CN115845211A - 用于呼吸机的空氧混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于呼吸机的空氧混合装置，其能够实现空气和氧气混合更加均匀；具体包括动力单元，以及与动力单元连接的基础管体，基础管体内还设置有第一管体，第一管体内套接有氧气输送管，氧气输送管前端设置有锥形部，锥形部的管壁上设置有输送孔；第一管体内还设置有混合腔，且混合腔位于锥形部前端；基础管体前端设置有输出口，后端设置有空气进口单元；还包括设置在基础管体内的导流锥，导流锥位于输出口和混合腔之间。基于氧气输送管前端设置锥形部和在锥形部的管壁上设置输送孔，提高空气和氧气混合的均匀度；以及通过设置的导流锥能够抑制混合气体在流动中产生涡流，以及降低混合气体流动中的噪音。

Description

用于呼吸机的空氧混合装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及到一种呼吸机，尤其涉及一种用于呼吸机的空氧混合装置。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。目前，呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。

呼吸机的分类很多，例如可根据应用场景分为成人或儿童呼吸机，也可以根据通气类型分为正压或负压呼吸机等，但不管是哪类呼吸机，都包括气源、呼气阀、吸气阀、流量阀和控制器等部件，其中气源作为呼吸机的核心部件而备受重视。

现有专利文献CN201610402364.1公开了一种本发明提供一种用于呼吸机的空氧混合结构及呼吸机，包括空气流量检测腔、氧气导流腔、空气导流腔、混合腔；空气流量检测腔的入口端为空气入口，其出口端与空气导流腔的入口端相通；空气流量检测腔内设有压降穿孔壁，压降穿孔壁的前、后两侧分别设有流量检测口一、流量检测口二；空气导流腔为圆柱形腔体，氧气导流腔为设置在空气导流腔外周的圆环形腔体，氧气导流腔的外壁上设有氧气入口；氧气混合导流腔、空气混合导流腔的入口端分别与氧气导流腔、空气导流腔连通，两者的出口端皆连通至混合腔；混合腔的出口端设有混合穿孔壁。这种结构虽然能够实现空氧混合，但其因空气和氧气的导流腔呈近乎同轴的套管状结构，这就导致在前端的混合区会呈现混合区中心部和边缘部存在空氧混合不均匀的现象。

因此，如何提升这种呼吸机的空氧混合均匀度，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的技术问题，提供一种用于呼吸机的空氧混合装置，其能够实现空气和氧气混合更加均匀。

本发明的技术方案是通过如下措施来实现的，一种用于呼吸机的空氧混合装置，包括动力单元，以及与动力单元连接的基础管体，基础管体内还设置有第一管体，第一管体内套接有氧气输送管，氧气输送管前端设置有锥形部，锥形部的管壁上设置有输送孔；第一管体内还设置有混合腔，且混合腔位于锥形部前端；基础管体前端设置有输出口，后端设置有空气进口单元，且空气进口单元与第一管体相对应；还包括设置在基础管体内的导流锥，导流锥位于输出口和混合腔之间。

进一步地，所述空气进口单元包括进气端盖，以及设置在进气端盖前端的过滤器。

进一步地，所述动力装置前端还设置有散热器。

进一步地，所述混合腔设置有紧缩部，紧缩部前端还设置有扩大部。

进一步地，所述导流锥上设置有第一导流体，第一导流体与混合腔相对应；所述导流锥上还设置有第二导流体，第二导流体与输出口相对应。

进一步地，所述输出口设置有第三导流部，第三导流部与第二导流体相对应。

本申请在具体使用中，一种用于呼吸机的空氧混合装置，包括动力单元，动力单元可选择市售产品中的电动涡轮，以及与动力单元连接的基础管体；其中基础管体呈圆柱形管状结构，在基础管体的前端设置有前端盖，端盖中部设置有输出口，电动涡轮的涡轮壳流体进口处与输出口对齐，以此实现电动涡轮与基础管体的连接。在基础管体内通过焊接或其他现有连接方式设置有第一管体，第一管体也可选择管状结构，在第一管体内套接有氧气输送管，用于输送氧气，同时基础管体后端设置有空气进口单元，空气进口单元可选择设置在基础管体后端的开口，能够实现空气的自由进出；在本申请结构工作状态下时，氧气从氧气输送管输入，然后从氧气管前端的锥形部输送孔处排出，空气从空气进口单元输入并进入至第一管体内；在氧气输送管前端设置有混合腔；空气和氧气在混合腔处实现混合。具体地，其还包括设置在基础管体内的导流锥，导流锥位于输出口和混合腔之间；即混合后的气体经导流锥后从输出口输出。

