CN113365681B - 用于呼吸设备的降噪装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于呼吸设备(162)的降噪装置(100)，包括带有气体出口(106)的主体(104)，该气体出口被布置成安装在呼吸设备(162)的气体入口(164)上；以及覆盖件(102)，该覆盖件被构造成与主体(104)可拆卸地接合，用于形成气体入口(156)和气体通道(138)。覆盖件(102)包括导向构件(136)以限定气体通道(138)的至少一部分，并且导向构件(136)被构造成与主体(104)联接，以在主体(104)和覆盖件(102)之间形成气体通道(138)。本发明中的降噪装置(100)为气体从气体入口(156)流向气体出口(106)提供了更长并且平滑的通道(138)，以减少气流的湍流和阻力，并且因此减少由波动的气流和呼吸设备(162)的气体入口(164)之间的摩擦引起的噪声。

Description

用于呼吸设备的降噪装置

技术领域

本发明涉及一种用于呼吸设备的降噪装置，特别是用于在呼吸设备的气体入口处的降噪设备。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸设备通常用于患有呼吸疾病(例如急性呼吸窘迫综合征、严重哮喘和慢性阻塞性肺病)的患者，以及用于手术期间的麻醉和呼吸管理、急救复苏，甚至用于支持性治疗的家庭使用。呼吸设备是一种重要的医疗装置，其可以预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症和延长患者的生命。

当前的呼吸设备有许多缺点。例如，当空气被鼓风机吸入呼吸设备时，空气流和气体入口通道之间的摩擦会产生噪声。当呼吸设备在安静环境中使用时，或者当患者正在睡觉时，噪声会特别明显，从而可能对患者造成身体和精神上的烦恼。

有很多降噪装置的设计来减少呼吸设备的气体入口处产生的噪声。例如，2007年11月21日公开的王鸿庆(Hongqing Wang)的CN101075431A公开了一种降噪装置，其包括由侧壁限定的气体通道以将气流引导到呼吸设备中。气体在到达气体出口之前可能仅行进60度的角距离，这对于气体通道来说太短而不能减少湍流气流以及因此提供有效的降噪。因此，已经发现这种设计不能提供显著的降噪。

因此，期望提供一种改进的降噪装置，以使气体从气体入口流向气体出口，以便显著降低呼吸设备的气体入口处的噪声水平。

发明内容

本发明提供了一种用于呼吸设备的降噪装置，以至少解决当前呼吸设备的气体入口处产生的噪声的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于呼吸设备的降噪装置，其包括被构造成安装在呼吸设备的气体入口上的主体，以及被构造成与主体可拆卸地接合以形成气体入口和气体通道的覆盖件。主体包括侧壁和气体出口，并且覆盖件包括限定气体通道的至少一部分的导向构件。导向构件被构造成与主体的侧壁联接，以在主体和覆盖件之间形成气体通道。

根据本发明的另一方面，提供了一种呼吸设备，其包括基本上如本文所述的降噪装置。呼吸设备还可以包括用于供应加压气体的加压气体入口；与降噪装置的气体出口和加压气体入口流体连通的腔室，用于混合大气和加压气体；以及设置在腔室下游的噪声阻尼设备。

在意图不受理论限制的情况下，相信本发明中的降噪装置提供了优于例如当前的降噪装置的显著优点，当前的降噪装置仅允许气流在气体出口处排放之前相对于气体入口转动大约60度。具体地，相信本发明中的降噪装置可以提供更长的路径，并且在本文的实施例中，提供用于使气体从气体入口流向气体出口的更长的螺旋通道，以便在更大程度上降低气流的湍流和阻力，并且因此减小由湍流气流和呼吸设备的气体入口之间的摩擦引起的噪声。此外，相信位于覆盖件上的导向构件的构造提供了清洁气体通道的更容易和更方便的方式。覆盖件可以与主体脱离，并且经受医疗装备常用的消毒方法。这种布置也可以在导向构件上发现磨损或损坏的情况下便于更换覆盖件，磨损或损坏可能增加进入气体的湍流流动，并且从而引起噪声。

