一種氣動電控通氣系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣動電控通氣系統，該系統包括第一文丘里管、第一控制閥、第一順序閥、第二文丘里管、第二控制閥和第二順序閥，第一文丘里管的輸入口和輸出口分別與氧氣源和系統輸出口連接，第一順序閥的輸出口、空氣輸入口和氧氣輸入口分別與第一文丘里管的自吸口、空氣源和氧氣源連接，第一控制閥的輸入口和輸出口分別與氧氣源和第一順序閥的控制氣輸入口連接；第二文丘里管的輸入口和輸出口分別與氧氣源和系統輸出口連接，第二順序閥的輸出口、空氣輸入口和氧氣輸入口分別與第二文丘里管的自吸口、空氣源和氧氣源連接，第二控制閥的輸入口和輸出口分別與氧氣源和第二順序閥的控制氣輸入口連接。
【專利說明】一種氣動電控通氣系統
【【技術領域】】
[0001]本實用新型涉及醫療設備中的呼吸機領域，具體涉及一種氣動電控通氣系統?！尽颈尘凹夹g】】
[0002]目前，在機械通氣治療中，呼吸設備對患者執行機械通氣時一般供應純氧，然而，長期純氧通氣，會引起氧中毒，對病人身體造成嚴重的副作用。所以，部分呼吸設備具備空氧混合的功能，可以給病人輸出不同氧濃度的氣體，避免氧中毒的出現。
[0003]實現空氧混合主要有以下3種方式:
[0004]I)增加一路高壓空氣氣源，該氣源可以是高壓氣瓶輸出、空氣壓縮機輸出等。
[0005]2)采用渦輪方式，在設備內部設計一路低壓空氣氣源。
[0006]3)采用文丘里原理，使設備本身可以從外界吸入一路空氣氣源。
[0007]其中，便攜急救式呼吸設備由于考慮到設備本身重量、體積的原因，一般采用第2、3種方式。在這2種方式中，后者更可最大限度地減少設備重量、體積，故在超小型呼吸設備中被廣泛應用。
[0008]然而，采用文丘里原理這種方式，存在兩個問題:調節系統輸出口的氧氣濃度較為困難，以及控制系統輸出口的輸出氣體流量較為困難。
【
【發明內容】
】
[0009]在機械通氣過程中，設備本身、管路附件以及病人呼吸道對氣路系統將產生不定的氣道阻力，該氣道阻力將與文丘里結構產生的負壓相抵，從而降低了該結構吸入空氣的能力，氧濃度將很難降低，甚至氧濃度將保持100 %的狀態，特別是在低流量通氣時，如此，設備就無法實現空氧混合通氣的功能。
[0010]只有提高文丘里結構的抗反壓能力，才能解決上述問題。但提高抗反壓能力的同時，其最大輸出流量將大幅降低。
[0011]在采用文丘里原理的通氣方案中，為了實現空氧、純氧兩種通氣狀態，并保證足夠的輸出流量(文丘里小孔通氣原理決定了通過流量不可能太大)，否則在一路文丘里氣路中，需設計一個比例閥置于文丘里結構前端，一個置于文丘里后端，這樣必將提高了成本(比例閥一般較昂貴)。
[0012]有鑒于此，為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種氣動電控通氣系統，可以有效調節系統輸出口的氧氣濃度。
[0013]—種氣動電控通氣系統,包括第一文丘里管和第一順序閥，還包括:第一控制閥、第二文丘里管、第二控制閥和第二順序閥，所述第一文丘里管的輸入口和輸出口分別與氧氣源和系統輸出口連接，所述第一順序閥的輸出口、空氣輸入口和氧氣輸入口分別與所述第一文丘里管的自吸口、空氣源和所述氧氣源連接，所述第一控制閥的輸入口和輸出口分別與所述氧氣源和所述第一順序閥的控制氣輸入口連接；所述第二文丘里管的輸入口和輸出口分別與所述氧氣源和系統輸出口連接，所述第二順序閥的輸出口、空氣輸入口和氧氣輸入口分別與所述第二文丘里管的自吸口、空氣源和所述氧氣源連接，所述第二控制閥的輸入口和輸出口分別與所述氧氣源和所述第二順序閥的控制氣輸入口連接。
