CN111110969B - 一种呼吸机气路控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呼吸机气路控制装置，包括控制器和通过管路依次连接的第一电磁阀、第一流量传感器、混合容器、第一比例阀及第二流量传感器，所述第二流量传感器的出口连接有一输气管，所述第一流量传感器的进气端还连接有一第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀的进气端分别连接有氧气进气管和空气进气管，所述输气管末端处还连接有排气管，所述排气管上依次连接有呼气阀和排气阀，所述呼气阀的出口还通过一第二比例阀与混合容器连接，且所述控制器与第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量传感器、第一比例阀、第二流量传感器和第二比例阀连接。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地涉及一种呼吸机气路控制装置。
背景技术
目前，对一些病重患者进行治疗时，需借助呼吸机为患者提供生理所需的氧气，并借此增加肺部被动运动，以便患者尽早恢复自主呼吸，即呼吸机可用于预防和治疗呼吸衰竭、挽救和延长病人生命，其主要应用于ICU、呼吸科以及急诊科等医院科室。
呼吸机是一个跨电子、软件、流体力学等多领域复杂的医疗器械，同时又属于风险等级最高的三类，为保证安全性，呼吸机内部系统集成了多种精密的元器件，实时控制和监测其工作状态，传统的呼吸机通过两个比例阀来实现对流量和氧浓度的同时控制，通过氧气比例阀、空气比例阀、流量传感器和氧浓度传感器等元器件联动进行反馈和控制，控制算法复杂，控制精度一般，反馈调节周期长，且因比例阀的成本是其他元器件的数倍，流量传感器的成本也较高，导致呼吸机整体成本高昂。
鉴于此，有必要提供一种设计简单且成本较为低廉的呼吸机气路控制装置以解决上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种设计简单且成本较为低廉的呼吸机气路控制装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种呼吸机气路控制装置，包括控制器和通过管路依次连接的第一电磁阀、第一流量传感器、混合容器、第一比例阀及第二流量传感器，所述第二流量传感器的出口连接有一输气管，所述第一流量传感器的进气端还连接有一第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀的进气端分别连接有氧气进气管和空气进气管，所述输气管末端处还连接有排气管，所述排气管上依次连接有呼气阀和排气阀，所述呼气阀的出口还通过一第二比例阀与混合容器连接，且所述控制器与第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量传感器、第一比例阀、第二流量传感器和第二比例阀连接，以依次打开第一电磁阀和第二电磁阀，并在吸气时，控制排气阀关闭，打开第二比例阀，且根据第二流量传感器的检测结果调节第一比例阀的开度；在呼气时，关闭第一比例阀和第二比例阀，打开排气阀，气体通过排气阀排出。
其进一步技术方案为：所述混合容器包括第一气罐，所述第一气罐上设有一泄压阀。
其进一步技术方案为：所述混合容器还包括有通过管路与第一气罐依次连接的减压阀和第二气罐，所述第二比例阀和第一比例阀均与第二气罐连接。
其进一步技术方案为：所述呼吸机气路控制装置还包括有一安全阀以及第一压力传感器，所述第一压力传感器设置于输气管上，所述安全阀连接于所述第一比例阀和第二流量传感器之间，所述控制器与第一压力传感器及安全阀连接，以根据第一压力传感器的检测结果控制安全阀的开闭。
其进一步技术方案为：所述呼吸机气路控制装置还包括有设置于输气管上的用于检测管路中氧浓度的氧气传感器。
其进一步技术方案为：所述呼吸机气路控制装置还包括有设置于排气管上的用于检测管路中气体压力大小的第二压力传感器。
其进一步技术方案为：所述呼吸机气路控制装置还包括有设置于排气管上的用于检测管路中气体流量大小的第三流量传感器。
其进一步技术方案为：所述呼吸机气路控制装置还包括有分别设置于氧气进气管和空气进气管的第一过滤器和第二过滤器。
其进一步技术方案为：所述呼吸机气路控制装置还包括有分别设置于氧气进气管和空气进气管的第三压力传感器和第四压力传感器。
与现有技术相比，本发明呼吸机气路控制装置中控制器可周期性依次打开第一电磁阀和第二电磁阀，以通过第一电磁阀、第二电磁阀和第一流量传感器调节氧浓度，且可通过第一比例阀来调节气体流量，可知，本发明通过两个电磁阀和一个比例阀来分别实现对流量和氧浓度的单独控制，结构简单，控制精度较高，且减少了高成本元器件的使用数量，成本较为低廉。
