一種用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，包括閥體、安裝在閥體底部的頂蓋、容置在閥體內(nèi)的閥芯及電機(jī)，閥芯上沿圓周方向設(shè)有導(dǎo)流道，導(dǎo)流道的兩端均為封閉端，在閥芯內(nèi)腔的側(cè)壁上設(shè)有位置傳感器；閥體上安裝有分別與導(dǎo)流道相連通的進(jìn)氣閥孔、出氣閥孔及排氣閥孔，在出氣閥孔的出口處設(shè)有檢測(cè)裝置，位置傳感器及檢測(cè)裝置分別與智能控制電路電連接；閥芯通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥芯上導(dǎo)流道通過(guò)與進(jìn)氣閥孔的接通或關(guān)閉實(shí)現(xiàn)比例閥門在完全出氣、完全排氣及半開半閉狀態(tài)的變換。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、體積小，能夠?qū)崟r(shí)控制壓力或流速潮氣量的大小，能夠減少運(yùn)行時(shí)的噪聲，從而能為患者提供精確的壓力滴定或潮氣量的控制。
【專利說(shuō)明】—種用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，可調(diào)節(jié)無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的氣體壓力和流速大小。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，醫(yī)療條件也在逐步的提高，醫(yī)療設(shè)備更是突飛猛進(jìn)的發(fā)展。呼吸機(jī)就是醫(yī)療條件不斷進(jìn)步中而研發(fā)出來(lái)的輔助呼吸的醫(yī)療設(shè)備。呼吸機(jī)是一種能代替、控制或改變?nèi)说恼Ｉ砗粑黾臃瓮饬?，改善呼吸功能，減輕呼吸功消耗，節(jié)約心臟儲(chǔ)備能力的裝置；其作用機(jī)理是用于輔助或控制患者的自主呼吸運(yùn)動(dòng)，以便達(dá)到肺里的氣體交換，降低人體呼吸肌功耗，以利于呼吸功能的恢復(fù)，臨床上也可稱之為機(jī)械通氣機(jī)。在臨床上，呼吸機(jī)用于治療睡眠呼吸暫停綜合癥(SAS)及相關(guān)疾病，這些疾病所引起的血氧飽和度下降、交感神經(jīng)張力增高、副交感神經(jīng)張力下降血液二氧化碳濃度升高、PH值降低以及胸內(nèi)負(fù)壓增高，嚴(yán)重影響各種重要臟器功能，特別是腦功能、心血管功能首受其害。
[0003]無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)主要有電氣控制和氣路結(jié)構(gòu)組成，是一種機(jī)電一體化的產(chǎn)品。電氣部分主要是監(jiān)測(cè)及控制作用，在監(jiān)測(cè)病人呼吸時(shí)候的壓力流速等信息的同時(shí)，讓呼吸機(jī)按照一定頻率強(qiáng)行通氣或根據(jù)病人呼吸頻率、潮氣量進(jìn)行通氣，控制氣路管道使得提供給患者的氣體按照設(shè)定要求供給。氣路中通氣比例閥用于控制經(jīng)過(guò)氣道氣體的流速和壓力大小，其主要結(jié)構(gòu)為設(shè)有出氣口、進(jìn)氣口、多余氣體排放口，內(nèi)部設(shè)有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的閥芯，比例閥的出氣口與病人端相連，可以通過(guò)同時(shí)控制排放口與出氣口的大小改變，在出氣口端產(chǎn)生一個(gè)合適的壓力或流速。
[0004]然而，目前主流的通氣比例閥結(jié)構(gòu)還存在以下不足:其進(jìn)氣口、排放口面積不可調(diào)或無(wú)法同時(shí)調(diào)節(jié)；此外，大多數(shù)比例閥使用噪聲較大的電磁閥來(lái)對(duì)進(jìn)氣口、排氣口進(jìn)行控制，影響病人的休息；同時(shí)當(dāng)患者流速或壓力需求量比較小時(shí)，無(wú)法快速排除患者呼出的氣體，使得病人呼氣時(shí)壓力偏離了設(shè)定值，影響治療效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門。該比例閥門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，能夠?qū)崟r(shí)控制壓力或流速潮氣量的大小，能夠減少運(yùn)行時(shí)的噪聲，從而能為患者提供精確的壓力滴定或潮氣量控制。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明包括中空的 閥體、安裝在閥體底部的頂蓋、容置在閥體內(nèi)的閥芯及驅(qū)動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，其中閥芯上沿圓周方向設(shè)有至少一條導(dǎo)流道，該導(dǎo)流道的兩端均為封閉端，在閥芯內(nèi)腔的側(cè)壁上設(shè)有位置傳感器；所述閥體上安裝有分別與導(dǎo)流道相連通的進(jìn)氣閥孔、出氣閥孔及排氣閥孔，在出氣閥孔的出口處設(shè)有壓力或流速的檢測(cè)裝置，所述位置傳感器及所述檢測(cè)裝置分別與智能控制電路電連接；所述閥芯通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥芯上導(dǎo)流道通過(guò)與進(jìn)氣閥孔的接通或關(guān)閉實(shí)現(xiàn)所述比例閥門在完全出氣、完全排氣及半開半閉狀態(tài)的變換。
