CN217409385U - 一种单向密封阀及胸腔引流装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种单向密封阀及胸腔引流装置;其中,密封阀包括具有外联压力通道的阀盖件、具有第一引流通道和围绕第一引流通道分布的密封结合部的阀座件及固定在阀盖件与阀座件之间的密封件,密封件贴合密封结合部以将阀座件与阀盖件之间的空间分隔为与外联压力通道连通的第一腔室和围绕密封结合部分布的第二腔室,阀座件具有连通第二腔室的第二引流通道,密封件具有面向第一腔室的第一受力面及面向第二腔室和第一引流通道的第二受力面。由于整个密封件的大部分表面区域均可作为受力面,使得密封件的受力面积可以最大化,受力面积的增加可使密封件紧密贴合在密封结合部,提高了密封性能的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域,具体涉及一种单向密封阀及胸腔引流装置。
背景技术
在医疗行业对于单向阀的应用十分广泛,医疗器械对单向阀的密封性能的要求非常高,如胸腔引流装置、气管插管、呼吸机等均是单向阀具体应用的体现。以胸腔引流装置为例,其主要由引流管路、水封式容器、单向阀、负压发生器等构件组合搭建而成,通过将引流管路的一端置入胸腔内、另一端接入比其位置更低的水封式容器,即可在负压发生器所产生的负压作用下,排出患者胸腔内的气体或积液,而单向阀在此间的作用:一是确保气体的顺利导出,二是防止气体回流(即:倒流)或者防止胸腔与外界大气直接接触;因此,单向阀的密封性能直接决定了医疗器械产品的性能,尤其是使用的安全性。
然而,现有的单向阀受结构设计及组装等因素的影响,在实际应用时还存在密封性能不稳定、甚至密封失效等问题。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种单向密封阀以及应用了该密封阀的胸腔引流装置,以达到提升密封性能的稳定性的目的。
根据第一方面,一种实施例中提供了一种单向密封阀,包括:
阀盖件,具有外联压力通道;
阀座件,与所述阀盖件相对连接,所述阀座件具有第一引流通道、围绕第一引流通道分布的密封结合部和位于密封结合部外周侧的第二引流通道;以及
密封件,具有相对的第一受力面和第二受力面,所述密封件的边缘与阀盖件和/或阀座件固定,所述密封件贴合密封结合部,以将所述阀盖件与阀座件之间的空间分隔为与外联压力通道连通的第一腔室和围绕密封结合部分布且与第二引流通道连通的第二腔室,并同时阻断所述第一引流通道与第二引流通道;
所述第一受力面面向第一腔室设置,所述第二受力面面向第二腔室和第一引流通道设置;当所述第一受力面所受作用力小于第二受力面所受作用力时,所述密封件脱离密封结合部,所述第一引流通道与第二引流通道经由第二腔室导通。
一个实施例中,所述密封件包括:
密封体,用于在作用力下发生形变,以贴合或脱离所述密封结合部,所述密封体的覆盖范围包括第一引流通道和密封结合部;以及
定位凸缘,围绕设置在所述密封体的边缘,所述定位凸缘的边缘与阀盖件和/或阀座件固定,所述定位凸缘具有浮动结构,所述浮动结构用于在密封体脱离密封结合部时发生形变,以调节所述密封体与密封结合部之间的相对位置。
一个实施例中,所述浮动结构为柔性材料,且其呈褶皱状,所述浮动结构能够随密封体的运动而伸展和收缩。
一个实施例中,所述阀盖件还具有防护部,用于供所述密封件部分地抵靠。
一个实施例中,所述防护部为沿定位凸缘的轮廓轨迹设置于阀盖件朝向密封件一侧的表面上的凸起结构,以防止所述浮动结构朝向阀盖件发生过度形变;
和/或
所述防护部为若干间隔分布于阀盖件朝向密封件一侧的表面上的凸起结构,所述防护部至少部分区域位于密封体的轮廓覆盖范围内,用以防止所述密封体在朝向阀盖件发生过度形变时吸附于所述阀盖件或封堵外联压力通道。
一个实施例中,所述密封体包括:
密封部,用于在作用力下产生形变,以贴合或脱离所述密封结合部,所述密封部的覆盖范围包括第一引流通道和密封结合部;以及
限制部,围绕设置于所述密封部的边缘,所述限制部的抗形变能力强于密封部的抗形变能力;当所述密封部脱离密封结合部时,所述密封部变形大于限制部变形。
一个实施例中,所述限制部的壁厚大于密封部的壁厚,和/或所述限制部的结构硬度大于密封部的结构硬度,以使所述限制部的抗形变能力强于密封部的抗形变能力。
一个实施例中,所述密封结合部为位于阀座件朝向密封件一侧的表面上的凸起结构,以在所述密封件贴合密封结合部时,实现两者之间的面接触贴合。
一个实施例中,所述阀座件还具有限位部,所述限位部设置于第一引流通道内和/或围绕密封结合部设置,用以在所述密封件朝向阀座件发生形变时,限制所述密封件移动。
