專利名稱：笑氣截斷閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種麻醉機等醫(yī)療設備上使用的笑氣截斷閥。
技術背景
為了減輕患者的痛苦，并使之很好的配合醫(yī)生的手術，需要利用麻醉機對患者 輸入笑氣(即麻藥)進行醫(yī)學上所說的麻醉。
在目前的麻醉機中，笑氣的供氣氣源和用于控氣流量的模塊之間安裝一個自動 防故障的閥，其提供了笑氣氣源和氧氣氣源的接觸面，如果氧氣供氣壓力降低或截斷， 該閥將降低笑氣壓力(從而減少笑氣的流量)或截斷笑氣氣源。
在實施本發(fā)明笑氣截斷閥的過程中，本發(fā)明人發(fā)現，上述自動防故障的閥存在 如下問題截斷值不穩(wěn)定，當氧氣的控氣氣壓低于一定范圍時，笑氣仍然沒有被截斷。發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種截斷值穩(wěn)定的笑氣截斷閥，以當氧氣壓力低于一定范 圍時截斷笑氣。
為此，本發(fā)明提供了一種笑氣截斷閥，其包括閥蓋，具有基本垂直延伸的腔 體、形成于腔體底部的閥口、形成于腔體的側部的笑氣進口，閥口的下部形成笑氣腔以 及與笑氣腔連通的笑氣出口；閥芯，與閥口密封配合并且具有頂桿部；螺堵，位置可調 地螺接至腔體中；彈簧，設在螺堵和閥芯之間；閥座，其形成氧氣腔以及與氧氣腔連通 的氧氣入口；以及膜片裝配件，設置在閥蓋和閥座之間，并且提供了笑氣接觸面和氧氣 接觸面，其中，閥芯的頂桿部延伸至笑氣接觸面。
優(yōu)選地，通過通過選擇膜片裝配件的笑氣接觸面和氧氣接觸面的作用面積比， 使笑氣出口的笑氣壓強等于氧氣入口的控氣壓強。
優(yōu)選地，上述笑氣接觸面的作用面積等于笑氣腔的橫截面積，氧氣接觸面的作 用面積等于氧氣腔的橫截面積，笑氣腔的孔徑Dl和氧氣腔的孔徑D2之比根據氧氣入口 的控氣壓強來選取。
優(yōu)選地，上述閥芯包括本體和嵌套在本體外的柔性層，其中，本體形成彈簧座 和頂桿部，柔性層形成密封閥口的端面。
優(yōu)選地，上述膜片裝配件包括兩膜片；芯體，供兩膜片通過緊固件固定于其 上；以及膜片座，在兩膜片之間形成環(huán)形支承。
優(yōu)選地，上述兩膜片由氟橡膠制造而成。
優(yōu)選地，上述膜片座的外周上設有至少一溢氣孔。
優(yōu)選地，上述閥蓋具有在膜片座的外周環(huán)繞延伸的凸楞，閥座具有在膜片座的 外周環(huán)繞延伸的凸楞。
優(yōu)選地，上述閥座設有用于限定膜片位置的限位塊。
優(yōu)選地，上述笑氣進口、笑氣出口和氧氣進口設有管接頭。
在本發(fā)明的笑氣截斷閥中，螺堵的位置是可調的，如此可克服因彈簧蠕變導致 的彈性力的變化，使笑氣截斷閥的截斷值穩(wěn)定，當氧氣的控氣氣壓低于一定范圍時可截 斷笑氣。另外，通過選擇笑氣腔和氧氣腔之間作用面積比，可使笑氣出口的壓強等于氧 氣腔的控氣壓強，并且該值穩(wěn)定，進而確保流量控制模塊中氧氣和笑氣流量比恒定并且 笑氣的流量穩(wěn)定。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu) 點。下面將參照圖，對本發(fā)明的其它的目的、特征和效果作進一步詳細的說明。


