными ранее, в которых поиск оптимизированного профиля давления связан с модификацией
их структуры, заключающейся в добавлении деталей или примыкающих объемов, вследствие чего увеличиваются их размеры, а механизм их функционирования делается более
сложным.
Кроме того, независимо от конфигурации шприца, которая может быть продиктована
требованиями, связанными со специфичностью инъекции, можно найти смесь порошкообразных взрывчатых веществ, подходящую для обеспечения удовлетворительного впрыскивания без какого-либо видоизменения данного шприца в разных случаях применения.
Это необходимо потому, что жидкое действующее начало может быть представлено в
большем или меньшем количестве, в более или менее вязком состоянии, в шприце линейного или компактного строения. Смесь порошкообразных взрывчатых веществ будет определяться с учетом всех этих факторов.
Безыгольный шприц, предлагаемый в данном изобретении, обеспечивает удовлетворительное и надежное впрыскивание и позволяет очень высокую степень гибкости применения за счет большой изменчивости пиротехнических зарядов, которые могут
использоваться для смеси, и все это без возрастания его размеров.
Предметом данного изобретения является безыгольный шприц, содержащий последовательно расположенные пиротехнический газовый генератор, включающий пиротехнический заряд и узел инициации пиротехнического заряда, по крайней мере, один плунжер,
запас жидкого действующего начала и выпускное сопло и отличающийся тем, что пиротехнический заряд состоит из смеси, по меньшей мере, двух порошкообразных взрывчатых веществ.
Указанная смесь порошкообразных взрывчатых веществ предпочтительно состоит из
"порошка быстрого горения" и "порошка медленного горения" или иначе - из первого порошка и второго порошка. Порошки отличаются, с одной стороны, их химическим составом, а с другой стороны, их строением. Химический состав объединяет все компоненты,
включенные в порошок, к которым здесь должен быть добавлен весовой коэффициент,
соответствующий доле по массе упомянутого компонента. Строение порошка отражает
строение каждой частицы, которую он содержит. Частица характеризуется ее формой, ее
размерами и количеством отверстий, которые она имеет, причем упомянутые отверстия
способствуют установлению толщины горящего слоя.
Когда утверждается, что пиротехнический заряд состоит из смеси первого порошка и
второго порошка, это значит, что два порошка отличаются один от другого и что это отличие может заключаться лишь в одном из параметров, указанных выше. Другими словами, два порошка могут, например, иметь один и тот же химический состав, но иметь
частицы слегка отличающегося строения.
Пиротехнический заряд преимущественно состоит из смеси двух порошков в рыхлом
виде, то есть два порошка находятся в состоянии, в котором частицы смешиваются бессистемно, беспорядочно, причем результирующий порошок принимает форму вместилища, в котором он располагается, в то же время образуя пустоты между частицами. Однако
можно также представить себе, по крайней мере, один из двух порошков в упорядоченном
или определенном виде, например, в виде пучка прядей, или в виде одиночной частицы
значительных размеров, или даже в агломерированном виде.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом данного изобретения пиротехнический заряд состоит из смеси двух порошков, каждый из которых имеет форму ком4
BY 7908 C1 2006.04.30
пактного элемента, а упомянутые элементы могут либо находиться в контакте и в неразрывности друг с другом, либо могут быть концентричными, чтобы образовывать единый
элемент, имеющий в своей центральной части композицию первого порошка, а в своей
периферийной части композицию второго порошка, или наоборот в зависимости от последовательности воспламенения.
Первый порошок предпочтительно имеет динамическую быстроту сгорания больше
8 (МПа⋅с)-1.
Второй порошок преимущественно имеет динамическую быстроту сгорания меньше
16 (МПа⋅с)-1 и систематически меньше, чем тот же показатель для первого порошка. Указанные значения являются фактически величиной динамической быстроты сгорания частиц порошка при половинном сгорании. Динамическая быстрота сгорания является
параметром, который отражает подвижность порошка в продолжение всего сгорания.