根据第二方面,一种实施例中提供了一种胸腔引流装置,包括:
引流容器,具有积液腔、引流口和排气口,所述引流口和排气口均与积液腔连通,所述引流口用于与引流管连通;以及
密封阀,所述密封阀采用第一方面所述的单向密封阀,所述第二引流通道通过排气口连通积液腔,所述第一引流通道用于与外界连通,所述外联压力通道用于连通外界或连通负压吸引装置,以在所述第一引流通道与第二引流通道导通时,排出患者胸腔内的气体并将患者胸腔内的液体引流至所述积液腔。
依据上述实施例的单向密封阀,包括具有外联压力通道的阀盖件、具有第一引流通道和围绕第一引流通道分布的密封结合部的阀座件以及固定在阀盖件与阀座件之间的密封件,密封件贴合密封结合部以将阀座件与阀盖件之间的空间分隔为与外联压力通道连通的第一腔室和围绕密封结合部分布的第二腔室,阀座件还具有连通第二腔室的第二引流通道,密封件具有面向第一腔室的第一受力面以及面向第二腔室和第一引流通道的第二受力面。
经外联压力通道和第一腔室在密封件所形成的作用力可分布在密封件的第一受力面,经第一引流通道、第二引流通道和第二腔室在密封件所产生的作用力则分布在第二受力面,当第一受力面所受作用力小于第二受力面所受作用力时,密封件脱离密封结合部,密封阀处于开启状态;反之,密封件脱离密封结合部,密封阀处于封闭状态;由于密封件整体的大部分表面区域均可作为受力面,使得密封件的受力面积可以最大化,而受力面积的增加既可以保证密封件稳固且紧密地贴合在密封结合部,从而提高了密封性能的稳定性;又可以使密封件迅速脱离密封结合部,以便相应的待引流流体被快速引流排出。
附图说明
图1为现有技术中的一种单向阀的结构剖面示意图。
图2为本申请一种实施例中单向密封阀的结构分解示意图(一)。
图3为本申请一种实施例中单向密封阀的结构分解示意图(二)。
图4为本申请一种实施例中单向密封阀处于密封状态下的剖视图。
图5为本申请一种实施例中单向密封阀处于开启状态下的剖视图。
图6为本申请一种实施例中单向密封阀的密封件的剖视图(一)。
图7为本申请一种实施例中单向密封阀的密封件的剖视图(二)。
图8为本申请一种实施例中单向密封阀的阀盖件的立体示意图。
图中:
100、阀盖件;110、外联压力通道;120、防护部;
200、阀座件;210、第一引流通道;220、第二引流通道;230、密封结合部;240、限位部;
300、密封件;310、密封体;311、密封部;3111、卡环;312、限制部;3121、卡臂;320、定位凸缘;
A、第一腔室;B、第二腔室;a、阀座;b、阀盖;c、密封膜体。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
本文中所用术语“流体”是指气态、液态、气液混合态等流体介质,如患者胸腔内的气体等。
本文中所用术语“待引流流体”是指如患者胸腔内需要被引流排出的气体、或者其他需要被引流排出的流体。
本文中所用术语“外界流体”是指密封阀或其应用对象产品所处外界环境内的流体,如环境内的气体等。
本文中所用术语“作用力”是指流体在流动或运动的过程中在受到障碍物的阻碍时,对障碍物所产生的力(即:该力的方向是指向障碍物的),该障碍物可理解为是密封件、密封膜等。
图1示出了应用于胸腔引流装置中较为常见的一种单向阀,其主要由设有进气通道的阀座a、设有排气通道的阀盖b以及设置于阀座a与阀盖b之间以阻隔或导通进气通道与排气通道的密封膜体c等部件组成;其中,图1中的单箭头虚线可以指代气流的流动方向和/或路径,图1中的双箭头实线实现可以指代密封膜体c的受力部位(或密封部位);密封膜体c大体呈中间厚、边缘薄的喇叭状结构体。正常状态下,密封膜体c的外边缘通常是贴合接触阀座a位于进气通道的边缘区域的;当进气侧的气压大于排气侧的气压时,气压的作用会驱使密封膜体c发生形变而使外边缘与阀座a分离,以连通进气通道与排气通道,形成引流通道,从而达到单向引流排气的目的;反之,当排气侧的气压大于进气侧的气压时,气压的作用则会使外边缘紧密贴合在阀座a位于进气通道的边缘区域,达到密封以及气体倒流的目的。然而,诸如此类的单向阀却存在如下缺陷:
1、在密封膜体c产生密封效应的过程中,其承受气压作用的受力面位于密封膜体c的外边缘,由于受力面的面积较小,很容易导致阀门在压力过低时密封不良、甚至关闭失效;同时,在生产制作的过程中,往往需要精确掌控密封膜体c边缘的厚薄尺度以及规避结构缺陷等,一旦密封膜体c的外边缘产生飞边、缺口或者厚薄尺度掌控失当,则很容易导致阀门无法打开或者因密封贴合不良、密封膜体c严重变形等因素而导致密封失效。
