專(zhuān)利名稱(chēng)：特別適用于呼吸器裝置的泵及其呼氣閥組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泵，特別是適用于呼吸器裝置的泵。本發(fā)明還涉及用于這類(lèi)泵和呼吸器裝置的一種呼氣閥組件。
呼吸器裝置，有時(shí)又稱(chēng)為輸氣裝置，廣泛用來(lái)幫助病人進(jìn)行人工呼吸。這類(lèi)裝置的例子在本人早先的美國(guó)專(zhuān)利US4807616，US4823787和US4941469中已有敘述。
本發(fā)明的目的是提供一種特別適用于呼吸器裝置的新型泵，它具有下面將要說(shuō)明的許多重要優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是提供一種呼氣閥組件，它也特別適用于這種新穎的呼吸器裝置。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，所提供的一種特別適用于輸氣裝置的往復(fù)泵包括一泵殼，它在一端有一個(gè)進(jìn)口，在另一端有一出口，并有介于上述進(jìn)口和出口之間的缸體；一活塞，它可在所述缸體內(nèi)沿軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將該缸體內(nèi)部分成一與上述進(jìn)口相通的進(jìn)口腔室，和一與上述出口相通的出口腔室；一設(shè)在上述進(jìn)口腔室中的固定壁，它具有一與上述進(jìn)口貫通的通道；一固定在上述壁上的驅(qū)動(dòng)殼體，它包括一電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)借助于向上述電動(dòng)機(jī)通電而能旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；一設(shè)在上述驅(qū)動(dòng)殼體中，固定在上述轉(zhuǎn)子上隨之旋轉(zhuǎn)的可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母；和一絲桿，它的一端通過(guò)螺紋連接在上述螺母上，它的另一端固定在上述活塞上。上述活塞用一個(gè)可在上述螺母和驅(qū)動(dòng)殼體間轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承和一介于上述活塞和缸體之間的密封支承件支承。
按照在優(yōu)選實(shí)施例中描述的另一些特征，該活塞的軸向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)基本上不受限制，以便電動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)螺母向正反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)絲桿和固定在其上的活塞沿缸體軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且還能讓絲桿和固定在其上的活塞相對(duì)于缸體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少活塞和缸體間的磨損。
按照下面將要描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的另一些特征，這種泵還包括一裝在可旋轉(zhuǎn)的軸承和驅(qū)動(dòng)殼體間的減聲器。一與絲桿同軸線(xiàn)的管形套固定在驅(qū)動(dòng)殼體上，用來(lái)容納和封閉絲桿上與固定在活塞上的一端相對(duì)的一端。管形套包括一潤(rùn)滑油繩，用以在絲桿伸入管形套時(shí)對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑。
上述特征可使泵的結(jié)構(gòu)所具有的機(jī)構(gòu)慣性非常小，能使活塞快速反向運(yùn)動(dòng)(約5毫秒)。這樣，具有這種泵的呼吸器裝置便能以非?？斓暮粑俾使ぷ鳎缑糠昼姾粑?50次，這是新生兒的呼吸所需要的，也可按其它應(yīng)用場(chǎng)合的要求以較低的速率工作。
按照本發(fā)明的另一方面，所提供的呼吸器裝置包括一泵殼，在其一端有一進(jìn)口，在其另一端有一出口，并且在進(jìn)口和出口間有一缸體；一活塞，它可在上述缸體中沿軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將缸體內(nèi)部分成一與上述進(jìn)口相通的進(jìn)口腔室，和一與上述出口相通的出口腔室；一呼氣閥，該閥通過(guò)一連接接頭與泵殼出口連接；和一單向閥，它設(shè)在上述連接接頭中，并通往大氣。該單向閥是常閉的，但在上述連接接頭內(nèi)負(fù)壓的作用下可以自動(dòng)打開(kāi)，以使連接接頭的內(nèi)部與大氣連通。
