CN103189092B - 呼吸阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种感压呼吸阀装置，能够向用户气道施加来自压力源的正压力，允许吸气时可呼吸气体从进气口进入用户气道、呼气时呼出空气潮气量从用户呼吸***离开至呼气口。本发明最大限度地减少了呼出气体的复吸，并通过只在呼气期间排出气体优化加压可呼吸气体的输送，同时满足大多数用户的感受，其中包括最大限度地减小噪声、压力变化和尺寸大小。

Description

呼吸阀装置
技术领域
本发明一般地涉及一种呼吸阀装置。本发明属于正压呼吸治疗领域，例如，通过用户连接装置，如鼻罩、口鼻面罩、鼻塞或适当的创伤性装置（如气管切开术或气管插管）对用户进行鼻CPAP(连续气道正压通气)或正压通气。
背景技术
正压呼吸疗法，如连续气道正压通气（CPAP）疗法和间歇正压通气疗法（IPPV），通常用于治疗多种呼吸***疾病，包括中枢性睡眠呼吸暂停和阻塞性呼吸暂停（OSA）、慢性阻塞性肺病（COPD）、限制性呼吸衰竭和急性呼吸衰竭（ARF）。短期生命维持***和长期生命维持***也使用循环控制气量或压力的正压呼吸疗法。
通常情况下，通过外部设置的连接装置（如可移动面罩）传送的正压力，例如，可用于神志清醒用户反射性疾病的间歇正压治疗，即在用户清醒或睡着时，但用户在睡着时可被完全唤醒并能够保持至少部分自主呼吸力气。长期生命维持，例如呼吸肌完全丧失神经支配功能时，可要求进行气管切开术。对于暂时麻醉的用户、或者不具有足够自主呼吸动力的失去意识的用户、或者气道状况不稳定的用户，通常采用创伤性连接装置进行通气，例如气管插管或咽罩，以确保压力源的可靠连接，因此确保预知性通气。
一般而言，尽量不采用创伤性装置来治疗某一种特定疾病，以减少并发症、降低治疗复杂性和护理成本。因此，在可行情况下，外部密封面罩在医院中的使用逐渐普遍。实例包括通过全面罩或鼻罩通气来治疗急性呼吸衰竭。此外，非创伤性正压治疗方法的益处包括其居家使用适应性得到提高，而易于使用、舒适和效果是患者遵从治疗的关键因素。能够在家中方便地治疗慢性疾病使用户的长期健康水平得到提高，并减轻了医疗资源负担。
所有的气压输送装置都可用作为正压源。在现在技术中，压力源通常包括气流发生器和气流回路，所述气流回路为一根输氧软管，将气流发生器与用户连接装置连接。如果气流发生器制造得足够小，可以直接连接到或一体成型于用户连接装置上，那么则只包括正压源。如果使用了初级气流输送管，则可包括二级输送管或管脚，以便在麻醉状态下或通气时回收或输送呼出的气体。
在鼻CPAP治疗中，通过用户连接装置，如鼻罩、口罩、鼻塞或其他外部设置的装置，向用户的气道施加呼吸气源，该呼吸气源在一个呼吸周期内保持基本恒定的高于大气压的治疗压力。CPAP疗法是在家庭护理中最常用的治疗OSA的治疗方法，但这种疗法也可用于治疗其他多种呼吸***疾病。CPAP疗法，尤其是在家庭使用中，还可包括有限释压模式，借此，治疗压力在呼气过程中降低，在呼气结束时恢复到呼气前的压力水平。这种方法减轻了呼气阻力，能够在睡眠呼吸暂停时增加呼吸舒适性，或在用户呼吸功能不全时协助或增强用户的自主呼吸。后一种情况通常被称作双水平治疗，它反应这样一个事实：在一个呼吸循环内，对用户的气道施加两种不同压力。压力还可随时间和流量而变化，在这种情况下，可在单个呼吸循环内施加一定范围的压力。
