一種用于控制流體流量的閥組件的制作方法
【專利摘要】本申請涉及用于控制流體流量的閥組件。其中使用流體流量控制系統(tǒng)的電子式流量選擇器來選擇流體流量。流體流量控制系統(tǒng)可操作于電控式和機械式。當系統(tǒng)處于機械模式時，備用的機械式流量選擇器用于選擇流體的流量。備用的機械式流量選擇器包括位置檢測設(shè)備用以確定流體的流量。流量控制系統(tǒng)的流量選擇器與各針閥的閥桿旋轉(zhuǎn)接合，同時還可以軸向移動。
【專利說明】一種用于控制流體流量的閥組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及通過閥組件控制流體流量；具體地，本申請涉及用于保持相對于旋轉(zhuǎn)閥桿軸向固定的流量選擇器以及閥位置檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]流量控制系統(tǒng)在麻醉機氣路系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。該系統(tǒng)直接控制著流經(jīng)病人端的各種支路氣體的流量，一般包括空氣、氧氣和笑氣。目前，市面上可以見到機械式流量控制系統(tǒng)、電控式流量控制系統(tǒng)以及兩者兼?zhèn)涞母叨肆髁靠刂葡到y(tǒng)。其中，機械式流量控制系統(tǒng)主要是采用針閥組件對流量進行控制，而電控式則是利用微型比例電磁閥替代了針閥。而兩者兼?zhèn)涞南到y(tǒng)，則是將電控式作為主控制系統(tǒng)，機械式作為備用系統(tǒng)，以防止整機在電控式流量控制系統(tǒng)失效的情況下陷入癱瘓。
[0003]對比機械式與電控式的區(qū)別，后者除了操作簡單方便，更加智能化，他還可以自動清零復位。即，無論整機當前的調(diào)節(jié)流量是多少，整機關(guān)機后就自動清零。下次開機時必須從零開始重新調(diào)節(jié)。這就有效防止了，在面對不同的病人或者是臨床需求的情況下，上次設(shè)定的流量值對下一位不適應(yīng)造成的影響。尤其是在之前的設(shè)定流量值比較大的情況下，更會對后一位使用者造成沖擊，具體傷害還得取決于所使用的氣體種類。這種隱患是機械式流量控制系統(tǒng)必須面對的。因為只有人為的重新設(shè)定，針閥所調(diào)節(jié)的流量值才會相應(yīng)調(diào)整。尤其是以機械式流量控制系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)的高端機器，這種風險更加嚴峻。因為此時整機已經(jīng)與病人端連接，由于某種突發(fā)原因，電控式流量控制系統(tǒng)工作失效，整機及時啟用了備用系統(tǒng)。若此時流量過大或是直接引入了不適宜的氣體，將直接影響病人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)有麻醉氣體輸送系統(tǒng)中，醫(yī)師在不同情況下可以通過電控式或機械式控制其中輸送的新鮮氣體如氧氣、笑氣和空氣的流量。各種實施方式中，處于通電狀態(tài)時，一個或多個可轉(zhuǎn)式流量選擇器如操作旋鈕用于電子式控制氣體流量。麻醉氣體輸送系統(tǒng)還可以包括備用的機械式控制設(shè)備，用于在未通電狀態(tài)時控制一種或多種氣體的流量。一種實施方式中，三通閥、和/或常開閥和常閉閥的組合用于可選擇地允許來自電子式比例閥或機械式操作針閥的氣體流動。任意類型的流量控制系統(tǒng)可使用或不用針閥組件、流量選擇器和位置檢測設(shè)備。
[0005]一些實施方式中，當流體流量控制系統(tǒng)處于電控模式時，三通閥或其它轉(zhuǎn)向閥設(shè)備允許來自電子式比例閥的流體流向病人端。當流體流量控制系統(tǒng)處于非通電狀態(tài)或者是選擇為手動控制時，三通閥允許來自電子式比例閥的流體流向病人端。可替換地，本申請描述的轉(zhuǎn)向閥設(shè)備可包括常開閥和常閉閥的組合，用以替代三通閥或是結(jié)合三通閥一起使用。在一些實施 方式中，轉(zhuǎn)向閥設(shè)備位于流體輸入端和流體控制閥之間；另一些實施方式中，轉(zhuǎn)向閥設(shè)備位于流體控制閥和流體輸出端之間。
[0006]電子式流量控制閥用于有選擇地接收來自流體輸入端的流體。醫(yī)師可通過電子式流量選擇器得以選擇流經(jīng)電子式流量控制閥的第一流體的流量。例如，對電子式流量選擇器選擇的內(nèi)容通過編碼器進行電子式編碼，然后將已編碼的選擇內(nèi)容傳送到電子式控制器。基于電子式流量選擇器的選擇內(nèi)容，電子式控制器可傳送控制信號到電子式流量控制閥用以控制流體流量。電子式流量控制閥可包括電子式比例閥，電子式流量選擇器可包括可由醫(yī)師手動旋轉(zhuǎn)的旋鈕。可選地，電子式流量選擇器可包括任何各式各樣的數(shù)字和/或模擬選擇器。
[0007]在一些實施方式中，通過唯一的電子式流量控制閥來控制每個可用流體的流量。該唯一的電子式流量選擇器用于控制各個電子式流量控制閥的流量?；蛘?，有選擇地分配一個或多個電子式流量選擇器用以控制兩個或多個電子式流量控制閥。例如，系統(tǒng)可包括三個電子式流量控制閥，一個用于控制氧氣，一個用于控制空氣，另一個用于控制笑氣。系統(tǒng)還可只設(shè)有兩個電子式流量選擇器，可選擇其中一個用于控制空氣的流量或者笑氣的流量。通過固定分配或有選擇地分配任何電子式流量選擇器，可以控制任何一個或多個可用流體的流量。
