專利名稱：空氧混合機(jī)構(gòu)及具有該機(jī)構(gòu)的呼吸機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氧混合機(jī)構(gòu)以及具有該機(jī)構(gòu)的呼吸機(jī)。
背景技術(shù)：
在呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等醫(yī)療器械的使用過程中，必需對患者進(jìn)行機(jī)械通氣，對于正在接受治療的患者來說，通氣量的大小控制和氧濃度調(diào)節(jié)是非常重要的，特別是嬰幼兒患者和危重癥患者。從成人大潮氣量到嬰幼兒小潮氣量下氧濃度的精確、靈敏、連續(xù)調(diào)節(jié)，這決定了呼吸機(jī)的精度，也決定著呼吸機(jī)的檔次， 目前，各種呼吸機(jī)氧濃度的調(diào)節(jié)按不同方式有依靠兩個(gè)流量比例閥控制調(diào)節(jié)的，有依靠不同通徑的電磁閥島排列組合進(jìn)行調(diào)節(jié)的，也有依靠一套獨(dú)立的混氧機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。 依靠兩個(gè)流量比例閥進(jìn)行氧濃度的調(diào)節(jié)，普通流量比例閥本身的局限性，在小流量下很難做到精確控制，換取高精度的小流量比例閥又很難達(dá)到大流量的要求。并且提高硬件性能意味著提高很多產(chǎn)品成本。對于設(shè)計(jì)人員來說是盡量避免的。依靠閥島進(jìn)行潮氣量和氧濃度的調(diào)節(jié)，可以滿足很高的精度，但閥島的組合大大增加了設(shè)計(jì)成本，同時(shí)對于電源板也需要很高的功率來滿足閥島的使用，這樣設(shè)計(jì)增大了功率損耗，減少了電池使用壽命。空氧混合機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于兩個(gè)節(jié)流閥，通過改變空氣、氧氣入口端的開度調(diào)節(jié)氣流的大小來實(shí)現(xiàn)氧濃度的調(diào)節(jié)，但一般情況下使用在100KPa壓力下。 如何在高壓條件下使用空氧混合機(jī)構(gòu)，在較大的流量范圍內(nèi)精確控制氧濃度，在較大壓力條件下實(shí)現(xiàn)良好密封效果，同時(shí)又能降低制造成本，實(shí)現(xiàn)方便、快捷、經(jīng)濟(jì)的維修，保證零件間良好的互換性，是本次發(fā)明所要解決的主要問題

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是致力于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷而作出的。本發(fā)明的目的在于提出一種空氧混合機(jī)構(gòu)，本發(fā)明在較小通氣量和較大流量情況下均能夠?qū)崿F(xiàn)氧濃度的精確控制，并且本發(fā)明能夠在較高的壓力條件下工作。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種空氧混合機(jī)構(gòu)，包括殼體，具有混合腔、以及分別設(shè)于混合腔兩側(cè)的第一腔和第二腔，并且第一腔的排氣口通過混合腔與第二腔的排氣口連通；以及可軸向移動(dòng)的芯軸，芯軸依次穿過第一腔、混合腔和第二腔，并且芯軸具有容納于混合腔中的臺(tái)階部，臺(tái)階部沿軸向移動(dòng)的方向能夠同時(shí)改變兩個(gè)排氣口的開度。
優(yōu)選地，芯軸的臺(tái)階部的橫截面大于兩個(gè)排氣口中每個(gè)排氣口的橫截面，并且臺(tái)階部與兩個(gè)排氣口的密封面為平面。 優(yōu)選地，殼體的一端通過螺母座密封，芯軸從螺母座穿出并與螺母座螺紋配合，以
使芯軸在殼體中軸向移動(dòng)，殼體的另一端通過堵頭密封。 優(yōu)選地，芯軸由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 優(yōu)選地，混合腔的出口端設(shè)有塊插接頭，以輸出混合腔中的氣體。
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本發(fā)明還提供一種呼吸機(jī)，包括前述的空氧混合機(jī)構(gòu)；以及流量比例閥，與空氧混合機(jī)構(gòu)的塊插接頭連通，以控制送出的氣體量。 本發(fā)明的有益效果是，由于本發(fā)明通過改變第一腔的排氣口與第二腔的排氣口的開度來調(diào)節(jié)來自第一腔的氣體與來自第二腔的氣體的混合濃度，所以即使在通氣量較小的情況下本發(fā)明也能夠?qū)崿F(xiàn)氧濃度的控制。 另一方面由于芯軸與第一腔的排氣口和第二腔的排氣口的密封面采用平面，相比于錐面密封而言，平面密封結(jié)構(gòu)承受較大的壓力，所以本發(fā)明能夠在較大壓力的情況下適用，而且加工簡單。 再者，由于芯軸通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以控制精度較高，而且本發(fā)明的空氧混合機(jī)構(gòu)體積小、安裝維護(hù)方便、制造成本低、控制穩(wěn)定。 應(yīng)該理解，以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是列舉和說明性質(zhì)的，目的是為了對要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。


