一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道及呼吸機(jī)和方法
【專利摘要】一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道及呼吸機(jī)和方法，空氧混合氣道包括：抗擾流件及空氧混合腔；抗擾流件包括氧氣氣道和空氣氣道，空氣氣道兩端開(kāi)口；氧氣氣道左端封閉，右端設(shè)氧氣阻片，其外側(cè)設(shè)氧氣入口。呼吸機(jī)包括氧氣氣路、空氣氣路及設(shè)有上述空氧混合氣道的空氧混合室，氧氣氣路上設(shè)有：氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣截流件；空氣氣路上設(shè)有：風(fēng)機(jī)、空氣壓力調(diào)節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截流件，氧氣閥根據(jù)需輸出的混合氣體氧濃度及空氣流量傳感器測(cè)得的空氣流速，調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣流速的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的空氧混合氣道中采用抗擾流件，可配合高精度、低功耗的流量傳感器，利用氧氣阻片，能提高空氧混合氣體的精度。
【專利說(shuō)明】
-種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道及呼吸機(jī)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道及呼吸機(jī)和方法，屬于呼吸機(jī)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 多種呼吸系統(tǒng)疾病W及臨床缺氧者都需要在使用呼吸機(jī)的治療的同時(shí)，加入吸氧 的治療，W糾正缺氧，提高動(dòng)脈血氧分壓和氧飽和度的水平，促進(jìn)代謝。呼吸機(jī)根據(jù)治療方 案向患者的氣道遞送富含氧氣的加壓流是解決運(yùn)類患者吸氧最直接有效的方法。
[0003] 當(dāng)前，具有空氧混合功能的氣動(dòng)呼吸機(jī)(氣源均為加壓源，如空氣存儲(chǔ)罐)或者電 動(dòng)呼吸機(jī)(空氣氣源為電動(dòng)滿輪)均采用高壓氧源接入，通過(guò)減壓閥，應(yīng)用比例閥調(diào)節(jié)氧氣 的流速，再結(jié)合氧氣流速和空氣流速計(jì)算輸出氣體的含氧量，但運(yùn)種方案有W下幾個(gè)方面 的缺陷：
[0004] 1、安全閥：目前無(wú)論是氣動(dòng)呼吸機(jī)還是電動(dòng)呼吸機(jī)接入高壓氧源時(shí)，均未考慮人 為的誤操作對(duì)患者帶來(lái)的安全隱患，比如:氧源接入壓力超出正常地范圍時(shí)，高壓氧源將破 壞比例閥的氣密性，將含有超高壓力的氧氣直接作用于患者，直接危及患者生命安全；
[0005] 2、氧氣源對(duì)氧濃度調(diào)節(jié)的影響：經(jīng)過(guò)比例閥調(diào)節(jié)的氧氣直接與空氣混合，氧氣流 速將擾亂氣道壓力，沖擊空氣流速，造成較大的氣流擾動(dòng)，影響氧氣濃度精度；
[0006] 3、空氧混合結(jié)構(gòu)：當(dāng)前空氧混合結(jié)構(gòu)，沒(méi)有混合腔，僅僅是將空氣和氧氣匯流到輸 出氣道后，在患者前端氣道中混合，運(yùn)種混合不均勻，對(duì)患者吸氧安全有一定的影響。
[0007] 針對(duì)W上缺陷，W下對(duì)比文件，分別有進(jìn)行相關(guān)研究：
[000引對(duì)比文件1:CN204932531U公開(kāi)一種小型呼吸機(jī)用集成閥體，包括侶合金閥體、純 氧電磁閥、節(jié)流閥、調(diào)壓閥、大口徑兩位Ξ、空氣入口、氧氣入口；純氧電磁閥、節(jié)流閥、調(diào)壓 閥、大口徑兩位Ξ通閥集成于侶合金閥體上，將呼吸機(jī)內(nèi)部各種閥體集成化，小型化;進(jìn)空 氣的大口徑兩位Ξ通閥，進(jìn)氧氣的純氧電磁閥，控制空氧氣混合濃度、氣壓的節(jié)流閥和調(diào)壓 閥彼此之間通過(guò)侶合金閥體內(nèi)部的氣道連接，實(shí)現(xiàn)呼吸機(jī)核屯、部件的集成化，閥體與管路 的集成化使呼吸機(jī)小型化。
[0009] 對(duì)比文件2:CN102266613B公開(kāi)一種醫(yī)療通氣設(shè)備的氣道控制裝置，包括:減壓閥， 該減壓閥的進(jìn)氣口與氣源相連;壓力傳感器，該壓力傳感器的進(jìn)氣口與所述減壓閥的出氣 口相連；電磁閥，該電磁閥的進(jìn)氣口與所述減壓閥的出氣口相連，該電磁閥由所述壓力傳感 器控制；安全閥，該安全閥的進(jìn)氣口與所述電磁閥的出氣口相連；W及壓力調(diào)節(jié)閥（PEEP 閥），該P(yáng)EEP閥的進(jìn)氣口與所述電磁閥的出氣口相連;該氣道控制裝置還包括:第一氣阻R1， 該第一氣阻R1的進(jìn)氣口與所述電磁閥的出氣口相連，該第一氣阻R1的出氣口分別與所述安 全閥的進(jìn)氣口和所述PEEP閥的進(jìn)氣口相連。
