MX2013010013A - Valvula de mezcla de oxigeno. - Google Patents

Abstract

Una válvula de mezcla de oxígeno comprende un cuerpo de la válvula (6, 8, 16). El cuerpo de la válvula (6, 8, 16) tiene una entrada de oxígeno (24), una entrada de aire (17), y una salida de mezcla de gas (20). Una cámara de mezcla (21) en comunicación con la salida de mezcla de gas (20), una cámara de oxígeno (23) en comunicación con la entrada de oxígeno (24), y una cámara de aire (18) en comunicación con la entrada de aire (17) se disponen en el cuerpo de la válvula (6, 8, 16). Un primer alojamiento de guía (7) es dispuesto elásticamente en la cámara de oxígeno (23), y un segundo alojamiento de guía (15) es dispuesto elásticamente en la cámara de aire (18). Una primera válvula esférica (9) y una segunda válvula elástica (12) se disponen respectivamente en los extremos internos de primer alojamiento de guía (17) y el segundo alojamiento de guía (15). La primera válvula esférica (9) y la segunda válvula esférica (12) se conectan a través de un mandril (10). Un mandril (4) es dispuesto de forma movible en un extremo externo del primer alojamiento de guía (17), un rodamiento (3) capaz de girar es dispuesto en un lado externo del mandril (4), una leva involuta (2) es dispuesta en un costado externo del rodamiento (3), y la leva involuta (2) se conecta a un eje de salida de un motor de velocidad gradual (1). La válvula de mezcla de oxígeno tiene las ventajas de estructura simple, montaje y mantenimiento, bajo costo de manufactura, sensibilidad y ajuste preciso de la proporción del oxígeno al aire, y capacidad de controlar el volumen de ventilación pulmonar en conjunción con una válvula proporcional común.

Description

VÁLVULA DE MEZCLA DE OXÍGENO Campo de la Invención La presente invención se refiere al campo de instrumentos médicos, y más particularmente a una válvula de mezcla de oxígeno.

Antecedente de la invención La ventilación mecánica se puede realizar en un paciente durante la operación de un instrumento médico tales como un ventilador o una máquina de anestesia. Para un paciente en tratamiento especialmente un paciente infantil y un paciente gravemente enfermo, es importante controlar un volumen de ventilación y ajustar una concentración de oxígeno. La precisión y el grado del ventilador dependen en la precisión, sensibilidad y ajuste continuo de una concentración de oxígeno con respecto tanto a un volumen grande de ventilación pulmonar de un adulto como un volumen pequeño de ventilación pulmonar de un menor.

El volumen de ventilación pulmonar generalmente se refiere a la cantidad de aire inhalado o expirado durante cada respiración humana en un estado en reposo (es decir, un estado sin estimulación), y depende de la edad, género, superficie de volumen, hábito de respiración y el metabolismo del cuerpo. El volumen de ventilación pulmonar preestablecido generalmente se refiere a una cantidad del aire inhalado. El volumen de ventilación pulmonar preestablecido, el cual no es constante, es ajustable de acuerdo al análisis de gases en sangre del paciente y i normalmente es de: 8-10ml/Kg. para un adulto y 10-15ml/Kg. para un menor.

Actualmente, la válvula de mezcla de oxígeno convencional está generalmente diseñada para que la proporción mezclada del aire y el oxígeno sea controlada por dos válvulas de control proporcional o válvulas de sellado de superficie frontal. En el primer diseño de dichos dos diseños, se adoptan dos válvulas de control proporcional, de este modo, el costo de la manufactura del producto se incrementa, y es muy difícil para el primer diseño controlar de forma precisa la precisión del pequeño volumen de ventilación pulmonar del menor. El segundo de dichos dos diseños adopta dos válvulas de sellado de superficie frontal las cuales son exigentes para la precisión de la manufactura y ensamble de las partes, de este modo, la manufactura es difícil y el sellado no es bueno, resultando en una relación proporcional mixta inestable del aire y el oxígeno.

Como se muestra en la Fig. 1 , la Patente China No. CN101766861 A divulga un modulo de mezcla de aire y un ventilador y una máquina de anestesia con la misma, en la que el modulo de mezcla de aire incluye una cubierta 5a la cual tiene una cavidad de mezcla 52a y una primera cavidad 51a y una segunda cavidad 53a dispuestas en ambos lados de la cavidad de mezcla 52a, a través de la primera salida de gas 512 y una segunda salida de gas 532, respectivamente, un eje central 2a pasa a través de la primera cavidad 51a , la cavidad de mezcla 52a y la segunda cavidad 53a en una secuencia a lo largo dirección axial y tiene un desnivel 22a recibido en la cavidad de mezcla 52a; además, el modulo de mezcla además incluye un motor de velocidad gradual 9a utilizado para accionar el eje central 2a para mover en dirección axial, por lo que simultáneamente cambia los grados de apertura de la primera salida de gas 512 y la segunda salida de gas 532 a través del movimiento acial del desnivel 22a.

