CN101584900A - 非线性泄压的压力释放阀 - Google Patents

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Abstract

多泄压率压力释放阀，包括阀体(1)、调节旋钮(3)、阀杆(2)、阀座(10)、可移动阀片(7)、泄压口(8)、排气口(9)、膜片(6)、活塞(11)、小弹簧(12)和大弹簧(13)；本发明采用小弹簧(12)和大弹簧(13)先后对膜片(6)施加压力，并通过膜片(6)将压力传递到可移动阀片(7)，完成选择和设置压力释放阀的泄压压力。本发明产品的优点，是可以获得在开始阶段(低压范围内)对可移动阀片的压力提供较敏感和精细的调节，在后来阶段(高压范围内)对可移动阀片的压力提供较大范围和较粗略的调节。

Description

非线性泄压的压力释放阀
技术领域
本发明涉及用于从麻醉机呼吸回路中排出过量气体的压力释放阀，特别是多泄压率压力释放阀，属于医疗设备制造技术领域。
背景技术
麻醉机是现代医院进行手术全身麻醉的重要工具，其主要功能是为病人提供吸入麻醉、供氧及辅助或控制呼吸。麻醉机一般由基本装置和安全装置两个部分构成。麻醉机的基本装置包括：麻醉机主架、供气装置、流量计、麻醉蒸发罐、麻醉呼吸机、呼吸回路、残余气清除装置等。
麻醉呼吸回路，是指麻醉机与病人相连接的联合气路装置，向病人提供麻醉混合气体。压力释放阀(APL阀)用于从呼吸回路中排出过量的麻醉混合气体。
上述压力释放阀主要包括阀体、调节旋钮、阀杆、阀座、弹簧、可移动阀片、泄压口及排气口等部件。调节旋钮通过阀杆对弹簧施加压力，弹簧的另一端压在可移动阀片上，将其紧压在阀座的泄压口上，使压力释放阀常态处于关闭状态。
旋转调节旋钮可以调节弹簧的压缩量，改变对弹簧的压力，从而改变对可移动阀片的压力。
工作时，常态下可移动阀片紧压在阀座的泄压口上，压力释放阀处于关闭状态；当回路内气流压力超过弹簧压力时，会将可移动阀片从阀座的泄压口上顶开，回路中过量的麻醉气体通过泄压口从排气口排出，泄压；泄压后，可移动阀片受弹簧的弹簧力恢复紧压在阀座的泄压口上，使压力释放阀又处于关闭状态。这样就使呼吸回路内的压力不会超过压力释放阀设定的压力，起到限压的作用。
使用者可以通过旋转调节旋钮选择和设置压力释放阀的泄压压力，泄压压力调整范围通常在0.1kPa左右至7kPa之间，用于设定患者呼吸回路的最大压力。
现有的压力释放阀多设置单独的一个弹簧，作用在可移动阀片上；通过调节弹簧的压缩量来改变施加在可移动阀片上的弹簧力，从而实现对压力释放阀的泄压压力的调节。根据胡克定律可以得知：在弹性限度内，弹簧的形变和弹簧的弹力成正比。所以，对工作在弹性限度内的弹簧的压缩量(即弹簧的形变)进行调节时，弹簧的弹力将按一定的线性关系被改变。其工作原理如图1所示。
在实际使用过程中，通常需要在低压范围时(小于3kPa)比在高压范围时(3～7kPa)对可移动阀片的压力调节更加敏感和精确。即：要求在低压范围内对可移动阀片的压力有更加精细的控制；而在高压范围内时，对可移动阀片的压力调整可以适当降低调压精度而同时又满足对设定的可调压力范围进行控制的要求。
发明内容
为了克服上述单弹簧调压的压力释放阀无法同时满足低压范围内和高压范围内对调压需要不同的敏感和精确性要求的缺陷，本发明提供了一种多泄压率压力释放阀，可以根据需要，在低压范围内和高压范围内对作用在可移动阀片上的压力分别提供不同敏感和精确性的调节。
本发明提供的这种多泄压率压力释放阀，通过设有大小两个弹簧进行工作的；两个弹簧的弹性系数可以相同，也可以不同。
本发明的多泄压率压力释放阀，包括阀体、调节旋钮、阀杆、阀座、可移动阀片、泄压口、排气口等，泄压口、排气口均设置在阀座上，泄压口可与排气口相通。此外，本发明的多泄压率压力释放阀还设有：
1、膜片，膜片分隔压力释放阀为上阀腔和下阀腔；膜片设在可移动阀片上面；上阀腔和下阀腔不连通，调节旋钮、阀杆位于上阀腔，可移动阀片、泄压口、排气口均位于下阀腔；
2、活塞，活塞设在上阀腔，为中空的柱状体，上部开口，活塞压在膜片上；
阀杆底部位于活塞柱状体内，阀杆柄部穿出活塞的上部开口，与调节旋钮连接，旋转调节旋钮可使阀杆上下移动；
3、小弹簧和大弹簧，小弹簧和大弹簧设在活塞内的阀杆下方；阀杆底部压在小弹簧一端上，小弹簧另一端压在活塞内底；
大弹簧一端不与阀杆底部直接接触，两者之间有间隙h；大弹簧另一端也压在活塞内底；
大弹簧可以套在小弹簧外，大弹簧与小弹簧也可以独立设置；但是大弹簧与小弹簧的一端应压在活塞内底，小弹簧的另一端与阀杆底部直接接触，大弹簧的另一端不与阀杆底部直接接触，两者之间有间隙h。
