一种高精密气流控制呼吸机用流量控制阀的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种高精密气流控制呼吸机用流量控制阀。

背景技术：

呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。

传统的呼吸机中，释放口的气体排放面积不可调节，因此使得呼吸机压力及流量的控制精度低且控制难度大，严重影响了呼吸机的治疗效果。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种高精密气流控制呼吸机用流量控制阀，使其更具有实用性。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中呼吸机控制精度和控制难度大的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高精密气流控制呼吸机用流量控制阀，安装于三通管道一端口上，所述三通管道的另外两端口分别用于进气和出气；

流量控制阀包括第一阀体和第二阀体，二者为等轮廓的空心圆柱体；所述第一阀体一端通过设置有过流孔的过流板封堵，所述第一阀体和第二阀体之间设置有至少三片弹性密封板，各所述弹性密封板在未发生弹性形变时，将所述第一阀体和第二阀体之间的过流面积全部封堵，而在发生形变时，根据形变程度实现第一阀体和第二阀体间不同的过流面积，所述过流板靠近所述弹性密封板一侧设置有环状充气体，用于对所述弹性密封板进行支撑，通过呼吸机内的气体对所述环状充气体进行充气，所述第二阀体另一端设置有具有出气孔的动力板，所述动力板上设置有与各个所述弹性密封板连接的若干弹簧，所述动力板在伺服电机的带动下运动，从而通过所述弹性密封板的形变使得所述流量控制阀获得不同的过流面积。

进一步地，所述弹性密封板一端被挤压固定于所述第一阀体和第二阀体之间，相邻两所述弹性密封板边缘处错位的凸沿至少部分重叠设置。

进一步地，所述过流孔沿圆周均匀分布有若干个，且其圆心位置与所述第一阀体外壁之间的距离小于所述第一阀体外径的1/6。

进一步地，所述弹簧的圆心与所述环状充气体对所述弹性密封板的作用部位重合。

进一步地，所述出气孔覆盖有过滤网结构。

进一步地，所述第二阀体的内壁上设置有至少一条形凸起/凹槽，所述动力板的边缘处设置有与所述条形凸起/凹槽匹配的凹槽/条形凸起，通过二者的配合实现所述动力板的导向。

进一步地，所述环状充气体的侧壁成波纹状。

通过本发明中设置上述流量控制阀可实现气体排放面积的精确控制，从而获得高精度的气流控制方案。具体的，当进行呼气控制时，需要较大的气体释放量，此时伺服电机正转，通过丝杆组件带动动力板向远离三通管道的一侧运动，此时，弹簧带动弹性密封板发生形变，使得各个弹性密封板之间形成可供气体流通的通道，同时在弹性密封板形变的过程中，由于弹性密封板与环状充气体之间并无连接，因此二者分离，气体通过过流孔、各弹性密封板之间缝隙、以及出气孔释放，而具体的释放面积根据伺服电机带动动力板移动的距离可精确控制；当进行吸气控制时，伺服电机反转，通过丝杆组件带动动力板向靠近三通管道的一侧运动，在呼气过程中被拉伸的弹簧逐渐恢复，直至与环状充气体相抵时，伺服电机接收到信号停止转动，吸气过程完成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中流量控制阀和三通管道的安装示意图；

图2和图3是流量控制阀不同角度的外形结构图；（第一阀体分别包括外螺纹和不包括外螺纹）

图4是流量控制阀在弹性密封板未发生形变时的结构示意图；

图5是流量控制阀在弹性密封板发生形变时（释放气体）的结构示意图；

图6是各个弹性密封板的组合示意图；

图7是图6中a-a处的剖视图；

附图标记：第一阀体1、第二阀体2、过流板3、过流孔31、弹性密封板4、环状充气体5、动力板6、出气孔61、弹簧7、伺服电机8、丝杆组件9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1~5所示，一种高精密气流控制呼吸机用流量控制阀，安装于三通管道一端口上，所述三通管道的另外两端口分别用于进气和出气；流量控制阀包括第一阀体1和第二阀体2，二者为等轮廓的空心圆柱体；所述第一阀体1一端通过设置有过流孔31的过流板3封堵，所述第一阀体1和第二阀体2之间设置有至少三片弹性密封板4，各所述弹性密封板4在未发生弹性形变时，将所述第一阀体1和第二阀体2之间的过流面积全部封堵，而在发生形变时，根据形变程度实现第一阀体1和第二阀体2间不同的过流面积，所述过流板3靠近所述弹性密封板4一侧设置有环状充气体5，用于对所述弹性密封板4进行支撑，通过呼吸机内的气体对所述环状充气体5进行充气，所述第二阀体2另一端设置有具有出气孔61的动力板6，所述动力板6上设置有与各个所述弹性密封板4连接的若干弹簧7，所述动力板6在伺服电机8的带动下运动，从而通过所述弹性密封板4的形变使得所述流量控制阀获得不同的过流面积。