La solución anterior adopta el motor de velocidad gradual 9a para controlar el eje central 2a tanto para girar y desplazar, a través de la transmisión en forma de transmisión de rosca trapezoidal y un mecanismo de mezcla de gas par cinemático en la forma de una tuerca de fijación 4a. El eje central 2a del mecanismo de mezcla de gas se conecta con el eje del motor de velocidad gradual 9a a través de un acoplamiento elástico 1a, del cual la rigidez torsional es suficiente para convertir un movimiento helicoidal en un movimiento lineal, la posición del eje del motor puede ser determinado por un interruptor fotoeléctrico de tipo opuesto 3a, . una rosca límite 6a y una placa de detención fotoeléctrica 7a, etc., y el motor de velocidad gradual 9a y un eje central 2a son posicionados por una abrazadera de una sola pieza 8a, dos orificios coaxiales de los cuales se asegura coaxialmente el eje del motor y el eje central 2a. Un mecanismo de mezcla de aire-oxígeno, el cual es dispuesto siguiendo un modulo de entrada de aire, forma una parte de un trayecto de aire interior del ventilador antes de un tubo de toma de aire del ventilador; el aire y el oxígeno de las fuentes de gas externo pasa a través del mecanismo de mezcla de aire-oxígeno, la posición del eje central 2a dentro de la cavidad es controlada de forma precisa por el motor de velocidad gradual 9a y el acoplamiento para ajustar simultáneamente los flujos del aire y el oxígeno para lograr que la concentración del oxígeno necesitada , por la patente, y posteriormente la ventilación pulmonar de un volumen necesitado por la patente es sacada por una válvula proporcional de flujo a un oleoducto de toma de aire.

Las desventajas de la solución anterior recaen en que: primeramente, el efecto de sellado no es suficientemente bueno ya que la salida de aire y la salida de oxígeno son sellados sólo por el sello del extremo frontal a través del desnivel 22a del eje central 2a; luego, dicho sello del extremo frontal es exigente para la planitud de las superficies de contacto, de este modo, la manufactura es complicada; y tercero, es difícil alinear el centro del eje central 2a con el del eje del motor, para que el eje central 2a no sea fácilmente concéntrico con el eje del motor, causando-un sellado deficiente entre el desnivel 22a y la primera salida de gas 512 o la segunda salida de gas 532, como resultado, se causa fuga de gas y las proporciones de gas están fuera de los rangos requeridos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es resolver problemas de los altos costos de los productos, sellado deficiente, producción y manufactura complicada, y control inadecuado en la proporción de mezcla de oxígeno, y proporcionar una válvula de mezcla de oxígeno, la cual es ventajosa por su volumen pequeño, estructura simple, instalación y mantenimiento conveniente, bajo costo de manufactura, ajuste y control constante y preciso sobre un concentrado de oxígeno a alta presión y ajuste y control sensible y preciso de la proporción de mezcla de oxígeno. Con la válvula proporcional ordinaria de acompañamiento, la válvula de mezcla de oxígeno inventiva puede implementar control para un volumen grande o pequeño de ventilación pulmonar.

El objeto anterior de la presente invención puede ser realizado mediante la siguiente solución técnica.

Una válvula de mezc a de oxígeno incluye un cuerpo de la válvula que tiene una entrada de oxígeno, una entrada de aire y una salida de mezcla de gases, una cavidad de mezcla en comunicación con la salida de mezcla de gas, una cavidad de oxígeno en comunicación con la entrada de aire dispuesta en el cuerpo de la válvula, caracterizado por que, un primer receptáculo de guía es dispuesto elásticamente en la cavidad de oxígeno, un segundo receptáculo de gula es dispuesto elásticamente en la cavidad de aire, una primera válvula esférica y una segunda válvula esférica que se conectan con un vástago de conducción de la válvula esférica son dispuestos respectivamente en lados internos del primer receptáculo de guía y el segundo receptáculo de guía, un vástago de conducción es dispuesto de manera movible en un costados externo del primer receptáculo de guía, un rodamiento giratorio es dispuesto en un extremo externo del vástago de conducción, y una leva involuta conectada con un eje de salida de un motor de velocidad gradual es dispuesto en un extremo externo del rodamiento, de esté modo la rotación del eje de salida del motor de velocidad gradual provoca la rotación de la leva involuta, la cuál además acciona el rodamiento para girar y desplazarse horizontalmente para empujar el vástago de conducción para mover en dirección axial, por lo que ajusta un grado de abertura de la salida de la cavidad del aire y la de la cavidad del oxígeno.

Preferentemente, el cuerpo de la válvula incluye un primer cuerpo de la válvula, un segundo cuerpo de la válvula y un tercer cuerpo de la válvula dispuestos sucesivamente, la cavidad de mezcla contiene un primer cuerpo central de la válvula y un segundo cuerpo central de la válvula es dispuesto en el segundo cuerpo de la válvula, el primer cuerpo central y el segundo cuerpo central de la válvula se conectan para comunicarse entre si y formar una cavidad de aire de manera interna, la cavidad de oxígeno es dispuesta en el primer cuerpo de la válvula, la cavidad de aire está en comunicación con la cavidad de mezcla a través de una salida de aire dispuesta en el primer cuerpo central de la válvula, y la cavidad de oxígeno está en comunicación con la cavidad de mezcla a través de una salida de oxígeno dispuesta en el segundo cuerpo de la válvula.