[0010] 對(duì)比文件3:CN101757713A公開(kāi)了一種空氧混合機(jī)構(gòu)，包括:殼體，具有混合腔、W 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(guò)混合腔與第二腔的排 氣口連接；W及可軸向移動(dòng)的忍軸，忍軸依次穿過(guò)第一腔、混合腔和第二腔，并且忍軸具有 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(kāi)度。 [OOW 對(duì)比文件1和對(duì)比文件2均公開(kāi)的是對(duì)呼吸機(jī)中氣道控制裝置（閥口）的改進(jìn)，對(duì)比 文件1重點(diǎn)在于通過(guò)內(nèi)部各種閥體集成化，實(shí)現(xiàn)呼吸機(jī)的小型化;對(duì)比文件2的重點(diǎn)在于通 過(guò)對(duì)安全閥的控制保證呼吸機(jī)的精度和使用的者安全;對(duì)比文件3公開(kāi)的是一種空氧混合 機(jī)構(gòu)，該對(duì)比文件中主要是通過(guò)忍軸的移動(dòng)改變排氣口的開(kāi)度開(kāi)實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)和控制， 并未設(shè)及混合腔體的改進(jìn)，W解決空氧混合氣體混合不均勻的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道及包括該空氧 混合氣道的呼吸機(jī)和呼吸機(jī)的氧氣閥調(diào)節(jié)氧氣流速方法。
[001 ；3 ]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0014] 提供一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道，包括：
[0015] 抗擾流件及空氧混合腔，所述抗擾流件的出口端與空氧混合腔的入口端連接；
[0016] 所述抗擾流件包括氧氣氣道和空氣氣道，空氣氣道的兩端開(kāi)口，氧氣氣道環(huán)繞空 氣氣道設(shè)置;所述氧氣氣道的左端封閉，右端（即氧氣氣道的氧氣出氣口）設(shè)有氧氣阻片，氧 氣氣道的外側(cè)設(shè)有氧氣入口；
[0017] 所述抗擾流件的氧氣氣道連接呼吸機(jī)的氧氣氣路，空氣氣道連接呼吸機(jī)的空氣氣 路。
[001引優(yōu)選地，
[0019] 所述氧氣阻片為銅篩或網(wǎng)篩薄片，薄片上的篩孔孔徑為0.1-0.5mm。
[0020] 氧氣阻片上的具體篩孔孔徑需要匹配氧氣氣道截面積W及流速范圍，選取阻力 (篩孔孔徑)數(shù)據(jù)。
[0021] 進(jìn)一步地，
[0022] 所述空氧混合腔設(shè)有混合入口，所述空氧混合腔內(nèi)設(shè)有混流片，所述混流片與空 氧混合腔的內(nèi)壁連接；
[0023] 所述混流片包括氣流攬動(dòng)混流片和氣流穩(wěn)定混流片;所述空氧混合腔內(nèi)設(shè)有至少 一個(gè)氣流攬動(dòng)混流片和至少一個(gè)氣流穩(wěn)定混流片。
[0024] 進(jìn)一步地，
[0025] 所述混流片為風(fēng)扇扇葉結(jié)構(gòu)，所述氣流攬動(dòng)混流片的扇葉具有旋轉(zhuǎn)角度，包括順 時(shí)針攬動(dòng)混流片和逆時(shí)針攬動(dòng)混流片;其目的在于改變氣流的旋轉(zhuǎn)方向，優(yōu)選為落地扇扇 葉結(jié)構(gòu)，螺旋獎(jiǎng)片等；
[0026] 所述氣流穩(wěn)定混流片的扇葉垂直于空氧混合腔的橫截面設(shè)置，其目的是將混合腔 內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空氧混合氣流停止旋轉(zhuǎn)式流動(dòng)。
[0027]優(yōu)選地，
[0028] 所述混合入口采用錐形結(jié)構(gòu)，用于將氧氣氣流導(dǎo)入空氣氣流中，為了使空氧混合 更加均勻；
[0029] 所述空氣氣道為圓柱形腔體，所述氧氣氣道為環(huán)繞空氣氣道設(shè)置的圓環(huán)形腔體。
[0030] 本發(fā)明還提供具有上述空氧混合氣道的呼吸機(jī)，包括：
[0031] 氧氣氣路、空氣氣路、空氧混合室，所述空氧混合室內(nèi)包括上述任意一項(xiàng)所述的空 氧混合氣道，氧氣氣路與空氧混合氣道中抗擾流件的氧氣氣道連接，空氣氣路與空氧混合 氣道中抗擾流件的空氣氣道連接；
[0032] 所述氧氣氣路的進(jìn)氣端通過(guò)氧氣源接口外接高壓氧氣源，所述空氣氣路的進(jìn)氣端 通過(guò)空氣源接口外接空氣源;氧氣氣路、空氣氣路的出氣端都連接至空氧混合室;空氧混合 室連接出氣口壓力傳感器，并連接至患者接口；所述氧氣氣路上依次設(shè)有：氧氣微型比例 閥、氧氣流量傳感器和氧氣截流件；
[0033] 所述空氣氣路上依次設(shè)有：風(fēng)機(jī)、空氣壓力調(diào)節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截流 件。
[0034] 本方案中的氧氣源可W來(lái)自氧氣接口接入的氧氣瓶或醫(yī)院中央供養(yǎng)系統(tǒng)。
[0035] 進(jìn)一步地，
[0036] 所述氧氣微型比例閥之前設(shè)有安全閥。
[0037] 進(jìn)一步地，
[0038] 所述氧氣氣路上，所述安全閥與氧氣微型比例閥之間設(shè)有高壓氧氣壓力傳感器；
[0039] 所述空氣氣路上，在風(fēng)機(jī)出口處設(shè)有風(fēng)機(jī)出氣口壓力傳感器。
[0040] 進(jìn)一步地，