附圖組成本說明書的一部分，用來幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附解了本發(fā)明的一些實(shí)施例，并可與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。附圖中
圖1是示意性地示出本發(fā)明空氧混合機(jī)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
參考圖l，本發(fā)明的空氧混合機(jī)構(gòu)包括殼體3和4、以及芯軸l，其中，殼體3和4相互結(jié)合并在連接處密封，殼體3和4中形成有混合腔、以及分別位于該混合腔兩側(cè)的第一腔和第二腔，具體地，從圖1中看出第一腔和混合腔設(shè)于殼體3中，第二腔設(shè)于殼體4中，并且第一腔的排氣口 13與第二腔的排氣口 14通過混合腔連通，連接后的殼體3和4的兩端分別通過螺母座2和堵頭5密封，其中，螺母座與殼體3密封連接，堵頭5與殼體4密封連接。 繼續(xù)參考圖l，描述芯軸1及其配合關(guān)系，具體地，芯軸1依次穿過第一腔、混合腔和第二腔，并與螺母座2螺紋配合，芯軸1的伸出螺母座2的一端通過聯(lián)軸器9與步進(jìn)電機(jī)10連接，從而在步進(jìn)電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)下，芯軸1沿軸向往復(fù)移動(dòng)，本實(shí)施例中芯軸1和螺母座2構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)副采用固定螺母座2的方式，這種傳動(dòng)方式位置控制精度高，這種設(shè)計(jì)在空氧混合機(jī)構(gòu)中可以使傳動(dòng)的芯軸1位置控制更加準(zhǔn)確。芯軸1具有容納于混合腔中的臺(tái)階部15，該臺(tái)階部15沿往復(fù)軸向移動(dòng)的方向能夠同時(shí)改變兩個(gè)排氣口 13， 14的開度，由此改變混合腔中的混合氣體濃度。本發(fā)明中，芯軸1與第一腔的排氣口和第二腔的排氣口的密封采用面密封，這樣可以避免密封面是錐面或者球面時(shí)對芯軸1和腔的同軸度要求較高精度的影響，實(shí)現(xiàn)較高壓力條件下的密封要求。同時(shí)平面比錐面和球面的加工工藝性要好很多，加工的表面光潔度也容易得到保證。此處設(shè)計(jì)降低的加工精度要求可以降低加工成本，提高的加工的工藝性又使空氧混合機(jī)構(gòu)的精度大大提高。同時(shí)，利用帕斯卡壓力公式F =PXA，通過分析計(jì)算芯軸1各個(gè)截面面積，引入氣體在芯軸1不同截面上形成的壓力來消除螺紋傳動(dòng)的間隙，從而在設(shè)計(jì)上減少了機(jī)構(gòu)部件彈簧，降低了設(shè)計(jì)成本，同時(shí)使空氧混合機(jī)構(gòu)的精度在設(shè)計(jì)上即達(dá)到有效保障。 另外，從圖1還可看出，第一腔的入口端設(shè)有用于輸入氣體的接頭ll，第二腔的入口端設(shè)有用于輸入氣體的接頭12，混合腔的出口端設(shè)有用于輸出混合氣體的塊插接頭6。本發(fā)明的空氧混合機(jī)構(gòu)的各處密封均通過O型圈密封，此方式安全可靠，價(jià)格低廉，并且拆卸維護(hù)方便，例如，芯軸1與螺母座2之間設(shè)有0型密封圈8，殼體3與螺母座2之間設(shè)有0型密封圈7。 參照圖l，描述本發(fā)明的工作過程，接頭ll用于輸入空氣，接頭12用于輸入氧氣，具體工作過程為通過控制步進(jìn)電機(jī)IO精確控制芯軸1的臺(tái)階部15在混合腔中的位置，同時(shí)控制第一腔的排氣口 13與第二腔的排氣口 14的開度，圖1中示出芯軸1位置處于最右端時(shí)的情況，此時(shí)第二腔的排氣口被密封，第一腔的排氣口的開度達(dá)到最大值，即第一腔中的空氣至混合腔的流通能力達(dá)到最大值，此時(shí)混合腔中為100%的空氣，氧濃度即為空氣中的氧濃度21%。步進(jìn)電機(jī)IO控制芯軸1向左微調(diào)，第一腔的排氣口的開度逐漸減小，第二腔的排氣口的開度逐漸增大，即空氣流量變小，氧氣流量增加，臺(tái)階15沿軸向移動(dòng)的每個(gè)位置均對應(yīng)相應(yīng)的氧濃度值。直到芯軸l移動(dòng)到最左端，此時(shí)第一腔與混合腔之間被全部關(guān)閉，第二腔的排氣口開度達(dá)到最大，對應(yīng)的是氧氣流通量達(dá)到最大值，此時(shí)，混合腔經(jīng)塊插接頭6送出的是100%的純氧。由此可以實(shí)現(xiàn)氧濃度的持續(xù)地精確控制。
本發(fā)明的空氧混合機(jī)構(gòu)前提工作環(huán)境為保證空氣氧氣兩路氣體的壓力穩(wěn)定。
