CN104981614A - 用于呼吸辅助设备的具有改进的气密性的涡轮机 - Google Patents

用于呼吸辅助设备的具有改进的气密性的涡轮机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于呼吸辅助设备的涡轮机，它包括与叶轮(2)合作产生气流的电动马达(1)以及包括蜗壳下部件(3)和具有入口通道(5)的蜗壳上部件(4)的蜗壳(3、4)，该蜗壳下部件和蜗壳上部件彼此结合并且成形为形成内隔室，该内隔室中布置该叶轮(2)，其中，该蜗壳下部件(3)包括第一外周边缘(3a)，该蜗壳上部件(4)包括第二外周边缘(4a)，当蜗壳下部件(3)结合到蜗壳上部件(4)时所述第一外周边缘(3a)和第二外周边缘(4a)彼此面对。在两个蜗壳部件(3、4)的外周边缘(3a、4a)的至少一部分之间或周围布置有至少一个由弹性体材料形成的结构。一种配备有根据本发明的涡轮机的呼吸辅助设备。

Description

用于呼吸辅助设备的具有改进的气密性的涡轮机
技术领域
本发明涉及一种用于配备在呼吸辅助设备上的微型风扇或涡轮机。更具体地，本发明涉及对通风部件的密封的改善，该通风部件指的是蜗壳。
背景技术
某些呼吸辅助设备使用用于产生加压气体的微型风扇或涡轮机，该加压气体通常是空气或富氧空气，该加压气体随后被送到患者的导气管。
文献EP-A-2102504中尤其提到了这种类型的涡轮机，该文献中教导了通过涡轮机允许受管制地递送气体特别是空气的呼吸辅助设备，该涡轮机包括壳体、由壳体界定的送气管、蜗壳—其入口开口与送气管相通、位于蜗壳入口开口的直接的下游的叶轮和驱动马达，该驱动马达使叶轮转动以在蜗壳中产生离心气流。
因此蜗壳是叶轮布置在其中的隔室，该叶轮用于产生传送到患者的气流。出于生产原因，目前很难、甚至几乎不可能以一个单独的组件形成蜗壳的整个形状。
因此涡轮机蜗壳通常由结合在一起的两个部件形成，即蜗壳上部件—也称为上蜗壳和蜗壳下部件—也称为下蜗壳。
通过将两个蜗壳结合起来将两个蜗壳部分固定在一起。
当使用开式叶轮时，上蜗壳需要相对于叶轮精确定位以保证微型风扇性能。现在，组件中涉及的大量部件形成了不允许上蜗壳相对于叶轮精确定位的尺寸链，并且从而在两个蜗壳部件结合期间在两个蜗壳部件之间形成不受控制的间隙。
将两个蜗壳部件结合起来不能使该间隙完全被充填，并且形成密封问题。换言之，两个蜗壳部件结合在一起后在两个蜗壳之间形成的不受控制的间隙导致泄漏和气密性问题的上升。
因此出现的问题是即使不掌握蜗壳部件之间的空间也在蜗壳部件之间形成改进的密封，从而消除或减少泄漏和气密性的问题。
发明内容
因此本发明的技术方案是一种用于呼吸辅助设备的涡轮机，所述涡轮机包括：电动马达，该电动马达与叶轮配合以产生气流；蜗壳，该蜗壳包括蜗壳下部件和具有入口通道的蜗壳上部件，该蜗壳下部件和该蜗壳上部件彼此结合并成形为形成内隔室，所述内隔室中布置所述叶轮，并且
其中，该蜗壳下部件包括第一外周边缘(周向边沿)，该蜗壳上部件包括第二外周边缘，当蜗壳下部件结合到蜗壳上部件时所述第一外周边缘和第二外周边缘彼此面对，其特征在于，至少一个由弹性体材料制成的结构布置—尤其是以紧配合的方式安装—在这两个蜗壳部件的外周边缘的至少一部分之间或围绕该至少一部分，由弹性体材料制成的该结构包括环形或半环形的第一部分，并且由弹性体材料制成的该结构包括管状的第二部分，所述第二部分包括中心通道。
实际上，沿这两个蜗壳部件的外周边缘布置的、由弹性体材料制成的该结构不仅允许两个蜗壳的机械保持和正确定位，而且允许良好的气密性，甚至在用于从涡轮机排气的导管处。
根据环境，本发明的涡轮机可以包括以下一个或多个特征：
-所述弹性体材料是橡胶、聚硅氧烷(硅树脂)或热塑性弹性体；
–该管状的第二部分连接到该环形或半环形的第一部分；
-所述蜗壳下部件和蜗壳上部件构造成限定排气导管的至少一部分，所述排气导管用于排放由包括叶轮的隔室内的该叶轮递送的气体，该管状的第二部分定位成与所述排气导管连续(接续)；
-所述由弹性体材料制成的结构、所述蜗壳下部件和所述蜗壳上部件通过粘接或利用弹性体构件本身彼此固定；
-所述蜗壳下部件和蜗壳上部件由聚合材料、特别是热塑性材料、例如PC、ABS、ABS/PC等类型的材料制成；
–该电动马达能以0-100000rpm、典型地10000-60000rpm的速度驱动所述叶轮；
-环形或半环形的第一部分和管状的第二部分形成为单件(一体件)；
–所述环形或半环形的第一部分和所述管状的第二部分形成为通过模制获得的单件。
本发明还涉及一种呼吸辅助设备，它包括根据本发明的涡轮机。
附图说明
下面将参照附图更详细地说明本发明的实施例，在附图中：
