CN109922857A - 用于呼吸设备的具有降低噪声排放的阀结构的呼气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于至少部分地用仪器辅助患者呼吸的呼吸设备的呼气阀(10)，所述呼气阀包括阀壳体(14)，所述阀壳体具有沿着限定局部的轴向方向、径向方向和环周方向的贯通管路(D1，D2)延伸的流动通路(16)，沿着所述流动通路，所述阀壳体(14)能够由呼吸空气穿流，其中所述阀壳体(14)具有固定于壳体的阀‑子成形部，所述阀‑子成形部具有围绕所述贯通管路(D1)伸展的、闭合的端面(24)，相对于所述阀壳体(14)可运动的阀体(12)的指向所述端面(24)的配对面(26)通过预紧装置(38)朝向所述端面预紧，使得所述配对面(26)通过呼吸气体沿着呼气流方向(E)的迎流能够克服所述预紧装置(38)的预紧力沿着抬高方向远离所述端面(24)以增大在所述端面(24)和所述配对面(26)之间能产生的或所存在的环形间隙(42)，使得所述流动通路(16)能沿着所述呼气流方向(E)被穿流，并且能够通过所述阀体(12)的配对面(26)贴靠在所述端面(24)上禁止沿着与所述呼气流方向(E)相反的流动方向穿流所述流动通路(16)，其中所述阀体(12)具有挡板(44)，所述挡板——在观察处于未受常规的呼吸流负荷的参考状态中的所述呼气阀(10)时——以包围所述配对面(26)和所述端面(24)的方式沿着环周方向延伸，并且所述挡板在所述参考状态中逆着所述抬高方向(A)沿着远离所述配对面(26)的方向突出于所述端面(24)，其中径向地在所述挡板(44)和所述阀‑子成形部的具有所述端面(24)的端部部段(22)之间设置有环形间隙空间(46)。

Description

用于呼吸设备的具有降低噪声排放的阀结构的呼气阀
技术领域
本发明涉及一种用于至少部分地用仪器辅助患者呼吸的呼吸设备的呼气阀，包括阀壳体，所述阀壳体具有沿着限定局部的轴向方向、径向方向和环周方向的贯通管路延伸的流动通路，沿着所述流动通路，阀壳体可由呼吸空气穿流，其中阀壳体具有固定于壳体的阀-子成形部，所述阀-子成形部具有围绕贯通管路伸展的、闭合的端面，相对于阀壳体可运动的阀体的指向端面的配对面通过预紧装置的预紧力朝向所述端面预紧，使得配对面通过呼吸气体沿着呼气流方向的迎流可克服预紧装置的预紧力沿着抬高方向远离端面以增大在端面和配对面之间可产生的或所存在的环形间隙，使得流动通路可沿着呼气流方向被穿流并且可通过阀体的配对面贴靠在端面上禁止沿着与呼气流方向相反的流动方向穿流流动通路。
背景技术
这种呼气阀例如从申请人的产品名称为“C2”或“C3”的呼吸仪中已知。呼气阀在呼吸设备中用于控制呼吸气体运输。
呼吸设备通常具有呼吸气体输送泵，以便将呼吸新鲜气体输送至待进行呼吸的患者。呼吸设备通常具有：吸气阀，所述吸气阀允许将呼吸新鲜气体离开呼吸设备朝向患者输送，然而沿着反方向是禁止的；和呼气阀，所述呼气阀允许呼吸气体沿着呼气流方向离开患者朝向呼吸设备流动，然而沿着相反方向是禁止的。
已知的呼气阀具有碟状的阀体，所述阀体与固定于壳体的阀-子成形部的端面相对置并且也能够放置在该阀-子成形部上，以便禁止沿着与呼气流方向相反的方向的气体流体。碟状的阀体的外面的沿着抬高方向与端面相对置的或者贴靠在该端面上的部分因此是上述配对面。
阀体和固定于壳体的阀-子成形部在功能上对阀组成进行补充，所述阀组成就流动控制而言能够承担阀功能。
在已知的呼气阀中碟状的阀体在呼气过程期间沿着呼气流方向被迎流，使得在阀体的迎流侧上提高呼吸气体压力，而在阀体的与迎流侧相反的背阴侧上继续存在环境压力。当迎流侧上的压力提高超过预紧装置的预紧力时，阀体远离端面运动，使得在阀体或其配对面和端面之间产生的或存在的环形间隙增大。由此，呼气阀沿着呼气流方向的流动阻力强烈地下降，使得已使用过的呼吸气体沿着呼气流方向能够在没有大的阻力的情况下流动离开患者。
已知的呼气阀的阀体作为碟状的阀体使在其上出现的呼吸气体流转向大约90°，使得呼吸气体在阀体充分远离端面时径向地流动穿过上述环形间隙。在此，在端面和阀体之间的区域中会引起周期性的涡流形成和局部的流动分离，这会引起呼气阀中的压力波动。这些压力波动在一些运行状态中可在呼气阀外部并且在呼吸设备外部所不期望地在声音方面被感知。根据压力波动的周期性，这些压力波动能够通过振鸣或者噪声表现出来。
发明内容
因此，本发明的目的是，改进这种类型的呼气阀，使得在不限制作为呼气阀的工作能力的条件下在常规的运行中排放更少的噪声。
