CN108635649A - 呼吸机及其空氧混合阀 - Google Patents

Abstract

本申请提供了呼吸机及其空氧混合阀，包括：阀体，该阀体内设置有第一阀腔；阀芯，该阀芯可滑动地设置于第一阀腔内并具有第一阀位和第二阀位；第一进口和第二进口，开设于阀体上且均连通于第一阀腔，第一进口用于向第一阀腔输送第一气体，第二进口用于向所述第一阀腔输送第二气体，该第二气体的氧气含量与第一气体的氧气含量不同；出口，该出口开设于阀体上且连通于第一阀腔；在阀芯位于第一阀位时，第一进口连通于出口而第二进口截止；在阀芯位于第二阀位时，第二进口连通于出口而第一进口截止。根据本申请的技术方案能够方便地实现不同氧气含量的气体的供应。

Description

呼吸机及其空氧混合阀

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种呼吸机及其空氧混合阀。

背景技术

呼吸机是医疗领域的重要装置，通常应用于各种原因所致的呼吸衰竭、手术期间的呼吸支持等。

在呼吸机的使用过程中，根据患者的不同情况，需要调节输送至患者的气体的氧气浓度。在传统的呼吸机中，通常利用文丘里的气体(通常为纯氧)作为驱动气体来产生负压，吸取空气进入混合腔后，再供给患者呼吸。在这种情况下，对于输送至患者的气体中氧气浓度的调节，一般通过调节文丘里的气体中氧气的浓度来实现，因此调节相对较难。

有鉴于此，如何提供一种较为方便地调节输送至患者的气体中氧气浓度的技术方案，成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本申请提出了一种呼吸机及其空氧混合阀，以较为方便地调节输送至患者的气体中氧气浓度。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于呼吸机的空氧混合阀，该空氧混合阀包括：

阀体，该阀体内设置有第一阀腔；

阀芯，该阀芯可滑动地设置于所述第一阀腔内并具有第一阀位和第二阀位；

第一进口和第二进口，该第一进口和第二进口开设于所述阀体上且均连通于所述第一阀腔，所述第一进口用于向所述第一阀腔输送第一气体，所述第二进口用于向所述第一阀腔输送第二气体，该第二气体的氧气含量与所述第一气体的氧气含量不同；

出口，该出口开设于所述阀体上且连通于所述第一阀腔；其中：

在所述阀芯位于所述第一阀位时，所述第一进口连通于所述出口而所述第二进口截止；在所述阀芯位于所述第二阀位时，所述第二进口连通于所述出口而所述第一进口截止。

优选地，该空氧混合阀还包括：第一控制口和第二控制口，该第一控制口和第二控制口开设于所述阀体上并分别连通于各自的控制腔，其中：

当所述第一控制口通入控制气流时，所述阀芯位于所述第一阀位；当所述第二控制口通入控制气流时，所述阀芯位于所述第二阀位。

优选地，所述第一气体的氧气含量高于所述第二气体的氧气含量；优选地，所述第一气体的氧气含量为不低于90％，所述第二气体的氧气含量在20％至60％之间；进一步优选地，所述第一气体为纯氧，所述第二气体为空气。

优选地，所述阀体还包括第二阀腔，所述第一阀腔通过该第二阀腔连通于所述出口。

优选地，该空氧混合阀还包括：第三进口，该第三进口开设于所述阀体并连通于所述第二阀腔，该第三进口用于向所述第二阀腔输送所述第一气体且该第三进口内设置有文丘里阀体。

优选地，所述文丘里阀体在所述第三进口内的安装位置为可调节的。

优选地，所述出口的通流面积从内向外是逐渐变大的。

另外，本申请还提供了一种呼吸机，该呼吸机包括：

频率阀，该频率阀用于对从气源接收的氧气设定输送频率；和

空氧混合阀，空氧混合阀用于从所述频率阀接收设定有输送频率的氧气，并输出具有预定氧气含量的气体；其中，所述空氧混合阀为本申请所提供的上述空氧混合阀，该空氧混合阀的第一进口与所述频率阀相连通，所述第二进口与大气相连通，所述出口输出具有预定氧气含量的气体。

