本发明整体上涉及一种用在CPAP系统中的偏流通风孔。更特别地,本发明涉及一种这样的通风孔,所述通风孔被布置并且构造成调节偏流以使得偏流在宽范围的操作压力下保持相对恒定。
背景技术:
通过连续气道正压(CPAP)流动发生器系统治疗梗阻性睡眠窒息涉及将加压空气经由导管和接口(例如,面罩)而连续输送到人类气道。通常,接口至少在鼻子和/或嘴部上或鼻子和/或嘴部周围形成基本“密封件”。随着患者呼吸,二氧化碳气体会逐渐收集在输送系统中。如果在一段时间期间不检查,则二氧化碳的聚集会带来负面效果。
技术实现要素:
针对二氧化碳聚集的一个解决方案是提供一种冲刷通风孔。冲刷通风孔可以设置在面罩系统内。冲刷通风孔使得气体流可以恒定地排放到大气中。恒定的排气流提供了连续移除二氧化碳的机构,这阻止二氧化碳水平升高。
在提供用于移除二氧化碳的机构的同时,冲刷通风孔还具有多个平衡部(trade-offs)。现有工艺目前使用具有固定尺寸的孔/孔阵列。固定尺寸具有允许气体偏流的效果,所述气体偏流随着CPAP压力水平升高而增大。逐渐增大的气体偏流隐含了影响用户的多个参数。
通过冲刷通风孔离开的偏流通常对患者和/或患者的同床伴侣产生干扰。干扰通常表现为两种形式:噪音和通风气流。由CPAP压力水平变化导致的偏流速率改变直接影响这些干扰的程度。因此,如果在系统内存在压力振荡,则可能产生振荡干扰。
流量和湿度源(例如,鼓风机和加湿器)也会受到影响。增大偏流导致物理尺寸和能耗增大以满足峰值流量需求(即,峰值压力条件下的患者需求和最大偏流的总和)。
形成实际解决方案以及不太实际的解决方案来解决该情况是相当大量的研发工作的主题。但是,仍然存在改进空间来解决有关减小或消除二氧化碳聚集在CPAP系统中的问题。
特定方面涉及一种患者接口。患者接口具有主体部分,所述主体部分的尺寸和形状被设计成包围用户的鼻子和/或嘴部并且适于至少针对用户脸部产生基本密封件。患者接口还具有联接件,所述联接件允许患者接口联接到气体输送系统。患者接口还具有通风孔,所述通风孔允许气体从面罩的主体部分的内部流过抵达面罩的主体部分的外部,其中,部分通风孔包括基于所施加的压力来调节气体流的设施。
在一些构造中,调节气体流的设施包括构造成具有变化壁截面厚度的孔口。
在一些构造中,壁截面厚度在50微米至400微米的范围内变化。
在一些构造中,调节气体流的设施在1cm水柱至40cm水柱的范围内操作。
在一些操作中,调节气体流的设施在不使可变形孔口完全塌缩的情况下发生。
在一些构造中,调节气体流的设施包括由一个或多个表面形成的一个或多个叶状部,并且调节气体流的设施在所述一个或多个表面不与其自身接触的情况下发生。
特定方面涉及一种与用于输送CPAP治疗的系统一起使用的阀。阀包括阀座和膜。膜具有限定入口开口的第一端部。阀座具有限定出口开口的第二端部。膜的第一端部具有至少一个凹陷部分和至少一个凸出部分,并且膜的第一端部构造成响应于作用在膜上的压力的变化而向内塌缩,以改变流动路径尺寸。
在一些构造中,所述至少一个凹陷部分和所述至少一个凸出部分由膜的外表面上的屈曲(inflection)所限定。
在一些构造中,所述至少一个凹陷部分和所述至少一个凸出部分由膜的内表面上的屈曲所限定。
在一些构造中,所述至少一个凹陷部分和所述至少一个凸出部分由膜厚度的变化所限定;
在一些构造中,所述至少一个凹陷部分和所述至少一个凸出部分由膜的内表面和外表面中的至少一个上的屈曲以及膜厚度的变化所限定。
在一些构造中,所述至少一个凹陷部分包括叶状部,所述至少一个凸出部分包括桥接部分。
在一些构造中,阀包括仅仅两个叶状部和仅仅两个桥接部分。
在一些构造中,阀包括仅仅三个叶状部和仅仅三个桥接部分。
在一些构造中,阀包括仅仅四个叶状部和仅仅四个桥接部分。
在一些构造中,阀包括三角形的阀座。
在一些构造中,阀包括圆形的阀座。
在一些构造中,阀座可以具有第一几何形状并且由膜限定的入口开口可以具有第二几何形状。在一些这样的构造中,第一几何形状与第二几何形状相同。在一些这样的构造中,第一几何形状是三角形的且第二几何形状也是三角形的。在一些这样的构造中,第一几何形状与第二几何形状不同。在一些这样的构造中,第一几何形状是圆形的而第二几何形状是三角形的。
