CN113685592A - 一种流量调节盘及医用氧气调节阀 - Google Patents

Abstract

本申请属于医疗器械技术领域，本申请公开了一种流量调节盘及医用氧气调节阀，流量调节盘包括用于调节流量的转盘和带动所述转盘转动的转轴，所述转盘具有层叠套设于所述转轴的多个调节层，所述多个调节层包括沿气体流动方向依次设置的流量调节层和基底层，所述流量调节层沿所述转盘的转动方向开设有多个尺寸不同的流量调节孔，所述基底层在对应每个所述流量调节孔的位置开设有孔径大于该流量调节孔的过气通孔，所述流量调节孔连通所述过气通孔形成气体通道，所述流量调节层厚度小于0.3mm。其流量调节盘对氧气流量控制精确，磨损较小，具有较长的使用寿命，且加工简单，组装方便，大大提高了生产效率。

Description

一种流量调节盘及医用氧气调节阀

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种流量调节盘及医用氧气调节阀。

背景技术

气阀是用来控制气体流量的常用装置，各个领域对气阀提出了不同的要求。在医疗领域，氧气流量的控制对于病人的治疗至关重要，气阀对氧气流量的不准确控制可能会影响治疗的效果。

因此，为保证对氧气流量控制的精确度和稳定性，现有技术中有一种氧气阀，该氧气阀包括转盘和带动转盘转动的转轴，转盘上开设有允许氧气通过的多个气体通道，通过向每个气体通道内压入铜球，来控制气体通道允许氧气通过的截面积，然后转轴带动转盘旋转切换多个气体通道，从而实现对氧气流量的控制，该方式的精度主要依靠操作人员手动压入及反复测量并经过多次调整后确定，无论对于精度把控还是生产装配的效率，均具有很大的不确定性，而且手动压入极易失误，使得该氧气阀的次品率较高。

另外，专利FR2970538A1公开了一种气体调节装置，该气体调节装置在其流量调节层上开设有多个流量调节孔，在流量调节层的两侧设置有密封圈，两个密封圈夹紧转盘以起到密封作用，流量调节层在两密封圈之间相对密封圈转动来实现多个流量调节孔的切换，两个密封圈夹紧流量调节层必然会使流量调节层与密封圈之间的滑动摩擦阻力变得非常大，不可避免地会造成密封圈和流量调节层盘的摩擦损坏，甚至在转动流量调节层时，摩擦阻力会阻碍流量调节孔转动至能够允许氧气通过的准确位置，从而影响氧气流量的准确输送。密封圈由于磨损严重导致其密封效果大大减弱，流量调节层由于本身较薄也会因受到磨损而影响其对氧气流量的控制精确度，甚至密封圈表面会被流量调节层切削，被切削掉下的碎屑可能会将流量调节孔堵塞，这会严重影响氧气流量的准确控制，非常不利于医疗工作的进行。

发明内容

为了解决上述关于氧气流量控制的精确度和稳定性差的技术问题，本申请提供了一种流量调节盘，流量调节盘的转盘包括控制流量的流量调节层和与流量调节层贴合并共同转动的基底层，加工组装简单，且流量调节盘不易被磨损，因此流量调节盘允许具有更薄的厚度以实现更精确地开孔。

为了解决上述关于生产组装困难的技术问题，本申请还提供了一种医用氧气调节阀，流量调节盘与进气嘴和出气嘴配合以实现氧气的输送，且流量调节盘可预先组装，提高了生产组装效率。

为实现上述目的，本申请提供一种流量调节盘，其包括用于调节流量的转盘和带动所述转盘转动的转轴，所述转盘具有层叠套设于所述转轴的多个调节层，所述多个调节层包括沿气体流动方向依次设置的流量调节层和基底层，所述流量调节层沿所述转盘的转动方向开设有多个尺寸不同的流量调节孔，所述基底层在对应每个所述流量调节孔的位置开设有孔径大于该流量调节孔的过气通孔，所述流量调节孔连通所述过气通孔形成气体通道，所述流量调节层厚度小于0.3mm。

