CN107812361A - 一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器 - Google Patents
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Abstract
一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，包括阀体，所述阀体的两端密封连接有套筒，所述套筒内设有主气道，两个主气道通过阀体内的阀芯控制连通或封闭，所述阀芯包括出口端相对设置的两个单向阀芯，两个所述单向阀芯相对的端面与阀体密封，所述单向阀芯外壁与阀体内壁之间设有间隙形成支气道，使得所述单向阀芯可在阀体内沿轴向移动，且所述单向阀芯的端面与阀体密封件分开时，主气道与支气道连通，所述套筒内壁沿轴向设有导向槽，所述套筒内设有与套筒同轴设置的调节螺杆，本发明结构简单，使用方便，可以针对吸气困难、呼气困难和混合性呼吸困难同时实现吸气训练、呼气训练和混合性呼吸训练，并且吸气阻力和呼气阻力可以单独、连续调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器。
背景技术
随着大气污染的加重和人群结构的老龄化,呼吸系统疾病患病率逐年递增, 成为影响全国居民公共健康的重大问题。呼吸系统疾病容易导致人体呼吸困难，从而导致缺氧，诱发心脑方面的疾病。不同的呼吸系统疾病会导致不同的呼吸困难，由呼吸器官病变所导致的呼吸困难表现为三种形式：喉部和气管狭窄导致的吸气性呼吸困难、支气管哮喘和阻塞性肺病导致的呼气性呼吸困难、肺炎肺纤维化和气胸等疾病导致的混合性呼吸困难。
为了解决呼吸系统疾病导致的人体呼吸困难，一方面是进行积极治疗，另一方面是在治疗的过程中进行呼吸训练，提高吸气时的横膈膜与外肋间肌、呼气时内肋间肌与腹肌以及其他一些辅助肌肉的肌肉力量，尽可能恢复有效的腹式呼吸，提高呼吸容量，改善氧气的吸入和二氧化碳排放，从而改善呼吸困难症状，降低术后并发症发生。另外，对于一些难以治愈的肺部疾病和老年人的呼吸系统器官老化导致的呼吸困难，也可以通过呼吸训练，增强肺部的呼吸容量，提高心肺功能，改善生活质量。
目前，专门用于呼气训练和吸气训练的仪器非常多，大多采用浮子式结构, 如喜能康牌呼吸训练器、重庆博维生物技术有限公司的呼吸训练器、瑞腾呼吸单球训练器等。这类呼吸训练器的不足之处：(1)在使用时需要装有浮子的柱形筒腔竖直放置；(2)只能做吸气训练，缩唇呼气训练需要患者自己控制嘴唇的开度，随意性比较大；(3)吸气阻力调节不连续；(4)大多体积较大、重量较重，不便于携带。另外有少部分产品如PowerBreathe呼吸训练器、盛昌SC-A 呼吸训练器、实用新型专利201520499638.4等虽然没有体位要求，但是只能做吸气训练，且结构复杂。
发明内容
本发明克服上述技术存在的不足而提出一种便携的、使用简单而且没有体位要求的一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，该训练器可以针对吸气困难、呼气困难和混合性呼吸困难同时实现吸气训练、呼气训练和混合性呼吸训练，并且吸气阻力和呼气阻力可以单独、连续调节。
一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，包括阀体，所述阀体的两端密封连接有套筒，所述套筒内设有主气道，两个主气道通过阀体内的阀芯连接，所述阀芯包括出口端相对设置的两个单向阀芯，两个所述单向阀芯通过相对的端面与阀体密封件密封封闭主气道，所述单向阀芯外壁与阀体内壁之间设有间隙形成支气道，使得所述单向阀芯可在阀体内沿轴向移动，且所述单向阀芯的端面与阀体密封件分开时，主气道与支气道连通，所述套筒内设有与套筒同轴设置的调节螺杆，所述调节螺杆通过轴向限位装置限位在套筒内，所述调节螺杆上安装有调节螺母，所述调节螺母通过周向限位装置限位在套筒内，所述调节螺母通过弹簧与单向阀芯连接，使得单向阀芯与调节螺母联动，所述单向阀芯的端面与阀体密封件的压力通过弹簧压缩量控制。
所述套筒为透明材质，所述套筒上沿轴向设有方便调节弹簧压缩量的负载刻度。从而吸气负载和呼气负载可以根据医生指导独立设置到相应的负载刻度，保证训练的可控性。
所述周向限位装置包括设置在套筒内壁、沿套筒轴向布设的导向槽，所述调节螺母通过滑块安装在导向槽内，使得所述调节螺母沿导向槽移动。
所述支气道为环形气道。
