專利名稱：氣流穩(wěn)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用氣路系統(tǒng)，具體地涉及用于氣路系統(tǒng)中的氣流穩(wěn)定裝置。
背景技術(shù)：
在要求具有精密壓力流量控制的醫(yī)療設(shè)備(如呼吸機(jī))中，需要采用減壓閥與流 量控制閥對(duì)氣體流量進(jìn)行控制，目前，二者之間大都以簡(jiǎn)單的管路連接，氣體通過(guò)減壓閥直 接進(jìn)入流量控制閥。通過(guò)流量控制閥的氣體要求具有穩(wěn)定氣體流速和恒定的輸出壓力，以 防止氣流對(duì)流量控制閥的沖擊，從而影響流量控制精度和患者的舒適度?？梢圆捎酶叨说?精密減壓閥和抗沖擊的流量控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，但是這會(huì)增加了醫(yī)療設(shè)備的成本和流 量控制閥的選型難度。如果采用普通的減壓閥，則氣流速度難以保持穩(wěn)定，當(dāng)流量控制閥的 閥門開啟時(shí)，控制閥的前端(氣體的進(jìn)入端口 )就會(huì)形成瞬間低壓區(qū)，導(dǎo)致高壓氣流突然涌 入流量控制閥中，從而對(duì)流量控制閥造成了很大的氣流沖擊，降低了控制閥零點(diǎn)開啟的精 確度和持續(xù)供氣能力；并且，由于氣流速度會(huì)不斷地發(fā)生交替地高低變化，因此氣流很容易 與減壓閥的膜片之間發(fā)生共振，從而產(chǎn)生振動(dòng)噪音。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣流穩(wěn)定裝置，其通過(guò)簡(jiǎn)單的方式來(lái)消除氣體流量控制 過(guò)程中產(chǎn)生的噪音，并減小氣流沖擊，從而減小氣流沖擊和頻繁的交替變化對(duì)氣路元器件 使用穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而提高流量控制精度。 針對(duì)上述目的，本發(fā)明提供了一種氣流穩(wěn)定裝置，該氣流穩(wěn)定裝置設(shè)置在氣路系 統(tǒng)的減壓閥與流量控制閥之間，其中，氣流穩(wěn)定裝置內(nèi)設(shè)有迂曲的腔室，來(lái)自減壓閥的氣體 通過(guò)腔室進(jìn)入流量控制閥。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，迂曲的腔室具有彼此相連的多個(gè)彎曲 部。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，由公式AP^ = P。V。來(lái)確定所述迂曲
的腔室的容積，其中，K為所述迂曲的腔室的容積，P。為預(yù)先設(shè)定的所述流量控制閥的輸出
氣體壓力、V。為產(chǎn)生瞬間峰值流量的時(shí)間內(nèi)測(cè)得的從所述流量控制閥輸出氣體的體積，AP
為所要求的所述流量控制閥的進(jìn)氣端口 (la)與出氣端口 (lb)之間的壓力差。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，氣流穩(wěn)定裝置由流量控制閥的閥座形
成，迂曲的腔室形成在閥座中。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，迂曲的腔室的一端(3a)與閥座上的 進(jìn)氣口 (2a)連通，而另一端(3b)與流量控制閥的進(jìn)氣端口連通。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，氣流穩(wěn)定裝置內(nèi)設(shè)有相互并聯(lián)的多個(gè) 迂曲的腔室。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，多個(gè)彎曲部具有"U"形的形狀。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置，其中，迂曲的腔室為呈螺旋形的腔室。
本發(fā)明具有以下技術(shù)效果 根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置具有迂曲形腔室，在流量控制閥的閥門開啟的瞬間， 腔室內(nèi)容納的氣體會(huì)流入流量控制閥，起到輔助氣源的作用，防止進(jìn)入流量控制閥的氣流 發(fā)生突變； 同時(shí)，經(jīng)減壓閥流出的氣體首先進(jìn)入迂曲形的腔室內(nèi)，并在腔室內(nèi)得到緩沖，使流 入流量控制閥的氣流更平穩(wěn)，大大降低了高速氣流對(duì)流量控制閥的沖擊，提高了流量控制 閥的流量控制精度和使用壽命；并且，本氣流穩(wěn)定裝置還減小了減壓閥輸出的氣體的壓降 波動(dòng)，減小壓差的變化率，從而使減壓閥的壓力控制更穩(wěn)定，避免了減壓閥的氣壓控制部分 的來(lái)回調(diào)整而引起的噪音。 應(yīng)該理解，以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是列舉和說(shuō)明性質(zhì)的，目的是 為了對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說(shuō)明。


