专利名称：产生压力波形用的阀和振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来控制送往换气机或理疗设备的气流的阀。
下面论述用于换气设备的已知阀的实例。
EP-A-0373153曾公开一种用于病人肺部换气的换气设备，该设备有一换气腔用来接纳病人的胸部并通过一个流体控制阀连接到流体正压力源和流体负压力源。该阀有一主口连接到换气腔、副口分别连接到正压力源和负压力源的一个口，还有一个闸板机构、交替将正压和负压施加到换气腔内。采用这种安排，需要使用分开的正、负压力源如一对风机。虽然为了效率起见，最好只使用一台单一的送风机。但在EP-A-0373153中公开的安排不允许使用一台单一的送风机，将其正压力侧连接到阀的一个副口上而将其负压力侧连接到阀的另一个副口上，因为这样将会造成一个封闭的环路，使阀门不能与外界换气。
WO-94/27553曾公开一种流体控制阀，该阀允许一个单一流体源的正、负压力侧被连接到一个封闭系统如换气腔上，因此可在封闭系统内交替生成正、负压力。该阀有一阀体，其上设有第一和第二副口可与换气腔连接，并有一个阀门装置，其上设有闸板机构可用来有选择地或是将第一副口连接到主口上同时将第二副口与主口间的连接通路堵塞，或是将第二副口连接到主口上同时将第一副口与主口间的通路堵塞。为了能够与封闭系统连接，阀门装置还包括另外一个闸板机构，它与第一次提到的闸板机构耦合以便同步运动，因此能使第一和第二副口中被堵塞与主口隔开的那一个副口暂时与阀门的外界连通。这样一个安排使单个流体源能被采用，并且由于闸板机构的采用，该机构能将主口与相应的副口间的通路逐渐关闭，因此能对施加在主口上的正负压力脉冲的形状和强度作更多的控制。但这种安排不能以超过5-6Hz的频率交替提供正、负流体压力。这是因为在主口交替产生正、负压力需要反复地倒转闸板机构的旋转方向，而该阀的工作频率则受到控制电动机因此也就是闸板机构的旋转方向能被倒转的速率所限制。电动机旋转方向的倒转需要将电动机带到一个停止点，这样不可避免地至少会有一点时间耽搁。在WO-94/27553中公开的阀门所使用的闸板机构的连续旋转在这场合不能使用，因为在闸板机构旋转的一个扇形区上，两个分别被连接到风机输入口和输出口上的副口都将同时被连接到主口上。
英国(UK)专利申请9522222.0号曾公开一种流体控制阀，该阀有一阀体，其上设有第一和第二口用来分别连接到流体的正、负压力源上，及一个输出口用来连接到像换气设备那样的装置上，还有一个可相对于阀体旋转的圆柱形阀件，该阀件适宜用来有选择地将第一口和第二口连接到输出口上，并且可在单一方向上连续旋转来完成这个选择，这样就可不需摆动闸板机构来使输出口交替得到正、负流体压力。虽然在UK专利申请9522222.0号中的流体控制阀能以高频率工作，但该阀也有缺点，它在阀体和阀件之间较难确保合适的密封。这个问题之所以发生，是由于要使圆柱形阀件得到良好的密封，需使阀体和阀件之间有完善的轴向对准，而完善的轴向对准只有通过费时的组成零件的准确机加工才能得到。
因此本发明的目的是要至少部分移走现有技术的缺点。
本发明的实施例可提供能以高频率工作的构造简单的阀。
本发明所提供的用来控制流向换气机或理疗设备的气流的阀有一阀体，其上设有第一和第二输入口及一个输出口，其特征为，有一闸板可相对于所说阀体旋转并适宜用来有选择地使所说输入口与所说输出口连接，从而所说闸板可在单一方向上旋转的情况下进行工作，使所说第一输入口和所说第二输入口交替与所说输出口连接。
采用闸板使闸板和阀体之间能在大面积上进行密封，还可减少消耗在高度准确机加工上所需的时间。由于闸板的惯性矩较低，特别是当它由薄的轻金属制成时，因此容易使速率快速改变。
最好在所说闸板一个整转内，所说第一输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第一输入口再一次被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口再一次被耦合到所说输出口上。
