CN105935464A - 一种医用涡轮呼吸机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医用涡轮呼吸机，包括：吸气管路，所述吸气管路设有空氧混合器，所述空氧混合器设有空气进气口，空气进气口连有涡轮机，空氧混合器的氧气进口连有第一氧气瓶与第二氧气瓶，第一氧气瓶、第二氧气瓶与空氧混合器连接的管路上分别设有电控阀；所述涡轮机的涡轴上设有两相同的滑动轴承，滑动轴承包括上轴瓦与下轴瓦，上轴瓦与下轴瓦都包括一外壁和嵌设于外壁内的内壁，所述外壁的材质为铜基轴承合金，内壁的材质为陶瓷，涡轴上还设有分别与两滑动轴承配合安装的滑动套，所述滑动套的材质为陶瓷。本发明的技术目的在于提供一种带有两个氧气瓶、涡轮更加可靠的医用涡轮呼吸机。

Description

一种医用涡轮呼吸机
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别是一种医用涡轮呼吸机。
背景技术
在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。
利用涡轮机供给空气稳定，并且涡轮机的呼吸机具有体积小、噪声小等优点。在医疗设备中，医用涡轮呼吸机的涡轮必须要非常可靠，并且要求使用寿命长，而现有的医用涡轮呼吸机的涡轮在使用过程中会发生轴承温度温度过高、涡轴卡死、涡轮的串动大等现象，从而导致涡轮输出压力波动大、噪音高，最主要的是降低了涡轮的可靠性，导致病人得不到可靠治疗。
发明内容
针对上述呼吸机存在的不足，本发明的技术目的在于提供一种带有两个氧气瓶、涡轮更加可靠的医用涡轮呼吸机，这种医用涡轮呼吸机的涡轮的轴承采用陶瓷与铜基轴承合金的复合轴承，大大提高涡轮的可靠性，从而使得医用涡轮呼吸机更加可靠，病人使用更加舒适
本发明通过以下技术方案实现：
一种医用涡轮呼吸机，包括：吸气管路，所述吸气管路设有空氧混合器，所述空氧混合器设有空气进气口，空气进气口连有涡轮机，空氧混合器的氧气进口连有第一氧气瓶与第二氧气瓶，第一氧气瓶、第二氧气瓶与空氧混合器连接的管路上分别设有电控阀；所述涡轮机的涡轴上设有两相同的滑动轴承，滑动轴承包括上轴瓦与下轴瓦，上轴瓦与下轴瓦都包括一外壁和嵌设于外壁内的内壁，所述外壁的材质为铜基轴承合金，内壁的材质为陶瓷，涡轴上还设有分别与两滑动轴承配合安装的滑动套，所述滑动套的材质为陶瓷。
上述技术方案中,空氧混合器的空气进气口设有涡轮提供气源,并且在空氧混合器的氧气进口设有第一氧气瓶与第二氧气瓶,在第一氧气瓶内的氧气不足时,通过控制系统自动切换到第二氧气瓶进行供氧,在第二氧气瓶供氧时,能够更换第一氧气瓶，使得呼吸机能够持续工作；而对呼吸机的涡轮机采用陶瓷与铜基轴承合金的复合轴承，陶瓷的硬度高，不易磨损，从而提高轴承的可靠性，并且将上轴瓦与下轴瓦都设为复合轴承，外层的铜基轴承合金能够起到减震、抗震的作用，而内层的陶瓷能够大大提高轴承的可靠度，从而提高涡轮机的可靠性。
进一步地，滑动轴承的外壁固定安装在轴承座上，外壁为半圆筒形，外壁的内侧设有油槽，油槽为对称的Y型，油槽的中心位置设有注油孔，注油孔处设有垂直于Y型油槽的分油槽。
上述技术方案中,通过在外壁的内侧设有油槽，油槽能够为润滑提供充足的润滑油，对称的Y型油槽能够对轴承提供足够的润滑油，从而形成油膜。
进一步地，所述滑动轴承的上轴瓦与下轴瓦的外壁设有相连的油槽，上轴瓦的油槽设有进油孔，下轴瓦的油槽设有出油孔，上轴瓦与下轴瓦的油槽连通形成油路。
上述技术方案中,通过在上轴瓦与下轴瓦的外壁设有相连的油槽，使得上轴瓦与下轴瓦形成油路，从而使得润滑油循环过程中能够形成流通回路，有助于润滑油的循环使用，也有助于轴承的散热。
进一步地，滑动轴承的内壁设有沿油槽布置的油孔，所述油孔的直径为，所述d为内壁的直径，油孔之间的间距为油孔直径的3倍。
