CN113648496A - 一种医疗领域人工呼吸机 - Google Patents

Abstract

本发明属于手动呼吸机领域，尤其涉及一种医疗领域人工呼吸机，它包括外囊、单向阀A、环套B、内囊、单向阀B、固定杆、锥套、环套C、定压囊、环套D、螺纹环、环套E、单向阀机构，其中定型的弹性外囊两端贯通；两端贯通的定型弹性外囊一端安装有单向阀A，外囊另一端安装有环套B；本发明中的内囊在外囊经单向阀A向内补充气体时依然持续保持向病人输送氧气的一定气压，使得病人能够在外囊的充气短暂间隙后能够快速得到氧气输送，有效维持微弱呼吸病人的生命。

Description

一种医疗领域人工呼吸机

技术领域

本发明属于手动呼吸机领域，尤其涉及一种医疗领域人工呼吸机。

背景技术

手动呼吸器的种类繁多，且每年都有新产品问世。不同的种类和型号的手动呼吸器安装使用方法不同，但一般可分为以下两大类：

1、定压型呼吸器，适用于气道阻力小，肺顺应性好的病人，有无自主呼吸均可使用。

2、定容型呼吸器，多用于气道阻力大，肺顺应性差的病人，常用于无自主呼吸或自主呼吸微弱需长期机械换气者。

目前的手动简易呼吸机是定容型的，在操作时需要特定的按压频率，需要操作者具有一定的操作经验，具有一定的局限性。

本发明设计一种医疗领域人工呼吸机可在定容型与定压型之间进行切换以方便不同操作者和不同情况病人的使用。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种医疗领域人工呼吸机，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种医疗领域人工呼吸机，它包括外囊、单向阀A、环套B、内囊、单向阀B、固定杆、锥套、环套C、定压囊、环套D、螺纹环、环套E、单向阀机构，其中定型的弹性外囊两端贯通；两端贯通的定型弹性外囊一端安装有单向阀A，外囊另一端安装有环套B；位于外囊内的定型弹性内囊的一端开口；内囊的开口端与环套B连接，另一端通过若干固定杆与外囊相对固定。内囊壁上安装有若干单向阀B，保证内囊在外囊经单向阀A向内补充气体时依然保持内部较高的气压，保证当外囊充满气体并再次被快速挤压时内内囊中的气体会快速地推动柱塞打开进气口并快速地向病人继续输送氧气，有效缩短内囊向病人输送氧气的间隔时间，使得病人能够在外囊的充气短暂间隙后快速地得到氧气输送。环套B通过网状锥套与环套C固连；环套B与环套C之间安装有包裹锥套的定压囊。

环套C上安装有环套D；环套D的内螺纹A与环套E的外螺纹B配合，环套B上的外螺纹A与环套E上的内螺纹B配合；环套E与环套D之间安装有与定压囊配合的锥形弹性螺纹环；环套C末端安装有单向阀机构，单向阀机构上安装有呼吸罩。

上述单向阀机构包括阀壳、柱塞、弹簧A、环套F、伺服电驱模块，其中阀壳安装于环套C末端；阀壳的进气口与环套C相通，阀壳的出气口处安装有呼吸罩；阀壳内轴向运动有对进气口开关的柱塞，阀壳内安装有对柱塞复位的弹簧A；柱塞上安装有对阀壳侧壁上的若干呼气孔进行开关的环套F；在定压状态下，安装于阀壳外侧的伺服电驱模块根据病人的呼吸频率驱动柱塞对处于打开状态的阀壳进气口进行间歇关闭，环套F在进气口被关闭的同时对相应呼气孔进行打开。

作为本技术的进一步改进，上述外囊一端开口通过环套A与单向阀A连接，便于单向阀在具有弹性的外囊开口端的固定安装。环套E的外侧具有便于手动旋扭的防滑齿纹；柱塞一端具有锥面B，锥面B上安装有与阀壳内进气口处的锥面A配合的橡胶垫，使得柱塞能够对阀壳的进气口形成有效的密封关闭。螺纹环一端与环套D连接，另一端绕环套B中心轴线与环套E端面旋转配合。

