CN101642598A - 气道压力安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气道压力安全阀，包括：阀体，具有与患者气道相通的第一通气孔以及与大气环境相通的第二通气孔；连接至阀体的阻尼腔体，该阻尼腔体内形成有与大气相通的阻尼气室；活塞，穿过阻尼腔体，该活塞通过第一端而在阻尼腔体的腔室内形成阻尼气室，并且该第一端沿阻尼腔体的腔室可移动，活塞的第二端位于阻尼腔体的腔室内且随活塞的移动而封闭或开启第一通气孔；以及弹性件，设置在阀体的腔室内并偏压活塞的第二端。本气道压力安全阀采用机械控制的方式，结构简单，能够平稳地控制并保持气道的安全压力，当压力达到安全阀的开启压力时，安全阀会稳定地排气，不会出现明显剧烈的压力波动。

Description

气道压力安全阀

技术领域

本发明涉及气体压力控制装置，具体地涉及用于气路系统的气道压力安全阀。

背景技术

对于呼吸机或麻醉机等医疗通气装置，需要安装气道压力安全阀以控制患者气道中的压力，使该压力不会超出安全范围。目前，气道压力安全阀的控制方式主要为电磁控制和机械控制两种，它们都存在相应的缺点：电磁控制的安全阀无法在没有电源的环境下工作，并且控制方式相对复杂；而目前常用的机械控制的安全阀的安全压力不稳定。图1示出了现有技术中的气道安全压力阀的剖视结构示意图。如图所示，该安全阀由阀体1、设置在阀体1中的活塞2、安装在阀体1一端的阀盖3以及套设在活塞2的轴部上的弹簧4组成，其中，阀体1的端部具有与呼吸气道相通的第一通气孔a，并且沿阀体1的圆周方向设置有多个第二通气孔b，阀盖3具有与大气相通的第二通气孔c。此外，活塞2的轴部延伸进入阀盖3并且可在其中滑动。

当气道中的压力达到安全阀的开启压力时，气道压力通过第一通气孔a推动活塞2向右运动(图1中的方向)，则安全阀迅速开启排气(即，活塞2的头部离开第一通气孔a，气道中的气体进入阀体1的腔室内并通过第二通气孔b排出)，气道中的压力迅速下降，从而使得安全阀迅速关闭(即，活塞2再次封住第一通气孔)，此时气道中的压力又达到或超过安全阀的开启压力，则安全阀又再次开启，如此往复，从而使得呼吸机系统监测到的压力不停地波动，当观察压力表时，操作人员会发现指针剧烈摆动，并且，机械控制安全阀的反复开启和关闭还会导致系统的气道中出现瞬时高压。上述情况这不仅会使操作人员对气压的监测带来不变，同时有可能出现的系统瞬时高压还容易超出压力表量程，从而损坏压力表，并对患者造成损伤。

因此，需要提供一种气道压力安全阀，它可以克服上述现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种气道压力安全阀，它采用机械控制的方式，结构简单，能够平稳地控制并保持气道的安全压力，当压力达到安全阀的开启压力时，安全阀会稳定地排气，不会出现明显剧烈的压力波动。

针对上述目的，本发明提供了一种气道压力安全阀，包括：阀体，具有与患者气道相通的第一通气孔以及与大气环境相通的第二通气孔；连接至阀体的阻尼腔体，该阻尼腔体内形成有与大气相通的阻尼气室；活塞，穿过阻尼腔体，该活塞通过第一端而在阻尼腔体的腔室内形成阻尼气室，并且该第一端沿阻尼腔体的腔室可移动，活塞的第二端位于阀体的腔室内且随活塞的移动而封闭或开启第一通气孔；以及弹性件，设置在阀体的腔室内并偏压活塞的第二端。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，活塞的第一端与阻尼腔体的腔室内壁之间为滑动间隙配合，且活塞的轴部与阻尼腔体的腔壁之间也为滑动间隙配合。。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，弹性件设置于活塞的第二端与阻尼腔体的第一端之间。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，阻尼腔体的第一端中形成有容纳槽，弹性件定位在该容纳槽与阀体的腔室形成的空间中。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，弹性件为套设在活塞的轴部上的螺旋弹簧。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，阻尼腔体的第一端螺纹连接于阀体。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀还包括阀盖，其安装在阻尼腔体的第二端上，该阀盖上开设有至少一个与大气相通的第三通气孔。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀还包括紧固件，其设置在阀体上并紧固阻尼腔体。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，活塞(16)的第一端可拆卸。

优选地，根据本发明的气道压力安全阀，其中，活塞(16)的第二端可拆卸。

本发明具有以下技术效果：

根据本发明的气道压力安全阀在现有技术的基础上增加了阻尼腔体，并在其中设置活塞，当气道压力达到安全压力临界值时，通过这种改进的结构可以阻止安全阀迅速开启排气，即，不会导致安全阀中的气体压力急速降低，从而造成系统的压力出现瞬时降低而后有瞬时增大的现象，保证气道压力安全阀可以平稳地排气，从而保护系统和病人的安全。