上述技术方案中,通过在滑动轴承的内壁设有沿油槽布置的油孔，使得外壁上油槽内的油通过内壁上的油孔进入到轴承与滑动套之间形成润滑油膜，油孔的排布能够使得润滑油均匀分散到轴承与滑动套之间，为了使得油孔的直径与油孔的分布在合理范围内，油孔的直径为，油孔之间的间距为油孔直径的3倍，油孔太大影响内壁的强度，油孔太小，影响轴承的润滑。
进一步地，所述注油孔通过油管连有油池，所述油池内设有弹性膜，弹性膜的下层装有润滑油，并在润滑油与弹性膜之间充有氮气，弹性膜的上层为压气腔，压气腔过管道与涡轮机的排气管连接，排气管上设有控制阀。
上述技术方案中，通过在油池内设有弹性膜，弹性膜在涡轮机产生的气压下能够使得对润滑油加压，使得润滑油能够及时对轴承内的油进行补充，弹性膜避免了润滑油与空气直接接触，避免润滑油被氧化变质，并且润滑油与弹性膜之间充有的氮气能够对润滑油进行保护，还能够对润滑油提供弹性压力；而通过在使用涡轮机产生的气压来对压气腔提供高压气体，避免使用外部气源，降低成本、减小涡轮机的体积。
进一步地，所述陶瓷的各组分质量配比为：
Al2O3：58～60%；Ti（C，N）：30～31.5%；Ni：6～7%；Mo：0.5～1.5%；纳米银：1～3%；纳米银的粒径直径为20～30nm，通过加入纳米银能够增加陶瓷的韧性，提高陶瓷轴承的抗震性能与抗裂性能。
进一步地，所述轴承陶瓷的制备方法：
（a）按照质量百分比称取Al2O3：58～60%；Ti（C，N）：30～31.5%；Ni：6～7%；Mo：0.5～1.5%；纳米银：1～3%粉末，并进行混合，混合后加入酒精进行球磨30～40小时，从而获得均匀的陶瓷粉末；
（b）将混合后的粉末在真空中、100～110℃进行干燥、过筛后，在400～450MPa下模压成型；
（c）将模压成型的陶瓷在真空中，在1520～1550℃进行烧结50min，得到所需要的陶瓷。
上述技术方案中，通过使用这种组分，并且利用上述方法生产的陶瓷，其洛氏硬度HRA为86及以上，强度及韧性都大大超过普通陶瓷，能够提高轴承的使用寿命。
本发明的有益效果是:
1、空氧混合器的空气进气口设有涡轮提供气源,并且在空氧混合器的氧气进口设有第一氧气瓶与第二氧气瓶,在第一氧气瓶内的氧气不足时,通过控制系统自动切换到第二氧气瓶进行供氧,在第二氧气瓶供氧时,能够更换第一氧气瓶，使得呼吸机能够持续工作；而对呼吸机的涡轮机采用陶瓷与铜基轴承合金的复合轴承，陶瓷的硬度高，不易磨损，从而提高轴承的可靠性，并且将上轴瓦与下轴瓦都设为复合轴承，外层的铜基轴承合金能够起到减震、抗震的作用，而内层的陶瓷能够大大提高轴承的可靠度，从而提高涡轮机的可靠性。
2、通过在滑动轴承的内壁设有沿油槽布置的油孔，使得外壁上油槽内的油通过内壁上的油孔进入到轴承与滑动套之间形成润滑油膜，油孔的排布能够使得润滑油均匀分散到轴承与滑动套之间，为了使得油孔的直径与油孔的分布在合理范围内，油孔的直径为，油孔之间的间距为油孔直径的3倍，油孔太大影响内壁的强度，油孔太小，影响轴承的润滑。
3、通过在油池内设有弹性膜，弹性膜在涡轮机产生的气压下能够使得对润滑油加压，使得润滑油能够及时对轴承内的油进行补充，弹性膜避免了润滑油与空气直接接触，避免润滑油被氧化变质，并且润滑油与弹性膜之间充有的氮气能够对润滑油进行保护，还能够对润滑油提供弹性压力；而通过在使用涡轮机产生的气压来对压气腔提供高压气体，避免使用外部气源，降低成本、减小涡轮机的体积。
附图说明
图1是涡轮机滑动轴承结构示意图；
图2是涡轮机滑动轴承外壁结构示意图；
图3是涡轮机滑动轴承内壁结构示意图；
图4是油池的结构示意图；
图5是滑动轴承与涡轴的结构示意图。
图中标记：1为外壁、1.1为油槽、1.2为注油孔、2为内壁、2.1为油孔、3为涡轴、4为滑动套、5为油池、5.1为弹性膜、5.2为压气腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