Preferentemente, el lado externo del primer receptáculo de guía se conecta con el primer cuerpo de la válvula mediante un resorte, el lado externo del segundo receptáculo de guía se conecta con el tercer cuerpo de la válvula mediante un segundo resorte, la entrada de aire es dispuesta en el tercer cuerpo de la válvula y está en comunicación con la cavidad de aire dentro del segundo cuerpo de la válvula, y la entrada de oxígeno está dispuesto en el primer cuerpo de la válvula y está en comunicación con la cavidad de oxígeno dispuesta dentro del primer cuerpo de la válvula.

Preferentemente, dos tablillas colocadas una sobre la otra son dispuestas de manera fija en un costado del cuerpo de la válvula, el rodamiento es dispuesto entre las dos tablillas, y un perno se extiende a través de las tablillas y el rodamiento para conectarse entre si, el vástago de conducción es dispuesto dentro del primer cuerpo de la válvula, un extremo del vástago de conducción se extiende en la cavidad del oxígeno para apoyarse contra el costado externo del primer receptáculo de guía, y el otro extremo del vástago de conducción se extiende entre las dos tablillas.

Además, un extremo de la salida de aire es proporcionado con una cara cónica acoplada con la segunda válvula esférica, un extremo de la salida de aire es proporcionada con una cara cónica acoplada con la primera válvula esférica, para que se pueda formar un sellado preciso y un control asegurado en el volumen de ventilación puede realizarse mediante el ajuste entre la cara cónica y la válvula esférica, el vástago de conducción de la válvula esférica es dispuesto en una cavidad de mezcla, y dos extremos del vástago de conducción de la válvula esférica se extiende en la salida de aire y la salida de oxígeno.

Además, un eje del vástago de conducción, un centro de la primera válvula esférica, un eje del vástago de conducción de la válvula esférica y un centro de la segunda válvula esférica están en la misma línea, este diseño puede asegurar un control preciso en la proporción de mezcla del aire y el oxígeno.

Además, una fuerza elástica del segundo resorte es mayor que la del primer resorte, de tal manera que la segunda válvula esférica siempre bloquea la salida de aire y por lo tanto el extremo de la salida de aire está en un estado cerrado, y la primera válvula esférica está lejos de la salida dé oxígeno y por lo tanto, el extremo de la salida de oxígeno está en un estado completamente abierto, bajo condiciones normales.

Preferentemente, un anillo de sellado en forma de O es dispuesto en cada una de las caras de contacto entre el primer cuerpo de la válvula y el segundo cuerpo de la válvula, una cara de contacto entre el segundo cuerpo de la válvula y el segundo cuerpo central de la válvula, una cara de contacto entre el segundo cuerpo central de la válvula y el tercer cuerpo de la válvula, y una cara de contacto entre el segundo cuerpo centra de la válvula y el primer cuerpo central de la válvula.

Preferentemente, un anillo de sellado en forma de O es dispuesto en la cara de contacto entre el vástago de conducción y el primer cuerpo de la válvula.

Preferentemente, un diafragma de sellado es dispuesto en la cara de contacto entre el vástago de conducción y el primer cuerpo de la válvula.

La presente invención es ventajosa de la siguiente manera. El motor de velocidad gradual es utilizado para girar la leva involuta, la cual a su vez conduce el rodamiento para girar y horizontalmente desplazarse horizontalmente para empujar y mover el vástago de conducción, para un sellado confiable pueda ser formado entre la válvula esférica y la cara cónica del cuerpo de la válvula y se puede realizar el control preciso del volumen de ventilación. Además, en el caso de los diferentes flujos, el ángulo rotacional del motor.de velocidad gradual puedes ser convertido de manera lineal en un cambio de flujo de gas, lo que proporciona una buena plataforma de estructura mecánica para lograr el control de la automatización.

