CN109172978B - 智能可调式单向排气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能可调式单向排气装置，包括阀体、阀盖、进气口、出气口、排气口、控制腔、进气腔、换向腔、排气腔及换向阀芯，本发明是在无创呼吸机与面罩之间设置可换向的压力呼吸阀，患者吸气时，呼吸机为患者提供正压气体，保证患者气道开放，使患者顺利吸气，患者呼气时，呼吸阀换向，排放患者呼出的二氧化碳，同时，在呼吸阀上设置开口大小可调的排气口，通过调整排气口的大小，使患者呼吸道内保持一定的压力，从而避免呼吸道塌陷情况的出现，从而使单环路供气的无创呼吸机满足肺部有问题的患者。
Description
技术领域：
本发明属于医疗辅助器械技术领域，具体涉及一种单水平呼吸机及双水平呼吸机通用型智能可调式单向排气装置。
背景技术：
近年来临床确诊越来越多的神经肌肉疾病患者（格林巴利、周围神经疾病、重肌无力等），这类疾病往往病程时限长，治愈困难，最终导致患者呼吸肌障碍、麻痹不能负荷呼吸运动，呈现出呼吸衰竭、咳嗽无力的临床表现。临床治疗多以气管切开，有创呼吸机辅助呼吸（双环路）、痰液引流、抗感染等支持手段。但这类患者因为呼吸机的支持问题，迫使患者一直住在ICU里，从患者角度看：严重降低了该类患者的日常生活质量，增加了患者和家属的经济支出，失去了和家人团聚的机会。从医院角度看：浪费了有限的医疗资源和优质的医护人员。面对如此困境，临床医务人员希望寻找出一种新的呼吸辅助方式，采用无创呼吸机代替有创呼吸机，用于神经肌肉患者，使患者可以脱离ICU，回归家庭。但是，无创呼吸机采用的是单环路通气方式，使用无创呼吸机其呼气是患者通过面罩呼气，但神经肌肉患者多建立气管切开，气管切开患者呼吸时通过切开的气管呼吸，患者呼气时，呼出气体直接从气管切口直接排出，这样容易导致患者呼吸气道塌陷，造成患者无法呼吸，存在一定的危险。
慢性阻塞性肺疾病是我国呼吸系统患病率很高的病种，我国大约1亿病人。慢性阻塞性肺疾病是一种以呼气受限的疾病，肺内小气道的过早陷闭导致呼气时不能完全将肺内气体呼出，引起肺动态过度充气，CO2潴留、呼吸衰竭等。目前最新治疗国内外指南均指出无创呼吸机可以降低慢性阻塞性急性发作次数，改善日常生活质量，降低住院率。目前市面无创呼吸机在慢性阻塞性肺疾病的使用中存在一些问题，对中重度的慢性阻塞性肺疾病患者而言，由于无创呼吸机为单环路通气，慢性阻塞性肺疾病患者在使用无创呼吸机辅助呼吸时，仍然存在肺内小气道的过早陷闭导致呼气时不能完全将肺内气体呼出的问题。
目前，临床上采用的无创呼吸机主要有两种，分别是单水平无创呼吸机和双水平无创呼吸机，单水平无创呼吸机是提供一个生理性压力支持上气道，已保证睡眠时上气道的开放，通常如果只是单纯的打鼾、憋气的患者，身体没有其他严重的疾病比如心脏或肺部，使用单水平就可以了。 双水平呼吸机是为患者提供两个不同的气道正压，当患者吸气时提供较高的压力以利于吸气，当患者呼气时则提供较低的压力，主要是适合肺部有问题的患者，比如肺心病、慢阻肺等等，帮助患者排出二氧化碳、吸入更多氧气。但是，单水平无创呼吸机价格在5千到1万元/台，而双水平无创呼吸机的价格在1.5万到5万元/台，虽然家庭无创呼吸机治疗疾病的效果已经得到认可，且全国在推广，但高昂的价格迫使许多家庭只能购买单水平无创呼吸机，而单水平呼吸机临床使用依从性差，多数患者不耐受，致使放弃无创呼吸机治疗疾病的机会。
发明内容：
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种智能可调式单向排气装置，它是在无创呼吸机与面罩之间设置可换向的压力呼吸阀，患者吸气时，呼吸机为患者提供正压气体，保证患者气道开放，使患者顺利吸气，患者呼气时，呼吸阀换向，排放患者呼出的二氧化碳，同时，在呼吸阀上设置开口大小可调的排气口，通过调整排气口的大小，使患者呼吸道内保持一定的压力，从而避免呼吸道塌陷情况的出现，从而使单环路供气的无创呼吸机满足肺部有问题的患者。