CN111097089A - 一种针阀及供氧系统 - Google Patents

Abstract

一种供氧系统，包括氧气发生管路，用于传输氧源的氧气传输至氧气发生管路；针阀流量控制机构，包括针阀和针阀控制器，针阀的进气端与氧气发生管路联通，出气端与氧气传输管路联通，针阀控制器与电机电信号连接，控制针阀开闭控制输出的氧气流量；氧气传输管路，进气端与针阀的出气端联通，另一端输出，超声管检测机构，设置于氧气传输管路，用于检测氧气传输管路内的氧气流量和氧气浓度。精确控制氧气发生管路向氧气传输管路传输的氧气流量，实施检测氧气传输管路中的氧气流量数据，动态将数据采集，针阀流量调节数据根据实时的流量数据，调节针阀的启闭，使其满足设定的流量，避免使用者不能足额获得氧气，也避免了氧气过量造成的危害。

Description

一种针阀及供氧系统

技术领域

本发明涉及氧气、呼吸机设备技术领域，具体涉及一种针阀及供氧系统。

背景技术

氧气治疗主要目的是纠正人体的低氧血症,减少呼吸功以及减轻心脏负荷,防止和逆转缺氧所致的组织损伤和器官功能障碍,同时尽量保持患者的活动能力。氧气治疗的主要风险在于不能有效纠正低氧血症、加重二氧化碳潴留，或者不当氧疗导致患者持续高氧状态或氧中毒等副作用或伤害。目前，医学界已有很多专家高度重视规范氧疗，相继给出专家共识、并在相关临床指南当中。

《中华医学信息导报》第31卷第8期，公开了《论氧疗中的共识与争议》文中阐述：“氧疗过程中，血氧饱和度是否越高越好,理论上讲，氧疗与其他治疗措施一样，治疗结果超出身体允许的正常范围就会造成伤害，严重者甚至危及生命。例如：重症监护室（ICU）中，患者动脉血氧饱和度（SaO2）监测数值常为100%，但是当SaO2为100%时，动脉血氧分压（PaO2）可以达到100～500 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）的任何值。而PaO2＞100 mmHg已经超出健康人的血氧范围，PaO2＞120 mmHg被称之为“高氧血症”。如此高的血氧超出患者的需求和承受能力无疑是有害的，这种危害和对生命的剥夺已被多项临床研究证实。

《中华结核和呼吸杂志》2015年8月第31卷第8期《规避高氧危害 规范目标氧疗》，“给氧与药物治疗一样需要评估其治疗作用和安全性，有效和安全的氧疗才是最佳的氧疗，需要通过目标氧疗来实现。提倡目标氧疗，绝不是仅仅为了节约氧气，其实际意义和价值远高于氧气作为医疗资源的经济价值。重要的在于降低高氧血症的损害和对重症患者生命的保护。

综上所述，纠正低氧血症、避免高氧血症，实现目标氧疗具有重要临床意义，从技术上讲，主要在于精确调节氧气流量，按需提供吸入氧浓度。现有技术通过流量计获取氧气流量、通过针阀控制氧气输出，其存在的问题是，精度差，不能动态调节，现有的针阀结构复杂，精度低。

因此，需提供一种调节效率高、精度高、安全可靠的供氧系统。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种调节效率高、精度高、安全可靠的供氧系统。