附图说明

图1显示了参考CN101075431A中的降噪装置(见上文)；

图2显示了当主体和覆盖件彼此脱开时本文的降噪装置的实施例的透视图；

图3显示了主体在与覆盖件接合之前的实施例的前视图；

图4显示了图2的覆盖件的实施例的后视图；

图5显示了当主体与覆盖件接合时的降噪装置的实施例；

图6显示了当主体与覆盖件接合时的降噪装置的实施例中的气流的方向；

图7显示了安装到呼吸设备上的降噪装置的实施例；以及

图8显示了图7中呼吸设备的部件的实施例。

本文的附图仅用于说明目的，并且不必按比例绘制。

具体实施方式

本发明涉及一种降噪装置，该降噪装置用于使气体(特别是大气或加压气体)进入相关联的设备(例如但不限于需要气体供应的呼吸设备)时产生的噪声最小化。呼吸设备可以是但不限于加湿器、呼吸器、喷雾器等。

根据需要，本文使用的气体通常包括大气或富含氧气的空气。根据需要，本文的气体可以处于环境室温、高于室温或低于该室温。本文的气体可以处于周围环境的环境压力下，或者处于比周围环境更高的压力下。根据需要，本文的气体可以处于环境湿度，比环境湿度更潮湿，或者比环境湿度更干燥。

图1显示了例如在CN101075431A中公开的降噪装置(见上文)。降噪装置包括由侧壁5限定的气体通道3。气体入口1设置在气体通道3的外端处，具有中心7的气体出口6设置在气体通道3的内端处。图1增加了两条虚线，一条从中心7延伸到气体入口1，一条从中心7延伸到侧壁5的内端4，以限定围绕中心7的角旋转α，从而显示进入气体从气体入口1行进到气体出口6的最短距离，其大约为90度。换句话说，气体在到达气体出口之前可能仅行进大约90度，这对于气体通道来说太短而不能减少湍流气流以及由此提供有效的降噪。因此，已经发现这种设计不能提供显著的降噪。

参考图2，示出了本发明的降噪装置的实施例。本发明的降噪装置100具有覆盖件102和主体104。覆盖件102和主体104优选是单独制造的，并且可以通过例如滑动和螺纹连接的锁定手段彼此可拆卸地接合。

在该实施例中，覆盖件102和主体104可以由塑料制成，例如热固性塑料、树脂、聚合材料等。这种塑料在本领域中是已知的，并且通常包括例如聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料、三聚氰胺甲醛、聚砜、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、脲醛、聚醚醚酮及其组合的材料。此外，塑料可以通过例如包含涂层、将抗菌化合物整合到塑料中等来结合抗菌化合物。

图3显示了主体104在与覆盖件(见图2的102处)接合之前的实施例。主体104具有气体出口106，并且优选地被布置成安装到呼吸设备(见图7的162处)上，以便将气体排放到呼吸设备中供后续使用。在该实施例中，主体104构造有由侧壁110包围的空腔108。侧壁110从内表面112的周边垂直延伸，并且包括第一端部部分111。根据侧壁110的构造，空腔108可以是敞开的或闭合的。在该实施例中，空腔108是敞开的，侧壁110被构造成C形，即留下敞开部分114。侧壁110的至少一部分可以联接到覆盖件(见图2的102处)，用于形成紧密密封。

空腔108可以在其中容纳过滤器115(如虚线显示)。可以提供过滤器115以在气体进入呼吸设备之前从气体(特别是大气)中过滤灰尘、花粉、霉菌、细菌等。在过滤器115可拆卸地布置在主体104的空腔108中的实施例中，过滤器115可以随机地或有规律地用新的过滤器来替换，以便保持过滤后的气体没有灰尘、花粉、霉菌、细菌等，或者至少带有减少量的灰尘、花粉、霉菌、细菌等。当呼吸设备于临床应用时，这是特别有利的。还相信的是，过滤器115还可以充当噪声抑制器，以在气体穿过降噪装置(见图2的100处)时减少在空腔108中产生的噪声。过滤器115可以是例如纸过滤器、泡沫过滤器、棉过滤器或高效微粒空气过滤器。本领域中的技术人员将会理解，各种合适的过滤器可以应用于本发明的降噪装置100。