2、由于密封膜体c是自由放置在阀体内部的,使得该类单向阀大多只能正立使用时,才可起到密封及单向引流的作用,一旦单向阀本身或者应用的产品出现倾斜角度、翻倒、平躺等状况时,因密封膜体c能够在阀座a与阀盖b之间自由活动而导致密封膜体c的位置发生偏移(如错位等),从而产生密封不稳定或密封失效等问题。
实施例一
请参阅图2至图8,本实施例提供的一种单向密封阀,主要用于对气态、液态、气液混合态等流体介质的流动进行单向导通或密封截止控制;为更清楚详细地说明该单向密封阀的结构,下文以其应用于胸腔引流装置中为例进行说明,故所涉及的气体压力(简称气压)即代表流体压力。但需要说明的是,胸腔引流装置仅是该单向密封阀的一种应用对象,该单向密封阀还可以应用到其他需要对流体介质的流动进行控制的医疗设备或医疗管路中,如气管插管、呼吸机等。该单向密封阀包括阀盖件100、阀座件200和密封件300;下面分别说明。
请参阅图2、图3、图4、图5和图8,阀盖件100与阀座件200可根据实际情况采用如胶粘、超声波焊接、键联接、螺纹连接等工艺处理手段相对拼装并组合为一体,以在两者之间形成可用于容纳密封件300并可供密封件300发生形变运动的阀体空间。阀盖件100设有外联压力通道110,其可以采用与阀体空间连通的管状结构,也可采用与阀体空间连通的开口结构或者其他几何结构,主要用于与外界连通(如密封阀或胸腔引流装置所处的外界环境,或者与密封阀或胸腔引流装置配合使用的如负压吸引装置、正压加压装置等),以供外界气体进入阀体空间或由阀体空间内排出提供结构通道,实现对密封件300所施加压力的调控。
请参阅图2至图5,阀座件200设有第一引流通道210、第二引流通道220和围绕第一引流通道210分布并位于第一引流通道210的端口与第二引流通道220的端口之间的密封结合部230;其中,第一引流通道210和第二引流通道220均可参考外联压力通道110的结构构造进行设置,第一引流通道210主要供患者胸腔内的气体经密封阀排出,第二引流通道220则主要用于连通患者胸腔(如通过胸腔引流装置的容器、引流管等与患者胸腔进行间接连通),以为患者胸腔内的气体进入阀体空间内提供结构通道。密封结合部230主要用于为密封件300提供结构支撑,以在密封件300接触贴合时,通过对第一引流通道210的封堵,将第一引流通道210与第二引流通道220进行阻断,进而实现密封阀的密封作用;本实施例中,密封结合部230为整圈设置在阀座件200朝向阀盖件100一侧的表面上的凸起结构,并且该凸起结构是围绕第一引流通道210的端口分布的,以在第一引流通道210的外周侧以及其与第二引流通道220之间的区域形成台阶结构面(该台阶结构面可以为平面、曲面、斜面等等),从而以面接触的形式实现密封件300与密封结合部230的紧密贴合,为增强密封性能的稳定性创造有利条件;其他实施中,密封结合部230可采用凹陷结构,也可由若干整圈间隔排布的凹陷结构和/或凸起结构组合而成的凹凸不平的结构形态,以确保其能够为密封件300提供较为充裕的接触面积,使密封件300能够以面接触的形式紧密贴合于密封结合部230。
请参阅图2至图7,密封件300位于由阀座件200和阀盖件100组合形成的阀体空间内,其通过贴合或脱离密封结合部230可起到对阀体的通道导通及密封截止的转换作用;密封件300的边缘以可拆卸或不可拆卸的方式与阀座件200和/或阀盖件100进行固定连接,并且在密封件300贴合密封结合部230的情况下,利用密封件300对阀体空间(即:阀盖件100与阀座件200之间的空间)的分隔,可在密封件300两侧形成两个相互隔离(或独立)的腔体空间;其中,可将密封件300与阀盖件100之间的腔体空间定义为第一腔室A,作为外部压力作用腔室;将密封件300与阀座件200之间且围绕密封结合部230分布的腔体空间定义为第二腔室B,作为可供患者胸腔内的气体由第二引流通道220流通至第一引流通道210的衔接腔室;与此同时,密封件300面向第一腔室A的表面可作为第一受力面,而密封件300面向第二腔室B和第一引流通道210的表面则可作为第二受力面,第一受力面用于承受来自外联压力通道110一侧的压力(如外界流体经外联压力通道110和第一腔室A在第一受力面所产生的作用力),第二受力面用于承受来自第一引流通道210和第二引流通道220一侧的压力(如待引流流体(如患者胸腔内的气体)经第二引流通道220和第二腔室B在第二受力面所产生的作用力,外界流体经第一引流通道210在第二受力面所产生的作用力)。
