CN109758654A - 带有电动微型鼓风机的呼吸辅助设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种呼吸辅助设备,其包括壳体,所述壳体包括微型鼓风机,所述微型鼓风机包括布置在外壳中的具有旋转驱动轴的电机,驱动轴承载容纳在位于蜗壳中的内部隔室中的至少一个叶轮,所述内部隔室包括气体入口和气体出口,所述气体出口与气体出口管道流体连通。由柔性材料制成的第一减震元件布置在电机的外壳周围并与之接触,以便提供它们之间的流体密封,并且由柔性材料制成的第二减震元件布置在出口管道周围并与之接触,以便提供它们之间的流体密封。第二减震元件抵靠在所述第一减震元件上以便提供它们之间的流体密封,并且微型鼓风机通过第一和第二减震元件保持在所述壳体中的固定位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种呼吸辅助设备,其包括电动微型鼓风机,该微型鼓风机通过减震元件保持在设备的框架中的适当位置。
背景技术
为了辅助某些患者的呼吸功能,使用呼吸辅助或辅助通气设备,也称为医用呼吸机,其以非零流速和/或高于大气压的压力(即>1atm)输送呼吸气体,通常为空气(按体积计约21%O2)或富氧空气(按体积计≥21%O2)。
为此,使用呼吸辅助设备,该呼吸辅助设备使用微型鼓风机,有时简称为“鼓风机”、“压缩机”或“涡轮机”,其用于吸入环境空气并在给定压力下将其输送给患者。文献EP-A-2165078、EP-A-2102504和WO-A-2012/139681描述了此类配备有微型鼓风机的呼吸机。
通常,微型鼓风机借助于布置在由电动机驱动旋转的旋转电机轴上的一个或多个叶轮来吸入空气。微型鼓风机的轮一般布置在形成于蜗壳内的内部隔室中,该蜗壳通常由下半蜗壳和上半蜗壳组成,它们彼此固定并且在它们之间限定了中空容积,也就是说内部隔室,轮可以在其内转动。然后将轮“夹”在下蜗壳与上蜗壳之间。
微型鼓风机布置在设备的框架或外壳中,设备的框架或外壳不仅用于将其保持在适当位置并且例如在设备跌落在地面上的情况下保护其免受可能的冲击,而且提供由微型鼓风机产生的噪声的声学衰减。实际上,旨在治疗影响睡眠的问题如睡眠呼吸暂停的呼吸机需要特别安静,以免打扰患者或他或她的伴侣的睡眠。
类似地,微型鼓风机必须在框架中正确地保持就位,否则可能会损失气体的密封性,和/或微型鼓风机可能因冲击、跌落和/或振动而受到损坏。
然而,许多可用的呼吸机的性能在声学上和在于框架中正确保持微型鼓风机方面都是不充分的。
此外,一些医用呼吸机具有复杂的结构,这使得它们在制造期间的组装复杂化并且具有提高其成本的负面影响,尤其是在需要组装/拆卸呼吸机、特别是微型鼓风机的某些构件的维修和维护操作期间。
发明内容
所解决的问题在于提供了一种呼吸辅助设备,也就是说医用呼吸机,其架构已得以改进,以便不仅保证微型鼓风机在设备的框架中的直接且因此成本经济的组装,而且保证气体的良好密封性以及在设备的框架内良好地保持微型鼓风机。
因此,本发明的解决方案是一种呼吸辅助设备,也就是说医用呼吸机,其包括壳体,该壳体包括微型鼓风机,该微型鼓风机包括布置在外壳中的具有旋转驱动轴的电机,该驱动轴承载容纳在位于蜗壳中的内部隔室中的至少一个叶轮,所述内部隔室包括气体入口和气体出口,该气体出口与气体出口管道流体连通,其特征在于,该呼吸辅助设备还包括:
-由柔性材料、也就是说柔韧的和/或可弹性变形的材料制成的第一减震元件,其布置在电机的外壳周围并与其接触,以便在它们之间提供流体密封,和
-由柔性材料、也就是说柔韧的和/或可弹性变形的材料制成的第二减震元件,其布置在出口管道周围并与其接触,以便在它们之间提供流体密封,
并且其中:
-第二减震元件抵靠在第一减震元件上,以便在它们之间提供流体密封,并且
-微型鼓风机通过所述第一和第二减震元件保持在壳体中的固定位置。
根据情况,本发明的呼吸辅助设备、也就是说医用呼吸机可包括以下技术特征中的一个或多个:
-第一减震元件和/或第二减震元件由弹性体、特别是热塑性弹性体、优选硅树脂制成;
-微型鼓风机通过第一和第二减震元件保持悬挂在壳体中;
-壳体由至少两个半壳——也就是说至少两个彼此连接以便将所述第一和/或所述第二减震元件夹在中间的部件——形成;
