CN203458656U - 一种容量控制装置和呼吸机 - Google Patents

Abstract

一种容量控制装置，包括第一气缸、第二气缸、第一活塞、第二活塞、第一直线螺杆、第二直线螺杆、驱动直线螺杆、驱动电机以及控制单元，第一活塞气密封地安装在第一气缸上，第一气缸上设置有第一、二单向止回阀，第二活塞气密封地安装在第二气缸上，第二气缸上设置有第三、四单向止回阀，第一直线螺杆连接第一活塞，第二直线螺杆连接第二活塞，第一直线螺杆与驱动直线螺杆正向啮合，第二直线螺杆与驱动直线螺杆反向啮合，驱动电机驱动直线螺杆旋转，同时驱动第一、二直线螺杆在相反方向上的直线运动使第一、二气缸产生的容积变化量相同。一种呼吸机，包括所述容量控制装置。该容量控制装置可大大提高呼吸机对小潮气量乃至微潮气量的控制精度。

Description

一种容量控制装置和呼吸机

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种容量控制装置和呼吸机。

背景技术

机械通气作为一种治疗手段，送入病人体内的气体容量将直接导致治疗的效果，以及对病人的损害。在小儿呼吸领域上要求潮气量的控制非常精确，特别是在新生儿的呼吸治疗上由于新生儿的心，肺发育尚未健全，表现在胸、肺顺应性差，心肌不健全。新生儿专用呼吸机与通用呼吸机的区别首先在潮气量、压力、流量和时间四个主要参数的控制精度上超于成人呼吸机，其中潮气量作为主要的通气参数直接影响了通气的压力，并受到通气的流量和时间的影响。

现有的潮气量控制方式都是通过阀门调节流量，再对流量进行时间积分的运算得到，不但误差大，且成本高，控制过程复杂，特别是应用在小儿呼吸机上几乎无法达到控制精度的要求，容易造成通气不足，通气过量以及肺部压力损伤等不良后果。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种容量控制装置和具有该容量控制装置的呼吸机，大大提高小潮气量乃至微潮气量的控制精度。

    为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种容量控制装置，包括第一气缸、第二气缸、第一活塞、第二活塞、第一直线螺杆、第二直线螺杆、驱动直线螺杆、驱动电机以及控制单元，所述第一活塞气密封地安装在所述第一气缸上，所述第一气缸上设置有用于进气的第一单向止回阀和用于排气的第二单向止回阀，所述第二活塞气密封地安装在所述第二气缸上，所述第二气缸上设置有用于排气的第三单向止回阀和用于进气的第四单向止回阀，所述第一直线螺杆连接并驱动所述第一活塞，所述第二直线螺杆连接并驱动所述第二活塞，所述控制单元与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端耦合到所述驱动直线螺杆，所述第一直线螺杆与所述驱动直线螺杆正向啮合，所述第二直线螺杆与所述驱动直线螺杆反向啮合，所述驱动直线螺杆旋转同时驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆在相反方向上的直线运动使所述第一气缸和所述第二气缸产生的容积变化量相同。

所述第一气缸与所述第二气缸的截面积大小一致，由所述驱动直线螺杆旋转驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆各自行进的距离大小一致。

一种呼吸机，包括呼吸气路和与所述呼吸气路相连的容量控制装置，所述容量控制装置包括第一气缸、第二气缸、第一活塞、第二活塞、第一直线螺杆、第二直线螺杆、驱动直线螺杆、驱动电机以及控制单元，所述第一活塞气密封地安装在所述第一气缸上，所述第一气缸上设置有用于进气的第一单向止回阀和用于排气的第二单向止回阀，所述第二活塞气密封地安装在所述第二气缸上，所述第二气缸上设置有用于排气的第三单向止回阀和用于进气的第四单向止回阀，所述第一直线螺杆连接并驱动所述第一活塞，所述第二直线螺杆连接并驱动所述第二活塞，所述控制单元与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端耦合到所述驱动直线螺杆，所述第一直线螺杆与所述驱动直线螺杆正向啮合，所述第二直线螺杆与所述驱动直线螺杆反向啮合，所述驱动直线螺杆旋转同时驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆在相反方向上的直线运动使所述第一气缸和所述第二气缸产生的容积变化量相同。

所述第一气缸与所述第二气缸的截面积大小一致，由所述驱动直线螺杆旋转驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆各自行进的距离大小一致。

本实用新型的有益技术效果：

通过直线螺杆的啮合，通过驱动直线螺杆的旋转同时驱动第一直线螺杆、第二直线螺杆向相反方向运动，带动第一气缸、第二气缸产生一致的容积变化量，本实用新型的容量控制装置可以实现容量精确的气体持续恒定输出，特别适合于低潮气量甚至是微潮气量的通气控制，将其用于呼吸机上，也因此能够实现具有微潮气量的持续恒定输出的呼吸机。