在一些构造中,阀座和由膜限定的入口开口之间的过渡部是非线性的。在一些这样的构造中,过渡部是弧形。在一些构造中,膜可以具有:第一部分,所述第一部分以远离阀座但是相对于阀座对称的非线性方式过渡;和第二部分,所述第二部分以相对于阀座不对称的非线性方式从第一部分过渡到入口。
在一些构造中,阀还包括薄片,所述薄片延伸到由膜的第一端部限定的嘴部中。
在一些构造中,薄片从膜的第一端部延伸到阀座的第二端部。
在一些构造中,阀还包括布置在阀座的第二端部处的偏流材料。
在一些构造中,偏流材料包括多个偏流孔。
在一些构造中,偏流材料包括扩散器。
在一些构造中,阀阵列包括阀中的至少两个阀。
在一些构造中,所述至少两个阀包括两行阀。
在一些构造中,两行阀嵌套在一起。
在一些构造中,两行阀具有并排布置的阀。
在一些构造中,所述至少两个阀包括预定模式的阀。
在一些构造中,阀阵列与面罩组合,所述阀阵列安装到面罩上。
在一些构造中,阀阵列布置在面罩的密封壳体中。
在一些构造中,阀阵列布置在面罩的密封件上。
在一些构造中,阀阵列布置在面罩的框架上。
在一些构造中,面罩包括排气导管并且阀阵列布置在排气导管中。
在一些构造中,阀阵列与弯头组合,阀阵列安装到弯头上。
在一些构造中,阀阵列安装到与弯头相关联的覆盖件上。
在一些构造中,可以从弯头移除覆盖件。
在一些构造中,阀阵列与转体组合,阀阵列安装到转体上。
下文描述了一些实际选择方案以改进当前设计。
附图说明
现在将参照若干优选实施例的附图而描述本发明的一些和其它特征、方面和优势,所述实施例旨在解释而非限制本发明,并且其中:
图1是使用现有偏流通风孔构造的系统中的偏流与施加压力的代表曲线图;
图2是使用根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的偏流通风孔构造的系统中的偏流与施加压力的代表曲线图;
图3是根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的偏流阀的立体图;
图4是图3的偏流阀的俯视图;
图5是图3的偏流阀的示意性截面图;
图6是图3的偏流阀的一部分的放大视图;
图7是根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的偏流阀的立体图;
图8是图7的偏流阀的俯视图;
图9是当成承受更高压力时图7的偏流阀的俯视图;
图10至图13是具有不同数量的叶状部和/或不同叶状部构造的不同偏流阀的截面;
图14和图15是根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的偏流阀;
图16是阀尺寸和阀数量对压力和响度的影响的曲线图;
图17至图24是以阀阵列中的多个偏流阀为特征的不同构造;
图25是与偏流材料组合的偏流阀;
图26和27示出了与弯头组合的偏流阀;
图28至30示出了与阀阵列组合的面罩;
图31是阀、偏流孔和扩散器的不同组合以及每种组合对压力和流量的影响的曲线图示;
图32至35示出了用于产生图31的曲线图示的组合;
图36是图32至35的组合对压力和响度的影响的曲线图示;
图37至41示出了CPAP系统中的阀和其它部件的组合;
图42是平行偏流阀对流率的影响的曲线图示。
具体实施方式
如上所述,本发明的特定特征、方面和优势涉及提供偏流,所述偏流在CPAP系统的常规操作压力范围使流率产生明显很小的变化。
图1示出了在各种CPAP压力水平下传统偏流孔阵列的性能。可以看出,随着压力从4cm水柱增大至20cm水柱,偏流增大了约100%(即,从约18L/min增大至约42L/min)。图2示出了根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的恒定偏流控制系统的一个实施例的性能。示出的性能处于变化的CPAP水平的影响之下。可以发现,随着压力从4cm水柱增大至20cm水柱,偏流增大了大约40%(即,从大约13L/min增大至大约20L/min)。
