CN217041020U - 安全泄压装置和呼吸机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种安全泄压装置和具有安全泄压装置的呼吸机，能够在呼吸机发生异常情况时为病人提供正常的呼吸环境。呼吸机包括吸气阀、第二传感器和安全泄压装置。吸气阀具有安全阀口。安全泄压装置包括动力装置、控制单元和弹性件，控制单元连通动力装置与弹性件；动力装置作为安全泄压装置的气源；弹性件能够膨胀与收缩，安装在安全阀口处；控制单元用于使得动力装置抽取的外界空气经过控制单元进入弹性件的内腔，以使弹性件膨胀并封堵安全阀口；控制单元还用于使得弹性件内腔的外界空气排出，以使弹性件收缩并开放安全阀口，并使安全阀口与外界连通。本申请方案可以通过调节弹性件的体积，从而快速、准确的调节安全阀口的开/关状态。

Description

安全泄压装置和呼吸机

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种安全泄压装置和具有所述安全泄压装置的呼吸机。

背景技术

呼吸机是一种重要的医疗设备。呼吸机的吸气阀在工作中，其内会有一定的正压供病人吸气，但在呼吸机发生异常情况时，如呼吸机掉电、发生故障和吸气阀超压等情况，会使得吸气阀无法正常工作，导致病人的呼吸环境异常。

实用新型内容

本申请提供了一种安全泄压装置和具有安全阀的呼吸机，能够在呼吸机发生异常情况时也能及时为病人提供正常的呼吸环境。

一种呼吸机的安全泄压装置,呼吸机包括吸气阀，吸气阀具有安全阀口。安全泄压装置包括动力装置、控制单元和弹性件，控制单元连通动力装置与弹性件；动力装置作为安全泄压装置的气源，动力装置用于与外界连通，抽取外界空气并输出外界空气；弹性件具有内腔，弹性件能够膨胀与收缩，弹性件用于安装在安全阀口处；控制单元用于使得动力装置抽取的外界空气经过控制单元进入弹性件的内腔，以使弹性件膨胀并封堵安全阀口；控制单元还用于使得弹性件内腔的外界空气排出，以使弹性件收缩并开放安全阀口，并使安全阀口与外界连通。

本申请方案中，呼吸机的安全泄压装置通过动力单元、控制单元和弹性件三部分元件，可以快速、准确的实现打开和关闭吸气阀的安全阀口。

其中，控制单元包括控制阀，控制阀具有第一接口、第二接口和第三接口；第一接口与动力装置连通；第二接口与外界连通，第三接口与弹性件连通。

控制阀用于使第一接口与第三接口连通，使第二接口与第三接口断开，以使动力装置与弹性件的内腔连通，进而使动力装置抽取的外界空气经过控制单元进入弹性件的内腔，以使弹性件膨胀并封堵安全阀口。

控制阀还用于使第二接口与第三接口连通，使第一接口与第三接口断开，以使弹性件的内腔与外界连通以便弹性件内的外界空气排出至外界，并使弹性件收缩并开放安全阀口。

其中，控制单元还包括单向阀，单向阀的一端与动力装置连通，单向阀的另一端与第一接口连通；单向阀仅允许动力装置向弹性件的内腔输入气体，使得弹性件的内腔的气体无法通过单向阀输入动力装置。

其中，控制单元包括第一控制阀和第二控制阀；第一控制阀包括第一接口和第二接口，第一控制阀的第一接口与动力装置连通，第一控制阀的第二接口与弹性件的内腔连通；第二控制阀包括第一接口和第二接口，第二控制阀的第一接口与弹性件的内腔连通，第二控制阀的第二接口与外界连通。

第一控制阀用于使第一控制阀的第一接口与第一控制阀的第二接口连通，第二控制阀用于使第二控制阀的第一接口与第二控制阀的第二接口断开，以使动力装置与弹性件的内腔连通，进而使动力装置抽取的外界空气经过控制单元进入弹性件的内腔，以使弹性件膨胀并封堵安全阀口。

第一控制阀还用于使第一控制阀的第一接口与第一控制阀的第二接口断开，第二控制阀还用于使第二控制阀的第一接口与第二控制阀的第二接口连通，以使弹性件的内腔与外界连通以便弹性件内的外界空气排出至外界，并使弹性件收缩并开放安全阀口。

其中，控制单元包括第一单向阀和第三控制阀，第一单向阀的一端与动力装置连通，第一单向阀的另一端与弹性件的内腔连通。

第三控制阀包括第一接口和第二接口，第三控制阀的第一接口与弹性件的内腔连通，第三控制阀的第二接口与外界连通。

第一单向阀用于使内部连通，第三控制阀用于使第三控制阀的第一接口与第三控制阀的第二接口断开，以使动力装置与弹性件的内腔连通，进而使动力装置抽取的外界空气经过控制单元进入弹性件的内腔，以使弹性件膨胀并封堵安全阀口。

第一单向阀还用于使内部断开，第三控制阀还用于使第三控制阀的第一接口与第三控制阀的第二接口连通，以使弹性件的内腔与外界连通以便弹性件内的外界空气排出至外界，并使弹性件收缩并开放安全阀口。

其中，控制单元还包括第一传感器，第一传感器用于检测弹性件的内腔的气压；控制单元用于在第一传感器的检测结果指示弹性件的内腔的气压达到设定气压值的情况下，将动力装置与弹性件断开。