有利的是，所说阀体具有形成所说输入口的第一体部和形成所说输出口的第二体部。
最好所说第一体部形成两个室，每一室各与所说输入口中相应的一个连通，每一室各有一个相应的开口，所说闸板与所说开口合作借以实现所说输出口与所说输入口的连接。
有利的是，所说第一体部有一具有所说开口的面壁部，所说面壁部在所说开口之间具有阀面部(Land portion)。
方便的是，所说闸板一般为圆形，有一中心旋转轴线，并形成至少两个闸板开口以便与所说体部的开口合作，从而使所说输出口与所说输入口连通。
有利的是，体部有一圆形的突缘竖立在所说面壁部的周围，突缘的深度基本上相当于所说闸板的厚度，突缘的直径相当于闸板的直径。
采用这种方法可进一步提高闸板的密封效果。
有利的是，所说阀面部被这样定尺寸并设置，使所说闸板至少在一个位置可阻止所说输入口与所说输出口之间的连通。
最好该阀还具有一根固定在所说闸板上的轴。
有利的是，所说阀有一用来驱动所说轴的电动机。
方便的是，所说电动机为步进电动机。
或者，所说电动机为伺服电动机。
方便的是，所说电动机设有控制线路。
有利的是，所说控制线路具有这样的机构，可用来改变一个输入口被连接到输出口的时间与另一个输入口被连接到输出口的时间之间的关系。
方便的是，控制线路具有这样的机构，可用来改变闸板的转速。
按照本发明的第二方案所提供的用于病人肺部换气的换气机或理疗设备，具有一个封闭腔可用来接纳至少病人的胸部，和一个机构可用来改变封闭腔内的压力以便进行换气，所说机构具有一个流体正压力源、一个流体负压力源和一个阀，该阀具有一个体部和一个闸板，所说体部设有第一和第二输入口及一个输出口，所说闸板可相对于所说体部旋转，并可适宜用来有选择地使所说输入口与所说输出口连接，从而所说闸板可在单一方向上旋转的情况下进行工作，使所说第一输入口和所说第二输入口交替与所说输出口连接。
按照本发明的第三方案所提供的用于病人肺部换气的换气机或理疗设备，具有一个封闭腔可用来接纳至少病人的胸部、一个非容积式(non-positive displacement)的正、负气压源和一个连接到所说压力源的阀，所说阀具有一个阀体和一个闸板，所说阀体设有第一和第二输入口和一个输出口，所说闸板可相对于所说阀体旋转并可适宜用来有选择地将所说输入口连接到所说输出口上，从而所说闸板可在单一方向上旋转进行工作借以将所说第一输入口和所说第二输入口交替连接到所说输出口上。
有利的是，压力源为一台风机。
最好在所说闸板的一个整转内，所说第一输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第一输入口再一次被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口再一次被耦合到所说输出口上。
有利的是，所说闸板有一第一位置，在该位置，所说第一输入口被耦合到所说输出口上，有一第二位置，在该位置，所说第二输入口被连接到所说输出口上，还有一个在所说第一和第二位置中间的第三位置，在该位置，没有一个输入口被耦合到所说输出口上。
最好在所说闸板的所说第三位置上，所说输出口基本关闭。
方便的是，该阀还具有一根固定在所说闸板上的轴。
有利的是，所说阀具有一台用来驱动所说轴的电动机。
方便的是，所说电动机为步进电动机。
或者，所说电动机可为无刷直流电动机。
方便的是，所说电动机设有控制线路。
有利的是，所说控制线路具有这样的机构、可用来改变一个输入口被连接到输出口上的时间与另一个输入口被连接到输出口上的时间之间的关系。
方便的是，控制线路具有这样的机构，可用来改变闸板的转速。
方便的是，所说设备还具有这样的机构，可用来改变所说压力源的压力。
本发明还涉及一种可用来产生压力波形的振荡器，特别是在换气机或理疗设备中。
