CN105148375A - 通气控制装置和具有该通气控制装置的呼吸面罩设备 - Google Patents
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Abstract
一种通气控制装置和具有该通气控制装置的呼吸面罩设备。该通气控制装置包括:具有一个或多个输气口以及面罩通气口的腔体,输气口与面罩通气口连通,面罩通气口用于与呼吸面罩连通;设置在一个或多个输气口的至少一个处的阀组件,阀组件构造为呼气时保持腔体内的压力大于大气压;包括多个消音孔的消音装置,多个消音孔与输气口的至少一个连通,以使气体经由多个消音孔进入输气口和/或使由输气口排出的气体经由多个消音孔排出。该通气控制装置实现了呼气相的正压功能,避免持续正压引起的患者不适;使用时无需连接正压气体供给装置及管路等,从而方便患者移动;外出时无需携带正压气体供给装置。此外该通气控制装置体积小巧,方便携带,成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸面罩技术领域,具体地涉及一种用于呼吸面罩的通气控制装置以及具有这种通气控制装置的呼吸面罩设备。
背景技术
目前治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)的方法主要有外科手术、口腔矫正器、持续正压通气(CPAP)和呼气终末正压(positiveend-expiratorypressure,PEEP)治疗。
外科手术最常用的方式是悬雍垂腭咽成形术及其改良手术,用于上气道口咽部阻塞(包括咽部粘膜组织肥厚、咽腔狭小、悬雍垂肥大、软腭过低、扁桃体肥大)并且呼吸暂停低通气指数(AHI)<20次/小时。这种方法由于需动手术,患者接受度低,而且手术组织再长会造成病情反复,而之后无法再次手术。
口腔矫形器常用于单纯鼾症及轻度OSAHS患者(AHI<15次/小时),特别是下颌后缩者,其疗效无法预计,只能试用。
持续正压通气技术是将呼吸面罩110通过连接管路120连接至CPAP呼吸机130,并将该呼吸面罩110佩戴至患者的面部。CPAP呼吸机130产生持续的正压气流,从而给患者的上气道提供生理性压力支撑,进而治疗OSAHS。持续正压通气的缺点在于:持续正压会引起患者不适,部分患者不能接受;连接管路跟呼吸机限制患者夜间活动,依从性低;CPAP呼吸机不方便携带且成本较高。呼吸面罩在若干不同的情况中用于呼吸紊乱治疗,例如阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的治疗等;或在其他情况下用于提供稳定的可吸入气流。
因此,需要一种用于呼吸面罩的通气控制装置以及具有该通气控制装置的呼吸面罩设备,以至少部分地解决上文提到的问题。
发明内容
为了至少部分地解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种用于呼吸面罩的通气控制装置以及具有该通气控制装置的呼吸面罩设备。
根据本发明的一个方面提供的用于呼吸面罩的通气控制装置,包括:腔体,其具有面罩通气口以及一个或多个输气口,所述输气口与所述面罩通气口连通,所述面罩通气口用于与呼吸面罩连通;阀组件,其设置在至少一个所述输气口的处,所述阀组件构造为呼气时保持所述腔体内的压力大于大气压;以及消音装置,其包括多个消音孔,所述多个消音孔与所述输气口的至少一个连通,以使气体经由所述多个消音孔进入所述输气口,和/或使由所述输气口排出的气体经由所述多个消音孔排出。
优选地,所述多个消音孔的最小直径小于或等于3mm,和/或所述多个消音孔的孔间距为1.5-7mm。
优选地,所述多个消音孔的中心轴线沿着与它们连通的输气口的排气方向呈放射状分布。
优选地,当所述多个消音孔连通至用于进气或用于排气的输气口时,所述多个消音孔沿着气流方向渐缩;当所述多个消音孔连通至既用于进气又用于排气的输气口时,所述多个消音孔沿着排气方向渐缩。
优选地,所述通气控制装置还包括减震机构,所述减震机构与所述阀组件中的呼气时的可移动部件形成减震腔,所述减震机构在呼气时相对于所述腔体固定地设置,所述减震腔具有减震通气口。
优选地,所述通气控制装置还包括阻尼减震机构,所述阻尼减震机构在呼气时相对于所述腔体固定地设置,所述阻尼减震机构为所述阀组件中的呼气时的可移动部件提供摩擦阻力。
优选地,所述阀组件具有进气通道和排气通道,所述进气通道和所述排气通道通过所述输气口与所述腔体连通,其中所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时使所述进气通道导通;且在所述腔体内的压力与大气压之差大于或等于预定值时使所述排气通道导通,其中所述消音装置连通至所述进气通道的入口和/或所述排气通道的出口。
优选地,所述阀组件包括:第一阀机构,具有关闭所述输气口的第一关闭位置和打开所述输气口的第一开启位置,所述第一阀机构上设置有通孔,所述第一阀机构包括所述可移动部件;和第二阀机构,其设置在所述通孔处,具有关闭所述通孔的第二关闭位置和打开所述通孔的第二开启位置。
优选地,所述阀组件包括连接在所述输气口处的阀座,所述阀座上设置有出气口,所述第一阀机构设置在所述阀座内且包括:第一阀芯,所述通孔设置在所述第一阀芯上,所述第一阀芯为所述可移动部件;第一偏置构件,顶抵在所述第一阀芯上以给所述第一阀芯提供从所述第一关闭位置到所述第一开启位置的移动阻力。
优选地,所述输气口包括进气口和排气口,所述阀组件包括:进气阀,其设置在所述进气口处,所述进气阀构造为当所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启;以及排气阀,其设置在所述排气口处,所述排气阀构造为当所述腔体内的压力与大气压之差大于或等于预定值时开启,其中所述消音装置设置在所述进气口和/或所述排气口处。
优选地,所述排气阀包括:阀座,其连接至所述排气口;排气阀芯,具有关闭所述排气口的关闭位置和打开所述排气口的开启位置,所述排气阀芯为所述可移动部件;以及排气阀偏置构件,顶抵在所述排气阀芯上以给所述排气阀芯提供从所述关闭位置到所述开启位置的移动阻力。
优选地,所述阀组件包括用于调节所述预定值的调节机构。
优选地,所述阀组件包括用于调节所述预定值的调节机构,所述调节机构包括:阀盖,其可移动地连接至所述阀座,所述第一偏置构件或所述排气阀偏置构件相应地抵顶在所述第一阀芯与所述阀盖之间或所述排气阀芯与所述阀盖之间;以及定位结构,用于相对于所述阀座定位所述阀盖的位置,其中所述消音装置设置在所述阀盖上。
优选地,所述阀组件与所述输气口配合形成进气口和排气口;所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时使所述进气口与所述面罩通气口连通,且在所述腔体内的压力大于大气压时使所述排气口与所述面罩通气口连通,其中,所述进气口的横截面积大于所述排气口的横截面积,且所述排气口能够在呼气时保持所述腔体内的压力大于大气压。
