專利名稱：具有輔助混合氣體出口的氣體混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及尤其適于氣體混和裝置的氣體混合和控制裝置，
該氣體混和裝置特別適于將混合氣體供應(yīng)到連續(xù)正氣道壓力(CPAP) 醫(yī)療裝置。
背景技術(shù)：
氧氣治療用于治療遭受各種病痛的患者并有助于各種治療。這種 治療的最重要方面之一是獲得正確的氧氣混合物和治療氣體的壓力。 通常形式的氧氣治療通過(guò)使用連續(xù)正氣道壓力(CPAP)裝置來(lái)完成。 如氧氣治療領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將意識(shí)到的那樣，在協(xié)助CPAP治 療中使用需要混合氣體的各種其它輔助治療裝置。這種輔助裝置包括 噴霧器和正常呼吸恢復(fù)袋。
將醫(yī)療壓縮空氣和氧氣混合或混和以獲得正確的氧氣混合物和治 療壓力或混合氣體的壓力。雖然許多氧氣治療裝置具有正確混合裝置 內(nèi)的治療壓縮空氣和氧氣的能力，但是一些裝置沒(méi)有上述能力，并且 需要連接到外部氣體混合器，這樣由預(yù)先混合的氣體來(lái)供應(yīng)裝置。并 入氣體混合能力的裝置包括氣體混合器。氣體混合器是正確混合治療 壓縮空氣和氧氣以獲得具有特定氧氣百分比和壓力的混合氣體的裝 置。希望具有包括輔助混合氣體出口的整合氣體混合器，其可用于將 混合氣體供應(yīng)到?jīng)]有內(nèi)裝式混合器的設(shè)備。并入這種輔助混合氣體出 口消除了對(duì)適于多件設(shè)備的外部氣體混合器的需求。
當(dāng)前有限數(shù)目的商業(yè)上可得到的裝置并入了輔助混合氣體出口， 但是這些裝置仍具有許多缺陷。首先，據(jù)信當(dāng)前可得到的具有輔助氣 體出口的氣體混合器只能通過(guò)治療出口或輔助出口供應(yīng)混合氣體，但 是不能同時(shí)使用兩個(gè)出口來(lái)供應(yīng)混合氣體。其次當(dāng)前可得到的輔助氣 體出口通常只能以低的流速供應(yīng)混合氣體，因此使得能夠由輔助氣體 出口供應(yīng)混合氣體的輔助設(shè)備的種類受到限制。
本領(lǐng)域需求能夠同時(shí)將混合氣體供應(yīng)到治療出口和輔助氣體出口 的氣體混合器。在使用輔助氣體出口過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)以便不影響流出 治療出口的混合氣體的氣體混合器是所需的。此外，理想的氣體混合
器將不會(huì)不適當(dāng)?shù)叵拗戚o助氣體出口的氣體流出。

發(fā)明內(nèi)容
在其最常規(guī)的構(gòu)造下，本發(fā)明以更新和新穎的方式改進(jìn)了技術(shù)狀 態(tài)，其具有各種更新的能力并克服了現(xiàn)有裝置的許多缺陷。在其最常 規(guī)的意義下，本發(fā)明克服了處于常規(guī)有效構(gòu)造的任意構(gòu)造下的現(xiàn)有技 術(shù)的缺陷和限制。本發(fā)明以更新和新穎的方式證明上述能力并克服現(xiàn) 有方法的許多缺陷。
本發(fā)明是具有輔助混合氣體出口的氣體混合器。氣體混合器以特 定的方式混合第一氣體和第二氣體以獲得具有一些可控特性的混合氣
體。本發(fā)明的氣體混合器可并入到連續(xù)正氣道壓力(CPAP)裝置中。 在該實(shí)施例中，第一氣體是常規(guī)的醫(yī)療壓縮空氣以及第二氣體是氧氣。
處于第一氣源壓力下的第一氣體進(jìn)入氣體混合器，以及處于第二 氣源壓力的第二氣體進(jìn)入氣體混合器。雖然氣體可以是任何氣體，以 及氣源壓力可以是任何壓力，但是在健康護(hù)理業(yè)中氣體最通常是空氣 和氧氣，以及氣源壓力最通常在40-66 psig。氣體混合器控制上述混 合以產(chǎn)生混合氣體，混合氣體具有通常為氧氣百分比的預(yù)定混合物設(shè) 定值以及通常為壓力設(shè)定值或流速設(shè)定值的預(yù)定控制設(shè)定值。
氣體混合器提供在任一氣體的至少百分之五十壓力下的輔助混合 氣源，以便由設(shè)備輔助件選擇性使用。再次參照健康護(hù)理業(yè)，使用在 氣源壓力的至少百分之五十壓力下的混合氣體的至少一設(shè)備輔助件是 最通常的噴霧器、正常呼吸恢復(fù)袋等。
氣體混合器包括第一氣體入口通道、第二氣體入口通道、氣體混 合設(shè)備、具有輔助混合氣體出口的混合氣體分配通道、氣體傳感器、 輸送傳感器、混合氣體輸送控制閥、混合氣體控制通道以及控制器。
第一氣體入口通道具有用于從外部氣源接收第一氣體的第一氣體 入口端口以及第 一氣體入口通道排放口 。第二氣體入口通道具有用于
從外部氣源接收第二氣體的第二氣體入口端口以及第二氣體入口通道 排放口?；旌蠚怏w分配通道具有輔助混合氣體出口，以便在預(yù)定混合 物設(shè)定值以及在第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下供應(yīng)混合氣 體，以便由輔助設(shè)備件使用。最后，混合氣體控制通道具有混合氣體 控制通道入口和混合氣體控制通道排放口 。
氣體混合設(shè)備與第一氣體入口通道、第二氣體入口通道以及混合
氣體分配通道處于流體連通。氣體混合設(shè)備通過(guò)第 一 氣體入口通道接 收第 一 氣體以及通過(guò)第二氣體入口通道接收第二氣體。氣體混合設(shè)備 響應(yīng)混合控制信號(hào)將第一氣體與第二氣體混合，以產(chǎn)生在預(yù)定混合物 設(shè)定值和第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下的混合氣體。
預(yù)定混合物設(shè)定值是在混合氣體中所希望的第一氣體或第二氣體 的百分比。然后混合氣體通過(guò)混合氣體分配通道流出氣體混合設(shè)備。 本發(fā)明的混合氣體分配通道具有輔助混合氣體出口 ，以便在預(yù)定混合 物設(shè)定值以及在第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下供應(yīng)混合氣 體，以便由輔助設(shè)備件使用。在第一氣體和第二氣體氣源壓力的至少 百分之五十的壓力下供應(yīng)混合氣體同時(shí)還經(jīng)由另一出口在降低壓力或 流動(dòng)下供應(yīng)混合氣體的能力是明顯進(jìn)步的。
混合氣體輸送控制閥與混合氣體分配通道以及混合氣體控制通道 處于流體連通?；旌蠚怏w輸送控制閥接收氣體混合設(shè)備下游的混合氣 體，因此混合氣體在預(yù)定的混合物設(shè)定值下?；旌蠚怏w輸送控制閥響 應(yīng)輸送控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將混合氣體固定在除了已經(jīng)獲得的預(yù) 定混合物設(shè)定值之外的預(yù)定控制設(shè)定值下。當(dāng)前處于預(yù)定混合物設(shè)定 值和預(yù)定控制設(shè)定值下的混合氣體通過(guò)混合氣體控制通道流出混合氣 體輸送控制閥。
氣體傳感器與混合氣體分配通道處于流體連通。氣體傳感器產(chǎn)生 代表混合氣體分配通道中混合氣體特性的氣體信號(hào)。氣體傳感器通常 感知包含于混合氣體中的笫一氣體或第二氣體的量。所感知的量?jī)?yōu)選 為包含于混合氣體中的笫一氣體或第二氣體的百分比的形式。
輸送傳感器與其流出混合氣體輸送控制閥后的混合氣體處于流體 連通以便產(chǎn)生輸送感知信號(hào)。在該點(diǎn)，混合氣體已經(jīng)處于希望的混合 狀態(tài)下，并且輸送傳感器感知壓力或流速。
最后，控制器(a)將預(yù)定混合物設(shè)定值與氣體信號(hào)進(jìn)行比較，并 且產(chǎn)生混合控制信號(hào)；以及(b)將預(yù)定控制設(shè)定值與輸送感知信號(hào)進(jìn) 行比較，并且產(chǎn)生輸送控制信號(hào)。換言之，控制器接收使用者輸入， 或者預(yù)先設(shè)定的預(yù)定混合物設(shè)定值以及自氣體傳感器的氣體信號(hào)，比 較上述信號(hào)，并且產(chǎn)生調(diào)節(jié)氣體混合設(shè)備的修正信號(hào)或者混合控制信 號(hào)以確?；旌蠚怏w分配通道中的混合氣體基本等于由預(yù)定混合物設(shè)定 值代表的混合物的量。此外，控制器接收使用者輸入，或者預(yù)先設(shè)定