-壳体在微型鼓风机周围形成刚性框架;
-壳体由热塑性塑料如ABS或ABS-PC制成;
-第一减震元件布置成在壳体的两个半壳之间提供流体密封;
-第一减震元件在外壳与壳体的两个半壳的接合处、也就是说当壳体的两个半壳彼此接合时位于它们的交叉处的区或线之间延伸;
-第二减震元件被夹在壳体的两个半壳中的一个与第一减震元件之间,以便在它们之间提供流体密封;
-微型鼓风机仅通过所述第一和第二减震元件保持在壳体中的固定位置,特别是通过所述第一和第二减震元件保持悬挂在壳体中;
-第一减震元件一体地形成为包括多个开口;
-第一减震元件一体地形成为包括多个开口,其中具有圆形截面的开口构造成与微型鼓风机的电机的外壳的外轮廓匹配;
-第二减震元件一体地形成为包括圆形截面的中心开口;
-第二减震元件包括两个管状壁,它们同心地布置,即彼此同轴,并通过接合壁以在所述管状壁之间限定具有盲底的空间的方式连接;
-第二减震元件同样包括形成在其外周壁中或由其外周壁承载的一个或多个壁装置,例如一个或多个凹部,尤其是沟槽或类似物,或一个或多个肩部;
-第二减震元件的一个或多个壁装置与诸如壁、指状物或类似物的凸起结构配合,所述凸起结构由壳体和/或第一减震元件承载,所述凸起结构位于一个或多个壁装置中和/或肩部抵靠在凸起结构如壳体的壁上;
-设备还包括至少一个布置在蜗壳与壳体的两个半壳中的一个之间的冲击止动件,优选地多个冲击止动件,通常为2至9个止动件;
-至少一个冲击止动件由弹性体制成,尤其是热塑性弹性体,优选硅树脂;
-微型鼓风机的蜗壳由罩覆盖,该罩包括与蜗壳的内部隔室的气体入口流体连通的中央通道,所述一个或多个冲击止动件布置在壳体的两个半壳中的一个与所述罩之间,
-蜗壳由至少两个半蜗壳、即上半蜗壳和下半蜗壳形成,它们彼此结合以便形成内部隔室;
-通向内部隔室的进气孔穿过上半蜗壳;
-电机的旋转驱动轴穿过下半蜗壳;
-上半蜗壳和/或下半蜗壳由热塑性塑料如ABS制成;
-气体出口管道整体连接到上半蜗壳和/或下半蜗壳;
-微型鼓风机的电机通过一条或多条电缆供电;
-设备包括控制微型鼓风机的电机的控制装置,例如用于安全目的的转子/定子位置探针和热探针;
-控制装置和供电装置包括带有微处理器的电子控制板,此外还包括电子功率构件;
-设备包括诸如触摸屏等的信息显示器;
-设备包括一个或多个键、按钮、光标或类似物,尤其是停止/启动按钮。
本发明还涉及一种气体分配设备,其包括根据本发明的呼吸辅助设备,该呼吸辅助设备通过柔性软管流体连接到呼吸接口,例如呼吸面罩或类似物。
附图说明
借助于参考附图给出的以下详细描述,现在将更好地理解本发明,其中:
-图1至图5示出了根据本发明的呼吸辅助设备的不同视图,以及
-图6至图8示出了集成在根据本发明的呼吸辅助设备中的微型鼓风机的剖视图。
具体实施方式
附图示出了根据本发明的呼吸辅助设备、也就是说医用呼吸机的不同视图(分解图、组装图、截面图等),其结合了将呼吸气体如加压空气输送到患者的微型鼓风机1。
微型鼓风机1包括电机2,其经由电缆17或类似物供给电流并由这里呈筒形的外壳4或电机壳体界定,从而限定内部隔室或容积,也称为电机隔室,其封装电机2、旋转轴3、线圈/磁铁和电机2的其它构成元件。微型鼓风机1的电机2被供给电流,并且还经由连接到电机本体2的下端部的电缆17或类似物来控制。电流源自电流源,例如电力干线、一个或多个电池或任何其它电流源。
从图6至图8中可以看出,电机2的旋转驱动轴3通过穿过形成在电机2的外壳4的上表面中的孔口而从电机2的上端突出。在电机2运行期间,驱动轴3承载叶轮5并驱动其旋转,这允许空气被吸入轮布置在其中的内部隔室6,所述隔室形成在蜗壳7中,该蜗壳7本身形成在称为上蜗壳8a和下蜗壳8b的两个半蜗壳8a、8b之间。蜗壳7位于电机2的外壳4的顶上。
在运行期间,由叶轮5吸入的空气通过连续地穿过蜗壳7顶部的罩15的中央通路18和形成在上蜗壳8a中的开口9而进入位于蜗壳7中的内部隔室6。罩15的中央通路18和上蜗壳8a的开口9彼此相对地布置并且彼此流体连通,如图7和8所示。在叶轮5旋转期间吸入的空气然后经由气体出口孔10从内部隔室6中排出,该气体出口孔10通向出口管道11,空气通过该出口管道11,然后经由柔性软管或类似物(未示出)送到患者体内。
