CN104689446B - 一种呼吸机水盒 - Google Patents

Abstract

一种呼吸机水盒，由上盖(1)、底盒(3)密封配合形成，所述底盒中设有下盖凸缘将底盒分隔成小腔室(3‑2)和大腔室(3‑3)，在上盖(1)设有上盖凸缘，当上盖、底盒密封配合时所述上盖凸缘与所述下盖凸缘对应密封配合，在所述下盖凸缘上设有通孔，通孔中通过橡胶密封件(5)固设有硅胶漏斗套(4)，底盒下端面的正中间设置有导热片，所述小腔室的侧面开有进气口，所述上盖开有出气口，所述硅胶漏斗套的大直径端插入到内环形凸缘和外环形凸缘之间过盈配合，所述硅胶漏斗套小口端处的中心孔距底盒下端面最小的高度大于max线距底盒下端面的高度10‑20mm,上述水盒结构能实现360°防倒灌的功能。

Description

一种呼吸机水盒

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种呼吸机水盒。

背景技术

呼吸机治疗过程中会持续从风机吹出加压气体，病人长时间佩戴面罩进行呼吸容易产生过度干燥，引起病人的不适。如果天气变冷，呼吸机输送的气体将会是冷空气，病人难以接受该加压后的冷空气，且长时间使用容易导致病人感冒，受凉等。因此需要将呼吸机输送出来的气体进行加温加湿处理，大多数情况下是在呼吸机的出气口处配置一个储水盒(以下简称水盒)，储存一定量的水，对水盒中的水进行加热达到加湿加温的效果。

医院中适用的呼吸机由于有专人操作且使用环境较开阔，因此水盒通常是独立的一个模块，而家用呼吸机由于使用环境，生产成本以及为了方便病人在家中和外出时的使用，通常会制作成体积小巧，携带方便的式样，因此家用呼吸机的水盒通常会紧挨着呼吸机主机(本发明图7)，水盒通过软套管与主机风机出口连接，水盒中通常会有一定量的存水，为了避免水盒中的水在移动呼吸机的过程中不慎进入主机，造成主机损毁，需要对水盒进行防倒灌结构的设计，确保水盒中的存水不会通过管路或其他途径进入主机。因此，如何设计防倒灌来有效防止水盒内的存水不进入主机，造成主机损毁，此为有待进一步解决的问题。

现有技术中一般有两种技术将呼吸机的吸入气体加热和加湿，一种是主动加热加湿设备，来自呼吸机的干冷气体在进入患者肺部前先流经水腔，并通过接触水腔中的热水被加热加湿，另一种是使用被动式热湿交换器，该交换器由吸湿泡棉或纸张制成，呼吸机的气体经过该被动式热湿交换器时，带走其中的水分和热量。而如何设置一种合适的水盒结构，能根据空气湿度选择性使用上述加热加湿设备是本领域的难题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理，使用方便，能实现多重防倒灌的功能，防倒灌效果好的呼吸机用的防倒灌水盒，该防倒灌水盒当水盒内的水位处于max线以下时能实现360°防倒灌的功能。

本发明的另一目的，是提供一种能根据吸入气体的湿度自动选择加热加湿路径的水盒结构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种呼吸机水盒，由上盖、底盒密封配合形成，所述底盒中设有下盖凸缘将底盒分隔成小腔室和大腔室，在上盖设有上盖凸缘，当上盖、底盒密封配合时所述上盖凸缘与所述下盖凸缘对应密封配合，在所述下盖凸缘上设有通孔，通孔中通过橡胶密封件固设有硅胶漏斗套，所述硅胶漏斗套包括小直径段、大直径段和所述小直径段和大直径段之间的过渡锥段，底盒下端面的正中间设置有导热片，所述小腔室的侧面开有进气口，所述上盖开有出气口，所述橡胶密封件包括中空管，在所述中空管一端外周设有第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰之间的距离与所述上盖凸缘和下盖凸缘的厚度形成配合，所述第二法兰上沿中空管轴向设有内环形凸缘和外环形凸缘，所述硅胶漏斗套的大直径段插入到内环形凸缘和外环形凸缘之间，所述硅胶漏斗套小直径段处的中心孔距底盒下端面最小的高度大于max线距底盒下端面的高度10-20mm。

