驻极体增强型自动静脉滴注腔切断装置
技术领域
【0001】本发明一般涉及医学流体流量阀，更具体的说涉及当流体到达 一定的高度时自动切断的阀。
背景技术
【0002】在住院治疗期间，医师可能希望往病人的血液中注入医用流体。 医用流体可用于治疗，体液的置换，或者为了其他目的。在将医用流体 注入到病人体内的过程中，避免注入的空气量超过一定的数量限值是非 常重要的。如果太大量的空气被允许进入病人的血液中，就可能导致非 常栓塞，这是非常严重的状况。
【0003】在注入医用流体时，很多时候医用流体贮存器，比如袋子或者 瓶子，被倒转挂起来，并且它的内容物或者通过重力或在注入泵的帮助 下被允许注入到病人体内，注入泵按照编入的指令来准确地控制流速。 流体给药装置用于引导流体从袋子进入病人体内，它包括流体管道，该 管道在一端连接倒转的袋子，该端被称为它的近端或者上游端，在另一 端连接插入到病人静脉中的导管，该端被称为它的远端或者下游端。
【0004】许多流体注入给药装置包括一个被称为滴注腔的装置。这个装 置可在其上游端包括一个尖针，用于穿透贮存器的塞子或者隔膜来获得 容器的内容物，该贮存器可以采用倒转的袋子、瓶子或者其他类型的容 器的形式。尖针有一段伸入到贮存器的流体，并且因此引导容器的内容 物到处于它的入口或者滴注腔上游端的一个精确的滴剂形成器(drop former)。滴剂形成器形成具有已知液体量的滴剂，滴剂由于重力的作用 落到滴注腔的下游端。滴剂可以用每单位时间来计数从而确定进入病人 体内的流体的流速。滴剂形成器处于滴注腔的腔内并且在该腔的下游端， 形成的滴剂落到或者“滴到”该腔内，存在的出口连接给药装置的管道。 该管道为医用流体流入病人体内提供了导管。
【0005】护士监视滴注腔是否存在滴剂，以保证医用流体贮存器不是空 的。正如本领域的技术人员众所周知的，滴注腔被设计成当进入病人体 内的流体流动正常进行时，在该腔内不断有一定高度的流体，如3ml。当 滴注腔上方的贮存器和导管中的流体被耗尽并且滴剂停止下落的时候， 滴注腔中流体的高度将会减少直到最终空了。除非给药装置管道被夹住 或者采取其他的措施，否则空气可能接下来会进入滴注腔连接的给药管 道中。这样，空的流体贮存器可能导致空气被吸入滴注腔和管道中，并 且因此被注入病人体内，除非管道被夹住或采取了其他的措施。
【0006】另外，如果滴注腔中的流体高度被允许下降得太多，护士就不 能用满的贮存器来替换空的流体贮存器，除非整个给药装置被重新灌注 来除去在导管中存在的空气。灌注导管花费时间，并且很希望提供控制 空气进入流体导管使得重新灌注过程是不必要的装置。特别的，希望当 目前的贮存器被耗尽时，足够的流体留在滴注腔中，这样新的流体贮存 器可以连接到滴注腔，并且新的流体开始流入病人体内而不需要重新灌 溉流体给药装置。
【0007】在另一个应用中，滴注腔可以构成滴管的一部分并且处在滴管 腔的远端或者下游端。在这种情况下，滴注腔将不包括尖针但是包括上 面讨论的其他元件。在另一其他的布置中，滴注腔可能没有针但是可能 在它的上游端被供给一段管道来代替，该管道有一个整体的针用来连通 医用流体的容器。管道中的针被插入中贮存器内，并且流体穿过短长度 的管道流入滴注腔内。
【0008】当医用流体贮存器开始耗尽的时候，希望提供一个自动断流的 装置。因此，人们在医用流体输注装置的发展过程中已经创造了各种切 断阀，一旦医用流体贮存器已经空了，这些阀就被直接并入到滴注腔装 置中，从而自动切断通过流体管道的流体流动。这些系统中的一些是相 对复杂的而另一些要更简单。这种装置中的一类使用了在滴注腔的液体 中漂浮的装置，并且有一个处在滴注腔下游端的阀座。在这些设计中典 型的情况是，浮动装置依赖浮动装置的浮力漂浮在流体的一定高度。浮 动装置被设计成当腔中的流体减少到一定的低高度时就位。随着高度降 低，浮体渐渐接近阀座直到它最后就座并且断流，因此提供了一个不需 要持续监视的自动切断阀。