El sellado de la válvula es seguro y rentable y es conveniente en desmontaje y mantenimiento, debido al anillo de sellado en forma de O utilizado en cada porción de sellado en la válvula de mezcla de oxígeno. Ya que el eje del vástago de conducción, el centro de la primera válvula esférica, el eje del vástago de conducción de la válvula esférica y el centro de la segunda válvula esférica recaen en la misma línea, la primera válvula esférica y la segunda válvula esférica pueden utilizarse para abrir apropiadamente la salida respectiva, por lo que se asegura alta precisión de la válvula de mezcla de oxígeno. Con los resortes dispuestos en la válvula de mezcla de oxígeno, el primer receptáculo de guía y el segundo receptáculo se pueden presionar; además, la fuerza de pre-presión del segundo resorte es mayor que el del primer resorte, de esté modo se asegura que el vástago de conducción es presionado de manera cercana en las válvulas esféricas en sus dos extremos, como resultado, bajo condiciones normales, la segunda válvula esférica bloquea la salida de aire y por lo tanto la salida de aire está en un estado cerrado; mientras que la primera válvula esférica está lejos de la salida de oxígeno y por lo tanto la salida de oxígeno está en estado completamente abierta. En vista del arte previo, la válvula de mezcla de oxígeno inventiva es ventajosa por su volumen pequeño, estructura simple, instalación conveniente y mantenimiento, bajo costo de manufactura, control y ajuste preciso y estable en un concentrado de oxígeno a alta presión, y ajuste preciso y sensible y control en la proporción de mezcla de oxígeno. Con una válvula proporcional ordinaria de acompañamiento, la válvula de mezcla de oxígeno inventiva puede implementar el control para un volumen de ventilación grande o pequeño.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención a continuación será descrita de acuerdo a los dibujos y formas de realización que la acompañan.

La Figura 1 es un diagrama estructural esquemático de una válvula de mezcla de oxígeno existente; La Figura 2 es una vista superior esquemática de una válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención; La Figura 3 es una vista esquemática tomada a lo largo de una línea A-A de la Figura 2; La Figura 4 es una vista lateral esquemática de la válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención; La Figura. 5 es una vista esquemática tomada a lo largo de una línea B-B de la Figura 4; La Figura 6 es una vista estructural esquemática de una leva involuta de la válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención; La Figura 7 es un diagrama esquemático que muestra el estado con el flujo máximo de oxígeno en la válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención; La Figura 8 es un diagrama que muestra un estado de operación de un extremo de la salida de aire y la cara cónica en la válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención; La Figura 9 es una diagrama q muestra un estado de operación de la válvula esférica en el extremo de la salida de oxígeno y la cara cónica en la válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención; La Figura 10 muestra una tabla que incluye el número de pasos realizados por el motor de velocidad gradual y la concentración de oxígeno mezclada calculada por la formula; La Figura 11 es una gráfica del número de pasos realizados por el motor de velocidad gradual frente a la concentración de oxígeno obtenida de acuerdo a los datos calculados por la formula; y La Figura 12 es una gráfica del número de pasos del motor de velocidad gradual frente a la concentración de oxígeno obtenido de acuerdo a los datos experimentales actuales.

Lista de referencia numérica: 1a: acoplamiento elástico 2a: eje central 3a: interruptor fotoeléctrico 4a: rosca de fijación 5a: cubierta 6a: rosca 7a: placa de detención fotoeléctrica 8a: abrazadera 9a: motor de velocidad gradual 22a: desnivel 51a: primera cavidad 52a: cavidad de mezcla 53a: segunda cavidad 512: primer salida de gas 532: segunda salida de gas 1 : motor de velocidad gradual 2: leva involuta 3: rodamiento 4: vástago de conducción 5: primer resorte 6: primer cuerpo de la válvula 7: primer receptáculo de guía 8: Segundo cuerpo de la válvula 9: primer válvula esférica 10: vástago de conducción de la válvula esférica 11 : primer cuerpo central de la válvula 12: segunda válvula esférica 13: Segundo resorte 14: segundo cuerpo central de la válvula 15: segundo receptáculo de guía 16: tercer cuerpo de la válvula 17: entrada de aire 18: cavidad de aire 19: salida de aire 20: salida de mezcla de gas 21 : cavidad de mezcla 22: salida de oxígeno 23: cavidad de oxígeno 24: entrada de oxígeno 25: perno 26: tablilla DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓN En la forma de realización en las Figuras 2 a 6, una válvula de mezcla de oxígeno de acuerdo a la presente invención incluye un cuerpo de la válvula que tiene una entrada de oxígeno 24, una entrada de aire 17 y una salida de mezcla de gas 20. Una cavidad de mezcla 21 en comunicación con la salida de mezcla de gas 20, una cavidad de oxígeno 23 en comunicación con la entrada de oxígeno 24, y una cavidad de aire 18 en comunicación con la entrada de aire 17 son dispuestos en el cuerpo de la válvula. Un primer receptáculo de guía 7 es dispuesto de manera elástica en la cavidad de oxígeno 23, un segundo receptáculo de guía 15 es dispuesto elásticamente en la cavidad de aire 18, una primera válvula esférica 9 y una segunda válvula esférica 12 que se conectan con un vástago de conducción de la válvula esférica 10 son dispuestos respectivamente en los costados internos del primer receptáculo de guía 7, y el segundo receptáculo de guía .15, un vástago de conducción 4 es dispuesto de manera movible en un costado externo del primer receptáculo de guía 7, un rodamiento giratorio 3 es dispuesto en un extremo externo del vástago de conducción 4, y una leva involuta 2 conectada con un eje de salida de un motor de velocidad gradual 1 es dispuesto en un extremo externo del rodamiento 3, de esté modo la rotación del eje de salida del motor de velocidad gradual 1 provoca la rotación de la leva involuta 2, la cual además acciona el rodamiento 3 para que gire y se desplace horizontalmente para empujar el vástago de conducción 4 para moverse en dirección axial, de este modo se ajusta un grado de abertura de la salida de la cavidad de aire 18 y la de la cavidad de oxígeno 23.