一个实施例中,密封件300包括密封体310和围绕设置在密封体310边缘的定位凸缘320;其中,密封体310采用柔性膜片结构,其具备在压力(如气压等作用力)的作用下发生形变的能力,第一引流通道210和密封结合部230均处于密封体310的轮廓覆盖范围内,使得密封体310或紧密贴合密封结合部230,以对第一引流通道210进行封堵,从而达到通过阻断第一引流通道210与第二引流通道220,实现密封截止的目的;或脱离密封结合部230,以解除对第一引流通道210的封堵,达到通过导通第一引流通道210与第二引流通道220,实现通道单向导通的目的。定位凸缘320则以一体制作成型或组合搭建的形式围绕设置在密封体310的边缘,定位凸缘320的外周边缘层叠设置阀盖件100与阀座件200之间,以被阀盖件100和阀座件200夹紧固定,从而使得密封体310或者密封件300整体以固定安装的方式被装配于阀体空间内,并使得密封件300整体完成对阀体空间的分隔。其他实施例中,也可直接采用胶粘、超声波焊接、热封等方式将定位凸缘320的边侧或端侧固定在阀盖件100或阀座件200的内周壁上。
请参阅图4,在第一引流通道210和外联压力通道110均与外界连通,并且患者胸腔内的气压小于外界气压时,会因第一受力面所受作用力大于第二受力面所受作用力,而使得密封体310紧密贴合密封结合部230,从而阻断第一引流通道210与第二引流通道220,使密封阀处于关闭状态,以此可防止外界气体经由第一引流通道210、第二腔室B和第二引流通道220倒流至患者胸腔内。在第一引流通道210和外联压力通道110均与外界连通,并且患者胸腔内的气压等于外界气压时,第一受力面所受作用力会等于第二受力面所受作用力,而由于密封体310是被预先设置为贴合密封结合部230的,故此时依然可以是密封阀处于关闭状态,起到防止外界气体倒流的作用。
请参阅图5,在患者胸腔内的气压大于外界气压时,会使得患者胸腔内的气体(或者该侧的气体)经由第二引流通道220和第二腔室B在第一受力面所产生或形成的作用力大于外界气体经由外联压力通道110和第一腔室A在第一受力面所产生或形成的作用力(此时,外界气体经由第一引流通道210在第二受力面所产生或形成的作用力可抵消第一受力面所受的部分作用力),从而可使得密封体310因第一受力面所受作用力小于第二受力面所受作用力而发生形变,以脱离密封结合部230,以此导致第二引流通道220与第一引流通道210经由第二腔室B导通,患者胸腔内的气体即可最终经由第二引流通道220、第二腔室B和第一引流通道210排出至外界。需要说明的是,图4和图5中所示的虚线箭头可理解为是气流的流通方向和/或路径。
请参阅图5,若患者胸腔内的气压大于外界气压,但该气压不足以导致密封体310脱离密封结合部230的情况下,可对患者胸腔内的气体进行强制引流;具体地,可利用外联压力通道110连接负压吸引装置,在负压吸引装置启动后,可驱使密封体310脱离密封结合部230,使得第二引流通道220经由第二腔室B与第一引流通道210导通,形成可供患者胸腔内的气体流通的通道,由于患者胸腔内的气压大于外界气压,故患者胸腔内的气体即会朝第一引流通道210流动并最终排出至外界,从而实现强制引流。另外,还可利用外联压力通道110连接正压加压装置,以从第一腔室A一侧对密封件300施加一定量的压力,使第一受力面所受作用力大于第二受力面所受作用力,密封件300得以稳固地贴合在密封结合部230上,以增强密封性能的稳定性。
其一,利用密封件300对阀体空间的分隔,相当于在密封件300的两侧形成两个独立的气室(即第一腔室A和第二腔室B),由于密封件300上无需设置将第一腔室A与第二腔室B连通的通道;因此,整个密封件300都可用来承受第一腔室A和第二腔室B内的作用力;如,外界经由外联压力通道110和第一腔室A在密封件300上所形成的作用力会分布在第一受力面(即:密封件300面向阀盖件100一侧的表面),从而相当于增加了密封件300的受力面积,而受力面积越大,密封体310则越能够稳定且紧密地贴合在密封结合部230上,确保了密封性能的稳定性,避免密封不良、密封失效等问题的发生。基于同样原理,诸如患者胸腔等经由第二引流通道220和第二腔室B在密封件300上所形成的作用力则会分布在第二受力面的大部分区域(即:除去与第一引流通道210和密封结合部230相对应的区域外的其他大部分区域),当患者胸腔内的气压大于外界气压时,受力面积的增加可以使得密封体310迅速脱离密封结合部230,以使密封阀开启,以便患者胸腔内的气体快速排出。
其二,由于密封件300固定安装在阀盖件100与阀座件200之间,使得密封阀可不受放置或安装方位的限制,保持正常的功能作用。具体地,在密封阀本身的放置方位发生变化或者因应用产品(如胸腔引流装置等)出现倾斜角度、平躺、翻转等现象而导致密封阀的方位发生变化时,由于密封件300被约束限制在阀体空间内而无法自由活动,在气压条件不变的情况下,密封件300本身既不会发生形变,也不会发生错位、位置偏移等问题,可确保密封性能的稳定性,避免密封不良、密封失效等问题的发生。