【0009】这样的装置已经出现了问题，问题之一是浮动装置不能适当就 位和完全断流。在不利的情况下，比如当给药装置可能从一边移动到另 一边或者朝向一个角度而不是竖直时，阀装置可能慢慢就位，流体切断 可能被延迟，这样提高了空气可能进入给药导管的可能性。出现的另一 个不利情况是，当工作在低流速下的泵正与流体管道接合并且正在流体 上游中产生脉冲，趋向于将浮动装置弹开远离阀座时。这些脉冲可能强 大得足以超过浮动装置上的重力，并且浮动装置可能在需要的时候不能 就位。
【0010】在这种类型的自动切断阀中一个变化是引入磁力来帮助流体管 道断流。磁吸引力被用在处于滴注腔中的浮体和一个静止部件之间，比 如阀座，以切断在给药管道内的流体流动。这样一种方法有优点，因为 它担当了闭锁类型的阀。换句话说，所用的磁场或者多个磁场有一个场 强，其随着磁装置间距离的减少而非线性地增加。然而，当磁装置彼此 相对远离的时候存在某一吸引力，该吸引力随着这些磁装置互相接近而 增加，直到最后由它们的吸引力提供的磁场力超过滴注腔中浮体的浮力， 并且它被拉到这个磁激励阀中的底座位置，这样肯定切断流体流动。
【0011】在这两部分之间产生的磁力趋向于保持阀在关闭或者切断位置， 比只依靠重力的其他阀要好。在现有浮体只依赖它们的重量来密封流体 管道的地方，磁力的使用和浮体的重力导致在空气进入流体管道之前浮 体将完全密封和切断流动的更好机会。磁力的使用也趋向于当滴注腔偏 离竖直方向时，将浮体拉到座中。一旦就位，阀就被“闭锁”，因为需 要某一机械力以将浮体与它的阀座分离，该机械力超过由新增加流体产 生的浮体的纯粹浮力所提供的力。即使往滴注腔内填充流体一般也不能 在这些装置中将浮体从阀座移走。对座的磁吸引力超过了由浮体的浮力 提供的力，并且需要一些机械力来移走它们两个。典型地，滴注腔的壁 需要被挤压来将浮体从阀座上移走，这样它可能提高流体的高度。
【0012】虽然在滴注腔中使用磁力在本领域已经是一个改进，但某些磁 装置有一些缺点。包括金属元件的磁装置不应该暴露给输注管道中的医 用流体。另外，一些现有装置有独特形状的浮体装置，在装置制造时这 些浮体装置必须被安装在滴注腔中的特殊方向。在制造过程中不能合适 地定向部件可能导致阀不能完全密封并且可能因此需要被丢弃。这样的 要求增加了制造成本。在其他装置中，密封在相对刚性的表面间形成， 并且这种结构由于在密封表面之间的缺陷或者缺乏配合，可能在密封处 产生泄露的问题。还有另外一种布置，包括阀的两个装置(其中的至少 一个是磁体)可能不能被对准，这样两个装置之间的磁通量线不能产生 理想的效果。在这种情况下，需要大的磁体，这会增加成本。磁性切断 阀装置还要面对其他的问题。阀的磁场发射可能有负面影响，影响比如 含有铁的整个血液。同样，强的外部磁场可能影响阀密封，引起过早的 闭塞或者当需要密封的时候阻碍密封。而且，磁性切断阀装置在核磁共 振成像(MRI)环境中是不合适的，因此限制了它的应用范围。
【0013】因此，本领域的技术人员已经认识到需要在操作中高效和可靠 的用于流体给药管道中的自动切断阀。还认识到需要改进的自动流体切 断阀，其在阀元件之间使用一个吸引力来导致更加可靠的阀的切断动作， 但不干涉医用流体的成分，血液，或者核磁共振成像(MRI)环境，或 者其他的医疗环境。还认识到进一步需要相对容易制造和具有更低制造 成本的流体切断阀。本发明实现了这些需要和其他的需要。
发明内容