换气机可分为两大类即间歇的负压换气机(INPV)和间歇的正压换气机(IPPV)。在呼吸治疗方面使用的负压换气机有两个主要品种即身体罐式呼吸机(常称为铁肺)和胸甲。正压换气机有许多品种如体积和压力受限制的换气机。
正压换气机比负压换气机有较多的优点。特别是在至多只是要求病人进行气管造口或导管插入时，正压换气机允许顺畅地接近病人进行护理，这一点比要求病人至少在胸部完全封闭的负压换气机好多了。
但间歇的正压换气技术也有多个显著的缺点。例如病人的插入导管需要有技术高度熟练的人员来插入并保持导管，而且由于插入会引起分泌物堆积在气道内，需要用抽吸经常清洁气道。插入导管和必需的抽吸常会引起感染，感染加上分泌和施加在肺部上的正压会造成肺部纤维组织的变化，结果会减少肺的柔顺性。采用正压还可引起肺部的空气泄漏和气压性创伤，并且由于造成肺内的正压会减少静脉血的返回和心脏的输出。确实是这样，病肺的病人所需换气的压力越高，其心脏输出会减少得越多，这会增重病情并导致死亡。
曾经开发过将病人肺部换气所需定时涨落体积减少以资使发生气压性创伤的危险减少的技术。一种这样的技术被称为高频换气(HFV)。高频换气的机理还没有被清楚地理解，但它已经很好地被树立，采用这种方法，能用比病人死区小的定时涨落体积来进行二氧化碳交换。一种特殊的高频换气技术被称为高频喷射通气(HFJV)，它被这样设计使高压气源通过一个位在主气道内的小喷管或套管发放出来。
但这些技术只能部分使上述问题缓解。最近有人设计出振荡器，可用来产生能使病人肺部换气的压力波形，所用空气的定时涨落体积被减少，致使换气所需周期性压力波形的峰压被减少，因此可减少发生气压性创伤的危险。这种振荡器曾在WO-95/32753中公开。虽然这种振荡器允许病人肺部用减少的空气体积来换气，但它也有问题，因为它所产生的压力波形的作用不够强，不能令人满意地消除气道内堆积起来的分泌物。
因此本发明还有一个目的是要提供一种振荡器，该振荡器须能用减少的定时涨落的空气体积来使病人肺部换气，但又要使分泌物的清除得到改进。
本发明所提供的用来产生压力波形的振荡器具有一个波形发生机构、可用来产生第一个基本的周期性压力波形，其上还叠加着频率较高的正压脉冲的第二个压力波形。本发明所提供的用来产生压力波形的振荡器具有一个波形发生机构、可用来产生第一个基本的周期性压力波形，其上还叠加着频率较高的正压脉冲的第二个压力波形。
最好，波形发生机构具有至少一个按照本发明第三方案的设备。
有利的是，波形发生机构具有一个按照本发明第三方案的第一设备用来产生第一压力波形，还有一个第二个这样的设备用来产生第二压力波形。
最好，波形发生机构具有至少一个按照本发明第三方案的设备。
有利的是，波形发生机构具有一个按照本发明第三方案的第一设备用来产生第一压力波形，还有一个第二个这样的设备用来产生第二压力波形。
采用本发明，分泌物的清除是由于将只是正压脉冲叠加到基本的周期性压力波形上而得到改进的。由于正压脉冲的作用将分泌物吸出到气道之外。这一点与WO-95/32753中所公开的振荡器不同，在该振荡器中，周期性压力波形即具有交替为正、负压力脉冲的压力波形是由另一个频率较低的压力波形叠加的。虽然在该叠加周期性压力波形中的正压力脉冲能将分泌物吸引到气道之外，但这个作用马上会被将分泌物吸回到气道内的负压力脉冲抵消。
现在结合附图只是以示例的方式说明本发明的较优实施例，在附图中
图1为按照本发明的一个实施例的流体控制阀沿纵长轴线的剖视图，图示的阀门耦合在控制电动机上；图2为图1中的阀门和控制电动机的平面图；图3为图1中的阀门和控制电动机沿着阀门一端的方向X的视图(闸板已拿掉)；图4为图1中的阀门沿着阀门主体部一端的方向X的视图(板件已拿掉)；图5为图1中的阀门的主体部的板件的平面图；图6为图1中的阀门的可旋转的闸板的平面图；图7(a-d)为图1中的阀门所能得出的压力波形的示例；图8为采用按照本发明的一个实施例的振荡器的换气设备的概略透视图；图9(a-c)分别为第一个基本的周期性压力波形正压脉冲的第二个压力波形(与基本的周期性压力波形相比，频率较高，振幅较低)、和在第一个基本的周期性压力波形上叠加第二个频率较高的压力波形而构成的压力波形。
