风机组件和具有其的呼吸机的制作方法

1.本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种风机组件和具有其的呼吸机。


背景技术：

2.呼吸机作为一种能够替代或辅助患者完成机械通气的医疗设备，其能改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置，主要用于家庭、睡眠治疗中心及一些诊所医院。常见的呼吸机包括风机组件和水箱组件，风机组件用于驱动气流流向水箱组件，并和水箱组件产生的水蒸气混合一起输送到患者佩戴的面罩。
3.风机组件内高速旋转的风机是呼吸机的气体来源，风机在运行过程中会产生较高的气动噪声，噪声经过气流传导和声辐射，直接影响患者的使用体验。现有技术中的风机组件为了减小风机噪音通过气道向外逸散，通常会在气道内设置消音材料，例如消音棉，而消音材料在使用过程中会析出有害物质或发生降解，有害物质通过气道吸入用户体内后，影响了用户的使用安全。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种安全性较高的风机组件和具有其的呼吸机。
5.为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种风机组件，包括：
6.风机，所述风机具有进气口；
7.壳体，所述壳体具有进风口以及导通进风口与进气口的进气气道；
8.所述进气气道包括依次连通的第一气道、第二气道和第三气道，所述进气口暴露于第一气道内，所述进风口暴露于第三气道内，所述壳体还具有朝向第一气道和第二气道暴露的第一节流口以及朝向第二气道和第三气道暴露的第二节流口，所述第一节流口和第二节流口内的气流分别朝向不同的方向。
9.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述风机组件还包括设置于第一气道内的第一隔板以及设置于第二气道内的第二隔板，所述第一隔板和第二隔板上均设有多个透气孔，所述第一隔板与壳体之间形成于有第一共振腔，所述第二隔板与壳体之间形成有第二共振腔。
10.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述风机组件还包括设置于第三气道内的第三隔板，所述第三隔板将第三气道分隔为第一腔和第二腔，所述第三隔板上设有连通第一腔与第二腔的多个导气孔，所述第二节流口暴露于第一腔内，所述进风口连通于第二腔内。
11.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述风机组件还包括设置于第二腔内的进风管，所述进风管具有与进风口对接的固定端以及背离固定端的自由端，所述自由端与壳体的内壁间隔设置。
12.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述风机组件还包括连接风机与壳体的安装件，所述第一气道和第三气道形成于安装件的相对两侧，所述第二气道位于第一气道和
第三气道的同一侧。
13.作为本发明一实施方式的进一步改进，第一共振腔位于第一气道背离风机的一侧，所述第二共振腔位于第二气道背离风机的一侧。
14.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一隔板具有形成多个透气孔的第一平板部，所述第一平板部正对于进气口，所述第二隔板具有形成多个透气孔的第二平板部，所述第二平板部所在平面垂直于第一平板部所在平面。
15.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述风机抵接于安装件的内壁，且至少部分暴露于第三气道内。
16.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述壳体还具有连通于进气气道的第一采压口和第二采压口，所述第一采压口连通于第一气道，所述第二采压口连通于第三气道，所述第一采压口和第二采压口位于壳体的同一侧。
17.为实现上述发明的目的，本发明还提供了一种呼吸机，所述呼吸机包括如上述的风机组件。
18.与现有技术相比，本发明的实施方式中，第一气道与第二气道之间利用突缩的第一节流口导通，第二气道与第三气道之间利用突缩的第二节流口导通，使得进气气道内的声抗阻发生突然变化，实现对特定频率的噪声进行消音，从而无需使用消音材料，确保了用户在使用过程中的安全性。
附图说明
