一種用于呼吸機的空氧混合氣道及呼吸機和方法
【專利摘要】一種用于呼吸機的空氧混合氣道及呼吸機和方法，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，空氣氣道兩端開口；氧氣氣道左端封閉，右端設氧氣阻片，其外側設氧氣入口。呼吸機包括氧氣氣路、空氣氣路及設有上述空氧混合氣道的空氧混合室，氧氣氣路上設有：氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣截流件；空氣氣路上設有：風機、空氣壓力調節(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得的空氣流速，調節(jié)閥門的開度實現(xiàn)對氧氣流速的調節(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。
【專利說明】
-種用于呼吸機的空氧混合氣道及呼吸機和方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種用于呼吸機的空氧混合氣道及呼吸機和方法，屬于呼吸機技術領 域。
【背景技術】
[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的治療的同時，加入吸氧 的治療，W糾正缺氧，提高動脈血氧分壓和氧飽和度的水平，促進代謝。呼吸機根據(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類患者吸氧最直接有效的方法。
[0003] 當前，具有空氧混合功能的氣動呼吸機(氣源均為加壓源，如空氣存儲罐)或者電 動呼吸機(空氣氣源為電動滿輪)均采用高壓氧源接入，通過減壓閥，應用比例閥調節(jié)氧氣 的流速，再結合氧氣流速和空氣流速計算輸出氣體的含氧量，但運種方案有W下幾個方面 的缺陷：
[0004] 1、安全閥：目前無論是氣動呼吸機還是電動呼吸機接入高壓氧源時，均未考慮人 為的誤操作對患者帶來的安全隱患，比如:氧源接入壓力超出正常地范圍時，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、氧氣源對氧濃度調節(jié)的影響：經(jīng)過比例閥調節(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，影響氧氣濃度精度；
[0006] 3、空氧混合結構：當前空氧混合結構，沒有混合腔，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，運種混合不均勻，對患者吸氧安全有一定的影響。
[0007] 針對W上缺陷，W下對比文件，分別有進行相關研究：
[000引對比文件1:CN204932531U公開一種小型呼吸機用集成閥體，包括侶合金閥體、純 氧電磁閥、節(jié)流閥、調壓閥、大口徑兩位Ξ、空氣入口、氧氣入口；純氧電磁閥、節(jié)流閥、調壓 閥、大口徑兩位Ξ通閥集成于侶合金閥體上，將呼吸機內(nèi)部各種閥體集成化，小型化;進空 氣的大口徑兩位Ξ通閥，進氧氣的純氧電磁閥，控制空氧氣混合濃度、氣壓的節(jié)流閥和調壓 閥彼此之間通過侶合金閥體內(nèi)部的氣道連接，實現(xiàn)呼吸機核屯、部件的集成化，閥體與管路 的集成化使呼吸機小型化。
[0009] 對比文件2:CN102266613B公開一種醫(yī)療通氣設備的氣道控制裝置，包括:減壓閥， 該減壓閥的進氣口與氣源相連;壓力傳感器，該壓力傳感器的進氣口與所述減壓閥的出氣 口相連；電磁閥，該電磁閥的進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，該安全閥的進氣口與所述電磁閥的出氣口相連；W及壓力調節(jié)閥（PEEP 閥），該PEEP閥的進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 全閥的進氣口和所述PEEP閥的進氣口相連。
[0010] 對比文件3:CN101757713A公開了一種空氧混合機構，包括:殼體，具有混合腔、W 及分別設于混合腔兩側的第一腔和第二腔，并且第一腔的排氣口通過混合腔與第二腔的排 氣口連接；W及可軸向移動的忍軸，忍軸依次穿過第一腔、混合腔和第二腔，并且忍軸具有 容納于混合腔中的臺階部，臺階部沿軸向移動的方向能夠同時改變兩個排氣口的開度。 [OOW 對比文件1和對比文件2均公開的是對呼吸機中氣道控制裝置（閥口）的改進，對比 文件1重點在于通過內(nèi)部各種閥體集成化，實現(xiàn)呼吸機的小型化;對比文件2的重點在于通 過對安全閥的控制保證呼吸機的精度和使用的者安全;對比文件3公開的是一種空氧混合 機構，該對比文件中主要是通過忍軸的移動改變排氣口的開度開實現(xiàn)流量的調節(jié)和控制， 并未設及混合腔體的改進，W解決空氧混合氣體混合不均勻的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用于呼吸機的空氧混合氣道及包括該空氧 混合氣道的呼吸機和呼吸機的氧氣閥調節(jié)氧氣流速方法。
[001 ；3 ]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用W下技術方案：
