三通壓力平衡閥及醫用呼吸機的製作方法

2023-11-03 18:56:47 3

專利名稱：三通壓力平衡閥及醫用呼吸機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫用呼吸器械，尤其涉及一種三通壓力平衡閥及醫用呼吸機。
背景技術：
無創正壓通氣(NPPV) —直被認為有助於治療慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。無 創正壓通氣技術是使用沒有植入人工氣道的正壓通氣。其基本理念是用兩個壓力(吸氣和 呼氣)經鼻面罩通氣。正壓通氣在吸氣和由於肺部反衝而被動呼氣時將向病人提供幫助。現有技術中的呼吸機使用兩種技術一種是在吸氣和呼氣時使用風機調節壓力；另一種是使用比例閥，通過控制閥門 開啟調節壓力(調節流量控制壓力)。上述現有技術至少存在以下缺點對於風機觀點，好的壓力響應能力和可靠性取決於電機軸承技術、風機的電源管 理及系統中的摩擦穩定性；第二個觀點涉及的風機控制以及控制比例閥，來實現壓力的目 標，這兩個觀點有病人咳嗽減壓或任何幹擾系統的限制。結構複雜、使用不方便、控制精確度低。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠分別控制吸氣和呼氣壓力，且結構簡單、使用方便、 控制精確的三通壓力平衡閥及醫用呼吸機。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的三通壓力平衡閥，包括三通集成管道，三通集成管道包括氣源口、釋放 口、呼吸口，氣源口與呼吸口之間直接相通，在氣源口的內端設有橫膈膜，氣源口與釋放口 之間通過橫膈膜的上方空間相通；所述橫膈膜連接有驅動器，用於驅動橫膈膜上、下動作。本發明的醫用呼吸機，該醫用呼吸機連接有上述的三通壓力平衡閥，該醫用呼吸 機的氣體出口與所述三通壓力平衡閥氣源口連接。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的三通壓力平衡閥及醫用呼 吸機，由於三通壓力平衡閥包括三通集成管道，三通集成管道包括氣源口、釋放口、呼吸口， 氣源口與呼吸口之間直接相通，在氣源口的內端設有橫膈膜，氣源口與釋放口之間通過橫 膈膜的上方空間相通；橫膈膜連接有驅動器，用於驅動橫膈膜上、下動作，以調節氣源口與 釋放口之間的間隙大小。醫用呼吸機連接有上述的三通壓力平衡閥後，可以通過橫膈膜上、 下動作，調節氣源口與釋放口之間的間隙大小，分別控制吸氣和呼氣的壓力，在吸氣和呼氣 階段維持適當壓力，使用三通壓力平衡閥實現兩個水平壓力，以達到最佳的壓力，結構簡 單、使用方便、控制精確。


圖1為本發明三通壓力平衡閥的切面結構示意圖；圖2為本發明三通壓力平衡閥的拆分狀態示意圖；
圖3為本發明三通壓力平衡閥的立體結構示意圖；圖4為本發明三通壓力平衡閥的驅動器的具體實施例一的拆分狀態示意圖；圖5為本發明三通壓力平衡閥的驅動器的具體實施例二的拆分狀態示意圖；圖6為本發明醫用呼吸機的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的三通壓力平衡閥，其較佳的具體實施方式