通过比较图1和2所示出的,根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的恒定偏流控制系统能够增强对随着偏流离开CPAP系统而产生的声音强度和/或通风气流的控制。而且,所述恒定偏流控制系统减小了流量源/CPAP源为适应图1中所示现象所需的流量开销(flow overhead)。因为流量源/CPAP必须补偿仅仅通过偏流通风孔离开的逐渐增大流量,所以相对于理想大小的单元必须增大流量源/CPAP源的尺寸以及流量源/CPAP所需的能量。
阀几何结构
图3示出了根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的偏流控制阀10。偏流控制阀10有利地在压力范围内改变流动开口。换言之,随着系统中的压力增大,由偏流控制阀10限定的用于气体的出口收缩,从而与现有技术偏流构造相比减小偏流。
在一些构造中,阀10可以由硅酮橡胶(或者其它适当的热塑弹性体)形成。硅酮具有疏水特性,所述疏水特性有利于减小或消除在使用期间冷凝物聚集在偏流控制阀10之中或之上。可以使用任何其它合适的材料或材料的组合。在一些构造中,阀10的具有更小挠性的部分可以由第一材料形成,而阀10的具有更大挠性的部分可以由与第一材料相比弹性更低的第二材料形成。
所示的偏流控制阀10包括阀座12。阀座12可以包括凸缘或边沿。在图3的布置方案中,例如,阀座12是环状的并且可以限定外环。换言之,在图3的布置方案中,阀座的构造基本呈圆形。如图7所示,阀座12不必是圆形的,而是可以具有任何其它所需的形状。在一些构造中,阀座12可以具有光滑的非圆形或非圆筒状形状,例如图7的三角形形状。阀座的形状可以根据构造而有所不同。通过改变阀座的形状,可以适应周围结构的不同几何结构。在一些构造中,使用多个阀并且通过使阀座12呈三角形形状,例如但非限制性地,数量增大的阀10可以安装在预定表面区域上。在单个多阀构造中阀座12的形状可以在两个或更多个阀之间发生改变,或者在单个多阀构造中阀座12的形状可以在所有阀之间一致。
阀座12帮助联接或连接到这样的部件,偏流控制阀10安装到所述部件上。考虑到期望将阀10连结到这样的部件(其上或其中安装有阀),可以使用任何适当的构造。在一些构造中,在不显著破坏阀10和/或部件的情况下,不能从部件(其上或其中安装有阀)上移除阀10。在一些这样的构造中,阀座12形成与周围结构成一体的部分。
膜14可以以任何适当的方式连接至阀座12上。在一些构造中,膜14可以与阀座12形成为一体。膜14与阀座12相比具有相对更大的挠性。参照图5,在所示的构造中,出口16可以由阀座12限定,而入口18可以由膜14限定。入口18和出口16沿着流动方向(即,沿着阀10的中央轴线)相互轴向偏置。在一些构造中,入口18和出口16在不同的操作压力下可以轴向偏置不同的距离。在一些构造中,入口18随着系统内的压力增大而朝向出口16移动。
在一些构造中,例如图3中所示,阀座12和由膜14限定的入口18可以具有不同的几何结构(例如,圆形的阀座12以及三角形的入口18)。在一些构造中,例如图7中所示,阀座12和入口18可以具有类似的几何结构(例如,三角形的阀座12和三角形的入口18)。在一些构造中,阀座12和入口18之间的过渡部是非线性的(即,即使在从三角形阀座过渡到三角形开口时,壁的横截面也呈弧形而非线性变化)。例如可以在图3、图5和图7中看到这种非线性的构造。在一些构造中,膜14可以具有:第一部分,所述第一部分以远离阀座12但是相对于阀座对称的非线性方式过渡;和第二部分,所述第二部分以相对于阀座不对称的非线性方式从第一部分过渡到入口18。
