汽化器的制作方法

文档序号:11159416阅读:607来源:国知局
汽化器的制造方法与工艺

挥发性麻醉剂,比如地氟醚,是按计量进入新鲜气流,被输送到病人以达到全身麻醉。其他汽化麻醉剂包括,例如氟烷、安氟醚、异氟烷和七氟烷。

一方面,本发明提供一种用于输送挥发性介质到气流的汽化器,汽化器包括:气体输送单元,接收气流并提供含有计量数的汽化介质的气流;储液单元,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应,其中,储液单元选择性地流体连接至气体输送单元;气体传感单元,用于探测气流的流速和/或成分;汽化介质传感单元,用于探测汽化介质的流速;岐管,包括用于汽化介质的流径并流体连接储液单元和汽化介质传感单元;以及控制单元,用于控制气流的流速和按计量进入气流的汽化介质的量。

另一方面,本发明提供了一种用于输送挥发性介质到气流的汽化器,汽化器包括:气体输送单元,接收气流并提供含有计量数的汽化介质的气流;储液单元,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应,其中,储液单元选择性地流体连接至气体输送单元;控制单元,用于控制气流的流速和按计量进入气流的汽化介质的量;其中储液单元包括含有液体形式的挥发性介质的储槽,和可操作以加热挥发性介质至汽化温度以使挥发性介质汽化并维持储槽顶部空间的操作压力和汽化介质的加热器,储槽由导热材料形成,并提供足以在加热器消动后将所含挥发性介质维持在汽化温度至少3分钟的热质量,可选地,至少5分钟。

再一方面,本发明提供一种用于输送挥发性介质到气流的汽化器,汽化器包括:气体输送单元,接收气流和提供气体包含按计量的汽化介质的流动;储液单元,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应,其中,储液单元选择性地流体连接至气体输送单元;控制单元,用于控制气流的流速和按计量进入气流的汽化介质的量;其中,储液单元包括填充组件,挥发性介质通过填充组件进入储槽,填充组件包括主体,主体包括接收填充容器的端口,与储槽流体连接的腔体,和阀门组件,当阀门组件打开时,可操作以打开端口和腔体之间的流体连接,从而用来自填充容器的挥发性介质填充储槽;其中,填充组件包括装载/卸载机构,可操作以啮合填充容器并装载/卸载填充容器到阀门组件,装载/卸载机构包括啮合构件和杠杆组件,啮合构件适用于当填充容器被插入填充组件的主体的端口时啮合填充容器的主体,杠杆组件与啮合构件耦合并且在第一,未锁定位置和第二,锁定位置之间可操作,在锁定位置,阀门组件打开以允许通过填充容器填充储槽。

又一方面,本发明提供一种用于输送汽化介质到气流的汽化器,汽化器包括:气体输送单元,接收气流并提供含有计量数的汽化介质的气流;储液单元,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应,其中,储液单元选择性地流体连接至气体输送单元;气体传感单元,用于探测气流的流速和/或成分;汽化介质传感单元,用于探测汽化介质的流速;控制单元,用于控制气流的流速和按计量进入气流的汽化介质的量;其中,储液单元包括含有液体形式的挥发性介质的储槽;其中,气体传感单元包括气体入口端、出口端、流径和至少一对低速率传感器,气流通过气体入口端输送,气流从出口端输送,流径流体连接气体入口端和出口端,该至少一对低速率传感器用于探测气流的流速;其中,每一对流速传感器的流速传感器沿流径的长度被物理地分离,提供了上游传感器和下游传感器;上游传感器包括温度传感器元件,下游传感器包括加热器元件和温度传感器元件,上游传感器被设置为探测气流的环境温度,下游传感器被设置为测定将加热器元件维持在相对于由上游传感器测定的环境温度所需的温差所需的能量,由此,从将加热器元件维持在所需的温差所需的能量可测定气流的流速。

在更进一步的方面,本发明提供一种用于输送汽化介质到气流的汽化器,汽化器包括:气体输送单元,接收气流并提供含有计量数的汽化介质的气流;储液单元,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应,其中,储液单元选择性地流体连接至气体输送单元;气体传感单元,用于探测气流的流速和/或成分;汽化介质传感单元,用于探测汽化介质的流速;控制单元,用于控制气流的流速和按计量进入气流的汽化介质的量;其中储液单元包括含有液体形式的挥发性介质的储槽;其中,气体传感单元包括气体入口端、出口端、流径和至少一个流速传感器,气流通过气体入口端输送,气流从出口端输送,流径流体连接气体入口端和出口端,该至少一个流速传感器用于探测气流的流速;其中,流径包括短径,气体传感单元还包括在短径内的至少一个气体特征传感器,气体特征传感器用于测量气流的特征,该特征代表气流的成分,气体特征传感器的测量用于为由至少一个流速传感器测量的气流的流速提供补偿系数。

