CN105920711A - 一种用于呼吸机的空氧混合气道及呼吸机和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于呼吸机的空氧混合气道及呼吸机和方法，空氧混合气道包括：抗扰流件及空氧混合腔；抗扰流件包括氧气气道和空气气道，空气气道两端开口；氧气气道左端封闭，右端设氧气阻片，其外侧设氧气入口。呼吸机包括氧气气路、空气气路及设有上述空氧混合气道的空氧混合室，氧气气路上设有：氧气微型比例阀、氧气流量传感器和氧气截流件；空气气路上设有：风机、空气压力调节阀、空气流量传感器和空气截流件，氧气阀根据需输出的混合气体氧浓度及空气流量传感器测得的空气流速，调节阀门的开度实现对氧气流速的调节。本发明的空氧混合气道中采用抗扰流件，可配合高精度、低功耗的流量传感器，利用氧气阻片，能提高空氧混合气体的精度。

Description

一种用于呼吸机的空氧混合气道及呼吸机和方法

技术领域

本发明涉及一种用于呼吸机的空氧混合气道及呼吸机和方法，属于呼吸机技术领域。

背景技术

多种呼吸系统疾病以及临床缺氧者都需要在使用呼吸机的治疗的同时，加入吸氧的治疗，以纠正缺氧，提高动脉血氧分压和氧饱和度的水平，促进代谢。呼吸机根据治疗方案向患者的气道递送富含氧气的加压流是解决这类患者吸氧最直接有效的方法。

当前，具有空氧混合功能的气动呼吸机(气源均为加压源，如空气存储罐)或者电动呼吸机(空气气源为电动涡轮)均采用高压氧源接入，通过减压阀，应用比例阀调节氧气的流速，再结合氧气流速和空气流速计算输出气体的含氧量，但这种方案有以下几个方面的缺陷：

1、安全阀：目前无论是气动呼吸机还是电动呼吸机接入高压氧源时，均未考虑人为的误操作对患者带来的安全隐患，比如：氧源接入压力超出正常地范围时，高压氧源将破坏比例阀的气密性，将含有超高压力的氧气直接作用于患者，直接危及患者生命安全；

2、氧气源对氧浓度调节的影响：经过比例阀调节的氧气直接与空气混合，氧气流速将扰乱气道压力，冲击空气流速，造成较大的气流扰动，影响氧气浓度精度；

3、空氧混合结构：当前空氧混合结构，没有混合腔，仅仅是将空气和氧气汇流到输出气道后，在患者前端气道中混合，这种混合不均匀，对患者吸氧安全有一定的影响。

针对以上缺陷，以下对比文件，分别有进行相关研究：

对比文件1：CN204932531U公开一种小型呼吸机用集成阀体，包括铝合金阀体、纯氧电磁阀、节流阀、调压阀、大口径两位三、空气入口、氧气入口；纯氧电磁阀、节流阀、调压阀、大口径两位三通阀集成于铝合金阀体上，将呼吸机内部各种阀体集成化，小型化；进空气的大口径两位三通阀，进氧气的纯氧电磁阀，控制空氧气混合浓度、气压的节流阀和调压阀彼此之间通过铝合金阀体内部的气道连接，实现呼吸机核心部件的集成化，阀体与管路的集成化使呼吸机小型化。

对比文件2：CN102266613B公开一种医疗通气设备的气道控制装置，包括：减压阀，该减压阀的进气口与气源相连；压力传感器，该压力传感器的进气口与所述减压阀的出气口相连；电磁阀，该电磁阀的进气口与所述减压阀的出气口相连，该电磁阀由所述压力传感器控制；安全阀，该安全阀的进气口与所述电磁阀的出气口相连；以及压力调节阀(PEEP阀)，该PEEP阀的进气口与所述电磁阀的出气口相连；该气道控制装置还包括：第一气阻R1，该第一气阻R1的进气口与所述电磁阀的出气口相连，该第一气阻R1的出气口分别与所述安全阀的进气口和所述PEEP阀的进气口相连。