本发明技术方案如下：

一种针阀，所述针阀包括电机、联动机构、丝杆、堵头和阀芯，电机通过联动机构驱动丝杆转动，丝杆驱动设置于丝杆的堵头轴向运动，调节阀芯的进气间隙。

其中，联动机构包括第一传动件和第二传动件，第一传动件的一端与所述电机的输出轴驱动连接，第一传动件与所述第二传动件松配合驱动连接，第二传动件的一端与丝杆驱动连接。

其中，所述第一传动件设置有插件，所述第二传动件对应设置有插孔，当所述第一传动件与所述第二传动件连接时，所述插件插入插孔内。

其中，所述第一传动件与所述第二传动件之间设置有间隙。

一种使用所述的针阀的供氧系统，包括

氧气发生管路，用于传输氧源的氧气传输至氧气发生管路；

针阀流量控制机构，包括针阀控制器，针阀的进气端与氧气发生管路联通，出气端与氧气传输管路联通，针阀控制器与电机电信号连接，控制针阀开闭控制输出的氧气流量；

氧气传输管路，进气端与针阀的出气端联通，另一端输出，

超声管检测机构，设置于氧气传输管路，用于检测氧气传输管路内的氧气流量和氧气浓度。

其中，超声管检测机构包括超声管，超声管检测检测管路中的氧气流量数据，并将氧气流量数据传输至针阀控制器，针阀控制器根据超声管发出的实时氧气流量数据，调节针阀，使通道内的氧气流量与设定的氧气流量保持一致。

其中，还包括呼吸机，所述氧气传输管路的输出端与所述呼吸机的氧气接口联通，呼吸机联通至使用者端。

其中，还包括输出管路，氧气传输管路的输出端与所述输出管路联通，输出管路的输出端与使用者端联通。

其中，还包括减压阀，减压阀设置于氧气发生管路，用于控制氧气发生管路内的压力。

其中，还包括设定模块和控制器，设定模块与所述控制器电信号连接，用于向控制器输入吸氧小时数、氧气流量、氧气浓度，控制器根据输入吸氧时间、氧气流量数据，控制针阀控制器和氧源输出。

有益效果：

一种供氧系统，其特征在于：包括

氧气发生管路，用于传输氧源的氧气传输至氧气发生管路；

针阀流量控制机构，包括针阀和针阀控制器，针阀的进气端与氧气发生管路联通，出气端与氧气传输管路联通，针阀控制器与电机电信号连接，控制针阀开闭控制输出的氧气流量；

氧气传输管路，进气端与针阀的出气端联通，另一端输出，

超声管检测机构，设置于氧气传输管路，用于检测氧气传输管路内的氧气流量和氧气浓度。

利用针阀流量控制机构来精确控制氧气发生管路向氧气传输管路传输的氧气流量，利用超声管检测机构实施检测氧气传输管路中的氧气流量数据，动态将数据采集，针阀流量调节数据根据实时的流量数据，调节针阀的启闭，使其满足设定的流量，避免使用者不能足额获得氧气，也避免了氧气过量造成的危害。

电机用来做驱动机构，可以被精确控制电机正转和反转，精确控制转动圈数，联动机构和丝杆将电机的圆周运动变为直线运动，丝杆精度极高，能够非常精确的控制阀芯的开合程度，使阀芯能够以精确的控制氧气的流量，电机与丝杆的传动提高了整个针阀的控制精度。

附图说明

图1是本发明的针阀流量控制机构的结构示意图。

图2是本发明的针阀流量控制机构与超声管测量机构的组合示意图。

图3是本发明的稳流腔体的氧气流量控制系统的结构示意图。

图4是本发明的实施例2的结构示意图。

图5是本发明的实施例3的结构示意图。

图6是本发明的针阀的结构示意图。

图7是本发明的针阀的另一视角的结构示意图。

图8是本发明的图7的A-A剖视图。

附图标记说明如下：

1——电机、2——第一传动件、3——第二传动件、4——丝杆、5——堵头、6——外壳、7——孔、8——卡爪、9——出气口、10——进气口、11——阀芯、12——间隙、13——针阀、14——氧气发生管路、15——输送管路、16——氧气传输管路、17——稳流腔体、18——超声管检测机构、19——减压阀、20——氧源、21——呼吸机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进列进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种供氧系统，包括

氧气发生管路14，用于传输氧源20的氧气传输至氧气发生管路14；

针阀流量控制机构，包括针阀13和针阀控制器，针阀13一端与氧气发生管路14连接，另一端设置输出端，针阀控制器控制针阀13开闭控制输出的氧气流量；

氧气传输管路16，一端与针阀13的输出端连接，另一端输出，氧气传输管路16设置有超声管检测机构18，用于检测氧气传输管路16内的氧气流量；

针阀控制器，根据设定的流量数据控制氧气流量的输出，超声管检测机构18测量氧气传输管路16内的氧气流量数据，将其发送至针阀控制器。

本发明通过针阀控制器调节针阀13精确控制氧气发生管路14的氧气传入氧气传输管路16，可以根据时间、流量等参数进行精确控制，超声管检测机构18检测氧气传输管路16内的氧气的流量及浓度信息，实时反馈，针阀控制器接受实时反馈的流量信息，调节氧气流量，接受时间信息，开启或关闭氧气传输管路16，精确供氧，确保供氧效果。所述氧气传输管路16的输入端设置有稳流腔体17，针阀13的输出端与稳流腔体17的进气端联通，稳流腔体17的输出端与超声管检测机构18的输入端联通。

