本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體為一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)及醫(yī)用呼吸機(jī)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中，呼吸機(jī)作為一項(xiàng)能人工替代自主通氣功能的有效手段，已普遍用于各種原因所致的呼吸衰竭、大手術(shù)期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復(fù)蘇中，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)占有十分重要的位置。呼吸機(jī)是一種能夠起到預(yù)防和治療呼吸衰竭，減少并發(fā)癥，挽救及延長(zhǎng)病人生命的至關(guān)重要的醫(yī)療設(shè)備。

傳統(tǒng)的呼吸機(jī)大多采用比例閥對(duì)輸出壓力及流量進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)在于，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，釋放口的氣體排放面積不可調(diào)，壓力及流量的控制精度低；此外，大多數(shù)比例閥使用噪聲較大的電磁閥來(lái)對(duì)釋放口進(jìn)行控制，影響病人的休息；同時(shí)當(dāng)患者流速或壓力需求量比較小時(shí)，無(wú)法快速排除患者呼出的氣體，使得病人呼氣時(shí)壓力偏離了設(shè)定值，影響治療效果。

通過(guò)專(zhuān)利檢索，可得到以下對(duì)比文件：

專(zhuān)利1：

申請(qǐng)?zhí)枺篊N201110310467.2，申請(qǐng)日：2011.10.13，申請(qǐng)人:蘇州凱迪泰醫(yī)學(xué)科技有限公司，公開(kāi)日：2012.06.20。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電磁控制三通流量閥及醫(yī)用呼吸機(jī)，電磁控制三通流量閥包括氣源口、釋放口和呼吸口。氣源口與呼吸口之間設(shè)置有吸氣閥門(mén)，呼吸口與釋放口之間設(shè)置有呼氣閥門(mén)，吸氣閥門(mén)和呼氣閥門(mén)以聯(lián)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行調(diào)節(jié)，吸氣閥門(mén)和呼氣閥門(mén)均為鏤空?qǐng)A筒嵌套結(jié)構(gòu)，包括嵌套在一起的固定筒和滑動(dòng)筒，吸氣閥門(mén)和呼氣閥門(mén)的滑動(dòng)筒連接有電磁驅(qū)動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)吸氣閥門(mén)和呼氣閥門(mén)開(kāi)啟程度的同步控制。醫(yī)用呼吸機(jī)連接有上述的電磁控制三通流量閥后，可以通過(guò)調(diào)節(jié)吸氣閥門(mén)和呼氣閥門(mén)的開(kāi)啟程度，對(duì)吸氣和呼氣的壓力和流量進(jìn)行控制，從而在吸氣和呼氣階段維持適當(dāng)壓力或流量，實(shí)現(xiàn)醫(yī)用呼吸機(jī)雙水平的壓力控制和流量控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、控制精確、節(jié)省功耗。

專(zhuān)利2：

申請(qǐng)?zhí)枺?01410072610.2，申請(qǐng)日：2014-02-28，申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司，公開(kāi)日：2015-09-02。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種呼氣閥及具有它的呼吸機(jī)，該呼氣閥包括：閥體、氣阻、不銹鋼閥口、活瓣膜片和閥蓋。閥體內(nèi)形成有進(jìn)氣通道和可與進(jìn)氣通道連通的出氣通道，且進(jìn)氣通道具有進(jìn)氣通道進(jìn)氣口和進(jìn)氣通道出氣口；氣阻設(shè)在進(jìn)氣通道內(nèi)；不銹鋼閥口設(shè)在閥體的進(jìn)氣通道出氣口處，且不銹鋼閥口的一端伸出閥體的進(jìn)氣通道出氣口；活瓣膜片在打開(kāi)和封閉不銹鋼閥口的位置之間可活動(dòng)地設(shè)在閥體上；閥蓋設(shè)在閥體上，且閥蓋與閥體配合壓緊活瓣膜片的邊沿，閥蓋上設(shè)有通孔。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的呼氣閥，提高了活瓣膜片與不銹鋼閥口的密封性能，閥口打開(kāi)和關(guān)閉準(zhǔn)確可靠，可以精確計(jì)算呼氣閥呼入和呼出潮氣量值，給病人以舒適的呼吸模式。

