CN113521474B - 可控压力呼吸面罩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控压力呼吸面罩装置，包括：面罩本体，其内部具有可容纳鼻部和嘴部的呼吸腔，面罩本体的外壁上设置有与呼吸腔均连通的呼气连接管头和吸气连接管头；呼气阀，其可拆卸连接在呼气连接管头上；吸气阀，其可拆卸连接在吸气连接管头上；以及设置在面罩本体的外壁上的若干固定卡扣。本发明提供的可控压力呼吸面罩装置，通过设置呼气阀、吸气阀两个单向阀共同对面罩本体的呼吸腔的压力进行控制，使得呼吸腔的压力可在一定范围内保持稳定，可用于对睡眠呼吸暂停患者的治疗；本发明中，压簧更换方便，使得呼吸腔的压力范围可调；且本发明无需气流管道、泵和控制器等组件，结构相对简单，具有便携、低成本、高舒适度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸面罩领域，特别涉及一种可控压力呼吸面罩装置。
背景技术
睡眠呼吸暂停是一种睡眠呼吸障碍，其危害在于：轻则会影响患者的睡眠质量，重则会导致高血压、心血管疾病、糖尿病、和胃食管反流病(GERD)等疾病。睡眠呼吸暂停的主要症状表现为打呼噜，而呼噜声会影响他人工作和休息。造成睡眠呼吸暂停的原因主要包括呼吸道阻塞和中枢性问题，两者都会导致进入患者肺部的气流减少。
《阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊治指南(2011修订版)》中给出OSAHS的标准的一线治疗是持续正压通气(CPAP)，采用CPAP对进行阻塞型睡眠呼吸暂停设定5-10cm气压供给，呼吸暂停明显降低。([1]、支继超.无创正压通气治疗阻塞型睡眠呼吸暂停综合征患者的疗效分析[J].中国冶金工业医学杂志,2020,37(02):191-192；[2]赖煜堂.无创正压通气治疗阻塞型睡眠呼吸暂停综合征患者临床疗效观察[J].世界睡眠医学杂志,2019,6(09):1293-1295；[3]郭秀华,陈思,冯静,王娜.无创正压通气治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合征对患者睡眠质量、核因子-κB水平的影响分析[J].黑龙江医学,2021,45(06):575-577+580.)。
连续气道正压(CPAP)机、自动气道正压(APAP)机等设备是目前睡眠呼吸暂停的主要治疗手段，它们能保证患者睡眠期间的呼吸通畅，但也不可避免存在一些缺陷。这些设备通常由面罩，气流管道，泵和控制器等组成，相对复杂结构伴随着更高的价格，同时会导致设备不够便携，且管道会给佩戴者带来不适。
所以现在需要一种更可靠的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可控压力呼吸面罩装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可控压力呼吸面罩装置，包括：
面罩本体，其内部具有可容纳鼻部和嘴部的呼吸腔，所述面罩本体的外壁上设置有与所述呼吸腔均连通的呼气连接管头和吸气连接管头；
呼气阀，其可拆卸连接在所述呼气连接管头上；
吸气阀，其可拆卸连接在所述吸气连接管头上；
以及设置在所述面罩本体的外壁上的若干固定卡扣。
优选的是，所述呼气阀和吸气阀均包括压力阀本体，所述压力阀本体包括阀壳、设置在所述阀壳内的支撑件、可滑动设置在所述支撑件上且可在所述阀壳内沿轴向来回滑动的活塞杆、固定连接在所述活塞杆上的密封柱、设置在所述阀壳内的用于与所述密封柱配合实现密封的密封凸台以及套设在所述活塞杆上的压簧，所述压簧对所述密封柱施加使所述密封柱与所述密封圈紧贴以实现密封的压力。
优选的是，所述密封凸台设置在所述阀壳的第一端的内部且与所述阀壳一体成型，所述密封凸台的中部开设有通孔。
优选的是，所述密封柱包括相互连接的小柱段和大柱段，所述小柱段和大柱段之间形成有台阶面，在所述压簧的压力作用下，所述小柱段可穿过所述通孔使所述台阶面与所述密封凸台的端面接触以实现密封；
