专利名称：用于呼吸加湿系统的浮阀系统的制作方法
用于呼吸加湿系统的浮阀系统
背景技术：
呼吸加湿系统用于向患者提供呼吸治疗。一般来说，该系统包括通风器、加湿器和患者回路。通风器供应气体至加湿腔，加湿腔与加湿器耦接。加湿腔内的水被加湿器加热，这产生了将腔内气体加湿的水蒸汽。然后，加湿气体从该腔通过患者回路被运载至患者。加湿腔能够应用流体控制机构来阻止液体直接传给患者，因为这种情形对患者是十分有害的。目前的流体控制机构包括一个或多个阀，其响应于腔内的流体水平而操作。当阀失效时，单个阀腔易于发生故障。因此，一些腔使用双阀机构，其具有主阀和次阀，在主阀失效时，次阀阻止液体进入腔中。每个阀是同轴布置的，因此需要内部阀定位在外部阀中。该布置需要针对外部阀的大的密封面积以及相对大的力以密封外部阀。由于需要大的密封面积和大的力以关闭外部阀，可能导致阀失效。
发明内容
在本文所呈现的概念的一个方面中，公开了一种用于控制腔内液体量的浮阀系统，其包括第一阀座和第 二阀座。第一阀座适于沿着第一方向接收来自腔外的液体。第二阀座沿着不同于第一方向的第二方向与第一阀座间隔开。设置第一和第二致动构件来分别选择性地打开和关闭第一阀座和第二阀座。第一浮子耦接至第一致动构件以在腔内流体达到第一预定水平时关闭第一阀座，并且第二浮子耦接至第二致动构件以在腔内流体达到不同于第一预定水平的第二预定水平时关闭第二阀座。在另一方面中，描述了一种在呼吸加湿系统中使用的腔。该腔包括阀组件，该阀组件具有第一阀座，该第一阀座适于沿着第一方向通过阀组件入口接收来自腔外的流体。此夕卜，该阀组件包括第二阀座，该第二阀座沿着不同于第一方向的第二方向与第一阀座间隔开。第二阀座流体地耦接至第一阀座并适于传送液体至该腔。第一致动构件适于选择性地打开和关闭第一阀座并且第二致动构件沿着第二方向与第一致动构件间隔开。该第二致动构件适于选择性地打开和关闭第二阀座。第一浮子耦接至第一致动构件以在腔内流体达到第一预定水平时关闭第一阀座，并且第二浮子耦接至第二致动构件以在腔内流体达到不同于第一预定水平的第二预定水平时关闭第二阀座。在另一方面中，公开了一种控制腔内液体水平的方法。该方法包括在腔中设置阀组件以从腔外接收液体。该阀组件包括支撑结构、保持元件以及定位在支撑结构和保持元件之间的隔膜，第一阀座和第二阀座定位在保持元件中。第一浮子和第二浮子耦接至该支撑结构，并且流体沿着第一方向被传送至第一阀座。然后，流体沿着不同于第一方向的第二方向被传送通过流体导管。在腔内的液体达到第一预定水平时，使用第一浮子推进隔膜抵靠第一阀座，并且在腔内的液体达到不同于第一预定水平的第二预定水平时，使用第二浮子推进隔膜抵靠第二阀座。
所包括的附图提供了实施例的进一步理解并且并入本说明书中构成本说明书的一部分。附图示出了多个实施例并且与描述一起用于解释实施例的原理。将会易于意识到其他实施例以及实施例的许多预期优点，因为它们通过参照以下详细描述会变得被更好地理解。附图的元件不必相对于彼此按比例绘制。相同的附图标记指示对应的相似部件。图1是呼吸加湿系统的示意图。图2是加湿腔的等轴视图。图3是图2的加湿腔的分解图。图4是图2的加湿腔的剖面图。图5是图4所示的阀组件的放大图。
具体实施例方式在以下的详细描述中，对附图进行参考，附图形成本文的一部分，在附图中通过说明的方式示出了具体实施例，可在所述具体实施例中实施本发明。就这点而言，方向性术语，比如“顶”、“底”、“前”、“后”、“头”、“尾”等，均用于参照所描述的(一幅或多幅)附图的方向。由于实施例中的部件可以按照多个不同的方向定位，因此上述方向性术语仅用于说明的目的，并不解释为以任何方式形成限制。应该理解的是，在不超出本发明范围的情况下，可采用其他实施例并且可以作出结构上或者逻辑上的变化。因此，以下详细描述不解释为具有限制性，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。应该理解的是，本文描述的各种示例性实施例的特征可以彼此结合，除非有其他明确指示。