优选地,所述输气口包括间隔设置的第一输气口和第二输气口,所述阀组件设置在所述第一输气口处;所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启所述第一输气口,所述第一输气口和所述第二输气口为所述进气口;所述腔体内的压力大于大气压时关闭所述第一输气口,所述第二输气口为所述排气口,所述消音装置设置在所述第一输气口和/或所述第二输气口处。
优选地,所述第二输气口由所述消音装置的多个消音孔形成。
优选地,所述阀组件包括调节机构,所述调节机构用于调节所述第二输气口的通气面积。
优选地,所述调节机构包括:固定件,其在所述第二输气口处连接至所述腔体;可移动件,其可移动地连接至所述固定件,所述消音装置设置在所述可移动件上,所述第二输气口经由所述消音装置的所述多个消音孔与大气连通;定位结构,其用于相对于所述固定件定位所述可移动件的位置;以及调节件,所述调节件的头部设置为能够容纳在所述第二输气口中且沿着所述第二输气口的气体流通方向具有不同的横截面积,所述调节件连接至所述可移动件,所述可移动件能够带动所述调节件沿着所述第二输气口的气体流通方向移动。
优选地,所述阀组件包括:弹性阀瓣,具有关闭所述输气口的关闭位置和打开所述输气口的开启位置,所述弹性阀瓣上设置有通孔,所述通孔为所述排气口;以及弹性阀嘴,所述弹性阀嘴在所述腔体的外侧连接至所述通孔,所述弹性阀嘴沿着所述通孔的排气方向渐缩。
根据本发明的另一个方面提供的呼吸面罩设备,包括:呼吸面罩;以及如上所述的任一种通气控制装置,所述通气控制装置连接至所述呼吸面罩,并通过所述面罩通气口与所述呼吸面罩通气。
患者呼气时,呼吸面罩内的压力会高于大气压。本发明利用呼气气压改变的特点,提供了一种能够实现呼气正压的通气控制装置,避免持续正压引起的患者不适;使用时无需连接正压气体供给装置(例如CPAP呼吸机)及管路等,从而方便患者移动;外出时无需携带正压气体供给装置,患者可以随时佩戴具有该通气控制装置的呼吸面罩进行治疗。此外,该通气控制装置还利用小孔喷注消音原理增加了消音装置,以降低通气控制装置在使用时产生的噪音;由于该消音装置体积小巧,不会影响通气控制装置的紧凑设计;并且当消音装置连通至用于排出气体的输气口时,经由消音孔排出的气体比较发散,因此可以避免排出的气体吹到障碍物产生噪音,还可以减轻吹到人体的不适感。进一步,该通气控制装置体积小巧,方便携带,成本较低。
在发明内容中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图,详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述,用来解释本发明的原理。在附图中,
图1为现有的持续正压通气系统的示意图;
图2A为具有根据本发明一个实施例的通气控制装置的呼吸面罩的立体图;
图2B为图2A中的通气控制装置和呼吸面罩的全剖视图;
图3A为具有根据本发明第一实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图;
图3B为具有根据本发明第二实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图;
图3C为图3B中消音装置341B的放大图;
图4A为具有根据本发明第三实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图;
图4B为根据本发明第四实施例的通气控制装置的剖视图;
图5为具有根据本发明第五实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图;
图6为具有根据本发明第六实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图;以及
图7为具有根据本发明第七实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图。
110、呼吸面罩;120、连接管路;130、CPAP呼吸机;20、呼吸面罩;21、面罩主体;22、衬垫组件;23、支撑部分;24、前额支撑件;200、通气控制装置;210、腔体;211、面罩通气口;212A、第一输气口;212B、第二输气口;213、连接结构;220、进气阀;221、连接件;230、排气阀;231、阀座;232、排气阀芯;233、排气阀偏置构件;234、出气口;240、消音装置;241、消音孔;250、减震机构;251、减震腔;252、减震通气口;260、调节机构;261、阀盖;300、通气控制装置;310、腔体;312A、第一输气口;312B、第二输气口;320、进气阀;340A、340B、消音装置;341A、341B、消音孔;410、腔体;412、输气口;420、阀组件;421、阀座;421A、限位槽;422、第一阀机构;422A、第一阀芯;422B、通孔;422C、第一偏置构件;422D、突出部;422E、气孔;423、第二阀机构;440、消音装置;441、消音孔;450、450’、减震机构;451、451’、减震腔;452、减震通气口;460、调节机构;461、阀盖;510、腔体;512、输气口;520、阀组件;521、第一阀机构;521A、第一阀芯;521B、第一偏置构件;522、第二阀机构;522A、第二阀芯;522B、第二偏置构件;523、通孔;540、消音装置;541、消音孔;560、阻尼减震机构;610、腔体;612、输气口;620、阀组件;621、弹性阀瓣;622、连接件;623、通孔;640、消音装置;624、弹性阀嘴;710、腔体;712A、第一输气口;712B、第二输气口;770、调节机构;771、固定件;772、可移动件;773、定位结构;774、调节件;774A、头部;740、消音装置;741、消音孔。
具体实施方式
在下文的描述中,提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而,本领域技术人员可以了解,如下描述仅示例性地示出了本发明的优选实施例,本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。
根据本发明的一个方面,提供一种用于呼吸面罩的通气控制装置(以下简称通气控制装置)。为了能够准确、完整地理解该通气控制装置,本文将首先对采用该通气控制装置的呼吸面罩进行简单描述。可以理解的是,附图中所示出的口鼻罩型呼吸面罩仅为示例性的,本文提供的通气控制装置并不限于仅应用至该口鼻罩型呼吸面罩,其还可以应用至鼻罩型、全脸罩型或鼻塞型等形式的呼吸面罩。
如图2A的立体图和图2B的剖视图所示,呼吸面罩20包括面罩主体21、衬垫组件22和前额支撑件24。在未示出的其它实施例中,呼吸面罩20可能会不包括其中的一个或两个部件,例如不包括前额支撑件24。