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种智能可调式单向排气装置，其中：包括阀体、阀盖、进气口、出气口、排气口、控制腔、进气腔、换向腔、排气腔及换向阀芯，所述的阀体左侧设置有进气口，进气口通过管道与无创呼吸机连通，所述的阀体内左侧设置有进气腔，进气口与进气腔连通，所述的阀体的右侧设置有出气口，出气口通过管道与面罩连通，阀体的下端设置控制腔，所述的阀体下端连接有阀盖，阀盖盖装在阀体下端的控制腔上，所述的阀体内设置有换向腔，所述的进气腔通过进气通道与换向腔连通，所述的阀体的上部设置有排气腔，阀体的上端设置有排气口，排气口与排气腔连通，所述的排气腔通过排气通道与换向腔连通，所述的出气口与换向腔连通，换向腔内穿装有换向阀芯，所述的控制腔内设置有电磁组件，电磁组件与换向阀芯的位于控制腔内的部分连接，电磁组件为换向阀芯的换向动作提供动力，所述的控制腔内设置有控制电路板，所述的进气腔内设置有压力传感器，压力传感器通过数据线与控制电路板连接，控制电路板通过电源线与电磁组件连接，所述的阀盖上设置有电源接头，电源接头连接控制电路板。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的阀体的排气腔的排气口上螺纹连接有调节盖，所述的阀体的排气腔的侧壁上设置有多个排气孔，多个排气孔沿排气腔的高度方向布置，所述的调节盖的内底面上设置有柱塞杆，柱塞杆插装在排气腔内，且柱塞杆的下端设置有活塞，活塞密封排气腔侧壁上的排气孔，旋转调节盖能够带动柱塞杆及活塞沿排气腔上下移动。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的控制电路板上设置有电源模块及PLC控制器，所述的PLC控制器的输入端通过数据线与压力传感器连接，PLC控制器的输出端与电磁组件连接，所述的电源模块与PLC控制器连接，电源接头与电源模块连接。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的活塞的上下两端设置有密封圈。
本发明的技术方案还可以是这样实现的： 所述的换向阀芯包括阀杆及密封活塞，所述的阀杆穿装在换向腔内，阀杆上设置三个密封活塞，所述的阀杆的位于控制腔内的部分与电磁组件连接，所述的电磁组件包括套管、连接垫片、动衔铁、线圈及外壳，所述的外壳与换向腔端面连接，外壳与换向腔之间设置有连接垫片，所述的阀杆穿装在外壳内，阀杆位于外壳内的部分固定设置有动衔铁，所述的动衔铁穿装在套管内，动衔铁能够相对套管滑动，套管与外壳之间设置有线圈。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的换向腔内设置有复位弹簧，复位弹簧套装在阀杆上。
本发明的有益效果为：
1、本发明是在无创呼吸机与面罩之间设置可换向的压力呼吸阀，患者吸气时，呼吸机为患者提供正压气体，保证患者气道开放，使患者顺利吸气，患者呼气时，呼吸阀换向，排放患者呼出的二氧化碳，同时，在呼吸阀上设置开口大小可调的排气口，通过调整排气口的大小，使患者呼吸道内保持一定的压力，从而避免呼吸道塌陷情况的出现，从而使单环路供气的无创呼吸机满足肺部有问题的患者。
2、本发明的设置能够使单环路的无创呼吸机具有双环路功能，通过压力传感器检测进气腔的气体压力，当患者吸气时，无创呼吸机提供正常压力，此时，PLC控制器控制电磁组件，使换向阀芯动作，使进气腔与出气口连通，为患者提供吸气压力，当压力传感器检测的进气腔的气体压力下降时，说明患者呼气，此时，换向阀芯换向，使排气腔与出气口连通，患者呼出的二氧化碳从排气腔及排气口排出，实现患者呼吸的不同环路。
3、本发明的排气腔上设置排气孔及柱塞杆及活塞，在调节盖的带动下可使活塞沿排气腔上下移动，活塞向上移动时会逐渐将排气孔露出，排气孔露出的越多，排气压力越大，则给患者呼气带来的阻力越小，越容易出现呼吸道塌陷问题，可通过调节活塞位置，实现对患者呼气保持一定的阻力，避免出现呼吸道塌陷问题。
4、本发明结构简单、使用方便、造价成本低，应用范围广，即可在单水平无创呼吸机上使用也可以在双水平无创呼吸机上使用，能够有效的降低医疗成本，减轻患者痛苦及经济压力。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的患者吸气时的使用状态示意图；