通过在流量调节层的一侧设置基底层，转轴带动流量调节层与基底层同时转动，因此流量调节层不会与基底层之间产生相对摩擦，避免了流量调节层与基底层之间的磨损、变形等，同时防止了流量调节层因切削基底层造成的流量调节孔堵塞的问题。流量调节层与基底层层叠设置，基底层能够对较薄的流量调节层起到较好的支撑保护效果，使流量调节层不会发生变形，从而保证了流量调节层与基底层之间持续有效的密封效果。通过将流量调节层的厚度范围设置在小于0.3mm，可以允许流量调节层通过激光打孔等高精度的打孔方法进行打孔，可以使流量调节孔的孔径更接近设计的数值，对于氧气流量的控制更精确，就会更加有益于对患者的治疗，还可以避免手动操作带来的不确定性，并降低次品率，进而减少生产成本。过气通孔的尺寸仅需大于流量调节孔即可，对精度没有要求，可实现快速打孔，提高生产效率。

在流量调节盘优选的实现方式中，各所述过气通孔的孔径尺寸相同。有利于在生产中对基底层行快速打孔处理。

在流量调节盘优选的实现方式中，各所述过气通孔以所述转轴为中心周向均匀间隔设置。加工方便，在用户逐级调节时具有较好的使用体验。

在流量调节盘优选的实现方式中，所述流量调节层为铜箔，部分所述流量调节孔尺寸小于0.2mm。铜相对较软，打孔较容易且容易控制精度，部分流量调节孔小于0.2mm能够实现对氧气流量的高精度控制，能够适应更多的输氧需求。

在流量调节盘优选的实现方式中，所述基底层包括弹性缓冲层和与所述弹性缓冲层贴合的支撑层，所述弹性缓冲层贴合所述流量调节层。弹性缓冲层能够对流量调节层起到支撑保护作用，同时还能起到密封的作用，支撑层能够对弹性缓冲层的边缘及整体起到很好的支撑作用，防止弹性缓冲层变形。

在流量调节盘优选的实现方式中，所述弹性缓冲层边缘形成有定位凸起，除所述弹性缓冲层之外的多个调节层形成有供所述定位凸起嵌入的缺口。可实现快速组装，并能够阻挡多个调节层之间发生相互转动。

在流量调节盘优选的实现方式中，所述多个调节层还包括相对于所述基底层设置于所述流量调节层另一侧的保护层，所述保护层至少覆盖所述流量调节层，且所述保护层开设有避让所述流量调节孔的避让孔。保护层能够对流量调节层起到保护支撑的作用，在某些场景下可以防止流量调节层产生变形。

本申请还提供一种医用氧气调节阀，其包括沿氧气通过路径依次设置的进气嘴、流量调节组件和出气嘴，所述进气嘴与所述出气嘴之间形成有连通的流量调节腔，所述流量调节组件包括流量调节盘，所述转轴伸入所述流量调节腔内，所述转盘设置于所述流量调节腔并套设于所述转轴，所述出气嘴处设有能够与所述基底层过盈配合的密封垫，所述密封垫环绕所述出气嘴设置且贴合于所述出气嘴，各所述气体通道能够随所述转轴转动以依次对准所述出气嘴。通过流量调节层与基底层之间的贴合密封，以及基底层与出气嘴之间的过盈配合密封，实现了在流量调节层的单侧进行密封，结构简单且组装快捷。

在医用氧气调节阀优选的实现方式中，所述转轴形成有承托所述转盘的台阶，所述流量调节组件还包括设置于所述转轴端部的夹持件，所述夹持件能够沿所述转轴的轴向安装于所述转轴并与所述台阶夹紧所述转盘的多个调节层。能够使多个调节层之间夹紧，以达到更好的密封效果，且流量调节盘能够实现预组装，提高生产组装效率。