La válvula de mezcla de oxígeno como se muestra en las Figuras 2 a 5 incluye un primer cuerpo de la válvula 6, un segundo cuerpo de la válvula 8 y un tercer cuerpo de la válvula 16 dispuesto sucesivamente desde la derecha hasta la izquierda, la entrada de oxígeno 24 dispuesta en el primer cuerpo de la válvula 6 está en comunicación con la cavidad de oxígeno 23 dispuesta en el primer cuerpo de la válvula 6. Además, el segundo cuerpo de la válvula 8 contiene la cavidad de mezcla 21, en la que un primer cuerpo central de la válvula 11 y un segundo cuerpo central de la válvula 14 también se disponen. El primer cuerpo central de la válvula 11 y el segundo cuerpo central de la válvula 14 se disponen de manera opuesta y conectadas entre si para formar una cavidad de aire 18 entre estás. También, la entrada de aire 17 en comunicación con la cavidad de aire 18 es dispuesta en el tercer cuerpo de la válvula 16, una salida de aire 19 es dispuesta en el primer cuerpo central de la válvula 11 y una salida de oxígeno 22 es dispuesta en el segundo cuerpo central de la válvula 14, la cavidad de aire 18 está en comunicación con la cavidad de mezcla 21 a través de una salida de aire 19, y la cavidad de oxígeno 23 está en comunicación con la cavidad de mezcla 21 a través de la salida de oxígeno 22.

El primer receptáculo de guía 7 está conectado con el primer cuerpo de la válvula 6 en su costado externo mediante un primer resorte 5, y proporcionado con una ranura en su costado interno, para que la primera válvula esférica 9 se instale dentro de la ranura. El segundo receptáculo de guía 15 es conectado con el tercer cuerpo de la válvula 16 en su costado externo mediante un segundo resorte 13, y proporcionado con una ranura en su costado interno, para que la segunda válvula esférica 12 sea instalada dentro de la ranura en el costado interno. El segundo receptáculo de guía 15 está conectado con el tercer cuerpo de la válvula 16 en su lado externo mediante un segundo resorte 13, y proporcionado con una ranura en su costado interno, para que la segunda válvula esférica 2 sea instalada dentro de la ranura en. el lado interno. El vástago de conducción de la válvula esférica 10 está dispuesto entre la primera válvula esférica 9 y la segunda válvula esférica 12, y el centro de I vástago de conducción de la válvula esférica 10, la primera válvula esférica y la segunda válvula esférica recaen en la misma línea. El vástago de conducción de la válvula esférica 10 recae en la cavidad de mezcla 21 , un extremo del vástago de conducción de la válvula esférica 10 se extiende en la salida de oxígeno 22 y el otro extremo se extiende en la salida de aire 19, y fuerzas elásticas del primer resorte 5 y el segundo resorte 13 conducen la primer válvula esférica 9, el vástago de conducción de la válvula esférica 10 y la segunda válvula esférica 12 para estar en contacto entre si. El extremo de la salida de oxígeno 22 que corresponde a la primera válvula esférica 9 está diseñado para tener una cara cónica para acoplarse con la primera válvula esférica 9 y el extremo de la salida de aire 19 que corresponde a la segunda válvula esférica 12 está diseñada para tener una cara cónica para acoplarse con la segunda válvula esférica 12. En lado externo del primer cuerpo de la válvula 6, dos tablillas 26 colocadas una encima de la otra son dispuestas de manera fija en el cuerpo de la válvula, el rodamiento 3 es dispuesto entre las dos tablillas 26 las cuales constituyen un alojamiento del rodamiento, un perno 25 se extiende a través del rodamiento 3 y dos tablillas 26 para conectarse entre si, de tal forma que los rodamientos 3 pueden ser girados alrededor del perno 25. El vástago de conducción 4 es dispuesto dentro del primer cuerpo de la válvula 6, un extremo del vástago de conducción 2 se extiende en la cavidad de oxígeno 23 para apoyarse contra el lado externo del primer receptáculo de guía 7, y el otro extremo se extiende entre las dos tablillas 26 y se conecta de manera roscada a las tablillas. Cuando el rodamiento 3 es girado y desplazado de manera horizontal, la tablilla y el vástago de conducción se mueven axialmente, de este modo la vinculación del primer receptáculo de guía 7, la primera válvula esférica 9, el vástago de conducción de la válvula esférica 10 y la segunda válvula esférica 12 se puede lograr, para ajusfar los grados de abertura de la salida de aire 19 y la salida de oxígeno 22. Con la finalidad de lograr la fiabilidad del movimiento, el eje del vástago de conducción 4, el centro de la primera válvula esférica 9, el eje del vástago de conducción de la válvula esférica 10 y el centro de la segunda válvula esférica 12 son diseñados para recaer en la misma línea.