对比文件3：CN101757713A公开了一种空氧混合机构，包括：壳体，具有混合腔、以及分别设于混合腔两侧的第一腔和第二腔，并且第一腔的排气口通过混合腔与第二腔的排气口连接；以及可轴向移动的芯轴，芯轴依次穿过第一腔、混合腔和第二腔，并且芯轴具有容纳于混合腔中的台阶部，台阶部沿轴向移动的方向能够同时改变两个排气口的开度。

对比文件1和对比文件2均公开的是对呼吸机中气道控制装置(阀门)的改进，对比文件1重点在于通过内部各种阀体集成化，实现呼吸机的小型化；对比文件2的重点在于通过对安全阀的控制保证呼吸机的精度和使用的者安全；对比文件3公开的是一种空氧混合机构，该对比文件中主要是通过芯轴的移动改变排气口的开度开实现流量的调节和控制，并未涉及混合腔体的改进，以解决空氧混合气体混合不均匀的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于呼吸机的空氧混合气道及包括该空氧混合气道的呼吸机和呼吸机的氧气阀调节氧气流速方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种用于呼吸机的空氧混合气道，包括：

抗扰流件及空氧混合腔，所述抗扰流件的出口端与空氧混合腔的入口端连接；

所述抗扰流件包括氧气气道和空气气道，空气气道的两端开口，氧气气道环绕空气气道设置；所述氧气气道的左端封闭，右端(即氧气气道的氧气出气口)设有氧气阻片，氧气气道的外侧设有氧气入口；

所述抗扰流件的氧气气道连接呼吸机的氧气气路，空气气道连接呼吸机的空气气路。

优选地，

所述氧气阻片为铜筛或网筛薄片，薄片上的筛孔孔径为0.1-0.5mm。

氧气阻片上的具体筛孔孔径需要匹配氧气气道截面积以及流速范围，选取阻力(筛孔孔径)数据。

进一步地，

所述空氧混合腔设有混合入口，所述空氧混合腔内设有混流片，所述混流片与空氧混合腔的内壁连接；

所述混流片包括气流搅动混流片和气流稳定混流片；所述空氧混合腔内设有至少一个气流搅动混流片和至少一个气流稳定混流片。

进一步地，

所述混流片为风扇扇叶结构，所述气流搅动混流片的扇叶具有旋转角度，包括顺时针搅动混流片和逆时针搅动混流片；其目的在于改变气流的旋转方向，优选为落地扇扇叶结构，螺旋桨片等；

所述气流稳定混流片的扇叶垂直于空氧混合腔的横截面设置，其目的是将混合腔内旋转的空氧混合气流停止旋转式流动。

优选地，

所述混合入口采用锥形结构，用于将氧气气流导入空气气流中，为了使空氧混合更加均匀；

所述空气气道为圆柱形腔体，所述氧气气道为环绕空气气道设置的圆环形腔体。

本发明还提供具有上述空氧混合气道的呼吸机，包括：

氧气气路、空气气路、空氧混合室，所述空氧混合室内包括上述任意一项所述的空氧混合气道，氧气气路与空氧混合气道中抗扰流件的氧气气道连接，空气气路与空氧混合气道中抗扰流件的空气气道连接；

所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接高压氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端都连接至空氧混合室；空氧混合室连接出气口压力传感器，并连接至患者接口；所述氧气气路上依次设有：氧气微型比例阀、氧气流量传感器和氧气截流件；