作为本技术的进一步改进，上述柱塞外侧轴向滑动有环套G，阀壳外侧嵌套有对环套G复位的弹簧B；弹簧B一端与环套G连接，另一端与安装在阀壳上的压簧环B连接；安装于柱塞外侧的拨杆A活动于阀壳侧壁上的滑槽内，拨杆A上安装有两个对滑槽进行密封遮挡的密封挡板；拨杆A末端安装有固定板条；伺服电驱模块的输出轴上安装有拨轮，拨轮轮缘上具有两个与固定板条上的拨槽配合且相距180弧度的拨杆B。

作为本技术的进一步改进，上述阀壳内安装有网状的环板。网状环板保证进气口与出气口之间的气体的流通。环板上安装有导柱，导柱滑动于柱塞端面上的圆槽内。导柱与圆槽的配合对柱塞在阀壳内的轴向运动发挥定位导向作用。弹簧A位于圆槽内壁上的环槽内；弹簧A一端与环槽内壁连接，另一端与安装在导柱上的压簧环A连接。

作为本技术的进一步改进，上述单向阀A的单位时间流量大于单向阀B的单位时间流量，保证容积较大的外囊在未被按压时能快速地恢复原状。

相对于传统的手动呼吸机，本发明中的内囊在外囊经单向阀A向内补充气体时依然持续保持向病人输送氧气的一定气压，使得病人能够在外囊的充气短暂间隙后能够快速得到氧气输送，有效维持微弱呼吸病人的生命。

本发明通过环套E在环套B与环套D之间的轴向位置切换，使得螺纹环对定压囊的约束形成或解除，从而完成对本发明在定压型与定容型之间的转换，方便不同呼吸需求的病人和便于具有不同操作经验的操作者的操作。

本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是本发明整体示意图。

图2是本发明整体剖面示意图。

图3是环套B、锥套、环套C、环套D、螺纹环、定压囊与环套E配合剖面示意图。

图4是环套C、单向阀机构与呼吸罩配合剖面示意图。

图5是阀壳剖面示意图。

图6是环套D剖面示意图。

图7是环套E示意图。

图8是柱塞剖面示意图。

图9是环套B剖面示意图。

图中标号名称：1、外囊；2、环套A；3、单向阀A；4、环套B；6、内囊；7、单向阀B；8、固定杆；9、锥套；10、环套C；11、定压囊；12、环套D；13、内螺纹A；14、螺纹环；15、环套E；16、内螺纹B；17、外螺纹B；18、防滑齿纹；19、阀壳；20、进气口；21、出气口；22、锥面A；23、滑槽；24、呼气孔；25、环板；26、导柱；27、柱塞；28、锥面B；29、圆槽；30、环槽；31、弹簧A；32、压簧环A；33、环套F；34、橡胶垫；35、环套G；36、弹簧B；37、压簧环B；38、拨杆A；39、密封挡板；40、固定板条；41、拨槽；42、拨轮；43、拨杆B；44、伺服电驱模块；45、呼吸罩；46、外螺纹A；47、单向阀机构。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2所示，它包括外囊1、单向阀A3、环套B4、内囊6、单向阀B7、固定杆8、锥套9、环套C10、定压囊11、环套D12、螺纹环14、环套E15、单向阀机构47，其中如图2所示，定型的弹性外囊1两端贯通；两端贯通的定型弹性外囊1一端安装有单向阀A3，外囊1另一端安装有环套B4；位于外囊1内的定型弹性内囊6的一端开口；内囊6的开口端与环套B4连接，另一端通过若干固定杆8与外囊1相对固定。内囊6壁上安装有若干单向阀B7，保证内囊6在外囊1经单向阀A3向内补充气体时依然保持内部较高的气压，保证当外囊1充满气体并再次被快速挤压时内内囊6中的气体会快速地推动柱塞27打开进气口20并快速地向病人继续输送氧气，有效缩短内囊6向病人输送氧气的间隔时间，使得病人能够在外囊1的充气短暂间隙后快速地得到氧气输送。如图2、3所示，环套B4通过网状锥套9与环套C10固连；环套B4与环套C10之间安装有包裹锥套9的定压囊11。