Она выражается формулой:
1
1 (dP)
L( z ) ⋅
,
P P max dt
где Р - мгновенное значение давления, соответствующее состоянию продвижения z;
Рmax - максимальное достигнутое давление;
dP/dt - производная давления по времени;
P
.
z=
P max
Величины динамической быстроты сгорания были получены при следующих условиях:
они определяются при половинном сгорании, то есть являются значениями, соответствующими z = 0,5;
значения получены для воспламенения в манометрической камере с объемом 27,8 см3;
плотность заряда 0,036 г/см3;
масса порошка 1 г.
Для безыгольного шприца, предлагаемого в данном изобретении, пиротехнический
заряд состоит из смеси порошка с высокой динамической быстротой сгорания и порошка
с низкой динамической быстротой сгорания, что соответствует терминам "порошок быстрого горения" и "порошок медленного горения". Порошок с высокой динамической быстротой сгорания обеспечивает быстрое повышение давления примерно за 1 мс, а порошок с
низкой динамической быстротой сгорания дает возможность продолжения выработки газа
в течение впрыскивания, чтобы компенсировать падение давления вследствие увеличения
объема камеры сгорания, вызванного смещением плунжера, а также компенсировать потери тепла через стенки, от 4 до 8 мс. Применение двух порошков различной динамической быстроты сгорания также приводит к уменьшению максимального рабочего
давления, вследствие чего становится возможным уменьшение механической прочности
устройства и, следовательно, издержек производства. В самом деле, если пиротехнический заряд состоял бы только из одного порошка быстрого горения, профиль давления в
жидком действующем начале походил бы на профиль простого сбрасывания.
Необходимо, чтобы давление в конце впрыскивания было не меньшим, чем пороговое
давление впрыскивания, иначе жидкость не будет больше надлежащим образом проникать
в ткани. Для этого надо повысить максимальное давление, сдвинув тем самым предшествующий профиль вверх таким образом, чтобы в продолжение всего впрыскивания давление всегда оставалось выше порогового. С помощью применения смеси двух порошков
различной динамической быстроты сгорания можно поддерживать давление впрыскивания выше порогового значения без повышения максимального давления.
Быстрый подъем давления в начале впрыскивания необходим для обеспечения хорошего проникновения в кожу без утечки действующего начала.
Нажим на жидкое действующее начало предпочтительно обеспечивается одиночным
плунжером, который передает на жидкость давление, создаваемое в газовой расширитель5
BY 7908 C1 2006.04.30
ной камере, уменьшая его интенсивность, но сохраняя основной профиль его изменения
во времени. В более широком аспекте пиротехнический заряд может быть приспособлен к
количеству плунжеров, вовлеченных в процесс нажима на жидкое действующее начало, к
их форме, типу и к геометрии сопла и количеству отверстий, которое оно имеет. Поскольку порошок характеризуется многочисленными химическими и структурными параметрами, смесь двух порошков позволяет почти неограниченное количество комбинаций,
которые могут отвечать требованиям любой ситуации.
По крайней мере, один из двух порошков, содержание которого по массе составляет от
0,45 до 0,99, основывается преимущественно на нитроцеллюлозе. Содержание компонента
по массе выражается отношением массы этого компонента к общей массе всех компонентов. Содержание нитроцеллюлозы по массе составляет от 0,93 до 0,98.
Вследствие своих специфических свойств нитроцеллюлозы представляют собой ценную основу порошков, в настоящее время применяемых для приведения в движение пуль
или снарядов в ствольном оружии. В соответствии с первым вариантом осуществления
изобретения каждый порошок на основе нитроцеллюлозы также содержит эфир азотной
кислоты, например нитроглицерин. Для порошков, содержащих эти два компонента, содержание по массе нитроцеллюлозы предпочтительно составляет от 0,49 до 0,61, а содержание по массе нитроглицерина - от 0,35 до 0,49. Первый порошок предпочтителен среди
пористых порошков. Первый порошок, являющийся пористым, предпочтительно содержит нитроцеллюлозу, содержание которой по массе составляет от 0,93 до 0,98. Порошок
на основе нитроцеллюлозы делают пористым в процессе изготовления на этапе смешивания
с помощью введения соли, например азотнокислого калия, которую затем удаляют путем
растворения. Кристаллы азотнокислого калия, остающиеся на поверхности частиц порошка, образуют точки перегрева под воздействием воспламенителя. Следовательно, пористая
поверхность создает, между прочим, возможность улучшения воспламенения порошка.