這種單向閥使病人能在呼吸器損壞時(shí)和出現(xiàn)內(nèi)部堵塞或障礙的情況下吸入外界空氣。在傳統(tǒng)的呼吸器中，通常稱(chēng)為H型閥的單向閥一般裝在呼吸器外部的病人空氣輸送管上。由于把這種閥作為將泵殼與呼氣閥連接起來(lái)的連接接頭的組成部分，所以結(jié)構(gòu)便更加緊湊，便于攜帶。
按照本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種特別適用于新穎呼吸器裝置的呼氣閥組件，該組件包括一殼體，它具有一可連接到泵出口的進(jìn)口，一通向病人的出口，一通往大氣的呼氣口，一將該出口或者與上述進(jìn)口連通，或者與上述呼氣口連通的閥件，以及一控制腔室，用以根據(jù)上述控制腔室中的壓力控制上述閥件的動(dòng)作。該呼氣閥組件還包括一控制上述控制腔室中壓力的控制閥，以便在吸氣過(guò)程中提高其中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與上述進(jìn)口連通，而在呼氣過(guò)程中降低控制腔室中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與呼氣閥的呼氣口連通。該控制閥還包括可預(yù)調(diào)的裝置，用來(lái)預(yù)先設(shè)定在呼氣過(guò)程中控制腔室中的預(yù)設(shè)的部分壓力，從而調(diào)整打開(kāi)呼氣閥的呼氣壓力。
例如，經(jīng)常希望在呼氣過(guò)程中在通往病人的管線(xiàn)上保持一恒定的低壓，以使病人的肺維持略為膨脹的狀態(tài)；另一方面，呼氣過(guò)程中該管線(xiàn)的上述壓力，又決不能超過(guò)可能阻礙呼氣的壓力。本發(fā)明的上述特征可方便地使呼氣過(guò)程中的壓力按具體情況預(yù)調(diào)到所要求的值。
在給出的優(yōu)選實(shí)施例中，該預(yù)調(diào)裝置包括一帶銜鐵的電磁鐵，銜鐵按照電磁線(xiàn)圈中的激磁電流控制呼氣閥控制腔室中的壓力。這樣，通過(guò)預(yù)調(diào)施加在電磁線(xiàn)圈上的電流，人們便可方便地控制吸氣過(guò)程中輸向病人的壓力。
本發(fā)明的另一些特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從下面的說(shuō)明中得到更好的理解。
現(xiàn)在結(jié)合附圖僅以舉例的方式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為一垂直剖視圖，表示一種具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的單作用泵，該泵特別適用于呼吸器裝置；圖1a為圖1的局部放大視圖；圖2為類(lèi)似圖1的視圖，表示一種具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的雙作用泵；圖3為一縱向剖視圖，表示一種呼吸器裝置，它包括一種具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的呼氣閥組件及其與圖1或圖2所示泵的連接；圖4和圖5為放大視圖，表示圖3所示呼氣閥組件中的控制閥的兩種不同狀態(tài)；圖4a和圖5a分別為圖4和圖5所示控制閥的局部放大視圖。
圖1所示的泵特別適用于施行人工呼吸或輸氣的呼吸器裝置。該泵包括一殼體2，在其一端有一進(jìn)口3，在其另一端有一出口4。該進(jìn)口3上裝有一個(gè)帶過(guò)濾器6的進(jìn)口接頭5，過(guò)濾器6用來(lái)除去進(jìn)入泵殼的空氣中的固體顆粒物。該出口4上裝有一個(gè)連接接頭7，以便通過(guò)一輸送管使該出口與呼氣閥相連，這將在下面進(jìn)一步描述。該出口4中還設(shè)有一單向閥8，只允許空氣從泵殼向外流動(dòng)。
殼體2內(nèi)部設(shè)有一缸體10，它的一端被該殼體的端壁11封閉，它的另一端被固定在該殼體內(nèi)的一隔壁12封閉?；钊?3安裝在該缸體10內(nèi)可往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將缸體內(nèi)部分成一進(jìn)口腔室Ci和一出口腔室Co。該進(jìn)口腔室Ci通過(guò)一吸入管14和在該固定隔壁12上形成的孔15與進(jìn)口3相通；而該出口腔室Co則通過(guò)上述單向閥8和連接接頭7與出口相通。
