本發(fā)明涉及一種氣體密封性能得到改善的用于呼吸輔助設(shè)備的微型風(fēng)機(jī)和設(shè)置有該微型風(fēng)機(jī)的呼吸輔助設(shè)備。

背景技術(shù)：

為了輔助一些病人的呼吸功能，使用了也被稱作是醫(yī)用呼吸機(jī)的呼吸輔助或輔助換氣設(shè)備，其以非零流量和/或高于大氣壓力(即＞1atm)的壓力輸送呼吸氣體，一般為空氣。作為病人治療的一部分，特別地當(dāng)他/她需要時(shí)，輸送給病人的空氣可具有對其添加的額外的氧氣，以得到大于21vol％(體積百分比)的氧氣比例。

為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，使用了具有微型風(fēng)機(jī)的呼吸輔助設(shè)備，該微型風(fēng)機(jī)有時(shí)簡單地被稱作是“風(fēng)扇/鼓風(fēng)機(jī)”或“渦輪機(jī)”，其用于吸入環(huán)境空氣并且以給定的壓力將其輸送給病人。文獻(xiàn)EP-A-2165078，EP-A-2102504和WO-A-2012/139681描述了微型風(fēng)機(jī)和設(shè)置有該微型風(fēng)機(jī)的呼吸輔助設(shè)備。

通常，借助于布置在由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸上的一個(gè)(或多個(gè))葉輪，空氣由微型風(fēng)機(jī)吸入。微型風(fēng)機(jī)的葉輪大致布置在形成在下蝸殼和上蝸殼之間的腔室中，下蝸殼和上蝸殼彼此固定并且在它們之間限定葉輪能夠在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的中空空間，所述葉輪被夾在所述蝸殼之間。

現(xiàn)在，很多微型風(fēng)機(jī)具有電動(dòng)馬達(dá)壽命的問題，這些問題顯著地與承載葉輪的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸處的氣體密封性能的缺失有關(guān)。具體地，目前的微型風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)不能保證旋轉(zhuǎn)葉輪腔室和馬達(dá)主體內(nèi)部之間的密封，保持或引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承位于該馬達(dá)主體中。

現(xiàn)在，這種密封的缺乏是顯著的問題，因?yàn)槠鋵?dǎo)致過早的馬達(dá)磨損。

因此，由于存在壓力差，這導(dǎo)致在壓力下(＞1atm)的空氣進(jìn)入其中壓力較低(+/-1atm)的馬達(dá)的主體。在壓力下進(jìn)入的該氣體因此會(huì)掃過滾動(dòng)軸承并且驅(qū)逐位于該處的一些潤滑劑，一般為潤滑脂或類似物，這會(huì)逐漸導(dǎo)致潤滑的缺乏且不可避免地加速互相接觸的構(gòu)件——特別是軸承——的磨損。

另外，當(dāng)病人使用富氧空氣流(其是指所述空氣包含比環(huán)境空氣更高的氧氣比例)換氣時(shí)，發(fā)生構(gòu)件(特別是滾動(dòng)軸承)的更快速的老化，這是因?yàn)橐莩隹諝饬髦写嬖诘难鯕饪裳趸瘽櫥瑒┖鸵蚨鴾p低它們的效率，且因此導(dǎo)致所述馬達(dá)的這些構(gòu)件的更加快速的磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于所有這些，問題是提出一種不存在前述的在驅(qū)動(dòng)軸處的密封問題的改進(jìn)的微型風(fēng)機(jī)，使得可以使氣體回路完全氣體密封并且因此防止逸出氣體損壞馬達(dá)的滾動(dòng)軸承和導(dǎo)致滾動(dòng)軸承的過早磨損。

本發(fā)明的解決方案因此是一種微型風(fēng)機(jī)，其包括具有限定馬達(dá)腔室的馬達(dá)主體和細(xì)長形狀的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)馬達(dá)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸由布置在所述馬達(dá)主體中的至少一個(gè)滾動(dòng)軸承裝置保持或引導(dǎo)，所述驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)由在所述馬達(dá)主體的上壁中形成的孔口通過所述上壁并且伸出到所述馬達(dá)主體外側(cè)，其特征在于，在所述孔口處布置有所述驅(qū)動(dòng)軸穿過的密封件。

取決于具體情況，本發(fā)明的微型風(fēng)機(jī)可包括一個(gè)或多個(gè)下面的技術(shù)特征：

–馬達(dá)主體容納和保持滾動(dòng)軸承、線圈和旋轉(zhuǎn)軸。

–所述旋轉(zhuǎn)軸穿過形成馬達(dá)主體的上壁的可移除罩蓋伸出所述馬達(dá)的主體。

–所述密封件通過保持裝置被保持就位。

–所述保持裝置為凸緣或類似裝置。

–所述密封件被定位成與所述馬達(dá)主體的上壁接觸。

–所述密封件由能夠提供流體密封的可變形材料制成，并且所述可變形 材料優(yōu)選地選自聚四氟乙烯(PTFE)和聚乙烯(PE)。

–所述密封件具有回轉(zhuǎn)對稱性。

–所述密封件相對于所述驅(qū)動(dòng)軸被保持在固定位置。

–所述密封件具有貫穿其中的內(nèi)部通道，所述內(nèi)部通道具有基本等于所述驅(qū)動(dòng)軸的外徑的內(nèi)徑，優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸具有管狀的細(xì)長形狀。