Первый порошок имеет толщину горящего слоя, меньшую или равную 0,5 мм. Толщина горящего слоя соответствует наименьшему размеру частицы порошка, на которой
фронт сгорания будет продвигаться вперед, а затем останавливаться, тем самым давая
возможность фиксации времени сгорания упомянутой частицы. Когда частица порошка
горит по всем своим поверхностям в то же самое время, толщина горящего слоя соответствует половине ее наименьшей толщины. Эта толщина горящего слоя зависит от формы
частицы, ее размеров и количества и расположения отверстий в ней.
Частицы, составляющие порошки, которые могут быть смешаны для образования пиротехнического заряда, подобного применяемому в безыгольном шприце, предлагаемом
в данном изобретении, могут иметь различные формы. Например, они могут быть однотрубчатыми, многотрубчатыми, сферическими, цилиндрическими или иметь форму чешуек или палочек. Для каждой из этих геометрических форм толщина горения представляет
собой вполне определенный параметр. Например:
для сферической частицы толщина горящего слоя соответствует радиусу частицы;
для цилиндрической частицы значительной длины толщина горящего слоя соответствует радиусу частицы;
для однотрубчатой частицы толщина горящего слоя соответствует половине толщины
частицы в радиальном направлении;
для многотрубчатой частицы, отверстия в которой расположены с равными промежутками друг от друга, толщина горящего слоя соответствует половине расстояния, разделяющего два следующих одно за другим отверстия.
Обычно рекомендуется выбирать в качестве порошка быстрого горения порошок,
имеющий малую толщину горящего слоя. Порошок быстрого горения является преимущественно пористым и имеет основанием нитроцеллюлозу. Он обычно имеет толщину
горящего слоя, равную 0,3 мм, и частицы в форме палочек или чешуек.
Время сгорания первого порошка предпочтительно составляет менее 6 мс. Это время соответствует реальной ситуации, то есть конфигурации шприца, создающей следующие условия:
6
BY 7908 C1 2006.04.30
сгорание порошка происходит в камере, конечный объем которой составляет 1,6 см3;
толкание жидкости обеспечивается компонентом, выполненным в виде плунжера.
Второй порошок предпочтительно имеет толщину горящего слоя от 0,1 мм до 1 мм.
Второй порошок предпочтительно имеет время сгорания большее 4 мс, которое во
всех случаях больше, чем время сгорания первого порошка. Время сгорания второго порошка получено при тех же самых условиях, что и время сгорания первого порошка. Время сгорания второго порошка всегда должно превышать время сгорания первого порошка,
поскольку второй порошок присутствует в смеси только для компенсации недостатка давления, наблюдаемого при сгорании одного лишь первого порошка. Величины времени
сгорания двух порошков связаны со спецификой впрыскивания и, в частности, с ассоциацией объема действующего начала, который необходимо впрыснуть, и характеристиками
сопла, из коих наиболее важными являются количество выпускных каналов, их расположение и их диаметр. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления данного изобретения общая масса двух порошков составляет менее 100 мг. Это ограничение
обосновано, с одной стороны, условиями, связанными с впрыскиванием, требующим, в
частности, скорости жидкости при ударе о кожу между 100 м/с и 200 м/с, и, с другой стороны, размерами безыгольного шприца, которые должны соответствовать целям компактности, легкости и простоты обращения. Отношение массы первого порошка к общей
массе двух порошков составляет предпочтительно более 0,1. То обстоятельство, что характеристики начального импульса должны обеспечивать жидкому действующему началу
очень высокую скорость мгновенно, обусловливает минимальное количество порошка,
которое не может быть меньше 10 % общей массы порошка.