图3为本发明的患者呼气时的使用状态示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种智能可调式单向排气装置，包括阀体1、阀盖2、进气口3、出气口4、排气口5、控制腔6、进气腔7、换向腔8、排气腔9及换向阀芯10，所述的阀体1左侧设置有进气口3，进气口3通过管道与无创呼吸机连通，所述的阀体1内左侧设置有进气腔7，进气口3与进气腔7连通，所述的阀体1的右侧设置有出气口4，出气口4通过管道与面罩连通，阀体1的下端设置控制腔6，所述的阀体1下端连接有阀盖2，阀盖2盖装在阀体1下端的控制腔6上，所述的阀体1内设置有换向腔8，所述的进气腔7通过进气通道11与换向腔8连通，所述的阀体1的上部设置有排气腔9，阀体1的上端设置有排气口5，排气口5与排气腔9连通，所述的排气腔9通过排气通道12与换向腔8连通，所述的阀体1的排气腔9的排气口5上螺纹连接有调节盖17，所述的阀体1的排气腔9的侧壁上设置有多个排气孔18，多个排气孔18沿排气腔9的高度方向布置，所述的调节盖17的内底面上设置有柱塞杆19，柱塞杆19插装在排气腔9内，且柱塞杆19的下端设置有活塞20，活塞20的上下两端设置有密封圈23，活塞20密封排气腔9侧壁上的排气孔18，旋转调节盖17能够带动柱塞杆19及活塞20沿排气腔9上下移动，所述的出气口4与换向腔8连通，换向腔8内穿装有换向阀芯10，所述的控制腔6内设置有电磁组件13，电磁组件13与换向阀芯10的位于控制腔6内的部分连接，电磁组件13为换向阀芯10的换向动作提供动力，所述的控制腔6内设置有控制电路板14，所述的进气腔7内设置有压力传感器15，压力传感器15通过数据线与控制电路板14连接，控制电路板14通过电源线与电磁组件13连接，所述的阀盖2上设置有电源接头16，电源接头16连接控制电路板14。所述的控制电路板14上设置有电源模块21及PLC控制器22，所述的PLC控制器22的输入端通过数据线与压力传感器15连接，PLC控制器22的输出端与电磁组件13连接，所述的电源模块21与PLC控制器22连接，电源接头16与电源模块21连接。
所述的换向阀芯10包括阀杆24及密封活塞25，所述的阀杆24穿装在换向腔8内，阀杆24上设置三个密封活塞25，所述的阀杆24的位于控制腔6内的部分与电磁组件13连接，所述的电磁组件13包括套管26、连接垫片27、动衔铁28、线圈29及外壳30，所述的外壳30与换向腔8端面连接，外壳30与换向腔8之间设置有连接垫片27，所述的阀杆24穿装在外壳30内，阀杆24位于外壳30内的部分固定设置有动衔铁28，所述的动衔铁28穿装在套管26内，动衔铁28能够相对套管26滑动，套管26与外壳30之间设置有线圈29。所述的换向腔8内设置有复位弹簧31，复位弹簧31套装在阀杆24上。
如图2所示，使用时，将本发明的进气口3通过管道与单水平无创呼吸机连接，将本发明的出气口4通过管道与面罩连接，启动单水平无创呼吸机，氧气通过管道从进气口3进入进气腔7，压力传感器15检测进气腔7压力，并将该压力信号传递给PLC控制器22，PLC控制器22与设定值比较，并控制电磁组件13的线圈29得电，换向阀芯10动作，进气腔7、换向腔8及出气口4连通，进气腔7内的氧气通过出气口4进入面罩，为患者吸气提供氧气及压力值，如图3所示，当患者呼气时，进气腔7压力会降低，压力传感器15将压力信号传递给PLC控制器22，PLC控制器22控制电磁组件13的线圈29失电，在复位弹簧31的作用下，换向阀芯10换向，出气口4、换向腔8及排气腔9连通，患者呼出的气体从排气腔9及排气孔18排出，旋转调节盖17，调节盖17带动柱塞杆19及活塞20沿排气腔9上下移动，可调节露出的排气孔18的数量，从而调节排气压力，从而在患者呼气时，保持一定的压力在患者呼吸道内，避免因压力骤降而引起的患者呼吸道塌陷问题。
本发明使用时，还可以与双水平无创呼吸机连接，双水平无创呼吸机为患者提供两个不同的气道正压，当患者吸气时提供较高的压力以利于吸气，当患者呼气时则提供较低的压力，则，当患者吸气时，压力传感器15检测到的进气腔7内压力较高时，PLC控制器22控制换向阀芯10动作，使进气腔7、换向腔8与出气口4连通，为患者吸气提供压力及氧气，当患者呼气时，压力传感器15检测到的进气腔7内的压力较低，PLC控制器22控制换向阀芯10动作，使出气口4、换向阀与排气腔9连通，患者呼出的气体从排气腔9及排气孔18排出。
