CN101884822B - 呼吸机的呼出阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸机的呼出阀。其具备：腔体；设置在腔体内的膜片，其一侧表面与腔体围成一个与第一气源相连通的压力缓冲腔，另一侧表面与腔体围成一个用于容纳病人呼出的气体的呼出气体缓冲腔。当膜片处于一个第一位置时，呼出气体缓冲腔与外界不相连通，当膜片处于一个第二位置时，呼出气体缓冲腔与外界相连通。呼出阀还具备用于向呼出气体缓冲腔内补充气体的补气管，其一端与第二气源相连通，另一端与呼出气体缓冲腔相连通。本发明抛弃了常规做法，并非在如何减少呼出气体泄漏这一点上下功夫，而是另辟蹊径，采取“补气”这种方式，将由于泄露而损失的气压补足，这样就彻底避免了呼出气体气压的下降，真正实现了维持呼吸末正压恒定这一目标。

Description

呼吸机的呼出阀

技术领域

本发明涉及一种呼吸机的呼出阀。 

背景技术

呼吸机是一种用于支持呼吸能力不足的病人进行呼吸的医疗仪器，比如，通常可作为麻醉机的一部分，在手术过程中对病人实施麻醉，并对麻醉后的病人实施被动呼吸。而呼出阀则是呼吸机中的重要部件，其作用是控制病人呼出气体的气压，使其保持在大气压之上。这样，病人在呼气时，肺部也能保持一定压力，从而令肺泡保持一定的充盈度，增加了肺泡的表面积，进而能增加肺泡的气体交换能力。这一效果对于某些肺部患病的患者是很重要的。 

附图1是目前市场上呼吸机的呼出阀的结构示意图。压力缓冲腔(1)与呼出气体缓冲腔(2)之间通过一个膜片(3)相隔开，病人呼出的气体通过呼气管(4)进入呼出气体缓冲腔(2)中，而气源(5)中的气体则从通过进气管(6)进入压力缓冲腔(1)中。在进气管(6)上设置有一个用于控制流量的比例阀(7)，在压力缓冲腔(1)的底部开有一个排气孔(8)。气体从气源(5)进入压力缓冲腔(1)后，会从排气孔(8)排出，并且随着压力缓冲腔(1)内气压的升高，从排气孔(8)内排出的气体流量也会越来越大。当排出的气体流量与进入的气体流量相等时，压力缓冲腔(1)内的气压就达到了一个平衡。同时，在膜片(3)的两侧，压力缓冲腔(1)和呼出气体缓冲腔(2)内的气压也将保持动态平衡。这是因为，若压力缓冲腔(1)侧的气压偏高，则呼出气体缓冲腔(2)被膜片(3)堵住。随着病人呼气量的增加，呼出气体缓冲腔(2)内的气压将不断升高，直至呼出气体缓冲腔(2)侧的气压超过压力缓冲腔(1)侧，膜片(3)朝着压力缓冲腔(1)侧被顶开，呼出气体经过排气口(9)排出，使得呼出气体缓冲腔(2)内的气压再次下降至低于压力缓冲腔(1)侧，膜片(3)再次将呼出气体缓冲腔(2)堵住。因此，通过控制压力缓冲腔(1)内的气压就能控制呼出气体缓冲腔(2)内的气压，也就是说，通过调节比例阀(7)的流量，就能将病人呼出气体的气压控制在任何想要的数值上。上述通气方式被称为呼吸末正压通气(positive end-expiratory pressure，PEEP)。

根据上述原理，在保持气压恒定的过程中，膜片(3)显得尤为重要。若膜片(3)的加工精度不够产生缝隙，则呼出气体就会通过排气口(9)泄露，导致呼出气体缓冲腔(2)侧的气压越来越低，无法维持预定的气压值，从而导致呼吸阀的功能丧失。 

为了稳定地维持呼吸末正压，就必须避免呼出气体发生泄漏，现有的做法是尽量提高膜片(3)的加工精度。但这样一来加工成本和加工难度也将随时提高。如附图3所示，采用现有技术的呼吸机进行呼吸时，呼气相时的气压值始终是下降的，无法维持在一个恒定的压力平台上。这是因为，对需要密封的物理器件而言，想要实现百分之百的密封也是不可能的。无论膜片(3)的加工精度有多高，都必然会发生一定程度的泄漏。现有的产品只能尽量减少泄漏，而无法完全杜绝泄露，也就无法将呼吸末正压稳定地维持在同一数值上。 