В соответствии с первым предпочтительным вариантом данного изобретения функция
формы второго порошка неуклонно возрастает. Функция формы порошка фактически основывается на функции формы частиц, из которых состоит порошок, предполагая, что все
частицы идентичны. Функция формы частицы выражается отношением S/So, где So является поверхностью начального сгорания частицы, a S - ее поверхностью сгорания при
данном состоянии продвижения упомянутого сгорания. Эта функция формы отражает развитие поверхности сгорания частицы как функции времени во время сгорания. Для данного порошка чем больше поверхность сгорания, тем большее количество газа выделяется в
единицу времени и тем быстрее поднимается давление в замкнутом объеме. Когда плунжер смещается к началу впрыскивания, объем камеры сгорания постепенно возрастает, и
для сохранения постоянного уровня давления в указанном возрастающем объеме желательно использовать второй медленно горящий порошок с неуклонно возрастающей
функцией формы.
В соответствии со вторым предпочтительным вариантом данного изобретения функция формы второго порошка почти постоянна. Причиной является то, что при определенных условиях и, в частности, в зависимости от природы первого, быстро горящего
порошка, используемого в данном случае, второй, медленно горящий порошок, имеющий
постоянную функцию формы, может быть удовлетворительно применен. Когда функция
формы зависит, в основном, от геометрии частицы порошка, частицы второго, медленно
горящего порошка могут предпочтительно иметь многотрубчатую или однотрубчатую
форму, для которых функции формы являются, соответственно, возрастающей и почти
постоянной.
Порошки многотрубчатой формы будут предпочтительно иметь три отверстия, семь
отверстий или девятнадцать отверстий в зависимости от желаемого профиля давления.
Пиротехнический газовый генератор содержит устройство для инициирования пиротехнического заряда, включающее в себя ударное устройство и детонатор. Можно также
использовать инициирующую систему, основанную на пьезоэлектрическом кристалле или
шероховатой поверхности.
Безыгольный шприц, предлагаемый в данном изобретении, обеспечивает удовлетворительное впрыскивание любого жидкого действующего начала, в то же время сохраняя
7
BY 7908 C1 2006.04.30
простой механизм и небольшие размеры, причем не требует ни специфических компонентов, которые послужили бы причиной дополнительной механической обработки и дополнительных издержек производства, ни какого-либо существенного изменения геометрии
корпуса упомянутого шприца.
Кроме того, при большой изменчивости пиротехнических композиций, которые могут
быть использованы для смесей, можно получить очень большое разнообразие профилей
давления, которые можно приспособить ко всем возможным конфигурациям. Наконец,
точное регулирование воздействий, создаваемых с помощью сгорания пиротехнического
заряда, в сочетании с многократно проверенными системами воспламенения придают безыгольному шприцу, предлагаемому в данном изобретении, большую надежность и безопасность.
Следующие неограничивающие примеры со ссылками на фиг. 1 и фиг. 2 служат для
иллюстрации данного изобретения.
Фиг. 1 - продольное осевое сечение безыгольного шприца, предлагаемого в данном
изобретении.
Фиг. 2 - упрощенный типовой график изменения давления в жидкости Р как функции
времени t, создаваемого путем сгорания двухкомпонентного заряда в шприце, предлагаемом в данном изобретении.
Обратимся к фиг. 1. Безыгольный шприц 1, предлагаемый в данном изобретении, содержит пиротехнический газовый генератор 2, плунжер 3, резервуар 4 с жидким действующим началом и выпускное сопло 5. Термины "сопло впрыскивания" и "выпускное
сопло" эквивалентны.