活塞13借助裝在一驅(qū)動(dòng)殼體16中的電動(dòng)機(jī)M，可在缸體10內(nèi)沿軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而該驅(qū)動(dòng)殼體16安裝在上述固定隔壁12上。電動(dòng)機(jī)M包括一固定在一螺母18上的轉(zhuǎn)子17，而該螺母18通過(guò)一橡膠隔音器20用滾動(dòng)軸承19安裝在該驅(qū)動(dòng)殼體16上，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。
螺母18通過(guò)螺紋與穿過(guò)上述固隔壁12上的孔22的絲桿21配合。絲桿21的一端固定在活塞13上，而另一端與螺母18形成螺紋配合。驅(qū)動(dòng)殼體16的面向泵殼進(jìn)口3的那一端被一個(gè)與管形套24整體形成的端壁23封閉，而該管形套2支承著絲桿21的端部。
管形套24的長(zhǎng)度能夠在該絲桿21處在最右面的極限位置時(shí)仍包住其全長(zhǎng)，并且管形套還用一端壁25封住，以使該絲桿21完全封閉起來(lái)，從而防止其被外界污染。套24的內(nèi)端的內(nèi)徑加大了，用來(lái)容納氈潤(rùn)滑油繩26，當(dāng)絲桿21在管形套24中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)其不斷進(jìn)行潤(rùn)滑。
一波紋套27將絲桿21包圍起來(lái)。波紋套27的一端固定在活塞13上，而另一端固定在固定隔壁12上，以防止在活塞和隔壁之間的螺桿部分被污染。波紋套27還起腔室Ci的密封作用，以防止該腔室內(nèi)的空氣通過(guò)未密封的電動(dòng)機(jī)的殼體向外泄漏。
活塞13連同其絲桿21，由上述驅(qū)動(dòng)殼體16中的滾動(dòng)軸承19，和沿該活塞外周設(shè)置的環(huán)形密封件28支承，以便活塞在缸體10中運(yùn)動(dòng)。波紋套27和密封件28允許活塞13既可作軸向運(yùn)動(dòng)以可以有一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以活塞的這兩種運(yùn)動(dòng)基本上都不受限制。這樣，裝有絲桿21的螺母18的轉(zhuǎn)動(dòng)將使絲桿21，從而也使活塞13沿軸向運(yùn)動(dòng)，并且還使得活塞相對(duì)缸體10有些微轉(zhuǎn)動(dòng)。這后一功能減少了活塞13與缸體10之間的磨損。
活塞13上有一個(gè)孔，孔內(nèi)安裝只允許空氣從進(jìn)口腔室Ci向出口腔室Co的方向流動(dòng)的單向閥30。這一單向閥，以及設(shè)在出口4內(nèi)的只允許空氣從出口腔室Co向外流動(dòng)的單向閥8，可以是，例如，傘狀閥，之所以這樣稱(chēng)呼是因?yàn)樗鼈兙哂袀愕男螤睢?br> 另一單向閥31(見(jiàn)圖1a)設(shè)置在裝在泵殼出口4處的連接接頭7內(nèi)。單向閥31可以是簧片閥，平常受到壓力，將一與大氣相通的孔32關(guān)閉，但如在連接接頭7內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，可以偏轉(zhuǎn)(在圖1和1a中為向右)，從而使該連接接頭內(nèi)部與大氣連通。因此，閥31起到與通常裝在病人的空氣輸送軟管上的H型閥相同的作用，它使得萬(wàn)一呼吸器損壞和出現(xiàn)內(nèi)部堵塞或障礙時(shí)，病人可以吸入周?chē)髿庵械目諝狻?br> 泵殼2上還設(shè)有支腳33，以便泵能支承在任何適當(dāng)?shù)乃矫嫔稀?br> 圖1所示泵的工作過(guò)程通過(guò)上述說(shuō)明也就清楚了。即，當(dāng)電動(dòng)機(jī)M通以某一方向的電流時(shí)，其轉(zhuǎn)子17使螺母18轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)絲桿21，從而使活塞13向某一方向，例如向左運(yùn)動(dòng)，使出口腔室Co縮小，從而迫使空氣流出出口單向閥8。在活塞13的這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其單向閥30處于關(guān)閉狀態(tài)，從而阻止進(jìn)口腔室Ci中的空氣進(jìn)入出口腔室Co。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)M通以相反方向的電流時(shí)，絲桿21和活塞13向相反方向，例如向右運(yùn)動(dòng)。這就使出口腔室Co擴(kuò)張，而使進(jìn)口腔室Ci縮小，從而使進(jìn)口腔室內(nèi)的空氣通過(guò)單向閥30被吸入出口腔室。此時(shí)，單向閥8處于關(guān)閉狀態(tài)，不允許任何空氣流出出口腔室。