图1是呼吸加湿系统10的示意图，其包括通风器12、具有加湿腔16的加湿器14以及患者回路18。值得注意的是，系统10是针对本文展示的概念的一个示例性实施例。在其他实施例中，系统10可包括另外的部件，或者去除了一个或多个部件。例如，一个其他示例性环境是持续气道正压(CPAP)系统。通风器12通过初始导管20供应气体至加湿腔16。加湿器14加热并蒸发腔16内的水。所蒸发的水加湿了来自通风器12的气体，其然后输出至患者回路18。患者回路18包括吸气导管(或分支)22、y形连接器24和呼气导管(或分支)26。在其他实施例中，例如在CPAP系统中，可以取消y形连接器24和分支26。吸气导管22通过y形连接器24将加湿气体从腔16传输至患者。y形连接器24能够选择性地耦接至患者接口，诸如气管内管路。还可以使用其他患者接口，例如面罩、鼻管(nasal prong)等。在吸入从腔16传送的加湿气体后，患者可呼气,通过呼气导管26将呼出的气体传输回通风器12。在一个实施例中，可用螺旋导丝来加热吸气导管22和呼气导管
26,如与本发明同日申请的、名称为 “Heated Conduit for Respiratory Humidification，，的共同未决美国申请系列号N0.12/616，395中描述的螺旋导丝，所述申请的全部内容通过引用合并于此。液体可从流体源28供应至腔16，所述流体源在一个实施例中包括流体地耦接至腔16的液(例如水)袋。如下所述，腔16包括浮阀系统以控制从源28流入腔16的液体量，并且特别地控制腔16内的液体量。进一步参照图2-4，加湿腔16包括耦接至底板42的壳体40。位于壳体40和底板42之间的是垫圈44，其构造成在壳体40和底板42之间提供水密密封。壳体40还包括适于耦接至导管20的气体入口 46以及适于耦接至导管22并将加湿气体传输至导管22的气体出口 48。在操作期间，气体通过气体入口 46从通风器12流入腔16。加湿器14(图1)提供热量至底板42，其蒸发腔16内的液体。从那里，腔16内的气体被加湿并通过气体出口48传输至患者回路18。浮阀系统50定位在壳体40中以控制腔16内的流体量。具体地，浮阀系统50包括下浮子52、上浮子54和阀组件56。下浮子52通过第一致动构件58耦接至阀组件56，而上浮子54通过第二致动构件60耦接至阀组件56。第一致动构件58和第二致动构件60沿着水平方向彼此间隔开。下浮子52与阀组件56协作以在腔16内的液体水平达到第一预定水平时阻止流体进入腔16。进而，上浮子54与阀组件56协作以在腔16内的液体水平达到第二预定水平时阻止流体进入腔16。这样，下浮子52和上浮子54独立地操作以选择性地密封阀组件56的各部分，使得阻止更多的流体进入腔16。在一个实施例中，第二预定水平大于第一预定水平。在其他实施例中，第一预定水平大于第二预定水平。阀组件56包括保持元件62、支撑结构64以及定位在保持元件62和支撑结构64之间的隔膜66。下浮子52和上浮子54均枢转地耦接至支撑结构64。隔膜66由柔性材料(例如硅树脂)形成，构造成密封保持元件62。在壳体40内的液体升高时，下浮子52推进致动构件58抵靠隔膜66并朝向保持元件62。类似的，上浮子54推进致动构件60抵靠隔膜66朝向保持元件62。如下文更详细讨论的，液体通过管路70进入壳体40，所述管路70流体地耦接至保持元件62。液体从保持元件62流入腔16直到下浮子52或上浮子54操作以阻止液体进入腔16。如 果需要，可在加湿腔16的运输期间提供锁定组件72以保持管路70以及下浮子52和上浮子54抵靠底板42。