CN104784801A - 一种氧疗用气体湿化装置 - Google Patents

Abstract

一种氧疗用气体湿化装置；在封闭的湿化瓶内可预灌注湿化液；在氧气入口的下方侧壁有两个侧孔，其表面有过压防护阀片包裹；壳体上中段侧壁有开窗，其外边套装有空气调节圈，调节圈侧壁有两个开孔，上壳体中段内腔有湿化板与上壳体构成湿化空间，其内安装有呈放射面的汲水纤维湿化长束；汲水纤维的下段置入湿化板下段的导管中，插入湿化液内。高速气流进入湿化板空间与汲水纤维长束作用形成射流效应，激发水汽雾化，使混合气体湿化。改变空气调节圈对上壳体开孔的覆盖程度，可调节氧气与空气的混合比；改变湿化板侧壁开窗与上壳体内向下环形突起的开窗的重合程度，可调节湿化率。本装置具有湿化过程无噪声、保持湿化率稳定、可调节氧气浓度的功能及特点。

Description

一种氧疗用气体湿化装置

技术领域

本发明涉及一种氧疗用气体湿化装置，特别是涉及一种在吸氧治疗过程中，可对氧气和空气的混合比(氧气浓度)进行调节且对混合气体的湿化率(湿度)进行调节的装置。

背景技术

氧疗，是为患者提供高于大气中氧气含量的一种治疗方法，目的是提高血红蛋白的氧合能力、增加血氧浓度、加快组织代谢、促进组织修复和功能重建；氧疗、通常是以机械(雾化、湿化、高频振荡等)方式，将一定浓度的氧气输送到患者呼吸道中。

科学研究证明，需氧生物在高压纯氧环境中，一段时间后会发生氧中毒，人类也一样，轻者出现氧中毒型肺炎；因为二氧化碳能刺激神经中枢使人主动呼吸，若吸纯氧则会麻痹神经中枢，最后因呼吸衰竭死亡。人体各组织均不能承受过多的氧，是因为氧本身不靠酶催化就能与不饱和脂肪酸反应，并能破坏贮存这些酸的磷脂，而磷脂又是构成细胞生物膜的主要成分，从而最终造成细胞死亡，这个过程称做脂质过氧化。此外，氧对细胞的破坏还在于它可产生自由基，诱发癌症。

目前的各类吸氧装置，都是将储气钢瓶中的高压氧气通过一个减压阀，再通过浮阀式流量计，调节和测量氧气流量；医用纯氧气须经过湿化液湿化处理后，才能供给患者使用；因为成人呼吸道每天大约挥发280ml左右的水分；人体在自然界呼吸过程中，空气的湿度大约在20-80％左右；假如在氧疗时不进行湿化处理，纯净氧气会在人的肺中导致水分蒸发和造成机体组织脱水。

湿化程度分为三度：湿化不良、湿化良好、湿化过度。湿化不良会造成吸痰管插入困难，痰黏稠、量少，不易吸出，肺部呼吸音粗或有干哕音；湿化良好为吸痰管插入顺利，痰液稀薄，量适中，易吸出，肺部呼吸音清晰；湿化过度为吸痰管插入顺利，痰液呈泡沫状或水样，量多，吸之不尽，肺部有大量湿哕音；甚至可诱发肺水肿。

目前，临床中使用的各类吸氧用湿化瓶，均是一个瓶状容器，有出口和入口；纯氧气经过入口由管道将氧气导入湿化液(生理盐水或含水酒精或低浓度碳酸氢钠溶液)中，使氧气表面湿化，增加其湿度；湿化后的氧气由湿化瓶出口经吸氧管进入人体呼吸道。

目前国内、外见到的吸氧湿化瓶装置，都只是在湿化过程中，采用各类方法，提高湿化度，和减轻或消除湿化过程产生的气过水声(氧气进入湿化液中，出水时，气泡爆破产生的声响)，因为，在病房中，该声响在夜深人静时，会影响患者休息或他人入眠。