在该实施例中，气体出口106径向偏移，并且由支撑结构116支撑，该支撑结构在连接到气体出口106的内表面112上具有多个直立突起118。气体出口106可以与呼吸设备中的气体路径对齐，从而减少湍流的形成。本领域中的技术人员将会理解，气体出口106可以定位在空腔108的中心处，以实现类似的目的。

空腔108还可以包括内表面112上的会聚部分120，该会聚部分朝向气体出口106会聚，以便助于气体流动。除了朝向气体出口106引导气流之外，支撑结构116还可以有助于将过滤器115保持在适当的位置。在意图不受理论限制的情况下，还相信直立突起118和支撑结构116可以进一步增强主体104和/或覆盖件(见图2的102处)的结构完整性。直立突起118和会聚部分120支撑过滤器115，这可以有助于使过滤器115与内表面112分开，以增加过滤器115的有效表面积，并且因此增加过滤的气体流的量。这可以通过减少其工作负荷并因此进一步减少所产生的噪声来协同地帮助保护呼吸设备的鼓风机(见图7的162处)。在该实施例中，支撑结构116的直立突起118被构造成从气体出口106连续地或不连续地径向延伸。

在图2和3的实施例中，主体104被构造成与覆盖件102可拆卸地接合。优选地，主体104在与覆盖件102接合后被覆盖件102封闭。主体104可以包括两个狭槽122(或凸片)，所述两个狭槽(或凸片)分别布置在侧壁110的基本上在直径上的相对侧上，用于与覆盖件102上的对应凸片(或狭槽)互补地滑动锁定。

转向覆盖件102，参考显示了其后视图的图4，覆盖件102具有侧壁124和内表面126，当该覆盖件与主体接合(见图3的104处)以形成降噪装置(见图2的100处)时，内表面126面向主体(见图3的104处)的内表面(见图3的112处)。侧壁124从内表面126的周边垂直延伸，并且部分地包围覆盖件102以形成空腔128。在该实施例中，空腔128是敞开的，侧壁124基本上构造成C形，以在侧壁124上分别限定第二端部部分130和第三端部部分132，留下敞开部分134。

覆盖件102具有导向构件136，该导向构件被构造成从内表面126基本垂直地延伸。导向构件136本身限定了气体通道138的至少一部分，并且被构造成当主体(见图3的104处)和覆盖件102接合在一起时在主体和覆盖件102之间形成气体通道138。本领域中的技术人员将会理解，根据期望的设计和降噪要求，可以使用导向构件的可能构造，例如包括科特螺旋(Cotes’s spiral)、阿基米德螺旋和黄金螺旋的螺旋。优选地，由导向构件136封闭的面积至少是气体出口106的面积的两倍，以便增加过滤器115的有效过滤面积并减少气体阻力，从而进一步减少噪声产生。

在该实施例中，导向构件136基本上呈C形。导向构件136具有第四端部部分140和第五端部部分142，它们限定了开口144，该开口与敞开部分134对齐，并且当主体(见图3的104处)和覆盖件102接合时，该开口被主体(见图3的104处)的侧壁110闭合。第四端部部分140包括凸起146，以用于当主体104和覆盖件102接合在一起时，与主体104的第一端部部分111(见图3的111处)的附加接合和位置固定。

第四端部部分140和第二端部部分130一起限定了作为气体通道138的一部分的流动偏转部分148，以提供用于增加气体进入水平的扩大部分，并且助于气体螺旋地流入气体通道。流动偏转部分148也可以避免噪声从呼吸设备内的鼓风机传递到外部环境。

在该实施例中，覆盖件102与主体(见图3的104处)可拆卸地接合，并且优选地在接合之后封闭主体104。类似于主体104，两个凸片150可以分别布置在侧壁124的基本上在直径上的相对侧上，用于与主体104上的对应狭槽122互补地滑动锁定，以形成卡口安装。