面罩主体21上设置有面罩通孔(未标示出)。衬垫组件22安装在面罩主体21上。面罩主体21和衬垫组件22共同形成空腔。衬垫组件22可以固定地连接或可拆卸地连接到面罩主体21。在使用时,面罩主体21和衬垫组件22将与患者的脸部(包括脸颊、鼻梁、嘴巴上下部等)接触,形成密封,以使该空腔与患者的鼻腔或者口鼻腔连通。面罩主体21可以由刚性材料制成,或者也可以由柔性材料制成。衬垫组件22优选地由柔性材料制成。衬垫组件22可以是气囊,也可以是膜结构。膜结构可以是单层或分离的双层。衬垫组件22也可包括粘合件(例如不干胶等),以提升病人感受和密封效果。面罩主体21和衬垫组件22的从正面看的形状不限于图中所示的大体三角形,还可以为梨形、梯形等等。面罩主体21和衬垫组件22还可以采用与口鼻部形状相适配的形状等等。在鼻塞型呼吸面罩中,衬垫组件22也可以设计成与鼻孔口密封的锥形膜形状的鼻塞,此结构同样可具有单层或分离的双层膜结构。在口鼻型呼吸面罩中,还可以将鼻塞与口部罩型设计相结合。衬垫组件22包括支撑部分23。支撑部分23可设计皱褶、波纹管、局部减薄、弯折、弧形等结构,以实现此呼吸面罩20与脸部更好的贴合,甚至实现衬垫组件22的软垫部分与面罩主体21间悬浮,从而可自适应衬垫与脸部的贴合角度,并利用腔内气体压力辅助密封。作为一个实例,支撑部分采用气囊或凝胶,可具有自适应脸型的功能。
此外,该呼吸面罩20还包含用于连接固定组件的固定件,例如卡扣、绑带环等。固定件可以作为单独零件连接于面罩主体21上,也可与面罩主体21一体形成。固定组件用于把呼吸面罩20固定在患者面部的适当位置,可以是现有的各种头带。头带上可以有与面罩主体21连接的结构,比如扣、带魔术贴的绑带。头带的材料可以用编织物、弹性体等(其中弹性体可以是泡沫、硅胶等),也可以采用编织物和弹性体复合的多层结构,以提高其弹性、透气性及人体顺应性。头带的形状可做成Y字形、工字形等各种形态,同时可加入某些方向相对刚性而另外某些方向柔性的零件,以更好固定该呼吸面罩20。固定组件也可以是直接固定于脸部、鼻子外部或鼻腔内的结构,比如可以是粘合件(例如不干胶等)的固定结构。
前额支撑件24在使用时抵靠在患者的额头上。前额支撑件24与面罩主体21之间的连接可以是固定式的或可分拆式的,分拆式的实施例例如是通过扣位。前额支撑件24包含柔软的额头接触部。该前额支撑件24还可以具有调整装置,以调整与额头距离,保证适应不同面型。
上述刚性材料可以是塑料、合金等,柔性材料可以是硅胶、凝胶、泡沫、气囊、纺织品等,此材料定义也适用于后续各部分内容。
呼吸面罩20所包含的各个部件都可以采用本领域已知的构造,因此这里不再进一步详细描述。
下面将结合附图对本发明提供的通气控制装置的多个优选实施例进行详细描述。参见图2A-2B,通气控制装置200包括腔体210、阀组件(包括进气阀220和排气阀230)和消音装置240。
腔体210具有面罩通气口211以及一个或多个输气口。在图2A-2B的实施例中,腔体210具有第一输气口212A和第二输气口212B。输气口与面罩通气口211连通。面罩通气口211用于与呼吸面罩20连通。面罩通气口211例如连接至呼吸面罩20的面罩通孔。虽然图中示出的腔体210大体上呈圆柱形,但是在未示出的其他实施例中,腔体210还可以具有其他任意形状,只要能够形成可以与呼吸面罩20进行通气的密封空间即可。腔体210的体积不限,以佩戴舒适为佳。腔体210可以由柔性材料或刚性材料制成。该腔体210可以不可拆卸地连接至呼吸面罩20,以使通气控制装置200不可拆卸地连接至呼吸面罩20。该腔体210甚至可以与面罩主体21和衬垫组件22形成的空腔成一体,例如采用模制工艺使腔体210与面罩主体21一体成型。作为示例,腔体210与空腔可以形成为两个可以明显区分并连通的腔。作为示例,腔体210也可以做成空腔的一部分,也就是说,针对图2A-2B所示的实施例,可以利用呼吸面罩的空腔的一部分作为腔体210,将第一输气口212A和第二输气口212B直接形成在面罩主体21上。这样,阀组件(包括进气阀220和排气阀230)可以直接设置在面罩主体21上。在其他实施例中,可以在腔体210的面罩通气口211处设置连接结构213。该连接结构213用于将通气控制装置200可拆卸地连接至呼吸面罩20。连接结构213例如可以为卡扣连接装置、螺纹连接装置或弹性体抱紧连接装置等。这样,可以随时更换通气控制装置200,并且可以将该通气控制装置200设计成可以直接应用于现有的CPAP呼吸面罩,以降低患者的使用成本。
输气口(例如第一输气口212A和第二输气口212B)用于腔体210与大气之间的气体交换,包括患者的吸气和患者的呼气,均通过该输气口来完成。在图2A-2B的实施例中,腔体210上设置两个输气口。其中,第一输气口212A用作进气口,而第二输气口212B用作排气口。在未示出的其他实施例中,输气口的数量可以为一个或更多个。阀组件可以设置在至少一个输气口处。通过阀组件与输气口的配合可以使这些输气口的全部或部分既用作进气口又用作排气口,或者可以使这些输气口中的一个或几个用作进气口而其余的用作排气口。后文还将介绍设置一个和多个输气口的实施例。阀组件可以作为控制全部输气口的气体流通的阀门。阀组件还可以控制输气口的一部分的气体流通,例如阀组件关闭时该输气口的另一部分是可以通气的。当存在多个输气口时,阀组件可以采用上述两种方式的结合。
阀组件构造为呼气时保持腔体210内的压力P1大于大气压P0。在图2A-2B的实施例中,阀组件可以包括设置在第一输气口212A(即进气口)处的进气阀220和设置在第二输气口212B(即排气口)处的排气阀230。当腔体210内的压力P1小于或等于大气压P0时,可以令进气阀220开启,气体从第一输气口212A进入腔体210内。当腔体210内的压力P1大于大气压P0时,可以令进气阀220关闭,令排气阀230在一定情况下开启。例如在腔体210内的压力P1与大气压P0之差大于预定值时开启,以使气体从第二输气口212B排出腔体210。这样可以保持腔体210内的压力P1大于大气压P0。此外,如图3A所示,还可以将第二输气口312B的开口面积设置得较小,使气体的排出速率小于患者的呼气速率,以呼气时形成正压环境。而进气阀320可以与图2的进气阀220相同或相似。吸气时,第二输气口312B还能起到辅助进气的作用。这样,可以实现吸气时无阻力或小阻力。相关病理研究成果表明,OSAHS患者在吸气时气道没有阻塞,只在呼气时有阻塞。本发明采用呼气正压来防止上呼吸道塌陷,进而对OSAHS起到治疗作用。后文将对阀组件的多个优选实施例进行详细描述。
返回参见图2A-2B,消音装置240包括多个消音孔241。利用小孔喷注消音原理将高频声转换成人耳不敏感的超声范围,从而达到降噪的目的。消音装置240可以设置在输气口的至少一个处。作为消音装置240可以在腔体210的外侧连通至输气口的至少一个。可以在用于排出气体的第二输气口212B和排气阀230的外侧加装消音装置240,如图2A-2B所示。呼气产生的气体由第二输气口212B排出后可以经过间隔开的多个消音孔241排放到空气中,减小了气体排出时碰撞产生噪音。当然,也可以在用于进气的第一输气口212A和进气阀220的外侧(即远离腔体210的一侧)加装类似于消音装置240的消音装置。该消音装置上设置有多个消音孔,以使气体经由多个消音孔进入输气口214A。经过验证,在用于进气的输气口处加装消音装置对噪音也是有改善的,主要是降低了气流流经第一输气口212A和进气阀220的噪音。后文还将结合图3B对在用于进气的输气口处加装消音装置的实施例进行描述。通过安装上述消音装置可以降低通气控制装置在使用时产生的噪音。当消音装置连通至用于排出气体的第二输气口212B时,经由消音孔241排出的气体比较发散,因此可以避免排出的气体吹到障碍物产生的噪音,还可以减轻吹到人体的不适感。