其中，安全泄压装置还包括限流器，限流器的一端与动力装置连通，限流器的另一端与控制单元连通，限流器用于调节动力装置输出的外界空气的流量。

其中，弹性件为弹性材料包围形成的空腔结构。

呼吸机包括吸气阀，以及上述的安全泄压装置；吸气阀具有主流道和安全阀口，主流道与安全阀口连通；主流道内有医疗气体流通；安全泄压装置的弹性件安装在安全阀口处。

其中，呼吸机还包括第二传感器，第二传感器用于检测吸气阀内的气压；控制单元用于在第二传感器的检测结果指示吸气阀内的气压超过设定气压值的情况下，使弹性件的内腔的外界空气排出，以使弹性件收缩并开放安全阀口，以便安全阀口与外界连通。

本申请方案中，呼吸机的安全泄压装置通过第二传感器的反馈，可以快速、准确的实现打开和关闭吸气阀的安全阀口。本申请的安全泄压装置体积较小、成本低、安全阀响应和泄压速度迅速、泄压压力可控，可以有效的节省呼吸机的空间与成本。

附图说明

为更清楚地阐述本申请的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本申请实施例1的充气功能结构框图；

图2是本申请实施例1的排气功能结构框图；

图3是本申请实施例2的原理示意图；

图4是本申请实施例3的原理示意图；

图5是本申请实施例4的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。

实施例一

图1和图2表示本实施例的呼吸机10的功能结构框图。如图1和图2所示，呼吸机10包括吸气阀、第二传感器和安全泄压装置。

吸气阀具有主气道和安全阀口。吸气阀在呼吸机10内正常工作时，呼吸机10的医疗气体只流经主气道进入人体，不通过安全阀口。当吸气阀内的气体超压(即超过设定压强)或者呼吸机10掉电时，需要及时开通安全阀口。

第二传感器用于检测吸气阀内的气压，安全泄压装置与吸气阀配合安装，安全泄压装置能够根据第二传感器的检测结果调节吸气阀的气道状态。例如，当第二传感器检测到吸气阀内的气压超压时，安全泄压装置能够将吸气阀的安全阀口打开，吸气阀内的医疗气体能够从安全阀口排出，从而减小吸气阀内的气压；当第二传感器检测到吸气阀内的气压正常时，安全泄压装置能够保持吸气阀的安全阀口关闭，维持呼吸机10的正常工作。

安全泄压装置包括动力单元、控制单元和弹性件。动力单元与控制单元配合调节弹性件的充气与排气。其中，气体由动力单元出发经过控制单元流动至弹性件的内腔的路径称为充气通道A；气体由弹性件的内腔经过控制单元进入外界空气的路径称为排气通道B。

动力单元作为安全泄压装置中充气通道A的气源，动力单元与外界空气连通并吸取外界空气，将外界空气调节至合适的流量大小，并输送至控制单元。

如图1和图2所示，控制单元内有两条路径，其中一条路径的一端连通动力单元，另一端连通弹性件的内腔，该路径为充气通道A的一部分。另一条路径的一端连通弹性件的内腔，另一端连通外界空气，该路径为排气通道B的一部分。控制单元能够通过切换两条路径的连通状态来控制充气通道A和排气通道B的开关状态，从而能够调节弹性件的体积大小。

当控制单元开通充气通道A时(此时排气通道B处于关断状态)，动力单元输送的气体通过控制单元进入弹性件的内腔，使得弹性件膨胀，体积增大；当控制单元开通排气通道B时(此时充气通道A处于关断状态)，弹性件内的气体通过控制单元进入大气，使得弹性件收缩，体积减小。

同时，控制单元仅允许动力单元通过控制单元向弹性件的内腔输送气体，不允许弹性件的内腔的气体通过控制单元向动力单元输送气体。

呼吸机10的工作原理为：

如图1所示，呼吸机10正常工作——动力单元工作，获取外界空气并将外界空气调节至合适的流量大小，控制单元通电从而保持开通充气通道A的状态，外界空气进入弹性件的内腔，使得弹性件的体积膨胀，弹性件的外表面靠近吸气阀的安全阀口并将其封堵。此时，吸气阀内的医疗气体沿t1路径流动并进入人体，医疗气体不经过安全阀口。

如图2所示，呼吸机10发生异常——在呼吸机10发生异常时，控制单元能够开通排气通道B，弹性件的内腔的气体经过排气通道B排入外界空气，使得弹性件的体积缩小，不再封堵安全阀口。其中，对于呼吸机10掉电这种异常，控制单元能够自动开通排气通道B，从而开通安全阀口，外界空气可经过安全阀口进入主气道，进而进入人体，从而能够及时为病人提供自主呼吸的通道。对于呼吸机10的吸气阀内的医疗气体超压这种异常，第二传感器检测到吸气阀内的医疗气体压力超出正常值，当安全阀口开放后，吸气阀内的医疗气体沿t2路径流动并通过安全阀口进入大气，以及时调节吸气阀内的压力值，待吸气阀的主气道的压力回归正常值后，重新封堵吸气阀的安全阀口，从而确保病人吸入合适气压的医疗气体。

现有的吸气阀的安全泄压装置的设计，主要分为电磁铁式和机械式两种形式。电磁铁式的安全阀响应和泄压速度迅速、泄压压力可控，但是电磁铁功耗较大发热严重；机械式的安全阀结构简单、无需功耗，但是响应和泄压速度较慢、泄压压力范围较大，且在紧急情况下(如呼吸机10掉电、故障等)，无法排出气道内残存的压力。