的預(yù)定混合物設(shè)定值以及自輸送傳感器的輸送感知信號(hào)，比較上述信 號(hào)，并且產(chǎn)生修正信號(hào)或者輸送控制信號(hào)。輸送控制信號(hào)調(diào)節(jié)混合氣 體輸送控制閥以確保混合氣體控制通道中的混合氣體的特性(具體壓 力或流速)基本等于由預(yù)定控制設(shè)定值代表的特定(具體壓力或流速)。
本發(fā)明還可并入用于控制由氣體傳感器600感知哪一種氣體10， 20， 30的校準(zhǔn)閥1500;與混合氣體控制通道800處于流體連通的混合 氣體排放閥1600;與混合氣體控制通道800處于流體連通的安全閥 1700;以及各種入口和出口止回閥。
如參照伴隨附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的如下詳細(xì)描述，各種優(yōu)選實(shí) 施例的這些變化、變型、替換和變更可單獨(dú)使用或與相互結(jié)合使用， 如本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將更容易明了的那樣。


現(xiàn)在參照附圖進(jìn)行說(shuō)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的范圍(本發(fā)明的 范圍由權(quán)利要求進(jìn)行限定的限制，其中
圖l是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖2是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖3是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖4是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖5是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖6是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖7是未按比例繪制的本發(fā)明的示意圖8是未按比例繪制的本發(fā)明的高位透視圖9是未按比例繪制的圖8實(shí)施例的一些組件的分解組裝圖IO是未按比例繪制的圖8實(shí)施例的一些組件的分解組裝圖ll是未按比例繪制的本發(fā)明的頂部平面視圖12是未按比例繪制的沿圖11剖面線12-12所取的本發(fā)明的斷 面視圖13是未按比例繪制的沿圖11剖面線13-13所取的本發(fā)明的斷 面視圖14是未按比例繪制的沿圖11剖面線14-14所取的本發(fā)明的斷 面視圖；以及
圖15是未按比例繪制的沿圖11剖面線15-15所取的本發(fā)明的斷
面視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述
本發(fā)明的具有輔助混合氣體出口的氣體混合器100使得本領(lǐng)域的
技術(shù)狀態(tài)得到明顯改進(jìn)。該設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)以獨(dú)特和新穎方式 設(shè)置元件的更新和新穎配置來(lái)實(shí)現(xiàn)上述，并且其證實(shí)其實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù) 不能得到但是優(yōu)選和希望的性能。結(jié)合附圖所做的下述詳細(xì)說(shuō)明意旨 僅僅作為本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的描述，但并不代表其中構(gòu)建或利用 本發(fā)明的唯一形式。下述描述提出關(guān)于所示實(shí)施例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)計(jì)、 功能、裝置和方法。但是可以理解，可由不同實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的相同或等 價(jià)功能和特征也意旨涵蓋在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
通常參照?qǐng)D1至15，本發(fā)明是具有輔助混合氣體出口的氣體混合 器100，以便以特定方式混合第一氣體10和第二氣體20以獲得具有一 些可控特性的混合氣體30。處于第一氣源壓力下的第一氣體IO進(jìn)入氣 體混合器100,以及處于第二氣源壓力下的第二氣體20進(jìn)入氣體混合 器100。雖然氣體IO， 20可以是任何氣體，以及氣源壓力可以是任何 壓力，但是在健康護(hù)理業(yè)中氣體IO, 20最通常是空氣和氧氣，以及氣 源壓力最通常在40-66psig ( 2.75-4.55bar )。氣體混合器100控制上 述混合以產(chǎn)生具有預(yù)定混合物設(shè)定值32以及預(yù)定控制設(shè)定值34的混 合氣體30。此外，氣體混合器IOO提供在任一氣體的至少百分之五十 壓力下的輔助混合氣體30氣源，以便由至少 一設(shè)備輔助件選擇性使用。 再次參照健康護(hù)理業(yè)，使用在氣源壓力的至少百分之五十壓力下的混 合氣體30的至少一設(shè)備輔助件是最通常的噴霧器、正常呼吸恢復(fù)袋等。
參照?qǐng)Dl，氣體混合器100包括第一氣體入口通道200、第二氣體 入口通道300、氣體混合設(shè)備400、具有輔助混合氣體出口 510的混合 氣體分配通道500、氣體傳感器600、輸送傳感器900、混合氣體輸送 控制閥700、混合氣體控制通道800以及控制器1000。將首先簡(jiǎn)要論述 這些元件中的每一元件，以提供各元件之間的流體連通以及氣體混合 器100如何作用的概況。
首先，參照通道200， 300， 500, 800，如圖2中所示，第一氣體 入口通道200具有用于從外部氣源接收第一氣體10的第一氣體入口端 口 210以及第一氣體入口通道排放口 220。類似的，第二氣體入口通道 300具有用于從外部氣源接收第二氣體20的第二氣體入口端口 310以
及笫二氣體入口通道排放口 320。此外，混合氣體分配通道500具有輔 助混合氣體出口 510，以〗更在預(yù)定混合物設(shè)定值32以及在第一氣源壓 力的至少百分之五十的壓力下供應(yīng)混合氣體30，以便由輔助設(shè)備件使 用?；旌蠚怏w控制通道500還具有混合氣體控制通道入口 520和混合 氣體控制通道排放口 530。最后，混合氣體控制通道800具有混合氣體 控制通道入口 810和混合氣體控制通道糸夂放口 820。
接著，繼續(xù)參照?qǐng)D2，氣體混合設(shè)備400與第一氣體入口通道200、 第二氣體入口通道300以及混合氣體分配通道500處于流體連通。氣 體混合設(shè)備400通過(guò)第 一氣體入口通道200接收第一氣體10以及通過(guò) 第二氣體入口通道300接收第二氣體20。氣體混合設(shè)備400響應(yīng)混合 控制信號(hào)1010將第一氣體10與第二氣體20混合，以產(chǎn)生在預(yù)定混合 物設(shè)定值32和第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下的混合氣體 30，如圖3所示。預(yù)定混合物設(shè)定值32是在混合氣體30中所希望的第 一氣體10或第二氣體20的百分比。然后混合氣體30通過(guò)混合氣體分 配通道500流出氣體混合設(shè)備400。本發(fā)明的混合氣體分配通道500具 有輔助混合氣體出口 510，以便在預(yù)定混合物設(shè)定值32以及在第一氣 源壓力的至少百分之五十的壓力下供應(yīng)混合氣體30,以便由輔助設(shè)備 件使用。在第一氣體10和第二氣體20氣源壓力的至少百分之五十的 壓力下供應(yīng)混合氣體30同時(shí)還經(jīng)由另一出口在降低壓力或流動(dòng)下供應(yīng) 混合氣體30的能力是明顯進(jìn)步的。
再次參照?qǐng)D2,混合氣體輸送控制閥700與混合氣體分配通道500 以及混合氣體控制通道800處于流體連通?；旌蠚怏w輸送控制閥700 接收氣體混合設(shè)備400下游的混合氣體30,因此混合氣體30在預(yù)定的 混合物設(shè)定值32下。混合氣體輸送控制閥700響應(yīng)輸送控制信號(hào)1020 進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將混合氣體30固定在除了已經(jīng)獲得的預(yù)定混合物設(shè)定 值32之外的預(yù)定控制設(shè)定值34下。當(dāng)前處于預(yù)定混合物設(shè)定值32和 預(yù)定控制設(shè)定值34下的混合氣體30通過(guò)混合氣體控制通道800流出混 合氣體輸送控制閥700。
