一种医用气体混合器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种医用气体混合器，具体地，所述的气体混合器包括至少2个用于输入气体的气体输入管路、混合气体输出管路以及与气体输入管路和混合气体输出管路分别连通的连接管路，其中，所述的连接管路与气体输入管路的连接段分别具有弯曲管腔或转角管腔。本发明可使各种不同气体不回流、无干扰，并能同时监测混合气体的输出量，从而准确地控制输入及输出气体的流量。
【专利说明】—种医用气体混合器
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种具有能够充分混合两种或以上气体，并能测定混合气体流量的气体混合器。
【背景技术】
[0002]气体混合器是是将两种或多种气体按比例混合的气动仪器。在医疗领域，将空气源和氧气源按比例进行混合的气动精密仪器为空氧混合器，主要用于CPAP (ContinuousPositive Airway Pressure,持续气道正压)治疗如H7N9禽流感诱发的轻度呼吸窘迫综合征以及其他各种轻度呼吸衰竭，即用面罩将持续的正压气流送入气道)混合氧吸氧。
[0003]由于减少了吸入高氧的时间，可避免传统治疗呼吸纯氧带来的后遗症，降低因吸入纯氧导致新生儿氧中毒、慢性肺支气管纤维化、早产儿视网膜症的发生。
[0004]目前，公知的空氧混合器是由双浮子流量计、H型气体混合部件、气体流量调节阀、气体管路等组成。双浮子流量计为圆珠形转子流量计分别指示氧气和空气的流量，H型气体混合部件将空气源和氧气源进行混合，气体流量调节阀调节氧气和空气的流量以实现通过空、氧体积比例变化调节氧浓度的功能。
[0005]但是，由于H型气体混合部件中，空气和氧气的交汇处容易形成气流的对冲和分流，因此位于下游的气体浮子流量计往往会受到上游气体对冲或分流气体的影响，加上浮子流量计的读数本身就存在误差，故最终获得的混合气体往往混合不充分且难以控制，造成最终患者吸入气体的流量不能确定。
[0006]综上所述，本领域迫切需要开发一种能够充分混合空气和氧气，并能较好监测并控制患者吸入气体流量，且装置简便经济的气体混合器。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种对患者吸入气体的混合气体比例有良好控制，且能方便监测气体流量的气体混合器。
[0008]本发明的第一方面，提供了一种医用气体混合器，所述的气体混合器包括至少2个用于输入气体的气体输入管路、混合气体输出管路以及与气体输入管路和混合气体输出管路分别连通的连接管路，其中，所述的连接管路与气体输入管路的连接段分别具有弯曲管腔或转角管腔。
[0009]在另一优选例中，所述的输入管路呈轴对称，对称轴为所述连接管路与混合气体输出管路的连接段。
[0010]在另一优选例中，所述的连接管路为2个，所述的输入气体为Gl和G2，所述的连接管路与气体输入管路的连接段为al和a2。
[0011 ] 在另一优选例中，所述的al和a2互相对称，对称轴为所述连接管路与混合气体输出管路的连接段b。
[0012]在另一优选例中，所述输入气体选自下组:空气、氧气、雾化吸入用药物气体或麻醉气体，且所述的输入气体至少一种为空气。
[0013]在另一优选例中，所述的Gl或G2气体分别为空气或氧气，且Gl与G2气体不相同。
[0014]在另一优选例中，所述的弯曲管腔包括弧形管腔或螺旋形管腔；所述的转角管腔的转角至少为2个。
[0015]在另一优选例中,所述的弧形管腔所对应的圆心角角度为30° -180°。
[0016]在另一优选例中，所述的转角管腔角度为15° -150°，较佳地，30° -140°，更佳地，45。-120。。
[0017]在另一优选例中，所述输入气体输入管路、或所述的混合气体输出管路分别具有流量计和流量调节阀。
[0018]在另一优选例中，所述的流量计包括电子流量计或浮子流量计。
[0019]在另一优选例中，所述的浮子流量计是根据重力-气体流量压差原理计算流量。
[0020]在另一优选例中，所述的浮子流量计还包括设于所述Gl气体、G2输入管路或所述混合气体输出管路的管壁上的刻度标识。
[0021]在另一优选例中，所述连接管路与所述气体输入管路的连接段之间呈一个或多个W型或U型。
[0022]在另一优选例中，所述的气体输入管路或混合气体输出管路自气体入口端至气体出口端呈管径逐渐变大的圆柱体空腔；和/或
[0023]所述连接管路的管径小于所述输入管路或输出管路的最小管径。
[0024]在另一优选例中，所述的管路为透明管路。
[0025]本发明的第二方面，提供了一种医用空氧混合呼吸装置，所述医用空氧混合呼吸装置包括空气源、氧气源、本发明第一方面所述的气体混合器以及任选的用于连接所述空气源、氧气源以及所述气体混合器的呼吸管路，其中，所述的空气源和氧气源分别通过任选的所述呼吸管路连接于所述气体混合器的输入管路。