锁定组件72还可使碎片和/或其他污染物免于通过气体入口 46和/或气体出口 48进入腔16。在腔16操作前，锁定组件72被从腔16移除并处理。如参照图5所讨论的，在流体进入腔16时，在阀组件56内建立了多方向的流体路径78。路径78包括第一竖直段79，其中，水通过耦接至管路70的水入口 80进入壳体40。入口 80流体地耦接至保持元件62，其将水传送至保持元件62的下部和隔膜66的上部之间的阀导管82。阀座84定位于保持元件62和阀导管82之间。在下浮子52随腔16内的液体水平升高时，致动杆58构造成推进隔膜66抵靠阀座84，从而阻止更多的水进入腔16。下浮子52可定位成在腔16内的流体达到第一预定水平时密封阀座84。如果阀座84仍然打开，则流体通过路径78的第二水平段87经过阀导管82至第二阀座86。第二段87沿着不同于(例如，垂直于)第一段79的方向的方向传送流体。在上浮子54随腔16内的液体水平升高时，致动杆60构造成推进隔膜66抵靠阀座86，以阻止更多的液体流入腔16。路径78还包括第三竖直段89，其从导管82传送流体通过阀座86。第三段89处于与第一段79基本相反的方向。在一个实施例中，阀座84和阀座86是基本相同的尺寸。在经过阀座86后，液体最终进入腔16。在进入腔16时，液体水平将升高，导致浮子52随该水平一起升高。耦接至浮子52的致动杆58将会推进隔膜66抵靠阀座84，从而阻止液体通过入口 80进入腔16。在隔膜66和阀座84之间的密封失效时，液体将会继续进入腔16直到上浮子54升高以推进隔膜66抵靠阀座86。无论如何，流体路径78是基本“U”形的，传送流体进入入口 80至腔16，从而提供针对阀座84和86的小密封面积，由此减少了阀组件56中发生泄漏的风险。总之，浮阀系统50通过使用下浮子52和上浮子54 二者而提供了冗余安全机制以阻止腔16内的流体水平上升过高。因此，如果浮阀系统50中的一个部件失效，可以利用另一个部件来阻止更多的流体进入腔16中。例如，如果浮子52、54中的一个失效，另一个浮子将操作以阻止流体进入腔中。尽管本文已经示出和描述了具体实施例，但本领域普通技术人员可意识到在不偏离本发明范围的情况下，各种替代的和/或等同的实施方式可以用于替换所示出的和描述的具体实施例。本申请意图覆盖 本文讨论的具体实施例的任何修改或变形。因此，所意图的是，本发明仅由权利要求书及其等同物限定。
权利要求
1.一种控制腔内的液体量的浮阀系统，包括: 第一阀座，其适于沿着第一方向通过入口接收来自所述腔外的流体； 第二阀座，其沿着第二方向与所述第一阀座间隔开，所述第二阀座流体地耦接至所述第一阀座并适于从所述第一阀座接收流体； 第一致动构件，其适于选择性地打开和关闭所述第一阀座； 第二致动构件，其沿着所述第二方向与所述第一致动构件间隔开，所述第二致动构件适于选择性地打开和关闭所述第二阀座； 第一浮子，其耦接至所述第一致动构件，从而在所述腔内的流体达到第一预定水平时关闭所述第一阀座；以及 第二浮子，其耦接至所述第二致动构件，从而在所述腔内的流体达到第二预定水平时关闭所述第二阀座。
2.权利要求1所述的系统，其中，所述腔入口位于所述腔的顶部并且所述第一方向是基本竖直的。
3.权利要求2所述的系统，其中，所述第二方向基本垂直于所述第一方向。
4.权利要求1所述的系统，其中，所述第一阀座和第二阀座是基本相同的尺寸。
5.权利要求1所述的系统，其中，所述第一致动构件和所述第二致动构件独立地操作。
6.权利要求1所述的系统，还包括出口，所述出口沿着第三方向将流体从所述第二阀座传送至所述腔，所述第三方向与所述第一方向基本相反。
7.权利要求1所述的系统，还包括: 流体导管，其在所述第一阀座和所述第二阀座之间延伸并适于沿着所述第二方向将流体从所述第一阀座传送至所述第二阀座。
