CN111701133A - 一种新型的呼吸机用比例阀 - Google Patents

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濮龙锋
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Suzhou Research Institute Of Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics
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    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203—Proportional
    • A61M16/204—Proportional used for inhalation control

Abstract

本发明公开了一种新型的呼吸机用比例阀，涉及呼吸机技术领域；为了提升氧浓度及流量自动控制效果；具体包括氧气输送管道和空气输送管道，氧气输送管道和空气输送管道上均通过气路接头安装有流量检测器，氧气输送管道和空气输送管道的一端分别通过两个输入接头接有同一个比例控制器，比例控制器的输出端通过气管接有检测装置；检测装置的输出端接有混合气体输出管道；所述检测装置、比例控制器和两个流量检测器均通过信号线电性连接有控制单元。本发明通过设置流量检测器、比例控制器和控制单元等结构，能够使得控制单元基于检测反馈值和设定值进行计算，并通过比例控制器实现对输出氧气浓度的控制，提升了氧气浓度及流量控制的效果。

Description

一种新型的呼吸机用比例阀
技术领域
本发明涉及呼吸机技术领域，尤其涉及一种新型的呼吸机用比例阀。
背景技术
呼吸机是一种提供氧浓度及流量可调空气的医用仪器，需要对氧浓度及混气流量进行控制，而在呼吸机中，对氧浓度进行控制的核心部件就是比例阀。目前，市场上的比例阀都不能进行流量的检测，当比例阀不能给出需要的流量时，通过比例阀通气给出的气体氧浓度和流量控制也会发生偏移，导致氧浓度及流量控制效果差。
经检索，中国专利申请号为01261459.9的专利，公开了呼吸机螺旋流量调节阀，属于气体或液体控制用调节阀，特别是呼吸机用调节阀，包括:阀体，其特征在于:还包括阀体座(17)、步进电机(8)，步进电机(8)通过阀体(3)与阀体座(17)接触，阀体座(17)上设有气体或液体进、出口。上述专利中的调节阀存在以下不足：不能够根据流量自动控制输出比例，使得氧浓度及流量控制效果差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型的呼吸机用比例阀。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新型的呼吸机用比例阀，包括氧气输送管道和空气输送管道，氧气输送管道和空气输送管道上均通过气路接头安装有流量检测器，氧气输送管道和空气输送管道的一端分别通过两个输入接头接有同一个比例控制器，比例控制器的输出端通过气管接有检测装置；检测装置的输出端接有混合气体输出管道；所述检测装置、比例控制器和两个流量检测器均通过信号线电性连接有控制单元。
优选的：所述检测装置包括氧浓度检测模组和气体流量检测模组，所述氧浓度检测模组和气体流量检测模组均通过气管与比例控制器的输出端导通连接。
进一步的：所述检测装置还包括气体压力检测模组，所述气体压力检测模组通过气管与比例控制器的输出端导通连接。
进一步优选的：所述控制单元通过信号线电性连接有用于设定流量和氧浓度目标值的呼吸机面板，呼吸机面板安装于拥有所述比例阀的呼吸机的外壳上。
作为本发明一种优选的：所述比例阀的自动控制流程具体包括如下步骤：
S1：在呼吸机面板上设定好目标值并开始，呼吸机面板传递信号至控制单元的信号接收端；
S2：比例阀中的流量检测器对空气、氧气进行流量检测，并将结果通过电信号反馈到比例阀的控制单元；
S3：比例阀中的检测装置对混合气体输出管道中的混合气体进行检测，并将检测结果通过电信号反馈到比例阀的控制单元；
S4：控制单元根据S2及S3步骤中提供的数据进行计算，计算出最佳的比例控制；
S5：控制单元将计算出的结果通过电信号反馈给比例控制器；
S6：比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，并给出符合目标值的气体。
作为本发明进一步优选的：所述S3步骤中，检测装置对混合气体输出管道中的混合气体进行检测，检测具体为氧浓度检测、气体流量检测和气体压力检测。
作为本发明再进一步的方案：所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量在设定范围内的情况下，氧浓度高于设定值时，降低氧气输送量，同时提升空气输送量，氧浓度低于设定值时，提升氧气输送量，同时降低空气输送量。