在医用氧气调节阀优选的实现方式中，所述医用氧气调节阀还包括能够伸入所述流量调节腔的反馈装置，所述转盘沿其转动方向形成有多个能够拨动所述反馈装置的反馈部，所述转盘在切换与所述出气嘴对准的气体通道时，所述反馈部拨动所述反馈装置以释放一反馈信号。能够及时为用户提供反馈信号，提升用户体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请提供的流量调节盘一种实施方式的立体结构示意图。

图2为本申请提供的流量调节盘一种实施方式的结构剖视示意图。

图3为本申请提供的流量调节盘一种实施方式中基底层的示意图。

图4为本申请提供的流量调节盘一种实施方式中流量调节层的示意图。

图5为图1所提供的流量调节盘的另一角度立体结构示意图。

图6为本申请提供的医用氧气调节阀一种实施方式的结构剖视示意图。

附图标记说明：

10转盘、12流量调节层、121流量调节孔、13基底层、131过气通孔、14反馈部；

23弹性缓冲层、231定位凸起、24支撑层、232缺口、25保护层、251避让孔；

30转轴、31台阶；

41进气嘴、42流量调节腔、43出气嘴、44流量调节组件、45反馈装置；50密封垫、60夹持件。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

图1为流量调节盘的一种示意性实施方式的立体图的仰视角度视图。图2为图1所示结构的剖视示意图，如图1和图2所示，流量调节盘包括转盘10和转轴30。其中转盘10的多个调节层层叠设置且套设于转轴30上，多个调节层包括沿气体流动方向(图2中箭头所示方向)依次设置的流量调节层12和基底层13，流量调节层12上开设有多个尺寸不同的流量调节孔121(可同时参见图4)，基底层13在对应每个流量调节孔121的位置开设有孔径大于流量调节孔121的过气通孔131，流量调节孔121和过气通孔131连通形成贯穿转盘的气体通道。

流量调节孔121的孔径为气体通道内的最小孔径，因此氧气的流量大小完全由流量调节层12上的流量调节孔121来决定，通过将流量调节层的厚度范围设置在小于0.3mm，可以允许流量调节层12通过例如激光打孔等高精度的打孔方法进行打孔，可以避免手动操作带来的不确定性，并降低次品率，进而减少生产成本。以激光打孔为例，在流量调节层的厚度为0.05mm时，激光可在流量调节层上打出孔径在几十到几百微米的高精细微孔，并且能够将孔径误差严格控制在几微米的范围内，流量调节孔121的孔径越接近设计的数值，对于氧气流量的控制就越精确，就会更加有益于对患者的治疗。

可参见图2，流量调节层12与基底层13层叠设置，基底层13对流量调节层12起到一定的支撑作用，且流量调节层12与基底层13之间贴合能够起到防止氧气从转盘10侧面进入气体通道的作用，流量调节层12与基底层13一起在转轴30的带动下转动，因此，流量调节层12不会与基底层13之间产生相对摩擦，避免了流量调节层12与基底层13的磨损、变形等，进而保证了流量调节层12与基底层13之间持续有效的密封效果，因此能够使转盘10整体保持较长时间的正常使用状态，即流量调节孔可以长期保持畅通状态。另外，基底层13对流量调节层12的支撑能够允许流量调节层具有更小的厚度，厚度越薄打孔越精细，对氧气流量的控制精度也越好。

基底层13上对应每个流量调节孔121开设的过气通孔131的孔径只要大于流量调节孔121的孔径即可，也就是说，过气通孔131的孔径大于流量调节孔121的孔径即可保证氧气流量由流量调节孔121来控制，对于基底层上过气通孔131的孔径的实际大小可根据实际需求和设计需要进行确定。例如在如图3所示的一种具体的实施方式中，基底层13上的多个过气通孔131的孔径尺寸相同，有利于在生产中对基底层13进行快速打孔处理，且基底层13上的过气通孔131的孔径对精度不做严格要求，在打孔时仅需使过气通孔131的孔径大于流量调节孔121即可，可实现快速打孔，有效提高生产效率。