优选地，所述空氧混合阀还包括：第一控制口和第二控制口，该第一控制口和第二控制口开设于所述阀体上并分别连通于各自的控制腔，其中当所述第一控制口通入控制气流时，所述阀芯位于所述第一阀位；当所述第二控制口通入控制气流时，所述阀芯位于所述第二阀位；所述呼吸机包括开关阀，该开关阀将所述气源可选择地连通于所述第一控制口或第二控制口。

优选地，所述空氧混合阀的所述阀体还包括第二阀腔，所述第一阀腔通过该第二阀腔连通于所述出口，该空氧混合阀还包括第三进口，该第三进口开设于所述阀体并连通于所述第二阀腔，该第三进口用于向所述第二阀腔输送所述第一气体且该第三进口内设置有文丘里阀体；所述呼吸机还包括流量阀，所述流量阀的进气口连通于所述频率阀的出气口，所述流量阀的出气口分别连通于所述第一进口和第三进口。

优选地，该呼吸机包括第一分流阀，该第一分流阀的进气口连通于所述气源，该第一分流阀的第一出气口通过减压阀连通于所述频率阀的进气口。

优选地，所述呼吸机包括储气罐，所述第一分流阀的第二出气口通过单向阀连通于该储气罐，该储气罐通过气控阀和节流阀而连接于汽笛，该气控阀在气源向所述频率阀输送氧气时截止，所述气控阀在气源不向所述频率阀输送氧气时连通。

优选地，所述呼吸机包括负压阀，该负压阀通过吸引开关而连通于所述分流阀的第三出气口。

优选地，该呼吸机包括第二分流阀，该第二分流阀的进气口连通于所述空氧混合阀的出口，所述第二分流阀的出气口用于输出来自于所述空氧混合阀的气体，所述第二分流阀呼气排出口，该呼气排出口设置有排气阀，该排气阀在气体从所述出口流向所述第二分流阀的出气口时截止，所述排气阀在有呼气从所述第二分流阀的出气口进入所述第二分流阀时打开。

优选地，所述频率阀的出气口连通于所述排气阀的控制口；和/或该呼吸机包括安全阀，该安全阀安装于所述第二分流阀并连接有汽笛；和/或在频率阀的上游设置有总开关，以控制气路的通断。

优选地，本申请的呼吸机不包括磁性材料。

根据本申请的技术方案，通过对空氧混合阀的操作能够方便地实现不同氧气含量的气体的供应，以实现本申请的目的。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请的空氧混合阀的一种优先实施方式的结构示意图；

图2为根据本申请的呼吸机的一种优选实施方式的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及各个实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。如图1所示，本申请提供了一种用于呼吸机的空氧混合阀，该空氧混合阀包括：

阀体11，该阀体11内设置有第一阀腔S1；

阀芯14，该阀芯14可滑动地设置于所述第一阀腔S1内并具有第一阀位和第二阀位；

第一进口A1和第二进口A2，该第一进口A1和第二进口A2开设于所述阀体11上且均连通于所述第一阀腔S1，所述第一进口A1用于向所述第一阀腔S1输送第一气体，所述第二进口A2用于向所述第一阀腔S1输送第二气体，该第二气体的氧气含量与所述第一气体的氧气含量不同；

出口E，该出口E开设于所述阀体11上且连通于所述第一阀腔S1；其中：在所述阀芯14位于所述第一阀位时，所述第一进口A1连通于所述出口E而所述第二进口A2截止；在所述阀芯14位于所述第二阀位时，所述第二进口A2连通于所述出口E而所述第一进口A1截止。

图1表示了空氧混合阀的优选结构。阀体11构成整个阀的基础部分，该阀体11内形成有阀腔S1，以容纳气体并控制气体的流动。在本申请中个，阀体和阀腔以能够实现其发明目的，不限于图中的具体结构形式。阀芯14可滑动地设置于第一阀腔S1内，因此能够在第一阀位和第二阀位之间往复移动，基于不同的阀位，本申请的空氧混合阀能够实现不同氧气含量的气体供应(这将在下文中详细描述)。阀芯14的移动可以通过多种方式来实现，例如，可以通过电磁力的控制方式，也可以通过手动控制的方式。