附图说明
图1是本发明呼吸机气路控制装置一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参照图1，图1为本发明呼吸机气路控制装置100一具体实施例的结构示意图。在附图所示的实施例中，所述呼吸机气路控制装置100包括控制器和通过管路依次连接的第一电磁阀101、第一流量传感器102、混合容器103、第一比例阀104及第二流量传感器106，所述第二流量传感器106的出口连接有一输气管120，所述第一流量传感器102的进气端还连接有一第二电磁阀110，所述第一电磁阀101和第二电磁阀110的进气端分别连接有氧气进气管和空气进气管，所述输气管120末端处还连接有排气管130，所述排气管130上依次连接有呼气阀112和排气阀114，所述呼气阀112的出口还通过一第二比例阀113与混合容器103连接，且所述控制器与第一电磁阀101、第二电磁阀110、第一流量传感器102、第一比例阀104、第二流量传感器106和第二比例阀113连接，以依次打开第一电磁阀101和第二电磁阀110，并在吸气时，控制排气阀114关闭，打开第二比例阀113，且根据第二流量传感器106的检测结果调节第一比例阀104的开度；在呼气时，关闭第一比例阀104和第二比例阀113，打开排气阀114，气体通过排气阀114排出。基于上述设计，本发明中控制器可根据用户所需的氧浓度设定第一电磁阀101和第二电磁阀110开关的时间，以按照预设的时间周期性依次打开第一电磁阀101和第二电磁阀110，第一流量传感器102检测气体流量以实时调整控制第一电磁阀101和第二电磁阀110的开关，以通过第一电磁阀101、第二电磁阀110和第一流量传感器102调节氧浓度，且通过第二流量传感器106检测气体流量大小，控制器根据第二流量传感器106的检测结果控制第一比例阀104的开度，以调节气体的流速，可知，本发明实现了对氧浓度和流量的单独控制，结构简单，控制精度较高，且减少了高成本元器件(比例阀)的使用数量，成本较为低廉。
在某些实施例中，所述混合容器103包括通过管路依次连接的第一气罐1031、减压阀1033和第二气罐1034，所述第一气罐1031上设有一泄压阀1032，所述第二比例阀113和第一比例阀104均与第二气罐1034连接。基于该设计，空气和氧气在第一气罐1031中混合，泄压阀1032可以释放第一气罐1031中的气体以防止该第一气罐1031中的气压过大，减压阀1033可用来调节管路中气体的气压，以将来自第一气罐1031中的气体气压调节至预设的标准气压，以提供平稳的气体。
在附图所示的实施例中，所述呼吸机气路控制装置100还包括有一安全阀105、氧气传感器107以及第一压力传感器108，所述氧气传感器107和第一压力传感器108均设置于输气管120上，所述安全阀105连接于所述第一比例阀104和第二流量传感器106之间，所述控制器与第一压力传感器108、氧气传感器107及安全阀105连接，以根据第一压力传感器108的检测结果控制安全阀105的开闭，并根据来自氧气传感器107检测结果监测输气管120中氧浓度的含量是否符合需求。基于上述设计，第一压力传感器108检测输气管120中气体的压强是否过大，压力过大时安全阀105会向外释放气体，而氧气传感器107可用来检测管路中的氧浓度，以监测输气管120中氧浓度的含量是否符合需求。
在本实施例中，所述呼吸机气路控制装置100还包括有设置于排气管130上的第二压力传感器109和第三流量传感器111，所述第二压力传感器109用于检测排气管130管路中气体压力大小，所述第三流量传感器111用于检测排气管130中气体流量大小。
在某些实施例中，所述呼吸机气路控制装置100还包括有依次设置于氧气进气管中的第一过滤器115和第三压力传感器116，以及设置于空气进气管的第二过滤器117和第四压力传感器118，所述第一过滤器115和第二过滤器117分别用于过滤氧气和空气中的粉尘等，以净化气体，所述第三压力传感器116和第四压力传感器118分别用于检测氧气进气管和空气进气管中气体的压力值。
由附图可知，氧气气源经第一过滤器115后流经第三压力传感器116和第一电磁阀101，通过第三压力传感器116可以得知当前氧气进气管管路中气体压力值，空气气源经第二过滤器117后流经第四压力传感器118和第二电磁阀110，通过第四压力传感器118可以得知当前空气进气管管路中气体压力值，可理解地，本发明的呼吸机气路控制装置100工作时，控制器设定第一电磁阀101和第二电磁阀110开关的时间，以按照预设的时间周期性依次打开第一电磁阀101和第二电磁阀110，且第一流量传感器102可检测气体流量，以实时反馈调整第一电磁阀101和第二电磁阀110的开关，以配比出符合需求的气体，氧气气源和空气气源经第一流量传感器102后流至第一气罐1031中进行混合，再流经减压阀1033到达第二气罐1034中，减压阀1033用来调节管路中气体的气压，以将来自第一气罐1031中的气体气压调节至预设的标准气压，以提供平稳的气体。
当患者吸气时，第二气罐1034中的一部分气体流经第一比例阀104、安全阀105、第二流量传感器106、氧气传感器107和第一压力传感器108，然后传输供应给患者，第一比例阀104根据第二流量传感器106的检测结果调节气体的流速，氧气传感器107用于监测输气管120管路中氧浓度的含量是否符合需求，第一压力传感器108用于检测输气管120中气体的压强是否过大，压力过大时安全阀105向外释放气体，在气体输给患者的同时，第二比例阀113打开，排气阀114关闭，第二气罐1034会释放另一部分气体，其流经第二比例阀113之后输送至呼气阀112，此时输入的气体会顶住呼气阀112的活塞，使得呼气阀112无法排出气体，患者只能进行吸气。
当患者呼气时，第一比例阀104关闭，阻止气体进入患者体内，患者呼出的气体流经第二压力传感器109和第三流量传感器111之后进入到呼气阀112中，此时第二比例阀113关闭，排气阀114打开，患者呼出的气体进入到呼气阀112时，因为没有气体顶住活塞，因此呼出的气体可以通过呼气阀112并经排气阀114排出。
综上所述，本发明呼吸机气路控制装置中控制器可周期性依次打开第一电磁阀和第二电磁阀，以通过第一电磁阀、第二电磁阀和第一流量传感器调节氧浓度，且可通过第一比例阀来调节气体流量，可知，本发明通过两个电磁阀和一个比例阀来分别实现对流量和氧浓度的单独控制，结构简单，控制精度较高，且减少了高成本元器件的使用数量，成本较为低廉。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置包括控制器和通过管路依次连接的第一电磁阀、第一流量传感器、混合容器、第一比例阀及第二流量传感器，所述第二流量传感器的出口连接有一输气管，所述第一流量传感器的进气端还连接有一第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀的进气端分别连接有氧气进气管和空气进气管，所述输气管末端处还连接有排气管，所述排气管上依次连接有呼气阀和排气阀，所述呼气阀的出口还通过一第二比例阀与混合容器连接，且所述控制器与第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量传感器、第一比例阀、第二流量传感器和第二比例阀连接，以依次打开第一电磁阀和第二电磁阀，并在吸气时，控制排气阀关闭，打开第二比例阀，且根据第二流量传感器的检测结果调节第一比例阀的开度；在呼气时，关闭第一比例阀和第二比例阀，打开排气阀，气体通过排气阀排出。
2.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述混合容器包括第一气罐，所述第一气罐上设有一泄压阀。
3.如权利要求2所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述混合容器还包括有通过管路与第一气罐依次连接的减压阀和第二气罐，所述第二比例阀和第一比例阀均与第二气罐连接。
4.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置还包括有一安全阀以及第一压力传感器，所述第一压力传感器设置于输气管上，所述安全阀连接于所述第一比例阀和第二流量传感器之间，所述控制器与第一压力传感器及安全阀连接，以根据第一压力传感器的检测结果控制安全阀的开闭。
5.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置还包括有设置于输气管上的用于检测管路中氧浓度的氧气传感器。
6.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置还包括有设置于排气管上的用于检测管路中气体压力大小的第二压力传感器。
7.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置还包括有设置于排气管上的用于检测管路中气体流量大小的第三流量传感器。
8.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置还包括有分别设置于氧气进气管和空气进气管的第一过滤器和第二过滤器。
9.如权利要求1所述的呼吸机气路控制装置，其特征在于：所述呼吸机气路控制装置还包括有分别设置于氧气进气管和空气进气管的第三压力传感器和第四压力传感器。
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