【0014】简要概括，本发明针对用于医疗器械中的切断阀的设备和方法， 其包括由非磁和非金属材料产生的阀部件之间的吸引力。在另一个具体 方面中，电场被提供来吸引部件靠拢从而切断流动。在另一个更加具体 方面中，至少一个部件产生电场并且另一个部件由受到电场吸引的绝缘 体构成，这样两个部件互相吸引而接合来造成断流。还有在另一个具体 方面中，电场由一个驻极体部件产生。在另一个具体方面中，电场由一 个铁电聚合体部件产生。
【0015】在根据本发明的另一个具体方面中，提供一个自动切断阀用于 调节医用流体的流动。一方面，用于调节医用流体的流动的自动切断阀 包括适合容纳医用流体的容器，该容器有一个上游端和一个下游端并且 在下游端限定了一个出口。一个类似半球或球的阻塞构件或者浮体放在 容器内。还有一个阀座处在容器下游端出口处附近。浮体和阀座中的至 少一个产生电场，而浮体和阀座中的另一个由受到电场吸引的绝缘体构 成，并且趋向于移动至与另一个接合来断流。在另一个更具体的方面中， 浮体和阀座产生极性相反的电场，因此互相吸引直至接合来切断流动。 另一方面，当预定量的医用流体残留在容器中时，部件之间产生的吸引 力的强度超过了医用流体中浮体的浮力，因此切断了流动。
【0016】在更加具体方面，产生电场的部件有永久附在它体内的电荷。 在另一方面，产生电场的部件有永久附在它表面的电荷。在浮体或阀座 中的另一个不产生电场的情况下，它由被电场吸引的非极性聚合体 (nonpolar polymer)构成。在另一方面，产生电场的部件包括驻极体。 在又另一个具体方面，产生电场的材料包括铁电聚合体。
【0017】在又一个方面，通过用生物惰性物质覆盖产生电场的部件，该 部件物理上与任何流过容器的医用流体隔离。在另一个具体方面，产生 电场的部件被涂上聚对二甲苯(ParyleneTM)或者其他防水物质。在更加 具体的方面，当自动阀切断流动时，阻塞构件的直径和它的浮力被选择 来控制留在滴注腔内的流体量。
【0018】在还另一个更具体的方面，选择由一个或更多个部件产生的电 场强度，使得当所选高度的流体残留在滴注腔中时，这些部件会将浮体 和阀座吸引在一起，从而切断流动。此外，选择电场强度，使得当容器 以一个角度而不是垂直放置时，阻塞构件将会更加容易将它自己与阀座 对准，从而自动切断。
【0019】当与附图结合时，本发明的其他特征和优点将在本发明的下面 具体描述中更加明显。
附图说明
【0020】图1描述了连接医用流体贮存器和病人的流体给药装置的概述 图，该装置的给药管道有一个处在滴管下游端的滴注腔，驻极体增强型 自动切断阀作为滴注腔的一个组成部分形成；
【0021】图2描述了安装在滴管下游端的滴注腔的局部剖面透视图，有一 个浮体悬浮在滴注腔的医用流体中；
【0022】图3描述了图2所示驻极体增强型自动切断阀的横截面图，浮体 的浮力使它悬浮在容器内医用流体表面附近，并且显示出阀座包含一个 电荷，其吸引绝缘的浮体与阀座接合来切断来自滴注腔的医用流体的流 动；
【0023】图4描述了图3所示滴注腔的横截面图，这时浮体与阀座完全接 合因此切断了来自滴注腔的流体流动，阀座的电荷产生的电场吸引浮体 与阀座完全接合；
【0024】图5描述了滴注腔的横截面图，其中显示了阀座安装位置的具体 实施例，还有带有相反电荷的浮体和阀座，从而产生电场，吸引浮体和 阀座靠拢从而切断来自滴注腔的流体流动；
【0025】图6描述了一个阀座具体实施例的外表面透视图；和
【0026】图7描述了滴注腔的下游端的局部示意图，在其中可安装图6 所示的阀座。
具体实施方式