現(xiàn)在再次參照附圖3，關(guān)于傳感器600， 900，氣體傳感器600與混 合氣體分配通道500處于流體連通。氣體傳感器600產(chǎn)生代表混合氣 體分配通道500中混合氣體30特性的氣體信號(hào)610。氣體傳感器600 通常感知包含于混合氣體30中的第一氣體10或第二氣體20的量。所
感知的量?jī)?yōu)選為包含于混合氣體30中的第一氣體10或第二氣體20的 百分比的形式。例如，在健康護(hù)理業(yè)中，如果第一氣體10是壓縮空氣 以及第二氣體20基本是純氧，那么通常希望其感知混合氣體30中的 氧氣量，通常表示為混合氣體30中的氧氣百分比。
輸送傳感器卯0與其流出混合氣體輸送控制閥700后以便產(chǎn)生輸 送感知信號(hào)910的混合氣體30處于流體連通。在該點(diǎn)，混合氣體30 已經(jīng)處于希望的混合狀態(tài)下，并且輸送傳感器卯0感知壓力或流速。 這樣，輸送傳感器可以是壓力傳感器920或流速傳感器930。此外，輸 送傳感器900并不限制在本發(fā)明的位置，并且可與恰好位于氣體混合 器100下游的混合氣體30處于流體連通。例如，再次參照健康護(hù)理的
例子，在連續(xù)正氣道壓力(CPAP)裝置中使用本發(fā)明的實(shí)施例中，混 合氣體30優(yōu)選由位于使用者面罩附近的壓力傳感器920或流速傳感器 930測(cè)量。在多數(shù)實(shí)施例中，壓力傳感器920感知水面下250厘米的壓 力，并且流量傳感器930感知小于每分鐘20升的流速。
最后，控制器1000 (a)將預(yù)定混合物設(shè)定值32與氣體信號(hào)610 進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生混合控制信號(hào)1010;以及(b將預(yù)定控制設(shè)定值 34與輸送感知信號(hào)910進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生輸送控制信號(hào)1020。換言 之，關(guān)于混合控制信號(hào)1010,控制器IOOO接收使用者輸入，或者預(yù)先 設(shè)定的預(yù)定混合物設(shè)定值32以及自氣體傳感器600的氣體信號(hào)610， 比較上述信號(hào)，并且產(chǎn)生調(diào)節(jié)氣體混合設(shè)備400的修正信號(hào)或者混合 控制信號(hào)1010以確保混合氣體分配通道500中的混合氣體30基本等于 由預(yù)定混合物設(shè)定值32代表的混合物的量。此外，關(guān)于混合控制信號(hào) 1020，控制器IOOO接收使用者輸入，或者預(yù)先設(shè)定的預(yù)定混合物設(shè)定 值34以及自輸送傳感器900的輸送感知信號(hào)910,比較上述信號(hào)，并 且產(chǎn)生修正信號(hào)或者輸送控制信號(hào)1020，輸送控制信號(hào)1020調(diào)節(jié)混合 氣體輸送控制閥700以確?；旌蠚怏w控制通道800中的混合氣體30的 特性(具體壓力或流速)基本等于由預(yù)定控制設(shè)定值34代表的特定(具 體壓力或流速)。
氣體混合設(shè)備400可以是任意數(shù)目的流動(dòng)控制產(chǎn)品，上述產(chǎn)品可 精確控制流經(jīng)設(shè)備400的氣體量并且將第 一氣體10和第二氣體20以具 有最大壓降的方式混合，從而確?；旌蠚怏w分配通道500中的混合氣 體30在第一氣體10氣源壓力的至少百分之五十的壓力下。在一個(gè)實(shí) 施例中，參見圖1，氣體混合設(shè)備400包括第一氣體控制閥410和笫二 氣體控制閥460。在此使用的術(shù)語(yǔ)"控制閥，，意味著能夠響應(yīng)相關(guān)的控 制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)或僅僅導(dǎo)引流動(dòng)(如由控制信號(hào)指引的那樣的閥或兼容 的動(dòng)作裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，參見圖2，第一氣體控制閥410是第一 氣體比例的電磁閥420以及第二氣體控制閥460是第二氣體比例的電 磁閥470。在此術(shù)語(yǔ)"比例的電磁閥，，意味著能夠在完全打開和完全關(guān) 閉的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的電磁閥。
在一特定實(shí)施例中，參見圖3和圖4，第一氣體比例電磁閥420是 雙通第一氣體比例電磁閥430以及第二氣體比例電磁閥470是雙通笫 二氣體比例電磁閥480。在此，雙通第一氣體比例電磁閥430與第一氣 體入口通道200和第一氣體控制通道1100處于流體連通，這樣雙通第 一氣體比例電磁閥430從第一氣體入口通道200接收第一氣體10，響 應(yīng)于混合控制信號(hào)1010進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第一氣體10排 放到與混合氣體分配通道500處于流體連通的第一氣體控制通道1100。 類似的，雙通第二氣體比例電磁閥480與第二氣體入口通道300和第 二氣體控制通道1200處于流體連通，這樣雙通第二氣體比例電磁閥480 從第二氣體入口通道300接收第二氣體20，響應(yīng)于混合控制信號(hào)1010 進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第二氣體20排放到與混合氣體分配通道 500處于流體連通的第二氣體控制通道1200。雙通第一氣體比例電磁 閥430與雙通第二氣體比例電磁閥480共同工作，如由混合控制信號(hào) IOIO指引的那樣，這樣混合氣體分配通道500中的經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第一氣 體10和經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第二氣體20的混合物處于預(yù)定的混合物設(shè)定值32 下。
在并入所示CPAP應(yīng)用例子中的該實(shí)施例中，當(dāng)混合氣體30以大 約7升/分鐘流出輔助混合氣體出口 510以及混合氣體30以大約8升 /分鐘流出混合氣體控制通道800時(shí)，預(yù)定的控制設(shè)定值34通常為大 約5厘米水柱和大約IO厘米水柱之間的優(yōu)選治療壓力，其中第一氣體 IO-壓縮空氣的氣源壓力大約為50psig(3.45bar)，以及第二氣體20-氧氣的氣源壓力大約為50psig。當(dāng)從輔助混合氣體出口 510流出的混合 氣體30增加到15升/分鐘時(shí)，氣體10， 20的氣源壓力降低到大約 41psig。較高的流速在混合氣體分配通道500中產(chǎn)生大約21psig的壓力， 而較低的流速在混合氣體分配通道500中產(chǎn)生大約42psig的壓力。這
樣，混合氣體通道500中的混合氣體30處于預(yù)定的混合物設(shè)定值32 和最低氣源壓力的至少百分之五十的壓力下。類似的，在上述的CPAP 應(yīng)用例子中，預(yù)定的控制設(shè)定值34通常是小于20升每分鐘的優(yōu)選治 療流速。
在圖5中所示的可選擇實(shí)施例中，第一氣體比例電磁閥420是雙 通第一氣體比例電磁閥430以及第二氣體比例電磁閥470是三通笫二 氣體比例電磁閥490。在此，雙通第一氣體比例電磁閥430與第一氣體 入口通道200和第一氣體控制通道1100處于流體連通，這樣只有當(dāng)預(yù) 定的混合物設(shè)定值32在預(yù)定的高濃度設(shè)定值36時(shí)或在預(yù)定的高濃度 設(shè)定值36以上時(shí)，雙通第一氣體比例電磁閥430才從第一氣體入口通 道200接收第一氣體10，響應(yīng)于混合控制信號(hào)IOIO進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)預(yù)定 的混合物設(shè)定值32低于預(yù)定的高濃度設(shè)定值36時(shí)，雙通第一氣體比 例電磁閥430完全打開。在該實(shí)施例中，氣體從雙通第一氣體比例電 磁閥430排放到與三通第二氣體比例電磁閥490處于流體連通的第一 氣體控制通道IIOO。因此，三通第二氣體比例電磁閥490與第二氣體 入口通道300、第一氣體控制通道1100以及混合氣體分配通道500處 于流體連通，這樣三通第二氣體比例電磁閥490從第二氣體入口通道 300接收第二氣體20以及從第一氣體控制通道IIOO接收第一氣體10。 三通第二氣體比例電磁閥490響應(yīng)于混合控制信號(hào)1010進(jìn)4于調(diào)節(jié)，并 在預(yù)定混合物設(shè)定值32下將混合氣體30排放到混合氣體分配通道 500。
