专利名称：三通压力平衡阀及医用呼吸机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医用呼吸器械，尤其涉及一种三通压力平衡阀及医用呼吸机。
背景技术：
无创正压通气(NPPV) —直被认为有助于治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。无 创正压通气技术是使用没有植入人工气道的正压通气。其基本理念是用两个压力(吸气和 呼气)经鼻面罩通气。正压通气在吸气和由于肺部反冲而被动呼气时将向病人提供帮助。现有技术中的呼吸机使用两种技术一种是在吸气和呼气时使用风机调节压力；另一种是使用比例阀，通过控制阀门 开启调节压力(调节流量控制压力)。上述现有技术至少存在以下缺点对于风机观点，好的压力响应能力和可靠性取决于电机轴承技术、风机的电源管 理及系统中的摩擦稳定性；第二个观点涉及的风机控制以及控制比例阀，来实现压力的目 标，这两个观点有病人咳嗽减压或任何干扰系统的限制。结构复杂、使用不方便、控制精确度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够分别控制吸气和呼气压力，且结构简单、使用方便、 控制精确的三通压力平衡阀及医用呼吸机。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的三通压力平衡阀，包括三通集成管道，三通集成管道包括气源口、释放 口、呼吸口，气源口与呼吸口之间直接相通，在气源口的内端设有横膈膜，气源口与释放口 之间通过横膈膜的上方空间相通；所述横膈膜连接有驱动器，用于驱动横膈膜上、下动作。本发明的医用呼吸机，该医用呼吸机连接有上述的三通压力平衡阀，该医用呼吸 机的气体出口与所述三通压力平衡阀气源口连接。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的三通压力平衡阀及医用呼 吸机，由于三通压力平衡阀包括三通集成管道，三通集成管道包括气源口、释放口、呼吸口， 气源口与呼吸口之间直接相通，在气源口的内端设有横膈膜，气源口与释放口之间通过横 膈膜的上方空间相通；横膈膜连接有驱动器，用于驱动横膈膜上、下动作，以调节气源口与 释放口之间的间隙大小。医用呼吸机连接有上述的三通压力平衡阀后，可以通过横膈膜上、 下动作，调节气源口与释放口之间的间隙大小，分别控制吸气和呼气的压力，在吸气和呼气 阶段维持适当压力，使用三通压力平衡阀实现两个水平压力，以达到最佳的压力，结构简 单、使用方便、控制精确。
图1为本发明三通压力平衡阀的切面结构示意图；图2为本发明三通压力平衡阀的拆分状态示意图；
图3为本发明三通压力平衡阀的立体结构示意图；图4为本发明三通压力平衡阀的驱动器的具体实施例一的拆分状态示意图；图5为本发明三通压力平衡阀的驱动器的具体实施例二的拆分状态示意图；图6为本发明医用呼吸机的结构示意图。
具体实施例方式本发明的三通压力平衡阀，其较佳的具体实施方式
是包括三通集成管道，三通集成管道包括气源口、释放口、呼吸口，气源口与呼吸口 之间直接相通，在气源口的内端设有横膈膜，气源口与释放口之间通过横膈膜的上方空间 相通；所述横膈膜连接有驱动器，用于驱动横膈膜上、下动作，以调节气源口与释放口之 间的间隙大小。所述的驱动器为电磁线圈，所述电磁线圈的外壳通过连接座与所述三通集成管道 连接，所述电磁线圈的动芯通过传动轴与所述横膈膜连接。所述传动座开有气体波动释放孔，所述横膈膜的下方空腔通过所述气体波动释放 孔与外部相通。所述电磁线圈可以在一侧设置一片或两片阻尼弹簧片，用于支撑动芯及传动轴。所述电磁线圈也可以在两侧分别设置阻尼弹簧片，用于支撑动芯及传动轴。本发明的医用呼吸机，其较佳的具体实施方式
是，该医用呼吸机连接有上述的三 通压力平衡阀，该医用呼吸机的气体出口与所述三通压力平衡阀气源口连接。三通压力平衡阀的释放口可以连接有消音器。三通压力平衡阀的呼吸口可以连接 有气流传感器。下面通过具体实施例并结合附图对本发明的结构及动作原理进行详细的描述三通压力平衡阀的具体实施例，如图1、图2、图3所示包括三通集成管道1，三通集成管道1与传动座3之间设有横膈膜2，横膈膜2连 接有驱动器4 ；传动座3的下方可以开设气体波动释放孔31，一方面用于释放由横膈膜2引起的 气体波动，另一方面用于提供气动阻尼，以防止因振动冲击的响应；三通集成管道1包括气源口 A、释放口 B、呼吸口 C，气源口 A与呼吸口 C之间直接 相通；横膈膜2堵在气源口 A的内端，气源口 A与释放口 B之间通过横膈膜2与气源口 A的 内端之间的间隙相通。驱动器4可以为电磁线圈，三通集成管道1通过传动座3与电磁线圈的外壳连接， 电磁线圈的动芯可以通过传动轴41与横膈膜2连接，是一种力均衡器件，因此，它能使系统 调节达到稳定状态，即气道内部压力强度等于由驱动器产生的力量在横膈膜2活动区域的 压力强度。驱动器4通过动芯及传动轴41提供恒定力量给横膈膜2，从气源口 A来的空气受到驱动器4的持续的调节，释放适当的气流通过释放口 B释放，在呼吸口 C产生合适的压力。