具体应用时，动力单元启动后形成负压，此时通过基础管体内的通道可从空气进口单元出吸入空气；同时氧气输送管外接现有氧气瓶或氧气输送单元，将氧气输送到指定位置，实现空气与氧气的混合，混合后形成的混合气体再通过导流锥从输出口输出至呼吸机的管道中。

本申请产生的有益效果为：基于氧气输送管前端设置锥形部和在锥形部的管壁上设置输送孔，以此让混合前大部分氧气的初始运动方向与空气的初始运动方向相垂直，然后在随着空气进入到混合腔进行混合，提高空气和氧气混合的均匀度；以及通过设置的导流锥能够抑制混合气体在流动中产生涡流，以及降低混合气体流动中的噪音。

附图说明：

图1是本发明用于呼吸机的空氧混合装置第一视角示意图；

图2是本发明用于呼吸机的空氧混合装置第二视角示意图；

图3是本发明用于呼吸机的空氧混合装置部分部件第一视角示意图；

图4是本发明用于呼吸机的空氧混合装置部分部件第二视角示意图；

图5是本发明用于呼吸机的空氧混合装置氧气输送管第一视角示意图；

图6是本发明用于呼吸机的空氧混合装置另一部分部件第一视角示意图；

图7是本发明用于呼吸机的空氧混合装置另一部分部件第一视角示意图；

图8是图7中A-A剖视图。

图9是本发明用于呼吸机的空氧混合装置导流锥第一视角示意图。

附图标记：

100基础管体、110输出口、103第一支架、120空气进口单元、121进气端盖、122过滤器、200第一管体、201第一安装部、210氧气输送管、211氧气输送管接头、220锥形部、221输送孔、230混合腔、231紧缩部、232扩大部、300导流锥、310第一导流体、320第二导流体、330安装部、410动力单元、420散热器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种用于呼吸机的空氧混合装置，包括动力单元410，以及与动力单元410连接的基础管体100，基础管体100内还设置有第一管体200，第一管体200内套接有氧气输送管210，氧气输送管210前端设置有锥形部220，锥形部220的管壁上设置有输送孔221；第一管体200内还设置有混合腔230，且混合腔230位于锥形部220前端；基础管体100前端设置有输出口110，后端设置有空气进口单元120，且空气进口单元120与第一管体200相对应；还包括设置在基础管体100内的导流锥300，导流锥300位于输出口110和混合腔230之间。

本申请在具体实施中，一种用于呼吸机的空氧混合装置，包括动力单元410，动力单元410可选择市售产品中的电动涡轮，以及与动力单元410连接的基础管体100；其中基础管体100呈圆柱形管状结构，在基础管体100的前端设置有前端盖，端盖中部设置有输出口110，电动涡轮的涡轮壳流体进口处与输出口110对齐，以此实现电动涡轮与基础管体100的连接。在基础管体100内通过焊接或其他现有连接方式设置有第一管体200，第一管体200也可选择管状结构，在第一管体200内套接有氧气输送管210，用于输送氧气，同时基础管体100后端设置有空气进口单元120，空气进口单元120可选择设置在基础管体100后端的开口，能够实现空气的自由进出；在本申请结构工作状态下时，氧气从氧气输送管210输入，然后从氧气管前端的锥形部220输送孔221处排出，空气从空气进口单元120输入并进入至第一管体200内；在氧气输送管210前端设置有混合腔230；空气和氧气在混合腔230处实现混合。具体地，其还包括设置在基础管体100内的导流锥300，导流锥300位于输出口110和混合腔230之间；即混合后的气体经导流锥300后从输出口110输出。

具体应用时，动力单元410启动后形成负压，此时通过基础管体100内的通道可从空气进口单元120出吸入空气；同时氧气输送管210外接现有氧气瓶或氧气输送单元，将氧气输送到指定位置，实现空气与氧气的混合，混合后形成的混合气体再通过导流锥300从输出口110输出至呼吸机的管道中。

本申请产生的有益效果为基于氧气输送管210前端设置锥形部220和在锥形部220的管壁上设置输送孔221，以此让混合前大部分氧气的初始运动方向与空气的初始运动方向相垂直，然后在随着空气进入到混合腔230进行混合，提高空气和氧气混合的均匀度；以及通过设置的导流锥300能够抑制混合气体在流动中产生涡流，以及降低混合气体流动中的噪音。

