CN100387313C - 一种压差式吸氧增效器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压差式吸氧增效器置于供氧设备(6)氧气腔内部，包括一中间凸起(11)、并在凸起部分有一环状进气口(12)的底盘(1)，一置于所述的进气口(12)上的受压膜片(2)，所述的受压膜片(2)与所述的底盘(1)将供氧设备(6)的氧气腔分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个腔，Ⅱ腔和Ⅲ腔通过一单向阀(3)相通，所述的单向阀(3)从Ⅱ腔向Ⅲ腔打开；本发明所述的吸氧增效器通过受压膜片驱动力放大方式来控制呼吸周期中的吸氧和氧气的阻断，使之充分利用供氧设备所产氧气，提高了吸氧的利用率，而且该吸氧增效器结构简单，便于使用者尤其是患者使用，省力、方便，提高患者的舒适程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸氧增效器，属于医疗器械技术领域。
背景技术
人在从事非紧张活动时每分钟呼吸约15次，每一次呼吸周期需时为4秒钟，其中，吸气约为0.8秒，呼气约为1.2秒，此后间歇约为2秒。一次呼吸周期中，吸气的时间占呼吸周期的五分之一，这就意味着，人们在使用供氧器吸氧时，如果氧气流量均匀的话，则所产氧气只有五分之一被人体吸入，而另外的五分之四氧气因未被吸入而浪费。例如，制氧机每分钟产氧量为2500毫升，被人们吸入的氧气只有500毫升，其余2000毫升全放空了。这样对于使用供氧器吸氧来说，呼气时就造成大量氧气无效逸出，降低了氧气的利用率。
为了能够节省氧气，申请号89210074.5公开了一种增效鼻塞吸氧器，它是在开放式鼻塞吸氧器的鼻塞和输氧管之间增加一个贮气囊，在鼻塞管和贮气囊的连接处设置单向活门，输氧管一端与弹性贮气囊相连，另一端与氧气瓶相连，弹性贮气囊装在设有通气孔的保护外壳内。该产品虽然在贮气囊内设置了单向活门，减少了呼气相氧气的逸出，但呼气时能否保证单向活门中的对合的塑料膜片关闭完全，真正做到气囊内的氧气不外逸，而且患者在使用时也需要有一定的吸力才能使两膜片张开，这对于患者来说，也增加了患者呼吸肌的负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压差式吸氧增效器，该吸氧增效器通过受压膜片驱动力放大方式来控制呼吸周期中的吸氧和氧气的阻断，使之充分利用供氧器所产氧气，提高了吸氧的利用率，而且该吸氧增效器结构简单，便于使用者尤其是患者使用，省力、方便，提高患者的舒适程度。
为了实现本发明目的，本发明所述的一种压差式吸氧增效器置于供氧设备6氧气腔内，包括一中间凸起11、并在凸起部分有一环状进气口12的底盘1，一置于所述的进气口12上的受压膜片2，所述的受压膜片2与所述的底盘1将供氧设备6的氧气腔分成I、II、III三个腔，II腔和III腔通过一单向阀3相通，所述的单向阀3从II腔向III腔打开。
本发明所形成的I腔为供氧设备的氧气腔，II腔为中间腔，即底盘与受压膜片之间所形成的腔，III腔为吸气腔，即受压膜片上部与呼吸进出口之间的腔。
其中，所述的单向阀3可为一个或多个，对于相同的通孔来说，多个单向阀可增加单位时间的吸氧量。
所述的单向阀3由所述受压膜片2上的单向阀通孔34和所述的单向阀通孔34上设有一端固定的单向阀片31组成。
所述的受压膜片2的单向阀通孔34可设在使II腔和III腔相通的任意位置，优选位于离进气口中心二分之一至三分之二底盘半径位置；所述的单向阀通孔的面积与所述的底盘的进气口面积之比为0.3∶1～1∶1，优选为0.5∶1～1∶1。
所述的单向阀片可采用塑料膜片、橡胶膜片等，优选为橡胶膜片，比如，三元乙丙膜、硅橡胶膜、天然橡胶膜、丁基橡胶膜等。
所述的单向阀3也可采用另一种方式，单向阀3为一球阀结构，所述的单向阀3由一空心阀体32和一内置于空心阀体32内的球状阀33组成，所述的球状阀33将空心阀体32分为上下两个腔，上下两个腔呈上大下小阶梯状分布，并且分别与II腔和III腔相通。
所述的球状阀可为塑料球或玻璃球等。
所述的底盘1和所述的受压膜片2分别与供氧设备6的内壁密封相连。
所述底盘凸起的进气口12为一通孔，形状可为圆形、椭圆形、方形等其中的一种。