图1和图2示出根据本发明的用于呼吸辅助设备的微型风扇或涡轮机的一个实施例在弹性体结构装配前的示意性(侧面)视图；
图3示出根据本发明的用于呼吸辅助设备的微型风扇或涡轮机的一个实施例在弹性体结构装配后的示意性(侧面)视图；
图4示出根据本发明的弹性体结构的一个实施例。
具体实施方式
图1和图2示意性地示出呼吸辅助设备配备的机动化的微型风扇或涡轮机的一个实施例，它包括电动马达1，该电动马达位于壳体内并经由该电动马达的转动轴6驱动叶轮2，该叶轮用于产生气流、通常是空气气流。
叶轮2位于称为“蜗壳”的三维结构3、4中，该蜗壳包括连接在一起的蜗壳下部件3—通常称为下蜗壳和蜗壳上部件4—通常称为上蜗壳。
蜗壳下部件3和蜗壳上部件4因此在其间界定了包围叶轮2的内空间或内隔室，也就是说，叶轮2夹在形成于蜗壳下部件3和蜗壳上部件4之间的内隔室中。
蜗壳下部件3和蜗壳上部件4也成形为限定排气导管7的至少一部分，该排气导管7用于传递由所述叶轮2递送的气体。
空气通过位于蜗壳上部件4的中心的入口开口5被叶轮2抽吸，由位于蜗壳入口开口5直接下游的叶轮2抽吸的空气经过该蜗壳上部件4。然而，作为替代，空气入口也可经由位于蜗壳4侧向的入口开口。
空气随后以离心气流的形式由叶轮2经由排气导管7排出，该离心气流在叶轮2被马达1驱动时由叶轮2的转动产生，随后气体被运送到患者。
蜗壳上部件4和蜗壳下部件3呈整体螺旋形的截面，即其形状以规则和恒正(凸)的方式发展。
蜗壳下部件3整体呈杯形，它的底部包括中心开口，当如图1所示蜗壳下部件3包围马达1时，中心开口围绕马达1的或包含马达1的隔室的壁或外壳体(外罩)的一部分形成套筒。密封(不可见)提供蜗壳下部件3的底部和马达1的或包含马达1的隔室的外壁或壳体之间的气密性。
在图1中，蜗壳上部件4与蜗壳下部件3分开，以允许看到包含叶轮2和驱动该叶轮旋转的轴6的内部隔室。
相反，在图2中，蜗壳上部件4示出为处于接合到蜗壳下部件3的位置，也就是这两个蜗壳部件3、4沿接近圆形的分型线8彼此接触，该分型线位于彼此接触的所述蜗壳部件3、4的外周边缘3a、4a处。
换言之，由彼此接触的所述蜗壳部件3、4的外周边缘3a、4a限定的该分型线8形成近似圆环，该圆环在排气导管7处被打断。
图1和2的涡轮机因此被示为在弹性体结构被安装之前。
为了将这两个蜗壳部件3、4结合起来，通常沿该分型线8将它们结合，即将外周边缘3a、4a结合起来，但这样不能产生密封连接，因为这两个蜗壳部件结合起来这些后蜗壳部件的外周边缘3a、4a之间总是有不受控制的间隙，该间隙导致泄漏和气密性问题的发生。
为了克服这些，如图3所示，根据本发明，在这两个蜗壳部件3、4的外周边缘3a、4a之间插入环形或半环形的弹性体构件9。
该弹性体材料选择成特别满足以下要求：
-适当的柔性，该柔性将允许充分变形以允许其伸展(延展)成形，
-对由通风加热引起的温度的抵抗性，以及
–可长时间维持的机械弹性特性，因为该构件经受恒定的拉伸。
例如，弹性体材料可以选择橡胶、聚硅氧烷、热塑性弹性体TPE等。
实际上，弹性体构件9围绕这两个蜗壳3、4紧配合。弹性体构件9的张力从而确保在外周边缘3a、4a处自然夹紧在由蜗壳下部件3和蜗壳上部件4组成的组件上。材料的弹性特性用于提供密封和维持位置。
根据图4所示的一个实施例，弹性体构件或结构9包括整体呈环形或近似环形的第一部分9a，也就是说，它是环形或半环形。典型地，该环形或近似环形的部分9a具有0.5和3mm之间的厚度E，在4和20mm之间的宽度L，以及在45和100mm之间的直径D。
此外，该弹性体构件或结构9包括连接到第一部分9a的第二部分9b，这两个部分9a和9b优选地形成为单件(一体件)，例如通过模制等获得。
第二部分9b呈管状10并包括中心通道11，该中心通道能将从容纳叶轮2的隔室运载气体。
实际上，管状10的该第二部分9b至少部分定位成作为用于接收由叶轮2形成的气流的排气导管7的延伸，如图3所示。换言之，排气导管7的壁通过该弹性体结构或构件9的管状10的第二部分9b延伸。
导管9b的入口被朝向导管7的出口压缩，因为导管9b与紧紧围绕蜗壳组件3、4的弹性体9a形成了一体件。从而相同的原理在两个蜗壳之间以及在导管7和9b之间提供密封。
由叶轮2加速的气体—通常是空气—由图中可见的两个蜗壳部件3、4中形成的输送导管7和弹性体构件或结构9的管状部分9b回收，并输送到与患者连接的呼吸回路。
根据本发明的涡轮机可以用于治疗所有类型的呼吸问题，特别是睡眠呼吸暂停、COPD、ALS、与肥胖相关的问题等。
典型地，根据本发明的涡轮机布置在CPAP(恒压)或BiPAP(两个压力水平)型呼吸辅助设备中，该设备通过柔性气体供应管道和例如呼吸面罩或鼻镜的患者接口向患者提供呼吸气体。