【0027】现在更加仔细的参考这些附图，其中不同图中相同的参考数字 代表相同或者相应的元件，图1中显示了终止于病人22手臂静脉的医用流 体给药系统20的总图。医用流体贮存器24挂在一个只显示了一部分的标 准悬架26上，标准悬架高于病人22的高度，这样在本实施例中就提供了 重力馈送系统。这种情况下贮存器包括一个柔性袋子，然而，瓶子或者 其他类型的容器也能使用。一个接入装置28穿透袋子的塞子或者隔膜以 建立袋子和流体给药系统的上游管道30之间的流体传递。在这种情况下， 医用流体给药装置34被使用并且包括接入装置，上游管道，滴管36，带 有自动切断阀的滴注腔38，下游管道40和一个用于尖端套管(没有显示) 的连接装置42，该尖端套管穿透病人的静脉并与他或者她的循环系统建 立流体传递。在本实施例中，袋子接入装置28可以采用一个穿透袋包的 尖开孔针的形式。这样，袋子中的医用流体32通过给药装置34被引导到 病人22体内。
【0028】图2是滴注腔38的一个实施例的透视图，滴注腔38包括使用电场 来吸引阀部件靠拢从而增加阀的切断力。电吸引力由非磁和非金属的部 件产生。在本实施例中，至少一个驻极体被用来构成断流阀55。如所示 的，为了这个应用滴注腔被安装到滴管36的下游端，虽然这不是必需的。 在另一个实施例中，替代地滴注腔可在它的上游端具有一个尖针或者其 他装置，用于直接进入医用流体贮存器24。滴注腔的这种结构很普遍。 另外，在本实施例中，驻极体增强型自动切断阀处在滴注腔内。然而， 驻极体增强型阀也能够用在其他的流体容器或导管内。
【0029】滴注腔38包括一个处在它的上游或者近端45的精确滴剂形成 器44，其工作是从滴管36中的流体形成已知尺寸的液滴46，并且允许 这些液滴落到滴注腔的透明容器48中。阻塞构件，在本实施例中的浮体 50，由于其浮力的作用悬浮在该透明容器的医用流体52中。浮体的下游 是阀座54，当容器中的流体高度足够低时浮体将坐到阀座中。在本实施 例中浮体和阀座形成了切断阀的两个部件。依照本发明的一个方面，浮 体和阀座中的至少一个由驻极体或者其他非磁和非金属的材料构成，这 些材料有产生电场从而吸引阀的另一个部件的电荷。本实施例中阀的另 一个部件由非磁和非金属材料构成，比如绝缘体，它受到由同一阀的另 一部件产生的电场的吸引。由于这个电场，浮体和阀座被吸引到一起从 而切断通过滴注腔的流动。在另一个实施例中，浮体和阀座都由具有吸 引两个阀部件到一起的相反电荷的驻极体构成。
【0030】滴注腔中的流体高度根据贮存器24、上游管道30和滴管(见图 1)中残留的流体量变化。随着滴注腔中流体52的高度降低，浮体将越 来越靠近阀座，最后它坐在阀座中并且切断流体流过滴注腔。滴注腔还 包括下游或者远端57，并且在下游端限定一个出口孔56或者出口端，在 本实施例中出口孔56与下游管道40相连。当浮体坐在阀座中时，驻极 体增强型切断阀55阻止了从滴注腔进入管道40的所有流体流动，包括 空气。同样在本实施例中，用于构成滴注腔透明容器的材料也用于构成 出口孔，虽然可以使用其他的装配。
【0031】在图1和图2所示的操作中，来自贮存器24的流体流过上游管 道30进入滴管36，在这里积累到达希望的高度。然后滴管的入口被关上， 流体通过滴管的出口60流出进入滴注腔38的滴剂形成器44。滴剂形成 器形成精确尺寸的液滴，液滴可以被计数和计时来证实用可变的夹子或 者其他的装置(没有显示)已经建立了希望的流速。当透明容器48中的 流体高度高时，浮体50悬浮在溶液中流体的上表面附近并且在阀座54 的上方，因此允许流体流出滴注腔的出口孔56并且穿过下游管道40进 入病人22体内(图1)。