其动作的原理为气体自三通压力平衡阀的气源口 A进入气道在呼气时，应控制呼吸口 C压力变小此时驱动器4(电磁线圈)通过减少电流使励磁力变小，经传动轴41提供给横隔 膜2的力相应变小，气道压力提供给横膈膜2的力大于励磁力，横隔膜2下移，经释放口 B 的气道口面积变大，使大部气体经释放口 B流出，从而降低气道压力，并与横膈膜2承受压 力平衡；在吸气时，应控制呼吸口 C压力变大 此时驱动器4(电磁线圈)通过增加电流使励磁力变大，经传动轴41提供给横膈 膜2的力相应变大，大于气道压力提供给横膈膜2的力，横膈膜2上移，经释放口 B的气道 口面积变小，较少部分气流经释放口 B流出，较大部分气流经呼吸口 C，这增加了气道压力， 并使气道压力与横膈膜2承受压力平衡。在干咳的瞬间，大量气体经呼吸口 C进入气道，使气道内压力瞬间变大由于励磁力提供给横膈膜2的力恒定，而气道压力作用于横膈膜2的力变大，造成 横膈膜2两边力不平衡，使横膈膜2向下方移动，经释放口 B的气流截面积变大，气道内压 力变小，直到横膈膜2两边的压力平衡；当干咳停止时，经呼吸口 C进入气道的气流变小，气 道内压力变小，励磁力大于气道压力提供给横膈膜2的力，横膈膜向上移动直到励磁力与 气道压力提供给横膈膜2的力平衡。这个过程比较短，达到瞬间释放由于干咳造成的压力 增加。本发明中，驱动器4可以采用以下两个具体实施例的电磁线圈，也可以采用其它 结构的电磁线圈具体实施例一具有单弹簧驱动器悬臂的压力阀，在线圈5的一侧设置一片或两片阻尼弹簧片6， 支撑动芯及传动轴41。具体实施例二 在驱动器两端具有弹簧支撑的压力阀，在线圈5的两侧分别设置一片阻尼弹簧片 6，支撑动芯及传动轴41。阻尼弹簧片6的作用是，用于提供快速响应和消除系统摩擦，并能适当的保持动 芯装配在线圈磁场中心。本发明的三通压力平衡阀，可以产生持续的力，在吸气相允许系统释放和恢复到 原来的压力目标；在呼气时，能够卸载呼气压力，还能够控制呼气波形，以减少患者呼吸功； 并可以利用强迫平衡，在受到如病人咳嗽的干扰源时，以自动恢复系统压力。用于医用呼吸机，通过控制开环或闭环在吸气和呼气阶段维持适当压力，使用三 通压力平衡阀实现两个水平压力，以达到最佳的压力。可以来控制双水平呼吸设备的吸气 和呼气。在释放口 B设置挡板来消除由于系统气流释放产生的啸音，对患者气道产生的湍 流声进行消音。本发明的三通压力平衡阀中，驱动器的装配未使用轴承，从而消除了系统摩擦，允 许阀门的快速响应和无摩擦。驱动器是一个力平衡器，通过电流来平衡系统压力，用于控制吸气和呼气的压力。输入电流和压力之间是一个线性函数关系。采用传统的控制器(如比 例和积分(PI)控制器)或线性的开环控制，该系统有能力保持压力。结构简单、生产成本 低。 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局 限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种三通压力平衡阀，其特征在于，包括三通集成管道，三通集成管道包括气源口、释放口、呼吸口，气源口与呼吸口之间直接相通，在气源口的内端设有横膈膜，气源口与释放口之间通过横膈膜的上方空间相通；所述横膈膜连接有驱动器，用于驱动横膈膜上、下动作。
2.根据权利要求1所述的三通压力平衡阀，其特征在于，所述的驱动器为电磁线圈，所 述电磁线圈的外壳通过连接座与所述三通集成管道连接，所述电磁线圈的动芯通过传动轴 与所述横膈膜连接。
3.根据权利要求2所述的三通压力平衡阀，其特征在于，所述传动座开有气体波动释 放孔，所述横膈膜的下方空腔通过所述气体波动释放孔与外部相通。
4.根据权利要求2所述的三通压力平衡阀，其特征在于，所述电磁线圈在一侧设置一 片或两片阻尼弹簧片，用于支撑动芯及传动轴。
5.根据权利要求2所述的三通压力平衡阀，其特征在于，所述电磁线圈在两侧分别设 置阻尼弹簧片，用于支撑动芯及传动轴。
6.一种医用呼吸机，其特征在于，该医用呼吸机连接有权利要求1至5任一项所述的三 通压力平衡阀，该医用呼吸机的气体出口与所述三通压力平衡阀气源口连接。
7.根据权利要求6所述的医用呼吸机，其特征在于，所述三通压力平衡阀的释放口连 接有消音器。
8.根据权利要求7所述的医用呼吸机，其特征在于，所述三通压力平衡阀的呼吸口连 接有气流传感器。
全文摘要
本发明公开了一种三通压力平衡阀及医用呼吸机，三通压力平衡阀包括三通集成管道，三通集成管道包括气源口、释放口、呼吸口，气源口与呼吸口之间直接相通，在气源口的内端设有横膈膜，气源口与释放口之间通过横膈膜的上方空间相通；横膈膜连接有驱动器，用于驱动横膈膜上、下动作，以调节气源口与释放口之间的间隙大小。医用呼吸机连接有上述的三通压力平衡阀后，可以通过横膈膜上、下动作，调节气源口与释放口之间的间隙大小，分别控制吸气和呼气的压力，在吸气和呼气阶段维持适当压力，使用三通压力平衡阀实现两个水平压力，以达到最佳的压力，结构简单、使用方便、控制精确。
文档编号A61M16/20GK101856534SQ20101010587
公开日2010年10月13日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者孙建国, 张晓民 申请人:苏州凯迪泰医学科技有限公司