本发明的其他有益技术效果将在随后的说明书中更清楚地显现。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的一些实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。附图中：

图1示出了现有技术中的气道压力安全阀的剖视结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的一个优选实施例的气道压力安全阀的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图并结合根据本发明的优选实施例来对本发明的具体实施方式进行说明。

参照图2，其示出了根据本发明的一个优选实施例的气道压力安全阀的剖视结构示意图。本气道压力安全阀主要包括：阀体11，它具有与患者气道相通的第一通气孔A以及与大气环境相通的第二通气孔B；密封圈(即，活塞16的第二端，在这种情况下，活塞第二端为可拆卸的)12，它设置在阀体11的腔室内并顶在第一通气孔A上，用于在安全阀未开启时密封第一通气孔A；螺旋弹簧(弹性件)13，它设置在阀体11的腔室内并且一端偏压密封圈12，从而将密封圈12顶压在第一通气孔A上并封闭(如图2所示)。

特别地，通过与图1中所示的现有技术中的气道安全压力阀相比可以看出，本气道安全压力阀还包括：阻尼腔体15，它的第一端15a连接至阀体11，第二端15b与大气相通，并且如图2所示，该阻尼腔体15的第一端15a中形成有容纳槽15c，螺旋弹簧13就定位在该容纳槽15c与阀体11的腔室所形成的空间中，且螺旋弹簧13的另一端顶压容纳槽15c的底部；以及活塞16，该活塞16的轴部16b向左(依图2中所示的方向)延伸穿过阻尼腔体15的第一端15a而连接于密封圈12，而螺旋弹簧13就套设在轴部16b上，同时活塞16的头部(第一端)16a可移动地设置在阻尼腔体15的腔室中，当螺旋弹簧13受到压缩时，活塞在弹性力的驱动下就可以沿自身轴线方向在阻尼腔体15的腔室内缓慢滑动，与此同时也带动连接于轴部16b的密封圈12滑动。应理解，除了上述优选的设置方式之外，螺旋弹簧13也可以不套设在活塞16的轴部16b上，而是可以在轴部16b的周围设置多个小型的螺旋弹簧13。

具体地，在本优选实施例中，阻尼腔体15的第一端15a的外圆周上形成有外螺纹，而阀体11的内壁相应地形成有内螺纹，则第一端15a就通过螺纹连接的方式连接于阀体11。这种螺纹连接的方式使得操作人员可以根据需要对本气道压力安全阀的临界开启压力进行调节，即，通过旋拧阻尼腔体15来改变第一端15a中的容纳槽15c与阀体11的腔室所形成的空间的大小，从而调节螺旋弹簧13的初始压缩量，因此实现对本安全阀的临界开启压力的调节(弹簧13的初始压缩量决定安全阀的临界开启压力)。此外，密封圈12通过螺钉18可拆卸地固定于活塞16的轴部16b的顶端。事实上，阻尼腔体15也可以固定的连接于阀体11，虽然不是优选地，但是同样可以实现本发明所要达到的技术效果。

进一步，根据本优选实施例的气道压力安全阀，阻尼腔体15与活塞16之间形成有阻尼气室C，该阻尼气室C中存留有一定量的空气。同时，活塞16的头部16a与阻尼腔体15的腔室内壁之间为滑动间隙配合，这祥在活塞16受力滑动的过程中，阻尼气室C与外界大气之间仅通过活塞头部16a与阻尼腔体15的腔室内壁之间的间隙以及活塞轴部16b与阻尼腔体15的腔壁之间的间隙进行缓慢的气体交换。这可以使活塞16的滑动更加平稳，当安全阀开启时(即，密封圈12离开第一通气孔A时)，气道内的压力不会猛然下降，同时，当活塞16带动密封圈12朝向第一通气孔A(如图2中所示为向左)滑动时，活塞16的运动也更加平缓。

优选地，如图2可见，根据本优选实施例的气道压力安全阀还包括阀盖17，它通过螺纹连接的方式安装在阻尼腔体15的第二端15b上，该阀盖17上开设有多个与大气相通的第三通气孔D，第二端15b就通过这多个第三通气孔D与大气相通。当然，在其他的实施例中，根据本发明的气道安全阀也可以不包括阀盖17而直接与大气相通。

此外，本气道压力安全阀的阀体11上还设置有紧固螺钉(紧固件)14，该紧固螺钉14用于紧固阻尼腔体15。当需要调整阻尼腔体15的位置以便调节弹簧13的预定偏压力时，可将紧固螺钉14旋松，进而对阻尼腔体15进行调节。

在其他的实施例中，根据本发明的气道压力安全阀的活塞16也可以设置成这样：活塞16的第一端16a为可拆卸的，而第二端不可拆卸(在上述实施例中，该第二端为通过螺钉18连接于活塞16的独立的密封圈12)，即，第二端与活塞的轴部16b一体地形成。

