微阻力触发自动吸气调节器的制作方法

1.本实用新型涉及吸氧设备技术领域，特别涉及一种微阻力触发自动吸气调节器。


背景技术：

2.在疾病的治疗过程中，对患者进行吸氧操作是常见的治疗手段。目前，医用高压氧舱、潜水减压舱、高原吸氧、盾构气压过渡舱、常压吸氧等需要吸氧的场所，绝大部分采用的呼吸设备为微阻力触发自动吸气调节器和波纹管等内置式呼吸装置。但此装置在临床吸氧过程中，病人经常会抱怨吸氧阻力大，供氧出力不足，而且极易产生“吮吸”问题等，所以不得不改变其它的吸氧方式或放弃临床治疗。但改变呼吸方式会造成很多隐患，尤其是医用高压氧舱，如果采用其它开放自流式吸氧方式（例如连续供氧，有的又称“自流氧”），同时呼出的废氧直接排在舱内，造成舱压异常，由此会对设备造成重大的安全隐患。而且目前国内的微阻力触发自动吸气调节器，普遍存在吸气腔与供气腔公用的现象。在使用过程中，供气腔内不但产生较大紊流和较大的阻力，而且使用人员极易产生交叉感染。微阻力触发自动吸气调节器的吸氧阻力主要来自微阻力触发自动吸气调节器和波纹管。波纹管，顾名思义是由于管内具有波纹状，因而气体在流经波纹状的管路时，将产生较大的涡流阻力。
3.根据上文所描述的现状，目前急需要一种微阻力触发自动吸气调节器可以有效的降低病人吸氧阻力、而且不会产生交叉感染的问题。


技术实现要素：

4.针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种微阻力触发自动吸气调节器，此微阻力触发自动吸气调节器解决了临床病人吸氧阻力大的问题，此微阻力触发自动吸气调节器吸氧阻力小，而且吸氧和供氧管路完全隔离，避免了呼吸过程的交叉感染，具有极高的经济效益和广泛的社会效益。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种微阻力触发自动吸气调节器，包括腔体，所述腔体包括上腔体和下腔体，所述上腔体与所述下腔体之间设置有隔膜，所述下腔体底部还连接有阀体，所述阀体上设置有供氧外接口和吸氧外接口，所述阀体内部还设置有与所述供氧外接口连通的内涵道和与所述吸氧外接口连通的外涵道，所述内涵道和所述外涵道均与下腔体连通，所述内涵道上还安装有启闭装置，所述启闭装置与所述隔膜接触，所述启闭装置可以通过所述隔膜的上下运动而进行打开和关闭所述内涵道。
7.其中，所述内涵道设置于所述阀体中心轴线位置，所述外涵道围绕所述内涵道设置有多个。
8.其中，所述多个外涵道围绕所述内涵道圆周均匀分布。
9.其中，所述隔膜包括感压膜片，所述感压膜片四周固定连接有弹性隔膜，所述弹性隔膜夹持固定在所述上腔体与所述下腔体之间。
10.其中，所述弹性隔膜上设置有波纹预松弛结构。
11.其中，所述启闭装置包括阀芯，所述阀芯外侧与所述内涵道密封固定，所述阀芯中部设置有进气通道，所述阀芯顶部设置有气门挺杆，所述气门挺杆与所述进气通道接触密封，所述气门挺杆与所述弹性隔膜之间设置有气门摇杆，所述气门挺杆与所述内涵道之间还设置有复位弹簧。
12.其中，所述气门挺杆底端与所述进气通道接触位置设置有密封垫，所述进气通道顶端与所述气门挺杆接触处设置有向外凸起的圆角刃口，所述圆角刃口与所述密封垫接触密封。
13.其中，所述上腔体顶端设置有平衡口，所述平衡口连通所述外界与所述上腔体。
14.其中，所述上腔体横截面直径与所述平衡口直径比例为4:1～1.5:1。
15.其中，所述腔体横截面直径与高度比例为6:1～4:1。
16.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