进一步的，上盖的下端面设有U型挡板，所述U型挡板的U型内凹正对所述硅胶漏斗套的小直径段。

进一步的，所述进气口处安装硅胶气道套，所述硅胶气道套向小腔室内部凸起15-30mm。

进一步的，所述底盒的上端面和下盖凸缘设置有防水胶圈。

进一步的，所述外环形凸缘包括竖直环和沿轴向向内的收口锥环，所述收口锥环与所述过渡锥段相适配。

进一步的，在所述小腔室上方设有HME被动式热湿交换器，在所述下盖凸缘上设有枢轴，在所述枢轴上设有旋转开关阀门，所述上盖凸缘设有开口。

进一步的，在所述小腔室上方设有HME被动式热湿交换器，所述HME被动式热湿交换器的交换器出气口通过软管连接所述橡胶密封件，所述硅胶气道套通过软管连接交换器进气口。

进一步的，所述HME被动式热湿交换器包括由换热器底板、交换器顶板,交换器侧板形成的外壳，在换热器底板上设有交换器进气口，在交换器顶板或换热器底板上设有换热器出气口，在换热器底板、交换器顶板之间设有绝缘板，在绝缘板上依次设有HME材料板、密封绝缘条和绝缘加热板，在HME材料板、密封绝缘条和绝缘加热板上分别开设有多个第一气道槽、第二气道槽和第三气道槽，所述第一气道槽、第二气道槽和第三气道槽依次相连通；在交换器顶板上正对HME材料板的上方设有水槽，水槽底部设有多行连通孔，所述连通孔正对HME材料板多个第一气道槽之间的凸起肋。

进一步地，在绝缘板上依次设有绝缘加热板、密封绝缘条和HME材料板。

本发明防倒灌结构具有如下的有益效果：本发明底盒上端面设置一圈防水胶圈，起密封作用，防止使用过程中水盒内的水外泄；底盒侧棱设置的凸起，方便在使用过程中观察水盒内的水位，易于掌控水盒内水量的多少；底盒下端面设置的导热片，起导热绝缘作用，在使用过程中将加热片的温度通过导热片传递至水盒，从而对水盒内的水进行加热；硅胶漏斗套小直径段处的中心孔距底盒下端面最小的高度大于max线距底盒下端面的高度10-20mm，保证在水位处于max线以下时，不管水盒处于什么位置水都不会进入硅胶漏斗套，即实现360°防倒灌的功能，此结构的设计实现了本发明第一重防倒灌的作用；橡胶密封件包裹整个硅胶漏斗套的大直径段，此设计可以保证即使有少量的水进入硅胶漏斗套，也不会直接进入小腔室，对防倒灌功能起辅助作用；硅胶气道套向小腔室内部凸起的部分，保证了在小腔室有少量进水时避免水倒灌进呼吸机主机，此结构的设计实现了本发明的第二重防倒灌的作用，同时硅胶气道套向大腔室内部凸出的部分与呼吸机主机的出气口相连接，保证呼吸机主机的出气口流出的气流不会从旁边漏出，并全部进入到水盒。

本发明根据吸入气体的湿度自动选择加热加湿路径的水盒结构具有如下技术效果：

1)可以根据空气湿度来选择加热加湿效果有差异的两种加湿路径，其一是只通过HME被动加热加湿交换器到出气口的路径，其二是只通过水盒大腔室的水面上方到出气口的路径。

2)可实现HME被动加热加湿交换器串联水盒大腔室的增强型加热加湿结构，效果明显，会让患者上呼吸道感觉非常好。

上述防倒灌的结构设计与加热加湿结构设计在功能上是相互支持的，只有防止倒灌实现才能使加热加湿结构的功能持续发挥，而加热加湿结构也与大小腔室的防倒灌结构设计紧密配合的，大小腔室的设计是HME被动加热加湿交换器并联或串联水盒大腔室的结构前提，二者共同作用得到本发明的水盒结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明呼吸机水盒的轴测打开状态示意图。