所述单向阀芯上设有单向阀门，所述单向阀门采用软硅胶垫，两个单向阀芯的单向阀门相对设置。软硅胶垫可以变形，由软硅胶垫构成的单向阀门体积小、结构简单可靠。
所述阀体密封件上设有楔形密封圈。所述楔形密封圈的直径与单向阀芯端面的直径相匹配。
所述阀体密封件上设有楔形密封圈，且所述楔形密封圈的直径与单向阀芯端面的直径相匹配，这样是为了保证在吸气和呼气的中间过程中，肺部肌肉的负载波动尽可能小。
由于采用上述结构，本装置可以同时实现吸气训练、呼气训练和混合性呼吸训练；吸气负载和呼气负载可以根据医生指导独立设置到相应的负载刻度；吸气负载和呼气负载可以连续可调；当吸气负载和呼气负载调到指定刻度后,在吸气和呼气训练过程中,吸气和呼气负载波动小，精度高；采用对称结构布置，相同零件多，零件种类少，装配简单，生产成本低；体积小，便于携带；结构简单，可靠性高，使用寿命长；使用时对患者没有体位要求，调节、使用方便舒适；除了可以供患者单独使用，还可以连接呼吸机等辅助呼吸设备上调节呼吸通道气体的呼气和吸气阻力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明单向阀门的立体图一。
图3为本发明单向阀门的立体图二。
附图中，1.第一调节螺杆，2.第一套筒，3.第一调节螺母，4.第一弹簧，5.第一单向阀芯，6.第一单向阀门，7.阀体，8.第二单向阀门，9.第二单向阀芯，10.第二套筒，11.第二弹簧，12.第二调节螺母，13.第二调节螺杆。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的技术内容进行进一步描述。
如图1至3所示，一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，包括第一调节螺杆1、第一套筒2、第一调节螺母3、第一弹簧4、第一单向阀芯5、第一单向阀门6、阀体7、第二单向阀门8、第二单向阀芯9、第二套筒10、第二弹簧11、第二调节螺母12、第二调节螺杆13等组成。
第一调节螺杆1和第一调节螺母3之间通过螺纹旋合，第一调节螺母3与第一套筒2通过导向槽配合，第一调节螺母3相对第一套筒2只能沿轴向作平移运动。当旋转第一调节螺杆1时，第一调节螺母3由于只能沿轴向运动，因此第一调节螺母3与第一调节螺杆1会发生相对旋转运动，第一调节螺母3就会相对第一调节螺杆1产生轴向运动，由于第一调节螺杆1左端和第一套筒2 轴肩内侧有一个轴向限位，第一调节螺母3相对第一套筒2也会有一个轴向运动。与此原理相同，第二调节螺杆13和第二调节螺母12通过螺纹旋合，第二调节螺母12与第二套筒10通过导向槽配合，第二调节螺杆13右端与第二套筒 10轴肩内侧有一个轴向限位，旋转第二调节螺杆13，第二调节螺母12会沿着第二套筒10轴向运动。
第一单向阀芯5和第一单向阀门6构成第一单向阀，第一单向阀门6采用软硅胶垫，软硅胶垫可以向右变形，气体可以从左向右流动，但是不能从右向左流动，由软硅胶垫构成的单向阀门体积小、结构简单可靠。同样的第二单向阀芯9和第二单向阀门8构成第二单向阀门，气体可以从右向左流动，但不能从左向右流动。
第一弹簧4把第一单向阀芯5的右端面压在阀体7上，使得气体不能通过第一单向阀芯5右端面与阀体7的贴合部位，只有当第一单向阀芯5的左端气体压力小于右端气体压力时，气体压力差作用在第一单向阀芯5上的力大于第一弹簧4作用在第一单向阀芯5上的力时，第一单向阀芯5向左运动，第一单向阀芯5右端面与阀体7分离，气体可以从分离部位从右向左流动，流经第一单向阀芯5与阀体7的周向间隙(也就是支气道)，进入第一套筒2的空腔内。同样的原理，当第二单向阀芯9左右两端的气体压差达到一定值，气体作用在第二单向阀芯9上的力大于第二弹簧11的力时，第二单向阀芯9会向右运动，第二单向阀芯9左侧端面与阀体7分离，气体可以从分离部位从左向右流动。
吸气阻力调节：
当通过第一套筒2左端吸气时，第一单向阀的气体不能从右向左流动，第一阀门堵死；第一弹簧4把第一单向阀芯5压在阀体7上，在该情况下，第一套筒2空腔内的气体就会越来越少，气压就会越来越低，第一单向阀芯5左右两端的气压差就会越来越大，当第一单向阀芯5左右两端的气压差作用在第一单向阀芯5上的力大于第一弹簧4的力时，第一单向阀芯5就会向左运动，气体就会通过第一单向阀芯5右端面和阀体7的间隙从右向左流动。第二单向阀不阻碍气体从右向左流动，如果第二套筒10的右端直接连通大气，那么大气就可以通过第二套筒10空腔、第二单向阀门8、第一单向阀芯5右端面和阀体7 的间隙、第一单向阀芯5和阀体7的周向间隙(也就是支气道)、第一套筒2空腔进入人体口腔、再进入肺部。通过旋转第一调节螺杆1，可以调节第一调节螺母3的位置，从而调节第一弹簧4的变形量即第一弹簧4作用在第一单向阀芯5 上的力，当第一弹簧4作用在第一单向阀芯5上的力越大，第一单向阀芯5右端面与阀体7分离时，与口腔联通的第一套筒2内的空腔压力就要越小，肺部就要扩张的越大，肺部吸气肌肉负载就越大。反之通过旋转第一调节螺杆1使第一弹簧4作用在第一单向阀芯5上的力越小，则肺部吸气肌肉负载就越小。