对于图3A所示的实施例,消音装置可以直接安装在第一输气口312A的外侧和/或第二输气口312B的外侧,使气体经由该消音装置进入第一输气口312A,和/或使由第一输气口312A排出的气体经由该消音装置排出。虽然图3A中未示出消音装置,但是本领域的普通技术人员基于上文的描述和附图能够理解此结构。
在一个优选实施例中,如图3B所示,设置在用于排气的第二输气口312B处的消音装置340B可以用于实现呼气正压。消音装置340B可以位于第二输气口312B中。可以理解为用消音装置340B的消音孔341B代替了图3A中所示的第二输气口312B。通过消音装置340B的消音孔341B起到限制气体的排出速率的作用。也就是说,使消音孔341B的尺寸设置为在呼气时保持腔体310内的压力P0大于大气压P1。如图3B中示出了用于进气的第一输气口312A处的消音装置340A安装在进气阀的外侧。但是,消音装置340A也可以类似于消音装置340B安装在第一输气口312A中。
小孔喷注消音的消音量与消音孔的直径有关。研究表明,消音孔的直径越小,消音量越大。优选地,可以将多个消音孔的最小直径设置为小于或等于3mm。进一步优选地,多个消音孔的最小直径设置为小于或等于1.5mm。当消音孔的直径小于或等于1mm时,孔径减半可使噪音减小9dB。因此,更进一步优选地,多个消音孔的最小直径设置为小于或等于1mm。此外,多个消音孔之间的孔间距越小,气流通过多个消音孔后会再汇合成大的喷煮,导致消音效果变差。优选地,多个消音孔的孔间距在1.5-7mm范围内。进一步优选地,多个消音孔的孔间距在1.5-5mm范围内。更进一步优选地,多个消音孔的孔间距在2-4mm范围内。在用于进气的输气口处设置消音装置的实施例中,为了通气通畅,并考虑到消音孔的阻尼作用,优选地,多个消音孔的通流截面积大于或等于用于进气的输气口的通流截面积的1.2倍。
优选地,参见图3C所示的消音装置340B的放大图,多个消音孔341B的中心轴线P-P沿着它们连通的输气口的排气方向呈放射状分布。在图2A-2B和图3B-3C所示的实施例中,多个消音孔241、341B连通至用于排气的第二输气口212B、312B,多个消音孔241、341B的中心轴线可以沿着第二输气口212B、312B的排气方向呈放射状分布。对于连通至用于排气的输气口的消音孔(后文将描述这样的实施例),其中心轴线可以沿着该输气口的排气方向呈放射状分布。而对于既用作进气口又用作排气口的输气口,连通到其的消音装置上的消音孔优选地沿着排气方向呈放射状分布。这样,可以降低由消音孔喷出的气流相互喷射的机会,以进一步降低噪音。
优选地,继续参见图3C,多个消音孔341B沿着气流方向渐缩,也就是说,消音孔341B的气体入口端的尺寸大于其气体出口端的尺寸。参见图2A-2B和图3B-3C所示的实施例,多个消音孔241、341B连通至用于排气的第二输气口212B、312B,消音孔241、341B沿着排气方向渐缩。对于连通至作为进气口的输气口的消音孔341A,参见图3B,消音孔341A沿着进气方向渐缩。而对于既用作进气口又用作排气口的输气口(后文将描述这样的实施例),连通到其的消音孔优选地沿着排气方向渐缩。这样,可以由每个消音孔分别汇聚其喷出的气流,降低喷出的气流在消音装置外相互喷射的机会,以进一步降低噪音。
优选地,消音装置240、340A、340B可拆卸地连通至输气口的至少一部分,以方便对消音装置的清洗和更换。
优选地,消音装置240、340A、340B由疏水性材料制成,以避免水蒸气液化吸附在消音孔内形成水膜而影响通气。另外,采用疏水性材料制作的消音装置方便清洗。作为示例,疏水性材料可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氨酯(PUR)、聚酯(PES)、聚乳酸(PLA)、聚己酸内酯(PCL)、聚丙烯(PP)、聚酯(PES)和聚碳酸酯(PC)中的一种或多种。
在一个优选实施例中,返回参见图2A-2B,进气阀220可以由弹性材料或形态记忆材料制成,且在腔体210内连接在第一输气口212A处,例如直接连接在腔体210的壁上或者通过中间部件(例如图2中的连接件221)连接到腔体210上。进气阀220可以单向开启,即当腔体210内的压力P1小于或等于大气压P0时,进气阀220向腔体210内侧开启,空气通过第一输气口212A进入腔体210内。当然,进气阀还可以具有其他设置方式,只要能够在腔体210内的压力P1小于或等于大气压P0时开启第一输气口212A即可。进气阀220与第一输气口212A之间的密封可以采用多种形式的设计,进气阀220与第一输气口212A之间的密封配合包括线和平面配合、平面和平面配合、线和圆柱面配合、圆柱面和圆柱面配合、线和球面配合、球面和球面配合、线和圆锥面配合、圆锥面和圆锥面配合等等形状。密封配合部分的材质可为刚性、柔性的灵活组合。上述密封配合部分的形状和材质也可应用到下述的各种阀门中。在一个实施例中,排气阀230可以采用类似于进气阀220的结构。
在另一个实施例中,排气阀230可以包括排气阀芯232和排气阀偏置构件233。排气阀芯232具有关闭用于排气的第二输气口212B的关闭位置和打开第二输气口212B的开启位置。排气阀230还可以包括阀座231。阀座231连接至第二输气口212B,且阀座231上设置有出气口234。排气阀芯232可以在其关闭位置和其开启位置之间可移动地设置在阀座231内。所述移动包括平移和旋转。图2B示出了平移移动的实施例。排气阀芯232在其开启位置时能够使第二输气口212B与出气口234流体连通,以形成排气通道。排气阀偏置构件233顶抵在排气阀芯232上以给排气阀芯232提供从关闭位置到开启位置的移动阻力。也就是说,当呼气时,需要克服排气阀偏置构件233产生的阻力使排气阀芯232从其关闭位置移动到其开启位置才能够使呼出的气体排出。排气阀偏置构件233可以设置在排气阀芯232的背离腔体210的一侧,并在排气阀芯232处于关闭位置时就对其施加压力。呼气时需要克服该压力使排气阀芯232移动到关闭位置。在该移动过程中,排气阀偏置构件233施加的压力增大。在未示出的其他实施例中,排气阀偏置构件可以设置在排气阀芯232的面向腔体210的一侧,并在排气阀芯232处于关闭位置时就对其施加拉力。呼气时需要克服该拉力使排气阀芯232移动到关闭位置。在该移动过程中,排气阀偏置构件233施加的拉力增大。排气阀偏置构件233可以为弹簧或其他弹性体等,还可以由形态记忆材料制成,形态记忆材料例如是具有形态记忆性能的合金或塑料等。此外,排气阀230也可以采用类似于进气阀220的结构。