【0032】现在参考图3，显示了图2中元件的横截面形式。也显示了滴管 36的下游端57的更多细节。本实施例中，滴注腔38的上游或者近端45 被直接连接到滴管36的输出端或者下游端60。由于流体相对高的水平面 和浮体的浮力，显示出浮体50悬浮在滴注腔的流体52中，在阀座54的 上方。横截面中显示的浮体限定为半球或者球状的实体。在其他的实施 例中，浮体或者阻塞构件可以是长方形的，并且可采用各种形状，包括 椭圆、圆柱、圆锥或者任何三维多边形形状，比如正方形、矩形或者棱 锥。当阻塞部件坐在阀座中时，为了形成流体紧密的封口，阻塞部件的 形状补偿阀座54的形状是重要的。在本实施例中，阻塞构件由绝缘体比 如非极性聚合体制造。浮体的密度应该小于预计处于腔中的流体的密度。 典型地，浮体的密度通过使浮体中空或者向浮体里注入惰性气体来改变。
【0033】本实施例中的阀座54也用绝缘体制造，比如非极性聚合物，比 如间同立构的聚苯乙烯(SPS)或者Teflon聚四氟乙烯PTFE，其形成一 个具有永久附在阀座体内的电荷70的驻极体，用来吸引浮体50与阀座 完全接合，因此处于阀座中的密封位置，从而切断流体流动。在另一个 实施例中，电荷可以被永久附在阀座的表面。在一个实施例中，阀座有 一个圆形的座，其和浮体形状互补，从而容易地容纳圆形的浮体。如果 阻塞构件或者浮体的形状是除圆形之外的其他形状，则阀座的结构可能 需要改变。
【0034】因为浮体50由绝缘体构成并且被驻极体阀座54产生的电场吸 引，因此浮体和阀座将互相吸引。浮体和阀座间的吸引力不需要很大。 在一个实施例中，当流体被引入到滴注腔并且流体高度升高时，浮体的 浮力将大得足够使浮体从阀座松开。在另一个实施例中，在浮体和阀座 之间产生的吸引力如此的高，以至于在浮体漂浮到滴注腔容器中的流体 表面之前，必须手动将浮体从阀座移走，如图3所示。
【0035】当腔中存在处在下降高度的流体时，如图4所示，浮体被吸引 到与处在腔底部的阀座完全接合的位置。当流体高度降低到一个预定量， 并因此浮体和阀座54之间的距离减少时，由电场产生的浮体和阀座之间 的吸引力将会超过流体中浮体的浮力，引起浮体与阀座完全接合，因此 切断流动并且密封了系统，隔绝空气的进入。
【0036】在一个实施例中，为了使压力最大且产生气密的封口，浮体50 的半径为R，且阀座54的开口半径为R减去一个数。然而，阀座的半径 不应该太小，这样带正电荷的浮体和带负电荷的阀座之间的封口下面的 距离最小，因而使封口的保持力最大化。这样，将浮体拉入阀座的力是 重力加上存在的电场产生的吸引力。在一个实施例中，圆形浮体的半径 为0.559cm，产生0.73cm3的体积。还有它的重量为0.62g。因此，浮体 的密度为0.85g/cm3，这在腔内的液体密度大于0.85g/cm3时足够使浮体悬 浮起来。标准水的密度大约为1g/cm3，在本实施例中标准水会导致浮体 从阀座漂走。另外对于本实施例，阀座的开口半径为0.45cm，曲率半径 为0.50cm。当滴注腔中的流体量减少时，这避免了浮体落下穿过阀座的 开口，并且允许它停在阀座的边缘上来形成封口。这进一步使封口和处 在浮体下面的电荷间的距离最小，从而使封口的保持力最大。
【0037】应该注意的是，阀座54的电荷70可在物理上隔离，不与流过 滴注腔38的任何医用流体直接接触。通过在阀座上涂聚对二甲苯TM(ParyleneTM)或者其他防水材料来防止流体到达植入到阀座内的电荷， 这样的流体不与电荷发生接触。
【0038】在图3所示的实施例中，滴注腔38的透明容器48部分相对地 充满了流体52并且浮体50悬浮在流体表面。应该注意的是浮体有一个 直径，标明为51，并且浮体的底部被浸没，其上面有一定体积的流体52。 因此当浸没的浮体底部坐在阀座54内切断流体流动的时候，在阀座上高 于它的位置的流体会留在滴注腔内。这在图4中示出。很显然，当驻极 体增强型自动切断阀55切断流体流动时，浮体(图3)的直径51对留在 滴注腔内的流体量有影响，并且可能被选择来导致希望量的流体残留。