稳流腔体17起到暂缓容纳氧气的效果，氧气加压输出，通过针阀13控制输出，氧气在氧气发生管路14到氧气传输管路16中时，压力不同，氧气气体以较大压力连续形式进入管路，经过针阀13输出后，直排输出，会产生较多震荡，会影响超声管测量传感器测量时的精度，会导致超声流速测量和超声氧气浓度测量产生震荡，测量精度不高，增加了稳流腔体17的设计，使氧气先充入稳流腔体17，稳流腔体17的容积大于管路的容积，因此氧气的波动会在稳流腔体17内被消除，进而平稳的继续输出至超声管检测机构18的检测区域，检测精度提高，进而提高了控制精度。

本发明的稳流腔体可以是带空腔的细菌过滤器、带空腔的水气分离器、带空腔的测量仪器、带腔体的管道等，能达到上述稳流效果的均可采用。

超声管检测机构18包括超声管，超声管检测检测管路中的氧气流量数据，并将氧气流量数据传输至针阀控制器，针阀控制器根据超声管发出的实时氧气流量数据，调节针阀13，使通道内的氧气流量与设定的氧气流量保持一致。

本发明利用超声管检测流量数据反馈至针阀控制器，进而动态控制氧气传输管路16中的氧气流量和供氧时间，能够有效提高供氧的精度。

还包括减压阀19，减压阀19设置于氧气发生管路14，用于控制氧气发生管路14内的压力。

所述针阀13包括电机1、联动机构、丝杆4、堵头5和阀芯11，所述针阀控制器与所述电机1电信号连接，控制电机1转动，电机1通过联动机构驱动丝杆4转动，丝杆4驱动设置于丝杆4的堵头5轴向运动，调节阀芯11的进气间隙12。

电机1用来做驱动机构，可以被针阀控制器精确控制电机1正转和反转，精确控制转动圈数，联动机构和丝杆4将电机1的圆周运动变为直线运动，丝杆4精度极高，能够非常精确的控制阀芯11的开合程度，使阀芯11能够以精确的控制氧气的流量，电机1与丝杆4的传动提高了整个针阀13的控制精度。

联动机构包括第一传动件2和第二传动件3，第一传动件2的一端与所述电机1的输出轴驱动连接，第一传动件2与所述第二传动件3松配合驱动连接，第二传动件3的一端与丝杆4驱动连接。

通常情况下，传动件可以设置为圆形的转盘或者法兰盘，第一传动件2驱动第二传动件3运动，能够驱动第二传动件3运动的方式均可采用；例如第一传动件2设置有插件，所述第二传动件3对应设置有插孔7，当所述第一传动件2与所述第二传动件3连接时，所述插件插入插孔7内。插件设置为卡爪8，插入插孔内即可。

所述第一传动件2与所述第二传动件3之间设置有间隙12。第一传动件2与所述第二传动件3为松配合连接，之间设置有间隙12，当第一传动件2与第二传动件3运动时，间隙12抵消了之间的传动误差，安装更为方便，传动更为精确。

本发明的联动机构方式，生产加工容易，成本极低，联动机构的设置使针阀13和电机1在少量不同轴或者有较少偏差角度时也能够传递旋转力量几乎不影响精度，减少加工和组装难度，包括在使用过程中跑偏，磨损，也不容易影响精度；容易组装，使用寿命更长。

外壳6设置有进气口10和出气口9，进气口10与阀芯11联通，堵头5有丝杆4驱动其伸入或拔出阀芯11，阀芯11与堵头5的间隙12为进气间隙12。通过堵头5的运动调节阀芯11的进气量，阀芯11的出气端与出气口9联通。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：