至于对氧气与空气的混合比(氧气浓度)调节，在目前的吸氧湿化瓶中及文献中尚未见报道：目前国内外同类的利用汲水纤维将水分传递到湿化滤膜的过程——此过程或降低水分的传递速度，影响湿化速度和效率。因滤膜面积一定、湿化面积不能改变，从而无法调节湿化度。因为，不同的疾病和患者，进行氧疗时，吸入的氧气浓度是不同的。过高的氧气浓度，往往会造成伤害。一般情况下，吸氧浓度与吸氧流量有关，计算方法是：吸氧浓度＝21％+吸氧流量*2；常见吸氧流度：【低流量1-2L/min、中流量2-4L/min、较高流量4-6L/min】。特殊情况视病情需要。

至于对混合气体的湿化度调节功能，在目前临床中的各类湿化瓶，也不具备。人体在呼吸过程中，在不同季节、不同环境、不同温度的时候，需要的气体湿度是不同的。就是说在进行氧疗过程中，不同的季节，不同的环境温度，混合气体(或氧气)与湿化液接触的面积多少，其湿化度是不同的。在医学上空气的湿度与呼吸之间的关系非常紧密。在一定的湿度下氧气比较容易通过肺泡进入血液。一般人在45-55％的相对湿度下感觉最舒适。过热而不通风的房间里的相对湿度一般比较低，这可能对皮肤不良和对粘膜有刺激作用。湿度过高影响人调节体温的排汗功能，人会感到闷热。医学中因病进行氧疗时，吸入的氧气为工业方法制造的非天然气体，其中不含任何水分，氧疗过程则必须进行湿化处理，才能使用。假如在使用时不(进行湿化处理)增加湿度，纯净氧气会在人的肺中导致水分蒸发和造成机体脱水。

发明内容

本发明就是为了克服上述氧疗过程中，使用目前的湿化瓶存在的不足而设计的。

本发明是这样实现的，一种氧疗用气体湿化装置，由上、下壳体、空气与氧气混合调节机构、混合气体湿化及调节机构，气体输出接口组成；空气氧气混合比调节机构由：上壳体空气开窗及空气调节圈共同组成；混合气体湿化及调节机构由上壳体中段内壁、湿化板、湿化纤维网、湿化调节窗口及调节钮、汲水长纤维束共同组成。氧气经由湿化装置入口进入形成射流，吸引空气开窗外侧的空气进入(该开窗面积可以调节，控制空气的进入量)，氧气与空气的混合气体进入壳体中段与湿化板之间的空间，在线状放射沟槽内与湿化板之间穿透湿化纤维网，高速气体形成的射流激起水分子形成雾化及湿化作用，带动湿化的气体穿过湿化板底面的数十个小孔经过壳体侧面的出口，送入吸氧管。调节湿化板侧面的开窗与壳体下段内侧面的开窗对应程度，可以改变开窗面积的大小，从而调节气体直接进入壳体的量，可以改变雾化及湿化率。

本发明的具体实施是这样的：一种氧疗用气体湿化装置，由氧气入口盖、空气调节圈、氧气过压防护阀片、混合气体出口盖塞、汲水纤维长束、湿化板、上壳体、下壳体共同构成；其特征是：湿化装置内可预灌装湿化液100ml-300ml；氧气入口外部有防护盖封闭；混合气体出口外部有盖塞封闭；氧气过压保护阀片套箍在上壳体上段的两侧孔外表，将侧孔封闭；空气调节圈套装在上壳体的中段外侧，将上壳体中段侧壁的开窗遮盖；旋转空气调节圈，可改变空气调节圈侧壁的开孔与上壳体侧壁开窗的重合度，以调节空气进入上壳体的量，控制氧气与空气的混合比，调节量可通过印制在调节圈外侧的刻度及数值指示；在上壳体的中段内壁向下延伸的环形结构的外侧壁有一环形突起可与湿化板底座内缘的环形沟槽嵌合，成为气体湿化的中空结构，汲水纤维长束的上段呈放射平面状放置在其内部；汲水纤维长束的下段汇集后通过湿化板下段的导管伸向湿化瓶底、浸入湿化液；

调节湿化板侧壁开窗与上壳体内中段向下的环形突起周壁上开窗的重合度，可以调节气体的雾化湿化的程度(湿化率)。

上壳体的中段侧壁有两个开窗，每个开窗的面积是该处圆周侧壁面积的20-40％；在上壳体中段内壁有一个向下延伸的环形结构，在环形结构的外侧壁有一环形突起，该突起的直径略大于湿化板平面外周卷边的内壁直径。