工作时，在选择和设置压力释放阀的泄压压力时，可以旋转调节旋钮，带动阀杆上下移动；
阀杆先压缩小弹簧，调节小弹簧的压缩量，从而改变小弹簧对活塞内底的压力；
继续旋转调节旋钮，带动阀杆继续向下移动，直到阀杆位移大于间隙h。此时阀杆开始压缩大弹簧，调节大弹簧的压缩量，使大弹簧的弹簧力也叠加于对活塞内底的压力；
活塞压在膜片上，通过膜片传递压力到可移动阀片上，调节可移动阀片上对泄压口的紧压程度，控制可移动阀片对泄压口的打开和关闭。
本发明的多泄压率压力释放阀，在选择和设置压力释放阀的泄压压力时有两个工作阶段：
第一工作阶段时，旋转调节旋钮带动阀杆上下移动，阀杆只压缩小弹簧；作用在可移动阀片上的弹簧力按照小弹簧的弹性系数而变化；
第二工作阶段时，旋转调节旋钮带动阀杆上下移动，阀杆开始压缩大弹簧，大、小弹簧共同作用在可移动阀片上，其弹簧力为叠加的大、小弹簧的总弹簧力。
如此，两个工作阶段中的压力释放阀有不同的泄压压力，旋转调节旋钮时分别按照不同的泄压率工作。
本发明提供的这种多泄压率压力释放阀的优点，是可以获得在开始阶段(低压范围内)对可移动阀片的压力提供较敏感和精确的调节，在后来阶段(高压范围内)对可移动阀片的压力提供较大范围和较粗略的调节。
由于在实际使用过程中，压力释放阀在约0至3kPa之间的泄压压力是经常使用的范围，而且需要的调节精度要求也比较高，所以这个阶段可以通过选择具有合适弹性系数的小弹簧进行泄压压力的调节；对大于3kPa(如3～7kPa)的泄压压力的调节，则可通过选择具有合适弹性系数的大弹簧，叠加小弹簧的弹簧力，进行泄压压力的调节。这样多泄压率调节的泄压压力对临床使用来比较方便。
调节大弹簧与阀杆之间的间隙h，可以方便地设定低压范围与高压范围的分界线。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并非限制本发明的使用范围。
图1是现有的压力释放阀工作原理示意图；
图2是本发明多泄压率压力释放阀的结构示意图；
图中：阀体(1)、阀杆(2)、调节旋钮(3)、上阀腔(4)、下阀腔(5)、膜片(6)、可移动阀片(7)、泄压口(8)、排气口(9)、阀座(10)、活塞(11)、小弹簧(12)、大弹簧(13)、间隙(h)。
在图1中，旋转调节旋钮(3)带动阀杆(2)上下移动，压缩小弹簧(12)，改变小弹簧(12)对活塞(11)内底的压力，实现对压力释放阀泄压压力的选择和设置。
在图2中，大弹簧(13)套在小弹簧(12)外，旋转调节旋钮(3)带动阀杆(2)向下移动，阀杆(2)将先后压缩小弹簧(12)、大弹簧(13)。
具体实施方式
实施例1、
多泄压率压力释放阀，包括阀体(1)、调节旋钮(3)、阀杆(2)、阀座(10)、可移动阀片(7)、泄压口(8)、排气口(9)等，泄压口(8)、排气口(9)均设置在阀座(10)上，泄压口(8)可与排气口(9)相通。多泄压率压力释放阀还设有膜片(6)、活塞(11)、小弹簧(12)和大弹簧(13)。
膜片(6)分隔压力释放阀为上阀腔(4)和下阀腔(5)；膜片(6)设在可移动阀片(7)上面；上阀腔(4)和下阀腔(5)不连通，调节旋钮(3)、阀杆(2)位于上阀腔(4)，可移动阀片(7)、泄压口(8)、排气口(9)均位于下阀腔(5)；
活塞(11)设在上阀腔(4)，为中空的柱状体，上部开口，活塞(11)压在膜片(6)上；
阀杆(2)底部位于活塞(11)柱状体内，阀杆(2)柄部穿出活塞(11)的上部开口，与调节旋钮(3)连接，旋转调节旋钮(3)可使阀杆(2)上下移动；
小弹簧(12)和大弹簧(13)设在活塞(11)内的阀杆(2)下方；阀杆(2)底部压在小弹簧(12)一端上，小弹簧(12)另一端压在活塞(11)内底；
大弹簧(13)一端不与阀杆(2)底部直接接触，两者之间有间隙h；大弹簧(13)另一端压在活塞(11)内底；
工作时，在选择和设置压力释放阀的泄压压力时，可以旋转调节旋钮(3)，带动阀杆(2)上下移动；
阀杆(2)先压缩小弹簧(12)，调节小弹簧(12)的压缩量，从而改变小弹簧(12)对活塞(11)内底的压力；
继续旋转调节旋钮(3)，带动阀杆(2)继续向下移动，直到阀杆(2)位移大于间隙h。此时阀杆(2)开始压缩大弹簧(13)，调节大弹簧(13)的压缩量，使大弹簧(13)的弹簧力也叠加于对活塞(11)内底的压力；
活塞(11)压在膜片(6)上，通过膜片(6)传递压力到可移动阀片(7)上，调节可移动阀片(7)上对泄压口(8)的紧压程度，控制可移动阀片(7)对泄压口(8)的打开和关闭。
实施例2、
如施例1的多泄压率压力释放阀，但大弹簧(13)套在小弹簧(12)外。
实施例3、
如施例1的多泄压率压力释放阀，但大弹簧(13)与小弹簧(12)独立设置。