该目的根据本发明通过一种一开始所提到的类型的呼气阀实现，其中阀体具有挡板，所述挡板——在考虑处于未受常规的呼吸流负荷的参考状态中的呼气阀时——以包围配对面和端面的方式沿着环周方向延伸，并且所述挡板在参考状态中逆着抬高方向远离配对面轴向地伸出于端面，其中径向地在挡板和阀-子成形部的具有端面的端部部段之间设置有环形间隙空间。
因为根据本发明的呼气阀优选常规地可脱开地或者可取下地设置在呼吸设备上，所以呼气阀在参考状态中被探讨，在所述参考状态中所述呼气阀未受呼吸流负荷。这大致对应于如下参考状态，在所述参考状态中，从呼吸设备处取下的呼气阀在架子中或者在工作台上准备好用于其它应用。
通过在参考状态中包围，即关于沿着抬高方向中央地贯穿阀体的体轴线径向外部地包围配对面和端面的挡板，在阀体上出现的呼气流不再仅径向向外转向，而是在挡板处强制性地沿着一个流动方向以逆着呼气流的分量转向，所述分量于是必须在与迎流的呼气流相反的方向中流动穿过在挡板和阀-子成形部之间形成的环形间隙空间。
由此，通过设置挡板沿着与在现有技术中相比更长的路径引导呼气流越过端面在阀-子成形部和阀体旁经过。在现有技术中，在呼气流已经经过端面之后其基本上作为自由射流流动，而呼气流在根据本发明的状态中即使在经过端面之后在物理上仍通过挡板并且通过阀-子成形部引导，这两者限界所提到的环形间隙空间。
需补充的是，借助于一开始提到的、通过贯通管路限定的局部的坐标方向(轴向，径向，环周方向)表明：关于贯通管路相同命名的坐标方向在绝对坐标系中观察能够根据沿着贯通管路的地点来区分，例如因为贯通管路具有弯曲的或者弯折的走向。
环形间隙空间优选径向外部地包围流动通路的关于呼气流方向位于配对面上游的部段，在所述部段中呼气流被朝向阀体引导。
挡板从阀体的具有配对面的部段起能够逆着抬高方向任意远地远离所述部段延伸，使得环形间隙空间，虽然具有不同的、平行于抬高方向待测量的间隙空间高度，但是能够与阀体的运行位置无关地在阀体的整个常规的运动范围上沿着抬高方向产生。然而，替选地，与阀体的从其参考位置起远离端面的最大抬高行程相比，挡板能够逆着抬高方向更短地确定尺寸，使得当阀体在呼气过程期间超出预定的抬高-阈值行程时，阀-子成形部的任何部段在径向内部都不再与挡板相对置从而不再产生任何环形间隙空间。
通过设置挡板并且通过与其相关联地改变阀体处的流动条件，与在现有技术的无挡板的阀体处相比，在呼气过程期间在端面和配对面的区域中实现更稳定的流动条件。更稳定的流动条件引起较少的压力波动直至完全不再引起压力波动，使得在现有技术中伴随着重复的或者周期性的涡流形成和压力波动产生的噪声排放也显著降低。
呼气阀的噪声排放的降低尤其在运行方面重要的每分钟大约15升的体积流范围中表现出来。
原则上，挡板能够在其自由的、远离配对面的纵向端部上具有光滑的边缘，例如如下边缘，所述边缘位于与抬高方向正交的平面中。
更有效地降低在运行方面所产生的噪声排放能够通过如下方式实现：远离配对面的挡板边缘距配对面的平行于抬高方向待测量的距离至少在环周上的部段中根据沿着环周方向的相应的位置是不同大小的。在这种情况中，挡板沿着其环周不同程度远地从阀体的具有配对面的部段突出。优选地，所述距离或挡板的沿着其在环周方向上的延伸部的突出长度周期性地围绕阀体的平行于抬高方向的体轴线改变，使得沿着挡板的环周延伸部能够出现虽然不同但是周期性反复的流动条件，这能够有助于在呼气过程期间在端面和配对面之间的区域中附加地稳定呼气流。因此，远离配对面的挡板边缘优选具有沿着环周方向伸展的波形。在此，用波形来表示上述距离或突出深度的周期性的每个改变。
波形能够具有直线的边界并且例如能够设计为锯齿波剖面或者三角波轮廓，其中由于迄今为止所获得的测试结果具有一系列沿着环周方向彼此跟随的等腰三角形的三角形轮廓是优选的。优选地，相同的等腰三角形沿着环周方向彼此跟随。
同样可以考虑的是，远离配对面的、空闲的侧边缘作为直线的形成边界的侧边缘具有矩形波形。
替选地或者附加地，侧边缘能够具有扇形波形或者一般具有正弦波形，使得挡板边缘在这种情况中通过曲线形的，优选无角并且无折点的边缘线限定。
对于挡板边缘的矩形波形并且对于扇形波形以及对于正弦波形而言也优选的是，挡板边缘通过一系列沿着环周方向相互跟随的相同的边缘元件形成。
在此，为了沿着挡板的环周实现尽可能统一的、周期性变化的流动条件，优选的是，波峰的逆着抬高方向离配对面最远的极值点中的至少一部分，优选全部位于一个平面中，和/或波谷的逆着抬高方向离配对面最近的极值点中的至少一部分，优选全部位于一个平面中，尤其位于如下平面中，所述平面与贯通管路的走向在所述平面的交点处正交和/或与抬高方向正交。当呼气流方向直接在阀体处与抬高方向基本上相同时，这特别是优选的。如果波峰和波谷的极值点分别位于一个平面中，那么存在两个优选平行的极值点平面，所述极值点平面在波幅的间距中远离彼此设置。