在更进一步的方面,本发明提供一种用于输送挥发性介质到气流的汽化器,汽化器包括:气体输送单元,接收气流并提供含有计量数的汽化介质的气流;储液单元,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应,其中,储液单元选择性地流体连接至气体输送单元;气体传感单元,用于探测气流的流速和/或成分;汽化介质传感单元,用于探测汽化介质的流速;控制单元,用于控制气流的流速和按计量进入气流的汽化介质的量;其中,汽化介质传感单元包括主体,该主体热连接至储液单元,主体还包括流道,该流道包括流体连接至储液单元的入口端和流体连接至气体输送单元的出口端,和至少一个用于检测汽化介质通过流道的流速的流量传感器。

本发明的较佳实施例将参照附图通过实施例的方式在下文详细描述。

图1是根据本发明一个实施例的汽化器的正面立体图;

图2是图1的汽化器的后视立体图;

图3(a)是图1的汽化器的储液单元的正面立体图;

图3(b)是图3(a)的储液单元的后视立体图;

图3(c)是图3(a)的储液单元的部分剖开立体图;

图4(a)是图3(a)的储液单元的填充组件的第一正面立体图;

图4(b)是图4(a)的填充组件的第二正面立体图;

图4(c)是图4(a)的填充组件的截面图(沿图4(a)的I-I部分);

图4(d)是图4(a)当填充容器位于第一静止位置时的填充组件的截面图(沿图4(a)的I-I部分);

图4(e)是图4(a)当填充容器位于第二填充位置时的填充组件的截面图(沿图4(a)的I-I部分);

图5(a)和图5(b)是图1的汽化器的改进的填充组件的立体图;

图6(a)是图1的汽化器的新鲜气体传感单元的立体图;

图6(b)是图6(a)的新鲜气体传感单元的部分剖开的片段立体图;

图7是图1的汽化器的改进的新鲜气体传感单元的部分剖开的片段立体图;

图8(a)是图1的汽化器的汽化介质流量传感器的立体图;

图8(b)是图8(a)的汽化介质流量传感器的分解立体图;

图8(c)是通过图8(a)的汽化介质流量传感器的第一垂直剖面图(沿图8(a)的II-II部分);以及

图8(d)是通过图8(a)的汽化介质流量传感器的第二垂直剖面图(沿图8(a)的III-III部分)。

汽化器包括新鲜气体输送单元3,接收新鲜气流并提供含有计量数的汽化介质的新鲜气流;储液单元5,包括挥发性介质并维持汽化介质的供应;气体传感单元7,用于探测新鲜气体的流速和成分;汽化介质传感单元9,用于探测汽化介质的流速;岐管10,包括用于汽化介质的流径;以及控制单元11,用于控制新鲜气流的流速和按计量进入新鲜气流的汽化介质的量。

新鲜气体输送单元3包括连接至新鲜气体供应的进口15和提供含有计量数的汽化介质的新鲜气流的出口17。

在本实施例中,新鲜气体包括氧气、空气和一氧化二氮的混合物,但可以是任何需要的形态。

如图3(a)至图(c)中特别描绘的,储液单元5包括含有液体形式的挥发性介质的储槽21,和可操作以加热挥发性介质至汽化温度以使挥发性介质汽化并维持储槽21顶部空间的操作压力的加热器23,填充组件25,挥发性介质通过填充组件25进入储槽21,以及阀门组件27,输送到新鲜气流的汽化介质可通过阀门组件27计量和关闭。

在本实施例中,储槽21由导热材料形成,与岐管10一起,具有足够的热容量使得所含挥发性介质在汽化温度维持预定的一段时间,在本实施例中,至少3分钟,优选地,至少5分钟,在加热器23消动以后。这种配置通过为储槽21提供热存储,汽化器可以不用通过电源或电池供电提供能量给加热器23而持续汽化挥发性介质,并可选地配置为使得汽化介质传送速度在预定的一段时间内至少为1.2L/min。在现有系统中,加热器23主要通过电池供电。