本实施例中，呼吸机10的安全泄压装置通过动力单元、控制单元和弹性件三部分元件，可以快速、准确的实现打开和关闭吸气阀的安全阀口，由于弹性件与安全阀口为封堵配合，因此可以任意调节弹性件的体积大小，从而灵活的调节安全阀口的出气/进气的流量大小。另外，本实施例的安全泄压装置体积较小、成本低、安全阀响应和泄压速度迅速、泄压压力可控，可以有效的节省呼吸机10的空间与成本。

实施例二

如图3所示，本实施例提供了一种安全泄压装置3，用于与吸气阀1以及吸气阀1内的第二传感器2配合，安全泄压装置3能够控制吸气阀1的工作状态。在发生紧急情况时，安全泄压装置3能够调节吸气阀1的气道状态，维持呼吸机10正常工作或为病人提供自主呼吸的通道。

如图3所示，安全泄压装置3包括动力单元31、控制单元32和弹性件33。动力单元31与控制单元32配合调节弹性件33的充气与排气。其中，气体由动力单元31出发经过控制单元32运动至弹性件33的内腔的路径称为充气通道A；气体由弹性件33的内腔经过控制单元32进入外界空气的路径称为排气通道B。

动力单元31包括动力装置311和限流器312，动力装置311与限流器312连通，动力装置311与限流器312都位于充气通道A上。动力单元31作为安全泄压装置3中充气通道A的气源，与外界空气连通并吸入外界空气，将外界空气调节至合适的流量大小，输送至控制单元32。

动力装置311与外界空气的气道入口C连通，动力装置311作为充气通道A的气源，为安全泄压装置3的弹性件33提供一定压强的气体。示意性的，动力装置311可以为小型气泵、呼吸机10内的涡轮风机或其他高压气源。

限流器312的一端与动力装置311连通，限流器312的另一端与控制单元32连通。限流器312能够在充气通道A上调节动力装置311提供的气体的流量，降低气体流速，保持气流稳定。示意性的，限流器312可以是节流阀。节流阀的流量调节范围大，流量压差变化平滑。

控制单元32包括单向阀321、控制阀322和第一传感器323。控制单元32能够控制弹性件33的内腔的充气以及排气，并且仅允许动力单元31通过控制单元32向弹性件33的内腔输送气体，不允许弹性件33的内腔的气体通过控制单元32流向动力单元31。

单向阀321在充气通道A上，单向阀321的一端与限流器312连通，单向阀321的另一端与控制阀322连通。单向阀321仅允许气体从限流器312流向控制阀322，气体无法从控制阀322向限流器312逆流。单向阀321靠近限流器312的一端压力比单向阀321靠近控制阀322的一端压力高时，单向阀321的内部自动连通，单向阀321的两端气压相等时，单向阀321的内部自动关闭。

控制阀322具有第一接口322a、第二接口322b和第三接口322c，第一接口322a、第二接口322b和第三接口322c两两间隔分布。第一接口322a与单向阀321连通，第二接口322b与外界空气连通，第三接口322c与弹性件33的内腔连通。控制阀322能够切换第一接口322a与第三接口322c的连通状态，或切换第二接口322b与第三接口322c的连通状态。示意性的，控制阀322可以是两位三通电磁阀。

当控制阀322通电时，控制阀322的第一接口322a与第三接口322c连通，在控制阀322内形成的内部通道为充气通道A的一部分，此时排气通道B处于断开状态；当控制阀322掉电时，控制阀322的第二接口322b与第三接口322c连通，在控制阀322内形成的内部通道为排气通道B的一部分，此时充气通道A处于断开状态。

第一传感器323能够检测弹性件33的内腔压力，控制阀322能够根据第一传感器323的检测信号切换控制阀322的内部连通状态。示意性的，第一传感器323可以为气压传感器。

弹性件33具有内腔，弹性件33的内腔与控制阀322的第三接口322c连通。向弹性件33的内腔充气时，弹性件33能够膨胀，体积增大；弹性件33的内腔向外排气时，弹性件33能够收缩，体积减小。示意性的，弹性件33可以是空心的气囊。

本实施例中，气体在充气通道A内的运动路径为：气体被吸入动力装置311，由动力装置311输送至限流器312；气体经过限流器312调节至合适的流量大小后，被输送至单向阀321；单向阀321仅允许气体由限流器312流向控制阀322；气体进入控制阀322的第一接口322a，并从第三接口322c流入弹性件33的内腔。

气体在排气通道B内的流动路径为：弹性件33的内腔的气体进入控制阀322的第三接口322c，从控制阀322的第二接口322b流动至外界空气中。

安全泄压装置3的工作原理为:

呼吸机10正常输送医疗气体——如图1和图3所示，动力单元31工作，动力装置311与外界空气的气道入口C连通，吸取外界空气后在充气通道A内输送外界空气，外界空气经过限流器312，限流器312将气流调节至合适的流量大小，单向阀321打开，外界空气进入单向阀321，流向控制阀322。控制阀322处于通电状态，控制阀322的第一接口322a和第三接口322c连通，外界空气经过控制阀322进入弹性件33的内腔，使得弹性件33的体积膨胀，弹性件33的外表面靠近安全阀口12并将其封堵。弹性件33内的压强在与动力装置311的压强近似相当时，单向阀321关闭，弹性件33的内腔的气体无法通过单向阀321流向限流器321，因此弹性件33的体积保持不变，弹性件33持续封堵安全阀口12，维持呼吸机10的吸气阀1能够正常工作，吸气阀1内的医疗气体沿主气道11内的t1路径流动并进入人体。在呼吸机10正常工作时，控制阀322一直处于通电状态，即保持第一接口322a和第三接口322c连通状态，因此需要单向阀321的存在，防止气体逆流回到动力装置311。