Пиротехнический газовый генератор содержит устройство для инициирования пиротехнического заряда 6, включающее в себя ударное устройство и детонатор 7. Ударное
устройство, которое срабатывает под действием нажимной кнопки 8, содержит пружину 9,
создающую предварительное напряжение, и удлиненный груз 10, снабженный ударным
штифтом 11. Груз 10 удерживается, по крайней мере, одним шариком 12, заклиненным
между упомянутым грузом 10 и пустотелым цилиндрическим корпусом 13, в котором
упомянутый груз 10 может перемещаться. Детонатор 7 и пиротехнический заряд 6 цилиндрической формы располагаются в пустотелом цилиндрическом корпусе 13 ниже груза 10.
Пиротехнический заряд 6 выходит в расширенное пространство цилиндрической формы,
занятое в своей верхней части плунжером 3, а в нижней части - резервуаром с жидким
действующим началом 4, причем упомянутое расширенное пространство на своем конце
замкнуто выходным соплом 5, снабженным несколькими каналами, сообщающими действующее начало 4 с наружной стороной шприца. Эти разнообразные элементы взаимно
располагаются таким образом, что являются продолжением один другого, причем пиротехнический заряд 6 находится в контакте с плунжером 3, плунжер - в контакте с жидким
действующим началом 4, ограниченным соплом 5. Для предотвращения утечки жидкого
действующего начала 4 из шприца 1 на уровне сопла 5 устанавливается запирающее устройство, которое преграждает каналы, причем упомянутое устройство убирается перед
использованием шприца. Пиротехнический заряд 6 состоит из смеси двух рыхлых порошкообразных взрывчатых веществ.
Способ действия безыгольного шприца 1, предлагаемого в данном изобретении, состоит в следующем.
Пользователь устанавливает шприц 1 таким образом, чтобы сопло 5 находилось на
коже пациента.
Давление, прилагаемое к нажимной кнопке 8, заставляет пустотелый цилиндрический
корпус 13 перемещаться до тех пор, пока его расширенная часть не установится напротив
удерживающего шарика 12. Шарик 12 выходит из своего гнезда, освобождая груз 10, который
под действием освободившейся пружины 9 резко ускоряется в направлении детонатора 7 с
ударным штифтом 11 впереди. Реакция детонатора 7 заключается в воспламенении пиротехнического заряда 6, который разлагается на составные части и испускает газы.
8
BY 7908 C1 2006.04.30
Фиг. 2 графически отображает описанные ниже действия. Порошок быстрого горения
затем сообщает плунжеру 3 высокую начальную скорость смещения, так что жидкое действующее начало 4, как только оно оставляет сопло 5, может немедленно двигаться со скоростью, достаточно высокой для проникновения в кожу (на фиг. 2 Р2 - пороговое
давление перфорации). Порошок медленного горения поддерживает в пределах жидкого
действующего начала 4 пороговый уровень давления, позволяя этому началу для продолжения впрыскивания сохранять способность диффузии через кожу, однажды уже перфорированную (Р1 - пороговое давление диффузии после перфорации). При таком способе
инъекция происходит удовлетворительно и без какой-либо потери жидкого действующего
начала 4 на протяжении всего времени впрыскивания Т.
Следующие неограничивающие примеры иллюстрируют главное характерное отличие
изобретения, которое относится к пиротехническому заряду 6.
Пример 1
В таблицах, приведенных ниже, показаны основные характеристики двух порошков,
применяемых для первой смеси.
I - Химический состав
Порошок быстрого горения
Компоненты
Содержание по массе ×100
Нитроцеллюлоза
93,0
Динитротолуол
2,0
Дибутилфталат
1,2
Дифениламин
1,0
Графит
0,5
Остаточный растворитель
0,2
Остаточная соль
0,4
Влажность
1,2
Краситель
следы
Порошок медленного горения
Компоненты
Содержание по массе ×100
Нитроцеллюлоза
95
Добавки
5
II - Структурные характеристики и параметры, связанные со сгоранием
ПоВремя Динамичность при Толщина
рис- сгорания, половинном сго- горения,
тость
мс
мм
рании, (МПа⋅с)-1
Порошок быстрого
ДА
горения
Порошок медленного
НЕТ
горения
0,8
24
0,2-0,5
3,1
11
0,22
Форма
частиц
Функция
формы
чешуйча- восходятая
щая
одно- почти потрубчатая стоянная
Объем жидкого действующего начала, подлежащего впрыскиванию, составляет 0,5 мл.