[0026]本发明第三方面，提供了一种非治疗性的调整吸入空氧比的方法，利用本发明第一方面所述的医用气体混合器合理调节吸入空氧比。
[0027]应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1显示了现有技术中空氧混合器的正视图。
[0029]图2显示了现有技术中空氧混合器的侧视图。
[0030]图3显示了本发明医用气体混合器的一种优选示意图(正视图)。
[0031]图4显示了本发明医用气体混合器的一种优选示意图(俯视图)。
[0032]其中，21.氧气进口，22.锥管，23.氧气流量调节阀，24.圆珠型不锈钢转子，25.空气进口，26.锥管，27.空气流量调节阀，28.圆珠型不锈钢转子，29.锥管26和转子28之间形成的流通环隙，30.氧气出口，31.空气出口，32.混合气体出口 ；
[0033]1.Gl气体输入管路，2.Gl气体输入管路管腔，3.Gl气体流量调节阀，4.Gl气体浮子，5..G2气体输入管路，6.G2气体输入管路管腔，7.G2气体流量调节阀，8.G2气体浮子，9.管腔内的流通环隙，10.连接管路的Gl气体连接端，11.连接管路的G2气体连接端，
12.气体输出管路，13.气体输出管路浮子。
[0034]“一”表示气体流动方向。
【具体实施方式】
[0035]本发明人经过广泛而深入地研究，首次制造了一种能够用于医疗的兼顾气体混合和混合气体流量监测的气体混合器。本发明利用独特的混合管腔结构设计，使各种不同气体不回流、无干扰，并能同时监测混合气体的输出流量，从而准确地控制输入及输出气体的流量，且本发明混合器小巧、易于移动，适用于病房床头使用。在此基础上，完成了本发明。
[0036]气体输入管路
[0037]可用于本发明的气体输入管路没有特别限制，可以为任何医用的、含有浮子或电子流量计的气体输入管路。
[0038]本发明气体输入管路可以为一圆柱形中空管路，其气体输入端至气体输出端的管径可一致或逐渐变大，以便于气体压力的逐渐降低。
[0039]本发明气体输入管路的材质没有特别限制，可以为任何质轻坚固的透明材料，如玻璃、塑料或其他高分子材料等。
[0040]所述的气体输入管路表面还可以设有刻度标记，标记的读数符合浮子流量计或电子流量计的读数标准。在气体输入管路的气体入口端还可设有气体流量调节阀，从而通过观察浮子的刻度调节所需的气体流量。
[0041]在本发明中，所述的气体输入管路的数量没有特别限制。通常，所述的气体输入管路的数量为两个，用于输入医用的各种气体，如氧气、空气、雾化吸入用药气体或麻醉气体等。此外，当应用于不同需要的患者时，本发明中的还可设有多个气体输入管路(如3个)，分别通过多个连接阀连接不同的医用气体(如3种医用气体)，且还设有与气体输出管路相连接的多个不同连接管路。当需要气体两两混合时，打开需要的连接阀，即可选择不同的气体加以混合。
[0042]此外，为了避免医用上的意外，气体输入管路中优选至少有一路保持为空气气源或氧气气源。
[0043]连接管路
[0044]在现有技术中，为了操作和控制方便，连接气体输入端与输出端的连接管路通常是具有气体连接的顺序的，且其管路通常为水平设计(如图1所示)。这样的结构造成上游的气体在下游气体和输出气体交汇处遭遇压力的分流，致使的上游气体分流入下游气体管道，叠加上浮子本身的重力，影响了下游气体的读数，而最终进入混合气体输出口的流量无法计算和监测，加上浮子流量计本身就会因为气流的浮动造成读数的偏差，因此，在现有技术中使用的医用气体混合器的读数误差是比较大的，其混合气体的比例尤其是空氧比，并不能得到操作者的准确监控，而空氧比的不正确又导致患者端吸入气体有误差，这对需要监控空氧比和吸入量的患者而言是非常不利的。
[0045]本发明的连接管路为用于与输入气体管路和输出气体管路相连通的连接管路。在另一优选例中，与输入气体管路相连段为连接段a，与输出气体管路的连接段为连接段b，当含有不同输入气体管路时，连接段a被标记为al (Gl气体)、bl (G2气体)等。
[0046]本发明的连接管路的结构可使各气体输入管路的气体无回流且互不干扰。为了达到这样的效果，本发明的连接管路可有多种实施方式。通常，可以通过管路长短、管径或管腔形状或组合以上实施方式以改变气体流动方向。
[0047]当改变管腔形状时，本发明连接管路优选为弯曲管腔或转角管腔。
[0048]其中，所述的弯曲管腔包括弧形管腔或螺旋形管腔，且所述的弧形管腔所对应的圆心角角度为30° -180。。
[0049]所述的转角管腔优选设有2个或以上转角，以阻挡气流的逆行。所述的转角包括与气体输入管路连接端的转角或与气体输出管路连接端的转角，其角度没有特别限制，可以为任意能够将气体输入或输出管路合理连接的角度。