流量调节层12上开设有多个尺寸不同的流量调节孔121，流量调节孔121在流量调节层12上沿转动方向排布。在一些具体的实施例中，可参见图4，多个流量调节孔121的孔径沿流量调节层12的转动方向依次增大或减小设置，以便转轴30能够带动流量调节层12转动从而实现气体流量的逐级调节。

对于过气通孔131的进一步优化之处在于，可继续参见图3，多个过气通孔131以转轴30为中心周向均匀间隔设置，首先，在加工方面，多个过气通孔设置在以转轴为圆心的同一圆周上，在一种具体的实施方式中，加工工具位置不变，通过控制基底层沿其轴线转动即可完成打孔，非常方便快捷。其次，在使用方面，多个过气通孔均匀间隔设置，能够使用户在逐级调节时具有长度较为均匀的调节路径，用户体验更好。

在流量调节层12的一种优选的实现方式中，流量调节层12为铜箔，铜箔具有金属中相对较小的硬度，在打孔时相对较容易，且在较软的金属上打孔更容易保证孔径的精确度，且铜箔上部分流量调节孔尺寸小于0.2mm。部分流量调节孔小于0.2mm能够实现对氧气流量的高精度控制，能够适应更多的输氧需求。例如，目前流量调节盘对氧气流量的控制通常介于0.12ˉ25L/min之间，对应的流量调节孔的孔径大约介于0.05ˉ0.84mm之间。

可同时参见图2和图5，基底层13包括贴合流量调节层12的弹性缓冲层23和与弹性缓冲层23贴合的支撑层24。其中，弹性缓冲层23可采用橡胶、聚氨酯等弹性材质，其能够对流量调节层12起到有一定的弹性缓冲作用，尤其是在流量调节层12另一侧施力将流量调节层12压向基底层以保证密封的时候，弹性缓冲层23不仅能够对流量调节层12起到弹性缓冲作用，还能够通过形变产生一定的弹性势能，该弹性势能使弹性缓冲层23始终抵接在流量调节层12上，以保证持续有效的密封效果，防止氧气从流量调节层12与基底层13之间进入过气通孔131中。

为保证弹性缓冲层23与流量缓冲层12全面的贴合，基底层还具有与弹性缓冲层23贴合的支撑层24，支撑层24可选用较硬的金属材质制成，也可采用硬度较高的其他材质，支撑层24能够对弹性缓冲层23起到较全面的支撑，尤其是在弹性缓冲层23的边缘位置，如图2中弹性缓冲层23远离转轴30的边缘部分，支撑层24能够支撑该边缘部分以保证该边缘部分与流量调节层12保持贴合密封，以防止氧气从此处进入过气通孔中131中。

可继续参见图2和图5，对于转盘的进一步优化之处在于，弹性缓冲层23边缘形成有定位凸起231，定位凸起231向弹性缓冲层的上侧和下侧延伸，除弹性缓冲层23之外的多个调节层形成有供定位凸起231嵌入的缺口，可同时参见图4中流量调节层边缘的缺口232，对于基底层13中的支撑层24，其边缘也形成有缺口232(可参见图2)。流量调节盘在进行组装时，可先将转盘10的各调节层进行预组装，在预组装时可以将弹性缓冲层23作为基准，将其他调节层例如流量调节层12、支撑层24以及后文提到的保护层25按照缺口232与定位凸起231的对应关系进行组装，组装简单，能够有效提高生产效率。在组装完成后，定位凸起231还能够对缺口232起到一定的限位作用，也就是说定位凸起231与缺口232的配合能够避免各调节层之间的相互转动，进而避免了各调节层之间的相互磨损。当然，对于多个调节层之间的定位凸起与缺口配合的限位形式，本领域技术人员还可采用其他可以对多个调节层进行限位的方式，例如在多个调节层上开设贯穿的通孔，在通孔中插入限位柱等方式。

