CN102361662B - 用于分流器流量测量的旁路流动部件 - Google Patents

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Abstract

一种呼吸机包括构造成供给第一气体的第一通道；构造成供给第二气体的第二通道；构造成提供一部分第一气体和一部分第二气体的旁路元件，旁路元件包括与旁路管相邻的肋，其中流体流动基本上是接近于管道的层流。描述了一种旁路元件。

Description

用于分流器流量测量的旁路流动部件
背景技术及发明概要
呼吸机将压缩气体的气流，例如空气和/或空气与额外的(补充的)氧气的混合物传送到患者的气道，以帮助或者代替患者呼吸。呼吸机循环地运行，这样以使得气体在吸气阶段(对应于吸气)被提供给患者，并且在随后的呼气阶段(对应于呼气)被从患者处接收。为了提供空气和额外的氧气的混合物，例如呼吸机通过空气通道接收空气，通过单独的氧气通道接收纯氧，并且因此控制每种气体各自的水平，以得到所期望的混合物，该混合物在吸气阶段被提供给患者。
通常，患者通过引导气流的管道或者“管柱(limbs)”与呼吸机相互作用。单管柱呼吸机提供用于吸气阶段和呼气阶段的单个管道，这意味着患者在吸气期间从呼吸机接收(加压)气体，并且在呼气期间通过相同的管道将气体排放到呼吸机。典型地，排放的气体被引导通过呼吸机的空气通道。当吸入的气流包括空气和氧气的混合物，例如呼气气流必然地包括至少一部分额外的氧气时，会导致空气通道中的“氧气污染”。因此，在随后的吸入气流周期期间，来自空气通道的气体与纯空气相比包含更高浓度的氧气。当来自空气通道的气体与来自氧气通道的额外的氧气相混合时，提供给患者的混合气体具有高于所希望的氧气浓度。
为了保证提供适当的空气与氧气的混合物，采集混合物的样品。由于用于确定混合物的已知流量计的限制，样品的流速或者流量通常要比呼吸机小很多。当前的样本可能是有问题的，尤其是流量传感器和体积传感器的限制方面有问题。此外，同时在吸气和呼气时感测氧气和空气可能会导致堵塞和损害流动(compromised flow)。
在一方面，呼吸机包括构造成供给第一气体的第一通道；构造成供给第二气体的第二通道；构造成提供一部分第一气体和一部分第二气体的旁路元件，旁路元件包括与旁路管相邻的肋，其中，流体流动接近于管道基本上是层流。
在另一方面，旁路元件构造成引导来自呼吸机的第一气体和第二气体，旁路元件包括：临近旁路管的肋，其中，流体流动接近于管道基本上是层流。
附图说明
图1是根据代表性实施方式的呼吸机的一部分的概念图。
图2是根据代表性实施方式的包括旁路元件的呼吸机的透视图。
图3是根据代表性实施方式的旁路元件的剖视图。
图4是根据代表性实施方式的旁路元件的一部分的剖视图。
图5是根据代表性实施方式的流动校准曲线的图示。
图6是根据代表性实施方式的流动校准曲线的图示。
具体实施方式
在接下来的详细说明中，出于说明而并非限制性的目的，说明了公开具体细节的示例性实施方式以提供对根据当前教导的实施方式的透彻理解。然而，对本领域普通技术人员来说明显的是，在受益于当前所公开的内容的情况下，根据当前教导的脱离这里公开的特定细节的其它实施方式仍然在所附权利要求的范围之内。此外，对公知的装置和方法的描述可以被省略，以避免模糊对示例性实施方式的描述。这样的方法和装置清楚地包含在当前教导的范围之内。
图1是根据代表性实施方式的呼吸机的一部分的概念图。所示的呼吸机的部分包括位于呼吸机的管道中的多个肋周围的空气或者氧气气流101。如所示的，空气(或者氧气)通过旁路管道103被转向到流量计或者体积流量计(未示出)，并且因为呼吸机是封闭***，所以空气(或者氧气)通过旁路回程管道104返回。值得注意的是，并且随着描述的继续将变得更加清楚的是，对呼吸机中的空气和氧气都提供旁路管道和回程管道，以使得可以测量流速或流量。
呼吸机测量空气气流的范围为大约-240至大约+240SLPM(Standard Liters per Minute，标准升/分种)，测量氧气气流的范围为大约0SLPM至大约240SLPM。在代表性的实施方式中，气流测量是气体传送组件的一部分。具有肋102的旁路元件克服了注射模制的部件的浇注问题。有利地，几何结构提高了浇注效果，并且降低了注射模制工序中所需的压力。随着在接近侧壁和液流转向处的区域中的流动接近于层流雷诺数，该区域已被保持在减少紊流的尺寸。换句话说，雷诺数处在层流的范围之内。
有益地，肋102基本是直的肋，并且与来自浇口的塑料的流动方向呈角度。值得注意的是，所述角度确保了肋102不会对直穿过旁路孔道的可能引起流动噪音的通路(旁路元件100、旁路管道103和旁路回程管道104之间的交界处)。在气流转向的点处没有台阶；这降低了发生基本上的再循环的可能性，所述再循环可能对来自质量流量传感器的信号引起流动噪音。
值得注意的是，肋102提供了较低的压降，以使得在空气气流或者氧气气流101处于相对较高压力的同时，空气或者氧气在肋102之后的旁路管道103中的气流处于相对较小压力(例如，小于2.5cmH2O)。如上所述，旁路元件100与质量流量传感器(未示出)一起使用，以测量所传送的气体的流量范围。质量流量传感器具有大约0LPM至大约±1LPM数量级的测量范围。旁路元件100因此使得主气流部分转向穿过质量流量传感器。旁路管道103的尺寸被限定为使得当主气流为±240SLPM时，转向气流不超过质量流量传感器的每分钟正负1升的范围。正如下文中结合图5和6所述，质量流量传感器通过旁路被校准。
图2是根据代表性实施方式的包括旁路元件100的呼吸机200的透视图(某些部件以分解图显示)。呼吸机的许多方面是已知的，并且因此许多细节未进行描述以避免模糊代表性实施方式中的旁路元件100的特征。
旁路元件100被沿着呼吸机的空气气流和氧气气流的区域设置，并且包括用于将氧气和空气旁通到流量传感器206并且将旁路氧气和空气从流量传感器206返回的管道。如所示的，流量传感器包括氧气流量传感器和空气流量传感器。
旁路元件100包括氧气旁路管道202和空气旁路管道203。旁路元件还包括氧气旁路回程管道204和空气旁路回程管道205。旁路元件100还包括肋(在图2中未示出)，其保持基本上的层流(即，相对低的雷诺数)。空气和氧气遵循着各自的迂回路径，从旁路管道202，203的出口穿过流量传感器206中的各个传感器并回到元件100。氧气被提供至氧气旁路回程管道204的入口，并且空气被提供至空气旁路回程管道205的入口，并且因此返回到呼吸机200。
图3是根据代表性实施方式的呼吸机的一部分的剖视图。图3从可以附连流量传感器的一侧示出了根据代表性实施方式的旁路元件100的肋102。
图4是根据代表性实施方式的呼吸机的一部分的剖视图。图4从端视图的角度示出了根据代表性实施方式的旁路元件100的肋102。因此，空气流从图面的平面进入或出来。
图5和6是校准曲线，用于对流量计处的氧气和空气的流量进行测定。
虽然在这里公开了优选实施方式，在本发明的构思和范围之中还可能有许多变化。在本领域的普通技术人员参阅了这里的说明书、附图和权利要求之后，这样的变化将变得清楚。因此，除了在所附的权利要求的精神和保护范围之内以外，本发明并非进行限制。