19.图1是本发明优选实施方式中风机组件的立体示意图；
20.图2是图1中a-a处的剖视图；
21.图3是图1中风机组件的分解示意图。
具体实施方式
22.以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
23.应该理解，本文使用的例如“上”、“下、”“外”、“内”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。
24.再者，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到上述术语的限制。上述术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一节流口可以被称作第二节流口，同样，第二节流口也可以被称作第一节流口，这并不背离该申请的保护范围。
25.参考图1到图3所示，本发明的优选的实施方式提供的一种风机组件，该风机组件用于家用呼吸机，通常配合水箱组件共同使用，风机组件用于驱动气流流向水箱组件，并和水箱组件产生的水蒸气混合一起输送到用户佩戴的面罩。而且，该呼吸机主要用于治疗打鼾和睡眠呼吸停止综合症，因此，对静音的要求较高。
26.具体的，配合参照图1和图2所示，一种风机组件，包括风机10和壳体20。本实施例中，风机10连接于壳体20,并利用壳体20安装于呼吸机上。
27.具体的，所述风机10具有进气口11，所述壳体20具有进风口21以及导通进风口21与进气口11的进气气道。本实施例中，风机还具有排气口，壳体20外部的空气通过进风口21进入进气气道内后，通过进气气道流向进气口11，再经进气口11进入风机10内，最后通过排气口排出风机10。因此，风机10产生的噪音则沿着与气流相反的方向，即通过进气气道逸出风机组件。
28.具体的，所述进气气道包括依次连通的第一气道221、第二气道222和第三气道223，所述进气口11暴露于第一气道221内，所述进风口21暴露于第三气道223内。本实施例中，风机10产生的部分噪音依次经过第一气道221、第二气道222和第三气道223后，最终从进风口21逸出壳体20外。
29.进一步的，所述壳体20还具有朝向第一气道221和第二气道222暴露的第一节流口23以及朝向第二气道222和第三气道223暴露的第二节流口24。本实施例中，第一节流口23和第二节流口24通过改变进气气道内气体通道的横截面积来实现节流，即减小了气体通过的量。因此，第一节流口23在第一气道221与第二气道222的连通处形成了第一扩张腔消音结构，即当声波由前一个腔进入后一个腔时，因声阻抗的突然变化，部分声波反射回去。而当反射的声波与原声波刚好大小相等，方向相反时，与原声波发生干涉抵消，实现对特定频率的噪声进行消音。同样的，第二节流口24在第二气道222与第三气道223的连通处也形成了第二扩张腔消音结构。
30.进一步的，所述第一节流口23和第二节流口24内的气流分别朝向不同的方向。本实施例中，由于第一节流口23和第二节流口24均连通于第二气道222，加上第一节流口23和第二节流口24内的气流方向不同，使得流入和流出第二气道222的气流方向不同，从而使得风机噪音在通过进气气道向外逸散时，增加了在第二气道222内滞留的时间，继而增加了噪音在两个扩张腔消音结构处进行消音的时间，提升了消音降噪的效果。
31.第一气道221与第二气道222之间利用突缩的第一节流口23导通，第二气道222与第三气道223之间利用突缩的第二节流口23导通，使得进气气道内的声抗阻发生突然变化，实现对特定频率的噪声进行消音，从而无需使用消音材料，确保了用户在使用过程中的安全性，并且还降低了呼吸机的使用成本。
32.进一步的，所述风机组件还包括设置于第一气道221内的第一隔板30以及设置于第二气道222内的第二隔板40，所述第一隔板30和第二隔板40上均设有多个透气孔50。本实施例中，多个透气孔50呈矩阵状均匀地排列于第一隔板30和第二隔板40上。透气孔50的孔径尺寸设置为1mm～30mm之间，第一隔板30或第二隔板40上透气孔50的数量设置为1～300个之间。
33.进一步的，所述第一隔板30与壳体20之间形成于有第一共振腔31。本实施例中，第一共振腔31是由第一隔板30与壳体20形成的封闭空腔，第一共振腔31与第一气道221之间通过多个透气孔50连通。当第一气道221内的声波入射到第一隔板30上时，因为声阻抗的突然变化，部分声波反射回去，与原声波发生干涉抵消；另一部分声波通过透气孔50进入第一共振腔31内，引起透气孔50内的空气柱振动，振动的阻尼将部分声能转换成热能消耗掉，从而削弱向外传播的声波能量。