空气调节圈是一个管状结构，其侧壁有两个矩形开孔，其一端外侧有数个纵行突起；在调节圈的外表，可以印制刻度和用以指示空气与氧气混合比的数值。

湿化板是一个盘状结构，其中心有孔，该孔径略大于汲水纤维长束的外径；湿化板的表面有数十个沿中心孔向外的放射线状的突起，该突起向外延伸突出于湿化板的外缘，形成的外圆周直径大于湿化板直径；在湿化板的放射状突起之间有数十个小孔；在湿化板的外周卷边的侧壁上，均匀分布有数个开窗；湿化板的中心孔下方有一个导管，长度等于汲水纤维长束下段的长度。

附图说明

图1是本发明一种氧疗用气体湿化装置的整体结构的分解示意图；

图2是本发明一种氧疗用气体湿化装置的空气调节圈的结构示意图；

图3是本发明一种氧疗用气体湿化装置的汲水纤维长束的结构示意图；

图4是本发明一种氧疗用气体湿化装置的湿化板的结构示意图；

图5是本发明一种氧疗用气体湿化装置的上壳体的局部剖面结构视图；

图6是本发明一种氧疗用气体湿化装置的下壳体的结构示意图；

图7是本发明一种氧疗用气体湿化装置的整体结构示意图；

具体实施例

图1是本发明一种氧疗用气体湿化装置的整体结构分解示意图；由图可知，本发明装置由：氧气入口防护盖1、空气调节圈2、氧气过压保护阀片3、混合气体出口盖塞4、汲水纤维长束5、湿化板6、上壳体7、下壳体8依序组装而成。上壳体7与下壳体8通过螺纹连接或黏结构成完整的湿化瓶中空壳体；氧气防护塞1与混合气体盖塞4分别对湿化瓶的出入口进行封堵防护；空气调节圈2依据其侧壁的开孔与上壳体7中段侧壁的开窗调节以控制进入湿化瓶中的空气量与氧气进行混合。

图2是本发明一种氧疗用气体湿化装置的空气调节圈的结构示意图；由图2可知，空气调节圈2是一管状结构，其内径等于上壳体中段的外径；调节圈的侧壁有对称的开孔22，开孔22的面积略小于上壳体7中段侧壁的开窗面积；调节圈的外侧一端可有数个纵行突起21，以便于手握旋转；(结合图6)调节圈2套装在上壳体7的中段开窗73的外表。旋转空气调节圈2，可以调节上壳体7中段的开窗的面积的大小。

图3是本发明一种氧疗用气体湿化装置的汲水纤维长束的结构示意图；纤维长束5是一种汲水能力很强的化纤材料，其汲水能力是自身质量的4倍左右，具有很好的虹吸能力；集合成束的汲水纤维长束的直径略小于湿化板下段导管的内径；汲水纤维长束的上段均匀的散开呈放射状51，放射状的长束面积略小于湿化板的面积；汲水纤维长束的下段52的长度等于湿化板下段导管65的长度。

图4是本发明一种氧疗用气体湿化装置的湿化板的结构示意图；湿化板6类似一个圆盘状，其中心有孔61，孔内径略大于汲水纤维长束5的外径(结合图3)；湿化板6沿中心孔有向下延伸的导管66，该导管的长度等于汲水纤维长束下段52的长度；在湿化板6的表面，有数十条放射线状突起62沿中孔向外周延伸到湿化板的边缘、形成的圆周直径大于上壳体内壁向下延伸的环形突起的外径；在湿化板6的外周有向上的环形卷边，在该卷边的内侧壁有一个环形沟槽65，在该卷边的侧壁上均匀分布有数个开窗64，；在湿化板的放射线状的突起之间，有数十个小孔63。