实施例一：
如图1、图2、图3、图4及图5所示的医用涡轮呼吸机，包括：吸气管路，所述吸气管路设有空氧混合器，所述空氧混合器设有空气进气口，空气进气口连有涡轮机，空氧混合器的氧气进口连有第一氧气瓶与第二氧气瓶，第一氧气瓶、第二氧气瓶与空氧混合器连接的管路上分别设有电控阀；所述涡轮机的涡轴3上设有两相同的滑动轴承，滑动轴承包括上轴瓦与下轴瓦，上轴瓦与下轴瓦都包括一外壁1和嵌设于外壁1内的内壁2，所述外壁1的材质为铜基轴承合金，内壁2的材质为陶瓷，涡轴3上还设有分别与两滑动轴承配合安装的滑动套4，所述滑动套4的材质为陶瓷。
所述滑动轴承的外壁1固定安装在轴承座上，外壁1为半圆筒形，外壁1的内侧设有油槽，油槽为对称的Y型，油槽的中心位置设有注油孔1.2，注油孔1.2处设有垂直于Y型油槽的分油槽。
所述滑动轴承的上轴瓦与下轴瓦的外壁1设有相连的油槽，上轴瓦的油槽设有进油孔，下轴瓦的油槽设有出油孔，上轴瓦与下轴瓦的油槽连通形成油路。
所述滑动轴承的内壁2设有沿油槽布置的油孔2.1，所述油孔2.1的直径为，通常为0.025d，所述d为内壁2的直径，油孔2.1之间的间距为油孔2.1直径的3倍。
注油孔1.2通过油管连有油池5，所述油池5内设有弹性膜5.1，弹性膜5.1的下层装有润滑油，并在润滑油与弹性膜5.1之间充有氮气，弹性膜5.1的上层为压气腔5.2，压气腔5.2通过管道与涡轮机的排气管连接，排气管上设有控制阀。
轴承陶瓷材质的各组分质量配比为：
Al2O3：59%；Ti（C，N）：31%；Ni：6.5%；Mo：1%；纳米银：2.5%，纳米银粒径为25nm，陶瓷的制备方法：
（a）按照质量百分比称取Al2O3：59%；Ti（C，N）：31%；Ni：6.5%；Mo：1%；纳米银：2.5%粉末，并进行混合，混合后加入酒精进行球磨32小时，从而获得均匀的陶瓷粉末；
（b）将混合后的粉末在真空中、105℃进行干燥、过筛后，在420MPa下模压成型；
（c）将模压成型的陶瓷在真空中，在1530℃进行烧结50min，随炉冷却至室温，得到所需要的陶瓷。
实施例二：
如图1、图2、图3、图4及图5所示的医用涡轮呼吸机，包括：吸气管路，所述吸气管路设有空氧混合器，所述空氧混合器设有空气进气口，空气进气口连有涡轮机，空氧混合器的氧气进口连有第一氧气瓶与第二氧气瓶，第一氧气瓶、第二氧气瓶与空氧混合器连接的管路上分别设有电控阀；所述涡轮机的涡轴3上设有两相同的滑动轴承，滑动轴承包括上轴瓦与下轴瓦，上轴瓦与下轴瓦都包括一外壁1和嵌设于外壁1内的内壁2，所述外壁1的材质为铜基轴承合金，内壁2的材质为陶瓷，涡轴3上还设有分别与两滑动轴承配合安装的滑动套4，所述滑动套4的材质为陶瓷。
所述滑动轴承的外壁1固定安装在轴承座上，外壁1为半圆筒形，外壁1的内侧设有油槽，油槽为对称的Y型，油槽的中心位置设有注油孔1.2，注油孔1.2处设有垂直于Y型油槽的分油槽。
所述滑动轴承的上轴瓦与下轴瓦的外壁1设有相连的油槽，上轴瓦的油槽设有进油孔，下轴瓦的油槽设有出油孔，上轴瓦与下轴瓦的油槽连通形成油路。
所述滑动轴承的内壁2设有沿油槽布置的油孔2.1，所述油孔2.1的直径为，通常为0.025d，所述d为内壁2的直径，油孔2.1之间的间距为油孔2.1直径的3倍。
注油孔1.2通过油管连有油池5，所述油池5内设有弹性膜5.1，弹性膜5.1的下层装有润滑油，并在润滑油与弹性膜5.1之间充有氮气，弹性膜5.1的上层为压气腔5.2，压气腔5.2通过管道与涡轮机的排气管连接，排气管上设有控制阀。
轴承陶瓷材质的各组分质量配比为：
Al2O3：60%；Ti（C，N）：30.5%；Ni：6%；Mo：1.2%；纳米银：2.3%，纳米银粒径为30nm，轴承陶瓷的制备方法：