在該實(shí)施例中，預(yù)定的高濃度設(shè)定值36實(shí)質(zhì)上可為任意濃度的第 一氣體10或第二氣體20。再次參照健康護(hù)理的例子，其中第一氣體 10是壓縮空氣以及第二氣體20是氧氣，混合氣體30的預(yù)定高濃度設(shè) 定值36是基本百分之六十的氧氣。選擇該值，原因在于假定每一氣體 10， 20的氣源壓力相同以及每一閥410， 460的節(jié)流面積相同時(shí)給予相 同的體積轉(zhuǎn)移，那么具有21%氧氣的壓縮空氣與具有100%氧氣的氧 氣將以相同的份數(shù)進(jìn)行混合。在此，在第一氣體10和第二氣體20的 氧氣百分比的差異大約為80%。這樣，由于雙通第一氣體比例電磁閥 430完全打開，三通第二氣體比例電磁閥490可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生具有 21%值大約60%體積之間的氧氣濃度的混合氣體30。那么，如果希望 氧氣濃度高于60%，雙通第一氣體比例電磁閥430開始關(guān)閉，或節(jié)流
供應(yīng)到三通第二氣體比例電磁閥490的第二氣體20，也就是壓縮空氣 的量。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到與前述圖5所述實(shí)施例相反的實(shí)施 例也執(zhí)行同樣的功能。在該相反的實(shí)施例中，參見圖6,第一氣體比例 電磁閥420是三通第一氣體比例電磁閥440以及第二氣體比例電磁閥 470是雙通第二氣體比例電磁閥480。雙通第二氣體比例電磁閥480與 第二氣體入口通道300和第二氣體控制通道1200處于流體連通。這樣 只有當(dāng)預(yù)定的混合物設(shè)定值32在預(yù)定的高濃度設(shè)定值36時(shí)或在預(yù)定 的高濃度設(shè)定值36以上時(shí)，雙通第二氣體比例電磁閥480才從第二氣 體入口通道300接收第二氣體20，響應(yīng)于混合控制信號(hào)1010進(jìn)行調(diào)節(jié)， 否則雙通第二氣體比例電磁閥480完全打開，并且將第二氣體20排放 到與第二氣體控制通道1200。第二氣體控制通道1200與三通第一氣體 比例電磁閥440處于流體連通。三通第一氣體比例電磁閥440與第一 氣體入口通道200、第二氣體控制通道1200以及混合氣體分配通道500 處于流體連通。三通第一氣體比例電磁閥440從第一氣體入口通道200 接收第一氣體10并且從第二氣體控制通道1200接收第二氣體20。三 通第一氣體比例電磁閥440響應(yīng)于混合控制信號(hào)IOIO進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在 預(yù)定混合物設(shè)定值32下將混合氣體30排放到混合氣體分配通道500。
本發(fā)明還可并入用于控制由氣體傳感器600感知哪一種氣體10， 20， 30的校準(zhǔn)閥1500，如圖5和7所示。并入校準(zhǔn)岡1500使得氣體混 合器100能夠校驗(yàn)氣體傳感器600是否正確運(yùn)行。例如，在一個(gè)上述 的健康護(hù)理的例子中，氣體傳感器600是氧氣傳感器。在此，氣體混 合器100連接到100%的氧氣源。因此，通過(guò)經(jīng)由校準(zhǔn)閥1500將100 %氧氣導(dǎo)引到氣體傳感器600，氣體混合器100可對(duì)氣體傳感器600進(jìn) 行檢測(cè)，以觀察其是否產(chǎn)生了 100%氧氣的讀數(shù)。校準(zhǔn)閥1500是最通 常的三向兩位的電磁閥。換言之，校準(zhǔn)閥1500具有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸 出，并且該閥僅僅指引哪一輸入被阻斷以及哪一輸入自由流動(dòng)到輸出。
該實(shí)施例并入第二氣體校準(zhǔn)通道1300、混合氣體測(cè)量通道1400以 及校準(zhǔn)閥1500。笫二氣體校準(zhǔn)通道1300與笫二氣體入口通道300處于 流體連通?；旌蠚怏w測(cè)量通道1400與混合氣體分配通道500處于流體 連通。在由控制器1000產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)1030指引的情況下，校準(zhǔn)閥 1500將來(lái)自第二氣體校準(zhǔn)通道1300或混合氣體測(cè)量通道1400的氣流
導(dǎo)引到氣體傳感器600?？刂破?000可在產(chǎn)生任意數(shù)目事件時(shí)產(chǎn)生校 準(zhǔn)信號(hào)。例如，在氣體混合器100每一運(yùn)行開始時(shí)或特定的運(yùn)行階段 其可以是運(yùn)行的小時(shí)數(shù)、循環(huán)周期等之后，控制器1000可產(chǎn)生校準(zhǔn)信 號(hào)1030并且因而檢測(cè)氣體傳感器600。此外，如果由氣體傳感器600 產(chǎn)生的氣體信號(hào)610沒(méi)有正確識(shí)別第二氣體20，控制器1000可防止氣 體混合器100運(yùn)4亍。
本發(fā)明還可并入與混合氣體控制通道800處于流體連通的混合氣 體排放閥1600，如圖7所示?；旌蠚怏w排放閥1600響應(yīng)于由控制器1000
通過(guò)比較預(yù)定的丄:氣體排;^設(shè)定值38和輸送感知信號(hào);10產(chǎn)生排氣 控制信號(hào)1040。預(yù)定的混合氣體排放設(shè)定值38基本是過(guò)壓安全設(shè)置。 再次參照CPAP應(yīng)用的例子，預(yù)定的混合氣體排放設(shè)定值38通常是大 約12厘米水柱。在一個(gè)實(shí)施例中，混合氣體排放閥1600是雙向電磁 閥，當(dāng)輸送傳感器900感知在混合氣體控制通道800中的壓力大于預(yù) 定的混合氣體排放設(shè)定值38時(shí)，該電磁閥完全打開，從而將混合氣體 30從混合氣體控制通道800排放，并且當(dāng)在混合氣體控制通道800中 的壓力降低小于預(yù)定的混合氣體排放設(shè)定值38時(shí)，該閥完全關(guān)閉。
本發(fā)明還可并入與混合氣體控制通道800處于流體連通的安全閥 1700。如果在混合氣體控制通道800中的混合氣體30的壓力超過(guò)預(yù)定 的混合氣體安全設(shè)定值40時(shí)，該安全閥1700將混合氣體30從混合氣 體控制通道800釋放。預(yù)定的混合氣體安全設(shè)定值40通常明顯高于預(yù) 定的混合氣體排放設(shè)定值38。實(shí)際上，在該部分中使用的CPAP應(yīng)用 的例子中，預(yù)定的混合氣體安全設(shè)定值40大約為210厘米水柱。在該 實(shí)施例中，安全閥1700是自動(dòng)機(jī)械安全閥。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的那樣，氣體混合器100的各種入口 和出口可并入止回閥，以限制氣體流動(dòng)到特定方向。這種止回閥可與 各種入口和出口處于流體連通，并且在氣體混合器100的外部，或者
止回閥可以是氣體混合器100的一部分。因此，在如圖7所示的實(shí)施 例中，氣體混合器100包括處于笫一氣體入口通道200中的第一氣體 止回閥230、處于第二氣體入口通道300中的第二氣體止回閥330以及 處于輔助混合氣體出口 510中的輔助混合氣體出口止回閥512。此外， 如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的那樣，各種過(guò)濾器可并入到氣體混合器
100中，諸如還由圖7所示的第一氣體過(guò)濾器240以及笫二氣體過(guò)濾器 340。過(guò)濾器240， 340通常是5-50微米的過(guò)濾器，并且可并入脫水器， 并且當(dāng)?shù)谝粴怏w10為壓縮空氣時(shí)，過(guò)濾器具體位于氣體混合器100的 第一氣體10的那一側(cè)上。