[0041 ]所述氧氣氣路上，在氧氣源接口處設(shè)有高壓氧氣過(guò)濾器；
[0042] 所述空氣氣路上，在空氣源接口處設(shè)有空氣過(guò)濾片。
[0043] 進(jìn)一步地，
[0044] 所述氧氣氣路上，在所述氧氣微型比例閥之后設(shè)有氧氣穩(wěn)流件;在氧氣微型比例 閥與氧氣穩(wěn)流件之間設(shè)有氧氣降噪片；
[0045] 所述空氣氣路上，在所述空氣壓力調(diào)節(jié)閥之后設(shè)有空氣穩(wěn)流件。
[0046] 本發(fā)明還提供一種具有上述空氧混合氣道的呼吸機(jī)的氧氣閥調(diào)節(jié)氧氣流速的方 法，具體包括如下步驟：
[0047] (1)首先，在呼吸機(jī)氧氣氣路上依次設(shè)置氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣 截流件，高壓氧源通過(guò)氧氣源接口從氧氣氣路的進(jìn)氣端進(jìn)入氧氣微型比例閥，氧氣微型比 例閥用于根據(jù)呼吸機(jī)出氣口預(yù)期需輸出的氧濃度調(diào)節(jié)氧氣流速；
[0048] 在呼吸機(jī)空氣氣路上依次設(shè)置風(fēng)機(jī)、空氣壓力調(diào)節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截 流件，空氣源通過(guò)空氣源接口從空氣氣路的進(jìn)氣端進(jìn)入經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入空氣壓力調(diào)節(jié) 閥，空氣壓力調(diào)節(jié)閥用于根據(jù)呼吸機(jī)出氣口預(yù)期需輸出的空氣濃度調(diào)節(jié)空氣流速；
[0049] 在呼吸機(jī)氧氣氣路、空氣氣路的出氣端設(shè)置空氧混合室，所述空氧混合室內(nèi)設(shè)有 上述任意一項(xiàng)所述的空氧混合氣道;所空氧混合室的出氣口設(shè)置出氣口壓力傳感器；
[0050] (2)設(shè)呼吸機(jī)出氣口需要預(yù)期輸出的混合氣體中的氧濃度為Η，此時(shí)，空氣流量傳 感器通過(guò)采集空氣截流件前后端的壓差測(cè)得空氣流速為L(zhǎng)air，則此時(shí):氧氣微型比例閥調(diào)節(jié) 輸出的氧氣流速L02為
[0化1] 上述公式由來(lái)：
[0052] 假設(shè):氧氣源(氧氣瓶和醫(yī)用中屯、供氧）的氧氣純度是100%;空氣中氧氣濃度為 21%；
[0053] 因此，單位時(shí)間內(nèi)，空氣與氧氣源混合氣體中的氧濃度為：
[0化4]
[0化5] 其中^為氧氣流速，Lair為空氣流速；
[0056] 其中；
[0057] Η代表混合氧濃度，是經(jīng)過(guò)上述空氧混合氣道從呼吸機(jī)出氣口輸出的空氧混合氣 體中的氧濃度；
[0058] Lair為空氣流速，由空氣流量傳感器測(cè)得(采集空氣截流件前后端的壓差所得）； [0化9]與3為氧氣流速，由氧氣流量傳感器測(cè)得(采集氧氣截流件前后端的壓差所得），即 從氧氣微型比例閥調(diào)節(jié)輸出的氧氣流速；
[0060] 由于Lair和Η為輸入量，因此，氧氣微型比例閥根據(jù)Lair調(diào)節(jié)開(kāi)度，調(diào)整氧氣流速L02，
[0061] 因此，氧氣微型比例閥調(diào)節(jié)輸出的氧氣流速為：
[0062]
[0063] 氧氣微型比例閥根據(jù)空氣流速Lair和需要預(yù)期輸出的混合氣體的氧濃度Η調(diào)節(jié)開(kāi) 度，實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣流速L02的調(diào)節(jié)。
[0064] 上述呼吸機(jī)工作時(shí)的工作原理如下：
[0065] 1、一方面，呼吸機(jī)的氧氣氣路通過(guò)氧氣源接口外接高壓氧氣源，氧氣通過(guò)氧氣源 接口在進(jìn)入高壓氧壓力傳感器之前，可W先通過(guò)進(jìn)入高壓氧氣過(guò)濾器進(jìn)行雜質(zhì)濾除，雜質(zhì) 主要包括微小顆粒和水珠;之后，為了避免超過(guò)正常壓力范圍的高壓氧源直接作用于患者， 直接危及患者的生命安全，在氧氣氣路上設(shè)有安全閥，安全閥在接入高于氧源壓力的錯(cuò)誤 操作時(shí)開(kāi)啟，可W有效保護(hù)呼吸機(jī)氣道W及患者安全。
[0066] 然后，氧氣源進(jìn)入氧氣氣路上的高壓氧壓力傳感器，高壓氧壓力傳感器用于檢測(cè) 氧源壓力，用于報(bào)警或提示氧源壓力，之后進(jìn)入氧氣微型比例閥，氧氣氣路上的氧氣微型比 例閥用于調(diào)節(jié)氧氣流速；
[0067] 之后，氧氣還可W通過(guò)氧氣氣路上的氧氣降噪片，用于降低氧氣去路氣路上的噪 音;之后，氧氣通過(guò)氧氣氣路上的氧氣穩(wěn)流件;之后，氧氣再通過(guò)氧氣氣路上的氧氣截流件 在其前后兩端產(chǎn)生壓差，同時(shí)，氧氣流量傳感器通過(guò)測(cè)量在氧氣截流件前后端的壓差測(cè)量 實(shí)際氧流量，由于在氧氣截流件前設(shè)置有氧氣穩(wěn)流件，能使氧氣流速穩(wěn)定，從而使氧氣截流 件能夠差生穩(wěn)定的壓差，使氧氣流量傳感器采集的值更加精確，提高氧氣流量傳感器的測(cè) 量精度。