【0039】当切断发生的时候，留在滴注腔中的流体量也能够被由电荷产 生的电场吸引力的强度控制。电场吸引力越强，浮体50克服其浮力并且 被拉过滴注腔中残留的流体从而坐在阀座54上就越快，和电场力更弱的 情况相比，留在滴注腔中的流体更多。这样，当选定高度的流体残留在 容器内时，可以选择由吸引浮体的电荷产生的电场力的强度，以便电荷 将浮体吸引到阀座，用来切断流体流动。
【0040】同样，当容器以一个角度而不是垂直放置的时候，电荷产生的 电场力的强度可以被选择，以便浮体将会更加容易将其自身与阀座对准 从而自动切断。因此在更宽广范围的滴注腔使用条件下，驻极体增强型 自动切断阀55将比其他的阀更有效。例如，即使滴注腔被用在病人运输 期间的情况下，此时滴注腔可能经历大幅度的角度倾斜，驻极体增强型 自动切断阀55由于阀部件之间的电场吸引力的强度也将继续正常工作。
【0041】在本实施例中，应该注意的是由于浮体50的球体形状，浮体不 能将其自身楔入透明容器48中，因此致使阀不能起作用，其中浮体构成 阀的一部分。此外，阀座54的外边缘可能包含向下的锥度55来引导球 形浮体进入与阀座密封的位置。因此，当液体高度降低后，浮体不能将 其自身限制在阀座的外边缘上，因此排除了阀不能工作的另一个要素。
【0042】随着滴注腔38中的流体高度52下降，浮体50将向阀座54越 来越近的移动，直到到达一点，在此处电场吸引力将会比浮体上由其浮 力产生的向上的力更大。在这一点，浮体会移动到图4所示的位置中， 以把残留流体52从滴注腔38通过出口56的流体流动封锁起来。因为在 滴注腔中的流体被耗尽之前浮体坐在阀座中并且密封了滴注腔，所以它 防止空气进入到下游管道40中。有益的结果是滴注腔38和下游管道保 持被灌注。
【0043】阀座54包括圆柱形状的基座88，它的外部直径等于或者只比透 明容器48的内部直径小一些，因此它可以滑进容器中的位置。圆柱形状 的基座可以用粘合剂、搭扣配合或者其他的方法固定在适当的位置，如 在下面将详细讨论的。然而，应该注意的是在本实施例中，基座88必须 与滴注腔38的透明容器48部分足够接触，以使腔中的流体不能在基座 和滴注腔之间沿着基座的外部流动且从出口56流出，进而损害阀55。
【0044】继续参考图3和图4的实施例，本实施例中的基座88包括形成 在透明容器48内壁108上的锁紧环106。锁紧环朝着下游的方向向内倾 斜但是在上游方向垂直于壁108。基座88能够在装配过程中从腔的近端 45滑进透明容器48中并且略过锁紧环，并且基座将如图3和图4所示被 锁紧环固定在合适的位置。锁紧环106可以是滴注腔的透明容器部分的 一部分，或者可以是一个增加到透明容器中的独立件，并通过粘合剂或 其他的方法固定在合适的位置。
【0045】使用时，驻极体增强型自动切断阀55的操作可以从流体贮存器 24被使用且给药装置34被灌注开始。选择量的流体被允许流入滴管36 中。然后滴管被关闭，且流体被允许从滴管出口60流入滴注腔38中。 借助滴注腔中最初少量的流体，浮体50将处在与阀座54密封的位置。 然而，随着滴注腔中的流体高度增加，浮体的选择浮力最终会超过就位 的浮体和阀座之间的电场吸引力，导致浮体从阀座移走，并且远离阀座 悬浮到流体表面。在另一个实施例中，通过机械的手段可以使浮体从其 和阀座的密封位置移走，比如通过在阀座处挤压透明容器48的侧面，因 此超过了将其保持在阀座中的被密封位置的力。一旦浮体随着滴注腔中 流体高度升高，出口56就打开这样流体可以流进病人22体内。随着滴 管中标准的流体量被用尽，滴注腔中的流体高度将被耗尽，且第一和第 二电荷66和70之间的电场吸引力将使浮体把滴注腔的出口封闭起来， 并且通过流体给药装置34的流动将停止。