在前述方案的基础上：所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量高于设定范围的情况下，氧浓度高于设定值时，降低氧气输送量，保持空气输送量不变，氧浓度低于设定值时，保持氧气输送量不变，降低空气输送量。
在前述方案的基础上优选的：所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量低于设定范围的情况下，氧浓度高于设定值时，保持氧气输送量不变，提升空气输送量，氧浓度低于设定值时，提升氧气输送量，保持空气输送量不变。
在前述方案的基础上进一步优选的：所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体氧浓度在设定范围的情况下，压力、流量高于设定值时，氧气输送量和空气输送量同比降低，压力、流量低于设定值时，氧气输送量和空气输送量同比提升。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过设置流量检测器、比例控制器和控制单元等结构，能够使得控制单元基于检测反馈值和设定值进行计算，并通过比例控制器实现对输出氧气浓度的控制，提升了氧气浓度及流量控制的效果。
2.本发明通过设置氧浓度检测模组和气体流量检测模组，能够准确的检测出混合气体输出管道中流出气体的氧气浓度和气体流量，提升了检测效果。
3.本发明通过设置气体压力检测模组，能够准确的检测出混合气体输出管道中流出气体的压力，进一步提升了检测效果。
4.本发明通过设置调节气体压力、流量和氧浓度的调节关系，尽可能的保障了调节的稳定性，从而保障了混合气体输出管道中气体输出效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型的呼吸机用比例阀的原理图；
图2为本发明提出的一种新型的呼吸机用比例阀自动调节的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种新型的呼吸机用比例阀，如图1所示，包括氧气输送管道和空气输送管道，氧气输送管道和空气输送管道上均通过气路接头安装有流量检测器，氧气输送管道和空气输送管道的一端分别通过两个输入接头接有同一个比例控制器，比例控制器的输出端通过气管接有检测装置；检测装置的输出端接有混合气体输出管道；所述检测装置、比例控制器和两个流量检测器均通过信号线电性连接有控制单元；通过设置流量检测器、比例控制器和控制单元等结构，能够使得控制单元基于检测反馈值和设定值进行计算，并通过比例控制器实现对输出氧气浓度的控制，提升了氧气浓度及流量控制的效果。
为了提升检测效果；如图1所示，所述检测装置包括氧浓度检测模组和气体流量检测模组，所述氧浓度检测模组和气体流量检测模组均通过气管与比例控制器的输出端导通连接；通过设置氧浓度检测模组和气体流量检测模组，能够准确的检测出混合气体输出管道中流出气体的氧气浓度和气体流量，提升了检测效果。
为了进一步提升检测效果；如图1所示，所述检测装置还包括气体压力检测模组，所述气体压力检测模组通过气管与比例控制器的输出端导通连接；通过设置气体压力检测模组，能够准确的检测出混合气体输出管道中流出气体的压力，进一步提升了检测效果。
为了提升实用性；如图1所示，所述控制单元通过信号线电性连接有用于设定流量和氧浓度目标值的呼吸机面板，呼吸机面板安装于拥有所述比例阀的呼吸机的外壳上。
一种新型的呼吸机用比例阀，为了实现自动控制；如图2所示，所述比例阀的自动控制流程具体包括如下步骤：
S1：在呼吸机面板上设定好目标值并开始，呼吸机面板传递信号至控制单元的信号接收端；
S2：比例阀中的流量检测器对空气、氧气进行流量检测，并将结果通过电信号反馈到比例阀的控制单元；
S3：比例阀中的检测装置对混合气体输出管道中的混合气体进行检测，并将检测结果通过电信号反馈到比例阀的控制单元；
S4：控制单元根据S2及S3步骤中提供的数据进行计算，计算出最佳的比例控制；
S5：控制单元将计算出的结果通过电信号反馈给比例控制器；
S6：比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，并给出符合目标值的气体。
所述S3步骤中，检测装置对混合气体输出管道中的混合气体进行检测，检测具体为氧浓度检测、气体流量检测和气体压力检测。
所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量在设定范围内的情况下，氧浓度高于设定值时，降低氧气输送量，同时提升空气输送量，氧浓度低于设定值时，提升氧气输送量，同时降低空气输送量。
所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量高于设定范围的情况下，氧浓度高于设定值时，降低氧气输送量，保持空气输送量不变，氧浓度低于设定值时，保持氧气输送量不变，降低空气输送量。