按照本发明的阀门具有一个主阀体3和一可旋转的闸板5。主阀体3具有闸板5可在其内旋转的第一体部7和连结在第一体部7上的第二体部9。
第一体部7为一圆筒形体，在其内分别形成第一室11和第二室13；第一和第二室11、13设在相对的两半瓣上，并被一个沿着第一体部7直径延伸的壁件15分开。第一和第二室11、13分别伸展到第一体部7的圆周面并且形成第一和第二连通口17、19，用来与风机(未示出)的输入口和输出口连接。第一和第二室11、13还沿轴向伸展到第一体部7的一个端面并形成一个共同的开口21。在本实施例中共同开口21为圆形并包括一个突缘22。第一体部7还具有一个固定在共同开口21内突缘22上的板件23。板件23包括由四个具有旋转对称性的径向臂部25a-d形成的四个扇形的开口。在本实施例中板件23被这样安排，使相对臂部中的两个25a、25c沿着壁件15设置，从而扇形开口中的第一和第二开口23a、23b及第三和第四开口23c、23d可分别与第二和第一室11、13连通。
第二体部9具有一个半圆筒形体9，在本实施例中，它被用螺栓27固定在其内形成共同开口21的第一体部9的表面上。第二体部9在其与第一体部7相对的表面上设有一个凹槽29，在本实施例中凹槽为半圆形。凹槽29具有这样的大小，当第二体部9被固定在第一体部7上时凹槽29能把板件23的第二和第三扇形开口23b、23c包围起来，并且形成的凹槽29的上边在板件23的第二和第四臂部25b、25d之上延伸。第二体部9还具有一个与凹槽29连通的导管33并形成一个输出口可用来例如连接到换气设备(未示出)上。
闸板5在本实施例中为一薄而平坦的、一般为圆形的板，被定位在第一体部7的板件23的外表面和第二体部9的后表面之间。闸板5与板件23的外表面和第二体部9的后表面之间的间隙被这样制定，使闸板5可自由旋转但又能保持密封，由此而发生的泄漏足够小，使阀门能适当地工作以致能在输出口35提供所需的压力。闸板5包括由两个臂部5a、5b限定的两个在直径上相对的扇形开口6a、6b。在闸板5上的两个扇形开口各具有与在板件23上的扇形开口23a-d相同的大小。
阀门还具有一台控制电动机37例如为步进或伺服电动机，该电动机用一根轴39被连接到闸板5上，这样来控制阀门的工作。这将在后面更详细地说明。使用时开动电动机37，阀门的输出口35被交替连接到风机的输入口(流体的负压源)和输出口(流体的正压源)上。
使用时，阀门的闸板5连续地在单一方向上旋转，在图1中沿着方向X看去，或是按顺时针方向或是按反时针方向旋转。阀门在旋转一周时的工作情况如下当闸板5的第一和第二臂部5a、5b覆盖从而封闭板件23上的扇形开口23a-d，而闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b正好分别位在板件23的第四和第二臂部25a、25b之上时，从这位置开始开动电动机37使闸板5在从图1中的X方向看去为顺时针的方向上旋转。这样闸板5的臂部5a、5b就被移动，致使板件23的分别向第一体件7内的第一和第二室11、13开启的第四和第二扇形开口23d、23b分别被逐渐开启。当闸板5从其原来的开始位置转过八分之一转时，闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b正好与板件23上的第四和第二扇形开口23d、23b对准。在这位置上，第一口17被通往空气中，而第二口19则与输出口35连通，其时板件23上的第一和第三扇形开口23a、23c被闸板5的第一和第二臂部5a、5b隔断。从而连接到第二口19上的风机的输出口(正压侧)与输出口35连通，而连接到第一口17上的风机的输入口(负压侧)则被通往阀门之外。
继续在同一方向转动闸板5使闸板5的第一和第二臂部5a、5b分别逐渐关闭板件23上的第二和第四扇形开口。当闸板5从其原来的开始位置转过四分之一转时，板件23的四个扇形开口23a-d都完全被关闭。