17.由于本实用新型微阻力触发自动吸气调节器包括腔体，腔体包括上腔体和下腔体，上腔体与下腔体之间设置有隔膜，下腔体底部还连接有阀体，阀体上设置有供氧外接口和吸氧外接口，阀体内部还设置有与供氧外接口连通的内涵道和与吸氧外接口连通的外涵道，内涵道和外涵道均与下腔体连通，内涵道上还安装有启闭装置，启闭装置与隔膜接触，启闭装置可以通过隔膜的上下运动而进行打开和关闭内涵道。本实用新型内涵道和外涵道分离，各行其道、互不干涉，可以有效的避免呼吸过程中的交叉感染；在下腔室上接有单独的阀体，阀体上设置单独的吸氧通道和供氧通道，从而可以使氧气在供氧出口上产生气门喷射，喷射进入波纹管的气体不产生涡流，从而减少了波纹管内气体的阻力和扰动现象，大大降低了吸氧阻力；在内涵道上设置启闭装置，使微阻力触发自动吸气调节器根据人类呼吸医学的原理，以肺呼吸带动并由肺呼吸控制并与肺呼吸同步，即吸气时供氧，呼气时中断的方式供氧或间歇供氧，形成水肺式供氧模式，通过水肺式供氧模式还可以将高压的供氧压力降为低压的吸氧压力，并使供养压力始终保持稳定，从而使本装置承压适用范围更广。
18.由于内涵道设置于阀体中心轴线位置，外涵道围绕内涵道设置有多个。通过此结构可以将流量放大的内涵道进入的气体，通过多通路外涵道向外喷射，从而实现了“小气控大气”的方式，吸气、进气各行其道，有效的分离。
19.由于多个外涵道围绕内涵道圆周均匀分布。从而气道布局科学、合理，互不干涉，更不容易产生涡流等扰动现象。
20.由于隔膜包括感压膜片，感压膜片四周固定连接有弹性隔膜，弹性隔膜夹持在上腔体与下腔体之间。感压膜片四周与弹性隔膜固定，用来反应压差的变化，从而大大增加了膜片的灵敏度。
21.由于在弹性隔膜上设置有波纹预松弛结构。可以有效的消除瞬间产生的背压，增加感压膜片的有效面积，减少启动阻力，而且可以有效的化解因膜片来回运动而造成的应力，使膜片使用寿命更长。
22.由于启闭装置包括阀芯，阀芯外侧与内涵道密封固定，阀芯中部设置有进气通道，阀芯顶部设置有气门挺杆，气门挺杆与进气通道接触密封，气门挺杆与弹性隔膜之间设置有气门摇杆，气门挺杆与内涵道之间还设置有复位弹簧。此结构可以通过弹性隔膜来回的运动给气门摇杆向下的压力，通过气门摇杆将气门挺杆撬出内涵道，从而实现内涵道的打开；当吸氧结束，复位弹簧又将气门挺杆复位，由此可以实现微阻力触发自动吸气调节器根
据人的呼吸进行供氧和关闭的功能，实现了水肺式吸氧模式。
23.由于气门挺杆底端与进气通道接触位置设置有密封垫，进气通道顶端与气门挺杆的活瓣处设置有圆角的刃口，刃口与密封垫接触。采用有刃口的线接触，而非面接触，密封效果好，且不损坏软密封。
24.由于上腔体顶端设置有平衡口，平衡口连通外界与上腔体。通过设置平衡口，可以使本装置感压能力更强，提高灵敏度。
25.由于上腔体横截面直径与平衡口直径比例为4:1～1.5:1。平衡口设计为大开孔，大大扩大了膜片的承压面积，有效地提高了隔膜的灵敏度，达到了同步微触发的效果。必要时，也可用手按揿隔膜，从而打开内涵道供氧，此时微阻力触发自动吸气调节器便大量连续地向呼吸袋或其他附属供氧设备供氧，或以此手动调制和校验供氧流量，或将肺式供氧变为连续供氧。
26.由于上腔体与下腔体横截面直径与高度比例为6:1～4:1。将上、下腔体横截面积扩大，高度减少。同样体积容量的情况下，扩大了隔膜面积，从而减少隔膜下行的工作位移，即增大隔膜工作外径与隔膜工作位移之间的比值。从而减少隔膜因上下移动带来的阻力，而且可以提高隔膜的使用寿命。
27.综上所述，本实用新型微阻力触发自动吸气调节器解决了现有技术中微阻力触发自动吸气调节器吸氧阻力大的技术问题，本实用新型微阻力触发自动吸气调节器通过将气门喷射式供氧和水肺式双重供氧模式进行组合，从而可以实现微阻力的自由呼吸，对供氧的行业未来发展起到极大的推进作用。
附图说明
28.图1是本实用新型微阻力触发自动吸气调节器的结构示意图；
29.图2是图1中阀体的俯视图；
30.图3是图1中a的局部放大图；
31.图4是图1中b的局部放大图；