[0008]一個或多個機械式流量控制閥用于控制每個可用流體的流量。例如，通過唯一的針閥來機械式地控制每個可用流體的流量。由醫(yī)師操縱的機械式流量選擇器，如旋鈕或滑塊，可用于機械式地調(diào)整通過每個針閥的流量。一些實施方式中，當系統(tǒng)處于電控模式時，可禁用和/或縮回機械式流量選擇器以防止誤操作的流量調(diào)節(jié)。
[0009]一些實施方式中，針閥的可轉(zhuǎn)式閥桿與可轉(zhuǎn)式流量選擇器如旋鈕的接合腔相接合。可轉(zhuǎn)式流量選擇器位于相對于閥外殼的軸向上的固定位置。可轉(zhuǎn)式流量選擇器的接合腔用于容納閥桿的端部。轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)式流量選擇器時，閥桿也隨之轉(zhuǎn)動。閥桿可以軸向移動，從而增加或減少流體流量。又一些實施方式中，閥桿還用于在接合腔內(nèi)移動。因此，流量選擇器可位于相對于閥外殼的軸向上的固定位置，同時仍保持可旋轉(zhuǎn)地與閥桿接合。
[0010]接合腔和閥桿可以是任何非圓形狀，以使得閥桿保持軸向上接合的同時還能自由地軸向移動。例如，接合腔和閥桿可以是六邊形或具有相接合的隆起部/侵入部。接合腔和閥桿可以是橢圓形、方形、六角形、環(huán)形侵入部/隆起部，和/或任何η邊多邊形或其它非圓形狀。
`[0011]通電狀態(tài)下，通過調(diào)整一個或多個電子式流量選擇器，可以控制流經(jīng)一個或多個電子式流量控制閥的一種或多種流體的流量。在通電狀態(tài)下，禁用和/或以其他方式停止備用的機械式流量控制閥，以防止其供應(yīng)流體或者多種流體的組合。此外，在通電狀態(tài)下，禁用和/或縮回備用的機械式流量控制閥相關(guān)的機械式流量選擇器，以防止流量被調(diào)節(jié)。
[0012]在未通電狀態(tài)下或是選擇為手動超控時，禁用和/或以其他方式停用電子式流量控制閥，以避免其供應(yīng)流體或多種流體的組合。啟用或彈出機械式流量選擇器，以允許醫(yī)師手動控制流經(jīng)備用的機械式流量控制閥的一種或多種流體的流量。
[0013]位置指示器與閥桿相對于流道的軸向平移有關(guān)，用以指示閥桿的位置?；陂y桿相對于流道的位置，位置指示器可指示當前的選定流量。閥組件包括與位置指示器連接的位置檢測器，用于根據(jù)閥桿的相對位置檢測出流量。例如，為使流體流量為指定流量，如大于流量閾值、小于流量閾值、最大流量、和/或零，位置檢測器可確定出閥桿平移的位置。
[0014]一些實施方式中，位置檢測器和/或位置指示器可用于指示當前流量(如位于零和最大流量之間的任意流量)或只有當達到指定流量時才指示(如起始狀態(tài)流量、最大流量、和/或零流量)。位置指示器可包括閥桿上的一個或多個隆起部和/或侵入部，用于當閥桿軸向移動到預(yù)設(shè)位置時觸發(fā)位置檢測器。隆起部和/或侵入部設(shè)置在閥桿的軸向浮動襯套上。
[0015]一些實施方式中，位置指示器可包括與閥桿相連的銷釘，當閥桿軸向移動到預(yù)設(shè)位置時，銷釘觸發(fā)位置檢測器。銷釘隨著閥桿的軸向移動而軸向移動。可替代地，銷釘由觸發(fā)轉(zhuǎn)盤觸發(fā)，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤隨閥桿的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。根據(jù)閥組件內(nèi)閥桿相對于流道的軸向相對位置，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤使銷釘相對于位置檢測器移動。
[0016]一些實施方式中，在縮回機械式流量選擇器時，例如系統(tǒng)恢復通電或者系統(tǒng)清零復位時，每個備用的機械式流量控制閥的流量被清零復位為起始狀態(tài)(home state),其中，當系統(tǒng)進入未通電狀態(tài)時，氣體按預(yù)設(shè)氣體流量自動流動。
[0017]一種實施方式中，電控式流量控制閥包括電控式步進電機，用于調(diào)整流經(jīng)機械式流量控制閥如針閥的流體流量。本申請?zhí)峁┑母鞣N實施方式中，所描述的流體為氣體，如氧氣、笑氣和/或空氣。然而，本申請所描述的系統(tǒng)和方法的各種實施方式適用于任何各種各樣的液體和/或氣體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為設(shè)有三個機械式流量控制選擇器的麻醉氣體輸送系統(tǒng)的示意圖，其中，這三個機械式流量控制選擇器分別用于控制氧氣、笑氣和空氣的流量。
[0019]圖2為設(shè)有兩個電子式流量控制選擇器和備用的三個機械式流量控制選擇器的麻醉氣體輸送系統(tǒng)的示意圖，其中，電子式流量控制選擇器用于對三路氣體的每一路進行選擇性的控制，機械 式流量控制選擇器用于對每一路氣體進行控制。
[0020]圖3為麻醉氣體輸送系統(tǒng)的控制面板的特寫圖，其中包括用于有選擇地控制氧氣和笑氣、或者氧氣和空氣的兩個電子式流量控制選擇器。