在使用外部设置的用户连接装置时，为了便于排出来自用户气道的潮气量，连接装置在结构上通常设有一个或多个与大气相通的阀门。通过这种方式，可呼吸气体可在压力源施加给用户连接装置的正压作用下从阀门不断漏出。向大气排出的可呼吸气体流的量会随用户连接装置内的压力和阀门构造而变化。设计者通常都会试图在尺寸与数量之间寻找一个合适的折衷方案，使足够的气体得以排出，以限制用户再次吸入二氧化碳（CO2）的量，同时使排出的气量保持在足够低的水平，不会为补偿操作性泄漏而大幅提升压力源产能。例如，用户连接装置压力为4厘米水柱时，排气口流量可大约为20升/分，而用户连接装置压力为20厘米水柱时，排气口流量大约为60升/分。以上数据是假定没有额外的意外泄漏时的数据，意外泄漏可能是由于用户连接装置设置不良造成的。
没有物理防止呼出气体向压力源回流的方法意味着有一部分用户呼出的气体可能在压力源内累积，因此，在随后的吸气或肺部再次膨胀时被再次吸入。此外，一部分由压力源提供的气体未进入用户气道，通过排放口直接进入大气，这是因为这部分气体必须用于减少用户的全部有效死腔，包括连接装置和压力源。因此，很显然，治疗压力越小，来自用户呼吸***的不新鲜的呼出气的排放效率越低。这种技术在当前状况下的这种最后局限性要求设备设定一个最小操作压力以达到一个排出呼出潮气量的安全水平，进而防止再次吸入CO2。通常情况下，压力源所需的最小压力大约为4厘米水的等级。在低于这个最小压力下长期使用会使用户有再次吸入其一定量的呼出气以及窒息的危险，例如，如果鼻和嘴的呼吸道被配合度很好的口鼻面罩所覆盖时，就会发生这样的危险。
很显然，现有技术由于其依赖操作环境而显露出其更多固有的局限性。长时间的高频率呼吸循环、深呼吸或二者兼而有之会增加呼出气体和CO2复吸的程度，因此，增加了用户的有效气道死腔，包括用户连接装置和压力源。而且，必须提高压力源的产能以补偿不断排出的气量，如上所述，排出气量必然会随着压力的增加而增多。此外，当用户需要加湿时，压力源的设计必须考虑更高产能，这是因为有数量不等的湿气通过排放口排入大气而未进入用户气道，因此需要额外加热并储存一定体积的不用于加湿用户气道的水。同样的，如有要求，所吸入的治疗用添加气体，如氧气或其他治疗性物质也必须相应增加，以补偿由于可呼吸气体的不断排出而造成的损耗。
当可呼吸气体从用户连接装置的排放口排出时，通常会产生噪音，这可能会烦扰用户或其床伴。排放噪音的声音大小与排放流量成正比。
还应明白的是，呼出气体与来自压力源的气流混合在一起，会以足够大的速度和数量排出用户连接装置，如果呼出气体中含有传染性微粒，这会增加这些微粒散布于周围环境的风险。这可能会对医院内的工作人员和周围其他人带来大的感染危险。
如果可呼吸气体源不能产生规定的最小压力，例如在断电时，带有全面罩的用户（例如面罩将鼻子和嘴都罩住）还必须配备有防窒息阀，以确保用户不会将其呼出的潮气量中的绝大部分再次吸入，这是因为用户呼出的潮气量中的绝大部分在缺乏足够背景压力和相应地冲刷气流的情况下会累积在压力源内。
本发明还可应用于双水平治疗，它不是在一个呼吸周期内施加基本持续不变的正压，而是压力会在一个呼吸周期内发生变化以协助自然呼吸。一般来说，肺充气或吸气时施加的压力要大于肺排空或呼气时施加的压力，以利气体进出用户的呼吸***。从较高压力向较低压力的转化常常由机器感应用户呼吸进行触发，或者按照预先设定机器控制的呼吸频率、压力或气量。将加压可呼吸气体源连接到用户面部呼吸道的装置可包括多种用户连接装置，这些用户连接装置与那些所述的CPAP治疗装置，以及排放来自用户呼吸***的呼出气体（即通过一系列通常设于连接装置本身的小排放口）的相应方法，相类似。