[0068] 2、另一方面，呼吸機(jī)的空氣氣路通過(guò)空氣源接口外接空氣源，風(fēng)機(jī)(滿輪風(fēng)機(jī))增 壓吸入空氣，形成具有壓力的空氣流，空氣在進(jìn)入風(fēng)機(jī)之前首先通過(guò)空氣過(guò)濾片，濾除空氣 中的雜質(zhì)；經(jīng)過(guò)濾后的空氣流再通過(guò)設(shè)置在風(fēng)機(jī)出氣口的風(fēng)機(jī)出氣口壓力傳感器，用于檢 測(cè)風(fēng)機(jī)輸出的空氣壓力；之后，空氣再通過(guò)空氣氣路上的空氣壓力調(diào)節(jié)閥，空氣壓力調(diào)節(jié)閥 用于調(diào)整輸出到患者氣道的空氣壓力，該閥開(kāi)度的大小與該閥輸出的壓力和流量成正比， 閥的開(kāi)度越大，閥后端輸出的壓力越大，流量越大;之后，空氣在空氣氣路上的空氣截流件 前后兩端產(chǎn)生壓差，同時(shí)，空氣流量傳感器通過(guò)測(cè)量通過(guò)空氣截流件前后端的壓差測(cè)量實(shí) 際空氣流量。為了使空氣截流件前后兩端能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的壓差，使空氣流量傳感器采集的 數(shù)值更加精準(zhǔn)，可w在空氣截流件之前設(shè)置空氣穩(wěn)流件，使空氣氣流穩(wěn)定后進(jìn)入空氣截流 件，提高空氣流量傳感器讀取空氣流量的精度。
[0069] 然后，空氣氣路的空氣流與氧氣氣路的氧氣流匯集到空氧混合室，空氣流、氧氣流 首先分別進(jìn)入空氧混合室空氧混合氣道的抗擾流件的空氣氣道、氧氣氣道，在抗擾流件的 作用下，空氣流和氧氣流流向同一方向，氧氣氣道的右端設(shè)有氧氣阻片，可W降低氧氣流的 壓力;從抗擾流件出來(lái)的空氣流、氧氣流一起從空氧混合氣道的空氧混合腔的入口端進(jìn)入， 由于空氧混合室內(nèi)設(shè)有混流片，可W攬動(dòng)空氣流與氧氣流，能使兩者充分混合。
[0070] 最后，混合充分地空氧混合氣體從空氧混合室的出口端出來(lái)，再通過(guò)一個(gè)出氣口 壓力傳感器，最后連接至患者接口，呼吸機(jī)的出氣口壓力傳感器用于測(cè)量呼吸機(jī)輸出氣體 的壓力值。
[0071] 本發(fā)明的有益效果：
[0072] 1、本發(fā)明的空氧混合氣道設(shè)有抗擾流件，傳統(tǒng)的沒(méi)有抗擾流件的空氧混合氣道， 流量傳感器只能使用熱式旁路結(jié)構(gòu)的流量傳感器，該類傳感器通常情況下體積大，功耗大， 校準(zhǔn)和標(biāo)定復(fù)雜，本發(fā)明在空氧混合氣道中設(shè)置抗擾流件，可使用高精度壓差式流量傳感 器，該傳感器體積小，功耗低，校準(zhǔn)且標(biāo)定簡(jiǎn)單。
[0073] 2、本發(fā)明的抗擾流件的氧氣出氣口處（即氧氣氣道的右端)設(shè)有氧氣阻片，氧氣阻 片采用節(jié)流原理，增大氧氣流阻力，降低氣流靜壓力，從而可W降低對(duì)空氣氣道靜壓力的影 響，提高輸出混合氣體壓力精度，同時(shí)減小對(duì)空氣流量傳感器的影響，提高空氧混合氣體的 精度。
[0074] 3、本發(fā)明的空氧混合氣道還在抗擾流件后設(shè)有空氧混合腔，空氧混合腔中設(shè)有混 流片，氣流攬動(dòng)混流片可W攬動(dòng)空氣流和氧氣流，使空氧氣體充分混合，且混合更加均勻； 再通過(guò)氣流穩(wěn)定混流片使混合氣體氣流穩(wěn)定輸出。
[0075] 4、本發(fā)明中包括上述空氧混合氣道的呼吸機(jī)，還設(shè)置有安全閥，安全閥在接入高 于氧源壓力的錯(cuò)誤操作時(shí)開(kāi)啟，安全閥可W避免超過(guò)正常壓力范圍的高壓氧源直接作用于 患者，直接危及患者的生命安全，可W有效保護(hù)呼吸機(jī)氣道W及患者安全。
[0076] 5、本發(fā)明中的呼吸機(jī):空氣氣路和氧氣氣路上分別設(shè)置有空氣過(guò)濾片、高壓氧氣 過(guò)濾器，分別對(duì)空氣和氧氣進(jìn)行雜質(zhì)過(guò)濾，提高空氣和氧氣的潔凈度。
[0077] 6、本發(fā)明中的呼吸機(jī):空氣氣路和氧氣氣路上分別設(shè)置有空氣穩(wěn)流件、氧氣穩(wěn)流 件，分別可W穩(wěn)定空氣氣流、氧氣氣流，分別使空氣截流件、氧氣截流件前后兩端能夠差生 穩(wěn)定的壓差，使空氣流量傳感器、氧氣流量傳感器采集的數(shù)值更加精確。
[0078] 7、本發(fā)明是一種可調(diào)節(jié)氧氣濃度的呼吸機(jī)，運(yùn)種呼吸機(jī)中，加入安全閥提高了氧 源氣體接入安全性，其空氧混合氣道的結(jié)構(gòu)中利用混流片降低了氧源對(duì)加壓流的干擾，提 高了氧氣濃度精度。
【附圖說(shuō)明】
[0079] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0080]圖1為本發(fā)明實(shí)施例空氧混合氣道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0081 ]圖2為本發(fā)明實(shí)施例抗擾流件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0082] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例空氧混合腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0083] 圖4為本發(fā)明呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0084] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0085] 101、高壓氧氣過(guò)濾器；102、高壓氧氣壓力傳感器；103、氧氣微型比例閥；104、氧氣 降噪片；105、氧氣穩(wěn)流件;106、氧氣流量傳感器;107、氧氣截流件;108、安全閥；