就流动路径的尺寸而言,入口18在第一情况下具有第一尺寸而在第二情况下入口18更小。即,在系统中的第一操作压力下入口18可以具有第一尺寸,而在系统中的第二操作压力(高于第一操作压力)下,入口18可以具有比第一尺寸小的第二尺寸。换言之,出口16可以具有第一内周长,入口18可以由形成在膜14上的边沿20限定,其中入口18具有第二内周长。第二内周长可以小于第一内周长。在一些构造中,入口具有开口,所述开口具有三个叶状部22并且开口面积是18.5mm2。在这种构造中,阀10可以单独用作单一阀并且在5cm水柱的CPAP压力下传输15L/min的初始流量。
如图5所示,入口18沿着这样的方向布置,流动从该方向开始。因此,在所示的构造中,膜14定位在阀座12的更高压力侧上。如图5所示,膜14的至少一部分可以随着施加压力而偏斜(例如,虚线示出了阀10的偏斜)。膜14的偏斜用于收缩通过阀的流动通道的至少一部分。在所示的构造中,膜14的偏斜用于相对于阀10收缩入口18。在一些构造中,膜14沿着两个方向偏斜(即,包围入口18开口的一个或多个壁向内挠曲以减小通过开口的流动路径,并且入口18朝向出口轴向移动)。
如图4所示,边沿20可以限定两个或更多个叶状部22。每个叶状部22均可以利用桥接部分24而连接到毗邻的叶状部22。叶状部自身呈凹陷区域(即,相对于通过阀10限定的通路的中央轴线凹陷)。桥接部分24自身可以呈凸出区域(即,相对于通过阀10限定的通路的中央轴线凸出)。
可以使用任意个数的叶状部。已经发现一个以上的叶状部比单个叶状部更易于设计和制造,以获得开口所需的可重复性及可控闭合。图10示出了三个叶状部构造。图11和12中的每一个均示出了两个叶状部构造。图13示出了四个叶状部构造。从稳定性观点以及设计和制造的便捷性观点来看,已经发现三个叶状部是有利的构造。
在一些构造中,叶状部22可以围绕中央轴线CA对称地布置。在一些构造中,每个叶状部22的顶端可以与中央轴线CA相距相等的距离。换言之,每个叶状部22的顶端与中央轴线CA间隔开的距离和其它叶状部22中的每一个的顶端与中央轴线间隔开的距离相等。在一些构造中,每个叶状部22的顶端可以相对于任何径向相对的叶状部22的顶端与中央轴线CA等距地间隔开。在一些构造中,每个叶状部22的顶端均与中央轴线CA等距地间隔开并且每个叶状部之间的夹角对于所有的叶状部22而言均相等。换言之,叶状部22围绕中央轴线CA对称地间隔开。在一些构造中,叶状部22没有全部围绕中央轴线CA对称地间隔开,而是以一种或多种对称模式间隔开。其它构造也是可行的。
在一些构造中,内部构件26可以定位在阀10内。内部构件26可以与在此描述的任何阀构造一起使用。内部构件26可以定位在入口18的区域中。在一些构造中内部构件26可以是刚性管。内部构件26提供了最小流动通道,从而当膜14完全塌缩在内部构件26周围时,内部构件将维持流动路径。这样,在一些构造中,内部构件26是具有内管腔28的单根管。在一些构造中,内部构件26是多根柱,所述多根柱通过减小或消除完全关闭阀10的可能性而维持通过阀10的流动路径。实际上,内部构件26可以是任何用作薄片以在阀处于其它闭合位置中时维持至少一部分阀打开的部件。得以保留的开口可以与CPAP机器或其它流动发生器的最大操作压力下的所需流量有关。
参照图14和15,所示的内部构件26安装到支撑结构30。支撑结构30可以在不显著地影响流经阀10的流动的情况下将内部构件26支撑在合适的位置处。所示的支撑结构30包括一个或多个横向构件32。在所示的构造中,内部构件26可以从入口18延伸到出口16并且可以沿着内部构件26的长度支撑在任何所需的位置处。在一些构造中,支撑结构30可以定位在阀座12内。在一些构造中,支撑结构30可以定位成毗邻出口16。
阀的一个或多个毗邻区域可以随着流动发生器增大压力而闭合在内部构件26的外表面上。通过使用内部构件26,可以维持通过阀10的流动路径。这种构造可以减小或消除阀10倒置、在高压时完全关闭或者在高压时过度限制流量(这例如可能在用户咳嗽时发生)的可能性。在一些构造中,内部构件26可以由与阀10的其余部分的材料相同的材料形成。在一些构造中,内部构件26可以由与阀10的其余部分的材料不同的材料形成。在一些构造中,内部构件26可以具有与用于膜的材料相同的壁厚,但是膜的壁厚足以维持通过膜的流动路径打开。在一些构造中,内部构件26可以由与用于形成阀座12的材料相同的材料形成。