阀体11上开设有均连通于第一阀腔S1的多个开口，包括第一进口A1和第二进口A2以及出口E。第一气体通过第一进口A1进入第一阀腔S1内，第二气体通过第二进口A2进入第一阀腔S1内。进入第一阀腔S1内的气体经过阀芯14的调配后，再通过出口E排出。当阀芯14位于所述第一阀位时(图1中的右侧位置)，所述第一进口A1连通于所述出口E而所述第二进口A2截止，因此第一气体进入第一阀腔S1中。在所述阀芯14位于所述第二阀位时(图1中的左侧位置，即为图1当前显示的状态)，所述第二进口A2连通于所述出口E而所述第一进口A1截止，因此第二气体进入第一阀腔S1中。除了上述阀位和开口之外，根据不同的工况，空氧混合阀也可以具有其他阀位和开口，这里不再详细描述。

由于第一气体和第二气体具有不同的氧气含量(体积比)，因此利用本申请所提供的技术方案，能够较为方便地实现对输送至患者的气体中氧气浓度的调节。

所述第一气体的氧气含量高于所述第二气体的氧气含量。优选地，所述第一气体的氧气含量为不低于90％，所述第二气体的氧气含量在20％至60％之间。进一步优选地，所述第一气体为纯氧，所述第二气体为空气。第一气体和第二气体的选择可以根据使用场合而加以选择，也可以掺加其他具有医疗作用的气体。

如上所述，阀芯14的移动可以通过多种方式来实现。鉴于上述空氧混合阀为气动阀，优选情况下，可采用气动控制的方式来实现阀芯14的移动。如图1所示，该空氧混合阀还包括：第一控制口K1和第二控制口K2，该第一控制口K1和第二控制口K2开设于所述阀体11上并分别连通于各自的控制腔，其中：当所述第一控制口K1通入控制气流时，所述阀芯14位于所述第一阀位；当所述第二控制口K2通入控制气流时，所述阀芯14位于所述第二阀位。在该实施方式中，控制腔(未标记)与第一阀腔S1不连通，用于通入控制气流而驱动阀芯14的移动。通入第一控制口K1和第二控制口K2的控制气流(高压气体)可以借用于进入第一进口A1的压力气体，也可以来自于独立的高压气源。

优选情况下，如图1所示，所述阀体11还包括第二阀腔S2，所述第一阀腔S1通过该第二阀腔S2连通于所述出口E。为了设置第二阀腔S2，阀体11可以设计为分体式(如图1所示)，但本申请并不限于此，阀体11也可以设计为一体式结构。通过设置第二阀腔S2，能够扩大空氧混合阀的整体容量，因此能够适用于更多的工况场合。

进一步优选地，该空氧混合阀还包括第三进口A3，该第三进口A3开设于所述阀体11并连通于所述第二阀腔S2，该第三进口A3用于向所述第二阀腔S2输送所述第一气体且该第三进口A3内设置有文丘里阀体12。

在该实施方式中，第一气体通过第三进口A3进入文丘里阀体12中，利用文丘里阀体12所产生的文丘里效应，在文丘里阀体12的出口后方形成负压区，进而吸带着来自于第一阀腔S1的气体以较快的流速流向出口E，以获得较高的供气效率。在该实施方式中，文丘里阀体12的具体结构形式和参数可根据工况而选择。

为了能够对空氧混合阀的供气情况进行进一步的调节，优选地，如图1所示，所述文丘里阀体12在所述第三进口A3内的安装位置为可调节的。因此，文丘里阀体12相对于第三进口A3的端面或端口的距离为可调节的。当进入第三进口A3的气流相对稳定时，可以使文丘里阀体12距离第三进口A3的端面或端口近一些，以快速引导该气流；当进入第三进口A3的气流稳定性不是十分理想时，可以使文丘里阀体12距离第三进口A3的端面或端口稍远一些，以缓冲气流的紊流。该可调节的特征可以通过多种方式来实现，例如可以将文丘里阀体12设计为通过螺纹连接而安装于第三进口A3内，也可以通过滑动方式来实现。