是包括三通集成管道，三通集成管道包括氣源口、釋放口、呼吸口，氣源口與呼吸口 之間直接相通，在氣源口的內端設有橫膈膜，氣源口與釋放口之間通過橫膈膜的上方空間 相通；所述橫膈膜連接有驅動器，用於驅動橫膈膜上、下動作，以調節氣源口與釋放口之 間的間隙大小。所述的驅動器為電磁線圈，所述電磁線圈的外殼通過連接座與所述三通集成管道 連接，所述電磁線圈的動芯通過傳動軸與所述橫膈膜連接。所述傳動座開有氣體波動釋放孔，所述橫膈膜的下方空腔通過所述氣體波動釋放 孔與外部相通。所述電磁線圈可以在一側設置一片或兩片阻尼彈簧片，用於支撐動芯及傳動軸。所述電磁線圈也可以在兩側分別設置阻尼彈簧片，用於支撐動芯及傳動軸。本發明的醫用呼吸機，其較佳的具體實施方式
是，該醫用呼吸機連接有上述的三 通壓力平衡閥，該醫用呼吸機的氣體出口與所述三通壓力平衡閥氣源口連接。三通壓力平衡閥的釋放口可以連接有消音器。三通壓力平衡閥的呼吸口可以連接 有氣流傳感器。下面通過具體實施例並結合附圖對本發明的結構及動作原理進行詳細的描述三通壓力平衡閥的具體實施例，如圖1、圖2、圖3所示包括三通集成管道1，三通集成管道1與傳動座3之間設有橫膈膜2，橫膈膜2連 接有驅動器4 ；傳動座3的下方可以開設氣體波動釋放孔31，一方面用於釋放由橫膈膜2引起的 氣體波動，另一方面用於提供氣動阻尼，以防止因振動衝擊的響應；三通集成管道1包括氣源口 A、釋放口 B、呼吸口 C，氣源口 A與呼吸口 C之間直接 相通；橫膈膜2堵在氣源口 A的內端，氣源口 A與釋放口 B之間通過橫膈膜2與氣源口 A的 內端之間的間隙相通。驅動器4可以為電磁線圈，三通集成管道1通過傳動座3與電磁線圈的外殼連接， 電磁線圈的動芯可以通過傳動軸41與橫膈膜2連接，是一種力均衡器件，因此，它能使系統 調節達到穩定狀態，即氣道內部壓力強度等於由驅動器產生的力量在橫膈膜2活動區域的 壓力強度。驅動器4通過動芯及傳動軸41提供恆定力量給橫膈膜2，從氣源口 A來的空氣受到驅動器4的持續的調節，釋放適當的氣流通過釋放口 B釋放，在呼吸口 C產生合適的壓力。其動作的原理為氣體自三通壓力平衡閥的氣源口 A進入氣道在呼氣時，應控制呼吸口 C壓力變小此時驅動器4(電磁線圈)通過減少電流使勵磁力變小，經傳動軸41提供給橫隔 膜2的力相應變小，氣道壓力提供給橫膈膜2的力大於勵磁力，橫隔膜2下移，經釋放口 B 的氣道口面積變大，使大部氣體經釋放口 B流出，從而降低氣道壓力，並與橫膈膜2承受壓 力平衡；在吸氣時，應控制呼吸口 C壓力變大 此時驅動器4(電磁線圈)通過增加電流使勵磁力變大，經傳動軸41提供給橫膈 膜2的力相應變大，大於氣道壓力提供給橫膈膜2的力，橫膈膜2上移，經釋放口 B的氣道 口面積變小，較少部分氣流經釋放口 B流出，較大部分氣流經呼吸口 C，這增加了氣道壓力， 並使氣道壓力與橫膈膜2承受壓力平衡。在乾咳的瞬間，大量氣體經呼吸口 C進入氣道，使氣道內壓力瞬間變大由於勵磁力提供給橫膈膜2的力恆定，而氣道壓力作用於橫膈膜2的力變大，造成 橫膈膜2兩邊力不平衡，使橫膈膜2向下方移動，經釋放口 B的氣流截面積變大，氣道內壓 力變小，直到橫膈膜2兩邊的壓力平衡；當乾咳停止時，經呼吸口 C進入氣道的氣流變小，氣 道內壓力變小，勵磁力大於氣道壓力提供給橫膈膜2的力，橫膈膜向上移動直到勵磁力與 氣道壓力提供給橫膈膜2的力平衡。這個過程比較短，達到瞬間釋放由於乾咳造成的壓力 增加。本發明中，驅動器4可以採用以下兩個具體實施例的電磁線圈，也可以採用其它 結構的電磁線圈具體實施例一具有單彈簧驅動器懸臂的壓力閥，在線圈5的一側設置一片或兩片阻尼彈簧片6， 支撐動芯及傳動軸41。具體實施例二 在驅動器兩端具有彈簧支撐的壓力閥，在線圈5的兩側分別設置一片阻尼彈簧片 6，支撐動芯及傳動軸41。阻尼彈簧片6的作用是，用於提供快速響應和消除系統摩擦，並能適當的保持動 芯裝配在線圈磁場中心。