[0021]圖4為麻醉氣體輸送系統(tǒng)的控制面板的全貌圖，其中包括備用的機械式流量控制部分，用以獨立地控制三路氣體的流動。
[0022]圖5為一種實施方式中備用的機械式流量控制選擇器處于縮回狀態(tài)以及處于彈出狀態(tài)的示意圖。
[0023]圖6為麻醉氣體輸送系統(tǒng)的控制面板的另一個視圖，其中包括電子式流量控制選擇器和備用的機械式流量控制選擇器。
[0024]圖7為用于有選擇地彈出和縮回三個機械式流量控制選擇器的機械部件的示意圖。
[0025]圖8為用于控制三路氣體的流量的三個機械式流量選擇器及相關(guān)的針閥組件的底視圖，其中包括位置檢測元件。
[0026]圖9為伸縮組件內(nèi)各部件的剖視圖，伸縮組件用于有選擇地彈出流量選擇器組件內(nèi)中的機械式流量選擇器。
[0027]圖1OA為用于使觸發(fā)銷釘與位置開關(guān)接觸的轉(zhuǎn)盤組件的分解圖。
[0028]圖1OB為用于在閥桿軸向移動時觸發(fā)觸發(fā)銷釘?shù)霓D(zhuǎn)盤組件的組裝圖。
[0029]圖1OC為觸發(fā)銷釘通過與位置開關(guān)的隆起部的接觸來反映閥桿的位置的示意圖。
[0030]圖1lA為流量選擇器組件及相關(guān)針閥的分解圖。[0031]圖1lB為流量選擇器組件及相關(guān)針閥的另一分解圖。
[0032]圖1lC為流量選擇器組件的組裝圖。
[0033]圖12A為流量選擇器通過緊定螺釘與旋鈕轉(zhuǎn)動軸承相配合的示意圖。
[0034]圖12B為流量選擇器、旋鈕轉(zhuǎn)動軸承和緊定螺釘?shù)钠室晥D。
[0035]圖13為閥桿的示意圖，包括用于保證閥桿軸向移動的同時還和流量選擇器旋轉(zhuǎn)接合的扁位結(jié)構(gòu)。
[0036]圖14為用于與閥桿旋轉(zhuǎn)接合且保持相對于流量選擇器自由地軸向移動的旋鈕轉(zhuǎn)動軸承的示意圖。
[0037]圖15A為伸縮組件的剖視圖，其中流量選擇器組件處于縮回狀態(tài)，針閥處于完全關(guān)閉狀態(tài)。
[0038]圖15B為伸縮組件的剖視圖，其中流量選擇器組件處于彈出狀態(tài)，針閥處于完全關(guān)閉狀態(tài)。
[0039]圖15C為伸縮組件的剖視圖，其中流量選擇器組件處于彈出狀態(tài)，針閥處于部分打開狀態(tài)。
[0040]圖1?為伸縮組件的剖視圖，其中流量選擇器組件處于彈出狀態(tài)，針閥處于完全打開狀態(tài)。
[0041]圖16A為設(shè)有與閥桿相關(guān)的軸向浮動襯套、位置指示器和位置檢測器的流量選擇器組件和針閥的頂視圖。
[0042]圖16B為流量選擇`器組件的頂部分解圖，示出了流量選擇器上設(shè)有的接合腔及其相應(yīng)的閥桿的可能實施方式。
[0043]圖17為圓的中心角度、半徑與對應(yīng)的割線長度的比例關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0044]麻醉氣體輸送過程中對氣體采用電子式流量控制雖有用，但還需要提供機械式的控制作為備用。例如，系統(tǒng)失電時，麻醉氣體輸送過程在失電時仍需要繼續(xù)供給氣體。一些實施方式中，在麻醉氣體輸送過程中，使用電子式控制設(shè)備如微調(diào)旋鈕以及編碼器可以方便地對一種或多種氣體的流量進行電子式調(diào)整。當發(fā)生失電或電源不可用時，可使用獨立的備用流量選擇器(如旋鈕)。在這些實施方式中，醫(yī)師需要啟用備用旋鈕，將機器從電控式切換為手動模式，和/或在切換到手動模式前確保將機械式旋鈕設(shè)置為需要的狀態(tài)。
[0045]在危急醫(yī)療過程中輸送麻醉氣體時發(fā)生失電將造成混亂。醫(yī)師在看到用于控制同一種氣體出現(xiàn)兩套旋鈕時，可能會覺得不便和/或感到困擾。本申請的各種實施方式中，當流體流量控制系統(tǒng)處于電控模式時，流量選擇器如旋鈕為電控式的，此時備用的流量選擇器為縮回狀態(tài)或者為不可用。在未通電狀態(tài)下，或者醫(yī)師選擇啟用備用系統(tǒng)時，備用的流量選擇器彈出或是為可用。
[0046]轉(zhuǎn)向閥設(shè)備、機械式操作閥、電子式操作閥、控制器、編碼器、流量選擇器和/或本申請描述的其它組件的數(shù)目根據(jù)可用氣體(或液體)的數(shù)目而定。在各種麻醉氣體輸送系統(tǒng)中，可以單獨對氧氣、笑氣和/或空氣的每一路氣體進行控制和/或按比例地對每一路氣體進行控制。為輸送麻醉劑，可采用蒸發(fā)器并混合一種或多種氣體使用。
[0047]一種實施方式中，轉(zhuǎn)向閥設(shè)備可將氣體(或液體)流量從氣體供給源引至機械式流量控制閥如機械式操作針閥，或引至電控式流量控制閥如電子式比例閥，這取決于系統(tǒng)是否有電或者是否啟用備用系統(tǒng)。
[0048]如果系統(tǒng)處于電控模式，編碼選定的流量，并將編碼后的選定流量傳送到控制器。然后，控制器發(fā)送控制信號到電子式比例閥以得到所選定的流量。伸縮組件使備用的流量控制閥保持為縮回狀態(tài)。另外，伸縮組件可使備用的流量控制閥保持為不可用或無功能狀態(tài)。
[0049]如果系統(tǒng)處于未通電狀態(tài)或者醫(yī)師啟用備用系統(tǒng)，備用的流量選擇器將被彈出、啟用和/或以其它方式得以使用。然后流量選擇器選定的流量將被機械式地轉(zhuǎn)換給機械式操作流量控制閥如針閥，以實現(xiàn)所選定的流量。