优选地，配对面和/或端面位于一个平面中。该平面优选与抬高方向正交地取向。
在此，就数学意义而言“平面”并非指无限薄的平面。更确切地说，当配对面或者端面的至少一个轴向边缘优选两个在轴向上沿着抬高方向对相应的面限界的边缘是平坦的时，配对面和/或端面就应当已经视为“位于一个平面中”。配对面和/或端面例如能够表示截锥的侧表面。
借助于位于一个平面中的、由配对面和端面构成的面，可在端面和配对面彼此相互作用的情况下产生定心作用的同时保证令人惊讶的密封作用，而为此不必提供非常多的结构空间。
优选地，配对面和/或端面是平的。于是呼气阀能够以尤其短的尺寸构成。于是省去配对面和端面之间的定心作用。然而，定心作用能够通过上述预紧装置引起。
平的配对面和/或端面在此是位于一个平面中的配对面和/或端面的特殊形式。优选地，存在有配对面和/或端面的平面平行于如下平面，波状的挡板边缘的波峰或波谷的离得最远和/或离得最近的极值点位于所述平面上。
端面能够位于或者构成在流动通路的管状部段的纵向端部处。流动通路的管状部段于是形成阀-子成形部的上述端部部段。优选地，流动通路在沿着呼气流方向指向阀体的一侧上通过呼吸管，尤其直的呼吸管形成，所述呼吸管能够是阀壳体的一部分。于是呼吸管的管轴线优选在整个管区段上，然而至少在接近阀体的区域中与平行于抬高方向的平行线重合。呼气流方向于是沿着呼吸管轴线伸展。呼吸管轴线在此与上述阀体轴线共线。管轴线是贯通管路的一部分。
挡板于是在参考状态中围绕管状部段的端部区域，所述端部区域沿着贯通管路——所述贯通管路在使用呼吸管时在呼吸管的区域中同样与呼吸管轴线重合——并且在环周方向上围绕其延伸。由此，管状部段的，尤其呼吸管的具有端面的端部区域与围绕其的挡板一起形成一开始提到的环形间隙空间。由此，沿着呼吸管轴线或者沿着贯通管路，挡板和管状部段的纵向端部在轴向上重叠。
为了改进流引导，能够对管状部段的纵向端部的径向外部的区域进行倒角。在这种情况下，端面的径向延伸部由于管状部段的纵向端部处的倒角在径向方向上与未经过倒角的假想的管状部段的径向尺寸相比是更短的。于是能够在端面和径向外部地包围该端面、具有倒角部的挡板之间提供沿着径向方向作用的呼气空间，从阀体处沿着径向方向转向的呼气流在扫过端面之后能够膨胀进入到所述呼气空间中。
为了使挡板即使在部段被倒角时仍能够尽可能好地发挥其在上文中所描述的进行流引导的作用，挡板至少在参考状态中逆着抬高方向伸展超过在轴向上进一步远离端面的倒角端部。由此，在进一步远离端面的倒角端部和空闲的挡板边缘之间的区域中产生环形间隙空间。然而能够设想：在空闲的挡板边缘的上述优选的波状的设计方案中，波谷，即靠近配对面的边缘区域，与进一步远离端面的倒角端部相比，离配对面不远地设置。然而，波峰能够逆着抬高方向伸出于相关的倒角端部。在这种情况中，从通过倒角形成的径向的膨胀空间起，能够形成逸出口，所述逸出口由于波形能够周期性地沿着环周方向围绕管状部段的端部区域。
在结构方面关于降低呼气阀的运行噪声已证实有利的是，在参考状态中，一方面靠近端面的倒角端部距挡板的径向向内指向的壁部的径向距离，与另一方面挡板和管状部段平行于抬高方向的重叠深度，差别不大于20％，优选不大于10％，尤其优选是相同的。
同样地，出于相同的原因在结构方面有利的是，在参考状态中，一方面环形间隙空间的径向尺寸，与另一方面挡板的径向厚度，在挡板的包含远离配对面的挡板边缘的端部区域中，差别不大于20％，优选不大于10％，尤其优选是相同的。短的呼气阀能够通过如下方式获得：流动通路的一部分通过呼吸管和优选共轴地包围呼吸管的环形通道形成，其中在端面和配对面之间的环形间隙在流体力学方面沿着呼气流方向在呼吸管和环形通道之间形成。呼气阀的沿着呼吸管轴线短的尺寸虽然以由于环形通道而较大的直径为代价而获得。然而，环形通道仅需要阀壳体的小程度的直径增大，以便提供如下环形通道，其具有与由环形通道包围的呼吸管相同的流动横截面。
完全原则性地来说，阀体能够是任意设计的阀体。阀体例如能够是阀球。然而，优选地，阀体然而是在呼气阀中已经证实有利的、具有基本上平的碟部段的阀体，所述碟部段具有配对面。这种阀体进一步有助于呼气阀的短的结构方式。优选地，碟部段中央地设置在阀体上。
预紧装置能够通过任意的、施加预紧力的设备形成，包括例如一个或多个螺旋压力弹簧在内。在结构上短的预紧装置是膜片弹簧，其中所述预紧装置同时不仅朝向端面预紧阀体或其碟部段而且也能够关于其对所述阀体或其碟部段定心，所述膜片弹簧径向外部地包围碟部段并且将碟部段与阀体的在径向间隔中包围该碟部段的固定部段连接。