进一步优选地,通气控制装置200还包括减震机构250。减震机构250与阀组件中的呼气时的可移动部件(例如排气阀芯232)形成减震腔。减震机构250在该可移动部件移动时(也就是是呼气时)相对于腔体210固定地设置,以使减震腔的体积改变。减震腔具有减震通气口。减震腔仅通过该减震通气口通气。具体地,参见图2A-2B,减震机构250与排气阀芯232形成减震腔251。减震机构250与排气阀芯232之间可以通过密封件连接。在该实施例中,减震腔251大体上呈圆柱形,但是在未示出的其他实施例中,减震腔251也可以具有其他形状。当排气阀芯232在其关闭位置和其开启位置之间移动时,减震机构250相对于阀座231的位置固定。减震机构250可以连接至阀座231,也可以连接至其它不可移动部件上。这样,当排气阀芯232移动时,减震腔251的体积会发生变化。减震腔251具有减震通气口252,以使减震腔243仅通过减震通气口252通气。减震通气口252可以如图2B所示地形成在减震机构250上。在未示出的其他实施例中,减震通气口也可以形成在排气阀芯232上。另外,减震通气口还可以形成在减震机构250与排气阀芯232之间的密封件上。由于排气阀芯232移动时,减震腔251的体积变化会产生内外气压差,因此对排气阀芯232的移动产生气体阻尼作用,降低排气阀芯232的移动速度,实现减震降噪。由此,通过减震的方式进一步降低通气控制装置内的机械部件移动产生的噪声。
而上述消音装置和减震机构可以与以下各种类型的阀组件相结合。
在一组实施例中,如图4A所示,阀组件420设置在输气口412处,以控制输气口412的气体流通。该阀组件420包括进气通道和排气通道。进气通道和排气通道通过输气口412与腔体410连通。阀组件420构造为在腔体410内的压力P1小于或等于大气压P0时使进气通道导通;且在腔体410内的压力P1与大气压P0之差⊿P大于或等于预定值时使排气通道导通。也就是说,进气通道只有在腔体410内的压力P1小于或等于大气压P0时才导通,一旦腔体410内的压力P1大于大气压P0时立即关闭。同样地,排气通道只有在腔体410与大气压之差⊿P大于或等于预定值时才导通,一旦腔体410与大气压之差⊿P小于预定值时立即关闭。当患者吸气时,腔体410内的气压P1降低,低于大气压P0,进气通道开启,此时排气通道关闭,对应患者的吸气相。当患者呼气时,腔体410内的气压P1增大,高于大气压P0。当腔体410内的气压P1增大到与大气压P0之差⊿P高于某一预定值时,排气通道开启,此时进气通道关闭,对应患者的呼气相。
消音装置440连通至进气通道的入口和/或排气通道的出口。作为示例,消音装置440可以在阀组件420的外侧连通至阀组件420的出口424。出口424既是进气通道的入口也是排气通道的出口。消音装置440类似于图2A-2B所示的消音装置240,其上设置有多个消音孔441。消音装置440在阀组件420的外侧连通至阀组件420的出口424。
在一个实施例中,阀组件420可以包括第一阀机构422和第二阀机构423,如图4A所示。第一阀机构422具有关闭输气口412的第一关闭位置和打开输气口412的第一开启位置。第一阀机构422上设置有通孔。第二阀机构423设置在通孔422B处。第二阀机构423具有关闭通孔422B的第二关闭位置和打开通孔422B的第二开启位置。通过两个阀机构的相互配合,可以利用患者的进气气流和呼气气流自动地控制它们的开启和关闭,进而实现吸气无阻力或小阻力和呼气正压。
在一个实施例中,一方面,第一阀机构422和第二阀机构423可以相互协作,在原始位置和通气位置之间可移动。原始位置是指未由于呼吸作用对第一阀机构422和第二阀机构423施加外力的状态。此时第一阀机构422和第二阀机构423均处于各自的关闭位置。当腔体410内的压力P1与大气压P0之差⊿P大于或等于该预定值时,第二阀机构423跟随第一阀机构422一起移动,移动至通气位置。此时第一阀机构422处于第一开启位置,而第二阀机构423处于第二关闭位置。输气口211开启,形成排气通道。在该实施例中,第二阀机构423可以设置在第一阀机构422上。这样,在呼气时,腔体410内的压力P1不断增大。当腔体410内的压力P1与大气压P0之差⊿P小于预定值时,第一阀机构422和第二阀机构423处于原始位置,输气口412处于关闭状态。一旦腔体410内的压力P1与大气压P0之差⊿P大于或等于该预定值时,第二阀机构423就跟随第一阀机构422一起移动至通气位置(向右移动),以形成排气通道,并且还能够在腔体410内保持正压。
另一方面,第二阀机构223自身的开启和关闭动作能够在患者吸气时形成进气通道。具体地,吸气时,腔体410内的压力P1不断减小。第一阀机构422处于关闭输气口412的第一关闭位置。当腔体410内的压力P1小于或等于大气压P0时,第二阀机构423处于开启通孔422B的第二开启位置,以形成进气通道。吸气转为呼气时,腔体410内的压力P1增大,当压力P1大于大气压P0,第二阀机构423就会关闭通孔422B并重复上述过程。由于吸气时腔体410内的压力P1与大气压P0之差⊿P达不到上述预定值,因此第一阀机构422保持在其第一关闭位置。第一阀机构422和第二阀机构423有多种实施方式,本发明将结合附图对一些优选实施方式进行描述。
阀组件420还可以包括阀座421。阀座421连接在输气口412处。第一阀机构422和第二阀机构423可以均设置在阀座421内。在后文将介绍的实施例中,也可以是第一阀机构设置在阀座内,第二阀机构设置在腔体内。阀座421上设置有出气口424。出气口424可以设置在阀座421的远端,也可以设置在阀座421的侧壁上。本文所述的近端和远端是相对于佩戴该呼吸面罩的患者而言的,靠近患者的一端称为近端,反之称为远端。
在图4A所示的实施例中,第一阀机构422可以包括第一阀芯422A和第一偏置构件422C。第一阀芯422A能够在第一关闭位置和第一开启位置之间可移动。第一阀机构422可以设置在阀座421内。通孔422B设置在第一阀芯422A上。第二阀机构423可以在通孔422B处设置在第一阀芯422A上。第一偏置构件422C顶抵在第一阀芯422A上,以给第一阀芯422A提供从第一关闭位置到第一开启位置的移动阻力。第一偏置构件422C在图中所示的第一阀芯422A处于第一关闭位置时就对第一阀芯422A施加偏置力,以形成呼气正压。第二阀机构423可以由弹性材料或形态记忆材料制成,且从靠近腔体410的一侧连接至第一阀机构422。可以理解的是,第一阀机构422也可以采用类似于第二阀机构423的这种构造,即由弹性材料或形态记忆材料制成并在背离腔体410的一侧连接至腔体410;同样地,第二阀机构423也可以采用与上述第一阀机构422类似的构造,即包括阀芯和偏置构件。
优选地,该通气控制装置还包括减震机构450,如图4A所示。该减震机构450类似于图2A-2B所示的减震机构250。减震机构450与阀组件420中的呼气时的可移动部件(也就是第一阀芯422A)形成减震腔451。减震机构450与第一阀芯422A之间可以通过密封件连接。在该实施例中,减震腔451大体上呈圆环形,当然,也可以采用其它形状。当第一阀芯422A移动时(也就是呼气时),减震机构450的位置固定,以使减震腔451的体积改变。减震机构450可以连接至阀座421,也可以连接至其它不可移动部件上。这样,当阀座421移动时,减震腔451的体积会发生变化。减震腔451具有减震通气口452,以使减震腔451仅通过减震通气口452通气。减震通气口452可以如图4A所示地形成在减震机构450上。在未示出的其他实施例中,减震通气口也可以形成在第一阀芯422A上。另外,减震通气口还可以形成在减震机构450与第一阀芯422A之间的密封件上。由于第一阀芯422A移动时,减震腔451的体积变化会产生内外气压差,因此对第一阀芯422A的移动产生气体阻尼作用,降低第一阀芯422A的移动速度,实现减震降噪。由此,通过减震的方式进一步降低通气控制装置内的机械部件移动产生的噪声。