在流量调节盘优选的实现方式中，多个调节层还包括相对于基底层13设置于流量调节层12另一侧的保护层25，可同时参见图2和图5，保护层25可与前文中支撑层24采用相同的材质或其他较硬的材质，保护层25至少覆盖流量调节层12，且保护层25开设有避让流量调节孔121的避让孔251，在保证氧气能够顺利经过避让孔251进入流量调节孔121的前提下，保护层25覆盖流量控制层12以对流量控制层12提供全方位的保护，尤其是在通过夹紧(可参见图2)的方式来达到多个调节层之间的密封效果时，保护层25更能保护流量控制件12的边缘不会翘起或者能够保证流量调节层12不会产生明显的变形，以防止流量调节层发生变形而导致氧气泄漏或者对氧气控制不准确。

图6还展示了一种医用氧气调节阀，其包括沿氧气通过路径(如图6中箭头方向)依次设置的进气嘴41、流量调节组件和出气嘴43，进气嘴41与出气嘴43之间形成有连通的流量调节腔42，流量调节组件包括流量调节盘，流量调节盘的转轴30伸入流量调节腔42内，且流量调节盘的转盘10设置于流量调节腔42内并套设于转轴30上。具体的，氧气罐内氧气经由进气嘴41进入流量调节腔42，流量调节腔42内的气体通过转盘10上的气体通道进入出气嘴43中，从出气嘴43出来的氧气直接供给病人使用，通过形成气体通道的流量调节孔121来控制氧气流量，从而实现医用氧气调节阀对氧气流量的控制。

出气嘴43处设有能够与基底层13过盈配合的密封垫50，密封垫50环绕出气嘴设43置且贴合于出气嘴43，各气体通道能够随转轴转动以依次对准出气嘴43。具体的，可参见图6，进气嘴41进入流量调节腔42的氧气仅能从一个出气嘴43排出流量调节腔42，出气嘴43处设置密封垫50以保证转盘10与出气嘴43之间的密封效果，防止流量控制腔42中的氧气从转盘10与出气嘴43之间的间隙直接进入出气嘴。随着转轴30带动转盘10转动，多个气体通道能够依次连通出气嘴，从而实现气体流量的切换。

在流量调节层12与流量调节腔42之间，可通过流量调节层12与基底层13之间的贴合密封和基底层与密封垫50之间的过盈配合密封，在流量调节层12的同一侧完成密封，使得流量调节腔42内的氧气仅能通过流量调节孔121进入出气嘴43，从而实现对氧气流量的精确控制。在一种具体的实施例中，可参见图2，流量调节盘安装于氧气调节阀时，转轴拉动转盘压紧流量调节腔开设出气嘴的一侧，即能够在流量调节层的下侧完成密封。

流量调节盘还可进行预组装，可先将转盘10按照层叠方式组装好后，再将转盘10套设于转轴30。在一种优选的实施方式中，可参见图2，转轴形成有承托转盘10的台阶31，流量调节组件还包括设置于转轴30端部的夹持件60，在转盘10安装于转轴30时，将转盘10由上向下套设于转轴30并搭放在台阶31上，夹持件60能够沿转轴30的轴向安装于转轴30并与台阶31夹紧转盘10的多个调节层，以使各调节层之间能够保持良好的贴合密封效果。在流量调节盘安装于医用氧气调节阀时，使转盘10与流量调节腔42开设出气嘴的一侧贴合，以使基底层13与出气嘴43处夹紧密封垫50，从而在流调节层12的单侧实现密封。本领域技术人员可以理解的，夹持件60可与转轴30螺旋连接，通过不断螺旋旋入的方式与台阶31将转盘10夹紧，当然，还可采用其他能够夹紧转盘的方式。