32.图中：10、腔体，11、上腔体，110、平衡口，12、下腔体，120、气压调节孔，13、隔膜，130、弹性隔膜，131、感压膜片，20、阀体，21、外涵道，22、内涵道，221、凹阶梯面，23、供氧外接口，24、吸氧外接口，30、启闭装置，31、气门摇杆，32、气门挺杆，33、挡片，34、螺栓，35、垫圈，36、阀芯，361、圆角刃口，37、密封圈，38、密封垫，39、复位弹簧，40、固定板。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
34.本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
35.如图1所示，一种微阻力触发自动吸气调节器，前接供氧减压器，后接呼吸装具，是保证按舱压及肺呼吸量供氧的非常关键的设备。包括腔体10，腔体10包括上腔体11和下腔体12，上腔体11与下腔体12之间设置有隔膜13。隔膜13将上腔体11和下腔体12分隔为两个压力平衡的独立腔体。上腔体11顶端设置有平衡口110，平衡口110连通外界与上腔体11。上腔体11的横截面直径与平衡口110直径的比例为4:1～1.5:1。平衡口110设计为大开孔，大
大扩大了隔膜13的承压面积，有效地提高了隔膜的灵敏度，达到了同步微触发的效果。必要时，也可用手按揿隔膜，从而打开内涵道供氧，此时微阻力触发自动吸气调节器便大量连续地向呼吸袋或其他附属供氧设备供氧，或以此手动调制和校验供氧流量，或将肺式供氧变为连续供氧。为避免其他非专业人员擅自触动微阻力触发自动吸气调节器的隔膜，本装置应放置在装具箱内。腔体10横截面直径与高度比例为6:1～4:1。在氧容量相同体积的腔体中，将腔体10的横截面积扩大，高度减少，从而使腔体10中间的隔膜面积扩大，在氧气流出后，隔膜的下行工作位移相对减小，即增大隔膜工作外径与隔膜工作位移之间的比值。可以增加隔膜的有效工作面积，减少启动阻力，而且可以提高隔膜的使用寿命。
36.如图1所示，隔膜13包括感压膜片131，感压膜片131四周固定连接有弹性隔膜130，弹性隔膜130夹持在上腔体11与下腔体12之间。隔膜13用来反应压差的变化，通过压差来推动弹性隔膜130上下运动。弹性隔膜130采用二次波纹预松驰的弹性优质硅橡胶材料制成，这种采用专用模具制成的新型膜片具有弹性好、轻薄、抗老化等特点。感压膜片131采用优质不锈钢材料，感压膜片131平展、光滑，而又有一定强度和弹性。这种膜片可以有效的消除瞬间产生的背压，增加感压膜片的有效工作面积，减少启动阻力，而且可以有效的化解因膜片来回运动而造成的应力，使膜片使用寿命更长。
37.如图1和图2所示，下腔体12底部设置有气压调节孔120，气压调节孔120上连接有阀体20，阀体20侧面中部设置有供氧外接口23，阀体20底部设置有吸氧外接口24。供氧外接口23的入口以不锈钢或铜质材料。供氧外接口23上设置有螺纹结构，通过螺纹结构与外接呼吸气系统（或应急供气系统）连接。采用螺纹连接，连接牢靠简单、密封效果好，可保证充分的供氧。吸氧外接口24型式参照diss（国际安全制式接头型式）标准接头或根据气体介质的不同，以接管颜色加以区分，将错接危险减小至最低程度，确保产品本质。吸氧外接口24按照国内外通用的外接公称尺寸的要求进行设计，材质为不锈钢材料，标准外径为φ22mm，并且具有锥度和端部凸缘，可与波纹管快速卸接而不易脱落。
38.为进一步提高微阻力触发自动吸气调节器的灵敏度，减少吸氧时的阻力，以及减小和控制微阻力触发自动吸气调节器出口压力的变化。本实用新型按照国内外先进气路控制系统原理，并参照航空航天的气路控制方法进行研制，在阀体20上增加了流量放大的优化设计，即在阀体20上设计有相当于流量放大的中芯级内涵道22（主喷进气道）和多通路外涵道21（反向引射通道）。外涵道21与内涵道22的具体结构如下：
39.在阀体20中心轴线位置设置有内涵道22，供氧外接口23穿入阀体20内部与内涵道22连通，内涵道22上方与下腔体12通过气压调节孔120连通。围绕内涵道22外侧均匀布设了多个微孔型喉径通道