在此时以内部构件26为特征的构造中,包围开口(由入口18限定)的形状和/或变化厚度和/或刚度可以帮助减小或消除阀10完全塌缩的可能性,并且可以帮助减小或消除阀10在使用过程中粘着关闭的可能性。在不具有内部构件26的构造以及具有内部构件26的构造中,壁厚可以围绕给定的横截面发生改变(参见图6);壁厚还可以沿着阀10的主轴线发生改变(参见图5)。壁厚的所示变化有助于在操作压力范围内提供顺滑的约束机构,以用于治疗睡眠呼吸暂停或其它呼吸护理患者。
再次参照图6,在一些构造中,膜的壁厚可以在边沿20处和/或附近发生变化。在一些构造中,膜的壁厚可以在边沿20处以及轴向沿着膜的至少一部分在出口外边沿20的方向上发生变化。在图5的横截面中示出了这种壁厚变化,其中壁从阀座12至入口18逐渐变细。还如图6和8中所示,例如,由膜14限定的壁可以在叶状部22处相对更厚而在桥接部分24处相对更薄。这种构造增大了在将压力施加到膜14的外壁上时受控塌缩入口18的可能性。
如果桥接部分24处的厚度过厚,则阀10可能变形程度较少并且可能闭合不充分,而如果桥接部分24处的厚度过薄,则阀10可能变形程度过大并且可能闭合程度也过大。在一些硅酮橡胶构造中,构造的阀10的壁截面针对相对更厚的部分可以处于100微米至400微米的范围内,而针对相对更薄的部分可以处于50微米至300微米的范围内。在图6的构造中,叶状部22的顶端可以具有300微米的厚度,而桥接部分24的中部区域可以具有200微米的厚度。桥接部分24的更薄部分和更厚的叶状部22之间的过渡部(即,凹陷的叶状部22和凸出的桥接部分24之间的过渡部)可以帮助抵抗阀10塌缩。如果叶状部22的外径从1.3mm减小至1.2mm或1.25mm,则图6的阀10太易于塌缩。图6的阀10中的凹陷部分22的内径的中心和外径的中心沿着径向轴线偏置0.1mm,所述径向轴线从开口的中心延伸。
例如图12所示,膜14的限定了叶状部22和桥接部分24的壁围绕边沿20的整个外周可以具有均匀的厚度。在一些构造中,几何结构可以进行调整以获得所需的塌缩特征。在一些这样的构造中,材料可以变化,以在叶状部22中提供更为刚硬的部分而在桥接部分24中提供更具有挠性的部分。可以使用这些或任何其它适当构造的任何其它适当组合以获得这样的阀,如在此所述的,所述阀至少部分地塌缩在其自身上。
叶状部22提供了刚度,以减小或消除阀在高压条件下倒置的可能性。然而,整体上,膜14的刚度由叶状部22中的厚度、壁的轮廓、阀10的高度以及用于制造阀的材料性能所限定。如图8和9所示,阀10以这种方式变形,使得流动通道变窄,从而减小了能够通过阀10的流量水平。在图8中,阀示出为不存在操作压力(即,0cm水柱),而在图9中,例如阀示出为处于大于1cm水柱的压力下。如图9所示,在将压力施加到膜14上的情况中,薄的壁截面变形,这导致通过叶状部22限定的流动通道变化、横截面积变化,这继而基于阀10上的压差而改变了能够通过流动通道的流率,所述流动通道通过叶状部22限定。通过从相对厚的部分变成相对薄的部分(或者更刚硬变为更具挠性),可以针对特定操作压力范围调整阀10的性能。在一些构造中,一个或多个可变形孔口在标称操作压力的范围内不完全塌缩。在一些构造中,每个叶状部可以包括一个或多个表面并且所述一个或多个表面在标称操作压力范围内不与其自身接触。因此,一个或多个叶状部、桥接部分和变化厚度至少可以部分地限定基于施加的压力而调节气体流的设施。
阀阵列
如图42所示,使用多个小阀10可以接近单个更大阀的流动特性,但是使用多个小阀10相对于使用具有相同吞吐量的单个阀10可以减小噪音。这是因为多个小的流量限制器将导致每个阀上的压降小,从而导致产生更小的扰动和更小的噪音。这在图16的曲线图示中得以示出。如图所示,在增大的压力作用下,根据本发明的特定特征、方面和优势而布置和构造的单个大阀被证明声音大于两个小阀。而且,数据显示两个更小阀的声音增大程度显著小于示出的更大阀的声音增大程度。