[0008]其中:所述導(dǎo)流道為多條，沿閥芯軸向布置，相鄰導(dǎo)流道同一封閉端的起始點(diǎn)與閥芯中心之間的連線在水平面上的投影夾角為10°~30° ;所述導(dǎo)流道兩個(gè)封閉端的截面積小于兩端之間部分的截面積，即導(dǎo)流道的截面積是漸變的；所述導(dǎo)流道兩端之間部分的截面積大于進(jìn)氣閥孔、出氣閥孔及排氣閥孔內(nèi)氣體流通管道的管徑；所述閥芯設(shè)有內(nèi)腔，電機(jī)容置在該內(nèi)腔中，并安裝在所述頂蓋上，閥芯與電機(jī)的輸出軸相連；所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)；所述出氣閥孔及排氣閥孔內(nèi)氣體流通管道任一處的截面積均相等；所述檢測(cè)裝置為壓力傳感器或流速傳感器；所述位置傳感器為霍爾傳感器或光電傳感器。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0010]1.實(shí)時(shí)控制壓力或流速潮氣量的大小。本發(fā)明通過(guò)安放在閥體的位置傳感器及出氣閥孔的檢測(cè)裝置可以通過(guò)智能控制電路中的智能算法控制閥芯，使得出口壓力和流速控制在最合適的狀態(tài)，根據(jù)病人狀態(tài)需要精確的氣道支持壓力或通氣時(shí)的流速，為患者提供精確的壓力滴定或潮氣量，保持病人在呼吸時(shí)壓力恒定或氣體流速恒定。
[0011]2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，能夠減少運(yùn)行時(shí)的噪聲由于本發(fā)明采用閥芯結(jié)構(gòu)，并且將電機(jī)置于閥芯內(nèi)，這樣大大減小了閥體的體積，結(jié)構(gòu)更加合理緊湊；加之本發(fā)明不采用電磁閥控制，大大減少了運(yùn)行噪聲；另外，本發(fā)明在閥體處設(shè)位置傳感器，可用以進(jìn)一步提高控制的精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0013]圖2為圖1的仰視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；
`[0015]圖4為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之一(出氣閥孔完全打開狀態(tài))；
[0016]圖5為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之二 (排氣閥孔與出氣閥孔同時(shí)打開狀態(tài))；
[0017]圖6為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖之三(排氣閥孔完全打開狀態(tài))；
[0018]圖7為本發(fā)明閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8為本發(fā)明智能控制電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖9為本發(fā)明閥芯的俯視剖視圖；
[0021]圖10為本發(fā)明閥芯上導(dǎo)流道的位置說(shuō)明圖；
[0022]其中:1為頂蓋，2為閥體，3為電機(jī)，4為閥芯，5為出氣閥孔，6為進(jìn)氣閥孔，7為排氣閥孔，8為位置傳感器，9為出氣閥流道，10為排氣閥流道，11為檢測(cè)裝置，12為導(dǎo)流道。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0024]實(shí)施例一
[0025]如圖1~3所示，本發(fā)明包括頂蓋1、閥體2、電機(jī)3及閥芯4，其中閥體2為中空結(jié)構(gòu)，頂蓋I固接在閥體2底部的開口端、與閥體2圍成一個(gè)密封腔體；閥芯4容置在頂蓋I與閥體2圍成的密封腔體內(nèi)，閥芯4設(shè)有內(nèi)腔，電機(jī)3容置在該內(nèi)腔中，并固定在頂蓋I上，閥芯4與電機(jī)3的輸出軸相連，由電機(jī)3驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；本實(shí)施例的電機(jī)3為步進(jìn)電機(jī)。[0026]閥芯4上沿圓周方向設(shè)有至少一條導(dǎo)流道12，本實(shí)施例為三條形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸均相同的導(dǎo)流道12，沿閥芯4的軸向布置；每條導(dǎo)流道12的兩端均為封閉端，即每條導(dǎo)流道12均不是360°，而是在圓周方向均有一段是未設(shè)置導(dǎo)流道的。閥體2上安裝有分別與各導(dǎo)流道12相連通的進(jìn)氣閥孔6、出氣閥孔5及排氣閥孔7，閥芯4的側(cè)壁與設(shè)有的進(jìn)氣閥孔