所述空气气路上依次设有：风机、空气压力调节阀、空气流量传感器和空气截流件。

本方案中的氧气源可以来自氧气接口接入的氧气瓶或医院中央供养系统。

进一步地，

所述氧气微型比例阀之前设有安全阀。

进一步地，

所述氧气气路上，所述安全阀与氧气微型比例阀之间设有高压氧气压力传感器；

所述空气气路上，在风机出口处设有风机出气口压力传感器。

进一步地，

所述氧气气路上，在氧气源接口处设有高压氧气过滤器；

所述空气气路上，在空气源接口处设有空气过滤片。

进一步地，

所述氧气气路上，在所述氧气微型比例阀之后设有氧气稳流件；在氧气微型比例阀与氧气稳流件之间设有氧气降噪片；

所述空气气路上，在所述空气压力调节阀之后设有空气稳流件。

本发明还提供一种具有上述空氧混合气道的呼吸机的氧气阀调节氧气流速的方法，具体包括如下步骤：

(1)首先，在呼吸机氧气气路上依次设置氧气微型比例阀、氧气流量传感器和氧气截流件，高压氧源通过氧气源接口从氧气气路的进气端进入氧气微型比例阀，氧气微型比例阀用于根据呼吸机出气口预期需输出的氧浓度调节氧气流速；

在呼吸机空气气路上依次设置风机、空气压力调节阀、空气流量传感器和空气截流件，空气源通过空气源接口从空气气路的进气端进入经风机加压后进入空气压力调节阀，空气压力调节阀用于根据呼吸机出气口预期需输出的空气浓度调节空气流速；

在呼吸机氧气气路、空气气路的出气端设置空氧混合室，所述空氧混合室内设有上述任意一项所述的空氧混合气道；所空氧混合室的出气口设置出气口压力传感器；

(2)设呼吸机出气口需要预期输出的混合气体中的氧浓度为H，此时，空气流量传感器通过采集空气截流件前后端的压差测得空气流速为L_air，则此时：氧气微型比例阀调节输出的氧气流速L_O2为：

上述公式由来：

假设：氧气源(氧气瓶和医用中心供氧)的氧气纯度是100％；空气中氧气浓度为21％；

因此，单位时间内，空气与氧气源混合气体中的氧浓度为：

其中为氧气流速，L_air为空气流速；

其中：

H代表混合氧浓度，是经过上述空氧混合气道从呼吸机出气口输出的空氧混合气体中的氧浓度；

L_air为空气流速，由空气流量传感器测得(采集空气截流件前后端的压差所得)；

为氧气流速，由氧气流量传感器测得(采集氧气截流件前后端的压差所得)，即从氧气微型比例阀调节输出的氧气流速；

由于L_air和H为输入量，因此，氧气微型比例阀根据L_air调节开度，调整氧气流速L_O2，

因此，氧气微型比例阀调节输出的氧气流速为：

$L_{O_2}=\frac{H-21\%}{1-H}\×L_{air};$

氧气微型比例阀根据空气流速L_air和需要预期输出的混合气体的氧浓度H调节开度，实现对氧气流速L_O2的调节。

上述呼吸机工作时的工作原理如下：

1、一方面，呼吸机的氧气气路通过氧气源接口外接高压氧气源，氧气通过氧气源接口在进入高压氧压力传感器之前，可以先通过进入高压氧气过滤器进行杂质滤除，杂质主要包括微小颗粒和水珠；之后，为了避免超过正常压力范围的高压氧源直接作用于患者，直接危及患者的生命安全，在氧气气路上设有安全阀，安全阀在接入高于氧源压力的错误操作时开启，可以有效保护呼吸机气道以及患者安全。

然后，氧气源进入氧气气路上的高压氧压力传感器，高压氧压力传感器用于检测氧源压力，用于报警或提示氧源压力，之后进入氧气微型比例阀，氧气气路上的氧气微型比例阀用于调节氧气流速；

之后，氧气还可以通过氧气气路上的氧气降噪片，用于降低氧气去路气路上的噪音；之后，氧气通过氧气气路上的氧气稳流件；之后，氧气再通过氧气气路上的氧气截流件在其前后两端产生压差，同时，氧气流量传感器通过测量在氧气截流件前后端的压差测量实际氧流量，由于在氧气截流件前设置有氧气稳流件，能使氧气流速稳定，从而使氧气截流件能够差生稳定的压差，使氧气流量传感器采集的值更加精确，提高氧气流量传感器的测量精度。