34.进一步的，所述第二隔板40与壳体20之间形成有第二共振腔41。本实施例中，同样的，第二共振腔41是由第二隔板40与壳体20形成的封闭空腔，第二共振腔41与第二气道222之间通过多个透气孔50连通。当第二气道222内的声波入射到第二隔板40上时，因为声阻抗的突然变化，部分声波反射回去，与原声波发生干涉抵消；另一部分声波通过透气孔50进入第二共振腔41内，引起透气孔50内的空气柱振动，振动的阻尼将部分声能转换成热能消耗掉，从而削弱向外传播的声波能量。
35.进一步的，配合参照图3所示，所述风机组件还包括设置于第三气道223内的第三隔板60，所述第三隔板60将第三气道223分隔为第一腔223a和第二腔223b，所述第三隔板60上设有连通第一腔223a与第二腔223b的多个导气孔61。本实施例中，多个导气孔61呈矩阵状均匀地排列于第三隔板60上。导气孔61的孔径尺寸设置为1mm～30mm之间，第三隔板60上导气孔61的数量设置为1～300个之间。
36.第一腔223a与第二腔223b之间设置有第三隔板60，并通过导气孔61相互连通，噪声声波由第一腔223a向第二腔223b传播时，通过第三隔板60上的多个导气孔61来实现，此时，噪音的频谱将向高频域发生频移，从而降低可听声的成分，并构成了微孔消音结构。
37.另外，多个扩张腔消音结构、共振腔体及微孔消音结构相结合后，降低风机噪声向外的逸散量，提高噪音在传播过程中发生的损耗，从而实现较好的消音效果，整体提高了风机组件的降噪水平。
38.具体的，所述第二节流口24暴露于第一腔223a内，所述进风口21连通于第二腔223b内。本实施例中，壳体20外部的气体通过进风口21流入第二腔223b内，第二腔223b内的气体通过导气孔61流向第一腔223a内，第一腔223a内的气体通过第二节流口24流入第二气道222内。
39.具体的，壳体20包括形成进风口21的第一壳20a以及连接第一壳20a的第二壳20b，第一壳20a与第二壳20b之间设置有密封垫进行密封。第三隔板60优选直接与壳体20共同成型，从而降低制造成本。其中，第三隔板60的一部分与第一壳20a共同成型，第三隔板60的另一部分与第二壳20b共同成型，将第一壳20a与第二壳20b进行组装后，共同构成整个第三隔板60。
40.进一步的，继续配合参照图3所示，所述风机组件还包括设置于第二腔223b内的进风管70，所述进风管70具有与进风口21对接的固定端以及背离固定端的自由端，所述自由端与壳体20的内壁间隔设置。本实施例中，壳体20外部空气通过进风口21进入进风管70内，再通过进风管70导入第三气道223，即导入第二腔223b内。进风管70的横截面优选为圆管状，而且，进风管70的纵横截面呈等腰梯形，即进风管70的孔径尺寸自固定端朝向自由端逐渐减小。
41.进风管70位于第三气道223内的第二腔223b中，并且与进风口21对接后朝向第二腔223b内延伸，进风管70的自由端与壳体20之间间隔设置，削弱了声波从第三气道223流向进风口21，气道降噪消音的作用。
42.具体的，如图3，进风管70与第一壳20a一体成型，设置于第二腔223b内后朝向第二壳20b延伸，并与第二壳20b间隔设置。进风管70的轴向长度小于且等于100mm。
43.进一步的，继续配合参照图2所示，所述风机组件还包括连接风机10与壳体20的安装件80，所述第一气道221和第三气道223形成于安装件80的相对两侧，所述第二气道222位
于第一气道221和第三气道223的同一侧。
44.本实施例中，第一节流口23与第二节流口24沿着风机叶轮的轴向排列。第一节流口23导通第一气道221与第二气道222时，改变了两个气道内的气体流向，使得第一气道221内的气体流向与第二气道222内的气体流向呈一定角度，夹角优选90
°
。因此，增加了风机噪音在第一共振腔31以及第一节流口23处停留的时间，从而增加了共振腔体和扩张腔消音结构的消音降噪时间。
45.同样的，第二节流口24导通第二气道222与第三气道223时，改变了两个气道内的气体流向，使得第二气道222内的气体流向与第三气道223内的气体流向呈一定角度，夹角优选90
°
。因此，增加了风机噪音在第二共振腔41、第二节流口24以及微孔消音结构处停留的时间，从而增加了共振腔体、扩张腔消音结构以及微孔消音结构的消音降噪时间。