本申请中氧气输送管210可选择直接焊接的方式与第一管体200连接，在氧气输送管210与第一管体200连接处还应当设置密封装置。以及在氧气输送管210与基础管体100之间还设置有氧气输送管接头211，用于本申请结构快速和外部氧气气源对接。此外，为了进一步提高氧气和空气混合效果，所选择的锥形部220轴线可选择与第一管体200的轴线相重合，以及在锥形部220的圆周上均匀设置多个输送孔，以此也能提高空气和氧气的混合效果；以及在锥形部220后端与锥形部220一体形成的还应该有一段圆筒部，以此可将氧气更加顺畅及有效的传递至锥形部，以此也能提高空气和氧气的混合效果。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述空气进口单元120包括进气端盖121，以及设置在进气端盖121前端的过滤器122；如附图所示，为了方便生产制造，基础管体100整体成管状结构，在其前端设置有前端盖，基础管体100的后端设置有进气端盖121，前端盖中部设置有输出口110，用于空气与氧气形成的混合气体从基础管体100内输出；进气端盖121上开设有多个孔洞，同于在动力单元410工作时从环境中吸入空气至基础管体100内。整体结构简单、可靠，并且装配方便。进一步地，为了提高呼吸机的可靠性，还可选择在进气端盖121前端设置过滤器122，用于过滤空气中的杂质或水分，例如可选择聚酯过滤器122，以此提高混合前空气的质量，提高本申请结构的可靠度。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述动力装置前端还设置有散热器420；通过设置散热器420，以降低动力单元410在工作中产生的热量，提高本申请结构的使用寿命，其中散热器420可选择市售产品，包括鳍式散热器420或其他现有结构散热器420。

本申请在具体使用时，氧气输送管210的前端设置有锥形部220，具体为氧气输送管210前端的孔径逐渐缩小，同时在锥形部220的侧壁上还设置有输送孔221；利用锥形部220和输送孔221的组合，让氧气在到达锥形部220后，由于孔径的缩小，导致更多的氧气沿着输送孔221向外输出，以此让混合前大部分氧气的初始运动方向与空气的初始运动方向相垂直；此时，第一管体200内位于锥形部220前端形成有混合腔230，以此让空气和氧气充分混合；提高空气和氧气混合的均匀度。在使用中输送孔221的轴线可选择与锥形部220轴线相垂直或呈其他角度相交叉，其中在两者轴线相垂直的时候空气和氧气混合效果更好。本申请通过在氧气输送管210前面设立锥形部220，同时在锥形部220处设置输送孔221，一方面提高降低采用现有技术结构中心区域存在氧气量大的现象，同时增加了边缘区域氧气量，以此让空气和氧气在混合腔230混合的更加均匀。

此外，为了进一步提高氧气和空气混合效果，所选择的锥形部220轴线可选择与第一管体200的轴线相重合，以及在锥形部220的圆周上均匀设置多个输送孔221，以此也能提高空气和氧气的混合效果；以及在锥形部220后端与锥形部220一体形成的还应该有一段圆筒部，以此可将氧气更加顺畅及有效的传递至锥形部220，以此也能提高空气和氧气的混合效果。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述输送孔221呈喇叭口形状。具体的，在本申请中，喇叭口形状是指氧气输送管210内的一端开口较小，氧气输送管210外的一端开口较大，通过设置喇叭口形状，相对于氧气输送管210内的空气而言，其在流经喇叭口阶段速度降低，但压力相对增加，以此更加提高氧气在从输送孔221排出后的无序状，也能让空气和氧气混合更加均匀。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述混合腔230设置有紧缩部231。参考附图所示，紧缩部231位于氧气输送管210的前端，其中氧气从氧气输送管210排出后与空气进行混合，通过在氧气输送管210前端，也即是混合腔230内设置紧缩部231，利用紧缩部231降低了横截面积，让氧气与空气能够更加充分的混合。更进一步地，在本申请的其他实施例中，所述紧缩部231前端设置有扩大部232。混合腔230除了紧缩部231外，还包括位于紧缩部231前端的扩大部232，利用流体流速及压强的变化进行气体混合，即利用气体从紧缩部231流经至扩大部232时压强变大、流速较低，也能进一步提高氧气与空气混合的均匀性；在本实施例中，利用紧缩部231和扩大部232的结合，在氧气从氧气输送管210出来并与空气形成混合气体后，混合气体进入紧缩部231，由于紧缩部231截面积减小，气体流速增加，压强减小，空气和氧气可进一步进行扩散预混合；混合气体经过喉管后，截面积突然增大，气体流速减慢，压强增大，能够更进一步促进空气与氧气的混合，以此让空气和氧气混合更加均匀。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述第一管体200外侧设置有第一安装部330201。在具体使用中，第一管体200可作为单独部件使用，即可作为呼吸机的零部件结构，利用在第一管体200外侧设置的第一安装部330201与呼吸机的其他部件连接。其中第一安装部330201可选择卡扣式，也可选择现有其他连接方式。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述导流锥300上设置有第一导流体310，第一导流体310与混合腔230相对应；所述导流锥300上还设置有第二导流体320，第二导流体320与输出口110相对应。具体地，第一导流体310呈圆锥体或棱锥体，且第一导流体310与混合腔230相对应。所述相对应是指第一导流体310的中心线与混合腔230的中心线重叠，且第一导流体310的后端延伸可延伸至混合腔230内。混合后的气体在从混合腔230流往呼吸机管道时，因为设置有第一导流体310，导致气路流道阻力较小，同时第一导流体310与混合腔230相对应，能够抑制涡流的产生，降低了混合气体流动中噪音；且通过设置第一导流体310，也能够减少混合其他的动力损失，降低自耗。