[0086] 201、空氣過(guò)濾片；202、風(fēng)機(jī);203、風(fēng)機(jī)出氣口壓力傳感器;204、空氣壓力調(diào)節(jié)閥； 205、空氣穩(wěn)流件;206、空氣流量傳感器;207、空氣截流件；
[0087] 3、空氧混合室；311、空氣氣道;312、氧氣氣道;3121、氧氣阻片；3122、氧氣入口； 3211、混流片一;3212、混流片二;3213、混流片Ξ; 3214、混流片四；322、錐形混合入口；
[008引 4、出氣口壓力傳感器；
[0089] 5、患者接口；6、氧氣源接口；7、空氣源接口。
【具體實(shí)施方式】
[0090] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0091] 實(shí)施例1
[0092] 如圖1-3所示，本實(shí)施例提供一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道，包括：
[0093] 抗擾流件及空氧混合腔，所述抗擾流件的出口端與空氧混合腔的入口端連接；
[0094] 所述抗擾流件包括氧氣氣道312和空氣氣道311，空氣氣道311為兩端開(kāi)口圓柱形 腔體，氧氣氣道312環(huán)繞空氣氣道311設(shè)置，為環(huán)繞空氣氣道設(shè)置的圓環(huán)形腔體。氧氣氣道 312的左端封閉，右端（即氧氣氣道的氧氣出氣口）設(shè)有氧氣阻片3121，氧氣氣道312的外側(cè) 設(shè)有氧氣入口 3122;
[00%]所述抗擾流件的氧氣氣道312連接呼吸機(jī)的氧氣氣路，空氣氣道311連接呼吸機(jī)的 空氣氣路。
[0096] 本實(shí)施例中，氧氣阻片3121為銅篩或網(wǎng)篩薄片，薄片上的篩孔孔徑為0.1-0.5mm， 具體的，氧氣阻片上的篩孔孔徑需要匹配氧氣氣道截面積W及流速范圍，選取阻力(篩孔孔 徑)數(shù)據(jù)。
[0097] 所述空氧混合腔設(shè)有錐形混合入口 322,錐形混合入口用于將氧氣氣流導(dǎo)入空氣 氣流中，為了使空氧混合更加均勻；
[0098] 所述空氧混合腔內(nèi)設(shè)有混流片（3211-3214)，所述混流片與空氧混合腔的內(nèi)壁連 接；
[0099] 所述混流片包括氣流攬動(dòng)混流片和氣流穩(wěn)定混流片;所述空氧混合腔內(nèi)設(shè)有至少 一個(gè)氣流攬動(dòng)混流片和至少一個(gè)氣流穩(wěn)定混流片。
[0100] 混流片為風(fēng)扇扇葉結(jié)構(gòu)：（1)氣流攬動(dòng)混流片的扇葉為旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置，包括順時(shí)針 攬動(dòng)混流片和逆時(shí)針攬動(dòng)混流片;其目的在于改變氣流的旋轉(zhuǎn)方向，本實(shí)施例中為螺旋獎(jiǎng) 片。
[0101] (2)氣流穩(wěn)定混流片的扇片垂直于氣道截面積設(shè)置，其目的是將混合腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)的 空氧混合氣流停止旋轉(zhuǎn)式流動(dòng)。
[0102] 本實(shí)施例中的空氧混合腔中依次設(shè)有順時(shí)針攬動(dòng)混流片3211、氣流穩(wěn)定混流片 3112、逆時(shí)針攬動(dòng)混流片3213和氣流穩(wěn)定混流片3114。
[0103] 經(jīng)過(guò)抗擾流件出來(lái)氧氣流、空氣流分別從氧氣氣道312、空氣氣道311匯入到空氧 混合腔的錐形混合入口 322,再經(jīng)過(guò)順時(shí)針攬動(dòng)混流片3211順時(shí)針將氣流攬動(dòng)，充分混合， 再經(jīng)過(guò)氣流穩(wěn)定混流片3112穩(wěn)定氣流，將其平穩(wěn)輸出到逆時(shí)針攬動(dòng)混流片3213,再次將氣 流逆時(shí)針攬動(dòng)，充分混合，最后經(jīng)氣流穩(wěn)定混流片3114穩(wěn)定氣流，從空氧混合腔的出氣端平 穩(wěn)輸出，輸出的混合氣體由于經(jīng)過(guò)氣流攬動(dòng)混流片的多次攬動(dòng)，混合更加充分、均勻，經(jīng)過(guò) 氣流穩(wěn)定混流片穩(wěn)定氣流后輸出，不會(huì)對(duì)后續(xù)的測(cè)量產(chǎn)生影響，使得空氧混合控制更加精 準(zhǔn)。
[0104] 本實(shí)施例中的空氧混合氣道設(shè)有抗擾流件，傳統(tǒng)的沒(méi)有抗擾流件的空氧混合氣 道，流量傳感器只能使用熱式旁路結(jié)構(gòu)的流量傳感器，該類傳感器通常情況下體積大，功耗 大，校準(zhǔn)和標(biāo)定復(fù)雜，本發(fā)明在空氧混合氣道中設(shè)置抗擾流件，可使用高精度壓差式流量傳 感器，該傳感器體積小，功耗低，校準(zhǔn)且標(biāo)定簡(jiǎn)單。