[0050]根據(jù)各種實施方式，轉(zhuǎn)向閥設(shè)備可包括常開閥和常閉閥，以便可選地阻止來自(或輸送到)機械式操作針閥和電子式比例閥的氣體流動。轉(zhuǎn)向閥設(shè)備可通過任意閥和/或控制設(shè)備實現(xiàn)，例如通過三通閥實現(xiàn)。
[0051]在一些實施方式中，機械式流量控制閥中使用針閥，該針閥結(jié)合電子式步進電機的使用可視為電子式流量控制閥。各種實施方式中，流量選擇器包括任意種旋鈕、按鈕、可轉(zhuǎn)動的致動器、滑塊、和/或其他模擬和/或數(shù)字選擇設(shè)備。
[0052]一些實施方式中，針閥的可轉(zhuǎn)式閥桿與可轉(zhuǎn)式流量選擇器如旋鈕的接合腔相接合?？赊D(zhuǎn)式流量選擇器位于相對于閥外殼的軸向上的固定位置。可轉(zhuǎn)式流量選擇器的接合腔用于容納閥桿的端部。轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)式流量選擇器時，閥桿也隨之轉(zhuǎn)動。閥桿可以軸向移動，從而增加或減少流體流量。又一些實施方式中，閥桿還用于在接合腔內(nèi)移動。因此，流量選擇器可位于相對于閥外 殼的軸向上的固定位置，同時仍保持可旋轉(zhuǎn)地與閥桿接合。
[0053]根據(jù)閥桿相對于流道的位置，位置指示器可指示當前的選定流量。一些實施方式中，位置指示器和位置檢測器用于指示當前流量(如位于零和最大流量之間的任意流量)或只有當達到指定的流量時才指示(如起始狀態(tài)流量、最大流量、和/或零零流量)。
[0054]一些實施方式中，控制器或控制系統(tǒng)可通過任意硬件、固件、和/或軟件的組合得以實現(xiàn)。例如，可采用場編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)控制器。一些實施方式中，用于傳送控制信號到電子式流量控制閥的電子式控制器不同于氣體流量控制系統(tǒng)中的其它電子元件，如微處理器和其它與顯示器、觸摸屏、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)連接等相關(guān)的電子元件。電子流量控制的可靠性的提高可通過將電子式流量控制部分從麻醉氣體輸送設(shè)備的其它電子元件分離出、和/或采用硬件而非軟件方式來實現(xiàn)。
[0055]雖然本申請是以氣體流量控制系統(tǒng)來描述各實施方式和實施例，但是其中大部分實施方式可直接適用于或者是修改后適用于任意種流體，包括各種氣體和液體。這里作為氣體例子的麻醉氣體輸送用的氣體，如氧氣、笑氣和空氣，可通過本申請描述的流體流量控制系統(tǒng)予以控制，該流體流量控制系統(tǒng)可稱為氣體流量控制系統(tǒng)。
[0056]本申請公開的實施方式中使用的一些設(shè)備或架構(gòu)為常用設(shè)備或架構(gòu)，例如通用計算機、計算機編程工具和技術(shù)、數(shù)字存儲介質(zhì)以及通信網(wǎng)絡(luò)。計算設(shè)備或其它電子式控制器可包括處理器，如微處理器、微控制器、邏輯電路和/或類似器件。處理器可包括專用處理設(shè)備如專用集成電路(ASIC)、可編程陣列邏輯(PAL)、可編程邏輯陣列(PLA)、可編程邏輯器件(PLD)、FPGA、或其它定制和/或處理的設(shè)備。計算設(shè)備還可包括機讀存儲設(shè)備，例如非易失性存儲器、靜態(tài)RAM、動態(tài)RAM、ROM、CD-ROM、磁盤、磁帶、磁卡、光卡、閃速存儲器、或其它機讀存儲介質(zhì)。一些實施方式的各個方面可通過硬件、軟件、固件或其組合得以實現(xiàn)。
[0057]結(jié)合附圖可更好地理解本申請的各個實施方式，附圖中相似元件普遍用相似的數(shù)字進行標記。如附圖所示或所述，所公開的各實施方式中，各個組件可通過多種不同配置予以排列和設(shè)計。此外，一種實施方式所描述的特征、結(jié)構(gòu)或者操作可用于另一種實施方式中，或者一種實施方式所描述的特征、結(jié)構(gòu)或者操作可與另一種實施方式所描述的特征、結(jié)構(gòu)或者特點組合使用。為避免對本申請各方面的描述不清楚，其它實施方式對公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作沒有給出具體的圖示或描述。
[0058]因此，本申請如下詳細描述的系統(tǒng)或方法的實施方式并不是限制本申請請求保護的范圍，而僅僅是表示可能的實施方式。此外，方法涉及的各步驟不需要按指定順序執(zhí)行或者即使順序執(zhí)行，各步驟也不需要只執(zhí)行一次。
[0059]在一些實施方式中，麻醉氣體輸送系統(tǒng)通過電子式流量控制和備用的機械式流量控制閥控制氧氣、笑氣和空氣的流量。電源可用時，麻醉氣體輸送系統(tǒng)可使用受控于一個或多個電子式流量選擇器的電控式流量控制閥。醫(yī)師可通過輸入一種或多種氣體的流量與麻醉氣體輸送系統(tǒng)進行交互。比如，醫(yī)師可通過電子式流量選擇器進行輸入。電子流量選擇器包括機械式的圓形旋轉(zhuǎn)旋鈕和旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0060]當麻醉氣體輸送系統(tǒng)處于通電狀態(tài)，用戶可以采用電控式或選擇機械式進行操作。當麻醉氣體輸送系統(tǒng)處于未通電狀態(tài)，麻醉氣體輸送系統(tǒng)可以使用機械式。處于電控模式時，三路氣體即氧氣、笑氣和空氣流經(jīng)電子式流量控制閥、氧氣比例控制器和/或單向閥。處于機械模式時，這三路源氣體流經(jīng)備用的機械式流量控制閥、氧氣比例控制器、和/或回壓閥。