因为本实施例中的浮体的球体 形状，所以即使由于病人的活动或者搬运，滴注腔没有齐平或者正在被 移动，浮体也不会楔入到滴注腔的透明容器内。另外，由被电场吸引的 绝缘体构成的浮体，将会被强烈吸引成与带有负电荷的阀座适当对准。 此外，阀座的向下成锥形的外边缘将帮助引导浮体与阀座接触。浮体的 球体形状也有助于将它适当定位在阀座中。结果，流体给药装置中的灌 注部分被保存，并且自动断流阀55的这个特征将允许滴管被重新填充流 体，并且再次开始输注而不必重新灌注给药装置。
【0046】现在参考图5，显示了滴注腔152的另一个实施例的横截面图。 阀座154、封口和保持装置被显示出来，包括来自滴注腔内壁158的向内 突出156和形成在阀座154的外表面162上的可选择定位的凹槽160。形 成在阀座中的第一个远端凹槽164与滴注腔内壁上的第一个突出166相 符。它们连同阀座上的第二个凹槽168和壁158上的第二个突出170一 起用来接合滴注腔壁的两个突出，并且保持阀座154处在滴注腔中的希 望位置。本实施例中滴注腔壁上的突出采用环的形式。阀座的凹槽也完 全围绕阀座形成，因此易于制造。有了这样的布置，在制造装配的过程 中阀座能够被插入到任何旋转的位置，并且能完全起作用。更多或更少 的突出和凹槽可以用在其他的实施例中且可采用不同的形状。
【0047】在图5中，形成在阀座的近端的第三个凹槽172在阀座上留下 一个凸起的环174，该环与滴注腔的内壁158接触并形成了一个流体封口。 这个流体封口将防止流体围绕阀座外侧流动且穿过出口56。
【0048】同样在图5的实施例中，浮体50和阀座54都有电荷。所示的 浮体具有正电荷66而所示阀座具有相反的电荷70，在这个例子中就是负 电荷。本实施例中，浮体和阀座都是驻极体并且都产生电场。由于电场 极性相反，两个阀部件，也就是浮体和阀座，互相吸引至完全接合来切 断来自滴注腔152的流动。
【0049】图6呈现了图5的阀座154的外部透视图，显示了凹槽164和 168。在一个优先实施例中，滴注腔从上游端较大的直径到下游端较小的 直径是逐渐变细的。在制造过程中这种结构将使滴注腔中阀座的组装容 易。另外，阀座将以一个补充锥度逐渐变细，并且配合突出156来永久 安装在滴注腔内。
【0050】图7显示了一个实施例中滴注腔152放大了的锥形。锥形的角 度用数字190来表示。锥形不仅有助于塑造滴注腔而且有助于插入阀座 154。
【0051】可用于驻极体的绝缘体是来自美国密歇根州Midland的Dow Plastics公司的间同立构聚苯乙烯(SPS)。它是起驻极体作用的非极性、 非金属且非磁性的材料。虽然由驻极体形成电场已经在上面描述过，但 其他的能永久保存电荷的非磁非金属材料也能用于实现本发明希望的效 果。例如，公知为铁电聚合物的材料也能起非磁非金属材料的作用，其 将永久保存电荷。其他存在的或将要开发的材料也能很好的起作用。
【0052】因此已经提供了一种新的改进的医疗阀装置和方法，通过这种 装置和方法在趋向于关闭阀的部件之间存在吸引力，而吸引力是由非磁 非金属材料产生的。由于非磁材料的使用，根据本发明原理的阀在核磁 共振环境中没有负面影响，并且因为非金属材料的使用，将不会同医用 流体相互作用。
【0053】虽然本发明的优选和可替代的实施例已经被描述和图解说明， 但在本领域技术人员的能力范围内本发明易被修改和改变，而无需发明 能力。因而，应该明白在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进 行在本发明的形式，细节和用法上的各种改变。因此，除了由所附的权 利要求限制以外，不希望本发明受到限制。