继续在同一方向转动闸板5使板件23上的向第一体部7的第一和第二室11、13开启的第三和第一扇形开口23c、23a逐渐被开启。当闸板5从其原来的开始位置转过八分之三转时，闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b正好分别与板件23上的第一和第三扇形开口23a、23c对准。在这位置上，第一口17与输出口35连通，而第二口19则被通往空气中，其中板件23的第二和第四扇形开口23b、23d分别被闸板5的第一和第二臂部5a、5b隔断。从而，风机的输入口与输出口35连通，而风机的输出口则被通往阀门之外。
继续在同一方向转动闸板5使闸板5的第一和第二臂部5a、5b分别逐渐关闭板件23上的第三和第一扇形开口23c、23a。当闸板5从其原来的开始位置转过半转时，在板件23上的扇形开口23a-d都完全被关闭。
继续在同一方向上转动闸板5使闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b分别逐渐开启板件23上的第二和第四扇形开口23b、23d。当闸板5从其原来的开始位置转过八分之五转时，闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b正好分别与板件23上的第二和第四扇形开口23b、23d对准。在这位置上，第二口19与输出口35连通，而第一口17则被通往空气中，其时板件23上的第一和第三扇形开口23a、23c被闸板5的第二和第一臂部5a、5b隔断。从而，风机的输出口与输出口35连通，风机的输入口则被通往阀门之外。
继续在同一方向转动闸板5使闸板5的第一和第二臂部5a、5b分别逐渐关闭板件23上的第四和第二扇形开口23d、23b。当闸板5从其原来的开始位置转过四分之三转时，板件23的扇形开口23a-d都完全被关闭。
继续在同一方向转动闸板5使闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b分别逐渐开启板件23上的第三和第一扇形开口23c、23a。当闸板5从其原来的开始位置转过八分之七转时，闸板5上的第一和第二扇形开口6a、6b正好与板件23上的第三和第一扇形开口23c、23a对准。在这位置上，第一口17与输出口35连通。而第二口19则被通往空气中，其时板件23上的第二和第四扇形开口23b、23d被闸板5的第二和第一臂部5b、5a隔断。从而，风机的输入口与输出口35连通，而风机的输出口则被通往阀门之外。
继续在同一方向转动闸板5使闸板5的第一和第二臂部5a、5b分别逐渐关闭板件23上的第一和第三扇形开口23a、23c。当闸板5从其原来的开始位置转过一整转即完成一周时，板件23上的扇形开口23a-d在此时刻都完全被关闭。
在闸板5的每一半周内，耦合到例如换气封闭腔的输出口35交替与风机的正压侧和负压侧连通。从而当闸板5连续旋转时，在输出口35上便交替产生正、负压力。在阀门工作时，典型的做法是将闸板5开、关板件23上第二扇形开口23b(正压周期)所需时间设定为闸板5开、关板件23上第三扇形开口23c(负压周期)所需时间的仅仅一半，在该情况下负载周期将为1∶2。
阀门的负载周期为输出口35连接到正压源上的时间与输出口35连接到负压源上的时间之比，相当于吸入/呼出(I/E)的比率。在使用时，所用负载周期可在10∶1和1∶10之间。10∶1的负载周期通常用在理疗，其时这样的I/E比率模拟咳嗽的动作。1∶3的负载周期通常用在哮喘病患者的肺部通气，其时需要有缓慢而能控制的呼气。