由滾動(dòng)軸承19和密封件28支承的活塞13，其軸向運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)基本不受限制。因此，當(dāng)螺母18轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞發(fā)生軸向位移時(shí)，活塞可以作少許轉(zhuǎn)動(dòng)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于它可減少沿密封件28周邊的磨損，以延長(zhǎng)其壽命。
在呼吸器失效，或者呼吸器內(nèi)存在堵塞或障礙的情況下，病人仍可借助連接接頭7內(nèi)的單向閥32吸氣，因?yàn)樵谶@種情況下進(jìn)行呼吸時(shí)，連接接頭內(nèi)出現(xiàn)的負(fù)壓將使單向閥32打開(kāi)。
由此可以看出，圖1所示的泵中，活塞13的每一次完整的往復(fù)循環(huán)，產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)由出口4輸出空氣的沖程，因此圖1所示的泵為單作用泵。
圖2示出一種除了活塞的每一往復(fù)循環(huán)變?yōu)槟墚a(chǎn)生兩次輸出沖程之外，其余結(jié)構(gòu)與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同的雙作用泵。為便于理解，圖2所示泵中與圖1所示的泵中通用的那些零件采用相同的標(biāo)號(hào)。
圖2所示雙作用泵，除了具有上述那些與圖1所示通用的零件之外，還包括一將進(jìn)口3與兩個(gè)腔室Ci和Co都連通的進(jìn)口導(dǎo)管40，和一將出口4與兩個(gè)腔室Ci和Co都連通的出口導(dǎo)管41。出口4具有與圖1所示單作用泵中相同的單向閥8，只允許空氣從出口腔室Co向外流到出口導(dǎo)管41的相應(yīng)端。管41的后端起與圖1中所示的出口連接接頭7相同的作用，設(shè)有平常將通氣孔32關(guān)閉的單向閥31。另一單向閥42設(shè)置在出口導(dǎo)管41的與進(jìn)口腔室Ci相通的另一端，只允許空氣從該腔室向外流入出口導(dǎo)管。
圖2所示雙作用泵中的活塞13上沒(méi)有單向閥，而是在進(jìn)口導(dǎo)管40的一端設(shè)置了一個(gè)單向閥43，它使得空氣只能流入進(jìn)口腔室Ci，以及在進(jìn)口導(dǎo)管40的另一端設(shè)置了第二單向閥44，它使得空氣只能流入出口腔室Co。
可以看出，圖2所示雙作用泵的工作方式與圖1所示單作用泵的相同，不同之處在于活塞13的每一往復(fù)循環(huán)產(chǎn)生兩次泵送沖程。
圖3示出了呼吸器裝置，它包括一個(gè)泵P和一將該泵排出的空氣送給病人的呼氣閥組件。該泵P可以是圖1所示的單作用泵，或是圖2所示的雙作用泵。下面敘述應(yīng)用圖2所示雙作用泵的實(shí)施例。如圖2所示，該泵的出口包括一空氣輸送管48，和一壓力控制管49，兩根管分別與起圖1中的連接接頭7作用的出口管41的相應(yīng)端連接。
如圖3所示，呼氣閥組件連接在泵P上，用以將泵P排出的空氣輸送給病人。它包括一呼吸閥50，和一控制該呼氣閥動(dòng)作，以便使病人能吸氣和呼氣的控制閥60。如下面將更具體地說(shuō)明的那樣，控制閥60使得吸氣和呼氣時(shí)的壓力能夠預(yù)先設(shè)定，例如，設(shè)定其低壓，以便使病人的肺保持略微脹大，和/或?yàn)榱朔乐钩霈F(xiàn)可能傷害病人的高壓。
呼氣閥50包括一個(gè)連接在泵P出口處的空氣輸送管48上的進(jìn)口51；一個(gè)用于通向病人的出口52；一個(gè)通往大氣的呼氣口53；和一個(gè)將該出口52或者與進(jìn)口51相連，或者與呼氣口53相連的閥門(mén)元件54。該閥門(mén)元件54是一塊隔膜，可固定在一閥座54a上，并可通過(guò)隔膜一側(cè)的進(jìn)口51處的壓力與隔膜另一側(cè)的控制室55內(nèi)的壓力之間形成的壓差進(jìn)行控制。控制室55通過(guò)管56連接在控制閥60上，以便控制閥的動(dòng)作能控制腔室55中的壓力，從而也就控制了閥門(mén)元件54的動(dòng)作。
控制閥60包括一通過(guò)管49與泵P的出口相連的進(jìn)口61；一通過(guò)管56與呼氣閥50的控制室55相連的控制口62；一通往大氣的通氣口63；和一控制件64?？刂萍?4可運(yùn)動(dòng)到將控制口62與進(jìn)口61連通的第一位置(如圖4和4a所示)，或運(yùn)動(dòng)到將控制口62與通氣口63連通的第二位置(如圖5和5a所示)。
控制口62可與進(jìn)口61連通，以便將該進(jìn)口處的壓力(它等于泵P的出口壓力)傳遞到呼氣閥50的控制室55內(nèi)。這將使隔膜54移動(dòng)到其關(guān)閉位置(如圖3所示)，從而使病人能通過(guò)進(jìn)口51和出口52來(lái)吸氣?？刂崎y60的控制口62也可與通氣口63連通，以便將呼氣閥50的控制腔室55與大氣連通，從而使病人能通過(guò)出口52和通往大氣的呼氣口53呼氣。如下所述，控制閥60也可以預(yù)調(diào)，以控制呼氣期間呼氣閥50的控制腔室55內(nèi)的壓力，從而病人可對(duì)呼氣壓力進(jìn)行預(yù)調(diào)，使病人的肺在呼氣期間保持略微膨脹(這對(duì)許多病人是有利的)，而毋需要求呼氣期間可能傷害病人的過(guò)高的壓力。