通过本发明中设置上述流量控制阀可实现气体排放面积的精确控制，从而获得高精度的气流控制方案。具体的，当进行呼气控制时，需要较大的气体释放量，此时所述伺服电机8正转，通过丝杆组件9带动所述动力板6向远离三通管道的一侧运动，此时，所述弹簧7带动弹性密封板4发生形变，使得各个弹性密封板4之间形成可供气体流通的通道，同时在弹性密封板4形变的过程中，由于弹性密封板4与环状充气体5之间并无连接，因此二者分离，气体通过过流孔31、各弹性密封板4之间缝隙、以及出气孔61释放，而具体的释放面积根据所述伺服电机8带动所述动力板6移动的距离可精确控制。当进行吸气控制时，伺服电机8反转，通过丝杆组件9带动所述动力板6向靠近三通管道的一侧运动，在呼气过程中被拉伸的所述弹簧7逐渐恢复，直至与环状充气体5相抵时，伺服电机8接收到信号停止转动，因此吸气过程完成，此处伺服电机8的控制信号可通过扭力传感器获得。

本发明中，所述环状充气体5可借助呼吸机内部气体而被填充，从而形成可靠的支撑结构，同时，由于其为弹性体，当所述弹簧7对所述弹性密封板4局部作用时，可通过所述环状充气体5的弹性形变使得环状充气体5和所述弹性密封板4的贴合更加紧密，从而实现较好的密封效果。

作为上述实施例的优选，所述弹性密封板4一端被挤压固定于所述第一阀体1和第二阀体2之间，如图6和7所示，相邻两所述弹性密封板4之间错位设置的凸沿部分重叠，从而保证密封的可靠性。在本优选方案中，在各个所述弹性密封板4未发生形变时，形成完整的圆形结构封堵过流通道，当其发生形变时，一端通过所述第一阀体1和所述第二阀体2的挤压而无变化，另一端则因为所述弹簧7的拉动而相对张开形成间隙；所述第一阀体1和所述第二阀体2可通过贯通所述第二阀体2的螺钉实现固定，方便快捷，在对整个流量控制阀进行安装时，可通过设置于所述第一阀体1外部的外螺纹实现螺旋拧紧。在对所述弹性密封板4的材料进行选择时，可选择常规的橡胶材料，也可选择其他具有弹性的材料。

作为上述实施例的优选，所述过流孔31沿圆周均匀分布有若干个，且其圆心位置与所述第一阀体1外壁之间的距离小于所述第一阀体1外径的1/6。因为在整个呼吸机工作的过程中，除了所述伺服电机8的作用，管道内的气体同样会通过所述过流孔31对所述弹性密封板4施力，为了降低此作用力对所述弹性密封板4的影响，将所述过流孔31靠近所述第一阀体1的外壁设置，可减小力臂长度，从而实现所需的目的。

作为上述实施例的优选，弹簧7的圆心与所述环状充气体5对所述弹性密封板4的作用部位重合，从而降低弹性密封板4的形变率，同时相对集中的作用点也会使控制更加精确，为了保证环状充气体5的均匀支撑，可在过滤板3上设置多个充气口对所述环状充气体5进行充气，且多个充气口均匀分布，具体的，所述环状充气体5上设置有若干环状凸起，通过环状凸起插设于充气口中而实现其固定。

在具体实施过程中，所述出气孔61覆盖有过滤网结构，从而避免杂质的进入，影响气体质量。

在通过伺服电机8带动丝杆组件9运动的过程中，所述第二阀体2的内壁上设置有至少一条形凸起/凹槽，所述动力板6的边缘处设置有所述条形凸起/凹槽匹配的凹槽/条形凸起，通过二者的配合实现所述动力板6的导向，在所述伺服电机8通过丝杆组件9带动所述动力板6运动的过程中，可避免所述动力板6的转动，同时也通过导向使得控制更加精确。

在对环状充气体5进行选择时，可选择外部成波纹状的结构，从而使得其因气体填充而发生形变的方向性更加确定，在相同的体积下形变率也可提高，从而保证密封效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。