附圖構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附解了本發(fā) 明的一些實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的 標(biāo)號(hào)表示。附圖中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的氣流穩(wěn)定裝置的剖視示意圖； 圖2示出了采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的氣流穩(wěn)定裝置的吸氣模塊的結(jié)構(gòu)示
意圖；以及 圖3a、3b分別示出了未采用和采用了根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置的流量控制閥 輸出的氣體壓力的波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
參照?qǐng)Dl，其中示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的氣流穩(wěn)定裝置，該氣流穩(wěn)定裝置設(shè) 置在氣路系統(tǒng)的吸氣模塊中(如圖2所示)，具體地，設(shè)置在減壓閥(未示出)與流量控制 閥1之間，減壓閥用于對(duì)流入其中的氣體進(jìn)行穩(wěn)壓控制并限制流速，流量控制閥1用于控制 流出的氣體的流量大小。如圖l所示，氣流穩(wěn)定裝置內(nèi)設(shè)有迂曲的腔室3，來(lái)自減壓閥的氣 體通過(guò)該腔室3流入流量控制閥1。對(duì)于圖1中示出了迂曲形的腔室3，其具有相互連接 的兩個(gè)彎曲部，同直管形的氣流通路相比，氣流流經(jīng)這些彎曲部時(shí)會(huì)受到緩沖阻礙作用，圖 1中的箭頭示意性地示出了從減壓閥經(jīng)過(guò)本氣流穩(wěn)定裝置進(jìn)而通過(guò)流量控制閥1流出的氣 體的流動(dòng)路徑。 當(dāng)在減壓閥與流量控制閥1之間設(shè)置了上述根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置時(shí)，能夠 實(shí)現(xiàn)如下的技術(shù)效果。由于腔室3內(nèi)會(huì)容納一定量的氣體，且容納了氣體的腔室3內(nèi)的氣 壓高于流量控制閥3的出氣端口 3a處的氣壓，則在流量控制閥3的閥門開啟的瞬間，腔室 3內(nèi)的部分氣體會(huì)流入流量控制閥3，從而起到補(bǔ)充氣源的作用，從而減小閥門開啟后出現(xiàn) 的瞬時(shí)流量峰值。同時(shí)，經(jīng)減壓閥流出的氣體首先進(jìn)入腔室3內(nèi)，在迂曲形的腔室3內(nèi)進(jìn)行 緩沖，再經(jīng)流量控制閥1流出，這大大降低了經(jīng)減壓閥流出的高速氣流對(duì)流量控制閥1的沖 擊，提高了流量控制閥1的流量控制精度和使用壽命。進(jìn)一步，迂曲形腔室3可以使氣流在其內(nèi)部進(jìn)行緩沖調(diào)整，從而穩(wěn)定了減壓閥的壓力輸出，減小了氣流的瞬時(shí)壓力波動(dòng)。由于減 壓閥的壓力輸出更加穩(wěn)定，且瞬時(shí)壓力波動(dòng)減小，因此減小了壓差的變化率，從而避免了由 于頻繁調(diào)整減壓閥的氣壓控制部分而引起的噪音。 需要根據(jù)使用要求來(lái)確定緩沖腔室3的容積P工以及凹凸彎曲部的數(shù)目及形狀。根 據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，腔室3的容積可以由流量控制閥1輸出的氣體壓力P。、一定時(shí)間內(nèi)測(cè) 得的輸出氣體的體積V。以及流量控制閥1的進(jìn)氣端口 la與出氣端口 lb之間的壓力差A(yù)P 來(lái)確定。具體地，在流量控制閥1開啟前，腔室3內(nèi)氣體的壓力P工為定值，腔室3內(nèi)的氣體 體積K也為定值，假設(shè)在流量控制閥1閥開啟的瞬時(shí)，流量控制閥1內(nèi)沒有得到來(lái)自減壓 閥的氣體，進(jìn)一步，根據(jù)使用要求，經(jīng)流量控制閥1流出的氣體體積V。與氣體壓力P。均為標(biāo) 準(zhǔn)狀況(溫度為0°C (273. 15K)且壓強(qiáng)為101. 325千帕(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，760毫米滎柱))下 測(cè)得的數(shù)值，其為定值，則由理想氣體狀態(tài)方程可得出(忽略溫度變化影響)