專(zhuān)利3：

申請(qǐng)?zhí)枺?01010562279.4，申請(qǐng)日：2010.11.21，申請(qǐng)人:浙江玉升醫(yī)療器械股份有限公司，公開(kāi)日：2011-03-09。本實(shí)用新型涉及一種用于呼吸機(jī)氣路壓力和流量調(diào)節(jié)的控制閥，它包括閥體、閥芯、配氣滑套、電機(jī)和風(fēng)機(jī)排氣管，其特征在于電機(jī)上設(shè)有電機(jī)防震套及電機(jī)套，電機(jī)軸上設(shè)有磁圈及霍爾傳感器，所述閥芯外側(cè)設(shè)有配氣滑套，二者之間有一定的活動(dòng)間隙，配氣滑套上固接有齒條，齒條下方設(shè)有導(dǎo)軌，該齒條與電機(jī)齒輪相嚙合，配氣滑套上設(shè)有定位傳感器和密封圈及蓋，所述中空的閥芯中間設(shè)有隔板，隔板兩側(cè)的閥芯上分別設(shè)有排氣孔和進(jìn)氣孔，配氣滑套的同一圓周上至少設(shè)有兩個(gè)配氣孔，所述配氣孔能夠與閥芯上的排氣孔和進(jìn)氣孔分別相對(duì)應(yīng)；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、使用時(shí)噪聲小、安全可靠，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)壓的優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)比文件中的專(zhuān)利沒(méi)有公開(kāi)本專(zhuān)利的技術(shù)方案，不能破壞本專(zhuān)利的新穎性，同時(shí)以上對(duì)比文件的組合也不能破壞本專(zhuān)利的創(chuàng)造性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上問(wèn)題，提供一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)及醫(yī)用呼吸機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、噪音小、能夠逐步調(diào)節(jié)及維持釋放口氣體的排放面積，對(duì)呼吸機(jī)的壓力及流量實(shí)現(xiàn)精密控制，將壓力及流量調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)，提高呼吸機(jī)的治療效果。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)，它包括底座1，其左上端設(shè)置有三通座3；所述三通座3的上端設(shè)置有三通2；所述三通2包括左端的進(jìn)氣口201、上端的呼吸口202和右端的釋放口203；所述三通2通過(guò)抱箍9固定在三通座3上；所述底座1的右上端設(shè)置有電機(jī)支架4；所述電機(jī)支架4的右端設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)5；所述步進(jìn)電機(jī)5的左端連接有滾珠絲桿6；所述滾珠絲桿6上連接有推動(dòng)軸7；所述推動(dòng)軸7的左端設(shè)置有與釋放口203相對(duì)接的活塞8；所述活塞8為圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，并與釋放口203之間為同軸設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述推動(dòng)軸7包括左軸段701和右軸段702；所述活塞8固定在左軸段701的左端；所述右軸段702的右端設(shè)置有圓孔703；所述滾珠絲桿6設(shè)置在圓孔703內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述活塞8采用35度硅膠，它包括圓臺(tái)側(cè)面801、圓臺(tái)上底面802和圓臺(tái)下底面803；所述圓臺(tái)側(cè)面801上設(shè)置有多個(gè)均勻布置的通氣槽804；所述通氣槽804的槽口大小從圓臺(tái)上底面802至圓臺(tái)下底面803的方向逐漸收攏至一點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述釋放口203內(nèi)固定有彈簧座13；所述彈簧座13包括法蘭1302和連接在法蘭1302左端的圓筒1301；所述圓筒1301的外壁與三通2管道內(nèi)壁之間設(shè)置有壓縮彈簧12；所述壓縮彈簧12右端連接有滑塊11；所述滑塊11與三通2的管道內(nèi)壁相互接觸；所述滑塊11的右端設(shè)置有橡膠墊10。

進(jìn)一步的，所述滑塊11包括金屬環(huán)1101和橡膠環(huán)1102；所述橡膠環(huán)1102設(shè)置在金屬環(huán)1101的內(nèi)部，且與金屬環(huán)1101呈一體設(shè)置；所述橡膠環(huán)1102的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有錐度，且該錐度與活塞8圓臺(tái)側(cè)面的錐度一致匹配。

進(jìn)一步的，所述橡膠墊10為環(huán)體結(jié)構(gòu)，該環(huán)體結(jié)構(gòu)由外側(cè)面1001、內(nèi)右側(cè)面1002和內(nèi)左側(cè)面1003組成；所述外側(cè)面1001固定在三通2的內(nèi)壁上，其右端面與釋放口203的端面平齊；所述內(nèi)右側(cè)面1002設(shè)置有錐度，且該錐度與活塞8圓臺(tái)側(cè)面的錐度一致匹配；所述內(nèi)左側(cè)面1003與水平方向的夾角為3～5°。

進(jìn)一步的，所述三通座3為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其上端設(shè)置有用于三通2定位及鎖定的三通固定槽301。