优选地，所述出口E的通流面积从内向外是逐渐变大的，通过喇叭口结构，为文丘里效应的负压提供更为有效的压力，可以将更多地气体吸入到呼吸管路中。

以上对本申请所提供的空氧混合阀的结构和工作特点进行了详细地描述。下面结合图2对本申请所提供的呼吸机进行详细描述。

如图2所示，本申请的呼吸机包括：

频率阀100，该频率阀100用于对从气源接收的氧气设定输送频率；和

空氧混合阀200，空氧混合阀200用于从所述频率阀100接收设定有输送频率的氧气，并输出具有预定氧气含量的气体；其中：

所述空氧混合阀200为本申请所提供的上述空氧混合阀，该空氧混合阀的第一进口A1与所述频率阀100相连通，所述第二进口A2与大气相连通，所述出口E输出具有预定氧气含量的气体。

如图2所示，来自于气源的气体(富氧气体)在到达频率阀100后，由频率阀100赋予输送频率，进而(优选经流量阀302)输送至空氧混合阀200的第一进口A1，而空氧混合阀200的第二进口A2与大气相通。因此，利用该空氧混合阀200可以实现富氧气体与空气之间的选择匹配，以通过出口E输出预定氧气含量的气体给患者。

频率阀100可以采用传统的频率阀装置，例如频率阀上游可直接连接储气筒而不加减压阀。优选地，在频率阀100的上游，可设置有减压阀304，以将系统内的气体压力控制的合适范围之内。进一步优选的，在减压阀304的上游，设置有第一分流阀303，以利用气源的压力气体实现其他功能，这将在下文中详细描述。另外优选地，在频率阀100的上游可设置有总开关315，以控制总气路的通断。

如上所述，在优选情况下，所述空氧混合阀200还包括：第一控制口K1和第二控制口K2，该第一控制口K1和第二控制口K2开设于所述阀体11上并分别连通于各自的控制腔，其中当所述第一控制口K1通入控制气流时，所述阀芯14位于所述第一阀位；当所述第二控制口K2通入控制气流时，所述阀芯14位于所述第二阀位。为了集成地利用气源的压力气体，优选地，如图2所示，所述呼吸机包括开关阀301，该开关阀301将所述气源可选择地连通于所述第一控制口K1或第二控制口K2。具体来说，当接口3与4连通时，压力气体输送至第二控制口K2；而当接口3与5连通时，压力气体输送至第一控制口K1。

优选情况下，所述空氧混合阀200的所述阀体11还包括第二阀腔S2，所述第一阀腔S1通过该第二阀腔S2连通于所述出口E，该空氧混合阀200还包括第三进口A3，该第三进口A3开设于所述阀体11并连通于所述第二阀腔S2，该第三进口A3用于向所述第二阀腔S2输送所述第一气体且该第三进口A3内设置有文丘里阀体12。在该优选方式下，所述呼吸机还可包括流量阀302，所述流量阀302的进气口连通于所述频率阀100的出气口，所述流量阀302的出气口7,8分别连通于所述第一进口A1和第三进口A3。

因此，利用流量阀302能够流量可控地将富氧的压力气体输送至第一进口A1和第三进口A3，而且这两股气流的流量可以通过流量阀302相对独立或联动地调节。其中，输送至第一进口A1的气流与第二进口A2的空气共同构成空氧混合阀200的输入气体；而输送至第三进口A3的压力气体一方面也作为空氧混合阀200的输入气体，另一方面还可利用文丘里效应实现高效地输气，同时可以选择与进入第一进口A1的富氧气体或进入第二进口A2的空气的混合而使出口E排出的气体获得不同的氧气含量。