= (P「AP)VP。V。 (1) 其中AP為流量控制閥1的進(jìn)氣端口 la與出氣端口 lb之間的壓力差，有上述公
式(1)進(jìn)一步可以得出 A = P。Vo (2) 下面將通過(guò)示例性的參數(shù)來(lái)說(shuō)明如何利用上述公式確定腔室3的容積V"在采用 了本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置的呼吸機(jī)中，在本實(shí)施例中，設(shè)定每秒鐘的通氣量為1500ml(由 圖2中所示的流量傳感器6測(cè)得)，并且實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生瞬間峰值流量的時(shí)間為0. 2s，標(biāo)況 下的大氣壓(及流量控制閥1輸出的氣體壓力)P。為101.6KPa，在上述產(chǎn)生瞬間峰值流量 的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)流量控制閥1流出的氣體流量為V。 = 1500X0. 2 = 300ml，則有APV工=P。V。 =101. 6X300 = 30480。而經(jīng)減壓閥減壓后流入腔室3的氣體壓力為250KPa，則有P工= 250KPa，由具體試驗(yàn)可以得到流量控制閥1的進(jìn)氣端口 la與出氣端口 lb之間的壓力差A(yù)P 小于25% Pi可以滿足使用需求，艮卩AP《25XP"根據(jù)上述公式(2)可得
V丄=30480/ A P > 30480/ (25 % Pl) > 30480/ (0. 25 X 250) > 487. 68ml
即，腔室3的容積應(yīng)不小于487. 68ml 。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可測(cè)得高壓沖擊波的遞減規(guī)律，據(jù)此 設(shè)計(jì)了這種迂回結(jié)構(gòu)的緩沖腔室3，其具有形成凹凸結(jié)構(gòu)的多個(gè)彎曲部。如果設(shè)定氣體需 要兩次緩沖，進(jìn)而根據(jù)所需的腔室容積，則可以綜合確定出圖1中所示的迂曲形腔室3，并 確定其容積為500ml。在本實(shí)施例中，將流量控制閥2輸出氣體的壓力P。設(shè)定為大氣壓力， AP的臨界值選取為25% Pl，在此種情況下得出的腔室3的容積為500ml。然而，如果使用 條件及環(huán)境改變，則據(jù)此將流量控制閥2的輸出氣體壓力P。設(shè)定為其他的合適值，并改變 了 AP的臨界值，則腔室3的容積也會(huì)相應(yīng)的改變。 優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，氣流穩(wěn)定裝置事實(shí)上由流量控制閥1的閥座2形成，而迂 曲的腔室3就形成在閥座2中(如圖2所示)。如圖1中所示，腔室3的一端3a與閥座2 上的進(jìn)氣口 2a連通，而另一端3b與流量控制閥1的進(jìn)氣端口 la連通，來(lái)自減壓閥的氣體通 過(guò)進(jìn)氣口 2a進(jìn)入腔室3，經(jīng)緩沖調(diào)整后，從進(jìn)氣端口 la流入流量控制閥1。在其他的實(shí)施例 中，氣流穩(wěn)定裝置可以是獨(dú)立形成的結(jié)構(gòu)，但需要將其設(shè)置在減壓閥與流量控制閥1之間。 進(jìn)一步，雖然上面描述了并且圖1中也相應(yīng)示出了腔室3具有兩個(gè)彎曲部，但事實(shí)上，在其 他實(shí)施例中，腔室3可以具有更多的彎曲部。 在本實(shí)施例中，閥座2中內(nèi)設(shè)有一個(gè)迂曲的腔室3，而事實(shí)上，本發(fā)明并不局限于形成一個(gè)腔室3，本氣流穩(wěn)定裝置中也可以形成多個(gè)迂曲形的腔室，在這種情況下，從減壓 閥流出的氣體分別流入多個(gè)腔室中，進(jìn)行緩沖調(diào)整，進(jìn)而再進(jìn)入流量控制閥。并且，多個(gè)腔 室可以是獨(dú)立地也可以是相互連通的。可以理解，當(dāng)具有N個(gè)容積相同的腔室時(shí)，每個(gè)腔室 的容積是根據(jù)上述方法計(jì)算出的腔室容積的1/N。 如圖所示，迂曲形腔室3的多個(gè)彎曲部具有"U"形的形狀，在本實(shí)施例中，"U"形的 彎曲連接部分為圓弧形的，而在其他情況下，"U"形的彎曲連接部分也可以由直線構(gòu)成的， 而不是由弧線構(gòu)成。 在本優(yōu)選實(shí)施例中，由于考慮加工的便利性，將腔室3加工成圖1中所示的結(jié)構(gòu)， 但事實(shí)上，也可以將腔室3加工成螺旋形的結(jié)構(gòu)，只是這種情況下制造工藝會(huì)相對(duì)復(fù)雜。