呼吸机10发生异常——如图2和图3所示，在呼吸机10发生异常时，控制阀322的第二接口322b和第三接口322c连通，弹性件33的内腔的气体经过排气通道B进入外界空气，弹性件33收缩，体积减小，不再封堵安全阀口12。其中，对于呼吸机10掉电这种异常，控制阀322也掉电，控制阀322的第二接口322b和第三接口322c自动连通，进而开放安全阀口12，外界空气可经过安全阀口12进入主气道11，进而进入人体，从而能够及时为病人提供自主呼吸的通道。对于呼吸机10的吸气阀1内的医疗气体超压这种异常，第一传感器2检测到吸气阀1内的医疗气体压力超出正常值，需要使控制阀322掉电，进而开放安全阀口12，吸气阀1内的医疗气体沿t2路径流动并通过安全阀口12进入大气，以及时调节吸气阀1内的压力值，待吸气阀1的主气道11的压力回归正常值后，重新封堵吸气阀1的安全阀口12，从而确保病人吸入合适气压的医疗气体。

本实施例中，动力装置311可以复用呼吸机10内的涡轮风机，高效利用呼吸机10内的元件。

本实施例中，限流器312在充气通道A中能够将气体流量降低到合适的范围，使气流更加平稳，有利于更好的控制后续对于弹性件33的内腔的充气过程。

本实施例中，单向阀321在充气过程中仅允许气体从限流器312流向控制阀322，其内部结构会防止气体从控制阀322逆流向限流器312。由于控制阀322在呼吸机10正常工作的过程中都处于第一接口322a与第三接口322c连通的状态，因此需要单向阀321的存在，防止弹性件33的内腔的气体通过单向阀321溢出。

本实施例中，控制阀322可以为两位三通电磁阀，便于在对弹性件33的内腔的充气过程中，通电后保持第一接口322a与第三接口322c连通的状态。同时，在呼吸机10发生掉电的异常情况下，能够快速的响应，实现第二接口322b与第三接口322c的连通，及时打开排气通道B，减小弹性件33的体积，及时开通安全阀口12，保证给病人正常输气，为病人的自主呼吸提供通道，防止窒息。

本实施例中，第一传感器323能够监测弹性件33的内腔的气压，当需要将弹性件33体积控制在一定大小的时候，可以通过第一传感器323的反馈灵活调节弹性件33的体积。

现有的吸气阀的安全泄压装置的设计，主要分为电磁铁式和机械式两种形式。电磁铁式的安全泄压装置的响应和泄压速度迅速、泄压压力可控，但是电磁铁功耗较大发热严重；机械式的安全泄压装置结构简单、无需功耗，但是响应和泄压速度较慢、泄压压力范围较大，且在紧急情况下(如呼吸机掉电、故障等)，无法排出主气道内残存的压力。

本实施例中，安全泄压装置3通过动力单元31、控制单元32和弹性件33三部分元件相互配合，可以快速、准确的实现打开和关闭吸气阀1的安全阀口12。由于弹性件33与安全阀口12为封堵配合，因此可以任意调节弹性件33的体积大小，从而灵活的调节安全阀口12的出气/进气的流量大小。另外，本实施例的安全泄压装置3体积较小、成本低，可以有效的节省呼吸机10的空间与成本。

实施例三

如图4所示，安全泄压装置4包括动力单元41、控制单元42和弹性件43。动力单元41与控制单元42配合调节弹性件43的充气与排气。其中，气体由动力单元41出发经过控制单元42运动至弹性件43的内腔的路径称为充气通道A；气体由弹性件43的内腔经过控制单元42进入外界空气的路径称为排气通道B。

动力单元41包括动力装置411和限流器412，动力装置411与限流器412连通，动力装置411与限流器412都位于充气通道A上。动力单元41作为安全泄压装置4中充气通道A的气源，与外界空气连通并吸入外界空气，将外界空气调节至合适的流量大小，输送至控制单元42。

动力装置411与外界空气的气道入口C连通，动力装置411作为充气通道A的气源，为安全泄压装置4的弹性件43提供一定压强的气体。示意性的，动力装置411可以为小型气泵、呼吸机10内的涡轮风机或其他高压气源。

限流器412的一端与动力装置411连通，限流器412的另一端与控制单元42连通。限流器412能够在充气通道A上调节动力装置411提供的气体的流量，降低气体流速，保持气流稳定。示意性的，限流器412可以是节流阀。节流阀的流量调节范围大，流量压差变化平滑。

实施例三的安全泄压装置4与实施例二的安全泄压装置3不同的是控制单元42，下面将描述实施例三的控制单元42。

控制单元42包括第一控制阀421、第二控制阀423和第一传感器422。控制单元42能够控制弹性件43的内腔的充气与排气，并且仅允许动力单元41通过控制单元42向弹性件43的内腔输送气体，不允许弹性件43的内腔的气体通过控制单元42向动力单元41输送气体。