構成本說明書的一部分、用于進一步理解本發(fā)明的附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實 施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。附圖包括
圖1示出了根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的笑氣截斷閥在笑氣截斷狀態(tài)下的結構視 圖2示出了圖1所述的笑氣截斷閥在笑氣接通狀態(tài)的結構視圖3示出了圖1所示的笑氣截斷閥的結構分解示意圖4示出了圖1所示笑氣截斷閥的閥蓋的結構示意圖5示出了閥芯的結構示意圖6示出了圖1所示笑氣截斷閥的膜片裝配件的結構分解示意圖7示出了圖6所示膜片裝配件的立體結構分解示意圖；以及
圖8示出了圖1所示笑氣截斷閥的閥座的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明的笑氣截斷閥進行詳細說明。
圖1示出了根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的笑氣截斷閥在笑氣截斷狀態(tài)下的結構視 圖，圖2示出了圖1的笑氣截斷閥在笑氣接通狀態(tài)的結構視圖，圖3示出了圖1所示的 笑氣截斷閥的結構分解示意圖。如圖1和圖3所示，在本優(yōu)選實施例中，笑氣截斷閥包 括閥蓋40，安裝于閥蓋40中的閥芯30、螺堵10和彈簧20，膜片裝配件50、60，閥座 70,以及將閥蓋40、膜片裝配件50、60以及閥座70連接固定在一起的多個螺接件90， 其中，閥蓋40上安裝有笑氣出口管接頭81和笑氣進口管接頭82，閥座70上安裝有氧氣 進口管接頭83。
下面對優(yōu)選實施例的各部件進行詳細說明。
圖4示出了圖1所示笑氣截斷閥的閥蓋的結構示意圖。如圖4所示，閥蓋40具 有基本垂直延伸的腔體M、形成于腔體M底部的閥口 51、形成于腔體M的側部的笑氣 進口 56，閥口 51的下部形成笑氣腔52以及與笑氣腔52連通的笑氣出口 55。
上述閥蓋不僅提供了閥口 51，以便與閥芯30形成單項密封，同時提供了孔徑合 適的笑氣腔52，該笑氣腔的孔徑為D1，是依據閥座70中的氧氣腔的孔徑D2計算得出 的。通過選擇合適的孔徑Dl和D2，可使笑氣出氣壓強略等于氧氣控氣壓強。
另外，在閥蓋40上設有兩個預留孔，這些預留孔通過頂絲110(如圖3所示)堵 上，以防止漏氣。這些預留孔可作為另一路笑氣的出口。
再如圖1至圖3所示，螺堵100螺接至閥蓋40的腔體41中，并且密封該腔體 的頂端。具體地，螺堵100的下段形成螺紋，用于調節(jié)螺堵在腔體中的位置，進而調整 下面彈簧的張力；螺堵100的上段裝配有O形硅膠密封圈100，以實現密封腔體41的頂 端。該螺堵還可以具有在閥蓋40外延伸的手柄部(圖中未示出)，以調整螺堵100在腔 體中的位置。
彈簧20 —端位于螺堵100的中心座孔中，另一端抵壓在閥芯30，依靠螺堵100 在腔體41中位置的調整，可克服彈簧20因蠕變而產生的彈性力的變化。彈簧20在笑氣 截斷閥中處于壓縮狀態(tài)，會產生蠕變，如此彈簧提供的彈性力會變化，進而會導致預先 設置的笑氣截斷閥的截斷值發(fā)生變化。發(fā)明人發(fā)現，通過設置位置可調的螺堵，經過一 次粗調和一至兩次的精調，可克服彈簧蠕變造成的彈性力的改變，從而使最終出廠的笑 氣截斷閥的截斷值保持穩(wěn)定。
本領域技術人員可以想到，該螺堵100也可以由裝配位置可調且可密封腔體41 的其他部件所代替。