本發(fā)明還提供一種治療型呼吸機(jī)，包括本發(fā)明的空氧混合機(jī)構(gòu)；以及流量比例閥，與空氧混合機(jī)構(gòu)的塊插接頭6連通，以控制送出的氣體量。該呼吸機(jī)是一種輔助通氣裝置，它由吸氣管和呼氣管同時(shí)連接在患者端?；颊邚暮粑鼨C(jī)吸氣管吸取氣體，再通過呼吸管排出氣體?？昭趸旌蠙C(jī)構(gòu)設(shè)置在進(jìn)氣模塊上，是呼吸機(jī)吸氣管前呼吸機(jī)內(nèi)部氣路的一部分，通過外接氣源的空氣、氧氣兩路氣體經(jīng)過空氧混合機(jī)構(gòu)，依靠步進(jìn)電機(jī)IO控制芯軸1的軸向移動(dòng)同時(shí)調(diào)節(jié)空氣氧氣流通量，達(dá)到患者所需要的氧濃度的要求，再通過流量比例閥送出患者所需要的潮氣量，接入吸氣管路。 盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明作出各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改、變化由所附的權(quán)利要求書及其等同物的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求
一種空氧混合機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括殼體(3，4)，具有混合腔、以及分別設(shè)于所述混合腔兩側(cè)的第一腔和第二腔，并且所述第一腔的排氣口(13)通過所述混合腔與所述第二腔的排氣口(14)連通；以及可軸向移動(dòng)的芯軸(1)，所述芯軸(1)依次穿過所述第一腔、混合腔和第二腔，并且所述芯軸(1)具有容納于所述混合腔中的臺(tái)階部(15)，所述臺(tái)階部(15)沿所述軸向移動(dòng)的方向能夠同時(shí)改變所述兩個(gè)排氣口(13，14)的開度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氧混合機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述芯軸(1)的臺(tái)階部(15)的橫截面大于所述兩個(gè)排氣口 (13， 14)中每個(gè)排氣口的橫截面，并且所述臺(tái)階部(15)與所述兩個(gè)排氣口 (13， 14)的密封面為平面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氧混合機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述殼體(3，4)的一端通過螺母座(2)密封，所述芯軸(1)從所述螺母座(2)穿出并與所述螺母座(2)螺紋配合，以使所述芯軸(1)在所述殼體(3，4)中軸向移動(dòng)，所述殼體(3，4)的另一端通過堵頭(5)密封。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氧混合機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述芯軸(1)由步進(jìn)電機(jī)(10)驅(qū)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氧混合機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述混合腔的出口端設(shè)有塊插接頭(6)，以輸出所述混合腔中的氣體。
6. —種呼吸機(jī)，其特征在于，包括前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的空氧混合機(jī)構(gòu)；以及流量比例閥，與所述空氧混合機(jī)構(gòu)的塊插接頭(6)連通，以控制送出的氣體量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種空氧混合機(jī)構(gòu)，包括殼體(3，4)，具有混合腔、以及分別設(shè)于混合腔兩側(cè)的第一腔和第二腔，并且第一腔的排氣口(13)通過混合腔與第二腔的排氣口(14)連通；以及可軸向移動(dòng)的芯軸(1)，芯軸(1)依次穿過第一腔、混合腔和第二腔，并且芯軸(1)具有容納于混合腔中的臺(tái)階部(15)，臺(tái)階部(15)沿軸向移動(dòng)的方向能夠同時(shí)改變兩個(gè)排氣口(13，14)的開度。本發(fā)明還提供一種呼吸機(jī)，包括前述的空氧混合機(jī)構(gòu)；以及流量比例閥，與空氧混合機(jī)構(gòu)的塊插接頭(6)連通，以控制送出的氣體量。本發(fā)明在較小通氣量和較大流量情況下均能夠?qū)崿F(xiàn)氧濃度的精確控制，并且本發(fā)明能夠在較高的壓力條件下工作。
文檔編號(hào)A61M16/00GK101757713SQ20081023948
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者任福立, 李捷, 王軍 申請人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司