如图2、6、7所示，环套C10上安装有环套D12；环套D12的内螺纹A13与环套E15的外螺纹B17配合；如图2、7、9所示，环套B4上的外螺纹A46与环套E15上的内螺纹B16配合；环套E15与环套D12之间安装有与定压囊11配合的锥形弹性螺纹环14；如图2、4所示，环套C10末端安装有单向阀机构47，单向阀机构47上安装有呼吸罩45。

如图4所示，上述单向阀机构47包括阀壳19、柱塞27、弹簧A31、环套F33、伺服电驱模块44，其中如图2、4所示，阀壳19安装于环套C10末端；阀壳19的进气口20与环套C10相通，阀壳19的出气口21处安装有呼吸罩45；阀壳19内轴向运动有对进气口20开关的柱塞27，阀壳19内安装有对柱塞27复位的弹簧A31；如图4、5所示，柱塞27上安装有对阀壳19侧壁上的若干呼气孔24进行开关的环套F33；在定压状态下，安装于阀壳19外侧的伺服电驱模块44根据病人的呼吸频率驱动柱塞27对处于打开状态的阀壳19进气口20进行间歇关闭，环套F33在进气口20被关闭的同时对相应呼气孔24进行打开。

如图1、2所示，上述外囊1一端开口通过环套A2与单向阀A3连接，便于单向阀在具有弹性的外囊1开口端的固定安装。如图7所示，环套E15的外侧具有便于手动旋扭的防滑齿纹18；如图4、5、8所示，柱塞27一端具有锥面B28，锥面B28上安装有与阀壳19内进气口20处的锥面A22配合的橡胶垫34，使得柱塞27能够对阀壳19的进气口20形成有效的密封关闭。如图2、3所示，螺纹环14一端与环套D12连接，另一端绕环套B4中心轴线与环套E15端面旋转配合。

如图4所示，上述柱塞27外侧轴向滑动有环套G35，阀壳19外侧嵌套有对环套G35复位的弹簧B36；弹簧B36一端与环套G35连接，另一端与安装在阀壳19上的压簧环B37连接；如图4、5所示，安装于柱塞27外侧的拨杆A38活动于阀壳19侧壁上的滑槽23内，拨杆A38上安装有两个对滑槽23进行密封遮挡的密封挡板39；拨杆A38末端安装有固定板条40；伺服电驱模块44的输出轴上安装有拨轮42，拨轮42轮缘上具有两个与固定板条40上的拨槽41配合且相距180弧度的拨杆B43。

如图4、8所示，上述阀壳19内安装有网状的环板25。网状环板25保证进气口20与出气口21之间的气体的流通。环板25上安装有导柱26，导柱26滑动于柱塞27端面上的圆槽29内。导柱26与圆槽29的配合对柱塞27在阀壳19内的轴向运动发挥定位导向作用。弹簧A31位于圆槽29内壁上的环槽30内；弹簧A31一端与环槽30内壁连接，另一端与安装在导柱26上的压簧环A32连接。

如图2所示，上述单向阀A3的单位时间流量大于单向阀B7的单位时间流量，保证容积较大的外囊1在未被按压时能快速地恢复原状。

本发明中的伺服电驱模块44采用现有技术，其主要由伺服电机、减速器和控制单元组成。

本发明中的单向阀A3和单向阀B7均采用现有技术。

本发明的工作流程：在初始状态，本发明处于定容状态，外囊1和内囊6均处于鼓起充盈状态，环套E15旋合于环套B4的外螺纹A46上。螺纹环14嵌套于定压囊11外侧并对定压囊11形成约束，定压囊11内壁紧贴锥套9。柱塞27对阀壳19的进气口20处于关闭状态，柱塞27锥面B28上的橡胶垫34处于被挤压状态，环套F33对全部的呼气孔24处于打开状态。弹簧A31处于压缩状态，弹簧B36处于压缩状态。拨杆B43末端与固定板条40上拨槽41的一侧处于即将脱离的状态并相互抵压。