尤其优选地，预紧装置不仅朝向端面预紧配对面，而且在与抬高方向正交的平面中在预定的静止位置中预紧配对面和/或具有所述配对面的阀部段。这能够通过沿着环周方向围绕配对面设置的并且沿着不同的径向方向朝向贯通管路的中心在所述贯通管路穿透具有配对面的阀体部段的交点处作用的预紧装置实现。上述径向外部地包围碟部段或具有配对面的阀体部段的膜片弹簧，能够用作为这种预紧装置。因此预紧装置能够使配对面相对于贯通管路定心。
附加地或者替选地，预紧装置能够在沿着抬高方向或者逆着抬高方向进行抬高运动或回置运动期间引导配对面或具有配对面的阀体部段，例如上述碟部段。就轨迹绑定(Spurbindung)而言，所述引导在此不必是精确的引导。当前足够的是，预紧装置对配对面的运动与抬高方向的偏离进行限制，使得配对面在常规的运行中只能以通过预紧装置确定的、不可超出的最大程度偏离沿着抬高方向的理想的运动路径。
固定部段能够构成用于与阀壳体进行优选形状配合的连接，尤其与阀壳体的对环形通道进行限界的部段进行优选形状配合的连接。于是，固定部段能够紧固在阀壳体的径向外部地包围环形通道的壳体部段上，膜片弹簧能够跨过距径向上更靠内的呼吸管的径向距离，并且碟部段能够与呼吸管的端部部段相对置。优选地，阀体为了简化其安装关于正交于碟平面地穿过碟部段的阀体轴线旋转对称地构成。
阀体优选由弹性体材料形成，例如硅树脂、橡胶等。
配对面能够在参考状态中置于端面上或者与该端面小程度地间隔开地设置，其中“小程度”需关于配对面在呼气过程期间沿着抬高方向在运行方面的最大冲程来设置。优选地，配对面距端面的距离在参考状态中不超过在呼气过程期间配对面距端面的在运行方面最大可行的距离的10％或者优选5％。
优选地，阀体一件式地构成，使得固定部段、膜片弹簧和碟部段形成整体式的构件。为了加强碟部段，能够在该碟部段处设置加强构件，例如金属盘和/或陶瓷盘。为了能够保护碟部段免受外部影响和负荷，加强构件优选在安置在碟部段上的状态中露出，更确切地说，尤其优选位于远离端面指向的，即不由呼气流迎流的侧上。
为了必要时能够与患者的呼吸活动无关地控制呼气阀，能够将执行器与阀壳体连接，所述执行器的调节元件与阀体共同起作用，至少用于逆着抬高方向移置配对面。调节元件能够是机械的调节元件，例如推杆、转向器或者连接元件，所述推杆、转向器或连接元件与碟部段，尤其在该处与加强构件共同作用或者甚至为了进行共同的运动而机械耦联。然而，在加强构件磁化的情况中，调节元件也能够是可选地可通电的电磁体的衔铁或衔铁部段。执行器壳体或一般而言执行器-承载件结构例如能够与阀壳体连接，其中执行器的调节元件相对于执行器壳体或相对于执行器承载件结构是可运动的，以便与阀体共同作用。
当执行器例如执行器壳体或一般而言执行器-承载件结构借助于在中间插入一个或多个构件而牢固地与阀壳体连接时，执行器也应适用于与阀壳体连接。
为了通过执行器关闭呼气阀，调节元件与阀体单独共同作用以逆着抬高方向移置配对面就足够了。为此，不一定需要调节元件与阀体的持久的耦联。于是，朝向阀体移出推杆就足够了，推杆与所述阀体进入贴靠接合并且将所述阀体以其配对面压向端面。调节元件能够沿着抬高方向从碟部段处，尤其从加强构件处抬高，以便实现配对面的单独通过呼气流引起的抬高运动。
在调节元件和碟部段之间，尤其与加强构件的露出的部段短暂地可建立的贴靠接合，是执行器的调节元件与阀体的可耦联性的一个设计方案。为了能够不仅逆着抬高方向而且沿着抬高方向通过执行器使阀体运动，该执行器能够与阀体，尤其与加强构件磁性地耦联或者机械地耦联或者能够是可与其磁性地耦联或者机械地耦联的，例如通过机械锁定或者通过磁耦联或者可磁耦联性。
如果机械锁定设计为是可克服的，那么该机械锁定也能够简单地再次按照需要被松开。
本发明还涉及一种用于至少部分地用仪器辅助患者呼吸的呼吸设备，所述呼吸设备具有呼吸气体输送泵，以便引起呼吸气体输送流，所述呼吸设备还具有吸气阀，并且所述呼吸设备具有呼气阀，如已经在上文中所描述的那样。呼吸设备的壳体能够是构件或者是多个构件中的一个，借助于所述构件或者所述多个构件使执行器与阀壳体连接。阀壳体和执行器壳体例如能够牢固地与呼吸设备的壳体连接。于是执行器壳体也与阀壳体连接。
因为用于实现上述目的的一开始提到的这种类型的呼气阀的改进形式基本上在阀体处实现，所以本发明也涉及一种用于呼气阀的，尤其用于根据上述描述构成的呼气阀的阀体。这种阀体包括构成用于贴靠在(在上文中称为“端面”的)阀座面上的(在上文中称为“配对面”的)贴靠面，所述贴靠面沿着运动轴线可在抬高方向上或者逆着抬高方向运动，其中贴靠面与运动轴线成围成一定角度，优选直角，并且其中阀体具有挡板，所述挡板关于运动轴线径向外部地包围贴靠面并且所述挡板从具有贴靠面的阀体部段起关于运动轴线在轴向上从阀体部段伸出并且在此轴向地伸出于贴靠面，尤其沿着其围绕运动轴线的整个环周伸出于贴靠面。