[0105] 本實(shí)施例的抗擾流件的氧氣出氣口處（即氧氣氣道312的右端）設(shè)有氧氣阻片 3121，氧氣阻片3121采用節(jié)流原理，增大氧氣流阻力，降低氣流靜壓力，從而可W降低對(duì)空 氣氣道靜壓力的影響，提高輸出混合氣體壓力精度，同時(shí)減小對(duì)空氣流量傳感器的影響，提 高空氧混合氣體的精度。
[0106] 本實(shí)施例中的空氧混合氣道還在抗擾流件后設(shè)有空氧混合腔，空氧混合腔中設(shè)有 混流片（3211-3214)，氣流攬動(dòng)混流片（321U3213)可W攬動(dòng)空氣流和氧氣流，使空氧氣體 充分混合，且混合更加均勻；再通過(guò)氣流穩(wěn)定混流片（3212、3213)使混合氣體氣流穩(wěn)定輸 出。
[0107] 實(shí)施例2
[0108] 如附圖4所示，本實(shí)施例提供一種包括實(shí)施例1所述的空氧混合氣道的呼吸機(jī)，具 體包括：
[0109] 氧氣氣路、空氣氣路、空氧混合室3,空氧混合室3內(nèi)設(shè)有實(shí)施例1中所述的空氧混 合氣道;氧氣氣路與空氧混合氣道中抗擾流件的氧氣氣道312連接，空氣氣路與空氧混合氣 道中抗擾流件的空氣氣道311連接；
[0110] 所述氧氣氣路的進(jìn)氣端通過(guò)氧氣源接口 6外接高壓氧氣源，所述空氣氣路的進(jìn)氣 端通過(guò)空氣源接口 7外接空氣源;氧氣氣路、空氣氣路的出氣端都連接至空氧混合室3;空氧 混合室3連接出氣口壓力傳感器4，并連接至患者接口 5;
[0111] 所述氧氣氣路上依次設(shè)有:氧氣微型比例閥103、氧氣流量傳感器106和氧氣截流 件107;在氧氣微型比例閥103之前設(shè)有安全閥108;安全閥108與氧氣微型比例閥103之間設(shè) 有高壓氧氣壓力傳感器102;氧氣源接口 6處還設(shè)有高壓氧氣過(guò)濾器101;氧氣微型比例閥 103之后設(shè)有氧氣穩(wěn)流件105;在氧氣微型比例閥103與氧氣穩(wěn)流件105之間設(shè)有氧氣降噪片 104;
[0112] 所述空氣氣路上依次設(shè)有:風(fēng)機(jī)202、空氣壓力調(diào)節(jié)閥204、空氣流量傳感器206和 空氣截流件207;風(fēng)機(jī)202的出口處設(shè)有風(fēng)機(jī)出氣口壓力傳感器102;空氣源接口 7處設(shè)有空 氣過(guò)濾片201;空氣壓力調(diào)節(jié)閥204之后設(shè)有空氣穩(wěn)流件205。
[0113] 本實(shí)施例中的呼吸機(jī)在工作時(shí)的原理如下：
[0114] 1、一方面，呼吸機(jī)的氧氣氣路通過(guò)氧氣源接口 6外接高壓氧氣源，本實(shí)施例中的氧 氣源來(lái)自氧氣接口接入的氧氣瓶或醫(yī)院中央供養(yǎng)系統(tǒng)。氧氣通過(guò)氧氣源接口 6在進(jìn)入高壓 氧壓力傳感器102之前，可W先通過(guò)進(jìn)入高壓氧氣過(guò)濾器101進(jìn)行雜質(zhì)濾除，雜質(zhì)主要包括 微小顆粒和水珠;之后，為了避免超過(guò)正常壓力范圍的高壓氧源直接作用于患者，直接危及 患者的生命安全，在氧氣氣路上設(shè)有安全閥108,安全閥108在接入高于氧源壓力的錯(cuò)誤操 作時(shí)開(kāi)啟，可W有效保護(hù)呼吸機(jī)氣道W及患者安全。
[0115] 然后，氧氣源進(jìn)入氧氣氣路上的高壓氧壓力傳感器102,高壓氧壓力傳感器102用 于檢測(cè)氧源壓力，用于報(bào)警或提示氧源壓力，之后進(jìn)入氧氣微型比例閥103,氧氣氣路上的 氧氣微型比例閥103用于調(diào)節(jié)氧氣流速；
[0116] 之后，氧氣還可W通過(guò)氧氣氣路上的氧氣降噪片104,用于降低氧氣去路氣路上的 噪音;之后，氧氣通過(guò)氧氣氣路上的氧氣穩(wěn)流件105;之后，氧氣再通過(guò)氧氣氣路上的氧氣截 流件107在其前后兩端產(chǎn)生壓差，同時(shí)，氧氣流量傳感器106通過(guò)測(cè)量在氧氣截流件107前后 端的壓差測(cè)量實(shí)際氧流量，由于在氧氣截流件107前設(shè)置有氧氣穩(wěn)流件105,能使氧氣流速 穩(wěn)定，從而使氧氣截流件107能夠差生穩(wěn)定的壓差，使集氧氣流量傳感器106采的值更加精 確，提高氧氣流量傳感器106的測(cè)量精度。
[0117] 2、另一方面，呼吸機(jī)的空氣氣路通過(guò)空氣源接口 7外接空氣源，風(fēng)機(jī)202(滿輪風(fēng) 機(jī))增壓吸入空氣，形成具有壓力的空氣流，空氣在進(jìn)入風(fēng)機(jī)202之前首先通過(guò)空氣過(guò)濾片 201，濾除空氣中的雜質(zhì);經(jīng)過(guò)濾后的空氣流再通過(guò)設(shè)置在風(fēng)機(jī)202出氣口的風(fēng)機(jī)出氣口壓 力傳感器203,用于檢測(cè)風(fēng)機(jī)輸出的空氣壓力；之后，空氣再通過(guò)空氣氣路上的空氣壓力調(diào) 節(jié)閥204,空氣壓力調(diào)節(jié)閥204用于調(diào)整輸出到患者氣道的空氣壓力，該閥開(kāi)度的大小與該 閥輸出的壓力和流量成正比，閥的開(kāi)度越大，閥后端輸出的壓力越大，流量越大;之后，空氣 在空氣氣路上的空氣截流件207前后兩端產(chǎn)生壓差，同時(shí)，空氣流量傳感器206通過(guò)測(cè)量通 過(guò)空氣截流件207前后端的壓差測(cè)量實(shí)際空氣流量。為了使空氣截流件207前后兩端能夠產(chǎn) 生穩(wěn)定的壓差，使空氣流量傳感器206采集的數(shù)值更加精準(zhǔn)，可W在空氣截流件207之前設(shè) 置空氣穩(wěn)流件205，使空氣氣流穩(wěn)定后進(jìn)入空氣截流件207，提高空氣流量傳感器206讀取空 氣流量的精度。