如圖4和5所示，控制閥60的控制件64是一隔膜，它可有選擇地控制兩個(gè)通道一個(gè)通道介于進(jìn)口61與控制口62之間，而第二個(gè)通道介于控制口62與大氣通氣口63之間。
控制閥60包括一空心金屬閥桿65，它被包在一根可在穿過(guò)該控制閥的孔67中運(yùn)動(dòng)的彈性套管66中。空心閥桿65的一端形成上述大氣通氣口63。空心閥桿65的另一端做出一擴(kuò)大的末端68，它可被隔膜64壓住，這樣隔膜便在空心套筒及其彈性套管66上施加向左的壓力(圖4和5)。然而套管66是經(jīng)預(yù)壓縮的，這樣它便對(duì)金屬閥桿65施加向右的壓力，即，靠向隔膜64，使彈性套管66限定在固定在控制閥60內(nèi)的環(huán)形凸緣69上。該控制閥還包括另一個(gè)從控制口62通往隔膜64的通道70。
控制閥60還包括一由線(xiàn)圈71和銜鐵(或活動(dòng)板)72構(gòu)成的電磁鐵，銜鐵72可由于流過(guò)線(xiàn)圈71的電流產(chǎn)生的磁力而被吸向控制閥殼體。根據(jù)施加在銜鐵上的有關(guān)力的大小，銜鐵72可以定位在按照下述三種方式中的任一種方式所確定的位置上。
(1)泄壓方式。在該方式中，由于隔膜暴露在出口62處的壓力下，銜鐵72被隔膜64壓向右方(見(jiàn)圖5)。在這個(gè)泄壓位置，出口62處的壓力使隔膜與閥桿65末端68脫離接觸，使空氣能從出口62經(jīng)由大氣通氣口63逸入大氣，從而減小控制室55中的壓力。
(2)“保壓”方式，在該方式中，銜鐵72將隔膜64壓在閥桿65的末端68上(見(jiàn)圖4)。在該位置時(shí)，出口62和大氣或進(jìn)口61之間沒(méi)有任何氣體流動(dòng)，這樣便可保持出口62處的壓力。
(3)“加壓”方式，在該方式中，銜鐵72將隔膜64壓在閥桿65的末端68上，并且進(jìn)一步(向左)推動(dòng)閥桿，使得進(jìn)口61和出口62之間形成通道。在這種方式中，出口處的壓力升高，直至達(dá)到進(jìn)口61處的壓力，或者直到施加在隔膜64上的壓力能克服施加在電磁鐵72上的磁力，使其向右運(yùn)動(dòng)，封住環(huán)形凸緣69中的通道為止。在這種方式下，調(diào)節(jié)流過(guò)線(xiàn)圈71的電流，也就調(diào)節(jié)了出口62處的壓力，從而調(diào)節(jié)了呼氣閥50的控制室55中的壓力。
必須指出，在上述“保壓”方式(2)中，銜鐵是在繞其底邊上的支點(diǎn)擺動(dòng)的同時(shí)，以非常小的位移量作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種擺動(dòng)基本上沒(méi)有磨擦，從而提供了一種隨動(dòng)閥，它可對(duì)該呼氣閥實(shí)施基本無(wú)磁滯的控制。
還必須指出，隔膜64既起傳力裝置的作用，還起雙密封作用，一方面密封末端68，另一方面又以其周邊在電磁鐵內(nèi)部與大氣之間形成密封。彈性橡膠套66也是有三種功能的元件它起彈簧作用，向右推動(dòng)空心閥桿65；它又相對(duì)于環(huán)形凸緣69起密封作用；并且它還相對(duì)于進(jìn)口61起密封作用。上述套管66、末端68、凸緣69和隔膜69的布置保證了進(jìn)口通道67敞開(kāi)時(shí)，通過(guò)通氣口63通往大氣的通道不會(huì)打開(kāi)。
流經(jīng)電磁線(xiàn)圈71的電流借助于示意地用73標(biāo)示的控制電路控制?？刂齐娐?3周期性地控制線(xiàn)圈71，在吸氣期間提供全激磁電流或部分激磁電流，而在呼氣期間不提供任何電流，或只提供部分激磁電流，這可以分別借助于用示意方式表示的旋鈕74和75這樣的手動(dòng)預(yù)調(diào)裝置進(jìn)行預(yù)調(diào)。這樣，預(yù)調(diào)旋鈕74控制線(xiàn)圈71的激磁周期，從而控制了吸氣/呼氣的速率，而旋鈕75則控制吸氣和呼氣期間流入線(xiàn)圈的激磁電流的大小，從而控制了吸氣和呼氣期間的恒定壓力。
現(xiàn)在，對(duì)圖3所示呼吸器裝置的工作過(guò)程結(jié)合圖4，4a，5和5a作具體說(shuō)明。