[0014] 提供一種用于呼吸機的空氧混合氣道，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，空氣氣道的兩端開口，氧氣氣道環(huán)繞空 氣氣道設置;所述氧氣氣道的左端封閉，右端（即氧氣氣道的氧氣出氣口）設有氧氣阻片，氧 氣氣道的外側設有氧氣入口；
[0017] 所述抗擾流件的氧氣氣道連接呼吸機的氧氣氣路，空氣氣道連接呼吸機的空氣氣 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] 進一步地，
[0022] 所述空氧混合腔設有混合入口，所述空氧混合腔內(nèi)設有混流片，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混流片和氣流穩(wěn)定混流片;所述空氧混合腔內(nèi)設有至少 一個氣流攬動混流片和至少一個氣流穩(wěn)定混流片。
[0024] 進一步地，
[0025] 所述混流片為風扇扇葉結構，所述氣流攬動混流片的扇葉具有旋轉角度，包括順 時針攬動混流片和逆時針攬動混流片;其目的在于改變氣流的旋轉方向，優(yōu)選為落地扇扇 葉結構，螺旋獎片等；
[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置，其目的是將混合腔 內(nèi)旋轉的空氧混合氣流停止旋轉式流動。
[0027]優(yōu)選地，
[0028] 所述混合入口采用錐形結構，用于將氧氣氣流導入空氣氣流中，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，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] 所述氧氣氣路的進氣端通過氧氣源接口外接高壓氧氣源，所述空氣氣路的進氣端 通過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有：風機、空氣壓力調節(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] 進一步地，
[0036] 所述氧氣微型比例閥之前設有安全閥。
[0037] 進一步地，
[0038] 所述氧氣氣路上，所述安全閥與氧氣微型比例閥之間設有高壓氧氣壓力傳感器；
[0039] 所述空氣氣路上，在風機出口處設有風機出氣口壓力傳感器。
[0040] 進一步地，
[0041 ]所述氧氣氣路上，在氧氣源接口處設有高壓氧氣過濾器；
[0042] 所述空氣氣路上，在空氣源接口處設有空氣過濾片。
[0043] 進一步地，
[0044] 所述氧氣氣路上，在所述氧氣微型比例閥之后設有氧氣穩(wěn)流件;在氧氣微型比例 閥與氧氣穩(wěn)流件之間設有氧氣降噪片；
[0045] 所述空氣氣路上，在所述空氣壓力調節(jié)閥之后設有空氣穩(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的氧氣閥調節(jié)氧氣流速的方 法，具體包括如下步驟：
[0047] (1)首先，在呼吸機氧氣氣路上依次設置氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣 截流件，高壓氧源通過氧氣源接口從氧氣氣路的進氣端進入氧氣微型比例閥，氧氣微型比 例閥用于根據(jù)呼吸機出氣口預期需輸出的氧濃度調節(jié)氧氣流速；
[0048] 在呼吸機空氣氣路上依次設置風機、空氣壓力調節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截 流件，空氣源通過空氣源接口從空氣氣路的進氣端進入經(jīng)風機加壓后進入空氣壓力調節(jié) 閥，空氣壓力調節(jié)閥用于根據(jù)呼吸機出氣口預期需輸出的空氣濃度調節(jié)空氣流速；
[0049] 在呼吸機氧氣氣路、空氣氣路的出氣端設置空氧混合室，所述空氧混合室內(nèi)設有 上述任意一項所述的空氧混合氣道;所空氧混合室的出氣口設置出氣口壓力傳感器；
[0050] (2)設呼吸機出氣口需要預期輸出的混合氣體中的氧濃度為Η，此時，空氣流量傳 感器通過采集空氣截流件前后端的壓差測得空氣流速為Lair，則此時:氧氣微型比例閥調節(jié) 輸出的氧氣流速L02為
[0化1] 上述公式由來：
[0052] 假設: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)過上述空氧混合氣道從呼吸機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調節(jié)開度，調整氧氣流速L02，
[0061] 因此，氧氣微型比例閥調節(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和需要預期輸出的混合氣體的氧濃度Η調節(jié)開 度，實現(xiàn)對氧氣流速L02的調節(jié)。
[0064] 上述呼吸機工作時的工作原理如下：