叶轮5的下表面与电机2的外壳4的外上表面间隔开并且基本上平行,而轮5的上表面承载叶片。通常,轮5由轻质材料制成,通常由热塑性材料如PEEK制成。
通常,驱动轴3在其旋转期间由辊装置19保持和/或引导,辊装置19由诸如油或类似物的润滑剂润滑。优选地,辊装置围绕轴3布置在电机2的每一侧上。
为了不仅保证微型鼓风机1的直接和成本经济的组装,而且保证对气体的良好密封性和微型鼓风机1在设备的框架14内的良好保持,根据本发明,规定多个由柔性材料制成、通常由诸如硅树脂的弹性体制成的减震元件12、13布置在微型鼓风机1的多个部件周围。
这些减震元件12、13及其围绕微型鼓风机1的部件的布置在图1至图3中示出。如将看到的,由柔性材料制成的第一减震元件12布置在电机2的外壳4周围并与其接触以便提供它们之间的流体密封,并且由柔性材料制成的第二减震元件13本身布置在出口管道11周围并与其接触,以便在此也提供它们之间的流体密封。如图8所示,第二减震元件13抵靠第一减震元件12,以便提供它们之间的流体密封。
这些减震元件的硬度约为40至80肖氏A,厚度为0.5至3mm,保证良好的机械解耦,以衰减冲击/跌落/振动。理想地,减震器13必须比减震器12更柔韧,以便确保所有的压缩。
此外,微型鼓风机1通过减震元件12、13保持在设备的刚性壳体或框架14中的固定且稳定的位置,而不需要设置用于支承或悬挂微型鼓风机1的其它元件。这极大地方便了其组装并降低了其成本。通常,设备的刚性壳体或框架14由热塑性聚合物如ABS或ABS-PC制成,厚度为1至3mm。
如图1至3所示,第一减震元件12从电机2的外壳4一直延伸到设备的壳体14的两个半壳14a、14b的接合处,也就是说两个半壳14a、14b的边缘21a、21b(参见图6),而第二减震元件13夹在壳体14的两个半壳之一14a与第一减震元件12之间(参见图1)。因此,第一减震元件12在设备的壳体14的两个半壳14a,14b的接合区的至少一部分的区域中构成壳体14的边缘21a、21b之间的垫圈22,如图1所示。
在所示的实施例中,第二减震元件13一体地形成为具有基本上管状的整体形状(参见图2至5),包括中心开口20,也就是说它被一中央通路横穿,出口管道11被容纳在该中央通路中以便提供流体密封和在出口管道11周围的良好保持,这是因为中心开口20与出口管道11的外周壁紧密机械接触,也就是说第二减震元件13将弹性地夹紧出口管道11的外周壁。
更具体而言,第二减震元件13在此另外包括(参见图5)两个管状壁31a、31b,其同心地布置,即彼此同轴,并且在它们的一个端部处通过接合壁31c以在所述管状壁31a、31b之间限定具有盲底的壁间空间32这样的方式连接。这种“手风琴/折叠式”形状——例如隔膜——确保了元件之间良好的机械解耦,也就是说移动性和稳定性。
第二减震元件13同样包括一个或多个壁装置24、26,壁装置24、26形成在其外周壁23中或由其承载,例如一个或多个凹部,尤其是沟槽或类似物,或者与诸如壁、指状物或类似物的凸起结构25配合的一个或多个肩部26,肩部26由壳体14或第一减震元件12承载以便提供第二减震元件13在其适当位置的良好保持,所述凸起结构25被容纳在壁装置24中,如图5中详细所示,或一个或多个肩部26抵靠在凸起结构25上,例如壳体14的壁。
此外,在所示的实施例中,第一减震元件12本身一体地形成为具有复杂的整体形状,如图2所示,在电机2的外壳4与两个半壳14a、14b的边缘21a、21b之间延伸(参见图6),如已经说明的那样。第一减震元件12被多个开口27、28、29横穿,其中一个开口27具有圆形截面,因为它用于接纳呈圆筒形的电机2的外壳4,如图3所示。
这里,同样,由于圆形截面的开口27与外壳4的外周壁紧密地机械接触,也就是说第一减震元件12也将在外壳4的外周壁周围提供约0.5至2mm的弹性夹紧装置,因此保证了流体密封和在外壳4周围的良好保持。
此外,第一减震元件12的部件31还构造成与第二减震元件13的外轮廓、也就是说形状相匹配,从而保持和确保它们之间的流体密封。
第一减震元件12和设备的壳体14的两个半壳14a、14b通过诸如螺钉等连接元件30刚性连接,如图6所示。
实际上,微型鼓风机1仅通过所述第一和第二减震元件12、13被保持在固定位置并且悬挂在设备的壳体14中。