[0061]一些實施方式中，為獲得所需的氣體比例，用戶可從零流量開始依次加入源氣體至總流量，并注意各路氣體的總流量的影響。一種備選實施方式中，為得到所需的氣體比例，用戶可從氧氣的“起始狀態(tài)(home state)”流量開始，然后調(diào)整各路氣體以得到所需的流量。氧氣比例控制器可確保氧氣-笑氣的臨床安全比。
[0062]圖1示出了設(shè)有分別用于控`制氧氣、笑氣和空氣的流量的三個機械式流量控制選擇器150的麻醉氣體輸送系統(tǒng)100。圖示麻醉氣體輸送系統(tǒng)100可包括呼吸系統(tǒng)110、麻醉氣體蒸發(fā)器130、和/或麻醉氣體輸送系統(tǒng)的其它部件。麻醉氣體輸送系統(tǒng)100可包括推車140和/或車輪145以增加便攜性。電子顯示器120可為醫(yī)師顯示關(guān)于流量和/或麻醉氣體輸送過程的信息。此外，電子顯示器120可以是觸摸顯示的，以允許醫(yī)師選擇流量。
[0063]圖2示出了設(shè)有兩個電子式流量控制選擇器251和三個備用的機械式流量控制選擇器260的麻醉氣體輸送系統(tǒng)200，電子式流量控制選擇器用于可選擇地控制三路氣體中的每一路，備用的機械式流量控制選擇器用于分別控制這三路氣體中的每一路。麻醉氣體輸送系統(tǒng)200包括呼吸系統(tǒng)210、麻醉氣體蒸發(fā)器230、和/或麻醉氣體輸送系統(tǒng)中的其它部件。麻醉氣體輸送系統(tǒng)200可包括推車240和/或車輪245以增加便攜性。電子顯示器220可為醫(yī)師顯示關(guān)于流量和/或麻醉氣體輸送過程的信息。此外，電子顯示器220可以是觸摸顯示的，以允許醫(yī)師選擇流量。
[0064]麻醉氣體輸送系統(tǒng)200處于電控模式時,三個備用的機械式流量控制選擇器260保持縮回和/或不可用狀態(tài)。當麻醉氣體輸送系統(tǒng)200進入機械模式(例如由于掉電或用戶選擇)，這三個備用的機械式流量控制選擇器260將彈出、解鎖、和/或為其它可用方式。如前述，各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)、開關(guān)、常開閥、常閉閥、三通閥、和/或其它組件可用于調(diào)節(jié)麻醉氣體輸送系統(tǒng)200內(nèi)的氣體流量，這取決于系統(tǒng)是處于手動模式還是電控式。
[0065]圖3示出了麻醉氣體輸送系統(tǒng)的控制面板300的特寫，其中包括用于可選擇地控制氧氣和笑氣、或氧氣和空氣的兩個電子式流量控制選擇器315和317。如圖所示，麻醉氣體輸送系統(tǒng)包括面板330，用于顯示各種與病人相關(guān)的遙測數(shù)據(jù)、與氣體流量相關(guān)的信息、和/或與一種或多種麻醉劑輸送相關(guān)的信息。不同的輸入部分340可用于改變面板330的顯示和/或控制麻醉氣體輸送系統(tǒng)。
[0066]在第一位置時，選擇開關(guān)310可允許醫(yī)師通過相應(yīng)的電子式流量選擇器315和317控制氧氣和笑氣的流量。在第二位置時，選擇開關(guān)310可允許醫(yī)師通過相應(yīng)的流量選擇器315和317控制氧氣和空氣的流量。根據(jù)選擇開關(guān)310的位置，各種流量監(jiān)測設(shè)備和比例測量設(shè)備320、325和327可指示一路或多路氣體的流量和/或多路氣體的組合的流量。各實施方式中，可使用輔助的輸入部分和輸出部分350以輸入和輸出氧氣和/或其它氣體。
[0067]雖然圖示實施方式示出的是兩個電子流量選擇器315和317，但可以使用任意數(shù)目的流量選擇器及任意路氣體。例如，流量控制系統(tǒng)可配置為允許對一路、二路、三路、四
路.......或N路氣體或液體進行電子式控制以及備用的機械式控制。一些實施方式中，
一個以上的流量選擇器(如旋鈕、切換器、表盤、滑塊、開關(guān))可用于控制同一路氣體的流量。附加的選擇開關(guān)310和/或多位置選擇開關(guān)可用來控制各路氣體，各路氣體受控于任意個相應(yīng)的流量控制選擇旋鈕。流量選擇器包括和/或使用任何模擬或數(shù)字選擇機構(gòu)，包括各圖所示的旋鈕，來選擇流量。
[0068]圖4示出了麻醉氣體輸送系統(tǒng)的控制面板400的全貌，包括用于獨立地控制三路氣體的備用的機械式流量控制部分481、482和483。當麻醉氣體輸送系統(tǒng)為通電狀態(tài)且用戶沒有選擇機械式，麻醉氣體輸送系統(tǒng)處于電控模式。處于電控模式時，根據(jù)選擇開關(guān)的選擇，使用兩個電子式流量選擇器415和417控制氧氣和笑氣、或者氧氣和空氣。電子顯示器430可顯示與一路或多路氣體的流量相關(guān)的`信息、麻醉劑信息、和/或病人遙測數(shù)據(jù)?？墒褂酶鞣N觸摸式輸入部分440。輔助控制面板450可用于對供給到輔助設(shè)備的一路或多路氣體進行操作。