第一控制阀421在充气通道A上，第一控制阀421的一端与限流器412连通，第一控制阀421的另一端与弹性件43的内腔连通。第一控制阀421为常闭的阀门。其中，“常闭”指在常态(不通电)的情况下，第一控制阀421的内部处于断开状态；在通电时，第一控制阀421的内部才会处于连通状态。

第一控制阀421具有第一接口421a和第二接口421b。第一接口421a与限流器412连通，第二接口421b与弹性件43的内腔连通。第一控制阀421能够切换内部的连通状态，当第一控制阀421通电时，第一接口421a与第二接口421b连通，在第一控制阀421内形成的内部通道为充气通道A的一部分；当第一控制阀421掉电时，第一控制阀421内部阻断，第一接口421a不与第二接口421b连通，充气通道A处于断开状态。示意性的，第一控制阀421可以是常闭的D两位两通电磁阀。

第二控制阀423在排气通道B上，第二控制阀423的一端与弹性件43的内腔连通，第二控制阀423的另一端与外界空气连通。第二控制阀423为常开的阀门。其中，“常开”指在常态(不通电)的情况下，第二控制阀423的内部处于连通状态；在通电时，第二控制阀423的内部处于断开状态。第二控制阀423具有第一接口423a和第二接口423b。第一接口423a与弹性件43的内腔连通，第二接口423b与外界空气连通。第二控制阀423能够切换内部的连通状态，当第二控制阀423掉电时，第一接口423a与第二接口423b连通，在第二控制阀423内形成的内部通道为排气通道B的一部分；当第二控制阀423通电时，第二控制阀423内部阻断，第一接口423a不与第二接口423b连通，排气通道B处于断开的状态。示意性的，第二控制阀423可以是常开的两位两通电磁阀。

第一传感器422能够感应弹性件43的内腔压力，第一控制阀421能够根据第一传感器422的检测信号切换第一控制阀421的内部连通状态。示意性的，第一传感器422可以为气压传感器。

弹性件43具有内腔，弹性件43的内腔与第一控制阀421的第二接口421b和第二控制阀423的第一接口423a连通。向弹性件43的内腔充气时，弹性件43能够膨胀，体积增大；弹性件43的内腔向外排气时，弹性件43能够收缩，体积减小。示意性的，弹性件43可以是空心的气囊。

由此，气体在充气通道A内的运动路径为：气体被吸入动力装置411，由动力装置411传输至限流器412；气体经过限流器412调节至合适的流量大小后，被传输至常闭的第一控制阀421；气体进入第一控制阀421的第一接口421a，并从第二接口421b输出至弹性件43的内腔。

气体在排气通道B内的运动路径为：弹性件43的内腔的气体进入常开的第二控制阀423的第一接口423a，从第二控制阀423的第二接口423b输出至外界空气中。

安全泄压装置4的工作原理为:

呼吸机10正常输送医疗气体——如图1和图4所示，动力单元41工作，动力装置411与外界空气的气道入口C连通，吸取外界空气后在充气通道A内输送外界空气，外界空气经过限流器412，限流器412将气流调节至合适的流量大小，外界空气从第一接口421a进入第一控制阀421。第一控制阀421处于通电状态，第一控制阀421的第一接口421a和第二接口421b连通，外界空气经过第一控制阀421进入弹性件43的内腔，使得弹性件43的体积膨胀，弹性件43的外表面靠近安全阀口12并将其封堵。第一传感器422检测到弹性件43内的压强在与动力装置411的压强近似相当时，则使第一控制阀421掉电，关闭第一控制阀421内的充气通道A，使第一接口421a不与第二接口421b连通，弹性件43的内腔的气体无法通过第一控制阀421流向限流器412，因此弹性件43的体积保持不变，弹性件43持续封堵安全阀口12，维持呼吸机10的吸气阀1能够正常工作，吸气阀1内的医疗气体沿主气道11内的t1路径流动并进入人体。在对弹性件43进行充气时，第一控制阀421一直处于通电状态，即保持第一接口421a和第二接口421b连通状态，充气完成时，关断第一控制阀421内的充气通道A,使第一接口421a不与第二接口421b连通，防止气体逆流回到动力装置411。在呼吸机10正常工作时，第一控制阀421一直处于通电状态，即保持第一接口421a和第二接口421b断开的状态，防止气体从第一控制阀421内流出。

呼吸机10发生异常——如图2和图4所示，在呼吸机10发生异常时，第二控制阀423的第一接口423a和第二接口423b连通，弹性件43的内腔的气体经排气通道B进入外界空气，弹性件43收缩，体积减小，不再封堵安全阀口12。其中，对于呼吸机10掉电这种异常，常开的第二控制阀423也掉电，第二控制阀423的第一接口423a和第二接口423b自动连通，进而开放安全阀口12，外界空气可经过安全阀口12进入主气道11，进而进入人体，从而能够及时为病人提供自主呼吸的通道。对于呼吸机10的吸气阀1内的医疗气体超压这种异常，第一传感器2检测到吸气阀1内的医疗气体压力超出正常值，需要使第二控制阀423掉电，进而开放安全阀口12，吸气阀1内的医疗气体沿t2路径流动并通过安全阀口12进入大气，以及时调节吸气阀1内的压力值，待吸气阀1的主气道11的压力回归正常值后，重新封堵吸气阀1的安全阀口12，从而确保病人吸入合适气压的医疗气体。在呼吸机10突然掉电时时，常闭的第二控制阀423也处于掉电状态，第二控制阀423内的充气通道A处于关断的状态,使第一接口423a不与第二接口423b连通，防止弹性件43的内腔的气体逆流回到动力装置411。