在本实施例中,储槽21部分地由岐管10限定。

在本实施例中,储槽21由铝形成,铝是非常导热的。在较佳实施例中,储槽21可以由任何与挥发性介质相容和热导率至少为约100W/(m.k)的材料形成,可选地,至少约150W/(m.k),可选地,至少约200W/(m.k)。在可选的实施例中,储槽21或至少其部分可由黄铜形成。

在本实施例中,如图4(a)至(e)特别示出的,填充组件25包括主体31,主体31包括用于接受填充容器F的端口33,此处填充容器F为瓶子,与储槽21流体连通的腔体35,以及阀门组件37,当阀门组件37打开时,可操作以打开端口33和腔体35之间的流体连接,从而用来自填充容器F的挥发性介质填充储槽21。

在本实施例中,阀门组件37包括孔41,孔41密封地接收填充容器F的外部喷嘴N并在其一个末端包括至少一个阀门开口42,还包括底座43,底座43接收填充容器F的阀元件V,其位于喷嘴N的内部,当按压时打开喷嘴N和填充容器F的主体之间的流体连接,阀元件47通常偏向于关闭至少一个阀门开口42并被填充容器F的喷嘴N啮合以使阀元件47位移并打开至少一个阀门开口42。

在本实施例中,阀元件47包括至少一个,在这里是多个突起49,突起49通过至少一个阀门开口42突出,并且被填充容器F的喷嘴N啮合以使阀元件47位移。

在本实施例中,底座43接近阀元件47的突起49延伸。该构造防止对阀元件47的误操作,比如手指进入孔41。

填充组件25还包括装载/卸载机构51,可操作以啮合填充容器F并装载/卸载填充容器F到阀门组件37。

在本实施例中,装载/卸载机构51包括啮合构件53和杠杆组件55,啮合构件53适用于当填充容器F被插入填充组件25的主体31的端口33时啮合填充容器F的主体,在本实施例中是填充容器F的颈部K,杠杆组件55与啮合构件53耦合并且在第一,未锁定位置(如图4(d)中所示)和第二,锁定位置(如图4(e)中所示)之间可操作,在锁定位置,阀门组件37打开以允许通过填充容器F填充储槽21。

在本实施例中,杠杆组件55包括杠杆57,在此处包括第一臂和第二臂,其枢转地耦合至填充组件25的主体31,还包括耦合器59,在此处包括第一杆和第二杆,其将杠杆57耦合到啮合构件53。

操作中,填充容器F的喷嘴N被插入阀门组件37的孔41,杠杆组件55处于第一,未锁定位置,当移动杠杆57到第二,锁定位置,啮合构件53相对于填充组件25的主体31被移动,这造成填充容器F的阀元件V与阀门组件37的底座43啮合,填充容器F的喷嘴N与阀门组件37的阀元件47啮合,从而造成填充容器F的阀元件V和阀门组件37的阀元件47被打开。在本实施例中,填充容器F的喷嘴N与阀门组件37的阀元件47的啮合先于填充容器F的阀元件V与阀门组件37的底座43的啮合,这样填充组件25的阀元件47先于填充容器F的阀元件V被打开。

在本实施例中,啮合构件53包括滑动元件61,滑动元件61可横向移动并与填充容器F的主体啮合,此处是指填充容器F的颈部K,比如将填充容器F固定到啮合构件53。

在本实施例中,滑动元件61包括凹处62,当啮合构件53被移动到锁定位置,凹处62位于止动装置63,此处为突起,以阻止滑动元件61滑动和填充操作期间填充容器F从啮合构件53误释放。在可选实施例中,凹处62可以被突起替代。

在一个实施例中,凹处62和止动装置63可以如此配置以使当杠杆组件55被移动到未锁定位置,滑动元件61被移动到打开位置。

在可选实施例中,杠杆组件55可以如此配置以使通过杠杆57的移动从未锁定位置可移动到释放位置,与杠杆57被移动到锁定位置的意义相反,凹处62和止动装置63可被设置以使当杠杆组件55在释放位置时,滑动元件61被移动到打开位置

在本实施例中,填充组件25热连接至储槽21。

图5(a)和(b)示出了对图4(a)至(e)的填充组件25的改进。

在本实施例中,滑动元件61包括至少一个滑动部件64,滑动部件64绕至少一个枢轴65滑动旋转,在此处包括第一滑动部件和第二滑动部件64a、b,绕第一枢轴和第二枢轴65a、b旋转,装载/卸载机构51还包括导引构件66,导引构件66使得当装载/卸载机构51在未锁定位置(如图5(a)所示)和锁定位置(如图5(b)所示)之间轴向移动时滑动部件64a、b横向滑动。