图2为图1旋转180°后的轴测打开状态示意图。

图3为本发明呼吸机水盒的主视图。

图4为本发明呼吸机水盒的主剖视图。

图5为本发明硅胶气道套安装的三维示意图。

图6为本发明呼吸机水盒使用过程中与呼吸机主机装配的三维示意图。

图7为本发明呼吸机水盒中使用的HME被动式热湿交换器的主剖视图。

图8为本发明呼吸机水盒中使用的HME被动式热湿交换器的图7的D-D剖视图。

图9为本发明HME被动式热湿交换器的另一实现主剖视图。

上述附图标记：

1、上盖；1-1、出气口；1-2、U型挡板

2、防水胶圈

3、底盒；3-1进气口；3-2、小腔室；3-3、大腔室；3-4、导热片；3-5、硅胶气道套；3-6、凸起

4、硅胶漏斗套；4.1小直径段，4.2过渡锥段，4.3大直径段，5、橡胶密封件，5.1第一法兰，5.2第二法兰，5.3内环形凸缘，5.4外环形凸缘，6开口，7旋转开关阀门，8HME被动式热湿交换器

A、呼吸机主机；B、水盒

801交换器进气口，802绝缘板，803HME材料板，803-1第一气道槽，804密封绝缘条，804-1第二气道槽，805绝缘加热板，805-1第三气道槽，806换热器出气口，807换热器底板，808交换器顶板,809交换器侧板，810水槽，811连通孔，F干冷空气

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案进一步说明，但不做对其的限定。

如图1～6所示，本发明提供的一种呼吸机用的防倒灌水盒，由上盖1、底盒3密封配合形成，所述底盒中设有下盖凸缘将底盒分隔成小腔室3-2和大腔室3-3，在上盖1设有上盖凸缘，当上盖、底盒密封配合时所述上盖凸缘与所述下盖凸缘对应密封配合，在所述下盖凸缘上设有通孔，通孔中通过橡胶密封件5固设有硅胶漏斗套4，所述硅胶漏斗套4包括小直径段4.1、大直径段4.3和所述小直径段和大直径段之间的过渡锥段4.3，底盒下端面的正中间设置有导热片，所述小腔室的侧面开有进气口3-1，所述上盖开有出气口1-1，所述橡胶密封件5包括中空管，在所述中空管一端外周设有第一法兰5.1和第二法兰5.2，所述第一法兰和第二法兰之间的距离与所述上盖凸缘和下盖凸缘的厚度形成配合，所述第二法兰上间隔设有内环形凸缘5.3和外环形凸缘5.4，所述硅胶漏斗套的大直径段插入到内环形凸缘和外环形凸缘之间，所述硅胶漏斗套小直径段处的中心孔距底盒下端面最小的高度大于max线距底盒下端面的高度10-20mm。

上盖1的下端面设有U型挡板1-2，所述底盒3的上端面和下盖凸缘设置有一圈防水胶圈2，底盒3下端面的正中间设置有导热片3-4，所述进气口3-1处安装硅胶气道套3-5，所述小腔室3-2和大腔室3-3通过橡胶密封件5和硅胶漏斗套4的两中心孔相连通，所述硅胶气道套3-5由向小腔室3-2内部凸起的部分和向小腔室3-2外部凸出的部分组成，所述向小腔室3-2外部凸出的部分与呼吸机主机的出气口相连接，所述硅胶气道套3-5向小腔室3-2内部凸起15-30m。

如图1、3所示，底盒3的外侧壁标有max和min两刻度线，用于提醒用户水盒内水量的多少，当水位超过max线时会使得水盒的防倒灌功能失效，低于min线可能造成干烧，对设备的稳定运行造成影响，因此在使用过程中，水盒内的水位应处于min和max之间。

为了在水盒中组合HME热湿交换功能，本发明提供一种改良的嵌入式热湿交换器，如图8-9所示，嵌入式热湿交换器包括由换热器底板807、交换器顶板808,交换器侧板809形成的外壳，在换热器底板807上设有交换器进气口801，在交换器顶板808上设有换热器出气口806，在换热器底板807、交换器顶板808之间设有绝缘板802，在绝缘板802上沿空气路径依次设有HME材料板803、密封绝缘条804和绝缘加热板805，在HME材料板803、绝缘条804和绝缘加热板805上分别开设有多个第一气道槽803-1、第二气道槽和第三气道槽805-1，所述HME材料板803和绝缘加热板805可调换位置，所述第一气道槽803-1、第二气道槽和第三气道槽805-1依次相连通；在交换器顶板808上正对HME材料板803的上方设有水槽810，水槽810底部设有多行正对HME材料板803凸起肋的连通孔811。干冷空气F经交换器801进入，分别通过多个第一气道槽803-1带走HME材料中的水分，并通过第三气道槽805-1被加热，或者先经过第三气道槽805-1被加热后通过多个第一气道槽803-1带走HME材料中的水分，加热加湿的气体通过交换器出气口806排出；所述HME材料板803由热湿留存材料制成，所述热湿留存材料包括钙盐或锂盐处理过的吸湿泡沫、纸张或其它热湿交换材料。