进一步地，在本申请的其他实施例中，导流锥300上还设置有第二导流体320，其中第一导流体310位于导流锥300的后端，第二导流体320位于导流锥300的前端，且第二导流体320与输出口110相对应。在本申请中可选择仅设置一个输出口110，相对于现有技术中采用多个输出口110进行减少涡流中，本申请采用第二导流体320与输出口110相组合的结构，不仅能够降低流体自身损耗，还能更为有效的降低涡流。在具体使用中，如图所示，其中输出口110、第二导流体320、第一导流体310、混合腔230都处于同一轴线上，让整体混合气体流动的腔室中死腔较小；混合空气沿着轴线从后往前行走，通过设置两个导流体，能够降低流阻，更好的抑制混合气体在运行中产生涡流。

进一步地，在本申请的其他实施例中，参考附图所示；为了进一步降低阻力，可选择第二导流体320的锥度大于第一导流体310锥度；在具体使用中，第二导流体320前端延伸至输出口110内，进一步地，在输出口110处还设置有第三导流部，其中第三导流部可选择为前小后大的喇叭口形状；第三导流部与第二导流体320相对应，均可对混合气体起到引导作用，更有利于混合气体在流向输出口110时，抑制涡流的产生。

进一步地，在本申请的其他实施例中，所述导流锥300设置有安装部330，安装部330的前端为第二导流体320，后端为第一导流体310。如附图所示，其中导流锥300采用一体式结构，中间为圆柱体状的安装部330，前端是靠近输出口110的一侧为第二导流体320，后端为第一导流体310；整体结构简单，通过安装部330可选择在基础管体100内设置支架，用于固定导流锥300。

在本申请的其他实施例中，为了提高导流锥300安装后的稳定性，在本申请中，第一导流体310端部与安装部330连接处形成有台阶面；可选择在基础管体100内设置个或个或多个第一支架103，如图所示，多个第一支架103靠近基础管体100中心的一侧形成支撑导向锥的结构，通过在导流锥300设置台阶结构，让混合其他在流动中，依靠台阶面与第一支架103侧面贴合，提高导流锥300在使用中的稳定性；并且还便于导流锥300的安装于维护。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：包括动力单元(410)，以及与动力单元(410)连接的基础管体(100)，基础管体(100)内还设置有第一管体(200)，第一管体(200)内套接有氧气输送管(210)，氧气输送管(210)前端设置有锥形部(220)，锥形部(220)的管壁上设置有输送孔(221)；第一管体(200)内还设置有混合腔(230)，且混合腔(230)位于锥形部(220)前端；基础管体(100)前端设置有输出口(110)，后端设置有空气进口单元(120)，且空气进口单元(120)与第一管体(200)相对应；还包括设置在基础管体(100)内的导流锥(300)，导流锥(300)位于输出口(110)和混合腔(230)之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：所述空气进口单元(120)包括进气端盖(121)，以及设置在进气端盖(121)前端的过滤器(122)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：所述动力装置前端还设置有散热器(420)。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：所述混合腔(230)设置有紧缩部(231)，紧缩部(231)前端还设置有扩大部(232)。

5.根据权利要求3所述的一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：所述混合腔(230)设置有紧缩部(231)，紧缩部(231)前端还设置有扩大部(232)。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：所述导流锥(300)上设置有第一导流体(310)，第一导流体(310)与混合腔(230)相对应；所述导流锥(300)上还设置有第二导流体(320)，第二导流体(320)与输出口(110)相对应。

7.根据权利要求6所述的一种用于呼吸机的空氧混合装置，其特征在于：所述输出口(110)设置有第三导流部，第三导流部与第二导流体(320)相对应。

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