这些设置会有与前述装置类似的局限性。此外，要了解的是，CO2复吸在双水平治疗用户中会产生更为有害的影响，这是因为这样的事实，背景缺氧、高碳酸血症，更为急促的呼吸以及可能过大的潮气量通常会对这些人造成较为严重的呼吸器官损害，尤其在他们病情急剧恶化并具有前驱症状时。由于呼气时施加的压力低于吸气时施加的压力，要进一步折中确定从***中清除残余呼出气体的能力。临床的折中措施包括寻找一个合适的压力范围，以使用户感到舒适、排气顺畅并能充分清除累积在压力源内的呼出气体，进而将与CO2复吸相关的负面影响减至最低。
在本发明的另一种应用中，尤其是涉及通气的那些应用中，也可通过气管插管、喉罩、气管切开术或类似的创伤性装置进行通气。在此种情况下，通常采用主动排气，即通过设置在呼吸管路中的吸气阀和/或呼气阀装置排出来自用户气道的呼出潮气量，该装置常常由压力源自动同步控制。现有技术根据临床要求描述了很多管路装置，其中包括开放和全封闭再循环***。其最简单的形式是利用一个主动呼气阀将呼出气体排向大气，同时，循环达至较高压力时将新鲜的可呼吸气体供给用户气道。这种控制装置提高了机械和电气复杂性，当阀启动***和元件出现故障时，增加了由于复吸导致窒息的风险。
发明内容
根据本发明，提供一种将加压可呼吸气体流输送至用户气道的呼吸阀装置，所述呼吸阀装置包括：
阀体，包括一个接收可呼吸气体的进气口、一个在吸气阶段向用户气道释放可呼吸气体并在用户呼吸循环的呼气阶段接收呼出气体的出气口、一个连通进气口和出气口的可呼吸气体流路、释放呼出气体的排气口、以及一个连通出气口和排气口的呼出气体流路。
第一阀装置，位于可呼吸气体流路内，可在来自进气口的加压可呼吸气体流的作用下操作，在吸气阶段打开可呼吸气体流路以允许可呼吸气体流流向用户，并且在呼气阶段关闭可呼吸气体流路。
第二阀装置，位于呼出气体流路内，并包括一个界定内腔的柔性膜，所述柔性膜可在环境压力的作用下操作，并在吸气阶段封闭排气口使其关闭，并且在呼气阶段产生偏转，露出至少部分排气口使排气口打开。
一条平衡通道，设置在第一阀装置上游侧与第二阀装置内腔之间，可在来自进气口的加压可呼吸气体流的作用下操作，通过该平衡通道将部分可呼吸气体转移至所述柔性膜的内腔以达到环境压力，并且在吸气阶段使所述排气口保持关闭。
优选的，排气口包括多个大体平行的槽，这些槽在呼出气体流路中绕阀体沿圆周方向间隔设置。更优选的，所述多个槽在长度上交错设置。更优选的，所述多个槽中，每个槽的厚度纵向变细，在上游方向上逐渐变窄。
优选的，所述柔性膜为柔性合成聚合薄膜，其厚度小于0.1毫米。更优选的，所述合成聚合薄膜为聚乙烯，其厚度小于50微米。
优选的，柔性膜为袜子形结构，具有与阀体圆柱形内壁大体契合并将其密封的外表面。更优选的，所述袜子形结构在形状上呈锥形，所述柔性膜的周长从其开口端向其封闭端逐渐变小。可选择的，所述袜子形结构在形状上呈锥形，所述柔性膜的周长从其开口端向其封闭端逐渐变大。更优选的，所述袜子形结构在其封闭端处或封闭端附近包括一个扩大的环形密封部。
优选的，所述阀体包括一个加湿元件，该加湿元件与出气口连接以从呼出气体中收集水分将至少部分所述水分传递至来自加压可呼吸气体流的吸入气体。
优选的，所述平衡通道由一条偏压通道界定，所述偏压通道仅限于缓冲第二阀装置的弄湿操作。更优选的，所述偏压通道包括一条偏压管。