本实施例中，动力装置411可以复用呼吸机10内的涡轮风机，高效利用呼吸机10内的元件。

本实施例中，限流器412在充气通道A中能够将气体流量降低到合适的范围，使气流更加平稳，有利于更好的控制后续对于弹性件43的内腔的充气过程。

本实施例中，第一控制阀421为常闭的阀门，仅在对弹性件43的内腔的充气过程中通电，使第一控制阀421的内部连通，防止充气结束后，弹性件43的内腔的气体通过第一控制阀421流向限流器412。

本实施例中，第二控制阀423为常开的阀门，在对弹性件43的内腔的充气过程中通电，使第二控制阀423的内部阻断，防止充气结束后，弹性件43的内腔的气体通过第二控制阀423流向外界空气。同时在掉电的情况下，第二控制阀423的内部自动连通，开通排气通道B，缩小弹性件43的体积，做到紧急情况下，及时开通安全阀口12，保证给病人正常输气，为病人的自主呼吸提供通道，防止窒息。

本实施例中，第一传感器422能够监测弹性件43的内腔的气压，当需要将弹性件43体积控制在一定大小的时候，可以通过第一传感器422的反馈灵活调节弹性件43的体积。

现有的吸气阀的安全泄压装置的设计，主要分为电磁铁式和机械式两种形式。电磁铁式的安全泄压装置的响应和泄压速度迅速、泄压压力可控，但是电磁铁功耗较大发热严重；机械式的安全泄压装置结构简单、无需功耗，但是响应和泄压速度较慢、泄压压力范围较大，且在紧急情况下(如呼吸机掉电、故障等)，无法排出主气道内残存的压力。

本实施例中，安全泄压装置4通过动力单元41、控制单元42和弹性件43三部分元件相互配合，可以快速、准确的实现打开和关闭吸气阀的安全阀口。由于弹性件43与安全阀口为封堵配合，因此可以任意调节弹性件43的体积大小，从而灵活的调节安全阀口的出气/进气的流量大小。另外，本实施例的安全泄压装置4体积较小、成本低，可以有效的节省呼吸机10的空间与成本。

实施例四

如图5所示，安全泄压装置5包括动力单元51、控制单元52和弹性件53。动力单元51与控制单元52配合调节弹性件53的充气与排气。其中，气体由动力单元51出发经过控制单元52运动至弹性件53的内腔的路径称为充气通道A；气体由弹性件53的内腔经过控制单元52进入外界空气的路径称为排气通道B。

动力单元51包括动力装置511和限流器512，动力装置511与限流器512连通，动力装置511与限流器512都位于充气通道A上。动力单元51作为安全泄压装置5中充气通道A的气源，与外界空气连通并吸入外界空气，将外界空气调节至合适的流量大小，输送至控制单元52。

动力装置51与外界空气的气道入口C连通，动力装置511作为充气通道A的气源，为安全泄压装置5的弹性件53提供一定压强的气体。示意性的，动力装置511可以为小型气泵、呼吸机10内的涡轮风机或其他高压气源。

限流器512的一端与动力装置511连通，限流器512的另一端与控制单元52连通。限流器512能够在充气通道A上调节动力装置511提供的气体的流量，降低气体流速，保持气流稳定。示意性的，限流器512可以是节流阀。节流阀的流量调节范围大，流量压差变化平滑。

实施例4的安全泄压装置5与实施例3的安全泄压装置4不同的是控制单元，下面将描述实施例4的控制单元52。

控制单元52包括第一单向阀521、第三控制阀523和第一传感器522。控制单元52能够控制动力单元51向弹性件53的内腔的充气与排气，并且仅允许动力单元51通过控制单元52向弹性件53的内腔输送气体，不允许弹性件53的内腔的气体通过控制单元52向动力单元51输送气体。

第一单向阀521在充气通道A上，第一单向阀521的一端与限流器512连通，第一单向阀521的另一端与弹性件53的内腔连通。第一单向阀521仅允许气体从限流器512流向弹性件53的内腔，气体无法从弹性件53的内腔向限流器512逆流。第一单向阀521靠近限流器512的一端压力比第一单向阀521靠近弹性件53一端的压力高时，第一单向阀521的内部自动连通，第一单向阀521的两端气压近似相等时，第一单向阀521的内部自动关闭。

第三控制阀523在排气通道B上，第三控制阀523的一端与弹性件53的内腔连通，第三控制阀523的一端与外界空气连通。第三控制阀523为常开的阀门。其中，“常开”指在常态(不通电)的情况下，第三控制阀523的内部处于连通状态；在通电时，第三控制阀523的内部处于断开状态。第三控制阀523具有第一接口523a和第二接口523b。第一接口523a与弹性件53的内腔连通，第二接口523b与外界空气连通。第三控制阀523能够切换内部的连通状态，当第三控制阀523掉电时，第一接口523a与第二接口523b连通，在第三控制阀523内形成的内部通道为排气通道B的一部分；当第三控制阀523通电时，第三控制阀523内部阻断，第一接口523a不与第二接口523b连通，排气通道B处于断开的状态。示意性的，第三控制阀523可以是常开的两位两通电磁阀。