46.进一步的，第一共振腔31位于第一气道221背离风机10的一侧，所述第二共振41腔位于第二气道222背离风机10的一侧。本实施例中，第二腔223b位于第一腔223a背离风机10的一侧。如图2中的气流示意，风机10在抽取壳体20外部气体时，由于第一腔223a与第二气道222直接通过第二节流口24连通、第二气道222与第一气道221直接通过第一节流口23连通，减小了进气气道内的气流紊乱，从而在满足降噪消音的同时，确保壳体20外部空气顺利地进入风机10内。
47.具体的，所述第一隔板30具有形成多个透气孔50的第一平板部32，所述第一平板部32正对于进气口11。本实施例中，第一隔板30整体呈平板结构，并通过插接的方式连接于第一壳20a与第二壳20b之间，无需固定件。由于进气口11处的负压较大，气体流动量大后会产生噪音，因此将第一平板部32上的多个透气孔50正对于进气口11，能够更接近噪音源，并对噪音源处进行降噪，避免噪音进一步的传播。而且，第一平板部32上透气孔50的轴线与风机叶轮的轴线相互平行，会使得噪音声波沿着透气孔50的轴线直接进入到第一共振腔31内，避免了噪音的传播。
48.进一步的，所述第二隔板40具有形成多个透气孔50的第二平板部42，所述第二平板部42所在平面垂直于第一平板部32所在平面。本实施例中，整个第二隔板40呈“n”型，并通过销轴定位的方式连接于第一壳20a与第二壳20b之间，无需固定件。第二平板部42正对于风机10的一侧，且第二平板部42上透气孔50的轴线与风机叶轮的轴线相互垂直，从而风机10的侧面进行降噪。
49.另外，第三隔板60具有形成导气孔61的第三平板部62，第三平板部62所在平面与第一平板部32相平行，并相对设置于安装件80的两侧，从而环绕于风机10的周围进行降噪。
50.进一步的，所述风机10抵接于安装件80的内壁。本实施例中，安装件50采用弹性材料制作,安装件80弹性抵持于风机10，使得风机10悬浮于壳体20内，阻断风机10运行过程产生的振动，从而降低风机10运行过程中产生的噪音。安装件80优选硅胶材料，硅胶邵氏硬度在30～70之间。
51.进一步的，风机10的至少部分暴露于第三气道223内。本实施例中，风机10的电机部分暴露在对接孔54的第三气道223内第一腔223a中，利用进风口21流入的外部空气对风机10进行散热，提高了风机10的使用寿命。
52.另外，风机10的一部分位于第三气道223内，即风机10的电机部分位于第三气道223内，利用第三气道223内的进风管70以及第三隔板60进行降噪。风机10的其他部分位于
第一气道221内，利用第一气道221内的第一共振腔31实现降噪，确保风机10产生的噪音都能得到降噪消音。
53.进一步的，所述壳体20还具有连通于进气气道的第一采压口25和第二采压口26，所述第一采压口25连通于第一气道221，所述第二采压口26连通于第三气道223。本实施例中，第三隔板60上的导气孔61能够导通第一采压口25与第二采压口26。含有多个导气孔61的第三隔板60能够阻碍进气气道内的气体流通，从而减小了声能的传播截面积。第一采压口25和第二采压口26分别位于含有多个导气孔61的第三隔板60的上下游，由于含有多个导气孔61的第三隔板60的过流面积一定，通过获取第一采压口25和第二采压口26之间的压力差后，再根据伯努利原理，即可计算并获取进气气道内的流量值，用户可以根据需要调整风机10转速来调整流量值的大小。通过将两个采压口分别设置于不同的腔，提高了采压段在空腔内的覆盖路径，从而提高了流量监测的精准性。
54.进一步的，所述第一采压口25和第二采压口26位于壳体20的同一侧。本实施例中，如图1，第一采压口25和第二采压口26位于壳体20的同一侧，并沿着风机10叶轮轴线方向排列设置，使得第一采压口25与第二采压口26紧邻设置，从而缩小了第一采压口25与第二采压口26之间的距离，便于用户在第一采压口25和第二采压口26处安装压力传感器并进行流量监测。
55.具体的，第一采压口25和第二采压口26均设置于第二壳20b上。第二采压口26连通于第二腔223b。
56.根据本发明的另一方面，还提供了一种呼吸机，所述呼吸机设置有根据本发明的风机组件。风机10的排气口与呼吸机的输出管道连通，呼吸机的输出管道则与安装件的出气口进行对接。
57.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
58.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。