6、出氣閥孔5和排氣閥孔7的閥體2內(nèi)壁滑動(dòng)配合連接。每條導(dǎo)流道12位于進(jìn)氣閥孔6一側(cè)、與出氣閥孔5連通的部分為出氣閥流道9，位于進(jìn)氣閥孔6另一側(cè)、與排氣閥孔7連通的部分為排氣閥流道10。如圖10所示，在水平面的投影，相鄰導(dǎo)流道12同一封閉端的起始點(diǎn)與閥芯4中心連線之間的夾角為10°~30°，本實(shí)施例的夾角為20°。每條導(dǎo)流道12兩個(gè)封閉端的截面積相同、且小于兩端之間部分的截面積，即導(dǎo)流道12的截面積是漸變的；如圖9所示，a點(diǎn)為一條導(dǎo)流道一封閉端的起始點(diǎn),導(dǎo)流道的截面積由a點(diǎn)至b點(diǎn)逐漸增加，b點(diǎn)至c點(diǎn)之間的導(dǎo)流道截面積是相同的，c點(diǎn)為該條導(dǎo)流道另一封閉端；當(dāng)所述閥芯4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以全部或部分堵住出氣閥流道9和排氣閥流道10，用以調(diào)整流量。導(dǎo)流道12兩端之間部分的截面積大于進(jìn)氣閥孔6、出氣閥孔5及排氣閥孔7內(nèi)氣體流通管道的管徑，出氣閥孔5內(nèi)氣體流通管道任一處的截面積均相等，排氣閥孔7內(nèi)氣體流通管道任一處的截面積均相等，并等于出氣閥孔5內(nèi)氣體流道管道的管徑。
[0027]在閥芯4內(nèi)腔的側(cè)壁上設(shè)有位置傳感器8，本實(shí)施例為霍爾傳感器；在出氣閥孔5的出口處設(shè)有壓力或流速的檢測(cè)裝置11，本實(shí)施例的檢測(cè)裝置11為壓力傳感器，可用于對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)試；位置傳感器8及檢測(cè)裝置11分別與智能控制電路電連接。
[0028]閥芯4通過(guò)電機(jī)3的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥芯4上導(dǎo)流道12通過(guò)閥芯4轉(zhuǎn)動(dòng)所處的位置不同，與進(jìn)氣閥孔6的接通或關(guān)閉，使得出氣閥孔5和排氣閥孔7氣體流通管道的截面積發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的比例閥門在完全出氣、完全排氣及半開半閉狀態(tài)的變換。
[0029]本發(fā)明的工作原理為:
[0030]導(dǎo)流道12用于進(jìn)氣閥孔6分別同排氣閥孔7和出氣閥孔5相連接。當(dāng)閥芯4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以調(diào)節(jié)與排氣閥孔7和 出氣閥孔5之間導(dǎo)流道的截面積，全部或部分堵住出氣閥孔5和排氣閥孔7 ;閥體2內(nèi)的閥芯4被電機(jī)3控制轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)閥芯4轉(zhuǎn)動(dòng)所處的位置相應(yīng)也不同，使得出氣閥孔5和排氣閥孔7的氣體流道截面積產(chǎn)生改變。當(dāng)閥芯4向排氣閥孔7方向旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，閥芯4使得排氣流道的截面積增大，更多的氣體可以從排氣閥孔7流出；當(dāng)閥芯4向出氣閥孔5方向旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)的出氣閥孔5的氣體流道截面積增大，同時(shí)排氣閥孔7的面積減小，使得出氣閥孔5的氣體氣量增大。具體為:
[0031]如圖4所示，當(dāng)閥芯4與閥體2的相對(duì)位置移動(dòng)到圖4所示位置時(shí)，閥芯4的側(cè)壁堵住了排氣閥孔7，進(jìn)氣閥孔6的氣體經(jīng)過(guò)出氣閥流道9，整個(gè)比例閥門處于完全打開狀態(tài)；這時(shí)，氣體在進(jìn)氣閥孔6的流速應(yīng)該等于在出氣閥孔5中的流速，出氣閥孔5端的壓力為最大。
[0032]如圖5所示，當(dāng)閥芯4處于中間狀態(tài)，部分堵住了排氣閥孔7，進(jìn)氣閥孔6的氣體經(jīng)過(guò)進(jìn)氣閥流道9流向出氣閥孔5，部分氣體通過(guò)排氣閥流道10從排氣閥孔7流出，整個(gè)比例閥門處于半開半閉狀態(tài)；這時(shí)，氣體在進(jìn)氣閥孔6的流量應(yīng)該等于在出氣閥孔5的流量和在排氣閥孔7流量的總和，并且出氣閥孔5與排氣閥孔7相連通。
[0033]如圖6所示，閥芯4的側(cè)壁堵住了出氣閥孔5，進(jìn)氣閥孔6的氣體經(jīng)過(guò)排氣閥流道10，整個(gè)比例閥門處于完全封閉狀態(tài)；這時(shí)，氣體在進(jìn)氣閥孔6的流速應(yīng)該等于在排氣閥孔7中的流速，出氣閥孔5端的壓力為最小。圖4~6中的箭頭為氣體流動(dòng)方向。