所述底盘的进气口12面积与所述的受压膜片2面积之比为：1∶10～1∶20，优选为1∶10～1∶15。
所述的进气口12的高度为0.5-5cm，优选为1-3cm。
所述的受压膜片2的厚度为0.2～0.6cm，优选为0.3～0.5cm。
所述的受压膜片2可采用塑料膜片、橡胶膜片等，优选为橡胶膜片，比如，三元乙丙膜、硅橡胶膜、天然橡胶膜或丁基橡胶膜等其中的一种。
本发明所述的压差式吸氧增效器设置于供氧设备内，供氧设备可为本领域现有的各种供氧设备，比如吸氧器、供氧器、吸氧湿化瓶、氧袋、化学法制氧器等等。
与本发明所述的压差式吸氧增效器相配合使用的供氧设备，可采用单鼻吸器吸氧。
本发明所述的压差式吸氧增效器进一步还可包括一具有呼吸进出口5的增效器盖4，所述的增效器盖4与供氧设备相连接。所述的增效器盖与供氧设备通过螺纹或卡扣等连接，优选可加密封圈固定。这样与之相连接的供氧设备就可节省部件，不设瓶盖及呼吸进出口。
此时，压差式吸氧增效器与供氧设备形成的三个腔处于增效器盖4内，即受压膜片2、底盘1、单向阀3处于增效器盖4与供氧设备瓶体形成的腔体内，受压膜片2、底盘1可与增效器盖4连接。
本发明所述的压差式吸氧增效器采用压差---膜驱动力放大方式，在吸氧增效器中，利用受压膜片的受压面积的变化来扩大受压膜片的驱动力，经过膜片的控制，将呼吸过程中呼气和呼吸间的间歇期间内供氧设备产生的氧气阻断，并贮存在供氧设备内，待吸氧气时贮存在供氧设备内的氧气一并释放全部供人吸氧。
本发明所述的压差式吸氧增效器的工作过程：本发明所述的吸氧增效器与供氧设备形成三个腔，设定吸氧设备氧气腔为I腔、中间腔为II腔、吸气腔为III腔，I、II、III腔的压力分别为PI、PII、PIII。膜片上侧受压面积为S上，向下驱动力为F上；膜片下侧受压面积为S下，向上驱动力为F下。
设计受压膜片对受膜片控制的进气口有一定的预压力P膜，F预(P预·S上)使通过的氧气受到阻力，只有当氧气腔I的压力PI足够大时，也就是F下(PI·S下)超过F上(PIII·S上)+F预时，膜片才向上移动，氧气通道开启，氧气进入腔II，并将单向阀片推开进入腔III供吸氧用。设定的预驱动力F预的大小取决于呼气及呼吸间歇需要积存在供氧设备内氧气量的多少。
当吸氧时，气腔III压力PIII急速减至负压(约-200Pa)，F上(PIII·S上)也随之减小，为负值，(F上+F预)大大小于F下，这样受压膜片向上驱动力F下-(F上+F预)增大，膜片上移较大，受膜片控制的进气口大大打开，预压力积存的氧气和新产生的氧气一并从腔I涌入腔II，再由腔II通过单向阀片进入腔III供吸氧使用。
当呼气和间歇时，氧气腔III压力PIII上升(约100Pa)，F上(PIII·S上)随之增大，为正值，F上+F预的向下驱动力大于F下的向上驱动力，即(F上+F预)＞F下，受压膜片下移，受膜片控制的进气口关闭，供氧设备产生的氧气积存，PI压力上升。PIII压力从呼气到间歇这段时间压力逐渐下降至零，F上随之下降为零。大约3秒钟时，PI上升到F下(PI·S下)＞(F上+F预)＝F预时膜片上移，氧气渐渐通过增效器，而在正常情况下，这时吸氧过程也将开始，对于吸氧者来说，吸氧就极为容易。
这时当再次吸氧开始时，压力PIII迅速下降F上(PIII·S上)负值，膜大大上移，供氧器所积存的大量氧气和新产生的氧气一并通过腔I进入腔II，通过单向阀进入腔III供人吸氧。使呼气和间歇期间产生的氧气不再浪费，一并供吸氧，这大大提高了供氧设备的效率。
本发明所述的压差式吸氧增效器在使用过程中，人吸气时(0.8秒)氧气被吸入人体内，而人呼气和呼吸间歇时(共3.2秒)供氧设备产生的氧气不是被白白放空，而是被阻断贮存在供氧设备内，待吸氧时一并吸入人体，从而极大地提高了制氧机所产生氧气的利用率。就人体实际吸入氧量而言，装备有吸氧增效器的每分钟产氧气量为500毫升的制氧机至少等效于现行的产氧气量为1000毫升/分钟的制氧机。
由于本发明采用压差---膜驱动力放大方式，通过受压膜片的受压面积的变化来扩大受压膜片的驱动力，结构简单，而且不增加使用者呼吸肌的负荷，不会使使用者呼吸费力，便于使用者尤其是患者使用，省力、方便，提高患者吸氧时的舒适程度；适于医院和家庭氧疗中应用。
附图说明
图1为本发明所述压差式吸氧增效器与吸氧设备配合使用结构示意图
图2为本发明所述压差式吸氧增效器的另一实施方式的结构示意图
图3为本发明所述单向阀的另一种实施方式