在医用氧气调节阀一种优选的实现方式中，可参见图6，医用氧气调节阀还包括能够伸入流量调节腔的反馈装置45，转盘10沿其转动方向形成有多个能够拨动反馈装置45的反馈部14。在图6所示的实施例中，反馈装置45为一弹簧，在弹簧的端部设置有一小球，反馈部14为基底层下侧开设的多个反馈孔，每个反馈孔对应一个气体通道，当某一气体通道正对准出气嘴时，弹簧推动小球进入该气体通道对应的反馈孔里，当随着转盘的转动使对准出气嘴的气体通道切换时，弹簧也在两相邻的反馈孔之间完成切换，切换时基底层下侧将弹簧压缩，当下一个气体通道对准出气嘴时，弹簧也推动小球进入下一个反馈孔中，用户可通过小球与转盘碰撞产生的震动或声音反馈来判断完成切换动作。当然，反馈装置还可采用其他的实施方式，例如滴答销、弹簧臂等，只要能够在用户切换流量时及时给出反馈信号即可。

本申请所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本申请的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种流量调节盘，其特征在于，包括用于调节流量的转盘和带动所述转盘转动的转轴，所述转盘具有层叠套设于所述转轴的多个调节层，所述多个调节层包括沿气体流动方向依次设置的流量调节层和基底层，所述流量调节层沿所述转盘的转动方向开设有多个尺寸不同的流量调节孔，所述基底层在对应每个所述流量调节孔的位置开设有孔径大于该流量调节孔的过气通孔，所述流量调节孔连通所述过气通孔形成气体通道，所述流量调节层厚度小于0.3mm。

2.根据权利要求1所述的流量调节盘，其特征在于，各所述过气通孔的孔径尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的流量调节盘，其特征在于，各所述过气通孔以所述转轴为中心周向均匀间隔设置。

4.根据权利要求1所述的流量调节盘，其特征在于，所述流量调节层为铜箔，部分所述流量调节孔尺寸小于0.2mm。

5.根据权利要求1所述的流量调节盘，其特征在于，所述基底层包括弹性缓冲层和与所述弹性缓冲层贴合的支撑层，所述弹性缓冲层贴合所述流量调节层。

6.根据权利要求5所述的流量调节盘，其特征在于，所述弹性缓冲层边缘形成有定位凸起，除所述弹性缓冲层之外的多个调节层形成有供所述定位凸起嵌入的缺口。

7.根据权利要求1所述的流量调节盘，其特征在于，所述多个调节层还包括相对于所述基底层设置于所述流量调节层另一侧的保护层，所述保护层至少覆盖所述流量调节层，且所述保护层开设有避让所述流量调节孔的避让孔。

8.医用氧气调节阀，包括沿氧气通过路径依次设置的进气嘴、流量调节组件和出气嘴，其特征在于，所述进气嘴与所述出气嘴之间形成有连通的流量调节腔，所述流量调节组件包括如权利要求1-7中任意一项所述的流量调节盘，所述转轴伸入所述流量调节腔内，所述转盘设置于所述流量调节腔并套设于所述转轴，所述出气嘴处设有能够与所述基底层过盈配合的密封垫，所述密封垫环绕所述出气嘴设置且贴合于所述出气嘴，各所述气体通道能够随所述转轴转动以依次对准所述出气嘴。

9.根据权利要求8所述的医用氧气调节阀，其特征在于，所述转轴形成有承托所述转盘的台阶，所述流量调节组件还包括设置于所述转轴端部的夹持件，所述夹持件能够沿所述转轴的轴向安装于所述转轴并与所述台阶夹紧所述转盘的多个调节层。

10.根据权利要求8所述的医用氧气调节阀，其特征在于，所述医用氧气调节阀还包括能够伸入所述流量调节腔的反馈装置，所述转盘沿其转动方向形成有多个能够拨动所述反馈装置的反馈部，所述转盘在切换与所述出气嘴对准的气体通道时，所述反馈部拨动所述反馈装置以释放一反馈信号。

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