要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
Claims (6)
1.一种智能可调式单向排气装置，其特征在于：包括阀体（1）、阀盖（2）、进气口（3）、出气口（4）、排气口（5）、控制腔（6）、进气腔（7）、换向腔（8）、排气腔（9）及换向阀芯（10），所述的阀体（1）左侧设置有进气口（3），进气口（3）通过管道与无创呼吸机连通，所述的阀体（1）内左侧设置有进气腔（7），进气口（3）与进气腔（7）连通，所述的阀体（1）的右侧设置有出气口（4），出气口（4）通过管道与面罩连通，阀体（1）的下端设置控制腔（6），所述的阀体（1）下端连接有阀盖（2），阀盖（2）盖装在阀体（1）下端的控制腔（6）上，所述的阀体（1）内设置有换向腔（8），所述的进气腔（7）通过进气通道（11）与换向腔（8）连通，所述的阀体（1）的上部设置有排气腔（9），阀体（1）的上端设置有排气口（5），排气口（5）与排气腔（9）连通，所述的排气腔（9）通过排气通道（12）与换向腔（8）连通，所述的出气口（4）与换向腔（8）连通，换向腔（8）内穿装有换向阀芯（10），所述的控制腔（6）内设置有电磁组件（13），电磁组件（13）与换向阀芯（10）的位于控制腔（6）内的部分连接，电磁组件（13）为换向阀芯（10）的换向动作提供动力，所述的控制腔（6）内设置有控制电路板（14），所述的进气腔（7）内设置有压力传感器（15），压力传感器（15）通过数据线与控制电路板（14）连接，控制电路板（14）通过电源线与电磁组件（13）连接，所述的阀盖（2）上设置有电源接头（16），电源接头（16）连接控制电路板（14），
所述的换向阀芯（10）包括阀杆（24）及密封活塞（25），所述的阀杆（24）穿装在换向腔（8）内，阀杆（24）上设置三个密封活塞（25），分别为排气通道（12）上方的上密封活塞，位于进气通道（11）下方的下密封活塞，以及位于排气通道（12）与进气通道（11）之间的中密封活塞，在电磁组件（13）的带动下，阀杆（24）及三个密封活塞（25）沿换向腔（8）移动，当中密封活塞移动至排气通道（12）与出气口（4）之间时，出气口（4）与进气通道（11）连通；当中密封活塞移动至进气通道（11）与出气口（4）之间时，出气口（4）与排气通道（12）连通。
2.根据权利要求1所述的智能可调式单向排气装置，其特征在于：所述的阀体（1）的排气腔（9）的排气口（5）上螺纹连接有调节盖（17），所述的阀体（1）的排气腔（9）的侧壁上设置有多个排气孔（18），多个排气孔（18）沿排气腔（9）的高度方向布置，所述的调节盖（17）的内底面上设置有柱塞杆（19），柱塞杆（19）插装在排气腔（9）内，且柱塞杆（19）的下端设置有活塞（20），活塞（20）密封排气腔（9）侧壁上的排气孔（18），旋转调节盖（17）能够带动柱塞杆（19）及活塞（20）沿排气腔（9）上下移动。
3.根据权利要求1所述的智能可调式单向排气装置，其特征在于：所述的控制电路板（14）上设置有电源模块（21）及PLC控制器（22），所述的PLC控制器（22）的输入端通过数据线与压力传感器（15）连接，PLC控制器（22）的输出端与电磁组件（13）连接，所述的电源模块（21）与PLC控制器（22）连接，电源接头（16）与电源模块（21）连接。
4.根据权利要求2所述的智能可调式单向排气装置，其特征在于：所述的活塞（20）的上下两端设置有密封圈（23）。
5.根据权利要求1所述的智能可调式单向排气装置，其特征在于：所述的电磁组件（13）包括套管（26）、连接垫片（27）、动衔铁（28）、线圈（29）及外壳（30），所述的外壳（30）与换向腔（8）端面连接，外壳（30）与换向腔（8）之间设置有连接垫片（27），所述的阀杆（24）穿装在外壳（30）内，阀杆（24）位于外壳（30）内的部分固定设置有动衔铁（28），所述的动衔铁（28）穿装在套管（26）内，动衔铁（28）能够相对套管（26）滑动，套管（26）与外壳（30）之间设置有线圈（29）。
6.根据权利要求5所述的智能可调式单向排气装置，其特征在于：所述的换向腔（8）内设置有复位弹簧（31），复位弹簧（31）套装在阀杆（24）上。
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