[0065] 1、一方面，呼吸機的氧氣氣路通過氧氣源接口外接高壓氧氣源，氧氣通過氧氣源 接口在進入高壓氧壓力傳感器之前，可W先通過進入高壓氧氣過濾器進行雜質濾除，雜質 主要包括微小顆粒和水珠;之后，為了避免超過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，在氧氣氣路上設有安全閥，安全閥在接入高于氧源壓力的錯誤 操作時開啟，可W有效保護呼吸機氣道W及患者安全。
[0066] 然后，氧氣源進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 氧源壓力，用于報警或提示氧源壓力，之后進入氧氣微型比例閥，氧氣氣路上的氧氣微型比 例閥用于調節(jié)氧氣流速；
[0067] 之后，氧氣還可W通過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，氧氣通過氧氣氣路上的氧氣穩(wěn)流件;之后，氧氣再通過氧氣氣路上的氧氣截流件 在其前后兩端產(chǎn)生壓差，同時，氧氣流量傳感器通過測量在氧氣截流件前后端的壓差測量 實際氧流量，由于在氧氣截流件前設置有氧氣穩(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 量精度。
[0068] 2、另一方面，呼吸機的空氣氣路通過空氣源接口外接空氣源，風機(滿輪風機)增 壓吸入空氣，形成具有壓力的空氣流，空氣在進入風機之前首先通過空氣過濾片，濾除空氣 中的雜質；經(jīng)過濾后的空氣流再通過設置在風機出氣口的風機出氣口壓力傳感器，用于檢 測風機輸出的空氣壓力；之后，空氣再通過空氣氣路上的空氣壓力調節(jié)閥，空氣壓力調節(jié)閥 用于調整輸出到患者氣道的空氣壓力，該閥開度的大小與該閥輸出的壓力和流量成正比， 閥的開度越大，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，空氣流量傳感器通過測量通過空氣截流件前后端的壓差測量實 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，可w在空氣截流件之前設置空氣穩(wěn)流件，使空氣氣流穩(wěn)定后進入空氣截流 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，氧氣氣道的右端設有氧氣阻片，可W降低氧氣流的 壓力;從抗擾流件出來的空氣流、氧氣流一起從空氧混合氣道的空氧混合腔的入口端進入， 由于空氧混合室內(nèi)設有混流片，可W攬動空氣流與氧氣流，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，再通過一個出氣口 壓力傳感器，最后連接至患者接口，呼吸機的出氣口壓力傳感器用于測量呼吸機輸出氣體 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有抗擾流件，傳統(tǒng)的沒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構的流量傳感器，該類傳感器通常情況下體積大，功耗大， 校準和標定復雜，本發(fā)明在空氧混合氣道中設置抗擾流件，可使用高精度壓差式流量傳感 器，該傳感器體積小，功耗低，校準且標定簡單。
[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降低對空氣氣道靜壓力的影 響，提高輸出混合氣體壓力精度，同時減小對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有空氧混合腔，空氧混合腔中設有混 流片，氣流攬動混流片可W攬動空氣流和氧氣流，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，還設置有安全閥，安全閥在接入高 于氧源壓力的錯誤操作時開啟，安全閥可W避免超過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有效保護呼吸機氣道W及患者安全。
[0076] 5、本發(fā)明中的呼吸機:空氣氣路和氧氣氣路上分別設置有空氣過濾片、高壓氧氣 過濾器，分別對空氣和氧氣進行雜質過濾，提高空氣和氧氣的潔凈度。
[0077] 6、本發(fā)明中的呼吸機:空氣氣路和氧氣氣路上分別設置有空氣穩(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)明是一種可調節(jié)氧氣濃度的呼吸機，運種呼吸機中，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構中利用混流片降低了氧源對加壓流的干擾，提 高了氧氣濃度精度。
【附圖說明】
[0079] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運些附圖獲得其他的附圖。
[0080]圖1為本發(fā)明實施例空氧混合氣道的結構示意圖；
[0081 ]圖2為本發(fā)明實施例抗擾流件的結構示意圖；
[0082] 圖3為本發(fā)明實施例空氧混合腔的結構示意圖；
[0083] 圖4為本發(fā)明呼吸機的結構示意圖；
[0084] 附圖標記說明：