[0069]當麻醉氣體輸送系統(tǒng)處于未通電狀態(tài)和/或用戶已選擇機械式，麻醉氣體輸送系統(tǒng)處于機械模式。處于機械模式時，通過機械式面板455控制一路或多路氣體的流量和/或麻醉劑的輸送數(shù)量。在未通電狀態(tài)下，電子顯示器430、觸摸式輸入部分440、電子式流量控制選擇器415和417、以及其它電子元件為不可用，通電狀態(tài)下選擇機械式時，這些元件中的一種或多種元件不可用和/或為其他禁用方式。
[0070]機械式面板455包括總流量指示器490、機械式選擇器485 (如彈簧柱塞)、和一個或多個手動式操作流量選擇器481、482、483。根據(jù)各實施方式，手動式操作流量選擇器可用于操作每路可用氣體或每路可用的臨界氣體。各實施方式中，麻醉氣體輸送系統(tǒng)處于電控模式時，手動式操作流量選擇器481、482、483為不可用、縮回、鎖定、和/或其它不可操作方式；處于機械模式時，手動式操作流量選擇器481、482、483為可用、彈出、解鎖、和/或其它可操作方式。
[0071]圖5所不實施方式500不出了處于縮回狀態(tài)501的備用的機械式流量選擇器510、520,530以及處于彈出狀態(tài)的備用的機械式流量選擇器510、520、530。圖示實施方式包括透視圖(501和502上方的圖)和前視圖(501和502下方的圖)。如圖所示，總流量指示器550用于指示一路或多路氣體的流量。機械式選擇器540使用戶得以將處于通電狀態(tài)中的麻醉氣體輸送系統(tǒng)進入機械模式。當系統(tǒng)從通電狀態(tài)轉(zhuǎn)為未通電狀態(tài)，系統(tǒng)自動進入手動模式。處于電控模式時，流量選擇器510、520和530保持為縮回狀態(tài)(501 )，由于其不突出、不可用和/或其它不可操作方式，從而不會給用戶帶來不便或困擾。處于手動模式時，流量選擇器510、520和530彈出(502)，通過突出、可用和/或其他方式提醒用戶，告知用戶可以用其控制一路或多路氣體的流量。
[0072]一些實施方式中，機械式流量控制選擇器的默認位置為在O升/分鐘之上。例如，與氧氣的流量相關(guān)的機械式流量控制選擇器的默認位置為2升/分鐘的起始狀態(tài)，從而當麻醉氣體輸送系統(tǒng)在使用過程中掉電時，能繼續(xù)為病人提供臨界氣體(或液體)。
[0073]圖6示出了麻醉氣體輸送系統(tǒng)的控制面板的另一種視圖，包括電子式流量選擇器615、617和備用的機械式流量選擇器610、620、630。處于電控模式時，備用的機械式流量選擇器610、620和630為縮回、鎖定、不可用和/或其他不可操作狀態(tài)。兩路或以上氣體的流量可通過電子式流量選擇器615和617予以控制。優(yōu)化指示器612指示由電子式流量選擇器615和617選出的氣體總流量。
[0074]由于失電和/或響應(yīng)用戶選擇機械式選擇器640，麻醉氣體輸送系統(tǒng)進入手動模式。一種實施方式中，機械式選擇器640包括柱塞,用于觸發(fā)電磁開關(guān)或電機以便彈出機械式流量控制選擇器610、620和630。處于手動模式時，流量指示器650指示由備用的機械式流量控制選擇器610、620、630選出的氣體總流量。
[0075]圖7示出了用于有選擇地彈出或縮回三個機械式流量選擇器710、720、730的機械裝置700。根據(jù)一些實施方式，機械裝置700安裝在麻醉氣體輸送系統(tǒng)和/或其它流體流量控制系統(tǒng)的外殼內(nèi)。 本申請結(jié)合麻醉氣體輸送系統(tǒng)和/或其它流體流量控制系統(tǒng)描述機械裝置700的實施方式和相關(guān)的實施方式。然而，機械裝置700可使用于任何系統(tǒng)和設(shè)備，其中，具有可選擇地彈出和縮回以響應(yīng)用戶選擇和/或電源可用性的按鈕、旋鈕或其它選擇器會更為有用。
[0076]如圖所示，伸縮組件760與流量選擇器組件770緊密配合。流量選擇器組件包括一個或多個(圖示為3個)機械式流量選擇器710、720、730。旋鈕護套740可防止處于縮回狀態(tài)的機械式流量選擇器710、720、730被觸發(fā)。伸縮組件760用于通過將流量選擇器組件從縮回位置轉(zhuǎn)為彈出位置，有選擇地彈出流量選擇器組件770。另外，伸縮組件760用于彈出流量選擇器組件770以響應(yīng)電源中斷。
[0077]圖8示出了用于控制三路氣體流量的三個機械式流量選擇器810、820、830及相關(guān)的針閥組件851、852、853的底視圖800。類似地，旋鈕護套840可防止處于縮回狀態(tài)的每個機械式流量選擇器810、820、830被觸發(fā)，阻止機械式流量選擇器810、820、830相對裝配板的軸向運動，并保護機械式流量選擇器810、820、830。旋鈕護套840可用于消除或減少縮回和/或彈出機械式流量選擇器810、820、830時潛在的擠壓。
[0078]根據(jù)一些實施方式，每個機械式流量選擇器810、820、830具有非圓形孔，用以配合各個針閥851、852、853的非圓形閥桿，閥桿用于使針閥851、852、853獨立于機械式流量選擇器810、820、830進行軸向運動。因此，可通過每個針閥851、852、853的軸向位移來調(diào)節(jié)流量，針閥仍可旋轉(zhuǎn)地連接到相應(yīng)的每個流量選擇器810、820和830以便傳遞用戶手動操作引起的扭矩。