第一传感器522能够感应弹性件53的内腔压力，能够根据第一传感器522的检测信号切换第一单向阀521的内部连通状态。示意性的，第一传感器522可以为气压传感器。

弹性件53具有内腔，弹性件53的内腔与第一单向阀521的一端和第三控制阀523的第一接口523a连通。向弹性件53的内腔充气时，弹性件53能够膨胀，体积增大；弹性件53的内腔向外排气时，弹性件53能够收缩，体积减小。示意性的，弹性件53可以是空心的气囊。

由此，气体在充气通道A内的运动路径为：气体被吸入动力装置511，由动力装置511传输至限流器512；气体经过限流器512调节至合适的流量大小后，被传输至开启的第一单向阀521；气体经过第一单向阀521进入弹性件53的内腔。

气体在排气通道B内的运动路径为：弹性件53的内腔的气体进入常开的第三控制阀523的第一接口523a，从第三控制阀523的第二接口523b输出至外界空气中。

安全泄压装置5的工作原理为:

呼吸机10正常输送医疗气体——如图1和图5所示，动力单元51工作，动力装置511与外界空气的气道入口C连通，吸取外界空气后在充气通道A内输送外界空气，外界空气经过限流器512，限流器512将气流调节至合适的流量大小流向第一单向阀521，第一单向阀521开启，外界空气经过第一单向阀521进入弹性件53的内腔，使得弹性件53的体积膨胀，弹性件53的外表面靠近安全阀口12并将其封堵。弹性件53内的压强在与动力装置511的压强近似相当时，则第一单向阀521自动关闭，从而关闭充气通道A，弹性件53的内腔的气体也无法通过第一单向阀521流向限流器512，因此弹性件53的体积保持不变，弹性件53持续封堵安全阀口12，维持呼吸机10的吸气阀1能够正常工作，吸气阀1内的医疗气体沿主气道11内的t1路径流动并进入人体。在对弹性件53进行充气时，第一单向阀521一直处于连通状态，即保持充气通道A的路径畅通。同时，第一单向阀521能防止气体逆流回到动力装置511。

呼吸机10发生异常——如图2和图5所示，在呼吸机10发生异常时，第三控制阀523的第一接口523a和第二接口523b连通，弹性件53的内腔的气体经过排气通道B进入外界空气，弹性件53收缩，体积减小，不再封堵安全阀口12。其中，对于呼吸机10掉电这种异常，常开的第三控制阀523也掉电，第三控制阀523的第一接口523a和第二接口523b自动连通，进而开放安全阀口12，外界空气可经过安全阀口12进入主气道11，进而进入人体，从而能够及时为病人提供自主呼吸的通道。对于呼吸机10的吸气阀1内的医疗气体超压这种异常，第二传感器2检测到吸气阀1内的医疗气体压力超出正常值，需要使第三控制阀523掉电，进而开放安全阀口12，吸气阀1内的医疗气体沿t2路径流动并通过安全阀口12进入大气，以及时调节吸气阀1内的压力值，待吸气阀1的主气道11的压力回归正常值后，重新封堵吸气阀1的安全阀口12，从而确保病人吸入合适气压的医疗气体。

本实施例中，动力装置511可以复用呼吸机10内的涡轮风机，高效利用呼吸机10内的元件。

本实施例中，限流器512在充气通道A中能够将气体流量降低到合适的范围，使气流更加平稳，有利于更好的控制后续对于弹性件53的内腔的充气过程。

本实施例中，第一单向阀521在充气过程中仅允许气体从限流器512流向第三控制阀523，其内部结构会防止气体从弹性件53的内腔逆流向限流器512。

本实施例中，第三控制阀523为常开的阀门，在对弹性件53的内腔的充气过程中通电，使第三控制阀523的内部阻断，防止充气结束后，弹性件53的内腔的气体通过第三控制阀523流向限流器512。同时在掉电的情况下，第三控制阀523的内部连通，开通排气通道B，缩小弹性件53的体积，做到紧急情况下，及时开通安全阀口12，为病人的自主呼吸提供通道，防止窒息。

本实施例中，第一传感器522能够监测弹性件53的内腔的气压，当需要将弹性件53体积控制在一定大小的时候，可以通过第一传感器522的反馈灵活调节弹性件53的体积。

现有的吸气阀的安全泄压装置的设计，主要分为电磁铁式和机械式两种形式。电磁铁式的安全泄压装置的响应和泄压速度迅速、泄压压力可控，但是电磁铁功耗较大发热严重；机械式的安全泄压装置结构简单、无需功耗，但是响应和泄压速度较慢、泄压压力范围较大，且在紧急情况下(如呼吸机掉电、故障等)，无法排出主气道内残存的压力。

本实施例中，安全泄压装置5通过动力单元51、控制单元52和弹性件53三部分元件相互配合，可以快速、准确的实现打开和关闭吸气阀1的安全阀口12。由于弹性件53与安全阀口12为封堵配合，因此可以任意调节弹性件53的体积大小，从而灵活的调节安全阀口12的出气/进气的流量大小。另外，本实施例的安全泄压装置5体积较小、成本低，可以有效的节省呼吸机10的空间与成本。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种呼吸机的安全泄压装置,所述呼吸机包括吸气阀，所述吸气阀具有安全阀口，其特征在于，