图5是本发明一种氧疗用气体湿化装置的上壳体的局部剖视图；由图可知，上壳体7是圆形帽状中空结构，由透明塑性材料制成，其上端直径缩小且有开孔为氧气入口71；在氧气入口的下方，有对称的贯穿小孔72，孔径在1.0-3.0mm之间，是氧气过压时的泄放孔；在上壳体7的中段的侧壁开有一对矩形开窗73，该开窗面积为该段侧壁面积的20-40％；在上壳体7中下段的外周侧壁有一个圆型管状突起74(结合图1)，其内孔径等于氧气入口71的内径且与上壳体7的内腔连通；在上壳体7的下缘内壁，有螺纹75，可与下壳体旋接构成湿化瓶的外部整体结构；在上壳体中段的内壁有一向下延伸的环形结构，在其外侧壁有一环形突起76；在该环形结构的周壁上，均匀分布数个开窗77。

图6是本发明一种氧疗用气体湿化装置的下壳体的结构示意图；由图可知，下壳体8是一个中空的圆桶结构，由透明塑性材料制成，其上端开口直径82等于上壳体7的下端开口直径；下壳体8的上端外缘有螺纹81，螺距等于上壳体7下缘内壁的螺纹75的螺距；二者可以相互旋紧固定密封；在下壳体的侧壁上面，可以有容量刻度示值。

图7是本发明一种氧疗用气体湿化装置的整体结构示意图；由图可知(结合图1、2、3、4、5、6)；完整的湿化瓶内可以预灌装湿化液9(成分根据临床或疾病需要配置)100m1-300ml；氧气入口71外部有氧气盖1插入封闭；混合气体出口74外部有混合气体防护盖塞4插入封闭；在上壳体7上段的两个侧孔72的外表，有氧气过压保护阀片3套箍包裹，将该侧孔72封闭；在氧气压力大于一定数值时，过压保护阀片可以翘起，高压氧气可以由侧孔泄放出来，防护患者呼吸道粘膜不被高压气体伤害。空气调节圈2套装在上壳体7的中段外侧并将侧壁的73开窗遮盖，旋转调节圈2可以使调节圈侧壁的开孔22与上壳体侧壁的开窗73完全重合(此时开窗面积最大，空气进入量大，空气与氧气混合比最大，氧气浓度最低)或者部分遮盖或完全遮盖，以调节空气进入上壳体开窗的量，从而调节氧气与空气的混合比。调节量可以通过印制在调节圈外侧的刻度及数值指示。由图可知，上壳体7的中段内壁向下延伸的环形结构的外缘有一环形突起76，可与湿化板6上端的外缘卷边上的环形沟槽65嵌合构成气体湿化的中空结构，汲水纤维长束上段呈放射状的散开纤维平面安装在其内部；汲水纤维长束的下段汇集后在安装在湿化板6下端的导管66内，导管及汲水纤维长束，插入下壳体内，侵入湿化液中，下壳体8与上壳体6通过螺纹旋紧封闭；上述结构，构成本发明完整的氧疗用气体湿化装置；

使用时，将氧气源经过减压、计量控制后，接入本发明的氧气入口71，旋转调节圈2使氧气浓度符合医嘱要求；将吸氧管接入氧气出口；氧气及混合空气经过上壳体进入湿化空间，导入湿化板6的数十条沟槽中，高速气体射流冲刷长束纤维表面充分接触，气体被充分湿化，湿化后的气体经过湿化板的数十个小孔63，进入上壳体内腔，穿过气体出口74，进入吸氧管供人体使用。旋转调节湿化板6的开窗与上壳体中段内壁向下延伸的环形结构的开窗的重合度，可以调节混合气体与湿化液的雾化、湿化的程度(湿化率)。

汲水纤维长束，具有很强的虹吸能力，随着湿化装置内湿化液的挥发，液面下降，汲水纤维也能够通过虹吸现象将湿化液不断的汲取到湿化板内的长束表面。直至湿化液完全干涸。

调节圈侧壁开孔与上壳体开窗完全重合时，空气进入量最多，混合比最大，空气占比大于氧气，氧气浓度最低；若调节圈侧壁开孔与上壳体开窗完全错开，开窗关闭时，则空气进入量最小，混合比最小，氧气浓度最高。

由于本发明采用了空气调节圈与上壳体侧壁开孔相互旋转调节的结构，通过旋转空气调节圈改变上壳体侧壁开窗面积的大小，改变空气进入上壳体的量，从而控制氧气与空气的混合比(氧气浓度)；避免长期吸入纯氧可能造成的患者伤害，如氧中毒。