2、另一方面，呼吸机的空气气路通过空气源接口外接空气源，风机(涡轮风机)增压吸入空气，形成具有压力的空气流，空气在进入风机之前首先通过空气过滤片，滤除空气中的杂质；经过滤后的空气流再通过设置在风机出气口的风机出气口压力传感器，用于检测风机输出的空气压力；之后，空气再通过空气气路上的空气压力调节阀，空气压力调节阀用于调整输出到患者气道的空气压力，该阀开度的大小与该阀输出的压力和流量成正比，阀的开度越大，阀后端输出的压力越大，流量越大；之后，空气在空气气路上的空气截流件前后两端产生压差，同时，空气流量传感器通过测量通过空气截流件前后端的压差测量实际空气流量。为了使空气截流件前后两端能够产生稳定的压差，使空气流量传感器采集的数值更加精准，可以在空气截流件之前设置空气稳流件，使空气气流稳定后进入空气截流件，提高空气流量传感器读取空气流量的精度。

然后，空气气路的空气流与氧气气路的氧气流汇集到空氧混合室，空气流、氧气流首先分别进入空氧混合室空氧混合气道的抗扰流件的空气气道、氧气气道，在抗扰流件的作用下，空气流和氧气流流向同一方向，氧气气道的右端设有氧气阻片，可以降低氧气流的压力；从抗扰流件出来的空气流、氧气流一起从空氧混合气道的空氧混合腔的入口端进入，由于空氧混合室内设有混流片，可以搅动空气流与氧气流，能使两者充分混合。

最后，混合充分地空氧混合气体从空氧混合室的出口端出来，再通过一个出气口压力传感器，最后连接至患者接口，呼吸机的出气口压力传感器用于测量呼吸机输出气体的压力值。

本发明的有益效果：

1、本发明的空氧混合气道设有抗扰流件，传统的没有抗扰流件的空氧混合气道，流量传感器只能使用热式旁路结构的流量传感器，该类传感器通常情况下体积大，功耗大，校准和标定复杂，本发明在空氧混合气道中设置抗扰流件，可使用高精度压差式流量传感器，该传感器体积小，功耗低，校准且标定简单。

2、本发明的抗扰流件的氧气出气口处(即氧气气道的右端)设有氧气阻片，氧气阻片采用节流原理，增大氧气流阻力，降低气流静压力，从而可以降低对空气气道静压力的影响，提高输出混合气体压力精度，同时减小对空气流量传感器的影响，提高空氧混合气体的精度。

3、本发明的空氧混合气道还在抗扰流件后设有空氧混合腔，空氧混合腔中设有混流片，气流搅动混流片可以搅动空气流和氧气流，使空氧气体充分混合，且混合更加均匀；再通过气流稳定混流片使混合气体气流稳定输出。

4、本发明中包括上述空氧混合气道的呼吸机，还设置有安全阀，安全阀在接入高于氧源压力的错误操作时开启，安全阀可以避免超过正常压力范围的高压氧源直接作用于患者，直接危及患者的生命安全，可以有效保护呼吸机气道以及患者安全。

5、本发明中的呼吸机：空气气路和氧气气路上分别设置有空气过滤片、高压氧气过滤器，分别对空气和氧气进行杂质过滤，提高空气和氧气的洁净度。

6、本发明中的呼吸机：空气气路和氧气气路上分别设置有空气稳流件、氧气稳流件，分别可以稳定空气气流、氧气气流，分别使空气截流件、氧气截流件前后两端能够差生稳定的压差，使空气流量传感器、氧气流量传感器采集的数值更加精确。

7、本发明是一种可调节氧气浓度的呼吸机，这种呼吸机中，加入安全阀提高了氧源气体接入安全性，其空氧混合气道的结构中利用混流片降低了氧源对加压流的干扰，提高了氧气浓度精度。