一種醫(yī)用呼吸機(jī)，該醫(yī)用呼吸機(jī)連接有上述高精密通氣流量控制系統(tǒng)，該醫(yī)用呼吸機(jī)的氣體出口與進(jìn)氣口201連接，該醫(yī)用呼吸機(jī)的呼吸面罩與呼吸口202連接。

進(jìn)一步的，所述呼吸口202內(nèi)設(shè)置有氣流傳感器。

進(jìn)一步的，所述呼吸口202內(nèi)的氣流傳感器與所述步進(jìn)電機(jī)5的控制單元電連接。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型提供的一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)及醫(yī)用呼吸機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制活塞的圓臺(tái)側(cè)面與三通的釋放口端面之間的開(kāi)合以及活塞的圓臺(tái)側(cè)面與橡膠環(huán)錐面之間的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)呼吸流量及壓力的開(kāi)環(huán)控制；同時(shí)釋放口氣體的排放面積可以逐步進(jìn)行調(diào)節(jié)及維持，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制；活塞上通氣槽的設(shè)置，有助于氣體均勻排出，同時(shí)具有降低噪聲的作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的局部放大視圖A。

圖3為本實(shí)用新型中推動(dòng)軸與活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型中活塞的俯視示意圖。

圖5為圖1中的剖面視圖B-B。

圖6為本實(shí)用新型中三通座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實(shí)用新型中彈簧座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本實(shí)用新型中滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本實(shí)用新型中橡膠墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所述文字標(biāo)注表示為：1、底座；2、三通；3、三通座；4、電機(jī)支架；5、步進(jìn)電機(jī)；6、滾珠絲桿；7、推動(dòng)軸；8、活塞；9、抱箍；10、橡膠墊；11、滑塊；12、壓縮彈簧；13、彈簧座；201、進(jìn)氣口；202、呼吸口；203、釋放口；301、三通固定槽；701、左軸段；702、右軸段；703、圓孔；801、圓臺(tái)側(cè)面；802、圓臺(tái)上底面；803、圓臺(tái)下底面；804、通氣槽；1001、外側(cè)面；1002、內(nèi)右側(cè)面；1003、內(nèi)左側(cè)面；1101、金屬環(huán)；1102、橡膠環(huán)；1301、圓筒；1302、法蘭。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何的限制作用。

如圖1-圖9所示，本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)為：

一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)，它包括底座1，其左上端設(shè)置有三通座3；所述三通座3的上端設(shè)置有三通2；所述三通2包括左端的進(jìn)氣口201、上端的呼吸口202和右端的釋放口203；所述三通2通過(guò)抱箍9固定在三通座3上；所述底座1的右上端設(shè)置有電機(jī)支架4；所述電機(jī)支架4的右端設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)5；所述步進(jìn)電機(jī)5的左端連接有滾珠絲桿6；所述滾珠絲桿6上連接有推動(dòng)軸7；所述推動(dòng)軸7的左端設(shè)置有與釋放口203相對(duì)接的活塞8；所述活塞8為圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，并與釋放口203之間為同軸設(shè)置。

優(yōu)選的，所述推動(dòng)軸7包括左軸段701和右軸段702；所述活塞8固定在左軸段701的左端；所述右軸段702的右端設(shè)置有圓孔703；所述滾珠絲桿6設(shè)置在圓孔703內(nèi)。

優(yōu)選的，所述活塞8采用35度硅膠，它包括圓臺(tái)側(cè)面801、圓臺(tái)上底面802和圓臺(tái)下底面803；所述圓臺(tái)側(cè)面801上設(shè)置有多個(gè)均勻布置的通氣槽804；所述通氣槽804的槽口大小從圓臺(tái)上底面802至圓臺(tái)下底面803的方向逐漸收攏至一點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述釋放口203內(nèi)固定有彈簧座13；所述彈簧座13包括法蘭1302和連接在法蘭1302左端的圓筒1301；所述圓筒1301的外壁與三通2管道內(nèi)壁之間設(shè)置有壓縮彈簧12；所述壓縮彈簧12右端連接有滑塊11；所述滑塊11與三通2的管道內(nèi)壁相互接觸；所述滑塊11的右端設(shè)置有橡膠墊10。

優(yōu)選的，所述滑塊11包括金屬環(huán)1101和橡膠環(huán)1102；所述橡膠環(huán)1102設(shè)置在金屬環(huán)1101的內(nèi)部，且與金屬環(huán)1101呈一體設(shè)置；所述橡膠環(huán)1102的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有錐度，且該錐度與活塞8圓臺(tái)側(cè)面的錐度一致匹配。