阀体部段能够是上述碟部段。运动轴线能够是阀体的上述阀体轴线和/或能够在方向方面与上述贯通管路在贴靠面/配对面的区域中重合。
呼气阀的单独涉及阀体的上述改进形式，也是根据本发明的阀体的有利的改进形式并且反之亦然。这尤其适用于挡板的远离贴靠面/配对面的轴向的纵向端部处的空闲的挡板边缘的波状的构成方案。在挡板的纵向端部处优选不构成贴靠面的任何部分也不构成其它贴靠面。
优选地，阀体具有预紧装置，所述预紧装置与具有贴靠面/配对面的阀体部段连接，尤其一件式地连接，并且预紧力抵抗阀体部段的不仅沿着运动轴线而且正交于运动轴线的移置。优选地，预紧装置使得由其施加到阀体部段上的预紧力随着阀体部段从其未受负荷的静止位置起的移置量增加而提高。
此外优选地，阀体具有固定部段，借助于所述固定部段，阀体可固定在阀壳体上或者一般固定在阀-基本结构上。固定部段优选与阀体部段一件式地构成，尤其优选也与预紧装置一件式地构成。固定部段有利地具有形状配合成形部以固定阀体。
预紧装置优选构成为膜片弹簧。所述膜片弹簧为了与周围位置不相关地提供相同的预紧力完全地围绕运动轴线优选包围阀体部段。
附图说明
接下来根据附图详细描述本发明。附图示出：
图1示出本申请的根据本发明的呼气阀的纵剖图，
图2示出图1的呼气阀的立体的纵剖图，
图3示出贯穿图1和2的呼气阀的阀体的纵剖图，所述阀体自身也是根据本发明的阀体，
图4示出图3的部分IV的细节视图，
图5示出图1的部分V的细节视图，
图6示出图2的呼气阀的阀体的正视图，
图7示出空闲的挡板边缘的第一替选的成形部，以及
图8示出空闲的挡板边缘的第二替选的成形部。
具体实施方式
在图1中一般通过10表示本申请的呼气阀的根据本发明的实施方式并且在纵剖图中示出。剖平面包含贯通管路D，所述贯通管路在所示出的实施方式中具有两个部段，即沿着呼气流方向E位于阀体12上游的部段D1和位于阀体12下游的部段D2。
阀体12保持在阀壳体14上，所述阀壳体优选一件式地，例如在注塑成型法中制造。
在阀壳体或者壳体14中构成有流动通路16，所述流动通路沿着贯通管路部段D1和D2延伸。
壳体14具有整体地在其上构成的呼气管18，所述呼气管直线地沿着贯通管路部段D1在局部扩宽的条件下在呼气流方向E上朝向阀体12伸展。贯通管路部段D1因此与呼吸管18的管轴线R重合。呼吸管18由此形成流动通路16的位于上游的流动通路部段20。在呼吸管18的离阀体12最近的端部部段22处构成有在端侧处在呼吸管18处在该区域中环绕流动通路16的端面24，阀体12的基本上平地构成的碟状的部段28的配对面26与所述端面相对置。
在附图中示出的参考状态中，配对面26以微小的间隙距离远离端面24。然而，一旦连接在呼气阀10的近端30上的患者吸气，那么通过在阀体12处如此产生的压力差使得阀体朝向端面24运动，直至配对面26放置在端面24上，使得于是禁止流动通路16进行沿着与呼气方向E相反的方向的穿流。替选于图1、2和5的视图，阀体12在未承受患者的呼吸气体流的负荷的参考状态中就已经能够以配对面26放置在端面24上。
流动通路16的位于下游的部分，即沿着呼气流方向E在流体力学上位于阀体12下游的部段，由两个子部段形成：流动通路16的离阀体12较近的第一下游的部段32构成为与呼吸管18的端部部段22同心的从而与流动通路16的上游部段20同心的环形通道。部段32的环形通道关于贯通管路部段D1径向外部地包围流动通路16的上游部段，所述贯通管路部段不仅是用于流动贯通管路16的上游部段20的而且是用于离阀体12较近的下游部段32的贯通管路部段。
流动通路16包括引导至呼气阀10的远端34的分支管路36，所述分支管路正交地离开环形通道32或流动通路16的形成环形通道的、离阀体12较近的部段32。贯通管路的部段D1和D2在图1和2中彼此正交地设置并且在延长地假想部段D2时交叉。然而，这仅是一种优选的设置。根据在容纳呼气阀10的呼吸设备中可用的空间条件，部段D1和D2能够是相互错开的，也就是说，彼此不交叉，和/或也能够彼此间围成与在图1中示出的直角不同的角度。
阀体12的碟状的部段28基本上平地并且以正交于贯通管路部段D1取向的方式构成，所述碟状的部段具有配对面26。贯通管路部段D1此外形成体轴线K或者与其重合，所述体轴线中央地基本上作为旋转对称轴线穿过阀体12。
碟状的部段28与在其上构成的配对面26经由完全地环绕体轴线K或流动通路部段D1的膜片弹簧38与在碟部段28径向外部构成的固定部段40连接。