与所述大柱段连接处的所述小柱段上固体套设有密封圈。
优选的是，所述支撑件包括设置在所述阀壳的第一端的第一支撑片以及设置在所述阀壳的第二端的第二支撑片；
所述第一支撑片的两端与所述阀壳的第一端连接，所述第一支撑片的中部连接有配合套设在所述活塞杆上的第一导向滑环；
所述第二支撑片的两端与所述阀壳的第二端可拆卸连接，所述第二支撑片的中部连接有配合套设在所述活塞杆上的第二导向滑环。
优选的是，所述压簧处于所述密封柱的大柱段和所述第二支撑片之间。
优选的是，所述压簧为塔型压簧，所述大柱段的侧部还设置有压簧安装圆台，所述塔型压簧的大直径端配合套设在所述压簧安装圆台上，所述塔型压簧的小直径端与所述第二支撑片接触。
优选的是，所述呼气阀的阀壳的第二端连接有呼气阀螺纹接头，所述呼气阀螺纹接头与所述呼气连接管头配合螺纹连接；
所述吸气阀的阀壳的第一端连接有吸气阀螺纹接头，所述吸气阀螺纹接头与所述吸气连接管头配合螺纹连接。
优选的是，所述面罩本体具有柔性边缘，通过所述柔性边缘与人体面部贴合从而使所述呼吸腔相对于外部环境得到密封。
优选的是，所述固定卡扣用于连接固定带，以将所述面罩本体固定在人体面部。
本发明的有益效果是：
本发明提供的可控压力呼吸面罩装置，通过设置呼气阀、吸气阀两个单向阀共同对面罩本体的呼吸腔的压力进行控制，使得呼吸腔的压力可在一定范围内保持稳定，可用于对睡眠呼吸暂停患者的治疗；
本发明中，压簧更换方便，使得呼吸腔的压力范围可调；且本发明无需气流管道、泵和控制器等组件，结构相对简单，具有便携、低成本、高舒适度等优点。
附图说明
图1为本发明的可控压力呼吸面罩装置的结构示意图；
图2为本发明的可控压力呼吸面罩装置的另一个视角的结构示意图；
图3为本发明的可控压力呼吸面罩装置卸去呼气阀和吸气阀后的结构示意图；
图4为本发明的一种实施例中的吸气阀的结构示意图；
图5为本发明的压力阀本体的结构示意图；
图6为本发明的另一种实施例中的吸气阀的结构示意图；
图7为本发明的呼气阀的结构示意图。
附图标记说明：
1—面罩本体；2—呼气阀；3—吸气阀；4—压力阀本体；10—呼吸腔；11—呼气连接管头；12—吸气连接管头；13—固定卡扣；14—柔性边缘；20—呼气阀螺纹接头；30—吸气阀螺纹接头；40—阀壳；41—活塞杆；42—密封柱；43—密封凸台；44—压簧；45—第一支撑片；46—第二支撑片；400—第一端；401—第二端；402—限位挡块；403—连接块；404—螺丝；405—连接端；420—小柱段；421—大柱段；422—台阶面；423—密封圈；424—压簧安装圆台；450—第一导向滑环；460—第二导向滑环。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-7所示，本实施例的一种可控压力呼吸面罩装置，包括：
面罩本体1，其内部具有可容纳鼻部和嘴部的呼吸腔10，面罩本体1的外壁上设置有与呼吸腔10均连通的呼气连接管头11和吸气连接管头12；
呼气阀2，其可拆卸连接在呼气连接管头11上；
吸气阀3，其可拆卸连接在吸气连接管头12上；
以及设置在面罩本体1的外壁上的若干固定卡扣13。
其中，面罩本体1具有柔性边缘14，通过柔性边缘14与人体面部贴合从而使呼吸腔10相对于外部环境得到密封。在可选的实施例中，柔性边缘14选择硅胶材质，可与人体面积保持良好的贴合以及密封性。
其中，固定卡扣13用于连接固定带，以将面罩本体1固定在人体面部。在可选的实施例中，固定卡扣13连接弹性固定带，面罩本体1佩戴在人体面部后，通过弹性固定带固定，弹性固定带提供的弹力作用能使面罩本体1得柔性边缘14与人脸之间保持良好的密封。
本实施例中，呼气阀2和吸气阀3结构大部分相同，呼气阀2和吸气阀3均包括压力阀本体4，压力阀本体4包括阀壳40、设置在阀壳40内的支撑件、可滑动设置在支撑件上且可在阀壳40内沿轴向来回滑动的活塞杆41、固定连接在活塞杆41上的密封柱42、设置在阀壳40内的用于与密封柱42配合实现密封的密封凸台43以及套设在活塞杆41上的压簧44，压簧44对密封柱42施加使密封柱42与密封圈423紧贴以实现密封的压力。