圖5示出了閥芯的結構示意圖。如圖所示，閥芯30起到單向密封閥口 51的作 用，由本體31和嵌套在本體31外的柔性層32構成，其中，本體31形成臺階座36并且 形成貫穿閥口 51向下延伸的頂桿部34，柔性層32形成密封閥口的端面35，并且該柔性 層32具有與本體嵌合的嵌合部33。優(yōu)選地，本體的材料為金屬錫青銅，柔性層材料為硬 度適當的醫(yī)用硅膠，密封性能的實現是通過硅橡膠的端面35與閥蓋的閥口的上端面的貼 合來實現的。
采用上述結構的閥芯30，閥口密封可靠，相對于單一材料的閥芯而言，降低了 對閥口和閥芯配合精度的要求。
圖6示出了圖1所示笑氣截斷閥的膜片裝配件的結構分解示意圖。圖7示出了 圖6所示膜片裝配件的立體結構分解示意圖。如圖6和圖7所示，膜片裝配件50、60包 括兩膜片52、54；芯體53，供兩膜片52、M通過緊固件51、55固定于其上；膜片座 60，在兩膜片52、M之間形成環(huán)形支承。
上述結構的膜片裝配件不僅提供了氧氣接觸面和笑氣接觸面，同時兩層膜片對 于防止由膜片的開裂造成的氣體泄露起到雙重保護作用。膜片在受力下通過發(fā)生彈性變 形從而起到了傳遞力的作用，當無外力時，膜片又能恢復到初始狀態(tài)。膜片推動閥芯30 上下移動，以實現笑氣的通斷和笑氣出氣壓強的大與小。
膜片座60對于膜片起到支撐作用的同時，其圓周上的小孔61 (參見圖3)起到 溢氣作用。如此，一旦其中一個膜片開裂，泄露的氣體在膜片座腔體中不會聚集過長時 間、而造成氣壓過大。從風險分析的角度考慮，如果其中有一個膜片破裂以后，其氣體 就會外溢，而不會形成氣體混合的現象。
上述膜片的制造材料優(yōu)選為氟橡膠，硬度在邵氏72-80之間，優(yōu)選為邵氏75。 選擇氟橡膠膜片的好處如下在不與笑氣和氧氣起化學反應的同時還具有合適的硬度， 同時氟橡膠膜片相比于其它材料的膜片，其彈性蠕變量小，有利于笑氣截斷閥的截斷值 的穩(wěn)定。
本領域技術人員可以理解，本發(fā)明優(yōu)選實施例中使用了雙膜片結構的膜片裝配 件，在其它實施例中，也可以應用單膜片或多模片的膜片裝配件。
圖8示出了圖1所示笑氣截斷閥的閥座的結構示意圖。如圖8所示，閥座70具 有在膜片座60的外周環(huán)繞延伸的凸楞74。相應地，閥蓋40具有在膜片座60的外周環(huán)繞 延伸的凸楞47(如圖4所示)，以利于氧氣腔和笑氣腔的密封。另外，閥座70設有用于 限定膜片下限位置的限位塊73。
下面對本發(fā)明優(yōu)選實施例笑氣截斷閥的工作狀態(tài)進行說明。
一、截斷工作狀態(tài)
如圖1所示，氧氣從閥座70上的管接頭83進入，對下膜片M產生一個向上的 力F1，作用面積為Sl= π (D2/2)X(D2/2)，假設此時氧氣腔71內的壓強為P1，則壓力 Fl=PlXSl,閥蓋40上的管接頭81對應笑氣出口，管接頭82對應笑氣入口，假設此時 笑氣進口腔體內的壓強為P2，彈簧提供彈力為F彈，假設閥蓋件40上閥口外徑為dl，它 的面積為S2= π (dl/2) X (dl/2),那么笑氣向下的作用力為F2 = P2XS2，在該工作狀 態(tài)下，笑氣出口處壓力忽略不計，此時達到一個平衡點即F1=F2+F彈。