本发明的方案还可以连接呼吸机21，所述氧气传输管路16的输出端与所述呼吸机21的氧气接口联通，通过呼吸机21联通至使用者端。

本发明的供氧系统可以与呼吸机21协同工作，通过呼吸机21传输给患者，叠加了呼吸机21的功能，更能适应患者的需求，满足医疗使用。

如图4所示，和呼吸机21进气口10吸入的空气混合，根据供氧系统输送的氧气量混合成一定浓度的空氧混合气体，该方法有利于混合成需要高浓度的空氧混合气体，供氧系统提供可以根据需要的氧气流量按目标值提供，也可以根据用户的目标血氧饱和度值（范围）提供相应的氧气流量。

实施例3

实施例3与实施例1、实施例2的区别在于：

本发明的方案可以直接输出至使用者端，与面罩、鼻导管或其他吸氧设备联通，呼吸机21可以与氧气传输管路16的输出端共用输出管路15，氧气传输管路16的输出端与所述输出管路15联通，输出管路15的输出端与使用者端联通，呼吸机21与所述输出管路联通。

本发明的供氧系统可以直接使用，还可以利用一条输出管路与呼吸机21共用，供患者使用，如图5所示，该方法简便易用，适用于所有呼吸机21，但是只能用于需要空氧混合气体浓度较低的用户，当用户需要高浓度的空氧混合气体，需要接入供氧系统的大流量氧气供氧系统提供可以根据需要的氧气流量按目标值提供，也可以根据用户的目标血氧饱和度值（范围）提供相应的氧气流量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种供氧系统，其特征在于：包括

氧气发生管路，用于传输氧源的氧气传输至氧气发生管路；

针阀流量控制机构，包括针阀和针阀控制器，针阀的进气端与氧气发生管路联通，出气端与氧气传输管路联通，针阀控制器与电机电信号连接，控制针阀开闭控制输出的氧气流量；

氧气传输管路，进气端与针阀的出气端联通，另一端输出，

超声管检测机构，设置于氧气传输管路，用于检测氧气传输管路内的氧气流量和氧气浓度。

2.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：超声管检测机构包括超声管，超声管检测检测管路中的氧气流量数据，并将氧气流量数据传输至针阀控制器，针阀控制器根据超声管发出的实时氧气流量数据，调节针阀，使通道内的氧气流量与设定的氧气流量保持一致。

3.根据权利要求1或2所述的一种供氧系统，其特征在于：所述针阀与超声管检测机构之间设置有稳流腔体，所述稳流腔体的设置于氧气传输管路，稳流腔体的容积大于管径的容积。

4.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：所述稳流腔体设置有至少两个，多个稳流腔体依次串联。

5.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：还包括呼吸机，所述氧气传输管路的输出端与所述呼吸机的氧气接口联通，呼吸机联通至使用者端。

6.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：还包括输出管路，氧气传输管路的输出端与所述输出管路联通，输出管路的输出端与使用者端联通。

7.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：还包括减压阀，减压阀设置于氧气发生管路，用于控制氧气发生管路内的压力。

8.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：所述针阀包括电机、联动机构、丝杆、堵头和阀芯，电机通过联动机构驱动丝杆转动，丝杆驱动设置于丝杆的堵头轴向运动，调节阀芯的进气间隙。

9.根据权利要求8所述的一种针阀，其特征在于：联动机构包括第一传动件和第二传动件，第一传动件的一端与所述电机的输出轴驱动连接，第一传动件与所述第二传动件松配合驱动连接，第二传动件的一端与丝杆驱动连接。

10.根据权利要求9所述的一种针阀，其特征在于：所述第一传动件设置有插件，所述第二传动件对应设置有插孔，当所述第一传动件与所述第二传动件连接时，所述插件插入插孔内。

11.根据权利要求9所述的一种针阀，其特征在于：所述第一传动件与所述第二传动件之间设置有间隙。

12.根据权利要求1所述的一种供氧系统，其特征在于：还包括设定模块和控制器，设定模块与所述控制器电信号连接，用于向控制器输入吸氧小时数、氧气流量、氧气浓度，控制器根据输入吸氧时间、氧气流量数据，控制针阀控制器和氧源输出。

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