上述就是根据本发明的一个优选实施例的气道安全压力阀的具体结构，下面将对其工作方式和原理进行说明。

将本发明的气道安全压力阀设置在呼吸机系统(例如)中，并与呼吸气道相连从而与患者的气道相通。正常情况下，当患者气道中的压力没有超过安全阀的临界开启压力(通过调节螺旋弹簧13的初始压缩量来调节该临界压力)时，安全阀在具有初始压缩量的螺旋弹簧13的作用下封闭，即，密封圈13顶压在第一通气孔A上而将其密封。当患者气道中的压力达到或超过临界开启压力时，通过第一通气孔A作用于密封圈13左侧(图2中的方向)的压力克服螺旋弹簧13、阻尼腔体15的阻尼气室C中的相对负压(即，由于，气体体积增大，阻尼气室C中此时的压力相对它的初始压力减小了)以及外界大气的压力而推动活塞16向右滑动，活塞16同时带动密封圈12向右运动，则此时安全阀开启，气道中的气体通过第一通气孔A进入阀体11的腔室内，进而通过阀体11上开设的第二通气孔B排出，此时呼吸机系统的气道内的压力会随之减小。由于，阻尼气室C中存在相对负压，该相对负压会阻碍活塞16过于迅速的向右滑动，从而也就使得气道内的压力不会下降的过于迅速。当然，由于活塞头部16a与阻尼腔体15的腔室内壁之间以及活塞轴部16b与阻尼腔体15的腔壁之间都存在间隙，因此外界的空气可以通过这些间隙缓慢的被吸入阻尼气室C中，从而使得左右压力渐渐恢复初始值。随着活塞16的运动，密封圈12与活塞16会在气道内的压力、弹簧力与阻尼气室C中的相对负压力和外界大气压力的共同作用下逐渐平衡，保证呼吸机系统的压力不会超出安全值。该平衡过程由于阻尼气室C的作用而变得缓慢平稳，从而使得气道压力的波动范围和频率大大降低，不会造成瞬间低压或高压，因此增强了对患者和系统元件的保护。当气道压力下降到无法维持此平衡时，活塞16就会缓慢地向左运动，此时由于阻尼气室C中的压力也逐渐增大，就使得向左的运动也很缓慢，当然，与此同时阻尼气室C中的气体会通过上述的间隙缓慢排出而接近初始压力值，当气道中的压力减小到一定程度(小于气道临界开启压力)时，密封圈12再次顶住第一通气孔A，则安全阀再次关闭。上述过程就依据气道压力的大小往复进行。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气道压力安全阀，其特征在于，包括：

阀体(11)，具有与患者气道相通的第一通气孔(A)以及与大气环境相通的第二通气孔(B)；

阻尼腔体(15)，连接至所述阀体(11)，所述阻尼腔体(15)内形成有与大气相通的阻尼气室(C)；

活塞(16)，穿过所述阻尼腔体(15)，所述活塞(16)通过第一端(16a)而在所述阻尼腔体(15)的腔室内形成所述阻尼气室(C)，并且所述第一端(16a)沿所述阻尼腔体(15)的腔室可移动，所述活塞(16)的第二端(12)位于所述阀体(11)的腔室内且随所述活塞(16)的移动而封闭或开启所述第一通气孔(A)；以及

弹性件(13)，设置在所述阀体(11)的腔室内并偏压所述活塞(16)的第二端(12)。

2.根据权利要求1所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述活塞(16)的所述第一端(16a)与所述阻尼腔体(15)的腔室内壁之间为滑动间隙配合，并且所述活塞(16)的轴部(16b)与所述阻尼腔体(15)的腔壁之间也为滑动间隙配合。

3.根据权利要求1所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述弹性件(13)设置于所述活塞(16)的第二端(12)与所述阻尼腔体(15)的第一端(15a)之间。

4.根据权利要求3所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述阻尼腔体(15)的所述第一端(15a)中形成有容纳槽(15c)，

所述弹性件(13)定位在所述容纳槽(15c)与所述阀体(11)的腔室形成的空间中。

5.根据权利要求1所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述弹性件(13)为套设在所述活塞(16)的轴部(16b)上的螺旋弹簧。

6.根据权利要求1所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述阻尼腔体(15)的所述第一端(15a)螺纹连接于所述阀体(11)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的气道压力安全阀，其特征在于还包括：

阀盖(17)，安装在所述阻尼腔体(15)的第二端(15b)上，所述阀盖(17)上开设有至少一个与大气相通的第三通气孔(D)。

8.根据权利要求7所述的气道压力安全阀，其特征在于还包括：

紧固件(14)，设置在所述阀体(11)上并紧固所述阻尼腔体(15)。

9.根据权利要求7所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述活塞(16)的第一端(16a)可拆卸。

10.根据权利要求7所述的气道压力安全阀，其特征在于，所述活塞(16)的第二端(12)可拆卸。

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