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为本发明实施例空氧混合气道的结构示意图；

图2为本发明实施例抗扰流件的结构示意图；

图3为本发明实施例空氧混合腔的结构示意图；

图4为本发明呼吸机的结构示意图；

附图标记说明：

101、高压氧气过滤器；102、高压氧气压力传感器；103、氧气微型比例阀；104、氧气降噪片；105、氧气稳流件；106、氧气流量传感器；107、氧气截流件；108、安全阀；

201、空气过滤片；202、风机；203、风机出气口压力传感器；204、空气压力调节阀；205、空气稳流件；206、空气流量传感器；207、空气截流件；

3、空氧混合室；311、空气气道；312、氧气气道；3121、氧气阻片；3122、氧气入口；3211、混流片一；3212、混流片二；3213、混流片三；3214、混流片四；322、锥形混合入口；

4、出气口压力传感器；

5、患者接口；6、氧气源接口；7、空气源接口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种用于呼吸机的空氧混合气道，包括：

抗扰流件及空氧混合腔，所述抗扰流件的出口端与空氧混合腔的入口端连接；

所述抗扰流件包括氧气气道312和空气气道311，空气气道311为两端开口圆柱形腔体，氧气气道312环绕空气气道311设置，为环绕空气气道设置的圆环形腔体。氧气气道312的左端封闭，右端(即氧气气道的氧气出气口)设有氧气阻片3121，氧气气道312的外侧设有氧气入口3122；

所述抗扰流件的氧气气道312连接呼吸机的氧气气路，空气气道311连接呼吸机的空气气路。

本实施例中，氧气阻片3121为铜筛或网筛薄片，薄片上的筛孔孔径为0.1-0.5mm，具体的，氧气阻片上的筛孔孔径需要匹配氧气气道截面积以及流速范围，选取阻力(筛孔孔径)数据。

所述空氧混合腔设有锥形混合入口322，锥形混合入口用于将氧气气流导入空气气流中，为了使空氧混合更加均匀；

所述空氧混合腔内设有混流片(3211-3214)，所述混流片与空氧混合腔的内壁连接；

所述混流片包括气流搅动混流片和气流稳定混流片；所述空氧混合腔内设有至少一个气流搅动混流片和至少一个气流稳定混流片。

混流片为风扇扇叶结构：(1)气流搅动混流片的扇叶为旋转方向设置，包括顺时针搅动混流片和逆时针搅动混流片；其目的在于改变气流的旋转方向，本实施例中为螺旋桨片。

(2)气流稳定混流片的扇片垂直于气道截面积设置，其目的是将混合腔内旋转的空氧混合气流停止旋转式流动。

本实施例中的空氧混合腔中依次设有顺时针搅动混流片3211、气流稳定混流片3112、逆时针搅动混流片3213和气流稳定混流片3114。

经过抗扰流件出来氧气流、空气流分别从氧气气道312、空气气道311汇入到空氧混合腔的锥形混合入口322，再经过顺时针搅动混流片3211顺时针将气流搅动，充分混合，再经过气流稳定混流片3112稳定气流，将其平稳输出到逆时针搅动混流片3213，再次将气流逆时针搅动，充分混合，最后经气流稳定混流片3114稳定气流，从空氧混合腔的出气端平稳输出，输出的混合气体由于经过气流搅动混流片的多次搅动，混合更加充分、均匀，经过气流稳定混流片稳定气流后输出，不会对后续的测量产生影响，使得空氧混合控制更加精准。

本实施例中的空氧混合气道设有抗扰流件，传统的没有抗扰流件的空氧混合气道，流量传感器只能使用热式旁路结构的流量传感器，该类传感器通常情况下体积大，功耗大，校准和标定复杂，本发明在空氧混合气道中设置抗扰流件，可使用高精度压差式流量传感器，该传感器体积小，功耗低，校准且标定简单。

本实施例的抗扰流件的氧气出气口处(即氧气气道312的右端)设有氧气阻片3121，氧气阻片3121采用节流原理，增大氧气流阻力，降低气流静压力，从而可以降低对空气气道静压力的影响，提高输出混合气体压力精度，同时减小对空气流量传感器的影响，提高空氧混合气体的精度。