嵌入式热湿交换器并联接入方案为：在上盖1正对小腔室3-2上方设有并联HME被动式热湿交换器8,在小腔室3-2中设有绕枢轴转动的旋转开关阀门7，在上盖1的中间侧壁上设有开口6。构成一种智能或人工选择型加热加湿的水盒结构。

热湿交换器串联接入方案为：在上盖1正对小腔室3-2上方设有串联HME被动式热湿交换器9,硅胶气道套3-5的另一端通过软管连接交换器进气口801，橡胶密封件5的入口与交换器出气口806通过管道相连；构成一种增强型加热加湿的水盒结构。

本发明防倒灌的技术实质是这样实现的，底盒3上端面设置一圈防水胶圈2，起密封作用，防止使用过程中水盒内的水外泄；底盒3侧棱设置的凸起3-6，方便在使用过程中观察水盒内的水位，易于掌控水盒内水量的多少；底盒3下端面设置的导热片3-4，起导热绝缘作用，在使用过程中将加热片的温度通过导热片3-4传递至水盒，从而对水盒内的水进行加热；硅胶漏斗套4小直径段处的中心孔距底盒3下端面最小的高度大于max线距底盒3下端面的高度，保证在水位处于max线以下时，不管水盒处于什么位置水都不会进入硅胶漏斗套4，即实现360°防倒灌的功能，此结构的设计实现了本发明第一重防倒灌的作用；橡胶密封件5包裹整个硅胶漏斗套4的大直径段，此设计可以保证即使有少量的水进入硅胶漏斗套4，也不会直接进入小腔室3-2，对防倒灌功能起辅助作用；硅胶气道套3-5向小腔室3-2内部凸起的部分，保证了在小腔室3-2有少量进水时避免水倒灌进呼吸机主机，此结构的设计实现了本发明的第二重防倒灌的作用，同时硅胶气道套3-5向小腔室3-2外部凸出的部分与呼吸机主机的出气口相连接，保证呼吸机主机的出气口流出的气流不会从旁边漏出，并全部进入到水盒。

本发明根据吸入气体的湿度自动选择加热加湿路径的功能嵌入式热湿交换器并联接入方案是这样实现的，控制装置根据硅胶气道套3-5的传感器测得的空气湿度进行判断，如果湿度小于额定值，如35％，则控制装置向上旋转开关阀门7,阻挡嵌入式HME热湿交换器8的进气口，气体从进气口3-1进入小腔室3-2，通过橡胶密封件5和硅胶漏斗套4的两中心孔进入大腔室3-3，当气体从硅胶漏斗套4小直径段的中心孔出来时，气体会被上盖1的U型挡板1-2阻挡，形成回弹，在水盒内部滞留一定时间，此时加热片通过导热片3-4对水盒内的水进行加热，因而滞留的气体会被加温加湿，经加温加湿后的气体再从上盖1的出气口1-1吹出，完成主动式热湿交换功能；如果湿度大于额定值，如35％，则控制装置向下旋转开关阀门7,阻挡橡胶密封件5的进气口，气体从进气口3-1进入小腔室3-2，通过交换器进气口801进入并联热湿交换器8，其中完成热湿交换，从交换器出气口806排出，并经开口6和出气口1-1吹出，完成被动热湿交换功能；