图4B提供了另一种构造的减震机构450’。图4A所示的减震机构450包围在第一偏置构件422C的外周,因此其减震腔451呈环形。在图4B所示的实施例中,减震机构450’设置在第一偏置构件422C中,与第一阀芯422A的突出部422D形成减震腔451’。图4B所包含的其他部件,例如腔体410、阀座421、第二阀机构423、消音装置440可以与图4A所示的相同或相似。吸气时,第二阀机构423打开通孔422B,空气从消音孔441进入该通气控制装置内,经由第一阀机构422上的气孔422E、通孔422B进去腔体410内。呼气时,第一阀机构422和第二阀机构423一起向右移动到通气位置,使腔体410内的气体经由输气口412、消音孔441排出。气孔422E在第一阀芯422A上的位置可以采用其他设置方式,只要能够使通孔422B与消音孔441连通即可。另外,在阀座421上还可以设置限位装置,例如限位槽421A,用于限制第一阀机构422仅在原始位置和通气位置之间移动。避免呼气时,第一阀机构422的剧烈震动产生噪音。需要说明的是,该限位装置可以增加到上文及下文所描述的排气时存在可移动部件的各种实施例中。
在另一实施例中,如图5所示,阀组件520可以包括第一阀机构521和第二阀机构522。第一阀机构521设置在腔体510的输气口512处。第一阀机构521具有关闭输气口512的第一关闭位置和打开输气口512的第一开启位置。第一阀机构521上设置有通孔523。第二阀机构522设置在通孔523处。第二阀机构522具有关闭通孔523的第二关闭位置和打开通孔523的第二开启位置。一方面,第一阀机构521和第二阀机构522相互协作,在原始位置和通气位置之间可移动。当腔体510内的压力P1小于或等于大气压P0时,第一阀机构521和第二阀机构522一起移动至通气位置,形成进气通道。在图5所示的实施例中,第一阀机构521和第二阀机构522向左移动,第一阀机构521与输气口512之间产生缝隙,输气口512开启,以形成进气通道,对应患者的吸气相。当腔体510内的压力P1大于大气压P0,第一阀机构521处于第一关闭位置,输气口512关闭。当患者由吸气相转为呼气相后,腔体510内的压力P1逐渐增大,由于腔体510内的压力P1大于大气压P0,因此第一阀机构521保持在第一关闭位置。而当腔体510内的压力P1增大到与大气压P0之差⊿P大于或等于该预定值时,第二阀机构522进入开启通孔523的第二开启位置,以形成排气通道。当腔体510内的压力P1与大气压P0之差⊿P小于该预定值时,第二阀机构522则处于关闭通孔523的第二关闭位置。
优选地,图5所示的该通气控制装置也可以包括消音装置540。消音装置540的多个消音孔541连通至输气口512。输气口512既用于进气又用于排气,消音孔541可以对进气气流和排气气流进行消音。如上文所提到的,对于既用作进气口又用作排气口的输气口,连通到其的消音孔541优选地沿着排气方向呈放射状分布,连通到其的消音孔541优选地沿着排气方向渐缩。
另外优选地,该通气控制装置可以包括阻尼减震机构560。阻尼减震机构560在呼气时相对于腔体510固定地设置,以为阀组件520中的呼气时的可移动部件提供摩擦阻力。在图5所示的实施例中,该呼气时的可移动部件为第二阀芯522A。由于摩擦阻力的存在,会降低第二阀芯522A的移动速度,实现减震降噪。由此,通过减震的方式进一步降低通气控制装置内的机械部件移动产生的噪声。阻尼减震机构560可以是设置在第二阀芯522A和第一阀芯521A上的具有一定粗糙度的块、片或条等。阻尼减震机构560还可以是设置在第二阀芯522A和第一阀芯521A上的齿轮、齿条、滑道、滑槽或它们的组合等。可以理解,该阻尼减震机构560还可以增加到图2A-2B以及图4A所示的实施例中。图2A-2B中的排气时的可移动部件为排气阀芯232,图4A中的排气时的可移动部件为第一阀芯422A。
此外,该通气控制装置还可以包括上文所提到的减震机构(未示出)。该减震机构类似于图2A-2B所示的减震机构250以及图4A所示的减震机构450。该减震机构与第二阀机构522形成减震腔。第二阀机构522可以包括第二阀芯522A和第二偏置构件522B。减震机构与第二阀机构522(例如与第二阀芯522A)之间可以通过密封件连接。当第二阀机构522开启通孔523过程中,减震机构相对于第一阀机构521的位置固定,以使减震腔的体积改变。减震腔具有减震通气口,以使减震腔仅通过减震通气口通气。当第一阀机构521和第二阀机构522在原始位置和通气位置(即第一阀机构521和第二阀机构522一起向左移动到用于进气的位置)之间移动时,减震机构随它们一起移动。第一阀机构521可以包括第一阀芯521A和第一偏置构件521B。吸气时需克服第二偏置构件521B产生的偏置力使第一阀芯521A和第二阀机构522一起向左移动。当第二阀机构522从其第二关闭位置向第二开启位置移动时,减震机构相对于第一阀机构521的位置固定。减震机构450可以连接至第一阀机构521。这样,当第二阀机构522移动时,减震腔的体积会发生变化。减震腔具有减震通气口,以使减震腔仅通过减震通气口通气。由于第二阀机构522移动时,减震腔251的体积变化会产生内外气压差,因此对第二阀机构522的移动产生气体阻尼作用,降低第二阀机构522的移动速度,实现减震降噪。由此,通过减震的方式进一步降低通气控制装置内的机械部件移动产生的噪声。
在一个优选实施例中,阀组件还可以包括调节机构,用于调节上述预定值。作为示例,如图2B所示,消音装置240可以设置在调节机构260上。调节机构260可以包括阀盖261。消音装置240可以设置在阀盖261上。阀盖261可移动地连接至阀座231。调节机构260还包括定位结构,用于相对于阀座231定位阀盖261的位置。定位结构可以是设置在阀座231和阀盖261上的相互匹配的螺纹。在未示出的其他实施例中,定位结构可以卡扣、固定销等等。排气阀偏置构件233的一端可以连接或抵靠至排气阀芯232,而另一端可以连接或抵靠至阀盖261。这样通过调节阀盖261相对于阀座231的位置,就能够调节排气阀偏置构件233的偏置力。在存在减震机构250的情况下,可以将减震机构250连接至阀盖261。排气阀偏置构件233的一端仍然连接或抵靠至排气阀芯232,而另一端则连接或抵靠至减震机构250,也能够实现上述调节功能。