其三,密封件300的外边缘(具体为定位凸缘320)是固定在阀盖件100与阀座件200之间的,而其起到密封作用或导通作用的部位则位于密封体310上,尤其是密封体310上用于与密封结合部230相贴合的区域位置,在对密封件300或者密封体310进行成型设计或者加工制作时,可以规避因密封件300边缘容易产生飞边或者缺口,而造成密封贴合不良或者密封失败的问题,既能够确保密封阀的密封性能的稳定性,又为降低密封件300的制作难度创造了条件。
就实施了胸腔引流术的患者而言,在手术后期恢复阶段,通常情况下,都期望将患者胸腔内的气体尽量快的和尽量多的排出;现有的单向阀(请参阅图1)在应用于胸腔引流装置内时,受密封膜体c的结构构造的限制,其在气压作用下产生形变幅度或者形变量较小,无法最大限度地与阀座a进行分离,从而很容易因开启通道(或分离间隙)过小而造成排气流量过小。
针对此类问题或者为增加流体排出量、排出速度等,请参阅图2至图7,一个实施例中,定位凸缘320具有浮动结构,该浮动结构主要用于在密封体310脱离密封结合部230时,可在气压作用下(如气流经由第二引流通道220流向第一引流通道210的过程中,在第二受力面所产生的压力)或者密封体310的牵引作用下,能够随密封体310的运动而发生形变,一方面可以调节密封体310与密封结合部230之间的位置关系,使密封体310与密封结合部230之间的间距(可将此间距理解为是密封口)可以更大,即密封口的开启程度更大,从而形成更大流量的通道,使诸如患者胸腔内的气体等快速排出;另一方面,利用其所述具有的形变性能以及能够产生的浮动效应,可在第二引流通道220内的气压相对较小时,辅助密封体310脱离密封结合部230,以避免因压力过小而导致阀体通道开启或导通失败。就应用于胸腔引流装置而言,浮动结构的存在可以为大幅度缩短患者的康复时间创造条件。
一个实施例中,浮动结构采用柔性材料制成,并且浮动结构呈V形、W形、U形、波纹型等褶皱状,使得浮动结构可以在相关作用力的作用下,产生一定程度的伸缩形变(需要指出的是,伸展和收缩形变是就浮动结构的整体运动或形变性能而言的,在某一形变时刻,浮动结构仅可伸展或仅可收缩),从而使密封体310靠近或远离密封结合部230,实现对密封口开启程度的调控。另一个实施例中,浮动结构也可采用平整的非褶皱状结构,仅需保证其具有一定可弹性拉伸及收缩的性能即可。
其他实施例中,在浮动结构存在的情况下,密封体310也可采用非柔性膜片结构,如不具有发生形变能力且形状构造较为固定的板状材料;此时,可利用浮动结构本身所具有的形变性能,既可以将密封体310稳定地约束或限制在阀体空间内,避免因密封阀放置方位的变化导致密封体310发生错位或者在阀体空间内自由活动,又可以在第二引流通道220(亦或者第二腔室B)内的气压大于外联引流通道110(亦或者第一腔室A)内的气压时,带动密封体310在阀体空间内产生浮动效应或者随密封体310在阀体空间内产生浮动效应,以适应气压的大小来调控密封口开启程度,从而可为丰富密封阀整体的应用场景创造条件。
请参阅2和图8,阀盖件100还具有防护部120,其位于阀盖件100朝向密封件300一侧的表面上,主要用于在密封件300朝向阀盖件100所在方向发生过度形变时,供密封件300部分地抵靠或者对密封件300的局部区域(如密封体310和/或定位凸缘320的浮动结构区域)进行支撑限制,以防止密封件300因过度形变而吸附在阀盖件100的表面上,从而避免引发因外联压力通道110被封堵而导致密封失效、密封体310或定位凸缘320无法复原等系列问题。
一个实施例中,可以将防护部120设置为沿定位凸缘320的轮廓轨迹分布的凸起结构,使其与定位凸缘320的浮动结构相对位并配合,当定位凸缘320朝向阀盖件100一侧形变至一定程度后,即会与防护部120发生抵靠关系,以利用防护部120对其形变幅度进行限制,从而防止定位凸缘320发生过度形变或者因过度形变而无法在压力撤销后进行形态复原;具体实施时,可使该凸起结构邻近定位凸缘320的一端尽量靠近定位凸缘320,如浮动结构为褶皱状时,凸起结构的一端可深入至定位凸缘320的凹陷区域内,可防止因褶皱状部位的凹陷部位与凸脊部位发生调转或浮动结构翻转变形而引发密封体310与密封结合部230之间的对位贴合关系变化,导致密封不良。