[0085] 101、高壓氧氣過濾器；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、空氣過濾片；202、風機;203、風機出氣口壓力傳感器;204、空氣壓力調節(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。
【具體實施方式】
[0090] 下面結合附圖及實施例對發(fā)明進一步說明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0091] 實施例1
[0092] 如圖1-3所示，本實施例提供一種用于呼吸機的空氧混合氣道，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為兩端開口圓柱形 腔體，氧氣氣道312環(huán)繞空氣氣道311設置，為環(huán)繞空氣氣道設置的圓環(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）設有氧氣阻片3121，氧氣氣道312的外側 設有氧氣入口 3122;
[00%]所述抗擾流件的氧氣氣道312連接呼吸機的氧氣氣路，空氣氣道311連接呼吸機的 空氣氣路。
[0096] 本實施例中，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] 所述空氧混合腔設有錐形混合入口 322,錐形混合入口用于將氧氣氣流導入空氣 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混流片和氣流穩(wěn)定混流片;所述空氧混合腔內(nèi)設有至少 一個氣流攬動混流片和至少一個氣流穩(wěn)定混流片。
[0100] 混流片為風扇扇葉結構：（1)氣流攬動混流片的扇葉為旋轉方向設置，包括順時針 攬動混流片和逆時針攬動混流片;其目的在于改變氣流的旋轉方向，本實施例中為螺旋獎 片。
[0101] (2)氣流穩(wěn)定混流片的扇片垂直于氣道截面積設置，其目的是將混合腔內(nèi)旋轉的 空氧混合氣流停止旋轉式流動。
[0102] 本實施例中的空氧混合腔中依次設有順時針攬動混流片3211、氣流穩(wěn)定混流片 3112、逆時針攬動混流片3213和氣流穩(wěn)定混流片3114。
[0103] 經(jīng)過抗擾流件出來氧氣流、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)過順時針攬動混流片3211順時針將氣流攬動，充分混合， 再經(jīng)過氣流穩(wěn)定混流片3112穩(wěn)定氣流，將其平穩(wěn)輸出到逆時針攬動混流片3213,再次將氣 流逆時針攬動，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)過氣流攬動混流片的多次攬動，混合更加充分、均勻，經(jīng)過 氣流穩(wěn)定混流片穩(wěn)定氣流后輸出，不會對后續(xù)的測量產(chǎn)生影響，使得空氧混合控制更加精 準。
[0104] 本實施例中的空氧混合氣道設有抗擾流件，傳統(tǒng)的沒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構的流量傳感器，該類傳感器通常情況下體積大，功耗 大，校準和標定復雜，本發(fā)明在空氧混合氣道中設置抗擾流件，可使用高精度壓差式流量傳 感器，該傳感器體積小，功耗低，校準且標定簡單。
[0105] 本實施例的抗擾流件的氧氣出氣口處（即氧氣氣道312的右端）設有氧氣阻片 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降低對空 氣氣道靜壓力的影響，提高輸出混合氣體壓力精度，同時減小對空氣流量傳感器的影響，提 高空氧混合氣體的精度。
[0106] 本實施例中的空氧混合氣道還在抗擾流件后設有空氧混合腔，空氧混合腔中設有 混流片（3211-3214)，氣流攬動混流片（321U3213)可W攬動空氣流和氧氣流，使空氧氣體 充分混合，且混合更加均勻；再通過氣流穩(wěn)定混流片（3212、3213)使混合氣體氣流穩(wěn)定輸 出。
[0107] 實施例2
[0108] 如附圖4所示，本實施例提供一種包括實施例1所述的空氧混合氣道的呼吸機，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)設有實施例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] 所述氧氣氣路的進氣端通過氧氣源接口 6外接高壓氧氣源，所述空氣氣路的進氣 端通過空氣源接口 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之前設有安全閥108;安全閥108與氧氣微型比例閥103之間設 有高壓氧氣壓力傳感器102;氧氣源接口 6處還設有高壓氧氣過濾器101;氧氣微型比例閥 103之后設有氧氣穩(wěn)流件105;在氧氣微型比例閥103與氧氣穩(wěn)流件105之間設有氧氣降噪片 104;
[0112] 所述空氣氣路上依次設有:風機202、空氣壓力調節(jié)閥204、空氣流量傳感器206和 空氣截流件207;風機202的出口處設有風機出氣口壓力傳感器102;空氣源接口 7處設有空 氣過濾片201;空氣壓力調節(jié)閥204之后設有空氣穩(wěn)流件205。