附图说明

图1为本实用新型容量控制装置一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

如图1所示，在一种实施例里，容量控制装置包括第一气缸G1、第二气缸G2、第一活塞S1、第二活塞S2、第一直线螺杆L1、第二直线螺杆L2、驱动直线螺杆L、驱动电机M以及控制单元101，第一活塞S1气密封地安装在第一气缸G1上，第一气缸G1上设置有用于进气的第一单向止回阀V1和用于排气的第二单向止回阀V2，第二活塞S2气密封地安装在第二气缸G2上，第二气缸G2上设置有用于排气的第三单向止回阀V3和用于进气的第四单向止回阀V4，第一直线螺杆L1连接并驱动第一活塞S1，第二直线螺杆L2连接并驱动第二活塞S2，控制单元101与驱动电机M连接，驱动电机M的输出端耦合到驱动直线螺杆L，第一直线螺杆L1与驱动直线螺杆L正向啮合，第二直线螺杆L2与驱动直线螺杆L反向啮合，通过驱动直线螺杆L与第一直线螺杆L1及第二直线螺杆L2的啮合，可将驱动直线螺杆L的旋转运动同时转换为第一直线螺杆L1及第二直线螺杆L2的直线运动（图中的左右方向），且驱动直线螺杆L旋转同时驱动第一直线螺杆L1和第二直线螺杆L2在相反方向上的直线运动使第一气缸G1和第二气缸G2产生的容积变化量相同。

通过驱动直线螺杆L与第一直线螺杆L1及第二直线螺杆L2的啮合关系，容量控制装置的工作过程可以设计成：当驱动直线螺杆L被驱动电机M驱动而顺时针转动时，第一直线螺杆L1向图示左方直线运动，带动第一活塞S1压缩第一气缸G1的容积，第一气缸G1内的气体通过第二单向止回阀V2排出至外部气路，此时第一单向止回阀V1关闭，同时，第二直线螺杆L2向图示右方直线运动，带动第二活塞S2扩大第二气缸G2的容积，外部气路的气体通过第二单向止回阀V4进入第二气缸G2内，此时第三单向止回阀V3关闭；相反地，当驱动直线螺杆L被驱动电机M驱动而逆时针转动时，第一直线螺杆L1向图示右方直线运动，带动第一活塞S1扩大第一气缸G1的容积，外部气路的气体通过第一单向止回阀V1进入第一气缸G1内，此时第二单向止回阀V2关闭，同时，第二直线螺杆L2向图示左方直线运动，带动第二活塞S2压缩第二气缸G2的容积，第二气缸G2内的气体通过第三单向止回阀V3排出至外部气路，此时第四单向止回阀V4关闭。

在优选的实施例里，第一气缸G1与第二气缸G2的截面积大小一致，由驱动直线螺杆L旋转驱动第一直线螺杆L1和第二直线螺杆L2各自行进的距离大小一致。

控制单元101可通过CPU和相关驱动电路控制驱动电机M进行正转、反转以及转动的速度和角度。为了达到对容量的精确控制，可以对驱动电机M的正反转角度进行调整，以消除第一气缸G1与第二气缸G2尺寸上存在的加工误差。为了消除误差，可将调整数据存放在存储单元中，控制单元101在每次上电初始化时读取调整数据用于消除误差，达到容量精确控制的目的。

在一种实施例里，呼吸机包括呼吸气路（未图示）和与呼吸气路相连的容量控制装置，容量控制装置如图1所示。通过容量控制装置，该呼吸机可实现微潮气量的精确持续恒定输出。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种容量控制装置，其特征在于,包括第一气缸、第二气缸、第一活塞、第二活塞、第一直线螺杆、第二直线螺杆、驱动直线螺杆、驱动电机以及控制单元，所述第一活塞气密封地安装在所述第一气缸上，所述第一气缸上设置有用于进气的第一单向止回阀和用于排气的第二单向止回阀，所述第二活塞气密封地安装在所述第二气缸上，所述第二气缸上设置有用于排气的第三单向止回阀和用于进气的第四单向止回阀，所述第一直线螺杆连接并驱动所述第一活塞，所述第二直线螺杆连接并驱动所述第二活塞，所述控制单元与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端耦合到所述驱动直线螺杆，所述第一直线螺杆与所述驱动直线螺杆正向啮合，所述第二直线螺杆与所述驱动直线螺杆反向啮合，所述驱动直线螺杆旋转同时驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆在相反方向上的直线运动使所述第一气缸和所述第二气缸产生的容积变化量相同。

2.如权利要求1所述的容量控制装置，其特征在于, 所述第一气缸与所述第二气缸的截面积大小一致，由所述驱动直线螺杆旋转驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆各自行进的距离大小一致。

3.一种呼吸机，包括呼吸气路和与所述呼吸气路相连的容量控制装置，其特征在于,所述容量控制装置包括第一气缸、第二气缸、第一活塞、第二活塞、第一直线螺杆、第二直线螺杆、驱动直线螺杆、驱动电机以及控制单元，所述第一活塞气密封地安装在所述第一气缸上，所述第一气缸上设置有用于进气的第一单向止回阀和用于排气的第二单向止回阀，所述第二活塞气密封地安装在所述第二气缸上，所述第二气缸上设置有用于排气的第三单向止回阀和用于进气的第四单向止回阀，所述第一直线螺杆连接并驱动所述第一活塞，所述第二直线螺杆连接并驱动所述第二活塞，所述控制单元与所述驱动电机连接，所述驱动电机的输出端耦合到所述驱动直线螺杆，所述第一直线螺杆与所述驱动直线螺杆正向啮合，所述第二直线螺杆与所述驱动直线螺杆反向啮合，所述驱动直线螺杆旋转同时驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆在相反方向上的直线运动使所述第一气缸和所述第二气缸产生的容积变化量相同。

4.如权利要求3所述的呼吸机，其特征在于, 所述第一气缸与所述第二气缸的截面积大小一致，由所述驱动直线螺杆旋转驱动所述第一直线螺杆和所述第二直线螺杆各自行进的距离大小一致。