在圖8-15中示出一個(gè)特定實(shí)施例.這些附圖通常相應(yīng)于圖7的 示意圖。如圖8所示的氣體混合器100示出該實(shí)施例的各種閥的位置， 上述閥也就是第一氣體控制閥410、第二氣體控制閥460、混合氣體輸 送控制閥700、校準(zhǔn)閥1500以及混合氣體排放閥1600。在圖8中還可 看到輔助混合氣體出口 510。在圖9中示出圖8的氣體混合器100的組 裝視圖。如圖9和13所示，混合氣體控制通道800并且因而混合氣體 控制通道出口 820(其通常被認(rèn)為是用于為患者服務(wù)的出口 )從底部離 開氣體混合器IOO。在圖10中最佳示出兩個(gè)入口接頭，也就是第一氣 體入口端口 210和第二氣體入口端口 310，以及氣體傳感器600。
通過(guò)參照?qǐng)D11的頂部平面視圖以及圖12-15的相關(guān)斷面圖最佳 最佳示出該實(shí)施例的氣體通道。例如，通過(guò)觀察圖ll中的第一氣體入 口端口 210以及參照沿著圖11中剖面線14-14所取的圖14的斷面圖， 可以看到第一氣體10的流動(dòng)路線。在圖11 - 15中看不到但是在圖18 和圖IO中示出，第一氣體IO進(jìn)入第一氣體入口端口 210然后導(dǎo)引通過(guò) 第 一氣體過(guò)濾器240。然后第 一 氣體10輸送到包含第 一 氣體止回閥230 的腔(為了清楚起見未示出)，并且流出氣體混合器100的主體并進(jìn) 入到第一氣體控制閥410，如圖14和15示意示出那樣。之后如圖15 中所示，第一氣體10經(jīng)由第一氣體控制通道1100向回導(dǎo)引到氣體混 合器IOO的主體內(nèi)，該第一氣體控制通道1100連接到混合氣體分配通 道500。如圖11所示，混合氣體分配通道500延伸氣體混合器100的 基本整個(gè)長(zhǎng)度，并且具有在通道500的中間切斷的剖面線15-15，該 斷面在圖15中示出。
通過(guò)首先參照?qǐng)D11還可以看到第二氣體20的流動(dòng)路線。第二氣 體20經(jīng)由笫二氣體入口端口 310進(jìn)入氣體混合器100，并且流動(dòng)通過(guò) 第二氣體入口通道300，該通道300連接到包含笫二氣體止回閥330的 腔(為了清楚起見未示出)。雖然剖面線沒(méi)有切過(guò)第二氣體入口通道 300，但是由于剖面線14-14已經(jīng)切過(guò)第一氣體入口通道200,路線除 了第二氣體入口通道300不包含如在第一氣體入口通道200中所看到
的較大脫水器過(guò)濾器之外基本是相同的，原因在于在該配置中，笫二
氣體20是預(yù)先過(guò)濾的氧氣。類似于第一氣體10的路線，第二氣體20 從頂部離開氣體混合器IOO的主體以進(jìn)入第二氣體控制閥460，如圖8 所示。如圖15所示，之后第二氣體20通過(guò)笫二氣體控制通道1200返 回氣體混合器100的主體，該第二氣體控制通道1200連接到混合氣體 控制通道500。
然后混合氣體30沿著混合氣體分配通道500行進(jìn)直到其達(dá)到圖11 的剖面線13-13的位置。如圖13所示，剖面線13-13是混合氣體輸 送閥700連接到混合氣體分配通道500的位置。還如圖13所示，混合 氣體30流出氣體混合器100的主體，行進(jìn)通過(guò)混合氣體輸送閥700， 并且經(jīng)由混合氣體控制通道800返回到氣體混合器100的主體。目前 在預(yù)定混合物設(shè)定值32和預(yù)定控制設(shè)定值下的混合氣體30從底部離 開氣體混合器100。
再次參照?qǐng)D11，混合氣體分配通道500延伸到剖面線13-13之外 并到達(dá)輔助混合氣體出口 510，如完全在圖9中所示以及在圖15中示 意示出的那樣。沿著混合氣體30的路線，即沿著混合氣體分配通道500 到達(dá)在剖面線13 - 13處的混合氣體輸送控制閥700,混合氣體30經(jīng)過(guò) 剖面線12 - 12,剖面線12 - 12是校準(zhǔn)閥1500與混合氣體分配通道500 連通的位置。校準(zhǔn)閥1500經(jīng)由混合氣體測(cè)量通道1400從混合氣體分 配通道500吸引混合氣體30，并且經(jīng)由第二氣體校準(zhǔn)通道1300從笫二 氣體入口通道300吸引第二氣體20，如圖12所示。然后從校準(zhǔn)閥1500 的排放氣體輸送到氣體傳感器600。
此外如圖13所示，混合氣體30經(jīng)過(guò)混合氣體排放閥1600的沿著 流出混合氣體控制通道800路徑的位置。在圖8中看出混合氣體排放 閥1600位于氣體混合器100的前部上，并且如圖13所示連接到混合氣 體控制通道800。
在此公開的優(yōu)選實(shí)施例的各種變更、變型和變化是對(duì)于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員而言是明了的，并且它們都是在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)可預(yù)見 和預(yù)期的。例如，雖然詳細(xì)描述了具體實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員而言應(yīng)該理解可對(duì)前述的實(shí)施例和變化進(jìn)行改型以并入各種類 型的替代和/或另外的或可選擇的材料、相對(duì)的元件配置以及尺寸構(gòu) 造。因此，雖然在此僅僅描述了本發(fā)明的幾種變化，但是可以理解這
種另外改型和變化及其等同物的實(shí)踐落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本 發(fā)明的精神和范圍由下面的權(quán)利要求進(jìn)行限定。 工業(yè)實(shí)用性
具有輔助混合氣體出口的氣體混合器滿足長(zhǎng)期需求連續(xù)正氣道壓
力(CPAP)裝置氣體混合器的要求，該氣體混合器能夠?qū)⒒旌蠚怏w供 應(yīng)到外部的不具有CPAP的設(shè)備。并入輔助混合氣源出口可省去通常 需要諸如噴霧器、正常呼吸恢復(fù)袋的輔助設(shè)備的外部氣體混合器，上 述出口能夠在相對(duì)高流速和明顯大于最終控制混合氣體壓力的壓力下 將混合氣體供應(yīng)到輔助設(shè)備。
權(quán)利要求
1.具有氣源壓力輔助混合氣體出口的氣體混合器(100)，用于以可控的方式將處于第一氣源壓力下的第一氣體(10)與處于第二氣源壓力下的第二氣體(20)進(jìn)行混合以產(chǎn)生具有預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和預(yù)定控制設(shè)定值(34)的混合氣體(30)，并提供具有第一氣源壓力的至少百分之五十壓力的混合氣體(30)氣源，以便由至少一設(shè)備輔助件選擇性使用，該氣體混合器(100)包括第一氣體入口通道(200)，其具有用于從外部氣源接收第一氣體(10)的第一氣體入口端口(21)以及第一氣體入口通道排放口(220)；第二氣體入口通道(300)，其具有用于從外部氣源接收第二氣體(20)的第二氣體入口端口(310)以及第二氣體入口通道排放口(320)；與第一氣體入口通道(200)、第二氣體入口通道(300)以及混合氣體分配通道(500)處于流體連通的氣體混合設(shè)備(400)，其中所述氣體混合設(shè)備(400)通過(guò)第一氣體入口通道(200)接收第一氣體(10)以及通過(guò)第二氣體入口通道(300)接收第二氣體(20)，其中所述氣體混合設(shè)備(400)響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)將第一氣體(10)與第二氣體(20)進(jìn)行混合，從而產(chǎn)生在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下的混合氣體(30)，然后混合氣體(30)經(jīng)由混合氣體分配通道(500)流出氣體混合設(shè)備(400)，其中所述混合氣體分配通道(500)具有輔助混合氣體出口(510)，以便供應(yīng)在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下的混合氣體(30)，以便由所述設(shè)備件使用；與混合氣體分配通道(500)處于流體連通用于產(chǎn)生氣體信號(hào)(610)的氣體傳感器(600)；與混合氣體分配通道(500)以及混合氣體控制通道(800)處于流體連通的混合氣體輸送控制閥(700)，其中所述混合氣體輸送控制閥(700)接收在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