优选的，所述阀体在进气口处包括一个旋转连接器，第一阀装置与所述旋转连接器连接。更优选的，第一阀装置为止回阀，包括一个与旋转连接器连接的柔性瓣。更优选的，所述旋转连接器包括一个中心柱，所述柔性瓣安装于中心柱上。
优选的，所述呼吸阀装置还包括一个与阀体连接的用户连接装置。更优选的，所述用户连接装置与所述阀体为一体。
附图说明
以下描述和附图对本发明的不同方面和实施例的实施和设计做出了说明。
图1是为用户提供呼吸治疗的***的侧视图，图中，用户使用根据本发明第一方面的呼吸阀装置；
图2是鼻部用户连接装置的轴侧图，该鼻部用户连接装置与图1所示的呼吸阀装置连接；
图3是图2所示***的轴侧分解图；
图4是图1、2和3所示呼吸阀装置的轴侧分解图；
图5是图4所示呼吸阀装置部分切除后的轴侧图，显示了后续视图的细节区域；
图5a是图5中标出的细节放大视图；
图6是图4所示呼吸阀装置部分切除后的示意图，显示了吸气阶段可呼吸气体的路线；
图7是图4所示呼吸阀装置部分切除后的示意图，显示了呼气阶段可呼吸气体的路线；
图8是图4所示阀装置的刚性阀体第一实施例的轴侧图，显示了穿过上述阀体的出口的中心线的垂直剖面A-A和近水平剖面B-B；
图9是图8所示刚性阀体在平面A-A处的截面侧视图；
图9a至9e是图9中标出的排气孔替代实施例的放大视图；
图10是图8所示刚性阀体在平面B-B处的截面图；
图11是图4所示呼吸阀装置的盖的轴侧图；
图12是呼吸阀装置的盖的第二实施例的轴侧图；
图13是呼吸装置刚性阀体的第二实施例的轴侧图，其适于容纳图12所示的盖；
图14是呼吸装置刚性阀体第三实施例部分切除后的轴侧图，具有一个格栅以减缓进气阀发生意外偏斜；
图15是图4所示呼吸阀装置的旋转连接器的轴侧图，显示垂直剖面A-A；
图16是图15所示旋转连接器在剖面A-A处的截面侧视图；
图16a是显示元件安装于图15所示旋转连接器的细节图；
图16b是显示图15所示旋转连接器发生变形以将图16所示元件固定的细节图；
图16c是显示元件安装于图15所示旋转连接器的又一个实施例的细节图；
图16d是显示了图15所示旋转连接器发生变形以将图16c所示元件固定的细节图；
图16e是显示元件安装于图15所示旋转连接器的又一个实施例的细节图；
图16f是显示了图15所示旋转连接器发生变形以将图16e所示元件固定的细节图；
图16g是显示元件安装在与图15所示相似的旋转连接器上并被独立紧固件固定的细节图；
图17是图4所示呼吸阀装置的均压阀的轴铡图，显示了垂直剖面A-A；
图18是图17所示均压阀在平面A-A处的截面侧视图；
图19是图4所示呼吸阀装置的均压阀第二实施例的轴侧图，显示了垂直剖面A-A；
图20是图19所示均压阀在平面A-A处的截面侧视图；
图21是根据本发明第二实施的呼吸阀装置部分切除后的轴侧分解图；
图22是图21所示呼吸阀装置的侧视图；
图23是图21所示呼吸阀装置部分切除后的示意图，为了清晰显示起见，图中省略了端盖，显示了吸气阶段可呼吸气体的路线；
图24是与图23相似的视图，还显示了呼气阶段呼出气体的路线；
图25是根据本发明第三实施例的呼吸阀装置部分切除后的分解示意图，显示了后续视图显示的细节区域；
图25a是图25中标出的细节放大视图；
图26是图25所示呼吸阀装置的截面侧视图；
图27是与图26相似的视图，还显示了吸气阶段可呼吸气体的路线；
图28是与图26相似的视图，还显示了呼气阶段呼出气体的路线；
图29是图25所示呼吸阀装置中使用的均压阀的柔性膜和凸缘的单独剖面图；