8.权利要求7所述的系统，其中，所述流体导管由在所述第一阀座和所述第二阀座之间延伸的柔性隔膜形成，所述隔膜适于在所述第一致动构件和所述第二致动构件的致动时偏转。
9.一种在呼吸加湿系统中使用的腔，包括: 阀组件，其包括: 第一阀座，其适于沿着第一方向通过阀组件入口接收来自所述腔外的流体； 第二阀座，其沿着第二方向与所述第一阀座间隔开，所述第二阀座流体地耦接至所述第一阀座并适于传送流体至所述腔； 第一致动构件，其适于选择性地打开和关闭所述第一阀座； 第二致动构件，其沿着所述第二方向与所述第一致动构件间隔开，所述第二致动构件适于选择性地打开和关闭所述第二阀座； 第一浮子，其耦接至所述第一致动构件，从而在所述腔内的流体达到第一预定水平时关闭所述第一阀座；以及 第二浮子，其耦接至所述第二致动构件，从而在所述腔内的流体达到第二预定水平时关闭所述第二阀座。
10.权利要求9所述的腔，其中，所述第一方向是基本竖直的。
11.权利要求10所述的腔，其中，所述第二方向基本垂直于所述第一方向。
12.权利要求9所述的腔，其中，所述第一阀座和第二阀座是基本相同的尺寸。
13.权利要求9所述的腔，其中，所述第一致动构件和所述第二致动构件独立地操作。
14.权利要求9所述的腔，还包括出口，所述出口沿着第三方向将流体从所述第二阀座传送至所述腔，所述第三方向与所述第一方向基本相反。
15.权利要求9所述的腔，还包括: 流体导管，其在所述第一阀座和所述第二阀座之间延伸并适于沿着所述第二方向将流体从所述第一阀座传送至所述第二阀座。
16.权利要求9所述的腔，其中，所述流体导管由在所述第一阀座和所述第二阀座之间延伸的柔性隔膜形成，所述隔膜适于在所述第一致动构件和所述第二致动构件的致动时偏转。
17.一种控制腔内的液体水平的方法，包括: 在所述腔中设置阀组件以从所述腔外接收液体，所述阀组件包括支撑结构、保持元件以及定位在所述支撑结构和所述保持元件之间的隔膜，第一阀座和第二阀座定位在所述保持元件中； 将第一浮子和第二浮子耦接至 所述支撑结构； 沿着第一方向传送流体通过所述第一阀座； 沿着第二方向传送流体通过流体导管； 在所述腔内的液体达到第一预定水平时使用所述第一浮子推进所述隔膜抵靠所述第一阀座；以及 在所述腔内的液体达到第二预定水平时使用所述第二浮子推进所述隔膜抵靠所述第二阀座。
18.权利要求17所述的方法，还包括: 沿着不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向传送流体通过所述第二阀座。
19.权利要求18所述的方法，其中，所述第一方向和第二方向是基本竖直的，并且所述第二方向是基本水平的。
20.权利要求17所述的方法，还包括: 将第一致动构件耦接在所述第一浮子和所述支撑结构之间，所述第一致动构件构造成推进所述隔膜抵靠所述第一阀座；以及 将第二致动构件耦接在所述第二浮子和所述支撑结构之间，所述第二致动构件构造成推进所述隔膜抵靠所述第二阀座。
全文摘要
公开了一种用于控制腔内液体量的浮阀系统，其包括第一阀座(84)和第二阀座(86)。液体沿第一方向进入腔并流向第一阀座以及沿第二方向传送至第二阀座。设置第一和第二致动构件(58、60)来分别选择性地打开和关闭第一阀座和第二阀座。第一浮子(52)耦接至第一致动构件(58)以在腔内的液体达到第一预定水平时关闭第一阀座，并且第二浮子(54)耦接至第二致动构件(60)以在腔内的液体达到不同于第一预定水平的第二预定水平时关闭第二阀座。
文档编号A61M16/16GK103096962SQ201080051468
公开日2013年5月8日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年11月11日
发明者C·J·措林格 申请人:护理联合2200公司