Claims (11)

1.一种用于呼吸辅助设备的涡轮机，所述涡轮机包括：
-电动马达(1)，该电动马达与叶轮(2)配合以产生气流，以及
-蜗壳(3、4)，该蜗壳包括蜗壳下部件(3)和具有入口通道(5)的蜗壳上部件(4)，该蜗壳下部件和蜗壳上部件彼此结合并且成形为形成内隔室，所述内隔室中布置所述叶轮(2)，其中，所述蜗壳下部件(3)包括第一外周边缘(3a)，所述蜗壳上部件(4)包括第二外周边缘(4a)，当该蜗壳下部件(3)结合到该蜗壳上部件(4)时，所述第一外周边缘(3a)和第二外周边缘(4a)彼此面对，
其特征在于，在这两个蜗壳部件(3、4)的外周边缘(3a、4a)的至少一部分之间或周围布置有至少一个由弹性体材料制成的结构(9)，所述由弹性体材料制成的结构(9)包括环形或半环形的第一部分(9a)和管状(10)的第二部分(9b)，所述第二部分包括中心通道(11)。
2.根据前述权利要求所述的涡轮机，其特征在于，该弹性体材料是橡胶、聚硅氧烷或热塑性弹性体。
3.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，该管状(10)的第二部分(9b)连接到该环形或半环形的第一部分(9a)。
4.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，该环形或半环形的第一部分(9a)和该管状(10)的第二部分(9b)形成为单件。
5.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，该环形或半环形的第一部分(9a)和该管状(10)的第二部分(9b)形成为通过模制获得的单件。
6.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，该蜗壳下部件(3)和该蜗壳上部件(4)构造成限定排气导管(7)的至少一部分，该排气导管(7)用于排放由隔室内的叶轮(2)递送的气体，所述隔室包括所述叶轮(2)，该管状(10)的第二部分(9b)定位成与所述排气导管(7)连续。
7.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，所述由弹性体材料制成的结构(9)、所述蜗壳下部件(3)和所述蜗壳上部件(4)彼此固定。
8.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，所述蜗壳下部件(3)和所述蜗壳上部件(4)由聚合材料、特别是热塑性材料制成。
9.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，所述蜗壳下部件(3)和所述蜗壳上部件(4)由热塑性材料制成。
10.根据前述权利要求之一所述的涡轮机，其特征在于，所述电动机能以在0和100000rpm之间、典型地是在10000和60000rpm之间的速度驱动所述叶轮(2)。
11.一种呼吸辅助设备，包括根据前述权利要求之一所述的涡轮机。
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