另一个实施例中,防护部120也可单独设置在阀盖件100与密封体310相对应的区域内,其可根据实际情况采用若干个同心排列的弧线段状凸起结构、若干条辐射式排列的条状凸起结构或者若干个均匀排布的点状凸起结构,从而利用若干个防护部120可在阀盖件100朝向密封件300一侧的表面上形成多个相互连通且呈槽状的流体通道,该流体通道在一些应用场景下可以理解为是气道,并且该流体通道是与外联压力通道110相连通的,如此,可防止出现密封体310受压后变形后吸附在阀盖件100朝向密封件300一侧的表面上,进而避免因外联压力通道110被封堵而导致密封失效。
受现有的单向密封阀(请参阅图1)的密封膜体c的结构构造以及安装方式的影响,在对密封膜体c进行结构设计以及加工制作时,由于很难掌控密封膜体c的厚薄尺度,一旦密封膜体c较厚,当单向阀进气侧的气压过小时,容易因密封膜体c打不开而导致单向阀开启或引流失败;而一旦密封膜体c较薄,当单向阀的进气侧或排气侧的气压过大时,密封膜体c则容易发生严重变形,从而因无法很好地与阀座a进行接触贴合而导致密封性能不稳定、甚至密封失效。
鉴于此,请参阅图2至图7,在密封体310采用柔性膜片结构的实施例下,密封体310包括密封部311和限制部312;其中,密封部311与第一引流通道210(或者连同外联压力通道110)呈相对布置,并且第一引流通道210和密封结合部230均位于密封部311的轮廓覆盖范围内,密封部311的主要作用是在气压的作用下产生形变,以贴合或脱离密封结合部230。限制部312则围绕设置在密封部311的边缘,并且限制部312位于密封结合部230的外周侧,限制部312的抗形变能力强于密封部311的抗形变能力,密封体310脱离密封结合部230时(即:密封件300或密封阀处于打开状态时),密封部311的变形大于限制部312的变形,以保持密封体310整体轮廓形态的稳定性,并使得密封部311作为密封体310可发生形变的主要区域或核心区域。以第二受力面所受作用力大于第一受力面所受作用力(可具体理解为第二引流通道220或第二腔室B内的气压大于外联压力通道110或第一腔室A内的气压)为例,密封部311在受到气压的作用而发生形变并与密封结合部230相分离的过程中,限制部312的存在可防止密封体310整体轮廓构造发生结构扭曲或边缘局部变形,保证密封部311始终与第一引流通道210(或连通外联压力通道110)保持相正对的位置关系;因此,在对密封体310或者密封件300设计定型以及加工制作的过程中,无需对密封体310的整体厚薄尺度进行精确的选择控制,既可以降低设计及生产难度,又可以保证产品性能的稳定性。
具体实施时,可通过对限制部312与密封部311之间的厚度差异或结构硬度差异的掌控,使限制部312的抗形变能力大于密封部311的抗形变能力,从而使限制部312对密封部311产生形变幅度的限制作用。
一个实施例中,限制部312的壁厚最好大于密封部311的壁厚,以利用两个部位之间的材料厚度差异,使限制部312的抗形变能力大于密封部311的抗形变能力,来保证密封部311可发生形变的程度大于限制部312可形变的程度;本实施例中,限制部312与密封部311可以有相同材料一体制作成型或者组合固定成型;需要说明的是,本文中所述及的“壁厚”是指相关面熟对象在第一引流通道210的轴向方向或延伸方向的厚度,亦或者是阀盖件100、密封件300和阀座件200之间的排布方向上的厚度。在该密封阀应用于诸如胸腔引流装置中时,密封部311的壁厚可控制在0.01-1mm之间,密封件300整体的壁厚或者限制部312的壁厚则可控制在0.05mm-2mm之间,以适应胸腔引流过程中的气压条件。
另一个实施例中,也可通过对限制部312与密封部311之间的结构硬度差异的掌控,使限制部312的抗形变能力大于密封部311的抗形变能力,来保证限制部312可发生形变的程度小于密封部311可发生形变的程度,即:限制部312的结构硬度大于密封部311的结构硬度;需要说明的是,本文中所述及的“结构硬度”可以理解为是描述对象最终成型后所具备的硬度性能(或抗形变性能),与其含义相反的词语可以为是形变性能等。此时,在具体实施时,限制部312所采用的材料的硬度或抗形变能力大于(强于)密封部311所采用的材料,亦或者限制部312所采用的材料的可行变能力小于(弱于)密封部311所采用的材料。其他实施例中,限制部312的壁厚也可与密封部311的壁厚相同,此时,可通过在限制部312上设置加强结构或结构件(如金属片等),来保证限制部312的结构硬度大于密封部311的结构硬度。