优选地,本发明的设备还包括多个冲击止动件16,其布置在蜗壳7与壳体14的两个半壳之一14a之间,从而在发生碰撞时、尤其是在设备掉落的情况下保护微型鼓风机1。通常,设置2到9个止动件。止动件16由热塑性或热固性弹性体如硅树脂制成,其硬度约为40至60肖氏A,厚度约为0.5至2mm。
通常,配备有由上述减震元件12、13支承的微型鼓风机1的本发明的设备可用于治疗所有类型的呼吸问题,特别是睡眠呼吸暂停、慢性阻塞性肺病(COPD)、与肥胖有关的问题等。
Claims (11)
1.一种呼吸辅助设备,包括壳体(14),所述壳体包括微型鼓风机(1),所述微型鼓风机(1)包括布置在外壳(4)中的具有旋转驱动轴(3)的电机(2),所述驱动轴(3)承载容纳在位于蜗壳(7)中的内部隔室(6)中的至少一个叶轮(5),所述内部隔室(6)包括气体入口(9)和气体出口(10),所述气体出口(10)与气体出口管道(11)流体连通,其特征在于,所述设备还包括由柔性材料制成的第一减震元件(12),其布置在所述电机(2)的外壳(4)周围并与之接触,以便提供它们之间的流体密封,以及由柔性材料制成的第二减震元件(13),其布置在所述出口管道(11)周围并与之接触,以便提供它们之间的流体密封,并且第二减震元件(13)抵靠在所述第一减震元件(12)上以便提供它们之间的流体密封,并且微型鼓风机(1)通过所述第一减震元件(12)和所述第二减震元件(13)保持在所述壳体(14)中的固定位置。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第一减震元件(12)和/或所述第二减震元件(13)由弹性体制成,优选地由硅树脂制成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述壳体(14)由至少两个半壳(14a,14b)形成,所述半壳彼此连接以将所述第一减震元件(12)和/或所述第二减震元件(13)夹在中间。
4.如权利要求3所述的设备,其特征在于,所述第一减震元件(12)布置成提供所述壳体(14)的两个半壳(14a,14b)之间的流体密封。
5.如权利要求3或4所述的设备,其特征在于,所述第二减震元件(13)夹在所述壳体(14)的两个半壳之一(14a)与所述第一减震元件(12)之间以便提供它们之间的流体密封。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备,其特征在于,所述微型鼓风机(1)通过所述第一和第二减震元件、优选地仅通过所述第一和第二减震元件(12,13)保持悬挂在所述壳体中。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的设备,其特征在于,所述第二减震元件(13)一体地形成为包括圆形截面的中心开口(20),和/或所述第一减震元件(12)一体地形成为包括多个开口(27,28,29)。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的设备,其特征在于,所述第一减震元件(12)在所述外壳(4)与所述壳体(14)的两个半壳(14a,14b)的接合处之间延伸。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的设备,其特征在于,它还包括布置在所述蜗壳(7)与所述壳体(14)的两个半壳之一(14a)之间的至少一个冲击止动件(16),优选地多个冲击止动件(16)。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的设备,其特征在于,所述微型鼓风机(1)的蜗壳(7)由罩(15)覆盖,所述罩(15)包括与所述蜗壳(7)的内部隔室(6)的气体入口(9)流体连通的中央通路(18),所述一个或多个冲击止动件(16)布置在所述壳体(14)的两个半壳之一(14a)与所述罩(15)之间。
11.一种气体分配设备,所述气体分配设备包括通过柔性软管流体连接到呼吸接口的根据前述权利要求中任一项所述的呼吸辅助设备。
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