固定部段40以已知的方式形状配合地与阀壳体14的部段连接。通过固定部段40将阀体12整体地保持在阀壳体14上。膜片弹簧38使碟状的部段28相对于呼吸管18定心并且使碟状的部段28朝向端面24预紧或者以一定阻力抵抗碟状的部段28或设置在其上的配对面26从端面24处的抬高。配对面26沿着第一流动通路部段D1在抬高方向A上与端面24相距越远，所述阻力优选就越大。抬高方向A在当前描述的实施例中沿着贯通管路的第一部段D1伸展。
在与呼气阀10的近端30连接的患者的呼气过程期间，流动通路16的上游部段20中的压力提高，而在阀体12的背离呼吸管18的一侧上持久地存在环境压力。通过在碟状的部段28的迎流侧上的压力提高，沿着抬高方向A作用的压力作用到碟状的部段28上，所述压力随着压力差的增加而克服膜片弹簧38的弹性力，使得碟状的部段28沿着抬高方向A远离端面24移置并且配对面26随着其沿着抬高方向A远离端面24移置。由此增大在端面24和配对面26之间形成的或者存在的环形间隙42(参加图5)。在端面24和配对面26之间沿着呼气方向E的流动阻力由此减小，使得从呼气阀10的近端30至远端34的呼气流可以近似不受干扰。
沿着呼气流方向E伸展的呼气流在阀体12的碟状的部段28处强制转向，使得所述呼气流关于贯通管路部段D1沿着径向方向远离贯通管路部段D1流动穿过环形间隙42。
为了在流动通路16的直接位于端面24和配对面26之间的环形间隙42下游的部段中稳定该呼气流，阀体12具有挡板44，所述挡板防止呼气流在穿过环形间隙42之后仅径向地流出并且使呼气流重新转向，这次是沿着如下流动方向转向，所述流动方向具有直接在阀体12下游与呼气流方向相反的方向分量。
挡板44沿着环周方向完全地环绕阀体12的体轴线K伸展并且不仅包围配对面26而且包围端面24。挡板44为此逆着抬高方向A从具有配对面26的碟状的部段28处突出，更确切地说，突出如此远，使得所述挡板不仅逆着抬高方向A伸出于端面24而且径向外部地完全包围呼吸管18的具有端面24的轴向的端部部段。在呼吸管18和挡板44之间形成环形间隙空间46(参见图5)，所述环形间隙空间即使在配对面26仅略微从端面24处抬高时也实现呼气流的流出。
通过至少在呼气阀10的参考部位中完全地包围环形间隙42的挡板，实现在阀通路的区域中稳定呼气流，所述阀通路相对于相同类型的、不具有挡板的阀体12，如迄今为止在现有技术中所使用的阀体，明显更不易于涡流形成和流动分离从而在明显更小的噪声形成的情况下实现呼气流。试验已经证明，根据本发明的呼气阀与现有技术的呼气阀相比主要在每分钟大约15升的体积流范围中显示出明显降低的噪声形成。
挡板44能够逆着抬高方向A远离碟状的部段28和远离在其上构成的配对面26延伸，使得在挡板44和呼吸管18的外侧之间的环形间隙空间46保持存在直至超过配对面26从端面24处的预定的抬高量。
挡板44的空闲的边缘48如在图1中所示出的那样能够是光滑的边缘，所述光滑的边缘沿着圆形轨道环绕阀体12的体轴线K。然而，挡板44的空闲的边缘48也能够如在图2、3和6中所示出的那样具有波形，例如三角波形态，所述三角波形态具有沿着环周方向彼此跟随的、相同大小的等腰三角形。替选地，能够如在图7中所示出的那样，挡板44的边缘48扇形地或者正弦状地构成或者能够扇形地或者正弦状地构成，如在图8中所示出的那样，构成为矩形-波形。如在图5中所示出的那样，呼吸管18能够设置在具有倒角50的端面24的径向外部。倒角50优选完全地环绕呼吸管18的管轴线R伸展并且在与碟状的部段28共同作用时和在与逆着抬高方向A从其处突出的挡板44共同作用时形成径向向外作用的膨胀空间52(参见图5)，径向地穿流端面24和配对面26之间的环形间隙42的呼气流能够膨胀进入到所述膨胀空间中。
如在图5中所示出的那样，优选地，伸出长度h大于在倒角50的离端面24较近的端部54和挡板44的径向向内指向的壁部之间的径向距离d，所述挡板44以所述伸出长度逆着抬高方向A从阀体12的碟状的部段28处突出。
如图5进一步示出的那样，挡板44逆着抬高方向A不仅延伸超过端面24，而且延伸超过倒角50的离端面24较远的端部56。
在挡板44的边缘48的一个波状的构成方案中，确定直至离配对面26最远的极值点的伸出长度h，也就是说，在忽略波谷的情况下。
如针对图6、7和8所看到的那样，波峰的离配对面26最远的极值点位于与阀体12的体轴线K正交的第一平面E1上，并且波谷的离配对面26最近的极值点位于与第一平面平行的第二平面E2上。平面E1和E2分别正交于阀体12的体轴线K伸展。