此時，因為笑氣進口的壓強P2和閥蓋40上閥口的直徑都不變，那么F2就是恒 定的，當Pl逐漸下降到某一值時，即Fl也隨之下降到一定值，通過調節(jié)螺堵10的上下 位置，從而使彈簧件20產生大小不同向下的力F彈。當F1SF2+F彈時，笑氣也就被截 斷了。
二、正常工作狀態(tài)
如圖2所示，正常工作時，笑氣出口的壓強設為P3，設閥蓋上閥口內徑為 d2，其相應的面積為S3 = π 012/2) X 012/2)。此時出氣壓強產生向上的力為F3 = P3XS3,產生向下的力為F4 = P3XS4(其中S4 = π (Dl/2) X (Dl/2)，Dl為笑氣腔 的孔徑)。大氣會從膜片座60外圓上的孔61進入膜片座的腔體。此時產生向上的力 F5 = P0XS4,向下的力F6 = P0XS1，當本閥正常工作時，達到一個動平衡狀態(tài)即 F1+F3+F5 = F2+F 彈 +F4+F6。
在此時，閥芯件30的端面35與閥蓋件40上端閥口產生一定的距離，得以使笑 氣從管接頭82進到閥蓋40的腔體44后，從閥蓋40的笑氣腔42的管接頭81出去。
當膜片裝配件50在正常工作壓力(氧氣腔的控氣壓力P2)下工作時，可使P3的 值等于P1，這可通過調整孔徑Dl、D2、dl、d2對應的孔之間的面積比來實現(其中孔 徑Dl和D2對應的孔起主導作用)。只要幾個參數在加工時符合公差，那么在笑氣入口 的進氣壓力正常時，笑氣出口的壓強P3 —定等于氧氣腔的壓強P1。
考慮到孔徑dl和d2對應的孔之間的面積相差很小，可僅考慮孔徑Dl、D2的 大小，通過選擇合適的比值D1/D2，使笑氣出口的壓強P3等于氧氣腔的壓強P1。根據 實際應用的氧氣腔的控氣壓腔Pl的值，將其帶入上述公式進行計算，會得出不同的比值 D1/D2。
如此，可使笑氣出口 45的壓強P3等于氧氣腔的控氣壓強P1，且該值穩(wěn)定，以 確保流量控制模塊中氧氣和笑氣流量比恒定并且笑氣的流量穩(wěn)定。
本領域技術人員可以想到，上述笑氣腔和氧氣腔也可以不是標準的圓孔，此 時，通過選擇笑氣腔和氧氣腔的橫截面的面積比，可使笑氣出口的壓強P3等于氧氣腔或 氧氣入口的控氣壓強Pl。
以上兩種工作狀態(tài)是該笑氣截斷閥同時具備的功能，工作狀態(tài)二是當氧氣的壓力正常時，該閥的工作狀態(tài)。工作狀態(tài)一是當氧氣的壓力不足，為了避免笑氣濃度過高 的風險而設定的工作狀態(tài)。
通過以上描述可以看出，在本發(fā)明的笑氣截斷閥中，通過設置螺堵，可使截斷 值控制在較精確的范圍內，通過選擇笑氣腔和氧氣腔之間的孔徑比，可使笑氣出氣口的 壓強等于氧氣腔的控氣壓強，并且該值穩(wěn)定，以確保流量控制模塊中氧氣和笑氣流量比 恒定并且笑氣的流量穩(wěn)定。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的 技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的 任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種笑氣截斷閥，其特征在于，包括閥蓋(40)，具有基本垂直延伸的腔體(54)、形成于所述腔體(54)底部的閥口(51)、 形成于所述腔體(54)的側部的笑氣進口(56)，所述閥口(51)的下部形成笑氣腔(52)以 及與笑氣腔(52)連通的笑氣出口(55)；閥芯(30)，與所述閥口(51)密封配合并且具有頂桿部(34)； 螺堵(10)，位置可調地連接至所述腔體(54)中； 彈簧(20)，設在所述螺堵(10)和閥芯(30)之間；閥座(70)，其形成氧氣腔(71)以及與所述氧氣腔(71)連通的氧氣入口(72)；以及 膜片裝配件(50、60)，設置在所述閥蓋(40)和閥座(70)之間，并且提供了笑氣接觸 面和氧氣接觸面，其中，所述閥芯(30)的頂桿部(34)延伸至所述笑氣接觸面。
