專利匯可以提供可調(diào)閥門專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且一種可調(diào) 閥 門 ,包括閥殼和設(shè)有旋鈕的閥桿,閥桿通過 螺紋 連接可轉(zhuǎn)動地接納在閥殼內(nèi),還包括借助 螺旋 彈簧 被 偏壓 而靠在閥殼的 閥座 上的閥, 螺旋彈簧 聯(lián)接于旋鈕的軸,因而通過轉(zhuǎn)動旋鈕能設(shè)定彈簧的長度而 控制閥 上的關(guān)閉 力 。 螺紋連接 設(shè)有變化的 螺距 。螺旋彈簧有非線性的彈簧特性,可將螺桿螺距的變化調(diào)諧于彈簧特性,從而使關(guān)閉力可隨旋鈕的轉(zhuǎn)動線性地變化。,下面是可調(diào)閥門專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種可調(diào)閥門,包括閥殼和設(shè)有旋鈕的閥桿,所述閥桿通過螺紋連接可轉(zhuǎn)動地接納在所述閥殼內(nèi),還包括借助螺旋彈簧被偏壓而靠在所述閥殼的閥座上的閥,所述螺旋彈簧被聯(lián)接于所述旋鈕的軸,因而通過轉(zhuǎn)動所述旋鈕能設(shè)定所述彈簧的長度而控制所述閥上的關(guān)閉力,其特征在于,所述螺紋連接設(shè)有變化的螺距。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺旋彈簧有非線性的彈簧特性。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺紋連接的所述螺距的所述變化調(diào)諧于所述彈簧特性,以致所述閥上的所述關(guān)閉力在調(diào)整范圍的至少一部分內(nèi)隨所述旋鈕的轉(zhuǎn)動而線性變化。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺紋連接包括與間斷螺紋協(xié)配的連續(xù)螺紋。
5.如權(quán)利要求4所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述間斷螺紋包括若干個支承部。
6.如權(quán)利要求4或5所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述間斷螺桿螺紋包括引導(dǎo)部分,用于被接納在與其協(xié)配的螺桿螺紋的螺紋牙槽內(nèi)。
7.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述閥殼包括用于把所述旋鈕的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成用于壓縮或放松所述螺旋彈簧的直線運動的直線引導(dǎo)件。
8.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺紋連接包括用于以單種方式在所述閥殼中接納所述旋鈕的鍵。
9.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述旋鈕設(shè)有刻度劃分,所述旋鈕的刻度與所述閥上的所述關(guān)閉力成正比。
10.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述旋鈕的調(diào)整范圍小于360°,優(yōu)選的是約為270°。
11.如權(quán)利要求10所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺桿螺紋具有不到一圈用于在完全調(diào)整所述旋鈕時能在整個調(diào)整范圍內(nèi)設(shè)定所述閥上的關(guān)閉壓力。
12.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺紋連接的各零件中的至少一個設(shè)有多條螺紋。
13.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述螺紋連接中的所述螺桿螺紋設(shè)計成左旋螺桿螺紋。
14.如前面任一權(quán)利要求所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述閥門是集成在換氣氣囊的頭部中。
15.如權(quán)利要求14所述的可調(diào)閥門,其特征在于,所述閥殼內(nèi)設(shè)有運動限制體。
16.一種用于控制氣體壓力的閥門裝置,包括設(shè)有閥座的閥殼和閥,其中,所述閥包括在關(guān)閉位置延伸超出所述閥座的外部的瓣片。
17.如權(quán)利要求16所述的閥門裝置,其特征在于,在關(guān)閉位置,所述瓣片相鄰于所述閥座的外側(cè)延伸。
18.如權(quán)利要求16或17所述的閥門裝置,其特征在于,所述瓣片由從所述閥的周邊延伸的周向脊?fàn)铙w形成。
19.如權(quán)利要求16-18中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述瓣片的內(nèi)表面相對于所述閥在關(guān)閉位置和打開位置之間的主運動方向以30°到85°之間、特別是45°到80°之間、更特別是55°到75°之間、并且優(yōu)選的是約65°的角度延伸。
20.如權(quán)利要求16-19中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,設(shè)置有把所述閥偏壓向所述閥座的方向的彈簧。
21.如權(quán)利要求16-20中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,通過調(diào)整所述彈簧的力就能調(diào)整所述關(guān)閉壓力。
22.如權(quán)利要求16-21中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥包括用于配合螺旋彈簧的彈簧座。
23.如權(quán)利要求22所述的閥門裝置,其特征在于,所述彈簧被壓緊在所述閥中。
24.如權(quán)利要求16-23中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥包括引導(dǎo)部件,用于沿基本上直線的運動方向引導(dǎo)所述閥。
25.如權(quán)利要求24所述的閥門裝置,其特征在于,所述引導(dǎo)部件包括一個大致在所述閥的中央部分和/或穿過所述閥中央部分的引導(dǎo)柄。
26.如權(quán)利要求16-25中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥和所述閥座之間設(shè)有相對大的接觸表面,以致在關(guān)閉位置達到基本上氣密的關(guān)閉。
27.如權(quán)利要求16-26中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥包括布置成在關(guān)閉位置接觸所述閥座的柔性部件。
28.如權(quán)利要求16-27中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥門裝置是用于把氣體給予患者的呼吸機。
29.如權(quán)利要求16-28中的任一項所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥門裝置是集成在換氣氣囊的頭部內(nèi)。
30.如權(quán)利要求29所述的閥門裝置,其特征在于,所述閥殼內(nèi)設(shè)有運動限制體。
31.如權(quán)利要求1-15和16-18中的任一項所述的閥門裝置。
32.一種用于控制閥門裝置中的氣體壓力的方法,其特征在于,氣體沿著所述閥的延伸超出所述閥座的外部的瓣片而流過閥和閥座之間。
本發(fā)明還涉及一種用于控制氣體壓力的閥門裝置。
本發(fā)明還涉及一種用于控制閥門裝置里的氣體壓力的方法。
這樣的閥門可用于控制壓力,具體地說,用于控制給予借助呼吸機的人或動物的氣體的壓力。
這類閥門是生活實踐中已知的。專利文件WO?01/66175描述了一種用于給予氣體的可調(diào)器具,其中峰值吸氣壓力(PIP)和正的結(jié)束呼氣壓力(PEEP)以及呼吸間歇過程中的平穩(wěn)壓力都可用這樣一個可調(diào)閥門來設(shè)定。為此,用一個旋鈕操作一個設(shè)有線性左或右旋螺紋的軸,這個螺紋與閥殼上的對應(yīng)螺紋互相協(xié)配,同時旋鈕和閥門之間布置有一個螺旋彈簧,通過分別向左和向右轉(zhuǎn)動旋鈕,可分別把螺旋彈簧張緊和使它松弛。這種閥門也被稱為APL(氣道壓力限制)閥門。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以無限地調(diào)整所需要的壓力。其缺點是需要把旋鈕轉(zhuǎn)動好幾轉(zhuǎn)才能設(shè)定最低壓力和最高壓力之間的不同壓力。再一個缺點是旋鈕的位移不是直接成比例于彈簧張力的變化。結(jié)果,實際上不可能給出讓人望一眼就能確定壓力是設(shè)定在多少的一種方便的刻度。并且,這也使得在給予氣體的過程中難以以簡單的方式改變設(shè)定壓力。
在這種可調(diào)閥門的使用中,在呼吸機的閥殼和出口內(nèi)有一個死容積,需要患者在他能夠呼氣之前把這個死容積推開。這個死容積可能會成為一個問題,特別是對于那些肺活量小的患者,諸如新生嬰兒,在這種情況下,由壓力-肺活量的關(guān)系提供的最小的力很快就會用盡。
現(xiàn)有的可調(diào)閥門還有一個缺點,那就是可能發(fā)生漏氣。因此,例如就PEEP閥門而言,呼氣后的殘余壓力可能慢慢降低。為防止這種情況,通常把閥門做成為不靈活結(jié)構(gòu)的設(shè)計。但是用這種辦法就給患者形成了一個附加的閾值。
現(xiàn)有閥門系統(tǒng)中的另一個缺點是,流過閥殼的氣流可能影響閥門的關(guān)閉壓力。因此,例如就APL閥門而言,開啟壓力可能偏離用旋鈕預(yù)設(shè)的數(shù)值達20%,這使得指示的刻度值變成不可靠的了。這樣的壓力波動可能危及患者的安全。
本發(fā)明的目的是提供一種既保持優(yōu)點又能克服至少一個上述缺點的可調(diào)閥門。
為此,本發(fā)明提供一種如權(quán)利要求1所述的閥門。
通過提供變化的螺距,即非線性的位移,可以經(jīng)由螺桿螺紋的結(jié)構(gòu)來補償彈簧特性,從而可在設(shè)計中更隨意地選擇旋鈕的轉(zhuǎn)動和閥門的關(guān)閉力的變化之間的關(guān)系。彈簧特性可與單個螺旋彈簧相關(guān),但也可以由幾個螺旋彈簧的組合件來產(chǎn)生,借以讓用于產(chǎn)生閥的關(guān)閉力的螺旋彈簧例如與用于阻尼閥的螺旋彈簧協(xié)配。
螺旋彈簧可以有例如一種非線性的彈簧特性。通過把螺紋螺距的變化調(diào)諧于非線性的彈簧特性,可以做到讓關(guān)閉力仍然是線性地隨旋鈕的位移變化。優(yōu)選的是,讓螺桿螺紋在功能上不超過一圈,這樣,實際上旋鈕也不必轉(zhuǎn)動超過一轉(zhuǎn),例如轉(zhuǎn)動270°,于是可在調(diào)整范圍內(nèi)線性地設(shè)定閥門的關(guān)閉壓力。
這種可調(diào)閥門可以用多種途徑設(shè)計而能夠以一種簡單的方式裝配于現(xiàn)有的用于給予氣體的裝置和裝配于換氣氣囊(人工呼吸器)。優(yōu)選的是,這種閥門的尺寸可確定為在閥門處于打開位置時空氣能夠自由地流過打開的閥門而沒有限制。本發(fā)明的閥門可用于控制峰值吸氣壓力(PIP)和呼氣后的殘余壓力(PEEP)。按照本發(fā)明控制最高壓力比只控制呼吸機里的最高壓力有更廣泛的應(yīng)用,并且也可用于例如控制氣體管路、出流裝置之類的裝置里的最高壓力。
在一個有利的實施例中,這種可調(diào)閥門與單向閥、流通閥、背壓閥或這些閥門的組合集成于一體。這種可調(diào)閥門還可集成在換氣氣囊(人工呼吸器)的進口里。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種閥門裝置,這種閥門裝置在相對寬的氣體流量范圍內(nèi)有相對穩(wěn)定的關(guān)閉壓力。
這一目的和/或其它目的可用權(quán)利要求16所述的閥門裝置來達到。
通過提供帶有瓣片的閥門,且瓣片至少在關(guān)閉位置延伸超出閥座的外部,可增大閥的升力,特別是閥在相對低的氣體流量下的升力,結(jié)果,可在相對大的氣體流量范圍內(nèi)得到相對穩(wěn)定的閥關(guān)閉壓力。
上述目的和/或其它目的還可用權(quán)利要求29所述的用于控制氣體壓力的方法來達到。
下面將利用在附圖給出的示例性實施例進一步闡述本發(fā)明。各附圖中
圖1示出本發(fā)明的可調(diào)整最高壓力的兩通閥門的示意剖視圖;
圖2示出圖1的可調(diào)兩通閥門的分解圖;
圖3a示出閥桿連同閥門的鎖定機構(gòu)的詳細結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖3b示出引導(dǎo)件連同圖3a的鎖定機構(gòu)的對應(yīng)詳細結(jié)構(gòu)的示意圖;
圖4示出非可調(diào)兩通閥門的示意圖;
圖5示出本發(fā)明的可調(diào)PEEP閥門的示意剖視圖;
圖6示出本發(fā)明的集成在人工呼吸器的頭部中的PEEP閥門的示意剖視圖;
圖7示出圖6的PEEP閥門在吸氣過程中的示意剖視圖;
圖8示出圖6的PEEP閥門在呼氣過程中的示意剖視圖;
圖9示出PEEP閥門的第二實施例的示意剖視圖;
圖10示出PEEP閥門的示意剖視圖;
圖11示出圖10的剖面的一部分的詳細視圖;
圖12示出閥門處于打開狀態(tài)的示意剖視圖;以及
圖13示出在患者呼氣過程中閥門上的壓力隨流量變化的示意曲線圖。
各附圖只是本發(fā)明的各優(yōu)選實施例的示意性的非限制性表示。
圖1表示出一個可調(diào)整最高壓力的可調(diào)兩通閥門1,其包括閥殼10和設(shè)有旋鈕5的閥桿3,閥桿3通過螺紋連接3A和4A可轉(zhuǎn)動地接納在閥殼10內(nèi)。這里的閥桿3設(shè)計成有連續(xù)螺紋的螺桿螺紋3A,還有帶有間斷螺紋的螺桿螺紋4A的推力螺母4,螺桿螺紋4A用于與螺桿螺紋3A協(xié)配。
這里的間斷螺紋4A包括若干個支承部。各支承部是作為與閥桿3的螺桿螺紋3A協(xié)配的嚙合點。作為選項,間斷螺紋還可包括若干腿或舌。這一示例性實施例中的各嚙合點4A形成被接納在與之協(xié)配的螺桿螺紋3A的螺紋牙槽內(nèi)的引導(dǎo)部分。
這一示例性實施例中的螺桿螺紋3A有沿著螺紋變化的螺距,并且在功能上小于一圈。螺桿螺紋3A可以設(shè)有多條螺紋。
閥桿3可以在引導(dǎo)件2內(nèi)轉(zhuǎn)動,因而,經(jīng)由閥桿的螺桿螺紋3A和推力螺母4的各嚙合點4A的互相嚙合的螺紋連接,推力螺母4可被移動。結(jié)果使螺旋彈簧6壓緊在閥7上,而閥7靠在閥座10A上。在閥7上設(shè)置有單向閥9。這里的螺旋彈簧6有非線性的彈簧特性并聯(lián)接于旋鈕5的軸。這里的旋鈕5的軸重合于閥桿3。
各嚙合點4A是布置在推力螺母4上,而推力螺母4是通過直線引導(dǎo)部分2A連接于引導(dǎo)件2而能夠直線移位,但被約束而不能轉(zhuǎn)動。為此,推力螺母4設(shè)有與直線引導(dǎo)部分2B協(xié)配的引導(dǎo)槽口4B。借助直線引導(dǎo)部分2B,可把旋鈕5的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成用來壓縮或放松螺旋彈簧6的直線運動。
上述各零件可以例如用塑料制造。在例如為螺旋彈簧6選擇金屬時,應(yīng)選用例如磷青銅,以避免受磁性的影響。這樣,頂部零件就可用在核磁共振成像(MRI)中。
優(yōu)選的是,為了防止例如由于接觸表面處的結(jié)垢、消毒和/或濕氣烘干而發(fā)生粘住現(xiàn)象,單向閥9只以其外邊緣靠在閥7上。為了防止粘住,閥還可設(shè)計成有陶瓷涂層或是實心陶瓷材料的。通過把接觸表面的邊界向后退,可減小這種自充滿式閥門的接觸表面。這可防止除了氣囊內(nèi)的降低的壓力之外的打開力起作用。
閥7優(yōu)選的是設(shè)計成具有相當(dāng)大的直徑,使其在打開時形成相對大的通路,超壓縮的空氣可從氣囊以低的阻力經(jīng)該打開的通路逸出。而且,閥7的相對大的表面可提供在患者處可達到的吸氣壓力的精確控制。
圖2是可調(diào)閥門1的分解立體圖,形象地表示出了閥桿的螺桿螺紋3A、各嚙合點4A、推力螺母4的引導(dǎo)槽口4B和引導(dǎo)件2的直線引導(dǎo)部分2B。
螺桿螺紋可設(shè)計為有4條(4-fold)螺紋,其中一條螺紋比另外三條寬。以這種方式,可以提供一個鍵,以致只能以單向的方式把閥桿3接納于推力螺母4內(nèi),用于將旋鈕5以單向的方式裝配在閥殼10中。
通過做出四條設(shè)計各不相同的螺紋,例如螺距互不相同和/或厚度互不相同,可形成四個鍵。然后讓每個鍵對應(yīng)于一個不同的刻度。然后每個鍵與只能以一個方向接納于推力螺母中的不同閥桿協(xié)配。這樣,在這一例子中,用單個推力螺母,就可把具有對應(yīng)的刻度的四個不同的閥桿裝配在閥門1上,限定四個可調(diào)整的范圍,每個范圍有固定的旋轉(zhuǎn)運動對直線運動之比。各可調(diào)整的范圍之間的不同由張力彈簧的彈簧力和閥桿3的螺距確定。以這種方式,根據(jù)閥桿所用的刻度,一種閥門的設(shè)計可用于不同的應(yīng)用場合。
為此,在推力螺母4上,設(shè)置對應(yīng)于螺桿螺紋3A的螺紋數(shù)目和每條螺紋的尺寸的若干個嚙合點4A。經(jīng)由與布置在引導(dǎo)件2上的直線引導(dǎo)部分2B協(xié)配的槽口4B為推力螺母4提供引導(dǎo)。螺紋連接的螺距優(yōu)選地做成為與彈簧特性互補,使順時針轉(zhuǎn)動位移對應(yīng)于彈簧力的線性增大而逆時針的轉(zhuǎn)動對應(yīng)于彈簧力的線性減小。那么,各嚙合點4A形成推力螺母4的螺紋實際上被設(shè)置在的位置。設(shè)置在推力螺母4上的間斷螺紋4A可防止閥桿3的非線性螺桿螺紋3A卡死在其內(nèi)。把螺紋連接3A和4A的螺距變化調(diào)諧于彈簧特性,就可使閥7上的關(guān)閉力在調(diào)整范圍的至少一部分內(nèi)隨旋鈕5的轉(zhuǎn)動線性地變化。在一個優(yōu)選實施例中,旋鈕5的調(diào)整范圍是小于360°,優(yōu)選的是約為270°。閥桿3的螺桿螺紋3A可以不超過一圈,用于以旋鈕的全部調(diào)整設(shè)定在整個調(diào)整范圍內(nèi)作用在閥7上的關(guān)閉壓力。通過把螺桿螺紋3A的一轉(zhuǎn)上的螺距做成為例如15mm,通過將軸轉(zhuǎn)過270°而產(chǎn)生的推力螺母4的位移約為11.25mm。閥殼10的高度必須將尺寸確定為允許推力螺母4被移動這樣一個距離。
用鍵實現(xiàn)的位置編碼使得能夠給旋鈕5提供刻度劃分。在引導(dǎo)件2上可以設(shè)置直接成比例于閥上的關(guān)閉力的刻度,把指針放在旋鈕5上。也可以把刻度劃分設(shè)置在旋鈕5的閥桿3上,而把指針設(shè)置在引導(dǎo)件2上。優(yōu)選的是,刻度是標(biāo)定的刻度??潭瓤?a href='/zhuanli/list-14397-1.html' target='_blank'>定位在頂面或側(cè)面。
推力螺母4和閥桿3的螺紋連接優(yōu)選的是設(shè)有左旋螺紋,這樣就可實現(xiàn)向右旋是增大彈簧載荷。
由于有裝配引導(dǎo)件,可防止因自發(fā)的轉(zhuǎn)動而引起設(shè)定壓力損失。通過放置O形密封圈來防止自發(fā)的轉(zhuǎn)動,也是可行的。圖2表示出防止自發(fā)轉(zhuǎn)動的保護性措施的一個實施例,其中引導(dǎo)件2設(shè)有幾個凹槽2C,有規(guī)律的間隔的各凸輪2D設(shè)置在各凹槽2C之間。各凹槽2C和凸輪2D構(gòu)成用于在某些預(yù)定義的壓力數(shù)值下把旋鈕5鎖住的鎖定機構(gòu)。
各凹槽2C對應(yīng)于閥的鎖定的優(yōu)選設(shè)定值,例如初始位置是20hPa(百帕)、中間位置是35和45hPa、以及結(jié)束位置是60hPa。各凹槽之間的距離由各凸輪2D分成大致相等的步長,例如1hPa。閥桿3在其內(nèi)側(cè)設(shè)有配合入凹槽2c的凸輪(該圖中看不見),其允許把優(yōu)選的設(shè)定值鎖定。例如,用操作桿3B可將這一鎖定解除,一旦鎖定解除,就可把閥桿3轉(zhuǎn)動到下一個優(yōu)選的設(shè)定值。也可以用手施加足夠大的力把閥桿3轉(zhuǎn)過鎖定位置來解除鎖定。在轉(zhuǎn)動過程中,閥桿3的那個突起將接觸各凸輪2D,因而發(fā)生一種棘輪作用,這可作為任何所需要的轉(zhuǎn)動或自發(fā)的轉(zhuǎn)動的聲響指示。閥7可設(shè)計成方臺子形狀,與圓形的閥殼10協(xié)配,如例如圖2所示。因此,在閥7被提升離開閥座10A時,形成四個弓形的縫隙,這允許空氣不受限制的流出,與可調(diào)閥門1的定向無關(guān)。
可借助夾緊裝置把閥殼安裝在氣囊上。為此,圖2表示出一個有螺紋11A的夾緊環(huán)11,其可與引導(dǎo)件2的螺紋2A協(xié)配而把氣囊的出口夾緊在夾緊環(huán)和引導(dǎo)件2之間。
可調(diào)閥門1還可設(shè)有一個包括手動克服功能的鎖定機構(gòu),如圖3A和3B所示。例如,這種鎖定機構(gòu)可包括缺口3E,用于與直線引導(dǎo)部分2B的臂2E協(xié)配。在閥桿3向例如順時針方向轉(zhuǎn)動過程中,臂2E將在閥桿3的基部3D上運動。通過推壓閥桿3而克服彈簧6的彈簧力并順時針地轉(zhuǎn)動閥桿3,臂2E就會鎖進閥桿3的缺口3E內(nèi)。于是引導(dǎo)件2和閥桿3就可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接了起來,而取消了可調(diào)閥門1的調(diào)整功能。這樣,閥7就被鎖在關(guān)閉位置而靠在閥座10A上,這可由刻度上的一個鎖定標(biāo)記來指示。通過向反方向例如逆時針方向擰轉(zhuǎn)閥桿3,可以使臂2E脫離缺口3E。這種鎖定機構(gòu)可允許專業(yè)的使用者把處于在閥座10A上的關(guān)閉位置的閥7的設(shè)定值鎖住。在閥7被以這種方式鎖定時,由例如專業(yè)使用者施加在氣囊上的力就決定著吸氣壓力,而與彈簧6的彈簧力無關(guān)。
設(shè)有可靠的防轉(zhuǎn)約束的左旋推力螺母4、可在幾個點提供支承的編碼的粗螺距的多頭螺紋、以及閥桿上的指針或刻度的鎖定位置的組合使得能有可以在不同的閥門功能上進行的多功能的標(biāo)定設(shè)定值。一般地說,這種構(gòu)造可用在任何可調(diào)閥門上,諸如APL(氣道壓力限制)閥門或PEEP閥門。
閥門1也可設(shè)計成有固定數(shù)值的非可調(diào)閥門。圖4表示出一個非可調(diào)閥門,其包括閥殼和旋鈕,還包括借助螺旋彈簧偏壓而靠在閥座上的閥,螺旋彈簧經(jīng)由凸肩聯(lián)接于旋鈕的軸,其中,閥上的關(guān)閉力取決于凸肩的高度。在這樣的非可調(diào)閥門或稱固定數(shù)值閥門中,例如可以不采用螺桿螺紋和與之協(xié)配的推力螺母。于是可將引導(dǎo)件2和閥桿3合并成一個零件18,同時省去刻度劃分。那么,在旋鈕18上,例如僅設(shè)置壓力數(shù)值。固定數(shù)值的閥門中的彈簧6靠在旋鈕18的凸肩19上。根據(jù)凸肩19的高度,彈簧6可被壓縮得多一些或少一些。凸肩19的高度可對應(yīng)于一個特定的壓力數(shù)值。例如,凸肩19的高度H0可對應(yīng)于20hPa的壓力數(shù)值,凸肩19的高度H1可對應(yīng)于35hPa的壓力數(shù)值,凸肩19的高度H2可對應(yīng)于45hPa的壓力數(shù)值。例如通過設(shè)計一個特定顏色的旋鈕18和/或通過把壓力數(shù)值指示在旋鈕18上,可把壓力數(shù)值設(shè)置在旋鈕18上。這樣,根據(jù)采用的旋鈕18,閥門1可以有不同的固定壓力數(shù)值。這例如在經(jīng)驗較少的使用者打算使用這種閥門時對于應(yīng)對緊急情況是有利的。通過提供壓力數(shù)值取決于凸肩高度的固定數(shù)值閥門,可以制成一種相當(dāng)簡單且可靠的非可調(diào)閥門。
圖5表示出一個可調(diào)PEEP閥門1,其包括閥殼10、引導(dǎo)件2、閥桿3和推力螺母4。螺桿螺紋3A有沿著螺紋變化的螺距并且是小于一圈。這里的螺桿螺紋設(shè)有多條螺紋。
可用相同于前面針對圖1說明的方式,使閥桿3在引導(dǎo)件2內(nèi)轉(zhuǎn)動,進而使推力螺母4運動。結(jié)果,螺旋彈簧6壓緊在閥7上,閥7靠在閥座10A上。與圖1中的單向閥相反,圖1中的閥是以最小可能的接觸表面靠在閥座上,而這一情況中的閥7是設(shè)計成與閥座10A有相對大的接觸表面,因此處于關(guān)閉狀態(tài)的閥可基本上毫無泄漏地密封流出開口10B,從而使建立起來的壓力保持基本上恒定。這樣所達到的情況是相對恒定的殘余壓力(PEEP)在患者的肺內(nèi)占優(yōu)勢,這可防止患者的肺胞塌扁。還有,閥7設(shè)有一個導(dǎo)柄7A,其與引導(dǎo)件10C協(xié)配以防止閥7側(cè)向運動。
上述各零件可用例如塑料制造。在為例如螺旋彈簧選擇金屬材料時,應(yīng)選用例如磷青銅,以防止受磁性影響。以這種方式,頂部零件可用在MRI中。
圖6表示出處于靜止?fàn)顟B(tài)的可調(diào)PEEP閥門1,其可被集成在換氣氣囊(人工呼吸器)的頭部,該閥門包括閥殼10、運動限制體12、閥桿3和推力螺母4。螺桿螺紋3A有沿著螺紋變化的螺距并在功能上不足一圈。這里的這個螺紋設(shè)有多條螺紋。
可用相同于前面針對圖1說明的方式轉(zhuǎn)動閥桿3,進而使推力螺母4運動。結(jié)果,螺旋彈簧6通過接觸彈簧座6A而把自由運動的閥7壓緊在閥座8A上,于是患者的連接裝置8和出口開口8C之間的通路被關(guān)斷。
圖7表示出,由于擠壓氣囊,閥殼10里的壓力升高以及閥7的尖頭7B打開,因而空氣從氣囊流向患者。片狀閥8D可防止在自發(fā)的呼吸過程中呼出的氣體被再用。只要氣囊不再被擠壓,尖頭7B就將關(guān)閉,而呼氣可開始。
如圖8所示,在呼氣過程中,由于患者肺內(nèi)的壓力高于螺旋彈簧6作用在閥7上的力,閥7壓緊在運動限制體12上。結(jié)果,患者連接裝置8和出口開口8C之間的通路和片狀閥8D被打開,于是空氣從患者流出到周圍環(huán)境?;颊叻蝺?nèi)的壓力一等于環(huán)境壓力,閥7就再次壓緊在閥座8A上,并且患者連接裝置8和出口開口8C之間的通路和片狀閥8D被關(guān)閉。一旦如此,呼吸就間歇,間歇過后上述循環(huán)可重復(fù)進行。
通過把PEEP閥門1集成在換氣氣囊的頭部,可大大減小出口通路的容積。在用非常小容積的沖程進行換氣時,例如對于新生嬰兒,這一優(yōu)點特別適用。通過在閥殼10里設(shè)置形成封閉空間的運動限制體12,可使容積進一步減小。
也可把PEEP閥門1設(shè)計成具有固定數(shù)值的非可調(diào)PEEP閥門。為此,在這樣的閥門中,例如可不采用螺桿螺紋和與之協(xié)配的螺母。那么可把運動限制體12和閥桿3組合成一個零件,并省去刻度劃分。在這樣的組合閥桿上,例如僅設(shè)置PEEP數(shù)值。讓固定數(shù)值的PEEP閥門里的彈簧例如靠在閥桿的凸肩上,或靠在彈簧座上。根據(jù)凸肩的高度,彈簧可被壓縮得多一些或少一些。凸肩的高度對應(yīng)于例如一個特定的壓力數(shù)值。例如通過設(shè)計一個特定顏色的閥桿和/或通過把PEEP數(shù)值指示在閥桿上,就可把壓力數(shù)值設(shè)置在閥桿上。這樣,根據(jù)采用的閥桿,PEEP閥門可以有不同的固定的PEEP數(shù)值。這在經(jīng)驗較少的使用者打算使用這種閥門時例如用于應(yīng)對緊急情況是有利的。涉及非可調(diào)閥門的本發(fā)明不限于非可調(diào)兩通閥門和非可調(diào)PEEP閥門的示例性實施例。許多方案是可能的。
圖9表示出可調(diào)PEEP閥門1的第二個示例性實施例。這一示例性實施例中的運動限制體12設(shè)有幾個凹部,可進一步減小出口通路的容積。
而且,在這一示例性實施例中,設(shè)有可測量壓力的測量管13。以這種方式,例如可以驗證是否實際上達到了壓力設(shè)定值。測量管13穿過閥7,這里的閥7是設(shè)計成一個環(huán)形的閥,其在中央部分附近由測量管13支承。測量管13還可用于測量CO2含量。
在實際應(yīng)用中,例如,可提供具有不同調(diào)整范圍的不同型式的閥門。這樣,APL閥門可以分別是例如在約20-60hPa和40-120hPa之間可調(diào)整的。PEEP閥門可以是例如在約0-20hPa之間可調(diào)整的。有利的是,不同型式的閥門的各零件可以特意地做成為不可兼容的設(shè)計,以避免組裝錯誤。
圖10表示出用于控制氣體壓力的閥門裝置的另一實施例,其類似于圖5所示的實施例。具體地說,表示出用于將氣體給予患者的呼吸機的一部分。這種閥門裝置包括閥殼10和閥7,這個閥7至少在關(guān)閉位置由閥座10A支承。閥座10A可以是圓周形狀的。優(yōu)選的是,閥7設(shè)有由它的外邊緣處的周向凸緣形成的瓣片14。設(shè)置引導(dǎo)部件7A,具體地說是一個引導(dǎo)柄,用于引導(dǎo)閥7沿著它的主運動方向在打開位置和關(guān)閉位置之間的運動。引導(dǎo)部件7A可例如延伸穿過和/或平行于閥7的中心軸線C。引導(dǎo)部件7A可與設(shè)置在閥殼10上的對應(yīng)引導(dǎo)件10C協(xié)配。引導(dǎo)部件7A和對應(yīng)引導(dǎo)件10C可布置成讓閥7沿著一個直的方向,更具體來說是沿所述主運動方向M打開和關(guān)閉。如前面已經(jīng)說明的那樣,可設(shè)置彈簧,優(yōu)選的是螺旋彈簧6,由這個彈簧把閥7向閥座10A的方向彈簧偏壓。通過例如用閥桿3調(diào)整彈簧壓力,可調(diào)整作用在閥7上的壓力。
圖11中更詳細地表示了閥7和閥座10A。如圖所示,閥7包括至少在閥7處于關(guān)閉位置時延伸超出閥座10A的外部的瓣片14,具體地說,瓣片14相鄰于彈簧座17的外緣邊15的外側(cè)。瓣片14可被向閥7的關(guān)閉位置的方向彎曲,以致瓣片14能相鄰于閥座10A的外面。瓣片14的內(nèi)表面16可以相對于閥7的關(guān)閉位置和打開位置之間的主運動方向M以30°到85°之間的角度α延伸,特別是角度α在45°到80°之間,更特別的是在55°到75°之間,并且優(yōu)選的是約65°。優(yōu)選的是,閥7和閥座10A之間有相對大的接觸表面,因而在關(guān)閉位置能夠達到基本上氣密的關(guān)閉。
在一個實施例中,閥7優(yōu)選地包括用于安裝彈簧6的彈簧座17。優(yōu)選的是,彈簧6至少被略微夾緊或加壓地安裝在彈簧座17里,例如夾緊在彈簧座17的外緣邊15和內(nèi)緣邊之間。
在一個實施例中,閥7的直徑D,瓣片14除外,可以是例如約在5到80mm之間,特別是在10到60mm之間,更特別是在15到45mm之間,并且優(yōu)選的是約為30mm。這個直徑D可以近似地等于閥座10A的外緣邊15的直徑。瓣片14的寬度W例如可以是在1到20mm之間,特別是在1.5到10mm之間,更特別是在2到6mm之間,并且優(yōu)選的是約為3mm。瓣片14的內(nèi)表面可以從閥7的周邊以一個優(yōu)選的預(yù)定角度α直線地延伸,或逐漸彎曲地向斜下方延伸直至達到優(yōu)選的角度α。
在一個實施例中,瓣片14的內(nèi)表面有特定的表面光潔度,諸如拋光的表面光潔度或相對柔性的表面光潔度,以使瓣片14的內(nèi)表面能密封地關(guān)閉在閥座10A上。
閥7的抬升特性可成比例于瓣片14提供的面積和氣體沿著瓣片14的流速。在閥7的打開位置,沿著瓣片14的氣流產(chǎn)生升力,這個升力阻止閥7關(guān)閉到閥座10A上。氣流承受流動阻力,而這個阻力主要是成比例于閥7和閥座10A之間的流動開口O的面積、以及氣流流過閥殼10時的如圖12所示的拐彎A。氣流拐彎A的具體拐彎形狀可能受上述瓣片的角度α的影響。閥7已經(jīng)表現(xiàn)出具有相對穩(wěn)定的抬升特性,在由瓣片14提供的升力與由流出開口O和氣流拐彎A產(chǎn)生的流動阻力很好地達到平衡時,尤其如此。因此,可以限制關(guān)閉壓力的波動。
如圖12所示,瓣片14可允許氣體沿著閥7流過開口O。在相對低的流量下,流出開口O將相對窄而起節(jié)流口或文丘里管的作用,使氣體沿著瓣片14的流速升高,藉此增大作用于閥7的升力。結(jié)果,作用在閥7上的升力可能變成相對獨立于流體流量,這可防止閥7的振蕩,從而給出相對連續(xù)的可更好地控制的關(guān)閉壓力。在低流量和高流量下的流動阻力可保持大致相同,因此,即使在相對低的壓力數(shù)值下,也能限制壓力波動。由于降低了壓力波動,還可以降低由閥7引起的例如由閥7在低流量下敲打閥座10A引起的噪聲??蓪昶?4的角度α例如選擇為類似于例如飛機和/或懸掛式滑翔機機翼的襟翼的角度,以為速度相對低的飛行體提供連續(xù)穩(wěn)定的升力并防止飛行體的俯仰。
圖13表示出一個簡化的示例性曲線圖,其上標(biāo)繪出在患者的呼氣動作過程中閥7上的壓力P和對應(yīng)的流過閥7的氣體流量F。縱坐標(biāo)表示壓力P,橫坐標(biāo)表示流量F。在呼氣動作開始的時刻,閥7上的壓力可能是零,同時流量F也是零。在呼氣過程中,流量F迅速增大到峰值,同時壓力建立起來,例如達到起始點G1。從G1朝向呼氣動作的結(jié)束點G2,流量F可能降低到零,而壓力P可能保持相對恒定,如圖中在起始點G1和結(jié)束點G2之間的相對平坦的直線所示。這樣,就做到了閥7的關(guān)閉壓力P相對與流量無關(guān)。理想地說,當(dāng)流量F變成接近于零或近似為零時,閥7將關(guān)閉。僅僅為了圖解說明的目的,這個曲線圖中的相應(yīng)壓力P和流量F在起始點G1處可以例如對應(yīng)于約14hPa(百帕)和約28l/min(升每分鐘),在結(jié)束點G2處可以例如對應(yīng)于約13hPa(百帕)和約0l/min(升每分鐘)。
閥7可以設(shè)計成例如重量相對輕的。例如閥7可以用塑料制造,并可制成為剛性的和/或柔性的,例如部分剛性的部分柔性的。閥7例如可設(shè)置柔性部分,以便在閥7處于關(guān)閉位置時達到基本上流體密封。柔性部分可以為閥7和閥座10A之間提供一個較大的接觸表面。柔性部分可包括諸如密封環(huán)的密封元件,并且密封元件可以與閥7模制成一體。設(shè)置這樣的柔性部分,就可防止閥7和閥座10A之間的空氣泄漏。
帶有瓣片14的閥7可適用于任何應(yīng)用場合,特別適用于控制氣體流動。更具體地說,由于這種閥能夠在相對低的流量下控制壓力,所以它可應(yīng)用在呼吸機里。
本發(fā)明不限于這里描述的各示例性實施例。在權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)可對本發(fā)明做出許多改變。
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