[0079]如圖所示，每個針閥851、852、853包括相應(yīng)的銷釘861、862、863和位置開關(guān)871、872、873，用于檢測出各自對應(yīng)的每個針閥851、852、853是否為完全關(guān)閉或處于起始狀態(tài)。例如，銷釘861、862、863隨對應(yīng)的針閥851、852、853的閥桿一起進行軸向移動。當針閥851、852、853閥桿處于使針閥851、852、853完全關(guān)閉或處于起始狀態(tài)的位置時，銷釘861、862和863可通過電子式、機械式、和/或氣動指示與其對應(yīng)的閥桿的相對位置。位置開關(guān)871、872、873連接銷釘861、862和863，用以檢測出閥桿是否處于預(yù)設(shè)位置。
[0080]圖9示出了伸縮組件和流量控制組件的部分剖視圖900。如圖所示，電機971施加扭矩于螺紋狀電機螺桿985上，以便通過電機螺母987施加平移運動的力到推動塊972上。該平移運動的力大到足以克服電機彈簧984的推力。應(yīng)急按鈕950及其推動銷復位以便響應(yīng)后續(xù)的觸發(fā)。機械式流量選擇器910、920連同推動塊972 —起縮回。
[0081]圖9還示出了銷釘962連接位置開關(guān)973的頂部透視圖，位置開關(guān)用于檢測出在達到預(yù)設(shè)流量時針閥951的閥桿的位置。例如，位置開關(guān)973可檢測出當流經(jīng)針閥的流體流量為零時閥桿的位置。可替代地，位置開關(guān)973用于檢測出閥桿處于起始狀態(tài)(如本文所述)或完全打開時的位置。
[0082]如圖17所示，本申請主要是利用了圓的中心角度α，半徑R與對應(yīng)割線長度L的比例關(guān)系來實現(xiàn)有效觸發(fā)距離的放大。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制流體流量的閥組件，其特征在于，包括: 確定流道的閥外殼，用于允許流體從輸入端流到輸出端； 具有用于確定軸線的第一端部和第二端部的閥桿，所述閥桿的旋轉(zhuǎn)使得閥桿在所述流道內(nèi)軸向移動，以此控制從輸入端流到輸出端的流體流量； 與所述閥桿連接的流量選擇器，所述閥桿隨可轉(zhuǎn)式流量選擇器的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)； 與所述閥桿相對于流道的軸向位移相關(guān)的位置指示器；和 與所述位置指示器連接的位置檢測器，用于檢測出所述閥桿軸向移動到使從輸入端到輸出端的流體流量為流量閾值。
2.如權(quán)利要求1所述的閥組件，其特征在于，根據(jù)所述閥桿的軸向位移與其對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度或是角度對應(yīng)的割線長度的比例放大關(guān)系，對處于完全打開位置和完全關(guān)閉位置之間的任意位置進行放大。
3.如權(quán)利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述位置指示器包括所述閥桿上的位置指示隆起部，以及所述位置檢測器包括位置開關(guān)，當閥桿軸向移動時，通過所述位置指示隆起部觸發(fā)所述位置開關(guān)，以使從輸入端到輸出端的流體流量為所述流量閾值； 或者，所述位置指示器包括位于所述閥桿上的位置指示腔；所述位置檢測器包括位置開關(guān)，當閥桿軸向移動時，通過所述位置指示腔觸發(fā)所述位置開關(guān)，以使從輸入端到輸出端的流體流量為所述流量閾值。
4.如權(quán)利要求3所述的閥組件，其特征在于，所述位置指示隆起部或所述位置指示腔設(shè)于所述閥桿的軸向浮動襯套上。
5.如權(quán)利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述位置指示器包括與所述閥桿連接的觸發(fā)銷釘； 所述位置檢測器包括位置開關(guān)，當閥桿軸向移動時，通過所述觸發(fā)銷釘觸發(fā)位置開關(guān)，以使從輸入端到輸出端的流體流量為所述流量閾值。
6.如權(quán)利要求5所述的閥組件，其特征在于，所述觸發(fā)銷釘與所述閥桿一起軸向移動；以及 當所述觸發(fā)銷釘相對于所述位置檢測器軸向移動到預(yù)設(shè)位置時，所述觸發(fā)銷釘觸發(fā)所述位置檢測器。
7.如權(quán)利要求5所述的閥組件，其特征在于，還包括觸發(fā)轉(zhuǎn)盤，用于根據(jù)所述閥桿相對于所述流道的軸向相對位置，使所述觸發(fā)銷釘相對于所述位置檢測器運動。
8.如權(quán)利要求4所述的閥組件，其特征在于，所述閥外殼、流道和閥桿為機械式操作針閥的一部分；所述流量選擇器包括旋轉(zhuǎn)旋鈕，所述旋轉(zhuǎn)旋鈕的旋轉(zhuǎn)帶動所述閥桿旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求4所述的閥組件，其特征在于，所述流量選擇器包括可轉(zhuǎn)式流量選擇器， 所述針閥組件還包括所述可轉(zhuǎn)式流量選擇器的接合腔，用于容納所述閥桿的第一端部; 所述可轉(zhuǎn)式流量選擇器相對于所述閥外殼保持處于軸向的固定位置；以及 所述閥桿在所述接合腔內(nèi)自由地軸向移動的同時，保持與所述接合腔接合。