[0014]在一個優選的方案中，還包括第一比例閥和第二比例閥，所述第一比例閥的輸出口分別與第一文丘里管的輸入口和第一順序閥的氧氣輸入口連接，所述第一比例閥的輸入口與所述第一控制閥的輸入口連接；所述第二比例閥的輸出口分別與第二文丘里管的輸入口和第二順序閥的氧氣輸入口連接，所述第二比例閥的輸入口與所述第二控制閥的輸入口連接。
[0015]如果第一控制閥的輸入口連接到第一比例閥的輸出口，可能導致氣流無法通過第一控制閥，進而進入第一順序閥的控制氣輸入口，從而無法控制第一順序閥?；谕瑯拥睦碛?，第二控制閥的輸入口連接到第二比例閥的輸出口是較優的方案。
[0016]在一個優選的方案中，還包括減壓閥，所述減壓閥的輸入口與所述氧氣源連接，所述減壓閥的輸出口分別與所述第一比例閥的輸入口、第一控制閥的輸入口、第二比例閥的輸入口和第二控制閥的輸入口連接。
[0017]在一個優選的方案中，還包括第一流量傳感器，所述第一流量傳感器安裝在所述系統輸出口處。
[0018]在一個優選的方案中，還包括第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器安裝在所述系統輸出口處。
[0019]在一個優選的方案中，所述第一控制閥和/或第二控制閥是電磁閥。
[0020]在一個優選的方案中，還包括第一單向閥和第二單向閥，所述空氣源通過所述第一單向閥與所述第一順序閥的空氣輸入口連接，所述空氣源通過所述第二單向閥與所述第二順序閥的空氣輸入口連接。
[0021]本實施例的通氣系統，可以有效調節系統輸出口的氧氣濃度，獲得相對較為穩定的氧氣濃度。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0022]圖1是本實用新型一種實施例的氣動電控通氣系統框圖；
[0023]圖2是圖1的氣動電控通氣系統在僅有一個文丘里管工作在吸入空氣時的系統輸出口流量與氧氣濃度的關系曲線圖。
【【具體實施方式】】
[0024]以下對實用新型的較佳實施例作進一步詳細說明。
[0025]如圖1所示，一種實施例的氣動電控通氣系統，包括氧氣源、第一過濾器、減壓閥、第一壓力傳感器、第一比例閥、第一文丘里管、第三單向閥、第一流量傳感器、第一控制閥、第一順序閥、第一單向閥、第二比例閥、第二文丘里管、第二控制閥、第二順序閥、第二單向閥、第二流量傳感器、第二過濾器和空氣源。
[0026]減壓閥的輸入口通過第一過濾器與氧氣源連接，減壓閥的輸出口分成四路分別與第一比例閥的輸入口、第一控制閥的輸入口、第二比例閥的輸入口和第二控制閥的輸入口連接。
[0027]第一壓力傳感器用于檢測通過第一過濾器的氧氣的壓力。
[0028]第一比例閥的輸出口分成兩路分別與第一文丘里管的輸入口和第一順序閥的氧氣輸入口連接，第一文丘里管的輸出口依次通過第三單向閥和第一流量傳感器連接到系統輸出口，第一文丘里管的自吸口與第一順序閥的輸出口連接。
[0029]第一控制閥的輸出口與第一順序閥的控制氣輸入口連接，第一順序閥的空氣輸入口依次通過第一單向閥、第二流量傳感器和第二過濾器與空氣源連接。
[0030]第二文丘里管的輸入口和輸出口分別與第二比例閥的輸出口和第三單向閥的輸入口連接，第二順序閥的氧氣輸入口和輸出口分別與第二比例閥的輸出口和第二文丘里管的自吸口連接，第二順序閥的控制氣輸入口與第二控制閥的輸出口連接，第二順序閥的空氣輸入口通過第二單向閥與第二流量傳感器連接。
[0031]第一單向閥的輸出口位于系統輸出口一側，防止氣體從系統輸出口倒流入其他氣路，否則可能導致病人攜帶的病菌污染氣路。第一單向閥和第二單向閥的輸入口位于第二流量傳感器的一側，以防止氣體泄露到空氣源中，例如外部空氣中。系統輸出口處可以設置第二壓力傳感器，用于檢測系統輸出口處的壓力。
[0032]減壓閥是具有將輸入的氧氣的壓力降低到設定壓力值進行輸出的閥體，可以給氣路系統提供穩定的工作壓力。