本发明根据吸入气体的湿度自动选择加热加湿路径的功能且热湿交换器串联接入方案是这样实现的，气体从进气口3-1进入小腔室3-2，通过交换器进气口801进入并联热湿交换器8，其中完成热湿交换，从交换器出气口806排出通过橡胶密封件5和硅胶漏斗套4的两中心孔进入大腔室3-3，当气体从硅胶漏斗套4小直径段的中心孔出来时，气体会被上盖1的U型挡板1-2阻挡形成回弹，在水盒内部滞留一定时间，此时加热片通过导热片3-4对水盒内的水进行加热，因而滞留的气体会被加温加湿，经加温加湿后的气体再从上盖1的出气口1-1吹出，完成主动式热湿交换功能串联组合被动热湿交换器完成热湿交换功能。

Claims (9)

1.一种呼吸机水盒，由上盖(1)、底盒(3)密封配合形成，所述底盒中设有下盖凸缘将底盒分隔成小腔室(3-2)和大腔室(3-3)，在上盖(1)设有上盖凸缘，当上盖、底盒密封配合时所述上盖凸缘与所述下盖凸缘对应密封配合，其特征在于：

在所述下盖凸缘上设有通孔，通孔中通过橡胶密封件(5)固设有硅胶漏斗套(4)，所述硅胶漏斗套(4)包括小直径段(4.1)、大直径段(4.3)和所述小直径段和大直径段之间的过渡锥段(4.2)，底盒下端面的正中间设置有导热片，所述小腔室的侧面开有进气口，所述上盖开有出气口，所述橡胶密封件(5)包括中空管，在所述中空管一端外周设有第一法兰(5.1)和第二法兰(5.2)，所述第一法兰和第二法兰之间的距离与所述上盖凸缘和下盖凸缘的厚度形成配合，所述第二法兰(5.2)上间隔设有内环形凸缘(5.3)和外环形凸缘(5.4)，所述硅胶漏斗套的大直径段插入到内环形凸缘和外环形凸缘之间，所述硅胶漏斗套小直径段处的中心孔距底盒下端面最小的高度大于max线距底盒下端面的高度10-20mm。

2.根据权利要求1所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，上盖的下端面设有U型挡板(1-2)，所述U型挡板的U型内凹正对所述硅胶漏斗套(4)的小直径段。

3.根据权利要求1所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，所述进气口处安装硅胶气道套(3-5)，所述硅胶气道套(3-5)向小腔室(3-2)内部凸起15-30mm。

4.根据权利要求1所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，所述底盒(3)的上端面和下盖凸缘设置有防水胶圈(2)。

5.根据权利要求1所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，所述外环形凸缘包括竖直环和沿轴向向内的收口锥环，所述收口锥环与所述过渡锥段相适配。

6.根据权利要求1所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，在所述小腔室(3-2)上方设有HME被动式热湿交换器，在所述下盖凸缘上设有枢轴，在所述枢轴上设有旋转开关阀门(7)，所述上盖凸缘设有开口(6)。

7.根据权利要求3所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，在所述小腔室(3-2)上方设有HME被动式热湿交换器，所述HME被动式热湿交换器的交换器出气口(806)通过软管连接所述橡胶密封件(5)，所述硅胶气道套(3-5)通过软管连接交换器进气口(801)。

8.根据权利要求6所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，所述HME被动式热湿交换器包括由换热器底板(807)、交换器顶板(808),交换器侧板(809)形成的外壳，在换热器底板(807)上设有交换器进气口(801)，在交换器顶板(808)或换热器底板(807)上设有换热器出气口(806)，在换热器底板(807)、交换器顶板(808)之间设有绝缘板(802)，在绝缘板(802)上沿空气路径依次设有HME材料板(803)、密封绝缘条(804)和绝缘加热板(805)，在HME材料板(803)上开设有多个第一气道槽(803-1)，在密封绝缘条(804)上开设有多个第二气道槽(804-1)，在绝缘加热板(805)上开设有多个第三气道槽(805-1)，所述第一气道槽(803-1)、第二气道槽(804-1)和第三气道槽(805-1)依次相连通；在交换器顶板(808)上正对HME材料板的上方设有水槽(810)，水槽(810)底部设有多行连通孔(811)，所述连通孔(811)正对HME材料板(803)多个第一气道槽(803-1)之间的凸起肋。

9.根据权利要求8所述的一种呼吸机水盒，其特征在于，将所述绝缘板(802)上的HME材料板(803)和绝缘加热板(805)调换位置。