图5显示了当主体104和覆盖件102可滑动地彼此锁定时的降噪装置100。在该实施例中，主体104被定向并且插入覆盖件102的空腔(见图4的128处)中，使得凸片(见图4的150处)被接收在狭槽(见图3的122处)中。主体104或覆盖件102的轻微转动通过作为锁定机构152的卡口锁而锁定这两个部件，以将它们保持在适当的位置。在本发明中，锁定机构152包括布置在主体104上的至少一个狭槽(见图3的122处)，以及布置在覆盖件102上的至少一个对应的凸片(见图4的150处)。在另一个实施例中，锁定机构152可以包括布置在覆盖件102和主体104上作为锁定装置的一对磁性构件。本领域中的技术人员将会理解，本文可以使用其他锁定装置，例如推锁、滑锁、螺钉、插头和/或它们的组合。

在该图中，主体104的外表面154显示了气体出口106，该气体出口被安装到呼吸设备(见图7的162处)上，用于将气体排放到呼吸设备中。未被主体104覆盖的流动偏转部分148显示为邻近侧壁124的第二端部部分130。邻近流动偏转部分148的是气体入口156，其布置在侧壁(见图3的110处)和侧壁124之间。侧壁110的第一端部部分111邻近气体入口156布置。两个凸片160(仅显示一个)设置在外表面154的基本上在直径上的相对端部上，以用于通过滑动可拆卸地安装在呼吸设备(见图7的162处)上。本领域中的技术人员将会理解，根据呼吸设备的构造，还可以使用其他锁定手段，例如螺纹连接。

参考图6，当主体(见图2的104处)和覆盖件102接合时，主体(见图2的104处)的侧壁110被接收在气体通道138中，并且主体(见图2的104处)被覆盖件102封闭。第一端部部分(见图3的111处)的位置显示为虚线，其与凸起146形成密封，并且邻接导向构件136的第四端部部分140，以在侧壁110和导向构件136之间限定平面螺旋气体通道138，其中第五端部部分142与侧壁(见图3的110处)间隔开，以形成间隙143，并且在该实施例中，气体入口156布置成垂直于气体出口106。在过滤器(见图3的115处)放置在主体(见图3的104处)中的实施例中，当主体(见图3的104处)和覆盖件102接合时，导向构件136与过滤器(见图3的115处)接触，以便通过将过滤器(见图3的115处)夹置在导向构件136和主体(见图2的104处)之间而将过滤器(见图3的115处)保持在适当的位置。这也有助于避免当气体通过过滤器(见图3的115处)时过滤器(见图3的115处)在主体(见图3的104处)和覆盖件102之间的振荡。

在操作期间，气体(通常是大气)优选地通过呼吸设备的鼓风机被吸到气体入口156，其中气体从较宽横截面的流动偏转部分148行进到较窄横截面的气体通道138，以通过维持或甚至减小气体阻力来实现更平滑的气体流动。然后，气体流过气体通道138、间隙143，并且流动至开口144。然后，气体穿过过滤器(见图3的115处)，当主体(见图3的104处)和覆盖件102接合时，该过滤器与导向构件136接触，并且最终到达气体出口(见图3的106处)(如箭头显示)。本领域中的技术人员将会理解，利用这种构造，进入气体被迫从气体入口156围绕气体出口(见图3的106处)的中心158行进至少330度的角旋转β至气体出口106，其是图1中描述的气体通道3的2.5倍长以上，而降噪装置100的尺寸没有显著增加。在一个替代实施例中，形成的气体通道138可以引导气流在气体出口(见图3的106处)处排放之前相对于气体入口156围绕气体出口(见图3的106处)的中心158行进至少180度、至少270度或至少300度的角旋转β。

图7显示了安装到呼吸设备162上的本发明的降噪装置100。主体104通过凸片160(见图5的160处)安装到呼吸设备162的一侧上。覆盖件102上的凸片150(见图4的150处)被定向成与对应的狭槽122可滑动地锁定。一密封通过第一端部部分111和导向构件136的凸起146形成，以限定气体通道138。