所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量低于设定范围的情况下，氧浓度高于设定值时，保持氧气输送量不变，提升空气输送量，氧浓度低于设定值时，提升氧气输送量，保持空气输送量不变。
所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体氧浓度在设定范围的情况下，压力、流量高于设定值时，氧气输送量和空气输送量同比降低，压力、流量低于设定值时，氧气输送量和空气输送量同比提升。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型的呼吸机用比例阀，包括氧气输送管道和空气输送管道，其特征在于，氧气输送管道和空气输送管道上均通过气路接头安装有流量检测器，氧气输送管道和空气输送管道的一端分别通过两个输入接头接有同一个比例控制器，比例控制器的输出端通过气管接有检测装置；检测装置的输出端接有混合气体输出管道；所述检测装置、比例控制器和两个流量检测器均通过信号线电性连接有控制单元。
2.根据权利要求1所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述检测装置包括氧浓度检测模组和气体流量检测模组，所述氧浓度检测模组和气体流量检测模组均通过气管与比例控制器的输出端导通连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述检测装置还包括气体压力检测模组，所述气体压力检测模组通过气管与比例控制器的输出端导通连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述控制单元通过信号线电性连接有用于设定流量和氧浓度目标值的呼吸机面板，呼吸机面板安装于拥有所述比例阀的呼吸机的外壳上。
5.根据权利要求4所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述比例阀的自动控制流程具体包括如下步骤：
S1：在呼吸机面板上设定好目标值并开始，呼吸机面板传递信号至控制单元的信号接收端；
S2：比例阀中的流量检测器对空气、氧气进行流量检测，并将结果通过电信号反馈到比例阀的控制单元；
S3：比例阀中的检测装置对混合气体输出管道中的混合气体进行检测，并将检测结果通过电信号反馈到比例阀的控制单元；
S4：控制单元根据S2及S3步骤中提供的数据进行计算，计算出最佳的比例控制；
S5：控制单元将计算出的结果通过电信号反馈给比例控制器；
S6：比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，并给出符合目标值的气体。
6.根据权利要求5所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述S3步骤中，检测装置对混合气体输出管道中的混合气体进行检测，检测具体为氧浓度检测、气体流量检测和气体压力检测。
7.根据权利要求6所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量在设定范围内的情况下，氧浓度高于设定值时，降低氧气输送量，同时提升空气输送量，氧浓度低于设定值时，提升氧气输送量，同时降低空气输送量。
8.根据权利要求6所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量高于设定范围的情况下，氧浓度高于设定值时，降低氧气输送量，保持空气输送量不变，氧浓度低于设定值时，保持氧气输送量不变，降低空气输送量。
9.根据权利要求6所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体压力、流量低于设定范围的情况下，氧浓度高于设定值时，保持氧气输送量不变，提升空气输送量，氧浓度低于设定值时，提升氧气输送量，保持空气输送量不变。
10.根据权利要求6-9任一所述的一种新型的呼吸机用比例阀，其特征在于，所述S6步骤中，比例控制器根据控制单元反馈的数据进行调节，气体氧浓度在设定范围的情况下，压力、流量高于设定值时，氧气输送量和空气输送量同比降低，压力、流量低于设定值时，氧气输送量和空气输送量同比提升。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114558221A (zh) * 2022-02-11 2022-05-31 山东大学 一种用于便携式呼吸机的空氧混合器及其控制方法
CN114904115A (zh) * 2022-06-01 2022-08-16 广州和普乐健康科技有限公司 一种呼吸支持设备氧浓度自动控制方法及设备

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