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外涵道21，外涵道21贯穿阀体20，外涵道21上方与下腔体12通过气压调节孔120连通，下方连接吸氧外接口24。下腔体12与吸氧外接口24在外涵道21处形成节流，本实施例优选外涵道21的数量为六条，实际设计中可根据供氧量和阀体的大小进行设计，如四条或八条，本实施例对此不作限制。外涵道21与吸氧外接口24连通。内涵道22和外涵道21均与阀体10上方的下腔体12连通。
40.如图1、图3和图4共同所示，内涵道22上还安装有启闭装置30，启闭装置30与隔膜13接触，启闭装置30可以通过隔膜13的上下运动而进行打开和关闭内涵道22。内涵道22上设置有凹阶梯面221。启闭装置30包括阀芯36，阀芯36为铜质阀芯，阀芯36位于内涵道22内，阀芯36外侧卡合到内涵道22的凹阶梯面221上，阀芯36与凹阶梯面221之间设置有密封圈
37。阀芯36中部位置设置有进气通道362，进气通道362端口位置设置有向外凸起的圆角刃口361。圆角刃口361刃口表面光滑、平整。阀芯36顶部设置有气门挺杆32，气门挺杆32直径小于内涵道22，气门挺杆32与内涵道22之间留有供气体通过的缝隙，气门挺杆32底端设置有密封垫38，密封垫38与圆角刃口361实现接触密封。气门挺杆32与弹性隔膜130之间设置有气门摇杆31，气门摇杆31呈倾斜状态，其一端通过螺栓34和垫圈35固定在气门挺杆32的顶端，另一端与弹性隔膜130接触。气门摇杆31通过杠杆原理，可以通过弹性隔膜130在其一端的压力，从而撬起其另一端固定的气门挺杆32。内涵道22顶部还固定有一挡片33，挡片33的外径大于内涵道22直径，挡片33的内径大于气门挺杆32的直径。气门挺杆32上与阀芯36接触的一端上设置有台阶面，台阶面与挡片33之间设置有复位弹簧39，复位弹簧39为压缩弹簧。
41.本装置所采用的润滑材料和密封材料（含密封圈、垫等）均具有良好的阻燃以及抗氧化性能，且对人体没有任何危害。本装置所采用的管道元件和阀件在均需进行严格脱脂处理、吹扫和清洗。
42.如图1、图2、图3和图4共同所示，本实用新型微阻力触发自动吸气调节器的工作流程如下：
43.当人员刚开始吸氧时，吸氧外接口24端负压值便发生微小变化。通过阀体10上的外涵道21，下腔体12内即刻产生负压压差，上腔体11与下腔体12之间原有的平衡被瞬间破坏，继而触发上腔体11与下腔体12之间的弹性隔膜130和感压膜片131向下移动，从而对气门摇杆31一端产生作用力，进而气门摇杆31撬起气门挺杆32，从而打开内涵道22的进气通道。氧气突破气门拐点，大量气体沿内涵道22进入下腔体12，然后经过外涵道21射向波纹管并产生喷射动力。带压供氧气体通过外涵道21射向波纹管，从而极大地减少了波纹管的沿程阻力损失、紊流和气体的对冲。减压后的进气气体可以穿过较长的波纹管，达到吸氧装具，满足人员吸气氧的效果。
44.本实用新型微阻力触发自动吸气调节器通过气门挺杆32、动气门摇杆31等装置进行实时同步控制气道开闭，从而降低了进气压力，起到吸氧压力调节的作用。由于供氧压力较高，而人员呼吸的点位所需的压力却较小，本实用新型微阻力触发自动吸气调节器可以将供氧较高压力的气体降为低压气体，并可以保证所需的工作压力始终保持稳定的供氧状态，因而本装置又可以叫“二级减压器”。
45.本实用新型微阻力触发自动吸气调节器经模拟测试吸氧阻力仅为国内同类产品的20%，彻底解决了困扰临床病人吸氧阻力大的问题，该产品是我国呼吸装具领域的一次大的产品技术提升和重大科技创新，具有极高的经济效益和广泛的社会效益，本实用新型采用气门喷嘴引射方式，极大的减小了由于波纹管内部固有的形状而产生的层流、紊流损失。尤其对上装式吸氧装具，本实用新型技术优势更加明显、更加实用。
46.本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。