类似地,在图4A所示,调节机构460还可以用于调节给第一阀机构422提供的移动阻力。调节机构460可移动地连接至阀座421,并通过定位结构相对于阀座421定位调节机构460的位置。定位结构可以是设置在阀座421和调节机构460上的相互匹配的螺纹。在未示出的其他实施例中,定位结构可以卡扣、固定销等等。偏置构件的一端可以连接或抵靠至第一阀机构422,而另一端可以连接或抵靠至调节机构460。这样通过调节调节机构460相对于阀座431的位置,就能够调节偏置构件的偏置力。在存在减震机构450的情况下,可以将减震机构450连接至调节机构460。偏置构件的一端仍然连接或抵靠至第一阀机构422,而另一端则连接或抵靠至减震机构450,也能够实现上述调节功能。消音装置440可以设置在调节机构460上。
在未示出的其他实施例中,还可以采用其他方式来调节所述预定值。
进一步优选地,通气控制装置上设置有指示装置(未示出),用于指示调节后的预定值。该指示装置可以是机械标识,例如刻度、颜色标识等,还可以时电子标识,例如通过光、声、电等信号来显示。
在又一实施例中,返回参见图3A-3B,阀组件320与输气口配合形成进气口和排气口。阀组件320构造为在腔体310内的压力P1小于或等于大气压P0时(也就是患者吸气时),使进气口与面罩通气口连通,且在腔体310内的压力P1大于大气压P0时(也就是患者呼气时),使排气口与面罩通气口连通。在图3的实施例中,输气口包括间隔设置的第一输气口312A和第二输气口312B。可以将阀组件320设置在第一输气口312A处。当腔体310内的压力P1小于或等于大气压P0时,可以令阀组件320开启。第一输气口312A和第二输气口312B形成进气口。当腔体310内的压力P1大于大气压P0时,可以令阀组件320关闭,气体仅从第二输气口312B排出腔体310。第二输气口312B形成排气口。排气口的横截面积设置为呼气时保持腔体内的压力P1大于大气压P0,例如可以将第二输气口312B的开口面积设置得较小,使气体的排出速率小于患者的呼气速率。进气口的横截面积则大于排气口的横截面积。吸气时,第二输气口312B还能起到辅助进气的作用。如上所述地,消音装置可以设置在用于出气的第一输气口312A和/或第二输气口312B处,用于在气体进入和/或排出腔体时消音。消音装置的消音孔在腔体310的外侧连通至第一输气口312A和/或第二输气口312B。
在另一优选实施例中,阀组件620设置在输气口612处,控制全部输气口612的气体流通。当阀组件620开启时,输气口612开启,反之,输气口612则关闭。阀组件620构造为在腔体610内的压力P1小于或等于大气压P0时开启输气口612。也就是说,吸气时阀组件620开启,输气口612为进气口。阀组件620上设置有使腔体610与大气连通的通孔623。阀组件620还构造为在腔体610内的压力P1大于大气压P0时关闭输气口612。也就是说,呼气时,腔体610内的压力P1大于大气压P0,阀组件620关闭输气口612,呼出的气体通过通孔623排出。通孔623为排气口。消音装置640可以在腔体610的外侧在输气口612处连接至腔体610。
进一步优选地,如图6所示,阀组件620可以包括弹性阀瓣621和弹性阀嘴624。弹性阀瓣621可以通过连接件622在输气口612处连接至腔体610。弹性阀瓣621具有关闭输气口612的关闭位置和打开输气口612的开启位置。通孔623设置在弹性阀瓣621上。通孔623与输气口612连通。通孔623的横截面积小于输气口612的横截面积。当腔体610内的压力P1大于大气压P0时关闭输气口612,腔体610内的气体通过通孔623排出。通孔623通常较小,以使呼气时保持腔体610内的压力P1大于大气压P0。由于弹性阀瓣621的弹性,通孔623的横截面积会随腔体610内压力P1的增大而增大。弹性阀嘴624在腔体的外侧连接至通孔623。优选地,弹性阀嘴624可以与弹性阀瓣621一体地形成。当然,可以采用分体形成后连接在一起的方式。弹性阀嘴624沿着通孔623的排气方向渐缩。呼气时,腔体610内的压力P1增大,弹性的弹性阀瓣621将会朝向腔体610的外侧膨胀,增大通孔623的通气面积,弹性阀嘴624的通气面积也会增大。由此,可以抵消腔体610内压力P1的变化,起到一定调节作用,使压力P1保持在一定范围内,不会由于患者的剧烈呼气而剧增。并且由于弹性阀嘴624的渐缩设计,会更好地控制通孔623的形变量,进而更稳定地控制腔体610内压力P1的变化。
图6所示的实施例是通过阀门自身的弹性来调节通气面积。在又一优选实施例中,在图3A的基础上还可以提供另一种方式的调节机构。如图7所示,该调节机构770包括固定件771、可移动件772、定位结构773和调节件774。腔体710具有第一输气口712A和第二输气口712B。第一输气口712A处设置有阀组件720。阀组件720与图3A所示的阀组件320基本相同,这里不再详述。固定件771在第二输气口712B处连接至腔体710。可移动件772可移动地连接至固定件771。消音装置740可以设置在可移动件772上。固定件771和可移动件772形成相对密封的腔体,以使由第二输气口712B排出的气体仅能够从消音装置740上的多个消音孔741排出,进而对排出的气体消音。定位结构773用于相对于固定件771定位可移动件772的位置。在图7所示的实施例中,定位结构773可以是设置在固定件771和可移动件772上的相互匹配的螺纹。在未示出的其他实施例中,定位结构可以是卡扣、固定销等等。调节件774的头部774A设置为能够容纳在第二输气口712B中。调节件774的头部774A沿着第二输气口712B的气体流通方向具有不同的横截面积。这样,当头部774A的不同位置进入到第二输气口712B中时,可以对流经第二输气口712B的气流形成阻挡,进而调节第二输气口712B的通气面积。调节件774连接至可移动件772。通过可移动件772的移动来带动调节件774沿着第二输气口712B的气体流通方向移动。并且,在移动到适当位置后,由定位结构773固定可移动件772和固定件771之间的相对位置。
本发明还提供一种呼吸面罩设备。该呼吸面罩设备包括上文所述的任一种呼吸面罩以及上文所述的任一种通气控制装置。通气控制装置连接至呼吸面罩,并通过面罩通气口与呼吸面罩通气。对于它们所包含的各个部件、结构可以参照上文相应部分的描述。
患者呼气时,呼吸面罩内的压力会高于大气压。本发明利用呼气气压改变的特点,提供了一种能够实现呼气正压的通气控制装置,避免持续正压引起的患者不适;使用时无需连接正压气体供给装置(例如CPAP呼吸机)及管路等,从而方便患者移动;外出时无需携带正压气体供给装置,患者可以随时佩戴具有该通气控制装置的呼吸面罩进行治疗。此外,该通气控制装置还利用小孔喷注消音原理增加了消音装置,以降低通气控制装置在使用时产生的噪音;由于该消音装置体积小巧,不会影响通气控制装置的紧凑设计;并且当消音装置连通至用于排出气体的输气口时,经由消音孔排出的气体比较发散,因此可以避免排出的气体吹到障碍物产生噪音,还可以减轻吹到人体的不适感。进一步,该通气控制装置体积小巧,方便携带,成本较低。
本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (20)
1.一种用于呼吸面罩的通气控制装置,其特征在于,包括:
腔体,其具有面罩通气口以及一个或多个输气口,所述输气口与所述面罩通气口连通,所述面罩通气口用于与呼吸面罩连通;
阀组件,其设置在至少一个所述输气口处,所述阀组件构造为呼气时保持所述腔体内的压力大于大气压;以及
消音装置,其包括多个消音孔,所述多个消音孔与所述输气口的至少一个连通,以使气体经由所述多个消音孔进入所述输气口,和/或使由所述输气口排出的气体经由所述多个消音孔排出。
2.如权利要求1所述的通气控制装置,其特征在于,所述多个消音孔的最小直径小于或等于3mm,和/或所述多个消音孔的孔间距为1.5-7mm。
3.如权利要求1所述的通气控制装置,其特征在于,所述多个消音孔的中心轴线沿着与它们连通的输气口的排气方向呈放射状分布。
4.如权利要求1所述的通气控制装置,其特征在于,当所述多个消音孔连通至用于进气或用于排气的输气口时,所述多个消音孔沿着气流方向渐缩;当所述多个消音孔连通至既用于进气又用于排气的输气口时,所述多个消音孔沿着排气方向渐缩。
5.如权利要求1所述的通气控制装置,其特征在于,所述通气控制装置还包括减震机构,所述减震机构与所述阀组件中的呼气时的可移动部件形成减震腔,所述减震机构在呼气时相对于所述腔体固定地设置,所述减震腔具有减震通气口。
6.如权利要求1所述的通气控制装置,其特征在于,所述通气控制装置还包括阻尼减震机构,所述阻尼减震机构在呼气时相对于所述腔体固定地设置,所述阻尼减震机构为所述阀组件中的呼气时的可移动部件提供摩擦阻力。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件具有进气通道和排气通道,所述进气通道和所述排气通道通过所述输气口与所述腔体连通,其中所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时使所述进气通道导通;且在所述腔体内的压力与大气压之差大于或等于预定值时使所述排气通道导通,其中所述消音装置连通至所述进气通道的入口和/或所述排气通道的出口。
8.如权利要求7所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件包括:
第一阀机构,具有关闭所述输气口的第一关闭位置和打开所述输气口的第一开启位置,所述第一阀机构上设置有通孔,所述第一阀机构包括所述可移动部件;和
第二阀机构,其设置在所述通孔处,具有关闭所述通孔的第二关闭位置和打开所述通孔的第二开启位置。
9.如权利要求8所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件包括连接在所述输气口处的阀座,所述阀座上设置有出气口,所述第一阀机构设置在所述阀座内且包括:
第一阀芯,所述通孔设置在所述第一阀芯上,所述第一阀芯为所述可移动部件;
第一偏置构件,顶抵在所述第一阀芯上以给所述第一阀芯提供从所述第一关闭位置到所述第一开启位置的移动阻力。
10.如权利要求1-6中任一项所述的通气控制装置,其特征在于,所述输气口包括进气口和排气口,所述阀组件包括:
进气阀,其设置在所述进气口处,所述进气阀构造为当所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启;以及
排气阀,其设置在所述排气口处,所述排气阀构造为当所述腔体内的压力与大气压之差大于或等于预定值时开启,
其中所述消音装置设置在所述进气口和/或所述排气口处。
11.如权利要求10所述的通气控制装置,其特征在于,所述排气阀包括:
阀座,其连接至所述排气口;
排气阀芯,具有关闭所述排气口的关闭位置和打开所述排气口的开启位置,所述排气阀芯为所述可移动部件;以及
排气阀偏置构件,顶抵在所述排气阀芯上以给所述排气阀芯提供从所述关闭位置到所述开启位置的移动阻力。
12.如权利要求7或10所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件包括用于调节所述预定值的调节机构。
13.如权利要求9或11所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件包括用于调节所述预定值的调节机构,所述调节机构包括:
阀盖,其可移动地连接至所述阀座,所述第一偏置构件或所述排气阀偏置构件相应地抵顶在所述第一阀芯与所述阀盖之间或所述排气阀芯与所述阀盖之间;以及
定位结构,用于相对于所述阀座定位所述阀盖的位置,
其中所述消音装置设置在所述阀盖上。
14.如权利要求1所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件与所述输气口配合形成进气口和排气口;所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时使所述进气口与所述面罩通气口连通,且在所述腔体内的压力大于大气压时使所述排气口与所述面罩通气口连通,其中,所述进气口的横截面积大于所述排气口的横截面积,且所述排气口能够在呼气时保持所述腔体内的压力大于大气压。
15.如权利要求14所述的通气控制装置,其特征在于,所述输气口包括间隔设置的第一输气口和第二输气口,所述阀组件设置在所述第一输气口处;所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启所述第一输气口,所述第一输气口和所述第二输气口为所述进气口;所述腔体内的压力大于大气压时关闭所述第一输气口,所述第二输气口为所述排气口,所述消音装置设置在所述第一输气口和/或所述第二输气口处。
16.如权利要求15所述的通气控制装置,其特征在于,所述第二输气口由所述消音装置的多个消音孔形成。
17.如权利要求15所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件包括调节机构,所述调节机构用于调节所述第二输气口的通气面积。
18.如权利要求17所述的通气控制装置,其特征在于,所述调节机构包括:
固定件,其在所述第二输气口处连接至所述腔体;
可移动件,其可移动地连接至所述固定件,所述消音装置设置在所述可移动件上,所述第二输气口经由所述消音装置的所述多个消音孔与大气连通;
定位结构,其用于相对于所述固定件定位所述可移动件的位置;以及
调节件,所述调节件的头部设置为能够容纳在所述第二输气口中且沿着所述第二输气口的气体流通方向具有不同的横截面积,所述调节件连接至所述可移动件,所述可移动件能够带动所述调节件沿着所述第二输气口的气体流通方向移动。
19.如权利要求14所述的通气控制装置,其特征在于,所述阀组件包括:
弹性阀瓣,具有关闭所述输气口的关闭位置和打开所述输气口的开启位置,所述弹性阀瓣上设置有通孔,所述通孔为所述排气口;以及
弹性阀嘴,所述弹性阀嘴在所述腔体的外侧连接至所述通孔,所述弹性阀嘴沿着所述通孔的排气方向渐缩。
20.一种呼吸面罩设备,其特征在于,包括:
呼吸面罩;以及
如权利要求1-19中任一项所述的通气控制装置,所述通气控制装置连接至所述呼吸面罩,并通过所述面罩通气口与所述呼吸面罩通气。
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