一个实施例中,请参阅图6,密封件310可采用一体成型的结构,即:密封体310和定位凸缘320可采用相同的软质材料经注塑、3D打印等工艺手段一体制作成型,此时定位凸缘320直接与限制部312连接,以为降低制作工序的复杂性创造条件。另一个实施例中,请参阅图2及图4至图7,密封件310也可由相关部件组合装配成型,即:密封部311、限制部312和定位凸缘320中的至少两个为可独立存在的结构件,通过将各独立结构件进行组合或工艺处理形成密封件310的整体结构;如:限制部312可采用以环形盘状结构,在限制部312的环口端面上可设置若干个卡臂3121,密封部311与定位凸缘320可由相同的软质材料经注塑、3D打印等工艺手段一体制作成型,使定位凸缘320形成于密封部311的边缘,同时在密封部311的一侧表面上设置凸出的卡环3111,从而可将限制部312叠置于密封部311与定位凸缘320相衔接区域的表面上,并通过将卡臂3121卡入卡环3111内,以完成密封件300的结构装配,在定位凸缘320具备浮动结构的前提下,可通过限制部312对密封件300的两个需要发生形变的区域进行分隔,以使两个形变区域在形变时能够互不干扰。
一个实施例中,请参阅图3、图4和图5,阀座件200还具有限位部240,限位部240位于密封结合部230与阀座件200周壁之间的区域内,其可根据实际情况参考前述实施例中的防护部120进行设置,即:采用若干个同心排列的弧线段状凸起结构、若干条辐射式排列的条状凸起结构或者若干个均匀排布的点状凸起结构;以阀盖件100、密封件300和阀座件200之间的排布方向为基准方向,凸起结构的限位部240的高度最好小于密封结合部230的高度,以在密封件300与阀座件200之间形成一定的过盈预压量(或形变距离),从而利用若干个限位部240可在该对应的结构区域内形成多个相互连通且呈槽状的流体通道,该流体通道在一些应用场景下可以理解为是气道,并且该流体通道是与第二引流通道220相连通的;如此,可防止出现密封体310(或者密封件300整体)在受压后,因朝阀座件200所在方向发生过度变形而影响密封件300的密封性能、甚至使用寿命。
另一个实施例中,依密封结合部230与第一引流通道210的端口(或第二引流通道220的端口)之间的高差,也可同时或单独将限位部240设置于第一引流通道210或者第二引流通道220内;此时,限位部240可采用镂空结构,以避免因限位部240的设置而阻塞相应的引流通道,并且同时可为密封体310部分地抵靠提供结构条件,防止其朝阀座件200方向发生过度变形。
一个实施例中,请参阅图3、图4和图5,外联压力通道110为若干个均布于阀盖件100与密封件300相对区域内的开口结构,以便外界气体能够均匀地进入第一腔室A内,从而使第一受力面能够均匀受力;在一些情况下,为避免外界气压在密封件300上所形成的压力过于集中在密封件300与第一引流通道210所对应的区域,可将若干个外联压力通道110以围绕第一引流通道210的轴向方向分布的方式布置在第一引流通道210和第二引流通道220与密封体310相对应位置之间的区域内,可以理解为,若干个外联压力通道110在阀座件200上投影位于第一引流通道210与第二引流通道220之间,或者位于密封结合部230上。其他实施例中,根据实际需求,可将第一引流通道210与外联压力通道110进行同轴相对布置,也可将两者以非轴向或非均匀的方式进行布置,如将外联压力通道110倾斜一定角度、或者沿第一引流通道210的径向自由布置。
实施例二
结合图2至图8,本实施例提供了一种胸腔引流装置包括引流容器、引流管和密封阀;其中,密封阀采用实施例一中的单向密封阀,基于密封阀的结构性能,可使得该胸腔引流装置具有气流管路的密封性能稳定、排气量大、安全性高等特点;下面具体说明。
引流容器至少具有积液腔、引流口和排气口;其中,引流口与积液腔连通,用以供患者胸腔内的液体被引流至积液腔,积液腔则主要用于存储自患者胸腔内引流出来的液体。排气口与积液腔连通,用以供患者胸腔内的气体经由引流容器被排出。引流管可采用软管结构,其一端可通过引流口连通积液腔、另一端则用于连通患者胸腔,以作为患者胸腔内的液体及气体的流通管路来使用。就密封阀而言,第二引流通道220通过排气口连通积液腔,第一引流通道210与如胸腔引流装置所处的外界环境连通,外联压力通道110则与如胸腔引流装置所处的外界环境、或者与胸腔引流装置配合使用的如负压吸引装置等连通。