本发明的阀门还可允许改变施加在输出口35上的压力波形的形状。该形状为闸板5在相应于正、负压力周期的旋转相位内的转速和风机所生成的压力的函数。例如，本发明的阀门能得到的压力波形的形状有正弦曲线形、锯齿形、梯形和方形/长方形。图7(a)示出的为正弦曲线波形，该波形可用1∶1的负载周期操作阀门，同时以固定而连续的速率转动闸板5得到。图7(b)示出的为锯齿形波形，该波形可这样得到，用1∶1的负载周期操作阀门，同时使闸板5的旋转速度在正、负压力周期时渐增至正/负压力周期中点的最大值，然后以相同的速率渐减至正/负压力周期的终端。图7(c)示出的是梯形波形，该波形可这样得到，用1∶1的负载周期操作阀门，同时这样控制闸板5的转速，使在正、负压力周期的开始和终止，闸板5的转速都保持在高位，而在正、负压力周期的中间相位放慢闸板5的转速，为的是可在输出口35上提供一个时段的恒定压力。图7(d)示出的是方形波形，该波形可这样得出，用上述得出梯形波形的方式操作阀门，只是风机被设计为可生成比实际需要高的压力即超压，该超压可提供瞬间的压力增加/减少，使压力达到所需的最大/最小，这样便可得到方形波的尖锐的过渡边。本行业的行家当可知道，上述波形可用1∶1以外的其他负载周期得到，只要有选择地控制风机生成的压力即可。
本发明的阀门还可用来提供完全在正压或负压范围内的压力波形。该波形可这样得到，将另外一个流体的正或负的压力源连接到换气设备上并象上述那样操作阀门便可产生各种波形。或者，该波形可通过改变负载周期来得到。如果要使换气设备完全在正压范围内工作，那么正压源被连接到输出口35上的时间与负压源连接到输出口35上的时间之比将被增加，这一原理也适用于完全在负压范围内的工作。
本发明的阀门另外还可提供连续按正压或负压的模式工作。这一点可以做到，只要将闸板5定位在上述八分之一和八分之五或八分之三和八分之七转的位置上即可，这样输出口35便可与风机的输入口或输出口中相应的一个连通。另外，如果需要，可用振荡模式操作闸板，其中闸板5的方向被连续倒转，这样便可按照已知现有技术的模式提供通往正、负压力流体源的连接。
应该知道，本发明的阀门不仅可在将交替的流体正、负压力源提供给换气设备上找到用途，而且可以有许多其他的用途，例如用在需要有交替正、负压力源的复苏设备或理疗设备。
图8示出一个采用按照本发明一个实施例的振荡器的换气设备。该换气设备包括一个用来接纳病人躯体的封闭腔102。在本实施例中，该封闭腔102有一底板104供病人躺卧其上，还有一个一般为平U形的盖件106位在病人躯体之上。盖件106具有两个开口端供病人的身体通过。每一开口端都设有一个形式为打褶的橡胶隔板而固定在盖件106边上的密封件。盖件106由于采用位在其每条纵长边上的快速松开锁扣110可从底板104上脱开。在盖件106上设有一对位在病人上胸部之上的空气输入/输出口。
换气设备还包括一个振荡器116。振荡器116具有第一和第二压力波形发生装置118、120，它们被管道122共同连接到封闭腔102上。每一波形发生装置118、120都有一台能提供流体正、负压力源的风机150，和一个将风机150的输入口150a(负压侧)和输出口150b(正压侧)连接起来的流体控制阀160。两个阀门160的每一个的输出口160a耦合在一起并通过管道122被连接到封闭腔102上的口子112上。在另一个实施例中，阀门160的输出口160a可分开连接到封闭腔102的口子112上。第一波形发生装置118产生一个周期性的压力波形。第二波形发生设备120产生一个比第一压力波形的频率高、振幅低的正脉冲的压力波形。第一和第二波形发生装置118、120合在一起就可提供所需的压力波形，该压力波形具有一个第一基本的周期性波形和一个叠加在其上的频率较高的、正脉冲的第二波形。振荡器116还具有控制线路124，以便控制波形发生装置118、120所产生的第一和第二压力波形的振幅、频率和形状，并相应地控制叠加压力波形的特性。
下面将较详细地说明振荡器116的工作。在本实施例中，第一和第二波形发生装置118、120属于结合图1到6所说明的那一种。