图中，1为底盘，12为进气口，11为凸起，2为受压膜片，3为单向阀，31为单向阀片，32为阀体，33为球状阀，34为单向阀通孔，35为阀体上通孔，36为阀体下通孔，4为增效器盖，5为呼吸进出口，6为供氧设备，7为氧气进口，8为水封管，9为喷洗头，10为密封圈。
具体实施方式
下面实施例结合附图对本发明进一步描述，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1
图1所示为本发明所述压差式吸氧增效器与吸氧设备配合使用结构示意图，压差式吸氧增效器置于供氧设备6的氧气腔内部，其包括一底盘1，底盘1的中间有一凸起11、在凸起部分有一环状进气口12，在所述的进气口12上有一受压膜片2，所述的受压膜片2与所述的底盘1将供氧设备6的氧气腔分成I、II、III三个腔，II腔和III腔通过所述的单向阀3相通。
所述的单向阀3从II腔向III腔打开，所述的单向阀3由所述受压膜片2上的单向阀通孔34上设有一端固定的单向阀片31组成。
所述的单向阀通孔34为一圆形通孔。
所述底盘的进气口面积与所述的受压膜片面积之比为1∶10。
所述的进气口的高度为3cm。
所述的受压膜片的厚度为0.5cm。
所述的受压膜片为硅橡胶膜。
所述的受压膜片的通孔位于离进气口中心二分之一半径位置；所述的通孔的面积与所述的底盘的进气口面积为0.5∶1。
所述的单向阀片的材质为三元乙丙橡胶片。
本实施例与压差式吸氧增效器配合使用供氧设备为吸氧湿化瓶。
本发明所述的压差式吸氧增效器与吸氧湿化瓶配合使用的工作过程为：氧气通过氧气进口7，经过吸氧湿化瓶中的水经润湿进入氧气腔I；当吸氧时，气腔III压力PIII急速减至约-200Pa负压，F上(PIII·S上)也随之减小，为负值，(F上+F预)大大小于F下，这样受压膜片的向上驱动力F下-(F上+F预)增大，受压膜片2上移较大，受膜片控制的进气口12大大打开，预压力积存的氧气和新产生的氧气一并从腔I涌入腔II，再由腔II通过单向阀3进入腔III，再经过呼吸进出口5进入使用者鼻腔，供吸氧使用。
当呼气和间歇时，氧气腔III压力PIII上升(约100Pa)，F上(PIII·S上)随之增大，为正值，F上+F预的向下驱动力大于F下的向上驱动力，即(F上+F预)＞F下，受压膜片2下移，受膜片控制的进气口12关闭，吸氧湿化瓶内产生的氧气积存，PI压力上升。PIII压力从呼气到间歇这段时间压力逐渐下降至零，F上随之下降为零。大约3秒钟时，PI上升到F下(PI·S下)＞(F上+F预)＝F预时膜片上移，氧气渐渐通过增效器。
当再次吸氧开始时，压力PIII迅速下降呈负值，F上(PIII·S上)为负值，受压膜片2大大上移，吸氧湿化瓶内所积存的大量氧气和新产生的氧气一并通过腔I进入腔II，通过单向阀3进入腔III，再经过呼吸进出口5进入使用者鼻腔，供吸氧使用。
实施例2
图2为本发明所述压差式吸氧增效器的另一实施方式的结构示意图。
本发明所述的吸氧增效器与吸氧湿化瓶配合使用，所述的吸氧增效器除含有底盘1、受压膜片2、单向阀3外，还含有一增效器盖4，该增效器盖4上部有一呼吸进出口5，增效器盖4与吸氧湿化瓶6通过螺纹连接，同时用密封圈10固定。
底盘1、受压膜片2、单向阀3处于增效器盖4与吸氧湿化瓶6形成的腔体内，所述的受压膜片2由所述的底盘1和所述的增效器盖4压紧固定，所述的底盘1与增效器盖4可通过粘接密封固定。
本发明所述的压差式吸氧增效器采用单鼻吸器吸氧，增效器盖4上的呼吸进出口5为鼻塞状，使用时，直接与使用者的鼻孔相连即可。
吸氧湿化瓶包括一氧气进口7，一湿化瓶6，一水封管8，一喷洗头9；湿化瓶6中盛有四分之三的水。氧气通过氧气进口7，经过水封管8，喷洗头9，吸氧湿化瓶中的水经润湿进入氧气腔I，其吸氧的工作过程同实施例1。
实施例3
与实施例1不同的是，所述的单向阀3为一球阀结构，如图3所示，所述的单向阀3由一空心阀体32和一内置于空心阀体32内的球状阀33组成，所述的球状阀33将空心阀体32分为上下两个腔，上下两个腔为上大下小两个柱状孔，阀体上通孔35与III腔相通，阀体下通孔36与II腔相通。
所述的球状阀为塑料球。
所述底盘的进气口面积与所述的受压膜片面积之比为1∶15。
所述的进气口的高度为5cm。
所述的受压膜片的厚度为0.5cm。
所述的受压膜片为硅橡胶膜。