[0050]在另一优选例中，所述的转角管腔角度为15° -150°，较佳地，30° -140°，更佳地，45。-120。。
[0051]本发明的连接段a中，各种与不同气体输入管路的连接段al、a2等之间的连接角度没有特别限制，可以为各种轴对称的角度，其对称轴为所述连接管路的连接段b。优选地，所述的连接管路与不同的气体管路的连接段两两之间成W型或双U型。
[0052]此外，所述的连接管路的管径优选小于本发明的气体输入或输出管路的最小管径，从而使各连接管路中的气体压力始终高于所述的气体输出管路。
[0053]气体输出管路
[0054]本发明的气体输出管路用于混合各种不同的气体，并将最终的混合气体输入到所需要的人群。
[0055]其中，所述的气体输出管路还包括有流量计，如浮子流量计或电子流量计。当使用浮子流量计时，所述的气体输出管为垂直设计，其管径自下向上缩小，使气体压力自下向上减小。
[0056]当使用电子流量计时，所述的气体输出管路为所有连接管路的共同末端，其连接的不同气体连接管路并无先后顺序，所述的连接管路可以为水平或垂直设置。
[0057]此外，本发明的气体输出管道的材质可与气体输入管道相一致。
[0058]浮子流量计
[0059]浮子流量计的原理为:空气从下向上经过锥管6和转子8之间形成的环隙9时，转子上下端产生压差，使转子上升，到上升力等于转子重量时，转子便稳定在某一高度，转子在锥管中的高度及相对应的环隙面积和通过的流量大小有对应关系。浮子流量计的测量原理可简化为下列公式:
[0060]Q:体积流量，单位时间内流过的气体总量,即流量
[0061]C:与流量计转子密度、体积及氧气密度等有关，为一个常量
[0062]Λ A:环隙面积
[0063]h:转子从锥管内径等于转子最大直径处开始上升的高度，即相对应的流量刻度
[0064]a、b:常数，与流量计圆锥管的结构、锥管内的倾斜度、转子的直径有关
[0065]应用及有益效果
[0066]本发明的医用气体混合器可用于医疗治疗用或非治疗用。当用于治疗时，可于气体输入管路通入不同吸入气体源。
[0067]通常，当用于辅助通气时，可接入空气和氧气源，并调节所述的流量阀以调整不同的空气氧气比。本发明的医用气体混合器还可用于辅助混合雾化吸入所用的药物，或必要的吸入麻醉气体。
[0068]此外，本发明还可用于非治疗性的增加吸入氧浓度。
[0069]本发明利用独特的混合管腔结构设计，使各种不同气体不回流、无干扰，并能同时监测混合气体的输出流量，从而准确地控制输入及输出气体的流量，且本发明混合器小巧、易于移动，适用于病房床头使用。
[0070]在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种医用气体混合器，其特征在于，所述的气体混合器包括至少2个用于输入气体的气体输入管路、混合气体输出管路以及与气体输入管路和混合气体输出管路分别连通的连接管路，其中，所述的连接管路与气体输入管路的连接段分别具有弯曲管腔或转角管腔。
2.如权利要求1所述的医用气体混合器，其特征在于，所述的连接管路为2个，所述的输入气体为Gl和G2，所述的连接管路与气体输入管路的连接段为al和a2。
3.如权利要求1所述的医用气体混合器，其特征在于，所述输入气体选自下组:空气、氧气、雾化吸入用药物气体或麻醉气体，且所述的输入气体至少一种为空气。
4.如权利要求1所述的医用气体混合器，其特征在于，所述的弯曲管腔包括弧形管腔或螺旋形管腔；所述的转角管腔的转角至少为2个。
5.如权利要求1所述的医用气体混合器，其特征在于，所述输入气体输入管路、或所述的混合气体输出管路分别具有流量计和流量调节阀。
6.如权利要求5所述的医用气体混合器，其特征在于，所述的流量计包括电子流量计或浮子流量计。
7.如权利要求1所述的医用气体混合器，其特征在于，所述连接管路与所述气体输入管路的连接段之间呈一个或多个W型或U型。
8.如权利要求1所述的医用气体混合器，其特征在于，所述的气体输入管路或混合气体输出管路自气体入口端至气体出口端呈管径逐渐变大的圆柱体空腔；和/或 所述连接管路的管径小于所述输入管路或输出管路的最小管径。
9.一种医用空氧混合呼吸装置，其特征在于，所述医用空氧混合呼吸装置包括空气源、氧气源、权利要求1-8任一所述的气体混合器以及任选的用于连接所述空气源、氧气源以及所述气体混合器的呼吸管路，其中，所述的空气源和氧气源分别通过任选的所述呼吸管路连接于所述气体混合器的输入管路。
10.一种非治疗性的调整吸入空氧比的方法，其特征在于，利用权利要求1-8中任一项所述的医用气体混合器合理调节吸入空氧比。
【文档编号】A61M16/12GK104225753SQ201310227688
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】白春学, 程艳, C·斯特罗姆, 周建 申请人:白春学, 程艳, C·斯特罗姆, 周建