参考图8，其显示了呼吸设备(见图7的162处)的部件的实施例，其还可以包括用于供应加压气体的加压气体入口164；与降噪装置(见图5的100处)的气体出口106(见图7的106处)和加压气体入口164流体连通的腔室166；其中，腔室166用于混合大气和加压气体；以及设置在腔室166下游的噪声阻尼装置168。噪声阻尼装置168由多孔材料(例如多孔陶瓷、多孔塑料或多孔聚合物泡沫)制成，用于吸收噪声，以便进一步使向呼吸设备供应气体源时产生的噪声最小化。

相信本发明中的降噪装置100通过在更大程度上降低气流的湍流和阻力并由此减小由波动的气流和呼吸设备的气体入口之间的摩擦引起的噪声，可以提供明显的降噪效果。此外，位于覆盖件102上的导向构件136的构造提供了清洁气体通道138的更容易和更方便的方式。覆盖件102可以与主体104脱开，并且经受医疗装备常用的消毒方法。这种布置还助于在导向构件136上发现磨损或损坏的情况下更换覆盖件102，磨损或损坏可能会增加进入气体的湍流流动，并由此引起噪声。

应该理解的是，以上仅示出和描述了可以实施本发明的示例，并且在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其进行修改和/或变更。

还应该理解，为了清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独提供，或以任何合适的子组合提供。

Claims (17)

1.一种用于呼吸设备的降噪装置，包括：

主体，其被构造成安装在所述呼吸设备上，所述主体包括侧壁和气体出口；以及

覆盖件，其被构造成与所述主体可拆卸地接合以形成气体入口和气体通道，所述覆盖件包括限定所述气体通道的至少一部分的导向构件，其中，所述导向构件被构造成与所述主体的侧壁联接，以在所述主体和所述覆盖件之间形成所述气体通道；

所述覆盖件具有邻近所述气体入口的流动偏转部分，所述流动偏转部分的横截面宽于所述气体通道的横截面；

所述主体被布置成在其中容纳过滤器，所述主体的内表面具有用于支撑所述过滤器的多个直立突起。

2.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，形成的所述气体通道引导气流在所述气体出口处排放之前相对于所述气体入口围绕所述气体出口的中心行进180度至330度的角旋转。

3.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，形成的所述气体通道引导气流在所述气体出口处排放之前相对于所述气体入口围绕所述气体出口的中心行进270度至330度的角旋转。

4.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，形成的所述气体通道引导气流在所述气体出口处排放之前相对于所述气体入口围绕所述气体出口的中心行进至少330度的角旋转。

5.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，所述导向构件被构造成从所述覆盖件的内表面朝向所述主体垂直延伸。

6.根据权利要求5所述的降噪装置，其中，所述导向构件为C形的形式。

7.根据权利要求6所述的降噪装置，其中，所述导向构件包括与所述主体的侧壁形成密封的端部部分。

8.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，所述气体入口的一部分形成在所述主体的侧壁与所述覆盖件的侧壁之间。

9.根据权利要求8所述的降噪装置，其中，所述气体入口的一部分形成在所述覆盖件的侧壁与所述导向构件之间。

10.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，所述过滤器被夹置在所述导向构件和所述主体之间。

11.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，由所述导向构件封闭的面积是所述气体出口的面积的至少两倍。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的降噪装置，还包括用于将所述覆盖件可滑动地锁定到所述主体的锁定机构。

13.根据权利要求12所述的降噪装置，其中，所述锁定机构包括布置在所述主体上的至少一个狭槽，以及布置在所述覆盖件上的至少一个对应的凸片。

14.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，所述气体入口垂直于所述气体出口布置。

15.根据权利要求1所述的降噪装置，其中，所述气体入口被布置成用于向所述呼吸设备供应大气。

16.一种呼吸设备，其包括根据权利要求1至15中任一项所述的降噪装置。

17.根据权利要求16所述的呼吸设备，还包括：

用于供应加压气体的加压气体入口；

与所述降噪装置的气体出口和所述加压气体入口流体连通的腔室，所述腔室用于混合大气和所述加压气体；以及

设置在所述腔室下游的噪声阻尼装置。