2.根據權利要求1所述的笑氣截斷閥，其特征在于，通過選擇所述笑氣接觸面和氧氣接觸面的作用面積比，使所述笑氣出口的笑氣壓強 等于所述氧氣入口的控氣壓強。
3.根據權利要求2所述的笑氣截斷閥，其特征在于，所述笑氣接觸面的作用面積等于所述笑氣腔的橫截面積，所述氧氣接觸面的作用面 積等于所述氧氣腔的橫截面積，所述笑氣腔的孔徑Dl和所述氧氣腔的孔徑D2之比根據 所述氧氣入口的控氣壓強來選取。
4.根據權利要求2所述的笑氣截斷閥，其特征在于，所述閥芯包括本體(31)和嵌套在本體(31)外的柔性層(32)，其中，所述本體(31) 形成彈簧座(36)和所述頂桿部(34)，所述柔性層(32)形成密封閥口的端面(35)。
5.根據權利要求1所述的笑氣截斷閥，其特征在于，所述膜片裝配件(50、60)包括兩膜片(52、54)，芯體(53)，供所述兩膜片(52、54)通過緊固件(51、55)固定于其上； 膜片座(60)，在所述兩膜片(52、54)之間形成環(huán)形支承。
6.根據權利要求5所述的笑氣截斷閥，其特征在于， 所述兩膜片(52、54)由氟橡膠制造而成。
7.根據權利要求5所述的笑氣截斷閥，其特征在于， 所述膜片座(60)的外周上設有至少一溢氣孔。
8.根據權利要求5所述的笑氣截斷閥，其特征在于，所述閥蓋(40)具有在所述膜片座(60)的外周環(huán)繞延伸的凸楞(47)， 所述閥座(70)具有在所述膜片座(60)的外周環(huán)繞延伸的凸楞(74)。
9.根據權利要求5所述的笑氣截斷閥，其特征在于， 所述閥座(70)設有用于限定膜片位置的限位塊(73)。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的笑氣截斷閥，其特征在于，所述笑氣進口、所述笑氣出口和所述氧氣進口設有管接頭(81、82、83)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種笑氣截斷閥，其包括閥蓋，具有基本垂直延伸的腔體、形成于腔體底部的閥口、形成于腔體的側部的笑氣進口，閥口的下部形成笑氣腔和笑氣出口；閥芯，與閥口密封配合并且具有頂桿部；螺堵，位置可調地連接至腔體中；彈簧，設在螺堵和閥芯之間；閥座，其形成氧氣腔和氧氣入口；以及膜片裝配件，設置在閥蓋和閥座之間，并且提供笑氣接觸面和氧氣接觸面。根據本發(fā)明的笑氣截斷閥，螺堵的位置是可調的，如此可克服因彈簧蠕變導致的彈性力的變化，使笑氣截斷閥的截斷值穩(wěn)定，當氧氣的控氣氣壓低于一定范圍時可截斷笑氣。另外，可使笑氣出口的壓強等于氧氣腔的控氣壓強，進而確保流量控制模塊中氧氣和笑氣流量比恒定并且笑氣的流量穩(wěn)定。
文檔編號F16K17/30GK102019025SQ20091009282
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權日2009年9月9日
發(fā)明者陳庚 申請人:北京誼安醫(yī)療系統股份有限公司