在本实施例中,每个滑动部件64a、b包括突起67,在此处突起67位于枢轴65a、b的末端,导引构件66包括至少一个导引68,在此处为第一导引和第二导引68a、b,接收对应滑动部件64a、b的突起67。

在本实施例中,导引68a、b包括第一导引部分69和第二导引部分70,当装载/卸载机构51位于未锁定位置时,突起67位于第一导引部分69中,第二导引部分70置于第一导引部分69的横向朝内,当装载/卸载机构51位于锁定位置时,突起67位于第二导引部分70中。

该配置下,当装载/卸载机构51在未锁定位置时,滑动部件64a、b的突起67位于导引68a、b的第一导引部分69中,并且滑动部件64a、b具有第一,横向朝外的位置以允许填充容器F的颈部K被插入阀门组件37的孔41,以及,当装载/卸载机构51被移动到锁定位置,在本实施例中通过啮合构件53的轴向位移,滑动部件64a、b的突起67位于导引68a、b的第二导引部分70中,且滑动部件64a、b具有第二,横向朝内的位置,在该横向朝内的位置填充容器F的颈部K被滑动部件64a、b啮合并防止填充容器F在填充操作期间释放。当装载/卸载机构51回到未锁定位置,滑动部件64a、b的突起67回到导引68a、b的第一导引部分69,滑动部件64a、b具有第一,横向朝外的位置,以允许填充容器F的颈部K从阀门组件37的孔41被移开。

在本实施例中,每个导引68a、b具有轨道形式,在此处通过通槽形成。

在本实施例中,阀门组件27包括截流阀71和计量阀72,截流阀按需要操作以阻止汽化介质输送进入新鲜气流,计量阀72调节汽化介质的量,汽化介质按照测量到的新鲜气流的流速来按计量进入新鲜气流,这将在下文详细描述。

在本实施例中,截流阀71包括入口端73和出口端74,入口端73通过岐管10中的流径流体连接至储液单元5的储槽21,出口端74通过岐管10中的流径流体连接至计量阀72的入口端75。

在本实施例中,计量阀72包括入口端75和出口端76,入口端75通过岐管10中的流径流体连接至截流阀72的出口端74;出口端76通过岐管10中的流径流体连接至汽化介质传感单元9。

在本实施例中,如图6(a)和(b)特别示出的,新鲜气体传感单元7包括新鲜气流入口端77、出口端78、流径79和至少一个用于探测新鲜气流流速的流速传感器80,通过入口端77输送新鲜气流,通过出口端78气流输出,流径79流体连接新鲜气体入口端77和出口端78。

在本实施例中,流径79直径为5mm。

在本实施例中,新鲜气体传感单元7包括至少一对流速传感器80,在此处为第一对流速传感器和第二对流速传感器80a、80b。

在本实施例中,流速传感器80a、80b是质量流速传感器,在此处是质量流量传感器,包括加热器元件和温度传感器元件。

通过提供一对流速传感器80,每个流速传感器80沿流径的长度被物理地分离,新鲜气体传感单元7可以提供更准确的测量。本发明已确定,可以通过配置一对流速传感器80以利用下游传感器80的加热器元件和温度传感器元件和上游传感器80的温度传感器元件进行流速测量,获得更精准的测量。

本实施例中,上游传感器80被设置为探测新鲜气流的环境温度,下游传感器80被设置为测定将加热器元件维持在相对于由上游传感器80测定的环境温度所需的温差所需的能量,该能量确定新鲜气流的流速。在本实施例中,下游传感器80加热新鲜气流至相对于由上游传感器80测定的环境温度的预定的温差,在此处为环境温度的30℃以上。

此外,通过提供第一对流速传感器和第二对流速传感器80a、80b,提供了控制检测,控制系统可监控每一对流速传感器80a、80b的输出,以及,如果测得的输出超过预定的阈值,会发出警报和/或关闭汽化器。

在本实施例中,流径79包括短径81,新鲜气体传感单元7还包括在短径81内的至少一个新鲜气体特征传感器83。

在本实施例中,短径81在至少一个流速传感器80a、80b的下游。

在可选实施例中,短径81可以在至少一个流速传感器80a、80b的上游。

在本实施例中,短径81位于流径79基本上线性的部分。

在本实施例中,短径81包括传感器腔85和节流87,传感器腔85处设置有至少一个新鲜气体特征传感器83,节流87流体连接流径79至传感器腔85。

在本实施例中,至少一个新鲜气体特征传感器83为质量流速传感器,此处为质量流量传感器。在本实施例中,至少一个新鲜气体特征传感器83与流速传感器80a、80b类型相同。