由于本发明采用了纤维长束作为汲水材料，(尤其是其具备4倍以上的汲水能力以及很强的虹吸能力)，又同时将其作为湿化过程中与气体充分接触的水汽交换载体(介质)使得其在湿化过程中效率更高，也是本发明能够完成更加充分的湿化作用：湿化率优于目前国内外同类的利用汲水纤维将水分传递到湿化滤膜的过程——此过程会降低水分的传递速度，影响湿化速度和效率。因滤膜面积一定、湿化面积不能改变，从而无法调节湿化度。

由于本发明采用将气体以射流方式通过湿化板，与汲水纤维的放射面状长束充分接触，然后穿过湿化板底面小孔的结构；使得本发明消除了普通湿化瓶的气过水产生的噪声。

综而言之，本发明具有以下新的功能和作用：

1、消除了气过水声；无噪声，不影响患者休息和他人入眠；

2、汲水纤维长束和利用虹吸现象将湿化液不断汲取，且是直接利用汲水纤维长束作为湿化介质与氧气直接接触，湿化效率高，可保证湿化率的稳定；

3、调节侧壁开窗的面积，可调节湿化率；使之在不同季节、满足不同患者的治疗需求。

4、可改变空气与氧气的混合比(氧气浓度)；满足不同季节、不同疾患的需求，避免氧中毒的发生。

Claims (4)

1.一种氧疗用气体湿化装置，由氧气入口盖(1)、空气调节圈(2)、氧气过压防护阀片(3)、混合气体出口盖塞(4)、汲水纤维长束(5)、湿化板(6)、上壳体(7)、下壳体(8)共同构成；其特征是：湿化装置内可预灌装湿化液100ml-300ml；氧气入口(71)外部有防护盖(1)封闭；混合气体出口(74)外部有盖塞(4)封闭；氧气过压保护阀片(3)套箍在上壳体(7)上段的两个侧孔(72)的外表，将侧孔(72)封闭；空气调节圈(2)套装在上壳体(7)的中段外侧，将上壳体中段侧壁的开窗(73)遮盖；旋转空气调节圈(2)，可改变空气调节圈侧壁的开孔(22)与上壳体侧壁开窗(73)的重合度，以调节空气进入上壳体的量，控制氧气与空气的混合比，调节量可通过印制在调节圈外侧的刻度及数值指示；在上壳体(7)的中段内壁向下延伸的环形结构的外侧壁有一环形突起(76)可与湿化板(6)外周卷边內缘的环形沟槽(65)嵌合，成为气体湿化的中空结构，呈放射平面状的汲水纤维长束(5)的上段放置在其内；汲水纤维长束的下段(52)汇集后通过湿化板下段的导管(66)伸向湿化瓶底、浸入湿化液；

调节湿化板(6)侧壁开窗(64)与上壳体内中段向下的环形突起周壁上开窗(77)的重合度，可以调节气体的雾化湿化的程度(湿化率)。

2.根据权利要求1所说的一种氧疗用气体湿化装置，其特征在于：上壳体(7)的中段侧壁有两个开窗(73)，每个开窗的面积是该处圆周侧壁面积的20-40％；在上壳体(7)中段内壁有一个向下延伸的环形结构，在环形结构的外侧壁有一环形突起(76)，该突起的直径略大于湿化板(6)外周卷边的内壁直径。

3.根据权利要求1所说的一种氧疗用气体湿化装置，其特征在于：空气调节圈(2)是一个管状结构，其侧壁有两个矩形开孔(22)，其一端外侧有数个纵行突起(21)；在调节圈(2)的外表，可以印制刻度和用以指示空气与氧气混合比的数值。

4.根据权利要求1所说的一种氧疗用气体湿化装置，其特征在于：湿化板(6)是一个轮状结构，其中心有孔(61)，该孔径略大于汲水纤维长束(5)的外径；湿化板的表面有数十个沿中心孔向外呈放射线的突起(62)，该突起向外延伸突出于湿化板的外缘，形成的外圆周直径大于湿化板直径；在湿化板的放射性状突起之间有数十个小孔(63)；在湿化板的外周卷边的侧壁上，均匀分布有数个开窗(64)；湿化板的中心孔下方有一个导管(66)，长度等于汲水纤维长束下段(52)的长度。