)下的混合氣體(30)，并響應(yīng)于輸送控制信號(hào)(1020)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將混合氣體(30)固定在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和預(yù)定控制設(shè)定值(34)下，然后混合氣體(30)經(jīng)由混合氣體控制通道(800)流出混合氣體輸送控制閥(700)；輸送傳感器(900)與流出混合氣體輸送控制閥(700)后混合氣體(30)處于流體連通，以便產(chǎn)生輸送感知信號(hào)(910)；以及控制器(1000)，用于將預(yù)定混合物設(shè)定值(32)與氣體信號(hào)(610)進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生混合控制信號(hào)(1010)；以及用于將預(yù)定控制設(shè)定值(34)與輸送感知信號(hào)(910)進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生輸送控制信號(hào)(1020)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器(100),其中所述氣體混 合設(shè)備(400)包括第一氣體控制閥(410)和第二氣體控制閥(460)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體混合器(100)，其中所述第一氣 體控制閥(410)是第一氣體比例電磁閥(420)以及第二氣體控制閥(460)是第二氣體比例電磁閥(470)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體混合器(100),其中所述第一氣 體比例電磁閥(420)是雙通氣體比例電磁閥(430)以及所述第二氣 體比例電磁閥(470)是雙通第二氣體比例電磁閥(480)，其中雙通 第一氣體比例電磁閥(430)與第一氣體入口通道(200)和第一氣體 控制通道(1100)處于流體連通，這樣雙通笫一氣體比例電磁閥(430) 從第一氣體入口通道(200)接收第一氣體(10)，響應(yīng)于混合控制信 號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第一氣體(10)排放到與混 合氣體分配通道(500)處于流體連通的第一氣體控制通道(1100)， 并且其中雙通第二氣體比例電磁閥(480)與第二氣體入口通道(300) 和第二氣體控制通道(1200)處于流體連通，這樣雙通第二氣體比例 電磁閥(480)從第二氣體入口通道(300)接收第二氣體(20)，響 應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第二氣體(20 ) 排放到與混合氣體分配通道(500)處于流體連通的第二氣體控制通道(1200)，這樣經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第一氣體(10)與經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第二氣體(20) 在混合氣體分配通道(500)中進(jìn)行混合，以獲得預(yù)定混合物設(shè)定值 (32)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體混合器(100)，其中所述第一氣 體比例電磁閥(420)是雙通第一氣體比例電磁閥(430)以及第二氣 體比例電磁閥(470)是三通第二氣體比例電磁閥(490)，其中雙通 第一氣體比例電磁閥(430)與笫一氣體入口通道(200)和第一氣體 控制通道(1100 )處于流體連通，這樣只有當(dāng)預(yù)定的混合物設(shè)定值(32 ) 在預(yù)定的高濃度設(shè)定值(36)時(shí)或在預(yù)定的高濃度設(shè)定值(36)以上 時(shí)，雙通第一氣體比例電磁閥(430)才從第一氣體入口通道(200) 接收第一氣體(10)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則 雙通第一氣體比例電磁閥(430)完全打開，并且將第一氣體(10)名一 放到與三通第二氣體比例電磁閥(490)處于流體連通的第一氣體控制 通道(1100)，并且其中三通第二氣體比例電磁閥(490)與第二氣體 入口通道(300)、第一氣體控制通道(1100)以及混合氣體分配通道 (500)處于流體連通，這樣三通笫二氣體比例電磁閥(490)從第二 氣體入口通道(300展收第二氣體(20 )以及從第一氣體控制通道(1100 ) 接收第一氣體(10),響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在 預(yù)定混合物設(shè)定值(32)下將混合氣體(30)排放到混合氣體分配通 道(500)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體混合器(100)，其中所述第一氣 體(10)是壓縮空氣以及第二氣體(20)是氧氣，并且混合氣體(30) 的預(yù)定高濃度設(shè)定值(36)是基本百分之六十的氧氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體混合器(100)，其中所述第一氣 體比例電磁閥(420)是三通笫一氣體比例電磁閥(440)以及第二氣 體比例電磁閥(470)是雙通第二氣體比例電磁閥(480),其中雙通 第二氣體比例電磁閥(480)與第二氣體入口通道(300)和第二氣體 控制通道(1200)處于流體連通，這樣只有當(dāng)預(yù)定的混合物設(shè)定值(32 ) 在預(yù)定的高濃度設(shè)定值(36)時(shí)或在預(yù)定的高濃度設(shè)定值(36)以上 時(shí)，雙通第二氣體比例電磁閥(480)才從第二氣體入口通道(300) 接收第二氣體(20)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則 雙通第二氣體比例電磁閥(480)完全打開，并且將第二氣體(20)排 放到與三通第一氣體比例電磁閥(440)處于流體連通的第二氣體控制 通道(1200)，并且其中三通第一氣體比例電磁閥(440)與第一氣體 入口通道(200)、第二氣體控制通道(1200)以及混合氣體分配通道(500)處于流體連通，這樣三通第一氣體比例電磁閥(440)從第一 氣體入口通道(200展收第 一氣體(10 )并且從第二氣體控制通道(1200 ) 接收第二氣體(20)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在 預(yù)定混合物設(shè)定值(32)下將混合氣體(30)排放到混合氣體分配通 道(500 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器(100),還進(jìn)一步包括第 二氣體校準(zhǔn)通道(1300)、混合氣體測(cè)量通道(1400 )以及校準(zhǔn)閥(1500),其中第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)與第二氣體入口通道(300)處于流體 連通，混合氣體測(cè)量通道(1400)與混合氣體分配通道(500)處于流 體連通，以及在由控制器(1000)產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)(1030)指引的情 況下，校準(zhǔn)閥(1500)將來(lái)自第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)或混合氣體 測(cè)量通道(1400)的氣流導(dǎo)引到氣體傳感器(600)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體混合器(100)，其中在每次開始 使用氣體混合器(100)時(shí)，控制器(1000)產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)(1030)， 命令校準(zhǔn)閥(1500 )打開第二氣體校準(zhǔn)通道(1300 )到氣體傳感器(600 )， 并持續(xù)預(yù)定階段，并且如果校準(zhǔn)信號(hào)(1030)不代表基本所有的第二 氣體(20)，控制器(1000)防止氣體混合器(100)運(yùn)行.