優(yōu)選的，所述橡膠墊10為環(huán)體結(jié)構(gòu)，該環(huán)體結(jié)構(gòu)由外側(cè)面1001、內(nèi)右側(cè)面1002和內(nèi)左側(cè)面1003組成；所述外側(cè)面1001固定在三通2的內(nèi)壁上，其右端面與釋放口203的端面平齊；所述內(nèi)右側(cè)面1002設(shè)置有錐度，且該錐度與活塞8圓臺(tái)側(cè)面的錐度一致匹配；所述內(nèi)左側(cè)面1003與水平方向的夾角為3～5°。

優(yōu)選的，所述三通座3為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其上端設(shè)置有用于三通2定位及鎖定的三通固定槽301。

一種醫(yī)用呼吸機(jī)，該醫(yī)用呼吸機(jī)連接有上述高精密通氣流量控制系統(tǒng)，該醫(yī)用呼吸機(jī)的氣體出口與進(jìn)氣口201連接，該醫(yī)用呼吸機(jī)的呼吸面罩與呼吸口202連接。

優(yōu)選的，所述呼吸口202內(nèi)設(shè)置有氣流傳感器。

優(yōu)選的，所述呼吸口202內(nèi)的氣流傳感器與所述步進(jìn)電機(jī)5的控制單元電連接。

一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)呼氣時(shí)的工作原理，如圖1-9所示，釋放口氣體壓力及流量在排放時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，滾珠絲桿帶動(dòng)推動(dòng)軸及活塞向右移動(dòng)，使活塞的圓臺(tái)側(cè)面脫離三通位于釋放口的端面，滑塊在活塞向右移動(dòng)的同時(shí)在壓力彈簧彈力的作用下，使橡膠環(huán)時(shí)刻保持與活塞的圓臺(tái)側(cè)面相互接觸及擠壓，氣體從活塞的通氣槽中得到釋放；當(dāng)活塞繼續(xù)向右移動(dòng)時(shí)，滑塊同時(shí)向右移動(dòng)，但滑塊與其右端橡膠墊的內(nèi)左側(cè)面產(chǎn)生擠壓，擠壓產(chǎn)生的摩擦力阻礙滑塊向右移動(dòng)，使得滑塊向右移動(dòng)的速度減緩，減緩的同時(shí)滑塊與活塞的圓臺(tái)側(cè)面相對(duì)移動(dòng)，逐步加大了釋放口氣體排放的面積，氣體仍由通氣槽釋放；當(dāng)活塞繼續(xù)向右移動(dòng)時(shí)，滑塊與其右端橡膠墊的內(nèi)左側(cè)面繼續(xù)擠壓，當(dāng)擠壓時(shí)產(chǎn)生的摩擦力足以阻擋壓縮彈簧的彈力時(shí)，滑塊停止移動(dòng)，滑塊與活塞脫節(jié)，實(shí)現(xiàn)更大的氣體釋放；以上可以看出，釋放口氣體排放量由小逐步變大，其壓力逐步降低，達(dá)到精密控制；同時(shí)釋放口的氣體在排放時(shí)，通過(guò)通氣槽得到了均勻的擴(kuò)散，降低了噪音；一種高精密通氣流量控制系統(tǒng)吸氣時(shí)的工作原理與上述相反。

一種醫(yī)用呼吸機(jī)的工作原理：氣體由醫(yī)用呼吸機(jī)中的風(fēng)機(jī)提供，自進(jìn)氣口進(jìn)入高精密通氣流量控制系統(tǒng)內(nèi)。

需要呼吸口提供吸氣壓力時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，活塞向左移動(dòng)，當(dāng)活塞移動(dòng)至與三通位于釋放口端面完全密封時(shí)，實(shí)現(xiàn)了最大流量及壓力供給；對(duì)閉環(huán)控制的呼吸機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)呼吸口內(nèi)氣流傳感器的反饋信號(hào)，可以對(duì)實(shí)施步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制，最終達(dá)到目標(biāo)的壓力及流量。

需要呼吸口提供呼氣壓力時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，活塞向右移動(dòng)，當(dāng)活塞移動(dòng)至與三通的釋放口完全脫離時(shí)，實(shí)現(xiàn)最大流量及壓力的釋放；同樣，對(duì)閉環(huán)控制的呼吸機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)呼吸口內(nèi)氣流傳感器的反饋信號(hào)，可以對(duì)實(shí)施步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制，最終達(dá)到目標(biāo)的壓力及流量。

需要說(shuō)明的是，在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而客觀上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)、潤(rùn)飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合；這些改進(jìn)潤(rùn)飾、變化或組合，或未經(jīng)改進(jìn)將實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。