其中，密封凸台43设置在阀壳40的第一端400的内部且与阀壳40一体成型，密封凸台43的中部开设有通孔(图中未示出)。参照图4，密封凸台43在阀壳40的第一端400内部向右凸出形成。
其中，密封柱42包括相互连接的小柱段420和大柱段421，小柱段420和大柱段421之间形成有台阶面422，在压簧44的压力作用下，小柱段420可穿过通孔使台阶面422与密封凸台43的端面接触以实现密封。参照图4和5，压簧44对大柱段421具有向左的压力作用，使得台阶面422与密封凸台43的端面紧密接触从而实现两者之间的密封。
在优选的实施例中，参照图5，与大柱段421连接处的小柱段420上固体套设有密封圈423。
其中，支撑件包括设置在阀壳40的第一端400的第一支撑片45以及设置在阀壳40的第二端401的第二支撑片46。
第一支撑片45的两端与阀壳40的第一端400连接，第一支撑片45的中部连接有配合套设在活塞杆41上的第一导向滑环450。
第二支撑片46的两端与阀壳40的第二端401可拆卸连接，第二支撑片46的中部连接有配合套设在活塞杆41上的第二导向滑环460。
参照图4，在一种可选的实施例中，阀壳40的第二端401内部具有内螺纹，螺纹左端具有限位挡块402，第二支撑片46的外端具有外螺纹，第二支撑片46与阀壳40的第二端401内部配合螺纹连接，从而实现可拆卸连接。
参照图6，在另一种可选的实施例中，阀壳40的第二端401内部具有连接块403，第二支撑片46与连接块403通过螺丝404连接，从而实现可拆卸连接。
第二支撑片46与阀壳40的第二端401能方便拆卸，拆下第二支撑片46后能够方便从该端更换压簧44。
其中，压簧44处于密封柱42的大柱段421和第二支撑片46之间，从而对大柱段421提供压力。参照图4-5，在一种优选的实施例中，压簧44为塔型压簧44，大柱段421的侧部还设置有压簧安装圆台424，塔型压簧44的大直径端配合套设在压簧安装圆台424上，塔型压簧44的小直径端与第二支撑片46接触。
参照图4，吸气阀3的阀壳40的第一端400连接有吸气阀螺纹接头30，吸气阀螺纹接头30与吸气连接管头12配合螺纹连接。参照图7，呼气阀2的阀壳40的第二端401连接有呼气阀螺纹接头20，呼气阀螺纹接头20与呼气连接管头11配合螺纹连接。呼气阀2和吸气阀3均为单向阀，只能单向打开。在优选的实施例中，呼气阀2的阀壳40的第二端401设置有用于与呼气阀螺纹接头20螺纹连接的连接端405，吸气阀3的阀壳40的第一端400设置有用于与吸气阀螺纹接头30螺纹连接的连接端405，从而能够方便呼气阀螺纹接头20、吸气阀螺纹接头30与阀壳40的可拆卸连接。
呼吸腔10内压力处于设定的范围时，为平衡状态，此时呼气阀2和吸气阀3均为关闭状态，密封柱42与密封凸台43紧贴密封；
参照图7，当佩戴呼吸面罩的人呼气时，呼出的气体进入面罩本体1的呼吸腔10，使其中的气压增大，平衡状态被打破，增大的气压推动密封柱42以及活塞杆41向右滑动，压簧44被压缩，密封柱42脱离密封凸台43，呼气阀2打开，部分气体排出呼吸腔10，呼吸腔10内恢复初始的平衡状态后，压簧44推动密封柱42向左复位重新与密封凸台43紧贴，呼气阀2关闭；
参照图6，当佩戴呼吸面罩的人吸气时，吸入的气体使呼吸腔10的气压减小，当呼吸腔10内的气压低于外部环境中的大气压时，且气压差在密封柱42上产生的向右的压力大于压簧44施加的向左的压力时，使得密封柱42以及活塞杆41向右滑动，压簧44被压缩，密封柱42脱离密封凸台43，吸气阀3打开，外部的空气进入呼吸腔10，使呼吸器的气压得以恢复到平衡状态，密封柱42重新与密封凸台43紧贴，吸气阀3关闭，从而使得呼吸腔10内保持一定的压力范围内。
为便于理解，以下进一步说明：呼气时，呼出的气体可使呼吸腔10内的气压增大，并高于大气压，内部气压产生的压力-大气产生的压力>压簧44弹力时，呼气阀2打开，排出气体，直至平衡状态1，则平衡状态1时呼吸腔10内的气压可表示为：P+A，P表示大气压力；