优选情况下，空氧混合阀200的出口E连接有第二分流阀311，如图2所示，该第二分流阀311的进气口连通于所述空氧混合阀200的出口E，所述第二分流阀311的出气口用于输出来自于所述空氧混合阀200的气体，所述第二分流阀311呼气排出口，该呼气排出口设置有排气阀312，该排气阀312在气体从所述出口E流向所述第二分流阀311的出气口时截止，所述排气阀312在有呼气从所述第二分流阀311的出气口进入所述第二分流阀311时打开。在该优先实施方式下，当患者有呼气排出时，会有呼气通过第二分流阀311的出气口进入第二分流阀311内，此时排气阀312打开，从而迅速实现呼气的排出；而当患者吸气时，排气阀312截止关闭，允许富氧压力气体供应给患者呼吸之用。排气阀312可以通过弹性膜片的方式来实现，或者电控、气控的方式。

优选地，如图2所示，该呼吸机可包括安全阀313，该安全阀313安装于所述第二分流阀311并连接有汽笛314。当供应至患者的压力气流超过安全范围时(比如压力过大)，则安全阀313接通，从而驱动汽笛314报警。

优选情况下，所述频率阀100的出气口连通于所述排气阀312的控制口。因此，在该优先实施方式下，可以使频率阀100的压力气体直接到达排气阀312的控制口，使该排气阀随即打开，以快速释放频率阀的内部压力，让病人按预设的呼气压力进行呼气，达到整机的呼吸频率参数，不会使呼吸周期的呼气延迟。

如上所述，第一分流阀303还可用于实现其他的功能。如图2所示，优选地，所述呼吸机包括储气罐305，所述第一分流阀303的第二出气口通过单向阀连通于该储气罐305，该储气罐305通过气控阀306和节流阀307而连接于另一汽笛308，该气控阀306在气源向所述频率阀100输送氧气时截止，所述气控阀306在气源不向所述频率阀100输送氧气时连通。因此，在正常工作状态下，压力气源会经由第一分流阀303和单向阀而给储气罐303充气。而当正常工作状态下，例如气源压力不足时，气控阀306接通，则储存在储气罐305内储存的压力气体会供应至汽笛308，实现报警。

还优选地，所述呼吸机包括负压阀309，该负压阀309通过吸引开关310而连通于所述分流阀303的第三出气口，以实现负压吸引的功能。如图2所示吸引开关310具有可选择连通或断开的接头1和2。

以上详细描述了图2所示优选实施方式的呼吸机的结构。下面描述下基于图2所示的呼吸机的基本工作过程。

正常工作时，气源的压力富氧气体经过第一分流阀303、减压阀304而流到频率阀100，以获得预定的输送频率。随后，频率阀100将压力气体通过流量阀302而输送至空氧混合阀200的第一进口A1和第三进口A3。同时，压力气体还通过开关阀301而选择进入第一控制口K1或K2。当压力气体进入第一控制口K1时，阀芯14位于右位(第一阀位)，第二进口A2截止，第一进口A1的气体与第二进口A3的气体混合而通过出口E供应较高氧气含量的气体；当压力气体进入第二控制口K2时，阀芯14位于左位(第二阀位)，第一进口A1截止，第二进口A2的空气与第三进口A3的压力气体混合而通过出口E供应较低氧气含量的气体。

当患者呼气时，可通过排气阀312迅速排气，从而避免呼气对于系统压力的负面影响。

当系统压力不足或者工作不正常时，储气罐305内的压力气体能够通过汽笛308报警，而且安全阀313也可以通过汽笛报警。

通过以上描述可知，在本申请的技术方案内，利用本申请的技术方案能够使供气具有不同的氧气浓度，而且这种调整是较为方便和准确的，从而实现本申请的目的。

另外，优选情况下，本申请所提供的呼吸机不包括磁性材料。换句话说，该呼吸机全部由非磁性材料制成，以满足在特定场合下的应用，例如在核磁共振检查时。

以上所述仅为本申请的较佳实施方式而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，该空氧混合阀包括：

阀体(11)，该阀体(11)内设置有第一阀腔(S1)；

阀芯(14)，该阀芯(14)可滑动地设置于所述第一阀腔(S1)内并具有第一阀位和第二阀位；

第一进口(A1)和第二进口(A2)，该第一进口(A1)和第二进口(A2)开设于所述阀体(11)上且均连通于所述第一阀腔(S1)，所述第一进口(A1)用于向所述第一阀腔(S1)输送第一气体，所述第二进口(A2)用于向所述第一阀腔(S1)输送第二气体，该第二气体的氧气含量与所述第一气体的氧气含量不同；