[0113] 本實施例中的呼吸機在工作時的原理如下：
[0114] 1、一方面，呼吸機的氧氣氣路通過氧氣源接口 6外接高壓氧氣源，本實施例中的氧 氣源來自氧氣接口接入的氧氣瓶或醫(yī)院中央供養(yǎng)系統(tǒng)。氧氣通過氧氣源接口 6在進入高壓 氧壓力傳感器102之前，可W先通過進入高壓氧氣過濾器101進行雜質濾除，雜質主要包括 微小顆粒和水珠;之后，為了避免超過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，在氧氣氣路上設有安全閥108,安全閥108在接入高于氧源壓力的錯誤操 作時開啟，可W有效保護呼吸機氣道W及患者安全。
[0115] 然后，氧氣源進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 于檢測氧源壓力，用于報警或提示氧源壓力，之后進入氧氣微型比例閥103,氧氣氣路上的 氧氣微型比例閥103用于調節(jié)氧氣流速；
[0116] 之后，氧氣還可W通過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，氧氣通過氧氣氣路上的氧氣穩(wěn)流件105;之后，氧氣再通過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，氧氣流量傳感器106通過測量在氧氣截流件107前后 端的壓差測量實際氧流量，由于在氧氣截流件107前設置有氧氣穩(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的測量精度。
[0117] 2、另一方面，呼吸機的空氣氣路通過空氣源接口 7外接空氣源，風機202(滿輪風 機)增壓吸入空氣，形成具有壓力的空氣流，空氣在進入風機202之前首先通過空氣過濾片 201，濾除空氣中的雜質;經(jīng)過濾后的空氣流再通過設置在風機202出氣口的風機出氣口壓 力傳感器203,用于檢測風機輸出的空氣壓力；之后，空氣再通過空氣氣路上的空氣壓力調 節(jié)閥204,空氣壓力調節(jié)閥204用于調整輸出到患者氣道的空氣壓力，該閥開度的大小與該 閥輸出的壓力和流量成正比，閥的開度越大，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，空氣流量傳感器206通過測量通 過空氣截流件207前后端的壓差測量實際空氣流量。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，可W在空氣截流件207之前設 置空氣穩(wěn)流件205，使空氣氣流穩(wěn)定后進入空氣截流件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的右端設有氧氣阻片3121， 可W降低氧氣流的壓力；從抗擾流件出來的空氣流、氧氣流一起從空氧混合氣道的空氧混 合腔的入口端進入，由于空氧混合室內(nèi)設有混流片（3211-3214)，可W攬動空氣流與氧氣 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，再通過一個出氣口 壓力傳感器4,最后連接至患者接口 5,呼吸機的出氣口壓力傳感器4用于測量呼吸機輸出氣 體的壓力值。
[0120] 本實施例的呼吸機中，其氧氣閥調節(jié)氧氣流速的方法，如下：
[0121] 設氧氣源(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)過上述空氧混合氣道從呼吸機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調節(jié)開度，調整氧氣流速 L02，
[0130] 因此，本實施例中氧氣微型比例閥103調節(jié)輸出的氧氣流速為：
[0131]
[0132] 本實施例中的氧氣微型比例閥103根據(jù)呼吸機出氣口需要預期輸出的混合氣體中 的氧濃度為H，及空氣流量傳感器206測得空氣流速為Lair，調節(jié)閥口的開度實現(xiàn)對氧氣流速 L02的調節(jié)。
[0133] 本實施例中的呼吸機除了因采用實施例1中所述的空氧混合氣道而具有其帶來的 相應技術效果之外，本實施例中的呼吸機，還在氧氣氣路上設置有安全閥108，安全閥108在 接入高于氧源壓力的錯誤操作時開啟，安全閥108可W避免超過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有效保護呼吸機氣道W及患者安全。
[0134] 本實施例中的的呼吸機:空氣氣路和氧氣氣路上分別設置有空氣過濾片201、高壓 氧氣過濾器101，分別對空氣和氧氣進行雜質過濾，提高空氣和氧氣的潔凈度。