本發明的三通壓力平衡閥，可以產生持續的力，在吸氣相允許系統釋放和恢復到 原來的壓力目標；在呼氣時，能夠卸載呼氣壓力，還能夠控制呼氣波形，以減少患者呼吸功； 並可以利用強迫平衡，在受到如病人咳嗽的幹擾源時，以自動恢復系統壓力。用於醫用呼吸機，通過控制開環或閉環在吸氣和呼氣階段維持適當壓力，使用三 通壓力平衡閥實現兩個水平壓力，以達到最佳的壓力。可以來控制雙水平呼吸設備的吸氣 和呼氣。在釋放口 B設置擋板來消除由於系統氣流釋放產生的嘯音，對患者氣道產生的湍 流聲進行消音。本發明的三通壓力平衡閥中，驅動器的裝配未使用軸承，從而消除了系統摩擦，允 許閥門的快速響應和無摩擦。驅動器是一個力平衡器，通過電流來平衡系統壓力，用於控制吸氣和呼氣的壓力。輸入電流和壓力之間是一個線性函數關係。採用傳統的控制器(如比 例和積分(PI)控制器)或線性的開環控制，該系統有能力保持壓力。結構簡單、生產成本 低。 以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局 限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種三通壓力平衡閥，其特徵在於，包括三通集成管道，三通集成管道包括氣源口、釋放口、呼吸口，氣源口與呼吸口之間直接相通，在氣源口的內端設有橫膈膜，氣源口與釋放口之間通過橫膈膜的上方空間相通；所述橫膈膜連接有驅動器，用於驅動橫膈膜上、下動作。
2.根據權利要求1所述的三通壓力平衡閥，其特徵在於，所述的驅動器為電磁線圈，所 述電磁線圈的外殼通過連接座與所述三通集成管道連接，所述電磁線圈的動芯通過傳動軸 與所述橫膈膜連接。
3.根據權利要求2所述的三通壓力平衡閥，其特徵在於，所述傳動座開有氣體波動釋 放孔，所述橫膈膜的下方空腔通過所述氣體波動釋放孔與外部相通。
4.根據權利要求2所述的三通壓力平衡閥，其特徵在於，所述電磁線圈在一側設置一 片或兩片阻尼彈簧片，用於支撐動芯及傳動軸。
5.根據權利要求2所述的三通壓力平衡閥，其特徵在於，所述電磁線圈在兩側分別設 置阻尼彈簧片，用於支撐動芯及傳動軸。
6.一種醫用呼吸機，其特徵在於，該醫用呼吸機連接有權利要求1至5任一項所述的三 通壓力平衡閥，該醫用呼吸機的氣體出口與所述三通壓力平衡閥氣源口連接。
7.根據權利要求6所述的醫用呼吸機，其特徵在於，所述三通壓力平衡閥的釋放口連 接有消音器。
8.根據權利要求7所述的醫用呼吸機，其特徵在於，所述三通壓力平衡閥的呼吸口連 接有氣流傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種三通壓力平衡閥及醫用呼吸機，三通壓力平衡閥包括三通集成管道，三通集成管道包括氣源口、釋放口、呼吸口，氣源口與呼吸口之間直接相通，在氣源口的內端設有橫膈膜，氣源口與釋放口之間通過橫膈膜的上方空間相通；橫膈膜連接有驅動器，用於驅動橫膈膜上、下動作，以調節氣源口與釋放口之間的間隙大小。醫用呼吸機連接有上述的三通壓力平衡閥後，可以通過橫膈膜上、下動作，調節氣源口與釋放口之間的間隙大小，分別控制吸氣和呼氣的壓力，在吸氣和呼氣階段維持適當壓力，使用三通壓力平衡閥實現兩個水平壓力，以達到最佳的壓力，結構簡單、使用方便、控制精確。
文檔編號A61M16/20GK101856534SQ20101010587
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月3日 優先權日2010年2月3日
發明者孫建國, 張曉民 申請人:蘇州凱迪泰醫學科技有限公司