[0118] 然后，空氣氣路的空氣流與氧氣氣路的氧氣流匯集到空氧混合室3,空氣流、氧氣 流首先分別進(jìn)入空氧混合室3空氧混合氣道的抗擾流件的空氣氣道311、氧氣氣道312,在抗 擾流件的作用下，空氣流和氧氣流流向同一方向，氧氣氣道311的右端設(shè)有氧氣阻片3121， 可W降低氧氣流的壓力；從抗擾流件出來(lái)的空氣流、氧氣流一起從空氧混合氣道的空氧混 合腔的入口端進(jìn)入，由于空氧混合室內(nèi)設(shè)有混流片（3211-3214)，可W攬動(dòng)空氣流與氧氣 流，能使兩者充分混合。
[0119] 最后，混合充分的空氧混合氣體從空氧混合室3的出口端出來(lái)，再通過(guò)一個(gè)出氣口 壓力傳感器4,最后連接至患者接口 5,呼吸機(jī)的出氣口壓力傳感器4用于測(cè)量呼吸機(jī)輸出氣 體的壓力值。
[0120] 本實(shí)施例的呼吸機(jī)中，其氧氣閥調(diào)節(jié)氧氣流速的方法，如下：
[0121] 設(shè)氧氣源(氧氣瓶和醫(yī)用中屯、供氧)的氧氣純度是100%;空氣中氧氣濃度為21%;
[0122] 因此，單位時(shí)間內(nèi)，空氣與氧氣源混合氣體中的氧濃度為：
[0123]
[0124] 其中^為氧氣流速，Lair為空氣流速；
[0125] 其中：
[0126] Η代表混合氧濃度，是經(jīng)過(guò)上述空氧混合氣道從呼吸機(jī)出氣口輸出的空氧混合氣 體中的氧濃度；
[0127] Lair為空氣流速，由空氣流量傳感器206測(cè)得(采集空氣截流件207前后端的壓差所 得)；
[0128] 馬，。為氧氣流速，由氧氣流量傳感器106測(cè)得(采集氧氣截流件107前后端的壓差所 得），即從氧氣微型比例閥103調(diào)節(jié)輸出的氧氣流速；
[01 29]由于Lair和Η為輸入量，因此，氧氣微型比例閥103根據(jù)Lair調(diào)節(jié)開(kāi)度，調(diào)整氧氣流速 L02，
[0130] 因此，本實(shí)施例中氧氣微型比例閥103調(diào)節(jié)輸出的氧氣流速為：
[0131]
[0132] 本實(shí)施例中的氧氣微型比例閥103根據(jù)呼吸機(jī)出氣口需要預(yù)期輸出的混合氣體中 的氧濃度為H，及空氣流量傳感器206測(cè)得空氣流速為L(zhǎng)air，調(diào)節(jié)閥口的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣流速 L02的調(diào)節(jié)。
[0133] 本實(shí)施例中的呼吸機(jī)除了因采用實(shí)施例1中所述的空氧混合氣道而具有其帶來(lái)的 相應(yīng)技術(shù)效果之外，本實(shí)施例中的呼吸機(jī)，還在氧氣氣路上設(shè)置有安全閥108，安全閥108在 接入高于氧源壓力的錯(cuò)誤操作時(shí)開(kāi)啟，安全閥108可W避免超過(guò)正常壓力范圍的高壓氧源 直接作用于患者，直接危及患者的生命安全，可W有效保護(hù)呼吸機(jī)氣道W及患者安全。
[0134] 本實(shí)施例中的的呼吸機(jī):空氣氣路和氧氣氣路上分別設(shè)置有空氣過(guò)濾片201、高壓 氧氣過(guò)濾器101，分別對(duì)空氣和氧氣進(jìn)行雜質(zhì)過(guò)濾，提高空氣和氧氣的潔凈度。
[0135] 本實(shí)施例中的呼吸機(jī):空氣氣路和氧氣氣路上分別設(shè)置有空氣穩(wěn)流件205、氧氣穩(wěn) 流件105,分別可W穩(wěn)定空氣氣流、氧氣氣流，分別使空氣截流件207、氧氣截流件107前后兩 端能夠差生穩(wěn)定的壓差，使空氣流量傳感器206、氧氣流量傳感器106采集的數(shù)值更加精確。
[0136] 本實(shí)施例是一種可調(diào)節(jié)氧氣濃度的呼吸機(jī)，運(yùn)種呼吸機(jī)中，加入安全閥108提高了 氧源氣體接入安全性，其空氧混合氣道的結(jié)構(gòu)中利用混流片降低了氧源對(duì)加壓流的干擾， 提高了氧氣濃度精度。
[0137] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道，其特征在于，包括： 抗擾流件及空氧混合腔，所述抗擾流件的出口端與空氧混合腔的入口端連接； 所述抗擾流件包括氧氣氣道和空氣氣道，空氣氣道的兩端開(kāi)口，氧氣氣道環(huán)繞空氣氣 道設(shè)置;所述氧氣氣道的左端封閉，右端設(shè)有氧氣阻片，氧氣氣道的外側(cè)設(shè)有氧氣入口； 所述抗擾流件的氧氣氣道連接呼吸機(jī)的氧氣氣路，空氣氣道連接呼吸機(jī)的空氣氣路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道，其特征在于， 所述空氧混合腔設(shè)有混合入口，所述空氧混合腔內(nèi)設(shè)有混流片，所述混流片與空氧混 合腔的內(nèi)壁連接； 所述混流片包括氣流攪動(dòng)混流片和氣流穩(wěn)定混流片;所述空氧混合腔內(nèi)設(shè)有至少一個(gè) 氣流攪動(dòng)混流片和至少一個(gè)氣流穩(wěn)定混流片。