A fin de presionar el vástago de conducción de la válvula esférica 10 de forma segura con las válvulas esféricas en sus dos extremos, la fuerza elástica del segundo resorte 13 es más grande que el del primer resorte 5, como resultado, bajo condiciones normales (es decir, cuando el motor de velocidad gradual no trabaja), la segunda válvula esférica 12 cierra la salida de aire 19 bajo acción de la fuerza elástica del segundo resorte 13 y el extremo de la salida de aire está en estado cerrado, mientras que la primera válvula esférica 9 está lejos de la salida de oxígeno 22 bajo la acción de la fuerza elástica del segundo resorte 13 y el extremo de la salida de oxígeno está en estado completamente abierto.

Con la finalidad de mejorar la realización del sellado, la válvula de mezcla de oxígeno, un anillo de sellado en forma de O es dispuesto para sellar en cada una de las caras de contacto entre el vástago de conducción 4 y el primer cuerpo de la válvula 6, la cara de contacto entre el primer cuerpo de la válvula 6 y el segundo cuerpo de la válvula 8, la cara de contacto entre el segundo cuerpo de la válvula 8 y el segundo cuerpo central de la válvula 14, la cara de contacto entre el segundo cuerpo de la válvula 8 y el segundo cuerpo central de la válvula 14, la cara de contacto entre el segundo cuerpo central de la válvula 14 y el tercer cuerpo de la válvula 16 así corno también la cara de contacto entre el segundo cuerpo central de la válvula 14 y el primer cuerpo central de la válvula 11. Tal manera de sellado no solo ahorra costos sino también facilita el desensamblaje y el mantenimiento de la válvula de mezcla de oxígeno.

Sin embargo, el movimiento relativo a largo plazo del vástago de conducción 4 relativo al primer cuerpo de la válvula 6 puede conducir fácilmente al desgaste del anillo de sellado en forma de O en la superficie de contacto entre el vástago de conducción 4 y el primer cuerpo de la válvula 6, de esté modo es necesario el reemplazo del anillo de sellado en forma de O. Por lo tanto, con la finalidad de asegurar mejor el funcionamiento del sellado y evitar el reemplazo periódico del anillo de sellado en forma de O, se puede emplear un diafragma de sellado en la cara de contacto entre el vástago de conducción 4 y el primer cuerpo de la válvula 6.

Con el fin de controlar con precisión el volumen de ventilación de la válvula de mezcla de oxígeno, el contorno exterior de la leva en la válvula de mezcla de oxígeno está diseñada en una forma involuta, el ángulo inicial de la involuta es de 0o, y el ángulo final en dirección contraria a las manecillas del reloj es de 350°. Como se muestra en la Figura 6, un arco con un radio de 15mm se forma en un ángulo marcado de 8o comenzando desde el ángulo inicial en dirección contraria a las manecillas del reloj. El desplazamiento máximo de 1.2mm del vástago de conducción 4 es causado cuando la leva involuta 2 se gira por 324°, en está forma, el desplazamiento X del vástago de conducción 4 puede ser calculado mediante la formula X=15+ (t/350°) (1.3, donde t representa el ángulo de rotación de la leva. Numerosas verificaciones muestra que el ángulo de operación de la leva involuta 2 es preferente de 270°, es decir, la concentración de oxígeno disminuyó de 100% a 21% cuando de 0 a 150 pasos son realizados por el motor (1.8/por paso). Cuando la leva involuta 2 se gira por 270°, la distancia del desplazamiento horizontal del vástago de conducción 4 es de: 270/350(1.3=1 Omm, y si el paso de 1.8° (es decir, un paso de operación) es realizado por el motor, la distancia de desplazamiento de la válvula esférica es de: (1.3=0.0067mm. Con la finalidad de asegurar la operación normal y el calculo sencillo, la distancia del desplazamiento anterior del estado donde el oxígeno es bloqueado al estado en el que el aire es bloqueado es de 1mm en la válvula de mezcla de oxígeno.