本实施例中的空氧混合气道还在抗扰流件后设有空氧混合腔，空氧混合腔中设有混流片(3211-3214)，气流搅动混流片(3211、3213)可以搅动空气流和氧气流，使空氧气体充分混合，且混合更加均匀；再通过气流稳定混流片(3212、3213)使混合气体气流稳定输出。

实施例2

如附图4所示，本实施例提供一种包括实施例1所述的空氧混合气道的呼吸机，具体包括：

氧气气路、空气气路、空氧混合室3，空氧混合室3内设有实施例1中所述的空氧混合气道；氧气气路与空氧混合气道中抗扰流件的氧气气道312连接，空气气路与空氧混合气道中抗扰流件的空气气道311连接；

所述氧气气路的进气端通过氧气源接口6外接高压氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口7外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端都连接至空氧混合室3；空氧混合室3连接出气口压力传感器4，并连接至患者接口5；

所述氧气气路上依次设有：氧气微型比例阀103、氧气流量传感器106和氧气截流件107；在氧气微型比例阀103之前设有安全阀108；安全阀108与氧气微型比例阀103之间设有高压氧气压力传感器102；氧气源接口6处还设有高压氧气过滤器101；氧气微型比例阀103之后设有氧气稳流件105；在氧气微型比例阀103与氧气稳流件105之间设有氧气降噪片104；

所述空气气路上依次设有：风机202、空气压力调节阀204、空气流量传感器206和空气截流件207；风机202的出口处设有风机出气口压力传感器102；空气源接口7处设有空气过滤片201；空气压力调节阀204之后设有空气稳流件205。

本实施例中的呼吸机在工作时的原理如下：

1、一方面，呼吸机的氧气气路通过氧气源接口6外接高压氧气源，本实施例中的氧气源来自氧气接口接入的氧气瓶或医院中央供养系统。氧气通过氧气源接口6在进入高压氧压力传感器102之前，可以先通过进入高压氧气过滤器101进行杂质滤除，杂质主要包括微小颗粒和水珠；之后，为了避免超过正常压力范围的高压氧源直接作用于患者，直接危及患者的生命安全，在氧气气路上设有安全阀108，安全阀108在接入高于氧源压力的错误操作时开启，可以有效保护呼吸机气道以及患者安全。

然后，氧气源进入氧气气路上的高压氧压力传感器102，高压氧压力传感器102用于检测氧源压力，用于报警或提示氧源压力，之后进入氧气微型比例阀103，氧气气路上的氧气微型比例阀103用于调节氧气流速；

之后，氧气还可以通过氧气气路上的氧气降噪片104，用于降低氧气去路气路上的噪音；之后，氧气通过氧气气路上的氧气稳流件105；之后，氧气再通过氧气气路上的氧气截流件107在其前后两端产生压差，同时，氧气流量传感器106通过测量在氧气截流件107前后端的压差测量实际氧流量，由于在氧气截流件107前设置有氧气稳流件105，能使氧气流速稳定，从而使氧气截流件107能够差生稳定的压差，使集氧气流量传感器106采的值更加精确，提高氧气流量传感器106的测量精度。

2、另一方面，呼吸机的空气气路通过空气源接口7外接空气源，风机202(涡轮风机)增压吸入空气，形成具有压力的空气流，空气在进入风机202之前首先通过空气过滤片201，滤除空气中的杂质；经过滤后的空气流再通过设置在风机202出气口的风机出气口压力传感器203，用于检测风机输出的空气压力；之后，空气再通过空气气路上的空气压力调节阀204，空气压力调节阀204用于调整输出到患者气道的空气压力，该阀开度的大小与该阀输出的压力和流量成正比，阀的开度越大，阀后端输出的压力越大，流量越大；之后，空气在空气气路上的空气截流件207前后两端产生压差，同时，空气流量传感器206通过测量通过空气截流件207前后端的压差测量实际空气流量。为了使空气截流件207前后两端能够产生稳定的压差，使空气流量传感器206采集的数值更加精准，可以在空气截流件207之前设置空气稳流件205，使空气气流稳定后进入空气截流件207，提高空气流量传感器206读取空气流量的精度。