[0033]比例閥是可以控制比例輸出氣體流量的閥體，具體來說，第一比例閥和第二比例閥可以控制輸出氧氣的流量。
[0034]第一控制閥和第二控制閥是可以控制打開和關閉的閥體，從而控制氣體的通斷，例如，第一控制閥和第二控制閥可以是電磁閥。
[0035]文丘里管是具有能夠從自吸口吸入氣體實現氣體混合的部件，從而在空氧混合后能夠降低呼吸機的氧濃度的裝置。
[0036]工作時,通過控制第一電磁閥打開,第一順序閥的空氣輸入口與輸出口連通，此時第一文丘里管可以吸入自第一單向閥流入的空氣；通過控制信號控制第一電磁閥關閉，第一順序閥的氧氣輸入口與輸出口連通，此時第一文丘里管不能吸入空氣，而第一比例閥的輸出的氧氣將直接從經過第一文丘里管而從其輸出口輸出，避開文丘里管所帶來的阻力，主氣路仍可輸出大流量純氧，從而工作在純氧狀態下。
[0037]同樣，通過控制第二電磁閥打開，第二順序閥的空氣輸入口與輸出口連通，此時第二文丘里管可以吸入空氣；通過控制第二電磁閥關閉，第二順序閥的氧氣輸入口與輸出口連通，此時第二文丘里管不能吸入空氣，而第二比例閥的輸出氣流將直接經過第二文丘里管而從其輸出口輸出，從而避開文丘里管所帶來的阻力，主氣路仍可輸出大流量純氧。
[0038]如圖2所示，是一種實施例中圖1的通氣系統在第一文丘里管工作在吸入空氣的狀態下、第二文丘里管關閉的情況下(或者第一文丘里管關閉、第二文丘里管工作在吸入空氣的狀態下)，測出的系統輸出口流量與該系統輸出口的氧氣濃度的關系曲線圖。圖2中具有四條曲線，分別表示當系統輸出口的壓力為0cmH20、15cmH20、30cmH20和60cmH20時，系統輸出口流量與系統輸出口的氧氣濃度之間的關系。
[0039]如果一個文丘里管的抗反壓能力良好，當系統輸出口的壓力不同時，系統輸出口的流量與氧氣濃度之間的曲線關系變化不大，例如，OcmH2O與15cmH20時，兩條曲線相差不大。如果一個文丘里管的抗反壓能力很差，當系統輸出口的壓力不同時，系統輸出口的流量與氧氣濃度之間的曲線關系變化較大，因此，容易因為系統輸出口的壓力不同而影響整個通氣系統的穩定性。
[0040]從圖中可以發現，在本通氣系統中，在相同的輸出流量下，系統輸出口的壓力越小，系統輸出口的氧氣濃度越低，并且，在系統輸出口輸出的氣體流量在較小的一定范圍內，氧氣的濃度幾乎不變或者變化很小。例如，當系統輸出口的壓力是OcmH2O時，在系統輸出口輸出3-70L/min流量時，通過調節第一比例閥的流量輸出，無法有效改變輸出的氧氣濃度；也就是說，如果系統輸出口氧氣濃度在某一個范圍時，例如系統輸出口的壓力為OcmH2O下的35%下，可以控制第一文丘里管和/或第二文丘里管的流量，從而調節系統輸出口的流量；從另一個角度來說，系統輸出口的氧氣濃度較為穩定，而系統輸出口的流量在3L/min之前，稍微變動流量，將導致氧氣濃度的大幅變動，可能使病患者無法適應而不利。再者，僅僅通過調節一個文丘里管的相關氣路，無法進一步改變系統輸出口的氧氣濃度。
[0041]因而，在系統輸出口輸出的流量在設定范圍內時，當需要不同氧氣濃度時，可以通過以下方法進行調節輸出的氧氣濃度:
[0042]當所述系統輸出口輸出的氣體需要第一氧氣濃度時，分別控制所述第一文丘里管工作在吸入空氣的狀態下和第二文丘里管關閉輸出；例如，第一氧氣濃度為35%左右，當系統輸出口的壓力為OcmH2O,如果系統輸出口需要輸出的流量為3-70L/min，則可以使第一文丘里管吸入空氣，第二文丘里管關閉，即使增加第一文丘里管的氧氣輸入量(調節系統輸出口的流量主要通過調節文丘里管的流量)，系統輸出口的氧氣濃度也不會產生較大變化。