在使用时，振荡器116所提供的压力波形包括第一个基本的周期性波形(见图9(a))和叠加在其上的第二个频率较高的正脉冲波形(见图9(b))。包括这两个叠加波形的所需压力波形由第一和第二波形相加得出。这个叠加波形在图9(c)中示出。图9(a)所示的压力波形是由第一波形发生装置118产生的，其时该装置的阀门160在1∶1的负载周期下工作并以连续而固定的速率运转、如同结合图7(a)所说明的那样。图9(b)所示的压力波形是由第二波形发生装置120产生的，其时该装置的阀门160通常在高达100∶1的负载周期下工作并以比第一波形发生装置118的速率大十倍的速率运转，而且第二波形发生装置120的送风机被这样操作使它所提供波形的振幅只是第一波形发生装置118所产生基本波形振幅的20％。或者，第二压力波形可由一个波形发生装置得出，该装置简单地是一台风机，在其输出口上连接着一个“开关”型式的阀以便产生正脉冲。图9(c)所示压力波形是将第一和第二波形发生装置118、120所产生的压力波形叠加而成。
应该知道，图9(c)所示只是本发明的振荡器116所能得出的压力波形的一个例子。通过控制波形发生装置118、120的每一个，本发明的振荡器116能够提供任何一种所需的叠加波形的形状。能够得到的其他波形的例子如锯齿形、梯形和正方形/矩形已在上面说明过。
本行业的普通技术人员还应知道，波形发生装置118、120所产生的波形成分的振幅和频率可按具体通风要求来选择。但在正常操作时，第二个频率较高的压力波形的频率常比基本波形的频率高出5到100倍，而第二个频率较高波形的振幅常为基本波形振幅的10到50％。
此外本行业的普通技术人员还应知道，本发明的振荡器虽然是结合胸甲的具体实施例说明的，但它能被用在任何一种换气技术上，只要该技术是一种正压或负压的换气技术即可。
权利要求
1.一种用来控制流向换气机或理疗设备的气流的阀，包括一阀体，其上设有第一和第二输入口及一个输出口，其特征为，有一闸板可相对于所说阀体旋转并适宜用来使所说输入口与所说输出口有选择地相互连接，从而所说闸板可在单一方向上旋转的情况下进行工作，使所说第一输入口和所说第二输入口交替与所说输出口连接。
2.按照权利要求1的阀，其特征为，在所说闸板的一个整转内，所说第一输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口被耦合到所说输出口上，所说第一输入口再一次被耦合到所说输出口上，所说第二输入口再一次被耦合到所说输出口上。
3.按照权利要求1或2的阀，其特征为，所说阀体具有形成所说输入口的第一体部和形成所说输出口的第二体部。
4.按照权利要求3的阀，其特征为，所说第一体部形成两个室，每一室各与所说输入口中相应的一个连通，每一室各有一个相应的开口，所说闸板与所说开口合作借以实现所说输出口与所说输入口的连接。
5.按照权利要求4的阀，其特征为，每一室有两个开口，使当所说闸板将一个输入口连接到所说输出口时，还将相应的另一个输入口接通到所说阀的外侧。
6.按照权利要求4或5的阀，其特征为，所说第一体部有一具有所说开口的面壁部，所说面壁部在所说两个开口之间具有阀面部。
7.按照权利要求4-6中任一项的阀，其特征为，所说闸板一般为圆形，有一中心旋转轴线，并形成至少两个闸板开口以便与所说体部的开口合作，从而使所说输出口与所说输入口连通。
8.按照权利要求7的阀，其特征为，该体部有一圆形的突缘竖立在所说面壁部的周围，突缘的深度基本上相当于所说闸板的厚度，突缘的直径相当于闸板的直径。
9.按照权利要求6-8中任一项的阀，其特征为，所说阀面部被这样定尺寸并设置，使所说闸板至少在一个位置可阻止所说输入口与所说输出口之间的连通。
10.按照以上权利要求中任一项的阀还具有一根固定在闸板上以便使它旋转的轴。
11.按照权利要求10的阀有一用来驱动所说轴的电动机。
12.按照权利要求11的阀，其特征为，所说电动机为步进电动机。
13.按照权利要求11的阀，其特征为，所说电动机为伺服电动机。
14.按照权利要求11-13中任一项的阀还具有所说电动机用的控制线路。