Claims (3)

1、多泄压率压力释放阀，包括阀体(1)、调节旋钮(3)、阀杆(2)、阀座(10)、可移动阀片(7)、泄压口(8)、排气口(9)；泄压口(8)、排气口(9)设置在阀座(10)上，其特征在于：
多泄压率压力释放阀还设有膜片(6)、活塞(11)、小弹簧(12)和大弹簧(13)；
膜片(6)分隔压力释放阀为上阀腔(4)和下阀腔(5)；
膜片(6)设在可移动阀片(7)上面；上阀腔(4)和下阀腔(5)不连通，调节旋钮(3)、阀杆(2)位于上阀腔(4)，可移动阀片(7)、泄压口(8)、排气口(9)位于
下阀腔(5)；
活塞(11)设在上阀腔(4)，为中空的柱状体，上部开口，活塞(11)压在膜片(6)上；
阀杆(2)底部位于活塞(11)柱状体内，阀杆(2)柄部穿出活塞(11)的上部开口，与调节旋钮(3)连接；
小弹簧(12)和大弹簧(13)设在活塞(11)内的阀杆(2)下方；阀杆(2)底部压在小弹簧(12)一端上，小弹簧(12)另一端压在活塞(11)内底；
大弹簧(13)一端不与阀杆(2)底部直接接触，两者之间有间隙h；大弹簧(13)另一端压在活塞(11)内底。
2、根据权利要求1所述的多泄压率压力释放阀，其特征在于大弹簧(13)套在小弹簧(12)外。
3、根据权利要求1所述的多泄压率压力释放阀，其特征在于大弹簧(13)与小弹簧(12)独立设置。
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