專利名稱：呼吸機(jī)及比例閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥領(lǐng)域，更具體地，涉及一種呼吸機(jī)及比例閥。
背景技術(shù)：
呼吸機(jī)是一種輔助通氣裝置，它將吸氣管和呼氣管同時(shí)連接在患者端，患者從呼吸機(jī)的吸氣管吸取氣體，再通過(guò)呼氣管排出氣體。在呼吸機(jī)的使用過(guò)程中，必需對(duì)患者進(jìn)行機(jī)械通氣，呼吸機(jī)可自帶壓縮機(jī)或要求提供不少于4bar壓力的氣源，即需要一個(gè)能進(jìn)行高壓大流量比例控制的閥門進(jìn)行通氣量的控制。對(duì)于正在接受治療的患者來(lái)說(shuō)，通氣量的大小控制是非常重要的(特別是嬰幼兒患者和危重癥患者)，因此，需要對(duì)呼吸機(jī)的流量進(jìn)行精確控制并要求具有快速靈敏的響應(yīng)速度。相應(yīng)地，必須要求流量閥在氣道安全壓力下具有良好的密封，并在不同壓力時(shí)可快速、準(zhǔn)確地打開(kāi)。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的呼吸機(jī)上使用的比例閥具有密封效果不好、磁滯現(xiàn)象嚴(yán)重、響應(yīng)速度不高、成本高、維修不便、通用性差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種呼吸機(jī)及比例閥，以解決現(xiàn)有技術(shù)的比例閥的密封效果不好、磁滯現(xiàn)象嚴(yán)重、響應(yīng)速度不高、成本高、維修不便、通用性差的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種比例閥，包括殼體，殼體包括腔體；閥座，閥座上設(shè)置有進(jìn)口、出口和閥口 ；殼體與閥座密封連接；進(jìn)口與閥口連通；殼體內(nèi)設(shè)置有線圈、第一軟磁鐵、銜鐵、第一彈性元件和密封蓋板；線圈圍繞第一軟磁鐵的外周設(shè)置，第一軟磁鐵設(shè)置在銜鐵的軸向的第一側(cè)，密封蓋板與銜鐵的軸向的第二側(cè)連接，在銜鐵的第二側(cè)設(shè)置有第一彈性元件，第一軟磁鐵驅(qū)動(dòng)銜鐵以使密封蓋板的表面與閥口的端面接觸或分離。

進(jìn)一步地，比例閥還包括壓力調(diào)節(jié)裝置，第一軟磁鐵包括通孔，壓力調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在第一軟磁鐵的通孔內(nèi)，壓力調(diào)節(jié)裝置與銜鐵的第一側(cè)抵接。進(jìn)一步地，壓力調(diào)節(jié)裝置包括第二彈性元件，壓力調(diào)節(jié)裝置還包括分別設(shè)置在第二彈性元件兩端的調(diào)節(jié)螺桿和浮動(dòng)頂桿，浮動(dòng)頂桿的一端與銜鐵的第一側(cè)抵接。進(jìn)一步地，比例閥還包括第二軟磁鐵，第一軟磁鐵與第二軟磁鐵之間設(shè)置有隔磁環(huán)，第一軟磁鐵與第二軟磁鐵分別用于產(chǎn)生磁性相反的磁場(chǎng)。進(jìn)一步地，第二軟磁鐵具有通孔，銜鐵的至少一部分活動(dòng)地設(shè)置在第二軟磁鐵的通孔中。進(jìn)一步地,殼體包括第一殼體和第二殼體，第一殼體與第二殼體通過(guò)螺紋連接，第二軟磁鐵與第二殼體的端部抵接。進(jìn)一步地，第二殼體的中部設(shè)置有帶有通孔的隔板，比例閥還包括位于銜鐵和密封蓋板之間的密封隔膜，密封隔膜滑動(dòng)地設(shè)置在隔板的通孔內(nèi)。進(jìn)一步地，比例閥還包括連接座，密封蓋板通過(guò)連接座與銜鐵的第二側(cè)連接。
進(jìn)一步地，比例閥還包括連接桿，連接桿的兩端分別設(shè)置有螺紋，連接桿的中部設(shè)置有凸臺(tái)，連接桿的一端穿過(guò)密封隔膜與連接座連接，連接桿的另一端與密封蓋板連接。進(jìn)一步地，第一彈性元件是彈簧。進(jìn)一步地，閥座的閥口內(nèi)設(shè)置有密封內(nèi)筒，密封蓋板的表面與密封內(nèi)筒的端面接觸或分離，密封蓋板與密封內(nèi)筒都是金屬制成的。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種呼吸機(jī)，其包括比例閥，該比例閥是上述的比例閥。本發(fā)明通過(guò)電磁方式控制密封蓋板與閥口的端面之間的開(kāi)合以實(shí)現(xiàn)對(duì)比例閥的流量控制，因此，不存在使用密封圈密封時(shí)的密封圈老化問(wèn)題，具有密封效果好、響應(yīng)速度高、成本低高、維修方便的特點(diǎn)，并降低了磁滯現(xiàn)象。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示意性示出了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種比例閥。如圖1所示，本發(fā)明中的比例閥包括殼體1，殼體I包括腔體；閥座2，閥座2上設(shè)置有進(jìn)口 21、出口 22和閥口 23 ;殼體I與閥座2密封連接；進(jìn)口 21與閥口 23連通；殼體I內(nèi)設(shè)置有線圈3、第一軟磁鐵4、銜鐵5、第一彈性元件6和密封蓋板7 ;線圈3圍繞第一軟磁鐵4的外周設(shè)置，第一軟磁鐵4設(shè)置在銜鐵5的軸向的第一側(cè)，密封蓋板7與銜鐵5的軸向的第二側(cè)連接，在銜鐵5的第二側(cè)設(shè)置有第一彈性元件6，第一軟磁鐵4驅(qū)動(dòng)銜鐵5以使密封蓋板7的表面與閥口 23的端面接觸或分離。工作時(shí)，可向線圈3施加一定的直流電流(或電壓)，以使線圈3產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)立即將置于線圈3中的第一軟磁鐵4磁化以形成直流電磁鐵，第一軟磁鐵4與銜鐵5之間設(shè)置有空氣隙，因此，當(dāng)?shù)谝卉洿盆F4磁化后，第一軟磁鐵4便吸引銜鐵5向第一軟磁鐵4的方向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)密封蓋板7隨之一起運(yùn)動(dòng)，于是密封蓋板7與閥口 23分離以使本發(fā)明中的比例閥處于打開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)，來(lái)自進(jìn)口 21的流體(如氣體或液體)依次通過(guò)閥口 23和出口 22被輸出。進(jìn)一步地，隨著提供給線圈的直流電流的逐漸增大，第一彈性元件6產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度也逐級(jí)增大，相應(yīng)地，產(chǎn)生的電磁吸弓I力也逐漸增大，受此電磁吸引力的作用，銜鐵5帶動(dòng)密封蓋板7及與密封蓋板7連接的第一彈性元件6向第一軟磁鐵4的方向運(yùn)動(dòng)，具體地說(shuō)，密封蓋板7的位移量與提供給線圈3的電流(或電壓)的大小成正比。這樣，由于密封蓋板7的開(kāi)啟的位移量與流體的流量成正比，因而就實(shí)現(xiàn)了電流(或電壓)與流量的線性變化，特別地，當(dāng)?shù)谝卉洿盆F4達(dá)到飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，即便加大電流(或電壓)，流量也不再增大。進(jìn)一步，當(dāng)電流(或電壓)由大到小地變化時(shí)，銜鐵5產(chǎn)生的電磁吸引力減少，因此，在第一彈性元件6的聯(lián)合作用下，密封蓋板7向下閥口 23的方向回落，直至密封蓋板7與閥口 23完全貼合，從而將比例閥斷開(kāi)。特別地，在當(dāng)向密封蓋板7施加預(yù)定的壓力時(shí)(特別地，通過(guò)第一彈性元件6施加該預(yù)定的壓力)，本發(fā)明中的流體的泄漏量可達(dá)到零。在本發(fā)明中的比例閥的流量調(diào)整的整個(gè)過(guò)程中，流量與電流(或電壓)成線性關(guān)系。由于本發(fā)明是通過(guò)密封蓋板7與閥口 23的端面之間的開(kāi)合實(shí)現(xiàn)的，特別地，二者之間構(gòu)成的是金屬密封(即二者都采用金屬制成)，因此，不存在使用密封圈密封時(shí)的密封圈老化問(wèn)題，延長(zhǎng)了本發(fā)明的密封壽命；進(jìn)一步，密封蓋板本身不存在彈性壓縮量，因此，可以獲得快速的響應(yīng)；此外，密封蓋板7與閥口 23的端面之間也不存在相互摩擦情況，因而大大減小了磁滯現(xiàn)象，可獲得較高的頻率，相應(yīng)地也進(jìn)一步延長(zhǎng)了使用壽命(特別地，其快速響應(yīng)時(shí)間< 35毫秒，使用次數(shù)可超過(guò)2億次)。優(yōu)選地，閥座2的閥口 23上設(shè)置有密封內(nèi)筒103，密封蓋板7的表面與密封內(nèi)筒103的端面接觸或分離。如圖1所示，本發(fā)明中的比例閥的零件少，對(duì)加工精度的要求也不是高，因此，具有機(jī)械可靠性高、加工制造成本的特點(diǎn)，也便于方便、快捷地進(jìn)行維修和維護(hù)；進(jìn)一步，本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，因此，比例閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以作為一個(gè)通用件使用，只需改變閥體便可形成一系列的比例閥，其應(yīng)用的領(lǐng)域也很廣。另夕卜，本比例閥依靠電磁吸引力通過(guò)提升密封蓋板來(lái)實(shí)現(xiàn)閥的開(kāi)關(guān)，這種設(shè)計(jì)使得比例閥在工作壓力范圍內(nèi)具有很小的泄漏量。優(yōu)選地，優(yōu)選地，第一彈性元件6是彈簧(特別是板式彈簧，特別地，該板式彈簧是柔性的)。特別地，板式彈簧具有兩片，銜鐵可懸浮在兩片柔性的板式彈簧之間，因此，消除了銜鐵與其相鄰的部件(特別地，銜鐵與其相鄰的部件均由金屬制成)的接觸和機(jī)械摩擦，從而延長(zhǎng)了使用壽命，并降低了滯后現(xiàn)象。此外，這種懸掛式的銜鐵結(jié)構(gòu)使得銜鐵可以被制造得盡可能小和盡可能輕，因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的活塞銜鐵結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明中的銜鐵結(jié)構(gòu)具有極具競(jìng)爭(zhēng)力的高頻響應(yīng)性能。另外，由于沒(méi)有機(jī)械摩擦，本發(fā)明中的比例閥可以直接用直流電源供電(可以直接用DC或PWM供電)，而不需要其他的電子元件，進(jìn)一步，使用PWM的開(kāi)關(guān)電源可以極大減少滯后現(xiàn)象，而使滯后現(xiàn)象減少至1%。優(yōu)選地，比例閥還包括壓力調(diào)節(jié)裝置8，第一軟磁鐵4包括通孔，壓力調(diào)節(jié)裝置8設(shè)置在第一軟磁鐵4的通孔內(nèi)，壓力調(diào)節(jié)裝置8與銜鐵5的第一側(cè)抵接。因此，可以通過(guò)壓力調(diào)節(jié)裝置8向銜鐵5施加一回復(fù)力，當(dāng)比例閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，壓力調(diào)節(jié)裝置8和第一彈性元件6同時(shí)向銜鐵5施加向閥 口 23的作用力，在此作用力的作用下,密封蓋板7可靠而緊密地蓋在閥口 23上，從而可以起到更好的密封效果。另外，在某些情況下(例如調(diào)試過(guò)程或長(zhǎng)期使用而使第一彈性元件6和/或壓力調(diào)節(jié)裝置8的性能減弱時(shí))，可以通過(guò)壓力調(diào)節(jié)裝置8來(lái)調(diào)節(jié)上述作用力的大小，以使該作用力達(dá)到預(yù)定的值。優(yōu)選地，壓力調(diào)節(jié)裝置8包括第二彈性元件82，壓力調(diào)節(jié)裝置8還包括分別設(shè)置在第二彈性元件82兩端的調(diào)節(jié)螺桿81和浮動(dòng)頂桿83，浮動(dòng)頂桿83的一端與銜鐵5的第一側(cè)抵接。調(diào)節(jié)螺桿81通過(guò)螺紋連接的方式設(shè)置在第一軟磁鐵4的通孔內(nèi)，當(dāng)需要調(diào)節(jié)時(shí)，可通過(guò)搬手旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿81，從而方便地實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，比例閥還包括第二軟磁鐵9，第一軟磁鐵4與第二軟磁鐵9之間設(shè)置有隔磁環(huán)10,第一軟磁鐵4與第二軟磁鐵9分別用于產(chǎn)生磁性相反的磁場(chǎng)。米用第二軟磁鐵9可使銜鐵5在向閥口 23回落的過(guò)程中，更容易操作。采用隔磁環(huán)10可以阻斷第一軟磁鐵4和第二軟磁鐵9所產(chǎn)生的方向相反的兩個(gè)磁場(chǎng)，使二者互不影響。優(yōu)選地，第二軟磁鐵9具有通孔，銜鐵5的至少一部分活動(dòng)地設(shè)置在第二軟磁鐵9的通孔中。優(yōu)選地,殼體I包括第一殼體11和第二殼體12,第一殼體11與第二殼體12通過(guò)螺紋連接，第二軟磁鐵9與第二殼體12的端部抵接。優(yōu)選地，第二殼體12的中部設(shè)置有帶有通孔的隔板121，比例閥還包括位于銜鐵5和密封蓋板7之間的密封隔膜100，密封隔膜100滑動(dòng)地設(shè)置在隔板121的通孔內(nèi)。因此，當(dāng)銜鐵5運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封隔膜100也隨之一起運(yùn)動(dòng)，從而在第二殼體12中部的隔板121上形成動(dòng)態(tài)密封，防止閥座2內(nèi)的流體進(jìn)入殼體I的腔體內(nèi)影響致動(dòng)元件(包括線圈3、第一軟磁鐵4、銜鐵5、第一彈性元件6等)的正常工作。由于有密封隔膜100將工作介質(zhì)、進(jìn)出口路徑與致動(dòng)元件隔絕，因此，本發(fā)明中的比例閥可以用于氣體和液體。優(yōu)選地，在第二殼體12與閥座2的連接處設(shè)置有密封圈104。優(yōu)選地，比例閥還包括連接座101，密封蓋板7通過(guò)連接座101與銜鐵5的第二側(cè)連接。優(yōu)選地，比例閥還包括連接桿102，連接桿102的兩端分別設(shè)置有螺紋，連接桿102的中部設(shè)置有凸臺(tái)，連接桿102的一端穿過(guò)密封隔膜100與連接座101連接，連接桿102的另一端與密封蓋板7連接。這樣，密封隔膜100就被卡在了連接座101與該凸臺(tái)之間，因而，可以隨銜鐵5 —起運(yùn)動(dòng)。作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種呼吸機(jī)(特別是電動(dòng)電控呼吸機(jī)或治療型呼吸機(jī))，其包括比例閥，該比例閥是上述各實(shí)施例中的比例閥。采用本發(fā)明中的比例閥并配合氣體供應(yīng)系統(tǒng)便可通過(guò)微電腦進(jìn)行計(jì)量，并經(jīng)過(guò)運(yùn)算、反饋來(lái)控制比例閥以得到精確的流量。優(yōu)選地，呼吸機(jī)的電控部分可通過(guò)微電腦調(diào)節(jié)氣體流速和氣道壓力，以實(shí)現(xiàn)不同的呼吸模式。本發(fā)明通過(guò)電磁方式控制密封蓋板與閥口的端面之間的開(kāi)合以實(shí)現(xiàn)對(duì)比例閥的流量控制，因此，不存在使用密封圈密封時(shí)的密封圈老化問(wèn)題，具有密封效果好、響應(yīng)速度高、成本低高、維修方便的特點(diǎn)，并降低了磁滯現(xiàn)象。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種比例閥，其特征在于，包括 殼體(I)，所述殼體(I)包括腔體； 閥座(2)，所述閥座(2)上設(shè)置有進(jìn)口(21)、出口(22)和閥口(23);所述殼體(I)與所述閥座⑵密封連接；所述進(jìn)口(21)與所述閥口(23)連通； 所述殼體(I)內(nèi)設(shè)置有線圈(3)、第一軟磁鐵(4)、銜鐵(5)、第一彈性元件(6)和密封蓋板(X); 所述線圈(3)圍繞所述第一軟磁鐵(4)的外周設(shè)置，所述第一軟磁鐵(4)設(shè)置在所述銜鐵(5)的軸向的第一側(cè)，所述密封蓋板(7)與所述銜鐵(5)的軸向的第二側(cè)連接，在所述銜鐵(5)的所述第二側(cè)設(shè)置有所述第一彈性元件￠)，所述第一軟磁鐵(4)驅(qū)動(dòng)所述銜鐵(5)以使所述密封蓋板(7)的表面與所述閥口(23)的端面接觸或分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比例閥，其特征在于，所述比例閥還包括壓力調(diào)節(jié)裝置(8)，所述第一軟磁鐵(4)包括通孔，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)設(shè)置在所述第一軟磁鐵(4)的所述通孔內(nèi)，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)與所述銜鐵(5)的第一側(cè)抵接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比例閥，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)包括第二彈性元件(82)，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)還包括分別設(shè)置在所述第二彈性元件(82)兩端的調(diào)節(jié)螺桿(81)和浮動(dòng)頂桿(83)，所述浮動(dòng)頂桿(83)的一端與所述銜鐵(5)的第一側(cè)抵接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比例閥，其特征在于，所述比例閥還包括第二軟磁鐵(9)，所述第一軟磁鐵(4)與第二軟磁鐵(9)之間設(shè)置有隔磁環(huán)(10)，所述第一軟磁鐵(4)與第二軟磁鐵(9)分別用于產(chǎn)生磁性相反的磁場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的比例閥，其特征在于，所述第二軟磁鐵(9)具有通孔，所述銜鐵(5)的至少一部分活動(dòng)地設(shè)置在所述第二軟磁鐵(9)的所述通孔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的比例閥，其特征在于，所述殼體(I)包括第一殼體(11)和第二殼體(12)，所述第一殼體(11)與第二殼體(12)通過(guò)螺紋連接，所述第二軟磁鐵(9)與所述第二殼體(12)的端部抵接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的比例閥，其特征在于，所述第二殼體(12)的中部設(shè)置有帶有通孔的隔板(121)，所述比例閥還包括位于所述銜鐵(5)和密封蓋板(7)之間的密封隔膜(100)，所述密封隔膜(100)滑動(dòng)地設(shè)置在所述隔板(121)的所述通孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的比例閥，其特征在于，所述比例閥還包括連接座(101)，所述密封蓋板(7)通過(guò)所述連接座(101)與所述銜鐵(5)的第二側(cè)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的比例閥，其特征在于，所述比例閥還包括連接桿(102)，所述連接桿(102)的兩端分別設(shè)置有螺紋，所述連接桿(102)的中部設(shè)置有凸臺(tái)，所述連接桿(102)的一端穿過(guò)所述密封隔膜(100)與所述連接座(101)連接，所述連接桿(102)的另一端與所述密封蓋板(7)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的比例閥，其特征在于，所述第一彈性元件(6)是彈黃。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的比例閥，其特征在于，所述閥座(2)的閥口(23)內(nèi)設(shè)置有密封內(nèi)筒(103)，所述密封蓋板(7)的表面與所述密封內(nèi)筒(103)的端面接觸或分離，所述密封蓋板(7)與所述密封內(nèi)筒(103)都是金屬制成的。
12.—種呼吸機(jī)，其包括比例閥，其特征在于，所述比例閥是權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的比例閥 。
全文摘要
本發(fā)明提供了呼吸機(jī)及比例閥。比例閥，包括殼體，殼體包括腔體；閥座，閥座上設(shè)置有進(jìn)口、出口和閥口；殼體與閥座密封連接；進(jìn)口與閥口連通；殼體內(nèi)設(shè)置有線圈、第一軟磁鐵、銜鐵、第一彈性元件和密封蓋板；線圈圍繞第一軟磁鐵的外周設(shè)置，第一軟磁鐵設(shè)置在銜鐵的軸向的第一側(cè)，密封蓋板與銜鐵的軸向的第二側(cè)連接，在銜鐵的第二側(cè)設(shè)置有第一彈性元件，第一軟磁鐵驅(qū)動(dòng)銜鐵以使密封蓋板的表面與閥口的端面接觸或分離。本發(fā)明通過(guò)電磁方式控制密封蓋板與閥口的端面之間的開(kāi)合以實(shí)現(xiàn)對(duì)比例閥的流量控制，因此，不存在使用密封圈密封時(shí)的密封圈老化問(wèn)題，具有密封效果好、響應(yīng)速度高、成本低高、維修方便的特點(diǎn)，并降低了磁滯現(xiàn)象。
文檔編號(hào)A61M16/00GK103055401SQ20111031908
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者王軍, 陳志軍 申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司