–所述驅(qū)動(dòng)軸承載葉輪，所述密封件布置在所述馬達(dá)主體的上表面和所述葉輪的下表面之間。

–所述葉輪由輕質(zhì)材料制成，優(yōu)選為聚合物，例如模制塑料。

–所述密封件布置在所述馬達(dá)主體的上壁中形成的容納部中，所述孔口通向所述容納部的底部。

–所述密封件為旋轉(zhuǎn)密封件。

–所述葉輪固定到驅(qū)動(dòng)軸，使得當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述葉輪能夠被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)軸自身由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

–所述驅(qū)動(dòng)軸為細(xì)長形狀，特別是管狀，例如圓柱形。

–所述葉輪布置在由彼此固定的上蝸殼和下蝸殼界定的葉輪腔室中。

–所述上蝸殼包括與容納葉輪的葉輪腔室流體連通的氣體入口通道。該氣體入口通道允許氣體(一般為空氣或富氧空氣)進(jìn)入葉輪腔室，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述氣體被所述葉輪吸入。

–所述上蝸殼和下蝸殼在它們之間形成氣體出口或排放管，其允許由所述葉輪吸入的氣體從所述葉輪腔室排出。

–所述上蝸殼的上方為包括開口的角部(horn)，所述開口與上蝸殼的氣體入口通道流體連通。

本發(fā)明還涉及配備有如上文所述和下文示出的根據(jù)本發(fā)明的微型風(fēng)機(jī)的呼吸輔助設(shè)備。

優(yōu)選地，該呼吸輔助設(shè)備包括氣體出口，氣體運(yùn)輸管(例如柔性管)可流體連接到該氣體出口，以運(yùn)輸通過所述設(shè)備的渦輪機(jī)輸送的氣體到患者接口，例如呼吸面罩或類似物，所述患者接口流體地連接到氣體運(yùn)輸管。

附圖說明

借助于下面參照附圖給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明將能被更好的理解，圖中：

–圖1是根據(jù)本發(fā)明的部分微型風(fēng)機(jī)的3/4視圖，

–圖2示出設(shè)置有葉輪的圖1的微型風(fēng)機(jī)，

–圖3和4分別是圖2的微型風(fēng)機(jī)的側(cè)視圖和截面視圖，

–圖5是圖4的微型風(fēng)機(jī)的橫截面視圖，

–圖6是圖5的一部分的放大視圖，

–圖7是常規(guī)設(shè)計(jì)的微型風(fēng)機(jī)的橫截面視圖，

–圖8是圖7的微型風(fēng)機(jī)的滾動(dòng)軸承的放大視圖，

–圖9是稍微從上方看到的安裝有其蝸殼的根據(jù)本發(fā)明的微型風(fēng)機(jī)的視圖，和

–圖10是圖9的微型風(fēng)機(jī)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

圖1以未安裝有葉輪或其蝸殼的根據(jù)本發(fā)明的微型風(fēng)機(jī)1的一部分的3/4視圖示出了一個(gè)實(shí)施例。

該微型風(fēng)機(jī)1具有常規(guī)微型風(fēng)機(jī)1的整體結(jié)構(gòu)，例如在圖7和圖8中所示出的一個(gè)常規(guī)微型風(fēng)機(jī)。

更具體地，它包括供應(yīng)有電流并由馬達(dá)主體2或殼體界定的馬達(dá)9(在圖7中可見)，這里馬達(dá)主體2或殼體為圓柱形，其限定了也被稱作為馬達(dá)腔室19的內(nèi)部腔室或空間，該內(nèi)部腔室或空間容納旋轉(zhuǎn)軸、線圈/磁體和馬達(dá)9的其它組成部分。馬達(dá)9由連接到馬達(dá)主體2的下端2b的電纜(未示出)或類似部件控制。

馬達(dá)主體2包括在其上端2a處的圓盤形式的前凸緣5，所述下蝸殼10固定到前凸緣5，如圖7和8所示出的。所述前凸緣5因此構(gòu)成所述馬達(dá)主體2的上表面或上壁的全部或一部分。

布置在馬達(dá)主體2中的馬達(dá)9的旋轉(zhuǎn)軸或主軸3通過在所述馬達(dá)主體 2的上表面處形成的孔口16從所述馬達(dá)主體2的上端2a處伸出，例如在圖7和8所示的實(shí)施例中為通過凸緣5，在圖7和圖8所示的實(shí)施例中，馬達(dá)主體2的上壁包括在馬達(dá)主體2的上端2a處形成某種罩蓋的凸緣5。