圖4和4a表示吸氣期間控制閥60中隔膜64的位置。這時(shí)，借助控制電路73向電磁線(xiàn)圈71供給全激磁電流，使電磁鐵將其銜鐵72吸至圖4和4a所示的極限位置。在這一極限位置，銜鐵72將隔膜64壓在空心閥桿65的金屬末端68上，關(guān)閉由控制口62經(jīng)空心閥桿通向大氣通氣口63的通道。銜鐵72施加在隔膜64上的力足以使空心閥桿65，連同其彈性套管66一起向左運(yùn)動(dòng)，從而與環(huán)形凸緣69分離，打開(kāi)從進(jìn)口61經(jīng)由孔67和通道70通向控制口62的通道。因此，這時(shí)泵P的出口壓力施加于呼氣閥50的控制室55上，從而使該閥的隔膜54處于壓靠在閥座54a上的關(guān)閉位置，如圖3所示。相應(yīng)地，泵P出口的空氣流，從泵和空氣輸送管48流經(jīng)呼氣閥50的進(jìn)口51和出口52，通向病人。
如果流過(guò)電磁線(xiàn)圈71的電流減到零，控制閥60的隔膜64將處在圖5和5a所示的位置。在這一位置上，彈性套管66的予應(yīng)力狀態(tài)將使空心閥桿65向右運(yùn)動(dòng)，直至彈性套管66的邊緣壓在凸緣69上，從而關(guān)閉進(jìn)口61和控制口62之間的通道。但，此時(shí)空心閥桿65的末端68仍與隔膜64保持接觸，這樣，該末端與隔膜間的通道也是關(guān)閉的。因此，存在于控制室55內(nèi)的壓力保持不變。但是，由于銜鐵72處于其右端極限位置，隔膜64在空心閥桿65的外末端68上施加的力非常小。因此，由控制口62施加在隔膜上的很小的附加壓力將使隔膜發(fā)生位移(圖5和圖5a中為向右)，打開(kāi)隔膜與空心閥桿的外末端68之間的通道，從而使控制空55中的壓力通過(guò)大氣通氣口63向大氣泄壓。這樣，當(dāng)病人通過(guò)呼氣口53呼氣時(shí)，呼氣閥隔膜54離開(kāi)閥座54a，從而將出口52與呼氣口53連通，使病人能向大氣呼氣。
由此可以看出，呼氣期間流過(guò)線(xiàn)圈71的電流值越大，電磁鐵的銜鐵72施加在隔膜64上的力也愈大，它阻止隔膜和與大氣通氣口63相通的空心閥桿65的末端68之間的通道打開(kāi)，因而在吸氣和呼氣期間由控制室55施加的恒定壓力也愈大。因此，呼氣壓力可按照具體情況用控制旋鈕75來(lái)預(yù)先設(shè)定。
本發(fā)明已結(jié)合兩種優(yōu)選實(shí)施例作了說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅為舉例而提出，本發(fā)明還可以有許多其它變化，變型和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種特別適用于輸氣裝置的往復(fù)泵，它包括一泵殼，它在一端有一個(gè)進(jìn)口，在另一端有一個(gè)出口，并有介于上述進(jìn)口和出口之間的缸體；一活塞，它可在所述缸體內(nèi)沿軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將該缸體內(nèi)部分成一與上述進(jìn)口相通的進(jìn)口腔室，和一與上述出口相通的出口腔室；一設(shè)上述進(jìn)口腔室中的固定壁，它具有一與上述進(jìn)口貫通的通道；一固定在上述壁上的驅(qū)動(dòng)殼體，它包括一電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)借助于向上述電動(dòng)機(jī)通電而能旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；一設(shè)在上述驅(qū)動(dòng)殼體中，固定在上述轉(zhuǎn)子上隨之旋轉(zhuǎn)的可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母；和一絲桿，它的一端通過(guò)螺紋連接在上述螺母上，它的另一端固定在上述活塞上；上述活塞用一個(gè)可在上述螺母和驅(qū)動(dòng)殼體間轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承和一介于所述活塞和缸體之間的密封件支承。
2.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，所述活塞的軸向運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)基本上不受限制，以便電動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)螺母向正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)上述絲桿和固定在其上的活塞沿缸體的軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且還能讓絲桿和固定在其上的活塞相對(duì)于缸體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少活塞和缸體之間密封件的磨損。