出口(E)，该出口(E)开设于所述阀体(11)上且连通于所述第一阀腔(S1)；其中：

在所述阀芯(14)位于所述第一阀位时，所述第一进口(A1)连通于所述出口(E)而所述第二进口(A2)截止；在所述阀芯(14)位于所述第二阀位时，所述第二进口(A2)连通于所述出口(E)而所述第一进口(A1)截止。

2.根据权利要求1所述的用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，该空氧混合阀还包括：第一控制口(K1)和第二控制口(K2)，该第一控制口(K1)和第二控制口(K2)开设于所述阀体(11)上并分别连通于各自的控制腔，其中：

当所述第一控制口(K1)通入控制气流时，所述阀芯(14)位于所述第一阀位；当所述第二控制口(K2)通入控制气流时，所述阀芯(14)位于所述第二阀位。

3.根据权利要求1所述的用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，所述第一气体的氧气含量高于所述第二气体的氧气含量；

优选地，所述第一气体的氧气含量为不低于90％，所述第二气体的氧气含量在20％至60％之间；

进一步优选地，所述第一气体为纯氧，所述第二气体为空气。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，所述阀体(11)还包括第二阀腔(S2)，所述第一阀腔(S1)通过该第二阀腔(S2)连通于所述出口(E)。

5.根据权利要求4所述的用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，该空氧混合阀还包括：第三进口(A3)，该第三进口(A3)开设于所述阀体(11)并连通于所述第二阀腔(S2)，该第三进口(A3)用于向所述第二阀腔(S2)输送所述第一气体且该第三进口(A3)内设置有文丘里阀体(12)。

6.根据权利要求5所述的用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，所述文丘里阀体(12)在所述第三进口(A3)内的安装位置为可调节的。

7.根据权利要求5所述的用于呼吸机的空氧混合阀，其特征在于，所述出口(E)的通流面积从内向外是逐渐变大的。

8.呼吸机，该呼吸机包括：

频率阀(100)，该频率阀(100)用于对从气源接收的氧气设定输送频率；和

空氧混合阀(200)，空氧混合阀(200)用于从所述频率阀(100)接收设定有输送频率的氧气，并输出具有预定氧气含量的气体；其特征在于：

所述空氧混合阀(200)为根据权利要求1所述的空氧混合阀，该空氧混合阀的第一进口(A1)与所述频率阀(100)相连通，所述第二进口(A2)与大气相连通，所述出口(E)输出具有预定氧气含量的气体。

9.根据权利要求8所述的呼吸机，其特征在于，所述空氧混合阀(200)还包括：第一控制口(K1)和第二控制口(K2)，该第一控制口(K1)和第二控制口(K2)开设于所述阀体(11)上并分别连通于各自的控制腔，其中当所述第一控制口(K1)通入控制气流时，所述阀芯(14)位于所述第一阀位；当所述第二控制口(K2)通入控制气流时，所述阀芯(14)位于所述第二阀位；

所述呼吸机包括开关阀(301)，该开关阀(301)将所述气源可选择地连通于所述第一控制口(K1)或第二控制口(K2)。

10.根据权利要求8所述的呼吸机，其特征在于，

所述空氧混合阀(200)的所述阀体(11)还包括第二阀腔(S2)，所述第一阀腔(S1)通过该第二阀腔(S2)连通于所述出口(E)，该空氧混合阀(200)还包括第三进口(A3)，该第三进口(A3)开设于所述阀体(11)并连通于所述第二阀腔(S2)，该第三进口(A3)用于向所述第二阀腔(S2)输送所述第一气体且该第三进口(A3)内设置有文丘里阀体(12)；

所述呼吸机还包括流量阀(302)，所述流量阀(302)的进气口连通于所述频率阀(100)的出气口，所述流量阀(302)的出气口(7,8)分别连通于所述第一进口(A1)和第三进口(A3)。