10.一種用于控制閥組件內(nèi)流體流量的方法，其特征在于，包括: 確定閥外殼的流道以允許流體從輸入端流到輸出端； 將閥桿可旋轉(zhuǎn)地固定于所述流道內(nèi)，使得所述閥桿的旋轉(zhuǎn)帶動所述閥桿的第一端部在所述流道內(nèi)移動，以此控制從輸入端流到輸出端的流體流量；和 將閥桿的第二端部可旋轉(zhuǎn)地固定于流量選擇器的接合腔內(nèi)，使得所述閥桿在接合腔內(nèi)自由地軸向移動的同時，與所述流量選擇器旋轉(zhuǎn)接合。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述閥桿的軸向移動位移與其對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度或是角度對應(yīng)的割線長度的比例放大關(guān)系，對處于完全打開位置和完全關(guān)閉位置之間的任意位置進行放大。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述接合腔為由多個壁圍成的η邊多邊形，其中，η為大于2的整數(shù)； 或者，所述接合腔為由壁圍成的非圓形的橢圓狀； 或者，所述接合腔為具有鍵形成部的環(huán)形，用于與所述閥桿上對應(yīng)的鍵形成部相配合，以使閥桿隨可轉(zhuǎn)式流量選擇器的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述閥組件用于麻醉氣體輸送系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括: 通過位置指示器指示所述閥桿相對于所述流道的相對位置；以及 通過位置檢測器檢測出 所述閥桿軸向移動到使所述從輸入端到輸出端的流體流量為流量閾值。
15.一種用于控制閥組件內(nèi)流體流量的方法，其特征在于，包括: 確定閥外殼的流道以允許流體從輸入端流到輸出端； 將閥桿可旋轉(zhuǎn)地固定于所述流道內(nèi)，使得所述閥桿的旋轉(zhuǎn)帶動所述閥桿的第一端部在所述流道內(nèi)移動，以此控制從輸入端流到輸出端的流體流量； 將閥桿的第二端部可旋轉(zhuǎn)地固定于流量選擇器的接合腔內(nèi)； 通過位置指示器指示所述閥桿相對于所述流道的相對位置；以及 通過位置檢測器檢測出所述閥桿軸向移動到使所述從輸入端到輸出端的流體流量為流量閾值。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述閥桿的軸向移動位移與其對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度或是角度對應(yīng)的割線長度的比例放大關(guān)系，對處于完全打開位置和完全關(guān)閉位置之間的任意位置進行放大。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述位置指示器包括所述閥桿上的位置指示隆起部，以及所述位置檢測器包括位置開關(guān)，當閥桿軸向移動時，通過所述位置指示隆起部觸發(fā)所述位置開關(guān)，以使從輸入端到輸出端的流體流量為所述流量閾值； 或者，所述位置指示器包括位于所述閥桿上的位置指示腔；以及所述位置檢測器包括位置開關(guān)，當閥桿軸向移動時，通過所述位置指示腔觸發(fā)所述位置開關(guān)，以使從輸入端到輸出端的流體流量為所述流量閾值。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述位置指示隆起部或所述位置指示腔設(shè)于所述閥桿的軸向浮動襯套上。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述位置指示器包括與所述閥桿連接的觸發(fā)銷釘；以及 所述位置檢測器包括位置開關(guān)，當閥桿軸向移動時，通過所述觸發(fā)銷釘觸發(fā)位置開關(guān)，以使從輸入端到輸出端的流體流量為所述流量閾值。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述觸發(fā)銷釘與所述閥桿一起軸向移動；以及 當所述觸發(fā)銷釘相對于所述位置檢測器軸向移動到預(yù)設(shè)位置時，所述觸發(fā)銷釘觸發(fā)所述位置檢測器。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括觸發(fā)轉(zhuǎn)盤，用于根據(jù)所述閥桿相對于所述流道的軸向相對位置，使所述觸發(fā)銷釘相對于所述位置檢測器運動。
22.如權(quán)利要求15所述 的方法，其特征在于，所述閥外殼、流道和閥桿為機械式操作針閥的一部分。
【文檔編號】A61M16/20GK103800983SQ201210453549
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】熊志斌, 陳培濤, 王功敏, 蔡琨, 杰弗里·賈維迪克 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司