Claims (10)

1.一种呼吸机，包括：
被构造成供给第一气体的第一通道；
被构造成供给第二气体的第二通道；
被构造成提供一部分第一气体和一部分第二气体的旁路元件，旁路元件包括位于所述第一通道或第二通道的一个中与旁路管道相邻的多个肋，所述多个肋与来自浇口的塑料的流动方向呈角度，使得所述角度确保所述肋不会对直穿过所述旁路元件、所述旁路管道和旁路回程管道之间的交界处，其中所述多个肋保持流体流动接近于所述旁路管道基本上是层流。
2.如权利要求1所述的呼吸机，其中第一气体包括空气，并且第二气体包括氧气。
3.如权利要求1所述的呼吸机，其中旁路元件与流量传感器或者体积传感器流体连通。
4.如权利要求1所述的呼吸机，其中第一气体包括空气，第二气体包括氧气，并且所述旁路管道位于所述第二通道中并且被构造成从呼吸机处传送氧气，旁路元件还包括接近于另一个旁路管道的另外的多个直肋，其中对应的管道位于所述第一通道中并且被构造成从呼吸机处传送空气。
5.如权利要求4所述的呼吸机，其中在气流转向的点处没有台阶。
6.一种被构造成引导来自呼吸机的第一气体和第二气体的旁路元件，该旁路元件包括：
位于所述第一通道或第二通道的一个中与旁路管道相邻的多个肋，所述多个肋与来自浇口的塑料的流动方向呈角度，使得所述角度确保所述肋不会对直穿过所述旁路元件、所述旁路管道和旁路回程管道之间的交界处，其中所述多个肋保持流体流动接近于所述旁路管道基本上是层流。
7.如权利要求6所述的旁路元件，其中第一气体包括空气，并且第二气体包括氧气。
8.如权利要求6所述的旁路元件，其中旁路元件与流量传感器或者体积传感器处于流体连通。
9.如权利要求6所述的旁路元件，其中第一气体包括空气，第二气体包括氧气，并且所述旁路管道位于所述第二通道中并且被构造成传送氧气，旁路元件还包括接近于另一个旁路管道的另外的多个直肋，其中对应的管道位于所述第一通道中并且被构造成传送空气。
10.如权利要求9所述的旁路元件，其中在气流转向的点处没有台阶。
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