当需要使用本发明给病人输送氧气时，先根据病人的呼吸情况对本发明进行定压或定容的切换。如果病人的气道阻力大，肺顺应性差，那么就将本发明调至定容型，如果病人的气道阻力小，肺顺应性好，那么就将本发明调节至定压型。

当病人的气道阻力大，肺顺应性差时，此时，本发明依然处于定容型状态，就无需进行调节，只需启动伺服电驱模块44运行并通过拨轮42带动两个拨杆B43摆动至与柱塞27中心轴线平行的位置脱离拨槽41即可。在拨杆B43摆动脱离拨槽41过程中，拨杆B43通过固定板条40和拨杆A38带动柱塞27会对锥面B28上的橡胶垫34进行瞬间的进一步挤压，在拨杆B43脱离拨槽41时，柱塞27在橡胶垫34的弹力作用下瞬间恢复初始状态。

然后，将呼吸罩45罩至病人的嘴巴和鼻子上，并根据病人实际情况以一定的按压幅度用力按压外囊1，由于单向阀A3的作用，外囊1中的氧气经内囊6侧壁上的全部单向阀B7进入内囊6并压迫内囊6中的氧气，使得内囊6中的氧气气压升高并克服弹簧A31的作用下带动柱塞27对阀壳19的进气口20瞬间打开。柱塞27通过压簧环A32进一步压缩弹簧A31，柱塞27带动环套F33对全部的呼气孔24进行关闭。

内囊6中的氧气经阀壳19上的进气口20和出气口21送入呼吸罩45并被压入病人体内。当对外囊1的单次按压结束后，撤去对外囊1的挤压以便外囊1进行充气。

当对外囊1的挤压撤销时，外囊1在自身弹力作用下快速恢复原状并经单向阀A3向其内部充气，而内囊6中的氧气在单向阀B7的作用下不会反向进入外囊1中而在单次完成向病人体内输送氧气后由于内部气压降低而使得柱塞27在弹簧A31复位作用下对阀壳19的进气口20进行瞬间关闭，内囊6中的氧气因单向阀B7的作用而不会反向进入外囊1中，所以内囊6中依然保持较高气压，保证在外囊1充气后再次被挤压时，内囊6中的氧气会快速地推动柱塞27对阀壳19的进气口20打开，缩短内囊6向病人输送氧气的间隔时间。

当外囊1内快速充满氧气并恢复原状后，再次以特定的挤压幅度对外囊1进行挤压，外囊1中的氧气再次经单向阀B7和内囊6被快速输送入病人体内。如此以固定的挤压幅度对外囊1反复挤压，保证内囊6向病人体内持续输送氧气，保证病人对氧气的持续需求。

当病人的气道阻力小，肺顺应性好时，就需要将本发明由初始状态调节至定压型，调节流程如下：

将环套E15旋离环套B4，将旋离环套B4的环套E15轴向运动至环套C10处并与环套D12的内螺纹A13旋合，使得锥形螺纹环14被轴向挤压成涡旋状收缩至环套D12端壁上并脱离定压囊11，使得定压囊11不再受到束缚。至此，本发明由初始状态的定容状态调节至定压状态。

当本发明被调节至定压状态后，将呼吸罩45罩至病人的嘴巴和鼻子上，并根据病人实际情况以一定的力度缓慢按压外囊1，由于单向阀A3的作用，外囊1中的氧气经内囊6侧壁上的全部单向阀B7进入内囊6并压迫内囊6中的氧气，使得内囊6中的氧气气压升高并使得定压囊11鼓起。当定压囊11鼓起达到一定程度时，定压囊11和内囊6中的气压达到要求，伺服电驱模块44感应到柱塞27所受压力并开始以特定的速度运行，伺服电驱模块44通过拨轮42带动两个拨杆B43摆动，拨杆B43通过固定板条40、拨杆A38、环套G35、弹簧B36和压簧环B37带动柱塞27对相应橡胶垫34进行挤压后脱离拨槽41，内囊6和定压囊11中的氧气克服弹簧A31的作用带动柱塞27对阀壳19的进气口20瞬间打开。柱塞27通过压簧环A32进一步压缩弹簧A31，柱塞27带动环套F33对全部的呼气孔24进行关闭。