3.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，它還包括一裝在上述可轉(zhuǎn)動(dòng)螺母和上述驅(qū)動(dòng)殼體間的減聲器。
4.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，它還包括一固定在所述驅(qū)動(dòng)殼體上并與所述絲桿同軸線(xiàn)的管形套，用來(lái)容納和封閉上述絲桿與固定在所述活塞上的一端相對(duì)的另一端。
5.如權(quán)利要求4所述的泵，其特征在于，所述管形套包括一潤(rùn)滑油繩，用以在絲桿伸入其中時(shí)對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑。
6.如權(quán)利要求1所所述的泵，其特征在于，它還包括一波紋套，用以包住上述絲桿，波紋套的一端固定在上述壁上，而另一端與上述活塞連接。
7.如權(quán)利要求6所述的泵，其特征在于，上述出口中包括一單向閥，該閥只允許流體從上述出口腔室向泵殼外流動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的泵，其特征在于，上述活塞包括一單向閥，它只允許流體從上述進(jìn)口腔室向上述出口腔室流動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的泵，其特征在于，上述泵殼還包括一進(jìn)口導(dǎo)管，它將上述泵殼進(jìn)口與兩個(gè)上述腔室連通，并具有一單向閥，此閥只允許流體從上述泵殼進(jìn)口流入相應(yīng)的腔室；一出口導(dǎo)管，它將上述泵殼出口與兩個(gè)上述腔室連通，并具有一單向閥，此閥只允許流體從相應(yīng)的腔室流向上述泵殼出口。
10.一種呼吸器裝置，它包括一臺(tái)如權(quán)利要求1所述的泵，和一通過(guò)一連接接頭連接上述泵殼出口的呼氣閥，上述連接接頭包括一單向閥，該單向閥是常閉的，但在上述連接接頭內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，可以自動(dòng)打開(kāi)，以便將上述連接接頭的內(nèi)部與大氣連通。
11.一種呼吸器裝置，它包括一泵殼，在其一端有一進(jìn)口，在其另一端有一出口，并在上述進(jìn)口和出口之間有一缸體；一活塞，它可在上述缸體內(nèi)沿軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將該缸體內(nèi)部分成一與上述進(jìn)口相通的進(jìn)口腔室，和一與上述出口相通的出口腔室；一呼氣閥，該閥通過(guò)一連接接頭與泵殼出口連接；和一單向閥，它設(shè)在上述連接接頭中，并通往大氣；上述單向閥是常閉的，但在上述連接接頭內(nèi)負(fù)壓作用下可以自動(dòng)打開(kāi)，以使上述連接接頭的內(nèi)部與大氣連通。
12.如權(quán)利要求11所述的泵，其特征在于，上述呼氣閥包括一殼體，它具有一與上述泵殼出口連接的進(jìn)口，一通向病人的出口，一通往大氣的呼氣口，一將上述出口或者與上述進(jìn)口連通或者與上述呼氣口，一將上述出口或者與上述進(jìn)口連通或者得與上述呼氣口連通的閥件，以及一控制腔室，用以根據(jù)上述控制腔室中的壓力控制上述閥件的動(dòng)作。和一控制閥，用來(lái)控制上述控制腔室中的壓力，以便在吸氣過(guò)程中提高其中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與上述入口連通，而在呼氣過(guò)程中降低控制腔室中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與上述呼氣口連通。
13.如權(quán)利要求12所述的泵，其特征在于，上述控制閥包括一與上述泵殼出口連接的進(jìn)口；一與呼氣閥的上述控制腔室連接的控制口；一通往大氣的通氣口；一閥件，在吸氣過(guò)程中它可運(yùn)動(dòng)至第一位置，將呼氣閥的控制腔室與控制閥的進(jìn)出口，從而也就與泵殼出口連接的第一通道打開(kāi)；而在呼氣過(guò)程中該閥件可運(yùn)動(dòng)至第二位置，將上述第一通道關(guān)閉，并將連接呼氣閥的控制室與通往大氣的上述通氣口的第二通道打開(kāi)；一電磁鐵，它具有一銜鐵，根據(jù)電磁鐵的通電電流，該銜鐵可以控制呼氣閥的控制腔室中的壓力；和一控制上述電磁鐵的通電電流的電路，使得在吸氣過(guò)程中上述閥件運(yùn)動(dòng)至上述第一位置，而在呼氣過(guò)程中，上述閥件運(yùn)動(dòng)至上述第二位置。
14.如權(quán)利要求13所述的泵，其特征在于，上述電路包括可預(yù)調(diào)的裝置，以便預(yù)先設(shè)定電磁鐵的預(yù)定部分通電電流，調(diào)節(jié)吸氣和呼氣過(guò)程中呼氣閥的控制腔室的壓力。