所述的单向阀通孔与所述的底盘的进气口面积为0.3∶1。
吸氧的工作过程同实施例1，当呼气和间歇时，所述的球状阀33与空心阀体32相接触，堵住II腔和III腔之间的通气；当吸气时，所述的球状阀33被氧气流顶起，所述的球状阀33与空心阀体32相分离，氧气通过II腔进入III腔，再经过呼吸进出口5进入使用者鼻腔，供吸氧使用。
尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (15)
1.一种压差式吸氧增效器，其特征在于，置于供氧设备(6)氧气腔内部，包括一中间凸起(11)、并在凸起部分有一环状进气口(12)的底盘(1)，一置于所述的进气口(12)上的受压膜片(2)，所述的受压膜片(2)与所述的底盘(1)将供氧设备(6)的氧气腔分成I、II、III三个腔，II腔和III腔通过一单向阀(3)相通，所述的单向阀(3)从II腔向III腔打开。
2.根据权利要求1所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的单向阀(3)由所述受压膜片(2)上的单向阀通孔(34)和所述的单向阀通孔(34)上设有一端固定的单向阀片(31)组成。
3.根据权利要求1或2所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的单向阀(3)设在位于离进气口中心二分之一至三分之二底盘半径位置。
4.根据权利要求2所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的单向阀通孔(34)的面积与所述的底盘(1)的进气口(12)面积之比为0.3∶1～1∶1。
5.根据权利要求1所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的单向阀(3)由一空心阀体(32)和一内置于空心阀体(32)内的球状阀(33)组成，所述的球状阀(33)将空心阀体(32)分为上下两个腔，上下两个腔为上大下小两个柱状孔，阀体上通孔(35)与III腔相通，阀体下通孔(36)与II腔相通。
6.根据权利要求1、2或5任意一项所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的进气口(12)的高度为0.5-5cm。
7.根据权利要求1、2或5任意一项所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的受压膜片(2)采用塑料膜片或橡胶膜片。
8.根据权利要求1、2或5任意一项所述的压差式吸氧增效器，其特征在于，所述的受压膜片(2)的厚度为0.2～0.6cm。
9.根据权利要求1、2或5任意一项所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述底盘的进气口(12)面积与所述的受压膜片(2)面积之比为：1∶10～1∶20。
10.根据权利要求1、2或5任意一项所述的压差式吸氧增效器，其特征在于还包括一具有呼吸进出口(5)的增效器盖(4)，所述的增效器盖(4)与供氧设备(6)相连接。
11.根据权利要求2所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的单向阀通孔(34)的面积与所述的底盘(1)的进气口(12)的面积之比为0.5∶1～1∶1。
12.根据权利要求1所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述进气口(12)的高度为1～3cm。
13.根据权利要求7所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述橡胶膜片为三元乙丙膜、硅橡胶膜、天然橡胶膜或丁基橡胶膜其中的一种。
14.根据权利要求1所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述的受压膜片(2)的厚度为0.3～0.5cm。
15.根据权利要求1所述的压差式吸氧增效器，其特征在于所述底盘的进气口(12)面积与所述的受压膜片(2)面积之比为1∶10～1∶15。
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