现在参照图17至24,上述阀10的任何构造可以用在阀阵列40中。用于阵列中的阀10相对于单个阀10可以是小型化的。为清晰起见,构成阀阵列40的阀10的构造可以是一致的或者构造可以是各式各样的。在一些阀阵列40中,阀10被构造成具有在阀阵列40的领域中一致的相同操作特征。在一些阀阵列40中,阀10中的一个或多个可以构造成在相同的操作压力条件下互不相同地表现。在一些构造中,二十个阀将用于提供大约22mm2的近似横截面面积。可以使用其它数量的阀并且可以使用其它横截面面积。
参照图17,示出了多阀部件42。多阀部件42包括阀10的阵列40。阀10如上所述地构造。共用阀座12在所示的构造中连接阀10。在一些构造中,共用阀座12可以形成为连接或互连的多个零件。在一些构造中,每个阀的阀座12皆可以接收在用作共用阀座的板的容器或开口中。可以使用任何其它构造。
继续参照图17,在所示的构造中阀10以对称模式间隔开。阀10的旋转定向使得两个阀10相对于其它两个阀10旋转180度。换言之,两个阀10的叶状部22的顶端指向其它两个阀10的叶状部22的顶端。在一些构造中,四个阀10可以定向成使得每个阀10的一个叶状部22指向多阀部件的中心。阀10的其它定向也是可行的。
现在参照图18,阀10的所示阵列40示出位于多阀插入件44上。多阀插入件44可以包括任何所需数量的阀10,以提供所需的流量水平。在所示的构造中,多阀插入件44包括二十个阀10。在所示的构造中,阀布置成四行五列。在所示的构造中,阀10还沿着单一方向定向。其它构造是可行的。
多阀插入件44可以按照任何适当的方式由任何适当的材料形成。例如,在一些构造中,多阀插入件44可以由单一材料形成。在一些这样的构造中,整个多阀插入件44可以由例如硅酮的材料或任何适当的热塑弹性体形成。图18的构造完全由单一这种材料形成。
参照图19,除了图19中示出的多阀插入件44包括基材46之外,所示的多阀插入件44与图18中示出的多阀插入件44相同。基材46可以是与用于形成阀10的材料相同的材料或者可以是不同的材料。在一些构造中,基材46提供了用于多阀插入件44的阀10的刚性阀座。
图20示意性地示出了另一多阀部件42。图20中示出的多阀部件42包括多行阀10。阀10具有拥有第一定向的第一阀行和拥有相反定向的第二阀行;两行毗邻阀行的阀10嵌套。通过嵌套阀10,可以获得更大的阀密度。
现在参照图21,示出了多阀部件42上的又一阀阵列40。所示构造中的阀10以具有相同数量阀10的阀行模式布置。所示构造的特征在于具有三行阀10,其中,中央行的阀10的数量比外行大。特别地,中央行在该阀行的每个端部处具有一个附加的阀10。
图22示出了多阀部件42上的阀阵列40。阀阵列40中的阀10具有非线性布置方案。阀10可以按照能够由设计者预定的方式布置。
图23示出了多阀部件42上的另一阀阵列40。在所示的构造中,阀10布置在不同行中。中央两行具有并排布置的九个阀10。每个中央行的侧面为中间行,中间行的侧面继而为外行。每个中间行包括七个阀10。每个外行包括三个阀10。外行中的阀10可以与中央行中的阀10对准,而中间行中的阀10可以相对于中央行和外行中的阀偏置。
图24示出了多阀部件42上的又一阀阵列40。在所示的构造中,阀10形成两条交错线。阀10可以用于例如面罩系统等的部件的外周。
在此描述的阀构造中的任一种可以并入到呼吸面罩或相关部件中。例如,阀阵列40可以并入到鼻部面罩、枕头面罩、全脸面罩、导管、弯头等中。另外,可以将传统偏流孔整合到阀阵列中,使得偏流孔和阀10一起应用在单一阵列或部件中。在一些构造中,阀列的侧面是偏流孔行。在一些构造中,列可包含阀和偏流孔。可以使用任何其它适当的构造。
以阀为特征的系统部件
在以下讨论中,除非另有明示之外,术语“阀”将包括“阀阵列”。考虑到需要允许从系统内疏散二氧化碳,偏流控制阀10可以定位在任何适当的位置处,在所述系统中二氧化碳通过呼气引入。阀10优选不是患者和流动发生器(例如,CPAP)之间的唯一流动路径。换言之,空气流必须具有从流动发生器行进至患者而不流动通过阀10的路径。在不存在替代性流动路径的情况下,阀10上的压降将意味着患者没有接收规定的压力。阀10可以放置在系统中的任何位置处,在该系统中可以设置偏流通风孔配置。在一些构造中,阀10可以设置在偏流通风孔配置的前方或后方或作为偏流通风孔配置的替代方案。此外,阀10可以放置成使得阀10的轴线垂直于表面或所述轴线可以相对于表面成一定角度,以更好地控制从阀10传出的流量的方向。