然后，空气气路的空气流与氧气气路的氧气流汇集到空氧混合室3，空气流、氧气流首先分别进入空氧混合室3空氧混合气道的抗扰流件的空气气道311、氧气气道312，在抗扰流件的作用下，空气流和氧气流流向同一方向，氧气气道311的右端设有氧气阻片3121，可以降低氧气流的压力；从抗扰流件出来的空气流、氧气流一起从空氧混合气道的空氧混合腔的入口端进入，由于空氧混合室内设有混流片(3211-3214)，可以搅动空气流与氧气流，能使两者充分混合。

最后，混合充分的空氧混合气体从空氧混合室3的出口端出来，再通过一个出气口压力传感器4，最后连接至患者接口5，呼吸机的出气口压力传感器4用于测量呼吸机输出气体的压力值。

本实施例的呼吸机中，其氧气阀调节氧气流速的方法，如下：

设氧气源(氧气瓶和医用中心供氧)的氧气纯度是100％；空气中氧气浓度为21％；

因此，单位时间内，空气与氧气源混合气体中的氧浓度为：

其中为氧气流速，L_air为空气流速；

其中：

H代表混合氧浓度，是经过上述空氧混合气道从呼吸机出气口输出的空氧混合气体中的氧浓度；

L_air为空气流速，由空气流量传感器206测得(采集空气截流件207前后端的压差所得)；

为氧气流速，由氧气流量传感器106测得(采集氧气截流件107前后端的压差所得)，即从氧气微型比例阀103调节输出的氧气流速；

由于L_air和H为输入量，因此，氧气微型比例阀103根据L_air调节开度，调整氧气流速L_O2，

因此，本实施例中氧气微型比例阀103调节输出的氧气流速为：

$L_{O_2}=\frac{H-21\%}{1-H}\×L_{air}.$

本实施例中的氧气微型比例阀103根据呼吸机出气口需要预期输出的混合气体中的氧浓度为H，及空气流量传感器206测得空气流速为L_air，调节阀门的开度实现对氧气流速L_O2的调节。

本实施例中的呼吸机除了因采用实施例1中所述的空氧混合气道而具有其带来的相应技术效果之外，本实施例中的呼吸机，还在氧气气路上设置有安全阀108，安全阀108在接入高于氧源压力的错误操作时开启，安全阀108可以避免超过正常压力范围的高压氧源直接作用于患者，直接危及患者的生命安全，可以有效保护呼吸机气道以及患者安全。

本实施例中的的呼吸机：空气气路和氧气气路上分别设置有空气过滤片201、高压氧气过滤器101，分别对空气和氧气进行杂质过滤，提高空气和氧气的洁净度。

本实施例中的呼吸机：空气气路和氧气气路上分别设置有空气稳流件205、氧气稳流件105，分别可以稳定空气气流、氧气气流，分别使空气截流件207、氧气截流件107前后两端能够差生稳定的压差，使空气流量传感器206、氧气流量传感器106采集的数值更加精确。

本实施例是一种可调节氧气浓度的呼吸机，这种呼吸机中，加入安全阀108提高了氧源气体接入安全性，其空氧混合气道的结构中利用混流片降低了氧源对加压流的干扰，提高了氧气浓度精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种用于呼吸机的空氧混合气道，其特征在于，包括：