呼气阻力调节：
当通过第一套筒2左端呼气时，气体会通过第一套筒2的空腔、第一单向阀门6作用在第二单向阀门8和第二单向阀芯9上。第二单向阀不允许气体从左向右流动，当呼出的气体越来越多，呼气的气体作用在第二单向阀芯9左侧的力大于外部气体和第二弹簧11作用在第二单向阀芯9右侧力时，第二单向阀芯9左侧端面和阀体7会分离，呼出的气体就会从该分离间隙从左往右流向外部大气。通过调节第二调节螺杆13，使第二弹簧11作用在第二单向阀芯9的力越大，作用在第二单向阀芯9左侧推动第二单向阀芯9向右运动的呼气压力就越大，呼气时的肺部肌肉负载就越大。当第二弹簧11作用在第二单向阀芯9的力越小，作用在第二单向阀芯9左侧推动第二单向阀芯9向右运动的呼气压力就越小，呼气时的肺部肌肉负载就越小。
吸气肺部肌肉群训练：
调节第一调节螺杆1，使第一调节螺母3移动到医生指定的负载刻度，调节第二调节螺杆13，使第二调节螺母12移动到最小负载刻度，从第一套筒2左端吸气，吸气时肺部肌肉会在医生指定的负载刻度下运动，呼气时肺部肌肉的负载接近于零。
呼气肺部肌肉群训练：
调节第二调节螺杆13，使第二调节螺母12移动到医生指定的负载刻度，调节第一调节螺杆1，使第一调节螺母3移动到最小负载刻度，从第一套筒2左端呼气，呼气时肺部肌肉会在医生指定的负载刻度下运动，吸气时肺部肌肉的负载接近于零。
吸气和呼气混合训练：
调节第一调节螺杆1，使第一调节螺母3移动到医生指定的吸气负载刻度；调节第二调节螺杆13，使第二调节螺母12移动到医生指定的呼气负载刻度，从第一套筒2左端呼吸气，呼气和吸气时肺部肌肉都会承受相应的负载。
Claims (7)
1.一种串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：包括阀体，所述阀体的两端密封连接有套筒，所述套筒内设有主气道，两个主气道通过阀体内的阀芯连接，所述阀芯包括出口端相对设置的两个单向阀芯，两个所述单向阀芯通过相对的端面与阀体密封件密封封闭主气道，所述单向阀芯外壁与阀体内壁之间设有间隙形成支气道，使得所述单向阀芯可在阀体内沿轴向移动，且所述单向阀芯的端面与阀体密封件分开时，主气道与支气道连通，所述套筒内设有与套筒同轴设置的调节螺杆，所述调节螺杆通过轴向限位装置限位在套筒内，所述调节螺杆上安装有调节螺母，所述调节螺母通过周向限位装置限位在套筒内，所述调节螺母通过弹簧与单向阀芯连接，使得单向阀芯与调节螺母联动，所述单向阀芯的端面与阀体密封件的压力通过弹簧压缩量控制。
2.根据权利要求1所述的串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：所述套筒为透明材质，所述套筒上沿轴向设有方便调节弹簧压缩量的负载刻度。
3.根据权利要求1所述的串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：所述周向限位装置包括设置在套筒内壁、沿套筒轴向布设的导向槽，所述调节螺母通过滑块安装在导向槽内，使得所述调节螺母沿导向槽移动。
4.根据权利要求2所述的串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：所述支气道为环形气道。
5.根据权利要求4所述的串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：所述单向阀芯上设有单向阀门，所述单向阀门采用软硅胶垫，两个单向阀芯的单向阀门相对设置。
6.根据权利要求1至5之一所述的串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：所述阀体密封件上设有楔形密封圈。
7.根据权利要求6所述的串联型呼气和吸气综合训练的呼吸训练器，其特征在于：所述楔形密封圈的直径与单向阀芯端面的直径相匹配。
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