Como se muestra en las Figuras 7 a 9, la relación funcional entre la concentración de oxígeno y la cantidad de desplazamiento del vástago de conducción 7 es de la siguiente manera: yoxígeno=0.7x, yaire=0.7 (1-x), soxígeno=3.14{(yoxígeno+3)2-9}=3.14{(0.7x+3)2-9}, saire=3.14{(ya¡re+3)2-9}=3.14{(3.7-0.7x)2-9}, El flujo de oxígeno que pasa a través de la válvula de mezcla de oxígeno en unidad de tiempo =(velocidad de flujo(soxígeno)+(velocidad de flujo(saire(21%), la relación funcional entre la concentración de mezcla de oxígeno 02% y x es de la siguiente manera: la concentración de mezcla de oxígeno 02% = %={(velocidad de flujo(soxígeno) + (velocidad de flujo(saire(21%)} / {(velocidad de flujo (soxígeno) +(velocidad de flujo(saire)}(100%, el cual se simplifica de la siguiente manera: La concentración de mezcla de oxígeno 02% =(soxígeno+saire(21 %)/ (soxígeno+saire) (100%, la relación funcional entre los pasos del motor y la concentración de oxígeno mezclado es de la siguiente manera: El número de pasos realizados por el motor T=(1-x)/0.007, la concentración de mezcla de oxígeno 02%=[(soxígeno + saire (21%) / (soxígeno+saire)] (100%= [3.14 {(0.7x+3)-9}+3.14{(3.7-0.7x)-9}(21 %]/[3.14{(0.7x+3)-9}+3.14{(3.7-0.7x)-9}] (100% = [0.5928? + 3.1122x+0.9849]/[0.98x-0.98x+4.69](100%, donde yoxígeno denota la distancia entre la primera válvula esférica 9 y la cara cónica correspondiente, yaire denota la distancia entre la segunda válvula esférica 12 y la cara cónica correspondiente, x denota la distancia del desplazamiento horizontal de la válvula esférica, soxígeno denota el área , seccional para la ventilación de oxígeno que corresponde a la distancia x de la válvula esférica, y saire denota el área seccional para la ventilación de aire que corresponde a la distancia x de la válvula esférica.

De acuerdo a la relación funcional anterior, se puede obtener una tabla y una gráfica del número de pasos de los pasos realizado por el motor de velocidad gradual y la concentración de oxígeno mezclado (como se muestra en las Figuras 10 y 11). Puede verse desde la tabla y la gráfica que, en cierto rango de desplazamiento de la válvula esférica, el volumen de ventilación está en una relación lineal aproximada con la distancia de desplazamiento de la válvula esférica, de este modo el control automático puede lograrse de forma conveniente.

Diez válvulas de mezcla de oxígeno manufacturadas, ensambladas y calibradas son probadas en el equipo de prueba, para obtener la gráfica del número de pasos realizados por el paso a paso frente a la concentración de oxígeno mezclado (como se muestra en la Figura 12). Se puede ver desde la gráfica que la gráfica probada está extremadamente cerca de la gráfica calculada. Por supuesto, en la practica, se mantiene un cierto margen en el aire final y el oxígeno final de la válvula de mezcla de oxígeno cuando el aire y el oxígeno se cierra por causa de ajuste y calibración.

Los pasos de operación de la válvula de mezcla de oxígeno son de la siguiente manera: Antes de utilizar la válvula de mezcla de oxígeno, se determina si la leva involuta 2 ha sido restablecida a la posición mas baja, es decir, un estado con el flujo de oxígeno máximo y flujo sin aire. Posteriormente la posición inicial de la leva involuta 2 es calibrada utilizando un sensor fotoeléctrico y el motor de velocidad gradual 1 se inicia. Después, el número de pasos a realizar por el motor de velocidad gradual 1 es ajustado de acuerdo a la concentración de oxígeno requerido, posteriormente el motor de velocidad gradual 1 acciona la leva involuta 2 para ser girada por el ángulo correspondiente, de tal forma que la leva involuta 2 accione el rodamiento 3 para ser girado y desplazado por una cierta distancia, el rodamiento 3 a su vez empuja el vástago de conducción 4 para ser desplazado por una distancia correspondiente en dirección horizontal, además, el vástago de conducción 4 empuja el primer receptáculo de guía 7 y la primera válvula esférica 9 para desplazar a la izquierda por una cierta distancia, y la primera válvula esférica 9 a su vez empuja el vástago de conducción para que la segunda válvula esférica 12 se mueva lejos de la salida de aire, en esté momento, el aire pasa a través de la salida de aire 19 desde la cavidad de aire 18 en la cavidad de mezcla 21 , por lo que se reduce la concentración de oxígeno en la cavidad de mezcla 21 para la concentración de oxígeno requerida. Después de la utilización, es preferible determinar si la leva involuta 2 ha sido restablecida a la posición más baja, es decir, el estado con flujo máximo de oxígeno y sin flujo de aire, y posteriormente la alimentación de energía se apaga.