（a）按照质量百分比称取Al2O3：60%；Ti（C，N）：30.5%；Ni：6%；Mo：1.2%；纳米银：2.3%粉末，并进行混合，混合后加入酒精进行球磨32小时，从而获得均匀的陶瓷粉末；
（b）将混合后的粉末在真空中、102℃进行干燥、过筛后，在430MPa下模压成型；
（c）将模压成型的陶瓷在真空中，在1540℃进行烧结50min，随炉冷却至室温，得到所需要的陶瓷。

Claims (8)

1.一种医用涡轮呼吸机，其特征在于，包括：吸气管路，所述吸气管路设有空氧混合器，所述空氧混合器设有空气进气口，空气进气口连有涡轮机，空氧混合器的氧气进口连有第一氧气瓶与第二氧气瓶，第一氧气瓶、第二氧气瓶与空氧混合器连接的管路上分别设有电控阀；所述涡轮机的涡轴（3）上设有两相同的滑动轴承，滑动轴承包括上轴瓦与下轴瓦，上轴瓦与下轴瓦都包括一外壁（1）和嵌设于外壁（1）内的内壁（2），所述外壁（1）的材质为铜基轴承合金，内壁（2）的材质为陶瓷，涡轴（3）上还设有分别与两滑动轴承配合安装的滑动套（4），所述滑动套（4）的材质为陶瓷。
2.根据权利要求1所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述滑动轴承的外壁（1）固定安装在轴承座上，外壁（1）为半圆筒形，外壁（1）的内侧设有油槽，油槽为对称的Y型，油槽的中心位置设有注油孔（1.2），注油孔（1.2）处设有垂直于Y型油槽的分油槽。
3.根据权利要求1所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述滑动轴承的上轴瓦与下轴瓦的外壁（1）设有相连的油槽，上轴瓦的油槽设有进油孔，下轴瓦的油槽设有出油孔，上轴瓦与下轴瓦的油槽连通形成油路。
4.根据权利要求1所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述滑动轴承的内壁（2）设有沿油槽布置的油孔（2.1），所述油孔（2.1）的直径为，所述d为内壁（2）的直径，油孔（2.1）之间的间距为油孔（2.1）直径的3倍。
5.根据权利要求2所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述注油孔（1.2）通过油管连有油池（5），所述油池（5）内设有弹性膜（5.1），弹性膜（5.1）的下层装有润滑油，并在润滑油与弹性膜（5.1）之间充有氮气，弹性膜（5.1）的上层为压气腔（5.2），压气腔（5.2）通过管道与涡轮机的排气管连接，排气管上设有控制阀。
6.根据权利要求1所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述陶瓷材质的各组分质量配比为：Al2O3：58～60%；Ti（C，N）：30～31.5%；Ni：6～7%；Mo：0.5～1.5%；纳米银：1～3%。
7.根据权利要求6所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述纳米银的粒径直径为20～30nm。
8.根据权利要求6所述的医用涡轮呼吸机，其特征在于，所述陶瓷的制备方法：
（a）按照质量百分比称取Al2O3：58～60%；Ti（C，N）：30～31.5%；Ni：6～7%；Mo：0.5～1.5%；纳米银：1～3%粉末，并进行混合，混合后加入酒精进行球磨30～40小时，从而获得均匀的陶瓷粉末；
（b）将混合后的粉末在真空中、100～110℃进行干燥、过筛后，在400～450MPa下模压成型；
（c）将模压成型的陶瓷在真空中，在1520～1550℃进行烧结50min，得到所需要的陶瓷。
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