在一些构造中,阀10可以定位在患者和偏流孔之间。然而,在一些构造中,这种定位会导致增大噪音和/或降低或损害阀性能。例如,其中偏流孔(例如,偏流孔的横截面面积更小)上的压降比阀10上的压降更大的系统会降低阀10的性能。为了解决这个问题,阀10可以设置更小的刚度。在一些构造中,阀上的压降比偏流孔上的压降更大的系统会导致在空气喷射到表面上并且通过偏流孔时噪音产生增大。这可以通过在偏流孔和阀之间设置更大的室以及通过使这两个零件之间的压降最小化来减小。在一些构造中,这可以通过提供中空框架或护罩来解决,通过所述中空框架或护罩可以进行通风。
参照图25,阀10可以放置成与一个或多个偏流孔50成直线。通过将阀10定位成与偏流孔50成直线,偏流孔50可以使得更大阀10的声响安静下来。因为与用在上述阀阵列40中的更小阀相比更大阀10更易于制造,所以这尤为有利。可以将阀阵列40放置成与偏流孔50成直线。替代或除了与偏流孔50成直线之外,可以使用扩散器。
在一些构造中,偏流控制阀10可以定位在接口上。在一些构造中,偏流控制阀10可以定位在面罩上。在一些构造中,偏流控制阀10可以定位在位于导管和面罩之间的连接件上。在一些构造中,偏流控制阀10可以定位在连接到面罩的导管上。偏流控制阀10可以与任何适当的面罩构造(未示出)一起使用。面罩可以包括主体部分,所述主体部分的尺寸和形状被设计以包围用户的鼻子和/或嘴部。面罩可以适于至少产生针对用户面部的基本密封件。面罩的主体部分可以具有内部和外部。面罩可以包括允许患者接口联接到气体输送系统的联接件。偏流控制阀10允许气体从面罩的主体部分的内部流动到面罩的主体部分的外部。
现在参照图26和27,阀10可以安装到连接件结构(例如,弯头60)上。如图所示,弯头60可以包括开口62。开口可以接收阀10的至少一部分。在一些构造中,阀10安装到覆盖件64。覆盖件64可以永久地固定或可移除地连接到弯头60上。在一些构造中,阀10和覆盖件64可以通过二次成型等而连接。在一些构造中,偏流材料66可以安装到覆盖件64上或者用其它方法定位成使得流经阀10的流量还流经偏流材料66。偏流材料可以是由偏流孔或扩散器麻布材料等构成的组。尽管所示的构造位于弯头上,但是类似的构造可以不同地用于例如面罩上、导管上或连接件上。
现在参照图28至30,示出了面罩70,所述面罩与如上所述地布置和构造的阀阵列40成一体。面罩70整体上包括密封壳体72和缓冲密封件74。
在所示的构造中,密封壳体72包括如上所述但不限于此的多阀插入件44。在一些构造中,多阀插入件44可以是可移除的(例如,夹到合适位置中)。多阀插入件44可以模制到面罩70中(例如,模制到密封壳体72中)。如上所述,阀10可以由挠性阀座支撑或者可以由更刚性的基材支撑。在一些构造中,替代以多个阀10为特征的多阀插入件44的是,可以使用单一阀10。在一些构造中,替代一个阀阵列40的是,可以使用一个以上的阀阵列40(即,超过一个阀组)。
在未使用偏流材料以使得阀10或多个阀10直接通风到大气的情况中,多阀10是优选的。然而,在所示的构造中,增压室76限定在多阀插入件44和偏流材料66之间。增压室76可以比在一些构造中所示的更大。另外,能够包括中空框架,阀或阀阵列通风到中空框架中。
继续参照图31,提供的曲线图示出了针对面罩70的实施例在各种压力下的各种流量,所述面罩的实施例包括:(1)偏流孔和大阀;(2)大阀;(3)偏流孔;和(4)扩散器材料和大阀。在图32至35中示出了这些构造。如曲线图示中所示,设置偏流孔改变了面罩70的性能。最大流率与在不存在和阀成直线的偏流孔的情况中的流率大体相等,但是直到施加更高的压力为止流量才会逐渐下降。因此使偏流孔与阀成直线可以通过改变阀构造而得以改进,而且这不一定会导致降低面罩70的性能。