[0034]在比例閥門體內(nèi)的位置傳感器8及出氣口 5 —側(cè)的氣流通道上所設(shè)的壓力傳感器分別與智能控制電路相連。如圖8所示，智能控制電路包括A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)，具體連接:壓力傳感器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)相連，在閥體2上設(shè)的能檢測(cè)閥芯4位置的位置傳感器8與單片機(jī)的輸入端連接，把位置信號(hào)反饋給單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)與電機(jī)3的連接，用于控制電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)閥芯4的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)采集到的壓力信號(hào)，反饋控制閥芯的旋轉(zhuǎn)。所述單片機(jī)中存有智能控制程序(采用模糊控制方法，為現(xiàn)有技術(shù))使得壓力保持恒定，本發(fā)明通過(guò)在閥芯4處設(shè)位置傳感器8用以進(jìn)一步提高控制的精度。
[0035]實(shí)施例二
[0036]本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于，檢測(cè)裝置11為流速傳感器，可用于對(duì)流速進(jìn)行測(cè)試。電機(jī)3為伺服電機(jī),位置傳·感器8為光電傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:包括中空的閥體(2)、安裝在閥體(2)底部的頂蓋(I)、容置在閥體(2)內(nèi)的閥芯(4)及驅(qū)動(dòng)閥芯(4)轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)(3)，其中閥芯(4)上沿圓周方向設(shè)有至少一條導(dǎo)流道(12)，該導(dǎo)流道(12)的兩端均為封閉端，在閥芯(4)內(nèi)腔的側(cè)壁上設(shè)有位置傳感器(8);所述閥體(2)上安裝有分別與導(dǎo)流道(12)相連通的進(jìn)氣閥孔(6)、出氣閥孔(5)及排氣閥孔(7)，在出氣閥孔(5)的出口處設(shè)有壓力或流速的檢測(cè)裝置(11)，所述位置傳感器(8)及所述檢測(cè)裝置(11)分別與智能控制電路電連接；所述閥芯(4)通過(guò)電機(jī)(3)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥芯(4)上導(dǎo)流道(12)通過(guò)與進(jìn)氣閥孔(6)的接通或關(guān)閉實(shí)現(xiàn)所述比例閥門在完全出氣、完全排氣及半開半閉狀態(tài)的變換。
2.按權(quán)利要求1所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述導(dǎo)流道(12)為多條，沿閥芯(4)軸向布置，相鄰導(dǎo)流道(12)同一封閉端的起始點(diǎn)與閥芯(4)中心之間的連線在水平面上的投影夾角為10°~30°。
3.按權(quán)利要求1或2所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述導(dǎo)流道(12)兩個(gè)封閉端的截面積小于兩端之間部分的截面積，即導(dǎo)流道(12)的截面積是漸變的。
4.按權(quán)利要求3所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述導(dǎo)流道(12)兩端之間部分的截面積大于進(jìn)氣閥孔(6)、出氣閥孔(5)及排氣閥孔(7)內(nèi)氣體流通管道的管徑。
5.按權(quán)利要求1所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述閥芯(4)設(shè)有內(nèi)腔，電機(jī)(3)容置在該內(nèi)腔中，并安裝在所述頂蓋(I)上，閥芯(4)與電機(jī)(3)的輸出軸相連。
6.按權(quán)利要求1或5所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述電機(jī)(3)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。
7.按權(quán)利要求1所述用于無(wú)創(chuàng)`呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述出氣閥孔(5)及排氣閥孔(7)內(nèi)氣體流通管道任一處的截面積均相等。
8.按權(quán)利要求1所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述檢測(cè)裝置(11)為壓力傳感器或流速傳感器。
9.按權(quán)利要求1所述用于無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)的比例閥門，其特征在于:所述位置傳感器(8)為霍爾傳感器或光電傳感器。
【文檔編號(hào)】A61M16/20GK103785092SQ201210431599
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】黃勇, 張玉謙, 宋亮, 傅佳萍, 劉健民, 簡(jiǎn)越 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松醫(yī)療科技股份有限公司