发明内容

本发明目的在于提供一种能稳定地维持呼吸末正压的呼吸机的呼出阀。 

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种呼吸机的呼出阀，具备：腔体；设置在所述腔体内的膜片，该膜片的一侧表面与所述腔体围成一个与第一气源相连通的压力缓冲腔，在该压力缓冲腔上开有与外界相连通的排气孔；所述膜片的另一侧表面与所述腔体围成一个用于容纳病人呼出的气体的呼出气体缓冲腔。所述膜片具备第一位置 和第二位置，当所述膜片处于第一位置时，所述呼出气体缓冲腔与外界不相连通，当所述膜片处于第二位置时，所述呼出气体缓冲腔与外界相连通。所述呼出阀还具备补气管，该补气管一端与第二气源相连通，另一端与呼出气体缓冲腔相连通，用于向所述呼出气体缓冲腔内补充气体。 

进一步的，所述腔体由相互固定密封且固定连接的上盖和底座构成，所述上盖与所述膜片的一侧表面围成所述呼出气体缓冲腔；所述底座与所述膜片的另一侧表面围成所述压力缓冲腔。 

更进一步的，在所述补气管上设置有用于调节气体流量的阀门。 

更进一步的，通过所述补气管向所述气体缓冲腔内输送的所述气体的流量为8～11L/min。 

更进一步的，所述补气管的至少一段由毛细管构成。 

更进一步的，通过所述补气管补充的气体为氧气。 

更进一步的，所述压力缓冲腔通过一根进气管与所述第一气源相连通，在所述进气管上设置有用于调节气体流量的比例阀。 

本发明抛弃了常规做法，并非在如何减少呼出气体泄漏这一点上下功夫，而是另辟蹊径，采用了“补气”的措施，将有可能由于泄露而损失的气压补足，这样就彻底避免了呼出气体气压的下降，真正实现了维持呼吸末正压恒定这一目标。 

附图说明

图1为现有技术中呼吸机的呼出阀的结构示意图； 

图2为实施例1中呼吸机的呼出阀的剖视图； 

图3为采用现有技术的呼吸机进行呼吸时的压力波形； 

图4为采用实施例1的呼吸机进行呼吸时的压力波形。 

其中：1、压力缓冲腔，2、呼出气体缓冲腔，3、膜片；4、呼气管；5、气源；6、进气管；7、比例阀；8、排气孔；9、排气口；10、补气管；11、毛细管；12、连接弯管；13、膜片安装组件；14、斜面；15、密封圈；16、 上盖；17、底座；18、通气孔。 

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。 

实施例1： 

附图2为实施例1中呼吸机的呼出阀的结构示意图。 

如附图2所示，根据本实施例实施的呼出阀包括围成了一个完整腔体的上盖16和底座17，以及一块通过膜片安装组件13固定在该腔体内的膜片3。 

其中，膜片3的下表面与底座17围成了压力缓冲腔1，该压力缓冲腔1通过进气管6与一个图中未示的第一气源相连接。该第一气源的作用是以一定的流量向压力缓冲腔1内输送气体，使得压力缓冲腔1内的气压上升。在底座17上还开有一个图中未示的排气孔，该排气孔的作用是将压力缓冲腔1与外界相连通，从而使得输送入压力缓冲腔1的气体会不断通过该排气孔排出，直至气体排出的量与输入的量达到平衡，此时，压力缓冲腔1内的气压就能达到一个预先设定的气压值。在进气管6上设置有一个图中未示的比例阀，用于调节气体流量，进而调节压力缓冲腔1内的气压值。该气压值应当被设定为大于大气压。 

膜片3的上表面与上盖16围成了呼出气体缓冲腔2，该呼出气体缓冲腔2始终与呼气管4相连通，病人呼出的气体通过呼气管4进入呼出气体缓冲腔2中。 

膜片安装组件13固定设置在上盖16之中。该膜片安装组件13具备一个斜面14，呼出气体缓冲腔2被该斜面14分隔成两个部分，其中位于斜面14一侧的部分与呼气管4相连通，位于斜面14另一侧的部分形成了一个排气口9，该排气口9与外界相连通。 