15.按照权利要求14的阀，其特征为，所说控制线路具有可用来改变一个输入口被连接到输出口的时间与另一个输入口被连接到输出口的时间之阀的关系的机构。
16.按照权利要求14或15的阀，其特征为，控制线路具有可用来改变闸板的转速的机构。
17.一种用于病人肺部换气的设备，具有一个封闭腔可用来接纳至少病人的胸部，和一个机构可用来改变封闭腔内的压力以便进行换气，所说机构具有一个流体正压力源、一个流体负压力源和一个阀，该阀具有一个体部和一个闸板，所说体部设有第一和第二输入口及一个输出口，所说闸板可相对于所说阀体旋转并可适宜用来有选择地将所说输入口连接到所说输出口上，从而所说闸板可在单一方向上旋转的情况下进行工作，借以将所说第一输入口和所说第二输入口交替连接到所说输出口上。
18.一种用于病人肺部换气的设备，具有一个封闭腔可用来接纳至少病人的胸部，和一个阀，该阀具有一个体部和一个闸板，所说体部设有第一和第二输入口及一个输出口，所说闸板可相对于所说阀体旋转并可适宜用来有选择地将所说输入口连接到所说输出口上，从而所说闸板可在单一方向上旋转的情况下进行工作，借以将所说第一输入口和所说第二输入口交替连接到所说输出口上。
19.按照权利要求18的设备，其特征为，压力源为至少一台风机。
20.按照权利要求18的设备，其特征为，压力源为一台能提供所说正、负压力源的单一风机。
21.按照以上权利要求17-20中任一项的设备，其特征为，在所说闸板的一个整转内，所说第一输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口被耦合到所说输出口上，接着所说第一输入口再一次被耦合到所说输出口上，接着所说第二输入口再一次被耦合到所说输出口上。
22.按照权利要求17-21中任一项的设备，其特征为，所说闸板有一第一位置，在该位置，所说第一输入口被耦合到所说输出口上，有一第二位置，在该位置，所说第二输入口被连接到所说输出口上，还有一个在所说第一和第二位置中间的第三位置，在该位置，没有一个输入口被耦合到所说输出口上。
23.按照权利要求22的设备，其特征为，在所说闸板的所说第三位置上，所说输出口基本关闭。
24.按照权利要求17-23中任一项的设备，还具有一根固定在所说闸板上并使它旋转的轴。
25.按照权利要求24的设备还具有一台用来驱动所说轴的电动机。
26.按照权利要求25的设备，其特征为，所说电动机为步进电动机。
27.按照权利要求25的设备，其特征为，所说电动机为伺服电动机。
28.按照权利要求17-27中任一项的设备，还具有所说电动机用的控制线路。
29.按照权利要求28的设备，其特征为，所说控制线路具有可用来改变一个输入口被连接到输出口上的时间与另一个输入口被连接到输出口上的时间之间的关系的机构。
30.按照权利要求28或29的设备，其特征为，控制线路具有可用来改变闸板的转速的机构。
31.按照权利要求28-30中任一项的设备，还具有可用来改变所说压力源的压力的机构。
32.一种可用来产生压力波形的振荡器，具有一个波形发生机构，可用来产生第一个基本的周期性压力波形，其上叠加着频率较高的正压脉冲的第二个压力波形。
33.按照权利要求32的振荡器，其特征为，波形发生机构具有至少一个按照权利要求17-31中任一项的设备。
34.按照权利要求32的振荡器，其波形发生机构具有按照权利要求17-31中任一项的第一和第二设备，它们可分别用来产生第一和第二压力波形。
全文摘要
一种用来控制流向换气机或理疗设备的气流的阀,具有一个阀体,其上设有第一和第二输入口及一个输出口。有一闸板可相对于所说阀体旋转并适宜用来有选择地将所说输入口连接到所说输出口上。所说闸板可在单一方向上旋转的情况下进行工作,使所说第一和第二输入口交替连接到所说输出口上。
文档编号F16K11/074GK1255051SQ9880485
公开日2000年5月31日 申请日期1998年5月6日 优先权日1997年5月7日
发明者扎米尔·海克 申请人:扎米尔·海克