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道，其特征在于， 所述混流片為風(fēng)扇扇葉結(jié)構(gòu)，所述氣流攪動(dòng)混流片的扇葉具有旋轉(zhuǎn)角度，包括順時(shí)針 攪動(dòng)混流片和逆時(shí)針攪動(dòng)混流片； 所述氣流穩(wěn)定混流片的扇葉垂直于空氧混合腔的橫截面設(shè)置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于呼吸機(jī)的空氧混合氣道，其特征在于， 所述混合入口采用錐形結(jié)構(gòu)； 所述空氣氣道為圓柱形腔體，所述氧氣氣道為環(huán)繞空氣氣道設(shè)置的圓環(huán)形腔體。5. 具有空氧混合氣道的呼吸機(jī)，其特征在于，包括： 氧氣氣路、空氣氣路、空氧混合室，所述空氧混合室內(nèi)包括上述任意一項(xiàng)所述的空氧混 合氣道，氧氣氣路與空氧混合氣道中抗擾流件的氧氣氣道連接，空氣氣路與空氧混合氣道 中抗擾流件的空氣氣道連接； 所述氧氣氣路的進(jìn)氣端通過(guò)氧氣源接口外接高壓氧氣源，所述空氣氣路的進(jìn)氣端通過(guò) 空氣源接口外接空氣源;氧氣氣路、空氣氣路的出氣端都連接至空氧混合室；空氧混合室連 接出氣口壓力傳感器，并連接至患者接口； 所述氧氣氣路上依次設(shè)有:氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣截流件； 所述空氣氣路上依次設(shè)有:風(fēng)機(jī)、空氣壓力調(diào)節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截流件。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有空氧混合氣道的呼吸機(jī)，其特征在于， 所述氧氣微型比例閥之前設(shè)有安全閥。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有空氧混合氣道的呼吸機(jī)，其特征在于， 所述氧氣氣路上，所述安全閥與氧氣微型比例閥之間設(shè)有高壓氧氣壓力傳感器； 所述空氣氣路上，在風(fēng)機(jī)出口處設(shè)有風(fēng)機(jī)出氣口壓力傳感器。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有空氧混合氣道的呼吸機(jī)，其特征在于， 所述氧氣氣路上，在氧氣源接口處設(shè)有高壓氧氣過(guò)濾器； 所述空氣氣路上，在空氣源接口處設(shè)有空氣過(guò)濾片。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有空氧混合氣道的呼吸機(jī)，其特征在于， 所述氧氣氣路上，在所述氧氣微型比例閥之后設(shè)有氧氣穩(wěn)流件;在氧氣微型比例閥與 氧氣穩(wěn)流件之間設(shè)有氧氣降噪片； 所述空氣氣路上，在所述空氣壓力調(diào)節(jié)閥之后設(shè)有空氣穩(wěn)流件。10. 具有空氧混合氣道的呼吸機(jī)的氧氣閥調(diào)節(jié)氧氣流速的方法，具體包括如下步驟： (1) 首先，在呼吸機(jī)氧氣氣路上依次設(shè)置氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣截流 件，高壓氧源通過(guò)氧氣源接口從氧氣氣路的進(jìn)氣端進(jìn)入氧氣微型比例閥，氧氣微型比例閥 用于根據(jù)呼吸機(jī)出氣口預(yù)期需輸出的氧濃度調(diào)節(jié)氧氣流速； 在呼吸機(jī)空氣氣路上依次設(shè)置風(fēng)機(jī)、空氣壓力調(diào)節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截流件， 空氣源通過(guò)空氣源接口從空氣氣路的進(jìn)氣端進(jìn)入經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入空氣壓力調(diào)節(jié)閥，空氣 壓力調(diào)節(jié)閥用于根據(jù)呼吸機(jī)出氣口預(yù)期需輸出的空氣濃度調(diào)節(jié)空氣流速； 在呼吸機(jī)氧氣氣路、空氣氣路的出氣端設(shè)置空氧混合室，所述空氧混合室內(nèi)設(shè)有上述 任意一項(xiàng)所述的空氧混合氣道;所空氧混合室的出氣口設(shè)置出氣口壓力傳感器； (2) 設(shè)呼吸機(jī)出氣口需要預(yù)期輸出的混合氣體中的氧濃度為H，此時(shí)，空氣流量傳感器 通過(guò)采集空氣截流件前后端的壓差測(cè)得空氣流速為L(zhǎng) air，則此時(shí):氧氣微型比例閥調(diào)節(jié)輸出 的氧氣流速U)2為氧氣微型比例閥根據(jù)空氣流速Lair和需要預(yù)期輸出的混合氣體的氧濃度Η調(diào)節(jié)開(kāi)度，實(shí) 現(xiàn)對(duì)氧氣流速U)2的調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】A61M16/12GK105920711SQ201610462324
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】戴征, 丁錦, 劉煒, 徐勤鵬, 李偉利
【申請(qǐng)人】湖南明康中錦醫(yī)療科技發(fā)展有限公司