参照图36,提供的曲线图示出了针对如上文直接讨论的面罩70的相同实施例在不同压力下的不同响度数据点。如可以看出的,为了降低阀10的噪音,最好在阀后方并入扩散器材料。
图37示出了另一构造,其中多阀插入件44定位在弯头60上。该构造可以与图28至30中示出的构造类似并且可以包含相同的元件:阀10、阀阵列40、多阀插入件44、偏流材料66和通风室76。在所示的构造中,如上所述但并局限于此,弯头60包括多阀插入件44。在一些构造中,多阀插入件44可以是可移除的(例如,夹到合适的位置处)。多阀插入件44可以模制到弯头60中。如上所述,阀10可以由挠性阀座支撑或者可以由更刚性的基材支撑。在一些构造中,替代以多阀10为特征的多阀插入件44的是,可以使用单一阀10。在一些构造中,替代一个阀阵列40的是,可以使用一个以上的阀阵列40(即,超过一个阀组)。
在没有使用偏流材料从而阀10或多个阀10直接通风到大气的情况中,多阀10是优选的。然而,在所示的构造中,通风室(未示出但是与面罩实施例的通风室类似)限定在多阀插入件44和偏流材料66之间。能够包括中空框架,阀或者阀阵列通风到所述中空框架中。
图38示出了其中辅助排气管80可以设置到面罩70上的构造。辅助排气管80可以在排气管80的端部处包括阀10。阀10可以限制排气流。辅助排气管80连同阀10提供的益处是从用户远处通风。例如,在远的位置处,阀噪音被认为是较少造成困扰的。在一些构造中,辅助排气管80可以沿着供应管82的至少一部分行进。在一些构造中,排气管80可以在进气管82的旁边行进。在一些构造中,排气管80可以同轴地定位在进气管82内。在一些构造中,排气管80可以包围进气管82的至少一部分。其它构造也是可行的。
参照图39,示出了针对面罩90的又一构造。面罩90包括框架92,面罩密封件94可以固定到所述框架。面罩的框架92可以包括环形件96。环形件96可以至少部分地环绕接收弯头、连接件、导管等的承窝98。环形件可以设置有一个或多个阀10。在一些构造中,若干小阀10可以布置在环形件96周围。通过分开各阀,可以减小从毗邻阀流出的空气之间的干扰,由此这减小了扰动和噪音。在一些构造中,阀可以与环形件96或其它安装结构形成为一体。在一些构造中,环形件96或其它安装结构可以与框架92形成(例如,二次成型)为一体。在一些构造中,环形件或其它安装结构能够可移除地附接至框架92。在一些构造中,环形件或其它安装结构可以与框架92分开形成并且可以以任何适当的方式固定到框架。
参照图40,示出了面罩90的构造,其中阀10定位在面罩密封件94上。因为面罩密封件94通常由硅酮橡胶或其它类似材料形成,所以阀10可以与面罩密封件94成一体并且由此减少了制造步骤。在一些实施例中,阀10可以一起聚集在面罩密封件94的特定区域上。在一些构造中,可以在面罩密封件94的每个侧向侧部上设置一组阀10。在一些构造中,可以在面罩密封件94的顶部上设置一组阀10。在一些构造中,可以在面罩密封件94的底部上设置一组阀10。还可以使用这些组的任何组合。在一些构造中,任意单个组中的每个阀10均可以沿着单个方向排列,使得来自阀10的流动沿着同一方向。另外,使得阀组对齐通过提供用于简化模制的单个平面绘图(draw plane)而有利地简化了制造。
现在参照图41,一个或多个阀10可以并入到转体连接件100中。转体连接件100可以将导管连接到面罩。转体连接件100可以包括外凸缘102。外凸缘102接收内部构件104。通风室106可以限定在外凸缘102和内部构件104之间。例如阀10可以布置在内部构件104周围,使得阀将流量引导到通风室106中。还可以使用其它适当的构造。
尽管已经参考特定实施例描述了本发明,但是对于本领域中的普通技术人员而言显而易见的其它实施例也处于本发明的范围内。因此,可以在不背离本发明的精神和范围的前提下进行各种改变和修改。例如,可以根据需要而再定位各种部件。而且,实践本发明并非需要所有特征、方面和优势。因此,本发明的范围仅仅由以下权利要求限定。