在其背离呼吸管18的一侧上，阀体12的碟状的部段28优选具有加强盘60，所述加强盘稳定碟状的部段28的形态。除了加强盘60之外的其余阀体12优选一件式地由软弹性的弹性体形成，例如由硅树脂、橡胶或者天然橡胶形成。
加强盘60不仅形成碟状的部段28的形状稳定部，而且通过其稳定的和硬的向外露出的表面62(参见图2)形成作用面，所述作用面是用于强制性将碟状的部段28——并且配对面26随着所述碟状的部段——朝向端面24移置的执行器63的作用面。为了清楚，在图1中通过64以虚线示出和表明仅一半的执行器推杆。
执行器推杆64能够通过朝向加强盘60下降而与其贴靠接合。在建立贴靠接合之后，能够通过执行器推杆64的进一步下降使完整的碟状的部段28连同加强盘朝向呼吸管18的端部部段22运动。通过沿着抬高方向A拉回推杆64，该推杆能够从加强盘60处抬高。推杆64能够以电磁的方式被驱动以进行运动。同样地，所述推杆能够通过电动的驱动器借助于传动装置驱动以进行沿着体轴线A的运动。
在图4中放大地示出图3的阀体12的细节视图。
挡板44优选在包含阀体12的体轴线K的剖平面中与优选平坦的配对面26的平面成角度α，所述角度为90°或者略大于90°。优选地，角度α位于90°至95°的范围中，尤其优选至92.5°。
挡板44的径向厚度s优选沿着其伸出区段h除了无法避免的过渡弯曲之外在至碟状的部段28的过渡部处基本上是恒定的。所述径向厚度与在呼吸管18的径向向外指向的面和挡板44的径向向内指向的壁部面之间的环形间隙空间46的径向延伸相比，优选大不超过10％或者小不超过10％。
借助于当前所描述的呼气阀可行的是，在呼气过程期间进行穿流时显著降低噪声形成而不提高流动阻力。同样地，能够借助于已经上文中介绍的呼气阀可靠地防止在与呼气流方向E相反的流动方向上穿流阀壳体14。

Claims (18)

1.一种用于至少部分地用仪器辅助患者呼吸的呼吸设备的呼气阀(10)，所述呼气阀包括阀壳体(14)，所述阀壳体具有沿着限定局部的轴向方向、径向方向和环周方向的贯通管路(D1，D2)延伸的流动通路(16)，沿着所述流动通路，所述阀壳体(14)能够由呼吸空气穿流，其中所述阀壳体(14)具有固定于壳体的阀-子成形部，所述阀-子成形部具有围绕所述贯通管路(D1)伸展的、闭合的端面(24)，其中相对于所述阀壳体(14)能运动的阀体(12)的指向所述端面(24)的配对面(26)通过预紧装置(38)预紧，使得所述配对面(26)因呼吸气体沿着呼气流方向(E)的迎流能够克服所述预紧装置(38)的预紧力沿着抬高方向(A)远离所述端面(24)以增大在所述端面(24)和所述配对面(26)之间能产生的或所存在的环形间隙(42)，使得所述流动通路(16)能沿着所述呼气流方向(E)被穿流，并且能够通过所述阀体(12)的配对面(26)贴靠在所述端面(24)上禁止沿着与所述呼气流方向(E)相反的流动方向穿流所述流动通路(16)，
其特征在于，所述阀体(12)具有挡板(44)，所述挡板——在观察处于未受常规的呼吸流负荷的参考状态中的所述呼气阀(10)时——以包围所述配对面(26)和所述端面(24)的方式沿着环周方向延伸，并且所述挡板在所述参考状态中逆着所述抬高方向(A)沿着远离所述配对面(26)的方向突出于所述端面(24)，其中径向地在所述挡板(44)和所述阀-子成形部的具有所述端面(24)的端部部段(22)之间设置有环形间隙空间(46)。
2.根据权利要求1所述的呼气阀(10)，
其特征在于，远离所述配对面(26)的挡板边缘(48)距所述配对面(26)的平行于所述抬高方向(A)待测量的距离(h)，至少在环周上的部段中根据沿着环周方向的相应的位置是不同大小的。
3.根据权利要求2所述的呼气阀(10)，
其特征在于，远离所述配对面(26)的所述挡板(48)具有沿着环周方向伸展的波形。
4.根据权利要求3所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述波形具有三角形的和/或矩形的和/或扇形的波形和/或具有正弦形的波形。
5.根据权利要求3或4所述的呼气阀(10)，
其特征在于，波峰的逆着所述抬高方向(A)离所述配对面(26)最远的极值点中的至少一部分，优选全部，和/或波谷的逆着所述抬高方向(A)离所述配对面最近的极值点中的至少一部分，优选全部，位于一个平面(E1，E2)中，尤其位于如下平面(E1，E2)中，所述平面与所述贯通管路(D1，D2)的走向在所述平面的交点处正交和/或与所述抬高方向(A)正交。
6.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述配对面(26)和/或所述端面(24)位于一个平面中，优选是平的。