所述安全泄压装置包括动力装置、控制单元和弹性件，所述控制单元连通所述动力装置与所述弹性件；

所述动力装置作为所述安全泄压装置的气源，所述动力装置用于与外界连通，抽取外界空气并输出外界空气；

所述弹性件具有内腔，所述弹性件能够膨胀与收缩，所述弹性件用于安装在所述安全阀口处；

所述控制单元用于使得所述动力装置抽取的外界空气经过所述控制单元进入所述弹性件的内腔，以使所述弹性件膨胀并封堵所述安全阀口；所述控制单元还用于使得所述弹性件内腔的外界空气排出，以使所述弹性件收缩并开放所述安全阀口，并使所述安全阀口与外界连通。

2.根据权利要求1所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述控制单元包括控制阀，所述控制阀具有第一接口、第二接口和第三接口；所述第一接口与所述动力装置连通；所述第二接口与外界连通，所述第三接口与所述弹性件连通；

所述控制阀用于使所述第一接口与所述第三接口连通，使所述第二接口与所述第三接口断开，以使所述动力装置与所述弹性件的内腔连通，进而使所述动力装置抽取的外界空气经过所述控制单元进入所述弹性件的内腔，以使所述弹性件膨胀并封堵所述安全阀口；

所述控制阀还用于使所述第二接口与所述第三接口连通，使所述第一接口与所述第三接口断开，以使所述弹性件的内腔与外界连通以便所述弹性件内的外界空气排出至外界，并使所述弹性件收缩并开放所述安全阀口。

3.根据权利要求2所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述控制单元还包括单向阀，所述单向阀的一端与所述动力装置连通，所述单向阀的另一端与所述第一接口连通；所述单向阀仅允许所述动力装置向所述弹性件的内腔输入气体，使得所述弹性件的内腔的气体无法通过所述单向阀输入所述动力装置。

4.根据权利要求1所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述控制单元包括第一控制阀和第二控制阀；所述第一控制阀包括第一接口和第二接口，所述第一控制阀的所述第一接口与所述动力装置连通，所述第一控制阀的所述第二接口与所述弹性件的内腔连通；所述第二控制阀包括第一接口和第二接口，所述第二控制阀的第一接口与所述弹性件的内腔连通，所述第二控制阀的所述第二接口与外界连通；

所述第一控制阀用于使所述第一控制阀的所述第一接口与所述第一控制阀的所述第二接口连通，所述第二控制阀用于使所述第二控制阀的第一接口与所述第二控制阀的所述第二接口断开，以使所述动力装置与所述弹性件的内腔连通，进而使所述动力装置抽取的外界空气经过所述控制单元进入所述弹性件的内腔，以使所述弹性件膨胀并封堵所述安全阀口；

所述第一控制阀还用于使所述第一控制阀的所述第一接口与所述第一控制阀的所述第二接口断开，所述第二控制阀还用于使所述第二控制阀的第一接口与所述第二控制阀的所述第二接口连通，以使所述弹性件的内腔与外界连通以便所述弹性件内的外界空气排出至外界，并使所述弹性件收缩并开放所述安全阀口。

5.根据权利要求1所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述控制单元包括第一单向阀和第三控制阀，所述第一单向阀的一端与所述动力装置连通，所述第一单向阀的另一端与所述弹性件的内腔连通；

所述第三控制阀包括第一接口和第二接口，所述第三控制阀的所述第一接口与所述弹性件的内腔连通，所述第三控制阀的所述第二接口与外界连通；

所述第一单向阀用于使内部连通，所述第三控制阀用于使所述第三控制阀的第一接口与所述第三控制阀的所述第二接口断开，以使所述动力装置与所述弹性件的内腔连通，进而使所述动力装置抽取的外界空气经过所述控制单元进入所述弹性件的内腔，以使所述弹性件膨胀并封堵所述安全阀口；

所述第一单向阀还用于使内部断开，所述第三控制阀还用于使所述第三控制阀的第一接口与所述第三控制阀的所述第二接口连通，以使所述弹性件的内腔与外界连通以便所述弹性件内的外界空气排出至外界，并使所述弹性件收缩并开放所述安全阀口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述控制单元还包括第一传感器，所述第一传感器用于检测所述弹性件的内腔的气压；所述控制单元用于在所述第一传感器的检测结果指示所述弹性件的内腔的气压达到设定气压值的情况下，将所述动力装置与所述弹性件断开。

7.根据权利要求1-5任一项所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述安全泄压装置还包括限流器，所述限流器的一端与所述动力装置连通，所述限流器的另一端与所述控制单元连通，所述限流器用于调节所述动力装置输出的外界空气的流量。

8.根据权利要求1-5任一项所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述弹性件为弹性材料包围形成的空腔结构。

9.一种呼吸机，其特征在于，

所述呼吸机包括吸气阀，以及权利要求1-8任一项所述的安全泄压装置；

所述吸气阀具有主流道和安全阀口，所述主流道与所述安全阀口连通；所述主流道内有医疗气体流通；

所述安全泄压装置的所述弹性件安装在所述安全阀口处。

10.根据权利要求9所述呼吸机，其特征在于，

所述呼吸机还包括第二传感器，所述第二传感器用于检测所述吸气阀内的气压；所述控制单元用于在所述第二传感器的检测结果指示所述吸气阀内的气压超过设定气压值的情况下，使所述弹性件的内腔的外界空气排出，以使所述弹性件收缩并开放所述安全阀口，以便所述安全阀口与外界连通。

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