抗扰流件及空氧混合腔，所述抗扰流件的出口端与空氧混合腔的入口端连接；

所述抗扰流件包括氧气气道和空气气道，空气气道的两端开口，氧气气道环绕空气气道设置；所述氧气气道的左端封闭，右端设有氧气阻片，氧气气道的外侧设有氧气入口；

所述抗扰流件的氧气气道连接呼吸机的氧气气路，空气气道连接呼吸机的空气气路。

2.根据权利要求1所述的一种用于呼吸机的空氧混合气道，其特征在于，

所述空氧混合腔设有混合入口，所述空氧混合腔内设有混流片，所述混流片与空氧混合腔的内壁连接；

所述混流片包括气流搅动混流片和气流稳定混流片；所述空氧混合腔内设有至少一个气流搅动混流片和至少一个气流稳定混流片。

3.根据权利要求2所述的一种用于呼吸机的空氧混合气道，其特征在于，

所述混流片为风扇扇叶结构，所述气流搅动混流片的扇叶具有旋转角度，包括顺时针搅动混流片和逆时针搅动混流片；

所述气流稳定混流片的扇叶垂直于空氧混合腔的横截面设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于呼吸机的空氧混合气道，其特征在于，

所述混合入口采用锥形结构；

所述空气气道为圆柱形腔体，所述氧气气道为环绕空气气道设置的圆环形腔体。

5.具有空氧混合气道的呼吸机，其特征在于，包括：

氧气气路、空气气路、空氧混合室，所述空氧混合室内包括上述任意一项所述的空氧混合气道，氧气气路与空氧混合气道中抗扰流件的氧气气道连接，空气气路与空氧混合气道中抗扰流件的空气气道连接；

所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接高压氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端都连接至空氧混合室；空氧混合室连接出气口压力传感器，并连接至患者接口；

所述氧气气路上依次设有：氧气微型比例阀、氧气流量传感器和氧气截流件；

所述空气气路上依次设有：风机、空气压力调节阀、空气流量传感器和空气截流件。

6.根据权利要求5所述的具有空氧混合气道的呼吸机，其特征在于，

所述氧气微型比例阀之前设有安全阀。

7.根据权利要求6所述的具有空氧混合气道的呼吸机，其特征在于，

所述氧气气路上，所述安全阀与氧气微型比例阀之间设有高压氧气压力传感器；

所述空气气路上，在风机出口处设有风机出气口压力传感器。

8.根据权利要求6所述的具有空氧混合气道的呼吸机，其特征在于，

所述氧气气路上，在氧气源接口处设有高压氧气过滤器；

所述空气气路上，在空气源接口处设有空气过滤片。

9.根据权利要求6所述的具有空氧混合气道的呼吸机，其特征在于，

所述氧气气路上，在所述氧气微型比例阀之后设有氧气稳流件；在氧气微型比例阀与氧气稳流件之间设有氧气降噪片；

所述空气气路上，在所述空气压力调节阀之后设有空气稳流件。

10.具有空氧混合气道的呼吸机的氧气阀调节氧气流速的方法，具体包括如下步骤：

(1)首先，在呼吸机氧气气路上依次设置氧气微型比例阀、氧气流量传感器和氧气截流件，高压氧源通过氧气源接口从氧气气路的进气端进入氧气微型比例阀，氧气微型比例阀用于根据呼吸机出气口预期需输出的氧浓度调节氧气流速；

在呼吸机空气气路上依次设置风机、空气压力调节阀、空气流量传感器和空气截流件，空气源通过空气源接口从空气气路的进气端进入经风机加压后进入空气压力调节阀，空气压力调节阀用于根据呼吸机出气口预期需输出的空气浓度调节空气流速；

在呼吸机氧气气路、空气气路的出气端设置空氧混合室，所述空氧混合室内设有上述任意一项所述的空氧混合气道；所空氧混合室的出气口设置出气口压力传感器；

(2)设呼吸机出气口需要预期输出的混合气体中的氧浓度为H，此时，空气流量传感器通过采集空气截流件前后端的压差测得空气流速为L_air，则此时：氧气微型比例阀调节输出的氧气流速L_O2为：

氧气微型比例阀根据空气流速L_air和需要预期输出的混合气体的氧浓度H调节开度，实现对氧气流速L_O2的调节。