7.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述端面(24)位于所述流动通路(16)的管状部段(18)的作为所述阀-子成形部的所述端部部段(22)的纵向端部(22)处，其中所述挡板(44)在所述参考状态中包围所述管状部段(18)的沿着所述贯通管路(D1，D2)并且沿着环周方向围绕所述贯通管路延伸的端部区域(22)。
8.根据权利要求7所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述管状部段(18)的所述纵向端部(22)的径向外部的区域是倒角的，其中优选地，所述挡板(44)在所述参考状态中逆着所述抬高方向(A)伸出于在轴向上进一步远离所述端面(24)的倒角端部(56)。
9.根据权利要求8所述的呼气阀(10)，
其特征在于，在所述参考状态中，靠近所述端面(24)的所述倒角端部(54)距所述挡板(44)的径向向内指向的壁部的径向距离，与所述挡板(44)和所述管状部段(18)平行于所述抬高方向的重叠深度，差别不大于20％，优选不大于10％，尤其优选是相同的。
10.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，在所述参考状态中，所述环形间隙空间(46)的径向尺寸和所述挡板(44)的径向厚度(s)，在所述挡板(44)的包含远离所述配对面(26)的挡板边缘(48)的端部区域中，差别不大于20％，优选不大于10％，尤其优选是相同的。
11.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述流动通路(16)的一部分(20)通过呼吸管(18)和优选共轴地包围所述呼吸管(18)的环形通道(32)形成，其中在端面(24)和配对面(26)之间的环形间隙(42)在流体力学方面沿着呼气流方向(E)在所述呼气管(18)和所述环形通道(32)之间形成。
12.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述阀体(12)具有基本上平坦的碟部段(28)，所述碟部段具有所述配对面(26)，所述碟部段优选借助于作为所述预紧装置(38)的膜片弹簧(38)与径向外部地包围所述碟部段(38)的固定部段(40)连接。
13.根据权利要求12所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述碟部段(28)通过加强构件(60)，例如金属和/或陶瓷盘加强，其中优选所述加强构件(60)至少部段地在所述碟部段(28)的远离所述端面(26)指向的一侧上露出。
14.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述预紧装置(38)在与所述抬高方向正交的平面中在预定的静止部位中预紧所述配对面(26)，尤其相对于所述贯通管路(D1，D2)在所述配对面(26)的区域中定心，和/或在抬高和回置运动期间沿着或者逆着所述抬高方向(A)引导。
15.根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)，
其特征在于，执行器(63)与所述阀壳体(14)连接，所述执行器的调节元件(64)与所述阀体(12)共同作用，至少用于逆着所述抬高方向(A)移置所述配对面(26)。
16.根据权利要求15所述的呼气阀(10)，
其特征在于，所述执行器(63)的所述调节元件(64)与所述阀体耦联或者能够与所述阀体耦联，用于不仅沿着所述抬高方向而且逆着所述抬高方向移置所述配对面。
17.一种用于至少部分地用仪器辅助患者呼吸的呼吸设备，其具有呼吸气体输送泵、根据上述权利要求中任一项所述的呼气阀(10)和吸气阀。
18.一种用于呼气阀(10)，尤其用于权利要求1至16中的呼气阀(10)的阀体(12)，包括构成用于贴靠在阀座面(24)上的贴靠面(26)，所述贴靠面沿着运动轴线(K)在抬高方向(A)上并且逆着抬高方向(A)是能运动的，其中所述贴靠面(26)与所述运动轴线(K)围成一角度，优选直角，其中所述阀体(12)具有挡板(44)，所述挡板关于所述运动轴线(K)径向外部地包围所述贴靠面(26)，并且所述挡板从具有所述贴靠面的阀体部段(28)起关于所述运动轴线(K)轴向地从所述阀体部段(28)伸出并且在此轴向地伸出于所述贴靠面(26)。
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