在斜面14上开有多个通气孔18，若膜片安装组件13上没有安装膜片3 的话，则呼气管4与排气口9之间通过该通气孔18相互连通，即，从呼气管4进入到呼出气体缓冲腔2内的气体能够如附图2中的箭头所示，直接穿过通气孔18进入排气口9，然后从排气口9排出至外界。而一旦安装了膜片3，则如附图2所示，膜片3紧紧覆盖在斜面14的下表面上，将通气孔18堵住，使得呼气管4与排气口9之间不连通，也就是说，从呼气管4进入的气体会累积在呼出气体缓冲腔2中，从而使得呼出气体缓冲腔2内的气压不断上升。如此一来，膜片3的上下两侧表面分别受到来自呼出气体缓冲腔2的气压，以及来自压力缓冲腔1的气压。其中，来自下方压力缓冲腔1的气压是恒定的，而来自上方呼出气体缓冲腔2的气压是不断升高的。一旦呼出气体缓冲腔2内的气压超过压力缓冲腔1内的气压，膜片3就会被推向下方，与斜面14分离开来，从而无法继续堵住通气孔18。于是，呼出气体缓冲腔2内的气体就能通过通气孔18进入排气口9，进而排放至外界。这些气体一旦被排放掉，呼出气体缓冲腔2内的压力就会下降，膜片3再次在来自下方压力缓冲腔1的压力下将通气孔18堵住。如此反复，就能将呼出气体缓冲腔2内的气压稳定在与压力缓冲腔1内的气压相同的数值上。 

为保证呼出气体缓冲腔2与排气口9之间的气密性，在膜片安装组件13与上盖16之间设置有一对密封圈15。并且，膜片3的边缘部分也是被膜片安装组件13紧紧卡在上盖16与底座17之间，从而实现密封。但无论采用什么方式提高密封性，也无法100％保证不会漏气，必然会有少量气体会从呼出气体缓冲腔2泄漏至排气口9中，导致呼出气体缓冲腔2内的气压下降。 

为了将由于气体泄漏而降低的这部分气压补足，在呼气管4上通过一个连接弯管12连接了一根补气管10。这根补气管10与一个外部的第二气源相连通，通过第二气源持续向呼气管4内输送气体，用于补充在呼出气体缓冲腔2中泄漏掉的气体。为了避免干扰病人的呼吸，本实施例中补充的气体为氧气。 

由于泄漏掉的气体流量比较小的，所以通过补气管10补充的气体流量也 不能太大，太大的话会使呼出阀来不及不排出气体，导致呼出气体缓冲腔2内的气压过高，反过来影响病人的呼气。为了控制流量，在补气管10上设置有一截毛细管11。本实施例中，通过该毛细管补充的气体流量略大于泄漏气体的流量，具体来说，是在8～10L/min左右，从而能保证气压始终不会低于预设值。如果补充的气体流量大于漏气量，则多余的气体会将膜片顶开，通过通气孔18正常排出，因此不会对整个补气阀的工作造成不良影响。 

附图4为采用本实施例的呼吸机进行呼吸时的压力波形。可以看出，与附图3相比，在呼气相的末端，其气压始终保持与呼气相起始端相齐平，真正实现了维持呼吸末正压的恒定这一目标。 

Claims (7)

1.一种呼吸机的呼出阀，具备：

腔体；

设置在所述腔体内的膜片(3)，该膜片(3)的一侧表面与所述腔体围成一个与第一气源相连通的压力缓冲腔(1)，在该压力缓冲腔(1)上开有与外界相连通的排气孔(8)；所述膜片(3)的另一侧表面与所述腔体围成一个用于容纳病人呼出的气体的呼出气体缓冲腔(2)，

所述膜片(3)具备第一位置和第二位置，当所述膜片(3)处于第一位置时，所述呼出气体缓冲腔(2)与外界不相连通，当所述膜片(3)处于第二位置时，所述呼出气体缓冲腔(2)与外界相连通，

其特征在于：所述呼出阀还具备补气管(10)，该补气管(10)一端与第二气源相连通，另一端与呼出气体缓冲腔(2)相连通，用于向所述呼出气体缓冲腔(2)内补充气体。

2.根据权利要求1所述的呼吸机的呼出阀，其特征在于：

所述腔体由相互固定密封且固定连接的上盖和底座构成，

所述上盖与所述膜片(3)的一侧表面围成所述呼出气体缓冲腔(2)；所述底座与所述膜片(3)的另一侧表面围成所述压力缓冲腔(1)。

3.根据权利要求1或2所述的呼吸机的呼出阀，其特征在于：

在所述补气管(10)上设置有用于调节气体流量的阀门。

4.根据权利要求3所述的呼吸机的呼出阀，其特征在于：

通过所述补气管(10)向所述气体缓冲腔(2)内输送的所述气体的流量为8～11L/min。

5.根据权利要求1或2所述的呼吸机的呼出阀，其特征在于：

所述补气管(10)的至少一段由毛细管构成。

6.根据权利要求1或2所述的呼吸机的呼出阀，其特征在于：通过所述补气管(10)补充的气体为氧气。

7.根据权利要求1或2所述的呼吸机的呼出阀，其特征在于：

所述压力缓冲腔通过一根进气管(6)与所述第一气源相连通，在所述进气管(6)上设置有用于调节气体流量的比例阀(7)。

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