[0135] 本實施例中的呼吸機:空氣氣路和氧氣氣路上分別設置有空氣穩(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] 本實施例是一種可調節(jié)氧氣濃度的呼吸機，運種呼吸機中，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構中利用混流片降低了氧源對加壓流的干擾， 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。本行業(yè)的技術 人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 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)明還會有各種變化和改進，運些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等同物界定。
【主權項】
1. 一種用于呼吸機的空氧混合氣道，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，空氣氣道的兩端開口，氧氣氣道環(huán)繞空氣氣 道設置;所述氧氣氣道的左端封閉，右端設有氧氣阻片，氧氣氣道的外側設有氧氣入口； 所述抗擾流件的氧氣氣道連接呼吸機的氧氣氣路，空氣氣道連接呼吸機的空氣氣路。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種用于呼吸機的空氧混合氣道，其特征在于， 所述空氧混合腔設有混合入口，所述空氧混合腔內(nèi)設有混流片，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混流片和氣流穩(wěn)定混流片;所述空氧混合腔內(nèi)設有至少一個 氣流攪動混流片和至少一個氣流穩(wěn)定混流片。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種用于呼吸機的空氧混合氣道，其特征在于， 所述混流片為風扇扇葉結構，所述氣流攪動混流片的扇葉具有旋轉角度，包括順時針 攪動混流片和逆時針攪動混流片； 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置。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種用于呼吸機的空氧混合氣道，其特征在于， 所述混合入口采用錐形結構； 所述空氣氣道為圓柱形腔體，所述氧氣氣道為環(huán)繞空氣氣道設置的圓環(huán)形腔體。5. 具有空氧混合氣道的呼吸機，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； 所述氧氣氣路的進氣端通過氧氣源接口外接高壓氧氣源，所述空氣氣路的進氣端通過 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有:風機、空氣壓力調節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截流件。6. 根據(jù)權利要求5所述的具有空氧混合氣道的呼吸機，其特征在于， 所述氧氣微型比例閥之前設有安全閥。7. 根據(jù)權利要求6所述的具有空氧混合氣道的呼吸機，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有高壓氧氣壓力傳感器； 所述空氣氣路上，在風機出口處設有風機出氣口壓力傳感器。8. 根據(jù)權利要求6所述的具有空氧混合氣道的呼吸機，其特征在于， 所述氧氣氣路上，在氧氣源接口處設有高壓氧氣過濾器； 所述空氣氣路上，在空氣源接口處設有空氣過濾片。9. 根據(jù)權利要求6所述的具有空氧混合氣道的呼吸機，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)流件之間設有氧氣降噪片； 所述空氣氣路上，在所述空氣壓力調節(jié)閥之后設有空氣穩(wěn)流件。10. 具有空氧混合氣道的呼吸機的氧氣閥調節(jié)氧氣流速的方法，具體包括如下步驟： (1) 首先，在呼吸機氧氣氣路上依次設置氧氣微型比例閥、氧氣流量傳感器和氧氣截流 件，高壓氧源通過氧氣源接口從氧氣氣路的進氣端進入氧氣微型比例閥，氧氣微型比例閥 用于根據(jù)呼吸機出氣口預期需輸出的氧濃度調節(jié)氧氣流速； 在呼吸機空氣氣路上依次設置風機、空氣壓力調節(jié)閥、空氣流量傳感器和空氣截流件， 空氣源通過空氣源接口從空氣氣路的進氣端進入經(jīng)風機加壓后進入空氣壓力調節(jié)閥，空氣 壓力調節(jié)閥用于根據(jù)呼吸機出氣口預期需輸出的空氣濃度調節(jié)空氣流速； 在呼吸機氧氣氣路、空氣氣路的出氣端設置空氧混合室，所述空氧混合室內(nèi)設有上述 任意一項所述的空氧混合氣道;所空氧混合室的出氣口設置出氣口壓力傳感器； (2) 設呼吸機出氣口需要預期輸出的混合氣體中的氧濃度為H，此時，空氣流量傳感器 通過采集空氣截流件前后端的壓差測得空氣流速為L air，則此時:氧氣微型比例閥調節(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和需要預期輸出的混合氣體的氧濃度Η調節(jié)開度，實 現(xiàn)對氧氣流速U)2的調節(jié)。
【文檔編號】A61M16/12GK105920711SQ201610462324
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】戴征, 丁錦, 劉煒, 徐勤鵬, 李偉利
【申請人】湖南明康中錦醫(yī)療科技發(fā)展有限公司