[0043]當所述系統輸出口輸出的氣體需要大于第一氧氣濃度的第二氧氣濃度時，控制所述第一文丘里管工作在吸入空氣的狀態，控制第二文丘里管工作在純氧輸出的狀態；例如，如果系統輸出口的氧氣濃度需要達到40%，并且系統輸出口的流量控制在3-70L/min，則可以通過調節第二文丘里管工作在純氧輸出的狀態，從而可以提高系統輸出口的氧氣濃度，并且可能將流量控制在3-70L/min。否則，如果只通過調節第一文丘里管的流量來調節系統輸出口的氧氣濃度達到40%，系統輸出口的流量將進入100L/min左右，可能并不符合病人的需要。
[0044]另外，當系統輸出口的壓力是OcmH2O時，如果系統輸出口的輸出達到160L/min附近后，然后逐漸開始降低流量，結合圖中可以看出，這時氧氣濃度不降反升，直至達到100%的氧氣濃度(流量為140L/min左右時)，這時若繼續降低流量，氧氣濃度一下子降低到45%左右，因此氧氣濃度產生較大幅度的變化,可能導致病人無法適應。
[0045]因此,可以在系統輸出口的壓力較小的情況下,控制系統輸出口輸出較大流量,系統輸出口的流量不容易輕易進入濃度變化的拐點(如系統輸出口的壓力為OcmH2O時對應的160L/min左右的流量)。
[0046]可以在系統輸出口的壓力較大的情況下,控制所述系統輸出口輸出較小流量,這樣，既不會輕易進入濃度變化的拐點，也可以防止系統輸出口的壓力(例如病人的氣道壓力)的增大而影響整個通氣系統的穩定性。
[0047]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【權利要求】
1.一種氣動電控通氣系統，包括第一文丘里管和第一順序閥，其特征是，還包括:第一控制閥、第二文丘里管、第二控制閥和第二順序閥，所述第一文丘里管的輸入口和輸出口分別與氧氣源和系統輸出口連接，所述第一順序閥的輸出口、空氣輸入口和氧氣輸入口分別與所述第一文丘里管的自吸口、空氣源和所述氧氣源連接，所述第一控制閥的輸入口和輸出口分別與所述氧氣源和所述第一順序閥的控制氣輸入口連接；所述第二文丘里管的輸入口和輸出口分別與所述氧氣源和系統輸出口連接，所述第二順序閥的輸出口、空氣輸入口和氧氣輸入口分別與所述第二文丘里管的自吸口、空氣源和所述氧氣源連接，所述第二控制閥的輸入口和輸出口分別與所述氧氣源和所述第二順序閥的控制氣輸入口連接。
2.如權利要求1所述的氣動電控通氣系統，其特征是，還包括第一比例閥和第二比例閥，所述第一比例閥的輸出口分別與第一文丘里管的輸入口和第一順序閥的氧氣輸入口連接，所述第一比例閥的輸入口與所述第一控制閥的輸入口連接；所述第二比例閥的輸出口分別與第二文丘里管的輸入口和第二順序閥的氧氣輸入口連接，所述第二比例閥的輸入口與所述第二控制閥的輸入口連接。
3.如權利要求2所述的氣動電控通氣系統，其特征是，還包括減壓閥，所述減壓閥的輸入口與所述氧氣源連接，所述減壓閥的輸出口分別與所述第一比例閥的輸入口、第一控制閥的輸入口、第二比例閥的輸入口和第二控制閥的輸入口連接。
4.如權利要求1所述的氣動電控通氣系統，其特征是，還包括第一流量傳感器，所述第一流量傳感器安裝在所述系統輸出口處。
5.如權利要求1所述的氣動電控通氣系統，其特征是，還包括第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器安裝在所述系統輸出口處。
6.如權利要求1所述的氣動電控通氣系統，其特征是，還包括第一單向閥和第二單向閥，所述空氣源通過所述第一單向閥與所述第一順序閥的空氣輸入口連接，所述空氣源通過所述第二單向閥與所述第二順序閥的空氣輸入口連接。
【文檔編號】A61M16/00GK204073003SQ201420463690
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】馮耿超, 黃志昂, 黃興強 申請人:深圳市安?？萍加邢薰?br>