在本实施例中,节流87包括直径比流径79更小的流道,在此处直径为1.75mm。在优选实施例中,节流具有约1.5mm2至约3.5mm2的面积,优选地是约2mm2至约3mm2

采用该配置,节流87提供了新鲜气体在传感器腔85中延长的滞留时间,实际上提供了,至少一个新鲜气体特征传感器83提供“零流量”或“静态”测量气流的代表成分的特征。在本实施例中,在传感器腔85中延长的平均滞留时间至少为20秒,可选地,至少25秒,可选地,至少30秒,可选地,至多60秒。在本实施例中,在传感器腔85中的平均滞留时间至多60秒,可选地,至多40秒,可选地,至多35秒。本发明确定,新鲜气流的“零流量”或“静态”测量使得当使用至少一个新鲜气体特征传感器83提供通过流速传感器80a、80b测量的新鲜气流流速的补偿系数时,新鲜气流的流速得到更精确的测定。

在本实施例中,至少一个新鲜气体特征传感器83的测量提供补偿系数,并且,针对该补偿系数,可选择查表,从表中可以得到补偿流速。

在可选实施例中,补偿系数可应用于流速的拟合函数,流速由流速传感器80a、80b测量。

在另一实施例中,至少一个新鲜气体特征传感器83的测量提供补偿系数,并且,针对该补偿系数,可选择查表,从表中可以得到补偿流速,并且应用于流速的拟合函数,流速由流速传感器80a、80b测量。

在本实施例中,新鲜气体传感单元7包括在流径79中和在至少一个新鲜气体特征传感器83下游的汽化介质入口端89,汽化介质入口端89流体连接至汽化介质传感单元9的出口端97,汽化介质通过出口端97按计量进入新鲜气流。

在一个可选实施例中,如图7所示,节流87可以包括多孔元件91,此处为烧结元件,位于短径81中。

在本实施例中,如图8(a)至(d)特别示出的,汽化介质传感单元9包括主体92,主体92包括流道93,流道93包括流体连接至计量阀72的出口端76的入口端95和汽化介质流通过其输送的出口端97,和至少一个用于检测汽化介质通过流道93的流速的流量传感器101。

在本实施例中,主体92包括第一主体部分和第二主体部分103a、b和环绕流道93的环状密封105。

在本实施例中,主体92的第一主体部分和第二主体部分103a、b中的至少一个由高热传导材料形成。

在一个实施例中,主体92的第一主体部分和第二主体部分103a、b中的至少一个由与储液单元5的储槽21相同的材料形成。

在本实施例中,主体92的第一主体部分和第二主体部分103a、b中的至少一个热连接至储液单元5的储槽21,此处为直接固定。在该配置下,主体92被维持在加热状态,防止在流道93中冷凝,其可妨碍对汽化介质的流速的准确测量。

在本实施例中,流道93是线性通道。

在本实施例中,流道93的横截面积为2mm2,在较佳实施例中,横截面积为约1.5mm2至2.5mm2。该结构被发现对于广范围的流体可在至少一个流量传感器101上方提供层流。

在本实施例中,至少一个流量传感器101是质量流速传感器,这里是质量流量传感器。

在本实施例中,汽化介质单元9包括第一流量传感器和第二流量传感器101a、b。通过提供第一流量传感器和第二流量传感器101a、b,提供了控制检测,控制系统可监控每个流量传感器101a、b的输出,以及,如果测得的输出超过预定的阈值,会发出警报和/或关闭汽化器。

在本实施例中,岐管10包括高导热材料的保温块111,保温块111包括汽化介质的流动通道。通过加热器23加热后热连接至储液单元5的储槽21,岐管10维持在加热的状态,以阻止汽化介质在流动通道里冷凝。

在一个实施例中,保温块111由与储液单元5的储槽21相同的材料形成。

在本实施例中,岐管10包括连接头115,连接头115流动地连接汽化介质传感单元9的出口端97,此处是通过保温块111中的流动通道,到新鲜空气传感单元7的流径79的汽化介质入口端89。

在一个实施例中,连接头115由与储液单元5的储槽21相同的材料形成。

最后,应当理解的是,本发明以较佳实施例的方式进行了说明,且本发明可以多种不同的方法改进而不超出由所附权利要求限定的发明范围。

比如,尽管本发明参照全身麻醉剂的输送进行描述,应当理解,本发明也可以应用于汽化任何介质以在气流中输送。

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