在实际应用时,本胸腔引流装置可以采用重力引流或负压引流的方式将患者胸腔内的液体和气体排出;通常,患者在手术前期时,胸腔内会有大量的积液和气体,在采用负压引流时,可以将排气口与第二引流通道220连通,并将外联压力通道110与负压吸引装置连通,由于此时患者胸腔内的气压一般是大于外界气压的,故在负压吸引装置执行抽吸动作时,可迅速地将患者胸腔内的积液和气体引流排出。通常,患者手术后期恢复阶段可以不需要负压引流,采用重力引流即可,将引流容器(尤其是引流口)布置在比患者胸腔位置更低处,并将第一引流通道210和外联压力通道110均与外界(如胸腔引流装置所处的外界环境)连通,患者胸腔内的积液在重力作用下经由引流管流入引流容器,导致引流容器内的气压值大于外界的气压,在导致密封体310能够脱离密封结合部230时,即可使密封阀开启导通,从而将气体排出;反之,当外界的气压大于引流容器内的气压时,或者外界气压小于引流容器内的气压,但引流容器内的气压不足以导致密封体310脱离密封结合部230时,密封阀则处于关闭密封状态,从而可有效避免因患者胸腔与外界直接连通而引发气胸或造成胸腔感染等问题。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述,只是用于帮助理解本实用新型,并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员,依据本实用新型的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种单向密封阀,其特征在于,包括:
阀盖件,具有外联压力通道;
阀座件,与所述阀盖件相对连接,所述阀座件具有第一引流通道、围绕第一引流通道分布的密封结合部和位于密封结合部外周侧的第二引流通道;以及
密封件,具有相对的第一受力面和第二受力面,所述密封件的边缘与阀盖件和/或阀座件固定,所述密封件贴合密封结合部,以将所述阀盖件与阀座件之间的空间分隔为与外联压力通道连通的第一腔室和围绕密封结合部分布且与第二引流通道连通的第二腔室,并同时阻断所述第一引流通道与第二引流通道;
所述第一受力面面向第一腔室设置,所述第二受力面面向第二腔室和第一引流通道设置;当所述第一受力面所受作用力小于第二受力面所受作用力时,所述密封件脱离密封结合部,所述第一引流通道与第二引流通道经由第二腔室导通。
2.如权利要求1所述的单向密封阀,其特征在于,所述密封件包括:
密封体,用于在作用力下发生形变,以贴合或脱离所述密封结合部,所述密封体的覆盖范围包括第一引流通道和密封结合部;以及
定位凸缘,围绕设置在所述密封体的边缘,所述定位凸缘的边缘与阀盖件和/或阀座件固定,所述定位凸缘具有浮动结构,所述浮动结构用于在密封体脱离密封结合部时发生形变,以调节所述密封体与密封结合部之间的相对位置。
3.如权利要求2所述的单向密封阀,其特征在于,所述浮动结构为柔性材料,且其呈褶皱状,所述浮动结构能够随密封体的运动而伸展和收缩。
4.如权利要求2所述的单向密封阀,其特征在于,所述阀盖件还具有防护部,用于供所述密封件部分地抵靠。
5.如权利要求4所述的单向密封阀,其特征在于,所述防护部为沿定位凸缘的轮廓轨迹设置于阀盖件朝向密封件一侧的表面上的凸起结构,以防止所述浮动结构朝向阀盖件发生过度形变;
和/或
所述防护部为若干间隔分布于阀盖件朝向密封件一侧的表面上的凸起结构,所述防护部至少部分区域位于密封体的轮廓覆盖范围内,用以防止所述密封体在朝向阀盖件发生过度形变时吸附于所述阀盖件或封堵外联压力通道。
6.如权利要求2所述的单向密封阀,其特征在于,所述密封体包括:
密封部,用于在作用力下产生形变,以贴合或脱离所述密封结合部,所述密封部的覆盖范围包括第一引流通道和密封结合部;以及
限制部,围绕设置于所述密封部的边缘,所述限制部的抗形变能力强于密封部的抗形变能力;当所述密封部脱离密封结合部时,所述密封部变形大于限制部变形。
7.如权利要求6所述的单向密封阀,其特征在于,所述限制部的壁厚大于密封部的壁厚,和/或所述限制部的结构硬度大于密封部的结构硬度,以使所述限制部的抗形变能力强于密封部的抗形变能力。
8.如权利要求1所述的单向密封阀,其特征在于,所述密封结合部为位于阀座件朝向密封件一侧的表面上的凸起结构,以在所述密封件贴合密封结合部时,实现两者之间的面接触贴合。
9.如权利要求1所述的单向密封阀,其特征在于,所述阀座件还具有限位部,所述限位部设置于第一引流通道内和/或围绕密封结合部设置,用以在所述密封件朝向阀座件发生形变时,限制所述密封件移动。
10.一种胸腔引流装置,其特征在于,包括:
引流容器,具有积液腔、引流口和排气口,所述引流口和排气口均与积液腔连通,所述引流口用于与引流管连通;以及
密封阀,所述密封阀采用如权利要求1-9中任一项所述的单向密封阀,所述第二引流通道通过排气口连通积液腔,所述第一引流通道用于与外界连通,所述外联压力通道用于连通外界或连通负压吸引装置,以在所述第一引流通道与第二引流通道导通时,排出患者胸腔内的气体并将患者胸腔内的液体引流至所述积液腔。
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