内囊6中的氧气经阀壳19上的进气口20和出气口21被持续送入呼吸罩45并被压入病人体内。随着外囊1被缓慢地持续按压，外囊1中空气经全部单向阀B7持续向内囊6中补充氧气并维持内囊6和定压囊11中的氧气压力，内囊6和定压囊11中的氧气持续经单向阀机构47向病人体内缓慢输送。与此同时，伺服电驱模块44的运行与病人呼吸同步。当病人需要呼气时，私服电驱模块通过拨轮42带动一个拨杆B43刚好进入固定板条40的拨槽41并拨动拨槽41侧壁，固定板条40通过拨杆A38、环套G35、弹簧B36和压簧环B37刚好带动柱塞27对进气口20进行关闭，弹簧A31释放能量，弹簧B36进一步被压缩，使得柱塞27带动环套F33对全部的呼气孔24进行打开，以保证病人呼出的废气经呼气孔24排出，使得病人的呼吸顺畅。

当拨杆B43随着电驱模块的持续运行并脱离拨槽41时，病人刚好进行吸气，此时，柱塞27在内囊6和定压囊11内具有稳定气压的氧气的推动下克服弹簧A31再次对进气口20快速打开，柱塞27带动环套F33快速对全部的呼气孔24进行同步关闭，内囊6恢复向病人体内输送氧气。

如此，在外囊1被持续缓慢按压的同时，伺服电驱模块44根据病人的呼吸频率驱动柱塞27对进气口20进行间歇关闭，在柱塞27被私服电驱模块驱动关闭的同时，环套F33对相全部的呼气孔24进行打开，使得病人在被输送氧气的同时呼吸顺畅。在病人呼气的同时，柱塞27对阀壳19进气口20的关闭还可以有效避免病人呼出的废气进入内囊6和定压囊11中，保持内囊6中氧气的纯洁。

当对外囊1的单次缓慢按压结束后，撤去对外囊1的挤压以便外囊1进行充气。

当对外囊1的挤压撤销时，外囊1在自身弹力作用下快速恢复原状并经单向阀A3向其内部充气，而内囊6中的氧气在单向阀B7的作用下不会反向进入外囊1中而在单次完成向病人体内输送氧气后由于内部气压降低而使得柱塞27在弹簧A31复位作用下对阀壳19的进气口20进行瞬间关闭，内囊6中的氧气因单向阀B7的作用而不会反向进入外囊1中，所以内囊6中依然保持较高气压，保证在外囊1充气后再次被挤压时，内囊6中的氧气会快速地推动柱塞27对阀壳19的进气口20打开，缩短内囊6向病人输送氧气的间隔时间。

在外囊1进行充气过程中，伺服电驱模块44因对柱塞27受到的气压的感应而通过拨轮42快速带动两个拨杆B43摆动至初始状态并停止运行。由于单向阀A3的单位时间流量较大，所以外囊1充气的时间短暂，伺服电驱模块44停运的时间短暂，在下次病人的呼气到来前，外囊1的充气会快速结束。

当外囊1内快速充满氧气并恢复原状后，再次对外囊1进行缓慢挤压，外囊1中的氧气再次经单向阀B7和内囊6打开进气口20并被快速输送入病人体内，在再次挤压开始时，伺服电驱模块44因感受到柱塞27所受压力的变化而继续再次运行并与病人呼吸同步。

如此对外囊1反复挤压，保证内囊6向病人体内持续输送氧气，保证病人对氧气的持续需求。

待本发明使用结束后，撤去对外囊1的挤压作用，伺服电驱模块44自动带动两个拨杆B43摆至初始状态并使得一个拨杆B43与拨槽41侧壁刚好相抵，柱塞27在弹簧A31复位作用下对进气口20进行关闭。外囊1快速充气后，用手将定压囊11进行挤压，由于单向阀B7的单向作用，使得定压囊11和内囊6中的气压增大并克服弹簧A31带动柱塞27对进气口20打开，定压囊11中多余的氧气经打开的进气口20排出，待内囊6中多余的氧气排出后，柱塞27在弹簧A31的复位作用下复位并对进气口20进行关闭，使得内囊6中依然处于氧气充盈并鼓起的状态。然后，将环套E15旋离环套D12并与环套B4的外螺纹A46旋合，环套E15带动螺纹环14再次轴向延伸成锥形并对定压囊11形成约束。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明中的内囊6在外囊1经单向阀A3向内补充气体时依然持续保持向病人输送氧气的一定气压，使得病人能够在外囊1的充气短暂间隙后能够快速得到氧气输送，有效维持微弱呼吸病人的生命。