圖2示出了采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的氣流穩(wěn)定裝置的呼吸機(jī)吸氣模塊的 結(jié)構(gòu)示意圖，其中本吸氣模塊采用了兩個(gè)流量控制閥1以及對(duì)應(yīng)的兩個(gè)流量傳感器6。在使 用中，呼吸機(jī)通過(guò)吸氣管和呼氣管同時(shí)連接至患者，患者從呼吸機(jī)吸氣模塊吸取氣體，再通 過(guò)呼氣模塊排出氣體。為了對(duì)氣流穩(wěn)定裝置的效果進(jìn)行說(shuō)明，圖3a、3b分別示出了未采用 和采用了根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置的呼吸機(jī)吸氣模塊中的流量控制閥輸出的氣體壓力 的波形圖。由圖可清楚地看到，采用了根據(jù)本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置后，流量控制閥l幾乎不 存在峰值流量，這充分表明了本發(fā)明的氣流穩(wěn)定裝置的效果。 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，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(nèi)所作的任何修改、等 同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種氣流穩(wěn)定裝置，所述氣流穩(wěn)定裝置設(shè)置在氣路系統(tǒng)的減壓閥與流量控制閥(1)之間，其特征在于，所述氣流穩(wěn)定裝置內(nèi)設(shè)有迂曲的腔室(3)，來(lái)自所述減壓閥的氣體通過(guò)所述腔室進(jìn)入所述流量控制閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，所述迂曲的腔室具有彼此相連 的多個(gè)彎曲部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，由公式APV工=P。V。來(lái)確定所 述迂曲的腔室的容積，其中，K為所述迂曲的腔室的容積，P。為預(yù)先設(shè)定的所述流量控制閥 的輸出氣體壓力、V。為產(chǎn)生瞬間峰值流量的時(shí)間內(nèi)測(cè)得的從所述流量控制閥輸出氣體的體 積，AP為所要求的所述流量控制閥的進(jìn)氣端口 (la)與出氣端口 (lb)之間的壓力差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，所述氣流穩(wěn)定裝置由所述流量 控制閥的閥座形成，所述迂曲的腔室形成在所述閥座中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，所述迂曲的腔室的一端(3a)與 所述閥座上的進(jìn)氣口 (2a)連通，而另一端(3b)與所述流量控制閥的進(jìn)氣端口連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，所述氣流穩(wěn)定裝置內(nèi)設(shè)有相互 并聯(lián)的多個(gè)迂曲的腔室。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，所述多個(gè)彎曲部具有"U"形的形狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流穩(wěn)定裝置，其特征在于，所述迂曲的腔室為呈螺旋形的腔室。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣流穩(wěn)定裝置，該氣流穩(wěn)定裝置設(shè)置在氣路系統(tǒng)的減壓閥與流量控制閥之間，其中，氣流穩(wěn)定裝置內(nèi)設(shè)有迂曲的腔室，來(lái)自減壓閥的氣體通過(guò)腔室進(jìn)入流量控制閥。迂曲的腔室具有彼此相連的多個(gè)彎曲部，其中，由公式ΔPV1＝P0V0來(lái)確定迂曲的腔室的容積，其中，V1為迂曲的腔室的容積，P0為預(yù)先設(shè)定的流量控制閥輸出的氣體壓力、V0為產(chǎn)生瞬間峰值流量的時(shí)間內(nèi)測(cè)得的從流量控制閥輸出氣體的體積，ΔP為所要求的流量控制閥的進(jìn)氣端口1a與出氣端口1b之間的壓力差。
文檔編號(hào)A61M16/00GK101766859SQ20081024751
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者任福立, 王軍 申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司