如在圖2中看到的，該軸3承載葉輪4并且在馬達(dá)9運(yùn)行時(shí)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)葉輪4，使得可以將空氣吸入到所述葉輪4所位于的腔室12中，該腔室在上蝸殼11和下蝸殼10之間形成。

圖9和10示出了設(shè)置有其蝸殼10、11的圖2的微型風(fēng)機(jī)1。蝸殼10、11在馬達(dá)9的馬達(dá)主體2的頂部。下蝸殼10抵靠凸緣5的下側(cè)5b，如在圖7中示出的。

空氣經(jīng)由在上蝸殼11中形成的開口13進(jìn)入由蝸殼10、11限定的內(nèi)部腔室12中。由葉輪4在其旋轉(zhuǎn)時(shí)所吸入的空氣經(jīng)由出口管道14從內(nèi)部腔室12中排出，所述出口管道14攜帶隨后經(jīng)由柔性管道或類似裝置送至病人的空氣。

如在圖3、4和7中看到的，葉輪4的下表面4b與所述圓盤狀前凸緣5的上表面5a間隔開并且基本平行于所述上表面5a，而葉輪4的上表面4a承載葉輪葉片4c。通常，葉輪4由輕質(zhì)材料(通常為聚合物)制成。

通常，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸3旋轉(zhuǎn)時(shí)，它由滾動(dòng)軸承裝置8保持和/或引導(dǎo)，所述滾動(dòng)軸承裝置8由潤滑油或類似類型的潤滑劑潤滑。優(yōu)選地，滾動(dòng)軸承裝置8圍繞所述主軸3布置在馬達(dá)9的每一側(cè)，如在圖7和8中看到的。

所存在的問題是，在所述主軸3和通過所述馬達(dá)主體2的上表面的孔口16的內(nèi)壁15之間總是具有游隙20，即空隙，其中，經(jīng)由所述孔口所述主軸3從馬達(dá)主體2伸出以允許主軸3在孔口16中旋轉(zhuǎn)。該游隙20盡管很小，但對于從腔室12向馬達(dá)主體2的內(nèi)部不希望地通過加壓氣體是足夠的。

如已經(jīng)解釋的，該加壓空氣的進(jìn)入導(dǎo)致馬達(dá)9的滾動(dòng)軸承8的過早磨損，因?yàn)樵摎怏w壓力驅(qū)逐旨在限制所述滾動(dòng)軸承8的磨損的潤滑劑，并且其中存在的氧氣——特別是在富氧空氣(＞22vol％O₂)的情況中——通過氧化潤滑劑而使其劣化。

為了減輕該問題，根據(jù)本發(fā)明且如在圖4-6所示的，通過于所述馬達(dá)主體2的上端處圍繞所述軸3布置密封件6，在驅(qū)動(dòng)軸3處實(shí)現(xiàn)完全或接近完全的氣體密封，所述密封件可例如為旋轉(zhuǎn)密封件。

密封件6使驅(qū)動(dòng)軸3從中穿過，并且通過合適的保持裝置7被保持或固定到馬達(dá)主體2，所述保持裝置7例如為凸緣。所述密封件由可變形材料例如聚合物制成，一般為PE或PTFE型的聚合物。

有利地，密封件6布置在馬達(dá)主體2的上壁5中形成的容納部21中，所述軸3所通過的孔口16通向所述容納部21的底部。所述密封件通過凸緣或類似裝置被保持在其中。

密封件6因此構(gòu)成氣體密封機(jī)械屏障，其保護(hù)容納在馬達(dá)主體2中的一些馬達(dá)元件，特別是滾動(dòng)軸承，從而：

–在一方面，阻止在馬達(dá)主體2的內(nèi)部和葉輪腔室4的內(nèi)部之間的壓力差引起加壓氣體不希望地進(jìn)入到所述馬達(dá)主體2內(nèi)，因?yàn)檫@將使氣體掃過滾動(dòng)軸承并且驅(qū)逐保護(hù)這些軸承的潤滑劑；和

–在另一方面，阻止氧氣使其不能進(jìn)入到馬達(dá)主體2以及氧化且因此劣化保護(hù)滾動(dòng)軸承的潤滑劑。

更為具體地，該密封件6固定在所述主軸3所通過的孔口16的上游并因此提供在主軸3和馬達(dá)主體2的上表面處的最大密封，因此構(gòu)成氣體密封機(jī)械屏障，該機(jī)械屏障阻止氣體通過所述孔口16的內(nèi)壁15和所述主軸3之間的游隙20。

因此，將會(huì)掃過滾動(dòng)軸承8的氣體流量將會(huì)為零或極度的低，并且可能氧化潤滑劑的氧氣的數(shù)量也同樣非常低，或者甚至為零。因此微型風(fēng)機(jī)的壽命將會(huì)被改善。

通常，本文所述的設(shè)置有微型風(fēng)機(jī)的本發(fā)明的設(shè)備能用于治療各種呼吸疾病，特別是睡眠呼吸暫停綜合癥、慢性阻塞性肺疾病(COPD)，與肥胖相關(guān)的問題，等等。