本发明通过环套E15在环套B4与环套D12之间的轴向位置切换，使得螺纹环14对定压囊11的约束形成或解除，从而完成对本发明在定压型与定容型之间的转换，方便不同呼吸需求的病人和便于具有不同操作经验的操作者的操作。

本发明结构简单，具有较好的使用效果。

Claims (5)

1.一种医疗领域人工呼吸机，其特征在于：它包括外囊、单向阀A、环套B、内囊、单向阀B、固定杆、锥套、环套C、定压囊、环套D、螺纹环、环套E、单向阀机构，其中定型的弹性外囊两端贯通；两端贯通的定型弹性外囊一端安装有单向阀A，外囊另一端安装有环套B；位于外囊内的定型弹性内囊的一端开口；内囊的开口端与环套B连接，另一端通过若干固定杆与外囊相对固定；内囊壁上安装有若干单向阀B；环套B通过网状锥套与环套C固连；环套B与环套C之间安装有包裹锥套的定压囊；

环套C上安装有环套D；环套D的内螺纹A与环套E的外螺纹B配合，环套B上的外螺纹A与环套E上的内螺纹B配合；环套E与环套D之间安装有与定压囊配合的锥形弹性螺纹环；环套C末端安装有单向阀机构，单向阀机构上安装有呼吸罩；

上述单向阀机构包括阀壳、柱塞、弹簧A、环套F、伺服电驱模块，其中阀壳安装于环套C末端；阀壳的进气口与环套C相通，阀壳的出气口处安装有呼吸罩；阀壳内轴向运动有对进气口开关的柱塞，阀壳内安装有对柱塞复位的弹簧A；柱塞上安装有对阀壳侧壁上的若干呼气孔进行开关的环套F；在定压状态下，安装于阀壳外侧的伺服电驱模块根据病人的呼吸频率驱动柱塞对处于打开状态的阀壳进气口进行间歇关闭，环套F在进气口被关闭的同时对相应呼气孔进行打开。

2.根据权利要求1所述的一种医疗领域人工呼吸机，其特征在于：上述外囊一端开口通过环套A与单向阀A连接；环套E的外侧具有便于手动旋扭的防滑齿纹；柱塞一端具有锥面B，锥面B上安装有与阀壳内进气口处的锥面A配合的橡胶垫；螺纹环一端与环套D连接，另一端绕环套B中心轴线与环套E端面旋转配合。

3.根据权利要求1所述的一种医疗领域人工呼吸机，其特征在于：上述柱塞外侧轴向滑动有环套G，阀壳外侧嵌套有对环套G复位的弹簧B；弹簧B一端与环套G连接，另一端与安装在阀壳上的压簧环B连接；安装于柱塞外侧的拨杆A活动于阀壳侧壁上的滑槽内，拨杆A上安装有两个对滑槽进行密封遮挡的密封挡板；拨杆A末端安装有固定板条；伺服电驱模块的输出轴上安装有拨轮，拨轮轮缘上具有两个与固定板条上的拨槽配合且相距180弧度的拨杆B。

4.根据权利要求1所述的一种医疗领域人工呼吸机，其特征在于：上述阀壳内安装有网状的环板；环板上安装有导柱，导柱滑动于柱塞端面上的圆槽内；弹簧A位于圆槽内壁上的环槽内；弹簧A一端与环槽内壁连接，另一端与安装在导柱上的压簧环A连接。

5.根据权利要求1所述的一种医疗领域人工呼吸机，其特征在于：上述单向阀A的单位时间流量大于单向阀B的单位时间流量。

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