15.如權(quán)利要求14所述的泵，其特征在于，上述閥件包括一空心閥桿，其內(nèi)部的一端暴露于大氣；和一隔膜，它可與上述空心閥桿的另一端接合；上述電磁鐵的銜鐵對(duì)上述隔膜產(chǎn)生作用時(shí)，在吸氣期間把空心閥桿推向上述第一位置。
16.如權(quán)利要求求15所述的泵，其特征在于，上述閥件還包括一包圍上述空心閥桿的彈性套管，在呼氣過(guò)程中該彈性套管能將上述空心閥桿推向上述第二位置。
17.一種呼氣閥組件，它包括一殼體，它具有一可連接至泵出口的進(jìn)口；一通向病人的出口，一通往大氣的呼氣口，一將該出口或者與上述進(jìn)口連通，或者與上述呼氣口連通的閥體，以及一控制腔室，用以根據(jù)上述控制腔室中的壓力控制上述閥件的動(dòng)作；和一控制上述控制腔室中壓力的控制閥，以便在吸氣過(guò)程中提高其中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與上述進(jìn)口連通，而在呼氣過(guò)程中降低該控制腔室中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與呼氣閥的呼氣口連通，而在呼氣過(guò)程中降低該控制腔室中的壓力，使呼氣閥的閥件將上述出口與呼氣閥的呼氣口連通；所述控制閥具有可預(yù)調(diào)的裝置，用來(lái)預(yù)先設(shè)定在呼氣過(guò)程中控制腔室中預(yù)設(shè)的部分壓力，從而調(diào)整打開(kāi)上述呼氣閥的呼氣壓力。
18.如權(quán)利要求17所述的呼氣閥組件，其特征在于，上述控制閥包括一與上述泵殼的出口相連的進(jìn)口；一與上述呼氣閥的控制腔室相連的控制口；一通往大氣的通氣口；一閥件，該閥件在吸氣過(guò)程中可運(yùn)動(dòng)至第一位置，將呼氣閥的控制腔室與控制閥進(jìn)口連接的，從而與泵殼出口連接的第一通道打開(kāi)；而在呼氣過(guò)程中它可運(yùn)動(dòng)至第二位置，將上述第一通道關(guān)閉，而將連接呼氣閥的控制室與通往大氣的上述通氣口的第二通道打開(kāi)；一具有銜鐵的電磁鐵，該銜鐵根據(jù)電磁鐵的激磁電流控制呼氣閥的控制腔室中的壓力；和一控制上述電磁鐵激磁電流的電路，它使得在吸氣過(guò)程中可使上述閥件運(yùn)動(dòng)至上述第一位置，而在呼氣過(guò)程中，它可使上述閥件運(yùn)動(dòng)至上述第二位置。
19.如權(quán)利要求18所述的呼氣閥組件，其特征在于，上述閥件包括一空心閥桿，其內(nèi)部的一端暴露于大氣；和一可與上述空心閥桿的一端接合的隔膜；上述電磁鐵的銜鐵對(duì)上述隔膜產(chǎn)生作用時(shí)，在吸氣過(guò)程中將空心閥桿推向上述第一位置。
20.如權(quán)利要求19所述的呼氣閥組件，其特征在于，上述閥件還包括一包圍上述空心閥桿的彈性管，在呼氣過(guò)程中，該彈性管將上述空心閥桿推向上述第二位置。
21.如權(quán)利要求18所述的呼氣閥組件，其特征在于，上述銜鐵可繞其一邊擺動(dòng)，從而為上述呼氣閥提供基本無(wú)磁滯的控制。
全文摘要
一種特別適用于呼吸器裝置的往復(fù)泵，包括一活塞，它可在缸體中作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將缸體內(nèi)部分成進(jìn)口室和出口室；一固定在進(jìn)口室中的壁，和一固定在該壁上的驅(qū)動(dòng)殼體。驅(qū)動(dòng)殼體包括一電機(jī)，一可由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，一可在驅(qū)動(dòng)殼體中旋轉(zhuǎn)的螺母，和一絲桿，絲桿的一端通過(guò)螺紋與螺母連接，另一端固定在活塞上。活塞的軸向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)基本無(wú)限制，這樣電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺母正反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將使絲桿和活塞沿缸體軸線(xiàn)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)允許絲桿和活塞相對(duì)缸體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少活塞與缸體間的磨損。
文檔編號(hào)A61M16/00GK1118699SQ9410873
公開(kāi)日1996年3月20日 申請(qǐng)日期1994年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月28日
發(fā)明者卡麥理·艾達(dá)煒 申請(qǐng)人:卡麥理·艾達(dá)煒