吸气时，呼吸腔10内的气体减小，气压减小，并低于大气压，直到大气产生的压力-呼吸腔10内气压产生的压力>压簧44弹力时，吸气阀3打开，外部气体进入，然后面罩内气压恢复，吸气阀3最终关闭，记为平衡状态2，平衡状态2时呼吸腔10内气压低于大气压，则平衡状态2呼吸腔10内的气压可表示为：P-A。
所以，呼吸腔10内的气压可被控制在P-A至P+A的范围内波动，也就是在大气压上下小范围内波动。A的值取决于压簧44的参数，通过选择合适的弹簧弹性系数的压簧44可以使呼吸腔10内的气压控制在需要的范围。例如，在优选的实施例中，呼吸腔10内的适宜气压为大气压上下波动5-10cm H2O柱，也即A为5-10cm H2O柱对应的压力，大约50帕斯卡到100帕斯卡，根据该范围选择适当的压簧44即可，也即，通过更换压簧44，使得A的值在5-10cm H2O内可调。例如弹性系数为1.247N/m的压簧44，压缩10mm，可以获得的压力控制范围的端值为5cm H2O；弹性系数为2.494N/m的压簧44，压缩10mm，可以获得的压力控制范围的端值为10cm H2O。需要理解的是，压簧44的弹性系数、压缩行程等参数，领域内的技术人员根据需要的气压控制范围进行常规选择与组合即可，本发明中不做具体限定，本发明的重点是提供上述能够实现这样的气压控制功能的呼气阀2与吸气阀3结构。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (4)
1.一种可控压力呼吸面罩装置，其特征在于，包括：
面罩本体，其内部具有可容纳鼻部和嘴部的呼吸腔，所述面罩本体的外壁上设置有与所述呼吸腔均连通的呼气连接管头和吸气连接管头；
呼气阀，其可拆卸连接在所述呼气连接管头上；
吸气阀，其可拆卸连接在所述吸气连接管头上；
以及设置在所述面罩本体的外壁上的若干固定卡扣；
所述呼气阀和吸气阀均包括压力阀本体，所述压力阀本体包括阀壳、设置在所述阀壳内的支撑件、可滑动设置在所述支撑件上且可在所述阀壳内沿轴向来回滑动的活塞杆、固定连接在所述活塞杆上的密封柱、设置在所述阀壳内的用于与所述密封柱配合实现密封的密封凸台以及套设在所述活塞杆上的压簧，所述压簧对所述密封柱施加使所述密封柱与所述密封圈紧贴以实现密封的压力；
所述密封凸台设置在所述阀壳的第一端的内部且与所述阀壳一体成型，所述密封凸台的中部开设有通孔；
所述密封柱包括相互连接的小柱段和大柱段，所述小柱段和大柱段之间形成有台阶面，在所述压簧的压力作用下，所述小柱段可穿过所述通孔使所述台阶面与所述密封凸台的端面接触以实现密封；
与所述大柱段连接处的所述小柱段上固体套设有密封圈；
所述支撑件包括设置在所述阀壳的第一端的第一支撑片以及设置在所述阀壳的第二端的第二支撑片；
所述第一支撑片的两端与所述阀壳的第一端连接，所述第一支撑片的中部连接有配合套设在所述活塞杆上的第一导向滑环；
所述第二支撑片的两端与所述阀壳的第二端可拆卸连接，所述第二支撑片的中部连接有配合套设在所述活塞杆上的第二导向滑环；
所述压簧处于所述密封柱的大柱段和所述第二支撑片之间；
所述压簧为塔型压簧，所述大柱段的侧部还设置有压簧安装圆台，所述塔型压簧的大直径端配合套设在所述压簧安装圆台上，所述塔型压簧的小直径端与所述第二支撑片接触；
所述呼吸腔内的适宜气压为大气压上下波动5-10cm H2O柱。
2.根据权利要求1所述的可控压力呼吸面罩装置，其特征在于，所述呼气阀的阀壳的第二端连接有呼气阀螺纹接头，所述呼气阀螺纹接头与所述呼气连接管头配合螺纹连接；
所述吸气阀的阀壳的第一端连接有吸气阀螺纹接头，所述吸气阀螺纹接头与所述吸气连接管头配合螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的可控压力呼吸面罩装置，其特征在于，所述面罩本体具有柔性边缘，通过所述柔性边缘与人体面部贴合从而使所述呼吸腔相对于外部环境得到密封。
4.根据权利要求1所述的可控压力呼吸面罩装置，其特征在于，所述固定卡扣用于连接固定带，以将所述面罩本体固定在人体面部。
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