• La válvula de oxígeno inventiva supera la inestabilidad del mecanismo de mezcla de oxígeno utilizado a alta presión, controla de forma precisa la concentración de oxígeno en un intervalo de flujo relativamente grande, y tiene un efecto de sellado mejorado. Si un par de válvulas de reducción de presión se montan que preceden al mecanismo de mezcla de oxígeno, una diferencia de presión entre el aire de salida y el oxígeno de salida se puede mantener por debajo de los 0.03KPa para el caso de diferente presión del aire de entrada y el oxígeno de entrada (pero la presión del aire y oxígeno de entrada no será mayor de 600KPa), en está forma, el control preciso den la proporción mezclada se puede lograr con la válvula de mezcla de oxígeno, mientras que el ajuste continuo para la concentración de oxígeno se puede lograr mediante un intervalo a partir de un gran volumen de ventilación pulmonar del adulto hasta un pequeño volumen de ventilación pulmonar de un niño.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES Lo que se reclama es: Una válvula de mezcla de oxígeno, que comprende un cuerpo de la válvula que tiene una entrada de oxígeno, una entrada de aire y una salida de mezcla de gas, una cavidad de mezcla en comunicación con la salida de mezcla de gas, una cavidad de oxígeno en comunicación con la entrada de oxígeno, y una cavidad de aire en comunicación con la entrada de aire que es dispuesta en el cuerpo de la válvula, caracterizada por que, un primer receptáculo de guía es dispuesto elásticamente en la cavidad dé oxígeno, un segundo receptáculo de guía es dispuesto de manera elástica en la cavidad de aire, una primera válvula esférica y una segunda válvula esférica que son conectadas con el vástago de conducción de la válvula esférica son dispuestas respectivamente en los costados internos del primer receptáculo de guía y el segundo receptáculo de guía, un vástago de conducción es dispuesto de forma movible en un costado externo del primer receptáculo de guía, un rodamiento giratorio es dispuesto en un extremo externo del vástago de conducción, y una leva involuta conectada con un eje de salida de un motor de velocidad gradual es dispuesto en un extremo externo del rodamiento. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 1 , caracterizada por que, el cuerpo de la válvula incluye un primer cuerpo de la válvula, un segundo cuerpo de la válvula y un tercer cuerpo de la válvula dispuestos sucesivamente, la cavidad de mezcla que contiene un primer cuerpo central de la válvula y un segundo cuerpo central de la válvula está dispuesto en el segundo cuerpo de la válvula, el primer cuerpo central de la válvula y el segundo cuerpo central de la válvula se conectan para comunicarse entre si y formar una cavidad de aire interiormente, la cavidad de oxígeno es dispuesta en el primer cuerpo de la válvula, la cavidad de aire está en comunicación con la cavidad de mezcla a través de una salida de aire dispuesta en el primer cuerpo central de la válvula, y la cavidad de oxígeno está en comunicación con la cavidad de mezcla a través de una salida de oxígeno dispuesta en el segundo cuerpo de la válvula. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 1 , caracterizado por que, el costado externo del primer receptáculo de guía se conecta con el primer cuerpo de la válvula mediante un primer resorte, el costado externo del segundo receptáculo de guía se conecta con el tercer cuerpo de la válvula mediante un segundo resorte, la entrada de aire es dispuesta en el tercer cuerpo de la válvula y está en comunicación con la cavidad de aire dispuesta dentro del segundo cuerpo de la válvula y la entrada de oxígeno es dispuesta en el primer cuerpo de la válvula y está en comunicación con la cavidad de oxígeno dispuesta dentro del primer cuerpo de la válvula. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 1 , caracterizada por que, dos tablillas colocadas una encima de la otra son dispuestas de manera fija en un costado del cuerpo de la válvula, el rodamiento es dispuesto entre las dos tablillas, y un perno se extiende a través de las tablillas y el rodamiento para conectarse entre si, el vástago de conducción es dispuesto dentro del primer cuerpo de la válvula, un extremo del vástago de conducción se extiende en la cavidad de oxígeno para apoyarse en el costado externo del primer receptáculo de guía, y el otro extremo del vástago de conducción se extiende entre las dos tablillas. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 2, caracterizada por que, un extremo de la salida de aire es proporcionada con una cara cónica acoplada con la segunda válvula esférica, un extremo de la salida de oxigeno se proporciona con una cara cónica acoplada con la primera válvula esférica, el vástago de conducción es dispuesto en la cavidad de mezcla, y dos extremo del vástago de conducción de la válvula esférica se extienden respectivamente en la salida de aire y la salida de oxígeno. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 2, caracterizado por que, un eje del vástago de conducción, un centro de la primera válvula esférica, un eje del vástago de conducción de la válvula esférica y un centro de la segunda válvula esférica están en la misma línea. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 3, caracterizado por que, una fuerza elástica del segundo resorte es mayor que la del primer resorte, de tal forma que la salida de oxígeno está en un estado completamente abierto y la salida de aire está en un estado cerrado bajo condiciones normales. La válvula de mezcla de oxígeno de cualquiera de las reivindicaciones 2, 3, 5, 6 ú 8, caracterizada por que, un anillo de sellado en forma de O es dispuesto en cada una de las caras de contacto entre el primer cuerpo de la válvula y el segundo cuerpo de la válvula, una cara de contacto entre el segundo cuerpo de la válvula y el segundo cuerpo central de la válvula, una cara de contacto ente el segundo cuerpo central de la válvula y el tercer cuerpo de la válvula, y una cara de contacto entre el segundo cuerpo central de la válvula y el primer cuerpo central de la válvula. La válvula de mezcla de oxígeno de la reivindicación 4, caracterizada por que, un anillo de sellado en forma de O es dispuesto en una cara de contacto entre el vástago de conducción y el primer cuerpo de la válvula. 10. La mezcla de mezcla de oxígeno de la reivindicación 4, caracterizado por que, un diafragma de sellado es dispuesto en la cara de contacto entre el vástago de conducción y el primer cuerpo de la válvula.