Количества порошкообразных взрывчатых веществ определялись как функция характеристик сопла и, в частности, количества его каналов впрыскивания. Величины диаметров,
приведенные ниже, соответствуют эквивалентным диаметрам. Это сделано потому, что в
действительности каналы являются полуцилиндрическими продольными канавками, истинный диаметр которых составляет 350 мкм. Если уподобить каналы идеальным цилиндрам
идентичного поперечного сечения, то необходимо установить эквивалентный диаметр 250 мкм.
Диаметры, указанные ниже, являются, следовательно, эквивалентными диаметрами.
9
BY 7908 C1 2006.04.30
Сопло с 3 каналами диаметром 250 мкм
Порошок быстрого горения: 30 мг
Порошок медленного горения: 30 мг
Сопло с 6 каналами диаметром 250 мкм
Порошок быстрого горения: 31мг
Порошок медленного горения: 25 мг
Когда количество каналов уменьшается, продолжительность инъекции возрастает.
Следовательно, для сохранения достаточного давления до конца инъекции отношение порошка медленного горения к порошку быстрого горения должно увеличиваться. Когда
продолжительность инъекции возрастает, общая масса порошка должна увеличиваться,
чтобы ограничить эффект тепловых потерь, но, с другой стороны, эффективность удара в
процентном выражении и глубина проникновения возрастают, когда количество каналов
уменьшается, а это требует ограничения необходимой массы порошка.
Для данного примера эти количества порошков соответствуют минимальным зарядам,
позволяющим получить проникновение около 99 % и глубину проникновения от 12 до
15 мм при значительном уменьшении максимального давления в жидкости шприца.
Пример 2
Основные характеристики двух порошков, применяемых для второй смеси, сведены в
нижеследующие таблицы:
I - Химический состав
Порошок быстрого горения
Компоненты
Содержание по массе ×100
Нитроцеллюлоза
93,0
Динитротолуол
2,0
Дибутилфталат
1,2
Дифениламин
1,0
Графит
0,5
Остаточный растворитель
0,2
Остаточная соль
0,4
Влажность
1,2
Краситель
следы
Порошок медленного горения
Компоненты
Содержание по массе ×100
Нитроцеллюлоза
95
Добавки
5
II - Структурные характеристики и параметры, связанные со сгоранием
Порошок
быстрого
горения
Порошок
медленного
горения
Динамичность при Толщина
половинном сгора- горения,
мм
нии, (МПа⋅с)-1
Пористость
Время сгорания, мс
ДА
0,8
24
НЕТ
6
6
10
Форма
частиц
Функция
формы
0,2-0,5
чешуйчатая
нисходящая
0,51
семитрубчатая
восходящая
BY 7908 C1 2006.04.30
Для сопла с 6 каналами диаметром 250 мкм использовались следующие количества
порошкообразных взрывчатых веществ:
Порошок быстрого горения: 42,5 мг
Порошок медленного горения: 23,5 мг.
При этих количествах двух порошкообразных взрывчатых веществ можно получить
проникновение большее 99 %.
С помощью приспосабливания пиротехнического заряда к соплу можно получить
профиль давления в жидкости, состоящий из трех участков. Начальный участок возрастания давления, которое должно быть быстрым, получается с помощью порошка быстрого
горения.
Применение взрывчатого вещества, имеющего соответствующую значительную толщину горения, делает возможным на втором участке компенсировать падение давления
вследствие увеличения объема камеры сгорания и тепловых потерь.
Наконец, третий участок, который соответствует простому выпуску сгорающего газа
до конца впрыскивания, не ухудшает характеристику впрыскивания. Он даже желателен
для ограничения глубины проникновения струй в кожу.
При пиротехническом заряде, применимость которого описана, удовлетворительно
впрыскивается 0,5 мл жидкого действующего начала.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
11
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
198 Кб
Теги
by7908, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа