CN104784792A - 呼吸机及其除水汽的气路系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种呼吸机及其除水汽的气路系统。该除水汽的气路系统的第一电磁阀安装于与外界相通的出气管道上；第一监测管道和第二监测管道的两端均分别与用于产生气流压差的差压发生装置和差压式流量传感器连通；气容通过第一连接管道与第一监测管道连通，通过第二连接管道与第二监测管道连通，通过第三连接管道与气源装置连通；第二电磁阀设置于第三连接管道上；当压力传感器检测的气压值达到预设气压值时，第二电磁阀关闭；当患者呼气时，气容放气以阻止患者呼出的气体流向第一监测管道和第二监测管道。上述除水汽的气路系统能够有效地避免在监测管道中形成冷凝水的问题，且除水汽过程更加的安全。

Description

呼吸机及其除水汽的气路系统
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种呼吸机及其除水汽的气路系统。
背景技术
在医疗中使用的呼吸机常常采用外置差压式流量传感器进行近患者端的流量和压力监测，外置差压式流量传感器能够准确监测患者的吸入和呼出潮气量，可靠性高，成本相对热丝式流量传感器低，因此，在呼吸机中广泛使用。
由于现有的采用差压式传感器的呼吸机在使用过程中，患者呼出的气体会进入流量传感器的两个监测管道，而呼出气体中带有大量的水汽，容易在监测管道中产生冷凝水，时间一长，冷凝水会停留在监测管道中，造成流量传感器监测不准确，甚至是损坏流量传感器监测，造成设备故障。而现有的解决方法中，有采用加热的方式去除水汽，防止产生冷凝水，也有采用高压高速气流将冷凝水吹走的方式。然而，以上两种方式都存在不足，加热去除水汽的方式需要增加一个加热装置，存在成本高，工艺复杂的特点，容易产生高温危险。采用高压高速气流将冷凝水吹走的方式，其需要采用高压气源，还必须要用一个减压阀调节压力，且一旦除水汽的开关电磁阀发生故障，就相当于患者与高压气源直接连接在一起，将高压气源引向患者，这样非常危险。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能够避免在监测管道中形成冷凝水的问题、且较为安全的呼吸机的除水汽的气路系统。
此外，还提供一种含有上述除水汽的气路系统的呼吸机。
一种呼吸机的除水汽的气路系统，包括：
气源装置，用于提供气源；
差压发生装置，用于产生气流压差，所述差压发生装置通过管道与所述气源装置连通，所述差压发生装置上还连接有供患者呼吸的呼吸管道及与外界连通的出气管道；
第一电磁阀，安装于所述出气管道上，用于控制所述出气管道与外界的连通；
差压式流量传感器，用于监测患者呼吸时的气体流量；
第一监测管道，两端分别与所述差压发生装置和差压式流量传感器连通；
第二监测管道，两端分别与所述差压发生装置和差压式流量传感器连通；
气容，通过第一连接管道与所述第一监测管道连通，通过第二连接管道与所述第二监测管道连通，通过第三连接管道与所述气源装置连通；
第二电磁阀，设置于所述第三连接管道上，用于控制所述第三连接管道的连通和阻断；
压力传感器，设置于所述第一监测管道或所述第二监测管道上，所述压力传感器用于检测所述差压发生装置中的气压值；
电路控制单元，与所述差压式流量传感器、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述压力传感器均电连接，所述电路控制单元控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的开启和关闭，所述电路控制单元设有一与所述压力传感器检测的气压值做比对的预设气压值；
其中，当所述压力传感器检测的气压值达到所述预设气压值时，所述第二电磁阀关闭；当所述患者呼气时，所述气容放气以阻止患者呼出的气体流向所述第一监测管道和所述第二监测管道。
在其中一个实施例中，还包括：
第一限流件，设置于所述第一连接管道上；
第二限流件，设置于所述第二连接管道上；
其中，所述第一限流件和所述第二限流件用于限制所述气容放气的速率。
在其中一个实施例中，所述第一限流件为气阻或节流阀。
在其中一个实施例中，所述第二限流件为气阻或节流阀。
在其中一个实施例中，还包括用于校准所述差压式流量传感器的第三电磁阀和第四电磁阀，所述第三电磁阀设置于所述第一监测管道上，并与所述电路控制单元电连接；所述第四电磁阀设置于所述第二监测管道上，并与所述电路控制单元电连接。
在其中一个实施例中，所述压力传感器位于所述第一连接管道和所述差压式流量传感器之间；或者，所述压力传感器位于所述第二连接管道和所述差压式流量传感器之间。
在其中一个实施例中，所述气源装置为涡轮风机或高压气源组件。
在其中一个实施例中，还包括设置在连接所述气源装置和所述差压发生装置的管道上的气压控制件，且所述气压控制件位于所述气源装置与所述差压发生装置之间。
在其中一个实施例中，所述气压控制件为限压阀或自由吸气阀。
一种呼吸机，包括上述呼吸机的除水汽的气路系统。
上述除水汽的气路系统在工作过程中，患者通过呼吸管道吸气，此时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，气源装置向患者提供气源，气源装置提供的气源经过差压发生装置输送至患者，同时，由于第二电磁阀是开启的，气源装置还同时通过第三连接管道进入到气容，给气容充气，当差压发生装置中的气压值达到预设气压值时，第二电磁阀关闭；当患者呼气时，第一电磁阀开启，出气管道与外界相通，随着患者呼气，差压发生装置中的气流从出气管道流向外界，使得差压发生装置中的气压值变小，当差压发生装置中的气压值小于气容中的气压值时，气容开始放气，气容中的气体通过第一连接管道和第二连接管道，再分别经第一监测管道和第二监测管道流向差压发生装置，即分别形成从第一监测管道到差压发生装置的气流和从第二监测管道到差压发生装置的气流，阻止了差压发生装置中的气流流向第一监测管道和第二监测管道，即除水的过程正是患者呼气的同时，防止了患者呼出的水汽和差压发生装置中的冷凝水进入到第一监测管道和第二监测管道中，有效地避免了在第一监测管道和第二监测管道中形成冷凝水的问题，与传统的使用加热的方式去除水汽的方法以及采用高压高速气流将冷凝水吹走的方式相比，上述水汽的气路系统的除水过程与患者的呼吸过程相适应，采用的是患者的呼吸控制，更加的安全可靠。
附图说明
图1为一实施方式的呼吸机的除水汽的气路系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，一实施方式的呼吸机，包括除水汽的气路系统100。该除水汽的气路系统100包括气源装置110、差压发生装置120、第一电磁阀130、差压式流量传感器140、第一监测管道150、第二监测管道160、气容170、第二电磁阀180、压力传感器190及电路控制单元(图未示)。
气源装置110用于提供气源。具体的，气源装置110为涡轮风机或高压气源组件。当气源装置110为涡轮风机时，涡轮风机将空气吸入至呼吸机中。当气源装置110为高压气源组件时，该高压气源组件包括装有高压气源的气瓶及与高压气瓶连接的流量控制电磁阀时，由流量控制电磁阀控制进入气源的流速。
差压发生装置120用于产生气流压差。差压发生装置120通过管道与气源装置110连通。差压发生装置120上连接有供患者呼吸的呼吸管道122及与外界连通的出气管道124。具体在图示的实施例中，出气管道124设置于连接差压发生装置120与气源装置110的管道上。其中，差压发生装置120可以为一个差压式流量传感器，即相当于是一个外置的差压式流量传感器，此时，出气管道124设置在连接差压发生装置120与气源装置110的管道上。
进一步的，除水汽的气路系统100还包括设置在连接气源装置110和差压发生装置120的管道上的气压控制件210，且气压控制件210位于气源装置110与差压发生装置120之间。气压控制件210用于控制气源装置110和差压发生装置120的管道上的气压。其中，气压控制件210为限压阀或自由吸气阀。
第一电磁阀130安装于出气管道124上，用于控制出气管道124与外界的连通。其中，当患者吸气时，第一电磁阀130关闭，使得气路系统中的气流不能流向外界；当患者呼气时，第一电磁阀130开启，此时，出气管道124与外界相通，气流经差压发生装置120至出气管道124流向外界。
差压式流量传感器140用于监测患者呼吸时的气体流量。
第一监测管道150的两端分别与差压发生装置120和差压式流量传感器140连通。
第二监测管道160的两端分别与差压发生装置120和差压式流量传感器140连通。
其中，差压式流量传感器140通过监测第一监测管道150和第二监测管道160中的气流压差来监测患者呼吸时的气体流量。
进一步的，除水汽的气路系统100还包括用于校准差压式流量传感器140的第三电磁阀220和第四电磁阀230，第三电磁阀220设置于第一监测管道150上；第四电磁阀230设置于第二监测管道160上。
分别在第一监测管道150和第二监测管道160上设置第三电磁阀220和第四电磁阀230的作用是：在差压式流量传感器140发生漂移时，第三电磁阀220和第四电磁阀230通过切换通路，将差压式流量传感器140与第一监测管道150、第二监测管道160断开，连通大气，从而进行差压式流量传感器140的校零，以保证差压式流量传感器140的准确性和可靠性。
气容170通过第一连接管道240与第一监测管道150连通，通过第二连接管道250与第二监测管道160连通，通过第三连接管道260与气源装置110连通。当患者呼气时，气容170放气以阻止患者呼出的气体流向第一监测管道150和第二监测管道160。
进一步的，第三电磁阀220位于第二连接管道250和差压式流量传感器140之间；第四电磁阀230位于第一连接管道240与差压式流量传感器140之间。
第二电磁阀180设置于第三连接管道260上，用于控制第三连接管道260的连通和阻断。其中，当第二电磁阀180开启时，气源装置110对气容170充气。即当第二电磁阀180开启时，气源装置110和气容170之间是连通的，气源装置110通过第三连接管道260向气容170供气，对气容170充气。具体的，当患者吸气时，第二电磁阀180开启。
为了进一步减小患者在呼吸过程中受到气流的冲击，除水汽的气路系统100还包括用于限制气容170放气的速率的第一限流件270和第二限流件280。第一限流件270设置于第一连接管道240上，第二限流件280设置在第二连接管道250上。即气容170中的气体通过第一连接管道240和第二连接管道250时，分别经第一限流件270和第二限流件280限流后，再分别进入到第一监测管道150和第二监测管道160。即设置第一限流件270和第二限流件280以控制气容170放气的速率，使气流流动缓慢，从而降低除水的速度，增加除水汽的时间，并减小气流对患者产生的冲击。
其中，第一限流件270为气阻或节流阀。第二限流件280为气阻或节流阀。
压力传感器190设置于第一监测管道150或第二监测管道160上。压力传感器190用于检测差压发生装置120中的气压值。进一步的，压力传感器190位于第一连接管道240和差压式流量传感器140之间；或者，压力传感器190位于第二连接管道250和差压式流量传感器140之间。具体在图示的实施例中，压力传感器190设置在第一监测管道160上，且压力传感器190位于第一连接管道250和差压式流量传感器140之间。
电路控制单元控制整个呼吸机的电路，并对电信号进行处理。电路控制单元与差压式流量传感器140、第一电磁阀130、第二电磁阀180和压力传感器190均电连接。电路控制单元控制第一电磁阀130和第二电磁阀180的开启和关闭。电路控制单元根据患者的呼气和吸气来控制第一电磁阀130的开启和关闭。例如，通过给电路控制单元预设一个与患者相匹配的呼气时间和吸气时间，然后在吸气时间内控制第一电磁阀130关闭，在呼气时间内控制第一电磁阀130开启。
其中，电路控制单元设有一与压力传感器190检测的气压值做比对的预设气压值，当压力传感器190检测的气压值达到预设气压值时，电路控制单元控制第二电磁阀180关闭，气源装置110停止对气容170充气。具体的，当患者吸气时，电路控制单元控制第二电磁阀180开启，第一电磁阀130关闭；当患者呼气时，电路控制单元控制第一电磁阀130开启，此时，气容170放气，气容170中的气体通过第一连接管道240、第二连接管道250分别进入第一监测管道150和第二监测管道160，再经差压发生装置120从出气管道124流出。
具体在本实施例中，电路控制单元也与第三电磁阀220和第四电磁阀230均电连接。
具体的，气源装置110与电路控制单元也电连接。
上述除水汽的气路系统100实现除水的过程如下：
起始：第一电磁阀130和第二电磁阀180处于关闭状态。
当患者吸气时：电路控制单元控制第二电磁阀180开启，气源装置110给患者供气，气源装置110提供的气体经差压发生装置120，再经呼吸管道122供给患者。同时，由于第二电磁阀180开启，气源装置110通过第三连接管道260向气容170供气，即对气容170充气。当差压发生装置120中的气压值达到预设气压值时，第二电磁阀180关闭。
当患者呼气时，第一电磁阀130开启，同时由于患者呼气，患者呼出的气体经差压发生装置120从出气管道124流向外界，使得差压发生装置120中的气压值变小，当差压发生装置120中的气压值小于气容170中的气压值时，气容170开始放气，气容170中的气体经第一连接管道240和第二连接管道250进入第一监测管道150和第二监测管道160，再经差压发生装置120从出气管道124流向外界。
因为患者呼气的同时气容170放气，使得第一监测管道150和第二监测管道160中均有向差压发生装置120流动的气流，阻止了患者呼出的气体进入到第一监测管道150和第二监测管道160中，且也阻止了差压发生装置120中的冷凝水进入到第一监测管道150和第二监测管道160中，有效地避免了第一监测管道150和第二监测管道160中形成冷凝水的问题。
当第一连接管道240和第二连接管道250上分别设置有第一限流件270和第二限流件280时，气容170放出的气体经第一连接管道240和第二连接管道250时，经第一限流件270和第二限流件280限流后，再分别进入到第一监测管道150和第二监测管道160。
上述除水汽的气路系统100在工作过程中，患者通过呼吸管道122吸气，此时，第一电磁阀130关闭，第二电磁阀180开启，气源装置110向患者提供气源，气源装置110提供的气源经过差压发生装置120输送至患者，同时，由于第二电磁阀180是开启的，气源装置110还同时通过第三连接管道260进入到气容170，给气容170充气，当差压发生装置120中的气压值达到预设气压值时，第二电磁阀180关闭；当患者呼气时，第一电磁阀130开启，出气管道124与外界相通，随着患者呼气，差压发生装置120中的气流从出气管道124流向外界，使得差压发生装置120中的气压值变小，当差压发生装置120中的气压值小于气容170中的气压值时，气容170开始放气，气容170中的气体通过第一连接管道240和第二连接管道250，再分别经第一监测管道150和第二监测管道160流向差压发生装置120，即分别形成从第一监测管道150到差压发生装置120的气流和从第二监测管道160到差压发生装置120的气流，阻止了差压发生装置120中的气流流向第一监测管道150和第二监测管道160，即除水的过程正是患者呼气的同时，以防止了患者呼出的水汽和差压发生装置120中的冷凝水进入到第一监测管道150和第二监测管道160中，有效地避免了在第一监测管道150和第二监测管道160中形成冷凝水的问题，与传统的使用加热的方式去除水汽的方法以及采用高压高速气流将冷凝水吹走的方式相比，上述水汽的气路系统的除水过程与患者的呼吸过程相适应，采用的是患者的呼吸控制，更加的安全可靠。
另外，第三电磁阀220设置在第二连接管道250和差压式流量传感器140之间，第四电磁阀230设置第一连接管道240与差压式流量传感器140之间，能够防止水汽进入第三电磁阀220和第四电磁阀230，起到保护第三电磁阀220和第四电磁阀230的作用。
且压力传感器190设置在第一连接管道240和差压式流量传感器140之间，或者，是设置在第二连接管道250和差压式流量传感器140之间，能够防止水汽进入到压力传感器190中，起到保护压力传感器190的作用。
由于上述呼吸机含有上述除水汽的气路系统100，使得呼吸机具有较长的寿命，且更加的安全。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，包括：
气源装置，用于提供气源；
差压发生装置，用于产生气流压差，所述差压发生装置通过管道与所述气源装置连通，所述差压发生装置上还连接有供患者呼吸的呼吸管道及与外界连通的出气管道；
第一电磁阀，安装于所述出气管道上，用于控制所述出气管道与外界的连通；
差压式流量传感器，用于监测患者呼吸时的气体流量；
第一监测管道，两端分别与所述差压发生装置和所述差压式流量传感器连通；
第二监测管道，两端分别与所述差压发生装置和所述差压式流量传感器连通；
气容，通过第一连接管道与所述第一监测管道连通，通过第二连接管道与所述第二监测管道连通，通过第三连接管道与所述气源装置连通；
第二电磁阀，设置于所述第三连接管道上，用于控制所述第三连接管道的连通和阻断；
压力传感器，设置于所述第一监测管道或所述第二监测管道上，所述压力传感器用于检测所述差压发生装置中的气压值；
电路控制单元，与所述差压式流量传感器、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀和所述压力传感器均电连接，所述电路控制单元控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的开启和关闭，所述电路控制单元设有一与所述压力传感器检测的气压值做比对的预设气压值；
其中，当所述压力传感器检测的气压值达到所述预设气压值时，所述第二电磁阀关闭；当所述患者呼气时，所述气容放气以阻止患者呼出的气体流向所述第一监测管道和所述第二监测管道。
2.根据权利要求1所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，还包括：
第一限流件，设置于所述第一连接管道上；
第二限流件，设置于所述第二连接管道上；
其中，所述第一限流件和所述第二限流件用于限制所述气容放气的速率。
3.根据权利要求2所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，所述第一限流件为气阻或节流阀。
4.根据权利要求2所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，所述第二限流件为气阻或节流阀。
5.根据权利要求1所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，还包括用于校准所述差压式流量传感器的第三电磁阀和第四电磁阀，所述第三电磁阀设置于所述第一监测管道上，并与所述电路控制单元电连接；所述第四电磁阀设置于所述第二监测管道上，并与所述电路控制单元电连接。
6.根据权利要求1所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，所述压力传感器位于所述第一连接管道和所述差压式流量传感器之间；或者，所述压力传感器位于所述第二连接管道和所述差压式流量传感器之间。
7.根据权利要求1所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，所述气源装置为涡轮风机或高压气源组件。
8.根据权利要求1所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，还包括设置在连接所述气源装置和所述差压发生装置的管道上的气压控制件，且所述气压控制件位于所述气源装置与所述差压发生装置之间。
9.根据权利要求8所述的呼吸机的除水汽的气路系统，其特征在于，所述气压控制件为限压阀或自由吸气阀。
10.一种呼吸机，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的呼吸机的除水汽的气路系统。
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