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體混合器(100)，其中輸送傳感器 (900)是壓力傳感器(920)，并且預(yù)定的控制設(shè)定值(34)是在混合氣體控制通道(800)中所希望的可調(diào)節(jié)的混合氣體輸送壓力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體混合器(100)，其中輸送傳感器 (900)是流速傳感器(930)，并且預(yù)定的控制設(shè)定值(34)是在混合氣體控制通道(800)中所希望的可調(diào)節(jié)的混合氣體流速。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括與 混合氣體控制通道(800)處于流體連通的混合氣體排放閥(1600)， 其中混合氣體排放閥(1600)響應(yīng)于由控制器(1000)通過(guò)比較預(yù)定 的混合氣體排放設(shè)定值(38)和輸送感知信號(hào)(910)而產(chǎn)生的排氣控 制信號(hào)(1040)從混合氣體控制通道(800)排放混合氣體(30)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體混合器(100)，其中預(yù)定的混合 氣體排放設(shè)定值(38)為12厘米水柱。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括與 混合氣體控制通道(800)處于流體連通的安全閥(1700),其中如果 在混合氣體控制通道(800)中的混合氣體(30)的壓力超過(guò)預(yù)定的混 合氣體安全設(shè)定值(40)時(shí)，該安全閥(1700)將混合氣體(30)從 混合氣體控制通道(800)釋放。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體混合器(100)，其中預(yù)定的混 合氣體安全設(shè)定值(40)為210厘米水柱。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括處 于第一氣體入口通道(200)中的第一氣體止回閥(230)，處于第二 氣體入口通道(300)中的第二氣體止回閥(330)以及處于輔助混合 氣體出口 (510)中的輔助混合氣體出口止回閥(512)。
17.具有氣源壓力輔助混合氣體出口的氣體混合器(100)，用于 以可控的方式將處于第一氣源壓力下的第一氣體(10)與處于第二氣 源壓力下的第二氣體(20 )進(jìn)行混合以產(chǎn)生具有預(yù)定混合物設(shè)定值(32 ) 和預(yù)定控制設(shè)定值(34)的混合氣體(30)，并提供具有第一氣源壓 力的至少百分之五十壓力的混合氣體(30)氣源，以便由至少一設(shè)備 輔助件選擇性使用，該氣體混合器(100)包括第一氣體入口通道(200)，其具有用于從外部氣源接收第一氣 體(10)的第一氣體入口端口(21)以及第一氣體入口通道排放口(220); 第二氣體入口通道(300)，其具有用于從外部氣源接收第二氣體(20)的第二氣體入口端口(310)以及第二氣體入口通道排放口(320);氣體混合設(shè)備(400)，其包括第一氣體控制閥(410)以及第二 氣體控制閥(460)，并且氣體混合i更備(400)與第一氣體入口通道(200)、第二氣體入口通道(300)以及混合氣體分配通道(500)處 于流體連通，其中第一氣體控制閥(410)通過(guò)第一氣體入口通道(200) 接收第一氣體(10)以及第二氣體控制閥(460)通過(guò)第二氣體入口通 道(300)接收第二氣體(20)，其中第一氣體控制閥(410)是雙通 氣體比例電磁閥(430)以及第二氣體控制閥(460)是雙通第二氣體 比例電磁閥(480)，其中雙通第一氣體比例電磁閥(430)與第一氣 體入口通道(200)和第一氣體控制通道(1100)處于流體連通，這樣 雙通第一氣體比例電磁閥(430)從第一氣體入口通道(200)接收第 一氣體(10)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且將經(jīng)過(guò) 調(diào)節(jié)的第一氣體(10)排放到與混合氣體分配通道(500)處于流體連 通的第一氣體控制通道(1100)，并且其中雙通第二氣體比例電磁閥(480)與第二氣體入口通道(300)和第二氣體控制通道(1200)處 于流體連通，這樣雙通第二氣體比例電磁閥(480)從第二氣體入口通 道(300)接收第二氣體(20)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，并且將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第二氣體(20 )排放到與混合氣體分配通道(500 ) 處于流體連通的第二氣體控制通道(1200),這樣經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第一氣 體(10)與經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的第二氣體(20)在混合氣體分配通道(500)中 進(jìn)行混合，以獲得預(yù)定混合物設(shè)定值(32)，并且其中所述混合氣體 分配通道(500)具有輔助混合氣體出口 (510),從而供應(yīng)在預(yù)定混 合物設(shè)定值(32)和第一氣源壓力的至少百分之五十的壓力下的混合 氣體(30)，以便由所述設(shè)備件使用；與混合氣體分配通道(500 )處于流體連通用于產(chǎn)生氣體信號(hào)(610 ) 的氣體傳感器(600);與混合氣體分配通道(500)以及混合氣體控制通道(800)處于 流體連通的混合氣體輸送控制閥(700)，其中所述混合氣體輸送控制 閥(700)接收在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)下的混合氣體(30)，并響 應(yīng)于輸送控制信號(hào)(1020)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將混合氣體(30)固定在 預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和預(yù)定控制設(shè)定值(34)下，然后混合氣體 (30)經(jīng)由混合氣體控制通道(800)流出混合氣體輸送控制閥(700);輸送傳感器(900)與流出混合氣體輸送控制閥(700)后的混合 氣體(30)處于流體連通，以便產(chǎn)生輸送感知信號(hào)(910);以及控制器(1000)，用于將預(yù)定混合物設(shè)定值(32 )與氣體信號(hào)(610 ) 進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生混合控制信號(hào)(1010);以及用于將預(yù)定控制設(shè) 定值(34)與輸送感知信號(hào)(910)進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生輸送控制信號(hào) (1020)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括 第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)、混合氣體測(cè)量通道(1400)以及校準(zhǔn)閥(1500),其中第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)與第二氣體入口通道(300) 處于流體連通，混合氣體測(cè)量通道(1400)與混合氣體分配通道(500) 處于流體連通，以及在由控制器(1000)產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)(1030)指 引的情況下，校準(zhǔn)閥(1500)將來(lái)自第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)或混 合氣體測(cè)量通道(1400)的氣流導(dǎo)引到氣體傳感器(600)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣體混合器(100)，其中在每次開 始使用氣體混合器(100)時(shí)，控制器(IOOO)產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)(1030)， 命令校準(zhǔn)閥(1500 )打開第二氣體校準(zhǔn)通道(1300 )到氣體傳感器(600 )， 并持續(xù)預(yù)定階段，并且如果校準(zhǔn)信號(hào)(1030)不代表基本所有的第二 氣體(20)，控制器(1000)防止氣體混合器(100)運(yùn)行。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100)，其中輸送傳感 器(900)是壓力傳感器(920),并且預(yù)定的控制設(shè)定值(34)是在 混合氣體控制通道(800)中所希望的可調(diào)節(jié)的混合氣體輸送壓力。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100)，其中輸送傳感 器(900)是流速傳感器(930),并且預(yù)定的控制設(shè)定值(34)是在 混合氣體控制通道(800)中所希望的可調(diào)節(jié)的混合氣體流速。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100),還進(jìn)一步包括 與混合氣體控制通道(800)處于流體連通的混合氣體排放閥(1600), 其中混合氣體排放閥(1600)響應(yīng)于由控制器(1000)通過(guò)比較預(yù)定 的混合氣體排放設(shè)定值(38)和輸送感知信號(hào)(910)而產(chǎn)生的排氣控 制信號(hào)(1040)從混合氣體控制通道(800)排放混合氣體(30)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100)，其中預(yù)定的混 合氣體排放設(shè)定值(38)為12厘米水柱。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100),還進(jìn)一步包括 與混合氣體控制通道(800)處于流體連通的安全閥(1700)，其中如 果在混合氣體控制通道(800)中的混合氣體(30)的壓力超過(guò)預(yù)定的 混合氣體安全設(shè)定值(40)時(shí)，該安全閥(1700)將混合氣體(30) 從混合氣體控制通道(800)釋放。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的氣體混合器(100)，其中預(yù)定的混 合氣體安全設(shè)定值(40)為210厘米水柱。
26. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括 處于第一氣體入口通道(200)中的第一氣體止回閥(230)，處于笫 二氣體入口通道(300)中的第二氣體止回閥(330)以及處于輔助混 合氣體出口 (510)中的輔助混合氣體出口止回閥(512)。
27. 具有氣源壓力輔助混合氣體出口的氣體混合器(100)，用于 以可控的方式將處于第一氣源壓力下的笫一氣體(10)與處于笫二氣 源壓力下的第二氣體(20 )進(jìn)行混合以產(chǎn)生具有預(yù)定混合物設(shè)定值(32 ) 和預(yù)定控制設(shè)定值(34)的混合氣體(30),并提供具有第一氣源壓 力的至少百分之五十壓力的混合氣體(30)氣源，以便由至少一設(shè)備 輔助件選擇性使用，該氣體混合器(100)包括第一氣體入口通道(200)，其具有用于從外部氣源接收笫一氣 體(10)的第一氣體入口端口(21 )以及第一氣體入口通道排放口(220); 第二氣體入口通道(300),其具有用于從外部氣源接收第二氣體 (20)的第二氣體入口端口(310)以及笫二氣體入口通道排放口(320); 氣體混合設(shè)備(400)，其包括第一氣體控制閥(410)以及第二 氣體控制閥(460)，并且氣體混合設(shè)備(400)與第一氣體入口通道 (200)、第二氣體入口通道(300)以及混合氣體分配通道(500)處 于流體連通，其中第一氣體控制閥(410)是雙通氣體比例電磁岡(430) 以及第二氣體控制閥(460)是三通第二氣體比例電磁閥(490)，其 中雙通第一氣體比例電磁閥(430)與第一氣體入口通道(200)和第 一氣體控制通道(1100)處于流體連通，這樣只有當(dāng)預(yù)定的混合物設(shè) 定值(32)在預(yù)定的高濃度設(shè)定值(36)時(shí)或在預(yù)定的高濃度設(shè)定值 (36)以上時(shí)，雙通第一氣體比例電磁閥(430)從第一氣體入口通道 (200)接收第一氣體(10)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 否則雙通第一氣體比例電磁閥(430)完全打開，并且將第一氣體(IO) 排放到與三通第二氣體比例電磁閥(490)處于流體連通的第一氣體控 制通道(1100)，并且其中三通第二氣體比例電磁閥(490)與第二氣 體入口通道(300)、第一氣體控制通道(1100)以及混合氣體分配通 道(500)處于流體連通，這樣三通第二氣體比例電磁閥(490)從第 二氣體入口通道(300)接收第二氣體(20)以及從第一氣體控制通道 (1100)接收第一氣體(10)，響應(yīng)于混合控制信號(hào)(1010)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，并在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)下將混合氣體(30)排放到混合氣 體分配通道(500)，其中所述混合氣體分配通道(500)具有輔助混 合氣體出口 (510)，從而供應(yīng)在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和第一氣源 壓力的至少百分之五十的壓力下的混合氣體(30),以便由所述設(shè)備 件使用；與混合氣體分配通道(500)處于流體連通用于產(chǎn)生氣體信號(hào) (610)的氣體傳感器(600);與混合氣體分配通道(500)以及混合氣體控制通道(800)處于 流體連通的混合氣體輸送控制閥(700)，其中所述混合氣體輸送控制 閥(700)接收在預(yù)定混合物設(shè)定值(32)下的混合氣體(30)，并響 應(yīng)于輸送控制信號(hào)(1020)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將混合氣體(30)固定在 預(yù)定混合物設(shè)定值(32)和預(yù)定控制設(shè)定值(34)下，然后混合氣體 (30)經(jīng)由混合氣體控制通道(800)流出混合氣體輸送控制閥(700);輸送傳感器(900)與流出混合氣體輸送控制閥(700)后的混合 氣體(30)處于流體連通，以便產(chǎn)生輸送感知信號(hào)(910);以及控制器(1000 )，用于將預(yù)定混合物設(shè)定值(32 )與氣體信號(hào)(610 ) 進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生混合控制信號(hào)(1010);以及用于將預(yù)定控制設(shè) 定值(34)與輸送感知信號(hào)(910)進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生輸送控制信號(hào) (1020)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體混合器(100)，其中所述第一 氣體(10)是壓縮空氣以及第二氣體(20)是氧氣，并且混合氣體(30 ) 的預(yù)定高濃度設(shè)定值(36)是基本百分之六十的氧氣。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括 第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)、混合氣體測(cè)量通道(1400)以及校準(zhǔn)閥(1500)，其中第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)與第二氣體入口通道(300) 處于流體連通，混合氣體測(cè)量通道(1400)與混合氣體分配通道(500) 處于流體連通，以及在由控制器(1000)產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)(1030)指 引的情況下，校準(zhǔn)閥(1500)將來(lái)自第二氣體校準(zhǔn)通道(1300)或混 合氣體測(cè)量通道(1400)的氣流導(dǎo)引到氣體傳感器(600)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的氣體混合器(100)，其中在每次開 始使用氣體混合器(100)時(shí)，控制器(1000)產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)(1030)， 命令校準(zhǔn)閥(1500 )打開第二氣體校準(zhǔn)通道(1300 )到氣體傳感器(600 )， 并持續(xù)預(yù)定階段，并且如果校準(zhǔn)信號(hào)(1030)不代表基本所有的第二 氣體(20)，控制器(1000)防止氣體混合器(100)運(yùn)行。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體混合器(100)，其中輸送傳感 器(卯0)是壓力傳感器(920)，并且預(yù)定的控制設(shè)定值(34)是在 混合氣體控制通道(800)中所希望的可調(diào)節(jié)的混合氣體輸送壓力。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體混合器(100)，其中輸送傳感 器(900)是流速傳感器(930)，并且預(yù)定的控制設(shè)定值(34)是在 混合氣體控制通道(800)中所希望的可調(diào)節(jié)的混合氣體流速。
33. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體混合器(100)，還進(jìn)一步包括 與混合氣體控制通道(800)處于流體連通的混合氣體排放閥(1600), 其中混合氣體排放閥(1600)響應(yīng)于由控制器(1000)通過(guò)比較預(yù)定 的混合氣體排放設(shè)定值(38)和輸送感知信號(hào)(910)而產(chǎn)生的排氣控 制信號(hào)(1040)從混合氣體控制通道(800)排放混合氣體(30)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣體混合器(100)，其中預(yù)定的混 合氣體排放設(shè)定值(38)為12厘米水柱。
全文摘要
具有輔助混合氣體出口的氣體混合器，用于將通常為空氣的第一氣體和通常為氧氣的第二氣體進(jìn)行混合以獲得具有一些可控特性的混合氣體。該氣體混合氣可并入到連續(xù)正氣道壓力(CPAP)裝置中。該氣體混合器控制混合以便產(chǎn)生具有通常為氧氣百分比的預(yù)定混合物設(shè)定值和通常為壓力設(shè)定值或流速設(shè)定值的預(yù)定控制值的混合氣體。該氣體混合器提供適于由諸如噴霧器或正常呼吸恢復(fù)袋的輔助設(shè)備件使用的輔助混合氣源。該氣體混合器包括第一氣體入口通道、第二氣體入口通道、氣體混合設(shè)備、具有輔助混合氣體出口的混合氣體分配通道、氣體傳感器、輸送傳感器、混合氣體輸送控制閥、混合氣體控制通道和控制器。
文檔編號(hào)A61M16/12GK101365510SQ200680052044
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者G·沃斯, M·S·史密斯, P·布利斯, S·哈爾佩林 申請(qǐng)人:阿利吉安斯公司