图30是图25所示呼吸阀装置中使用的均压阀的柔性膜和凸缘的另一个实施例的截面剖视图；
图31是图25所示呼吸阀装置中使用的均压阀的柔性膜和凸缘的另一个实施例的截面剖视图；
图32是图25所示呼吸阀装置中使用的柔性膜的又一个实施例部分切除后的示意图；
图33是图25所示呼吸阀装置中使用的装有倒钩的端盖的一个形式的截面侧视图；
图34是图25所示呼吸阀装置中使用的装有倒钩的端盖的另一个形式的截面侧视图；
图35是图34中所示装有倒钩的端盖的截面侧视图，该端盖与图25所示呼吸阀装置中使用的均压阀的柔性膜相契合；
图36根据本发明第二方面的呼吸阀装置的分解示意图；
图37是图36所示呼吸阀装置组装后切除部分的截面侧视图，还显示了吸气阶段可呼吸气体的路线；
图38是与图37相似的视图，还显示了呼气阶段早期的呼出气体的路线；
图39是与图37相似的视图，还显示了呼气阶段后期的呼出气体的路线；
图40是根据本发明第三方面的组合的用户连接装置和呼吸阀装置的分解示意图；
图41是图40所示的组合的用户连接装置和呼吸阀装置在组装状态下的示意图；
图42是图40所示呼吸阀装置部分切除后的示意后，还显示了吸气阶段可呼吸气体的路线；
图43是图40所示呼吸阀装置部分切除后的示意图，还显示了呼气阶段可呼吸气体的路线。
具体实施方式
图1至7所示为根据本发明第一方面的呼吸阀装置的第一实施例。图1所示为呼吸治疗***中处于使用状态的装置10。装置10连接到或以密封方式固定到罩住用户鼻子的面罩或用户连接装置12，由压力源提供加压可呼吸气体流，所述压力源包括气流发生器14和导管16，借此可将可呼吸气体输送至用户气道。
本领域技术人员应当明白的是，尽管这里描述的是用户鼻部连接装置，但可选择其他装置，例如口鼻装置、口腔装置气管切开术或气管插管等也是适用的。
用户可单独进行呼吸治疗，并且可呼吸气体可富含治疗性气体，例如氧气，或者包含治疗剂，并且可呼吸气体可为多种形式，例如喷雾、粉末或气体。
图2所示为安装在用户鼻部连接装置或面罩12内的呼吸阀装置10。图3为图2所示组件的分解图，其中包括用于将装置10固定于面罩12的固定夹18，但本领域技术人员应当明白的是，出气口的特点是具有肩台、弹簧圈固定槽或者其他将阀装置10固定到面罩12的结构形式。可选的，所述阀装置可以并入面罩主体中（图40至43）。
呼吸阀装置10将加压可呼吸气体流输送至用户气道，并可以和用户连接装置结合使用。呼吸阀装置（图4和图5）包括刚性阀体20，阀体包括一个进气口22或其他通气设备，所述进气口在来自气体流生成器14的压力作用下不断接收可呼吸气体。设置一个出气口24，通过面罩12在吸气阶段向用户气道释放可呼吸气体，在用户呼吸循环的呼气阶段接收呼出气体。
可呼吸气体流路34（图6中显示为实线箭头路线）连通进气口22和出气口24。其它元件例如旋转连接器76和任选的加湿元件61可延长所述流路。
设置一个排气口28将呼出气体排入大气。排气口28包括多个周向间隔设置的排气孔30。
呼出气体流路36（图7中显示为实线箭头路线）连通出气口24和排气口28。
第一阀70位于可呼吸气体流路34中，将该流路分为上游部分35和下游部分37。在本实施例中，第一阀70为止回阀或单向阀。止回阀70包括柔性瓣72（如图4），柔性瓣在中性压差的作用下轻轻地偏置到关闭位置（如图5所示），并且在来自进气口78的较大压差作用下，绕一般垂直的线（如图6所示）偏转成两半至打开位置。止回阀70通过中心孔74与旋转连接器76固定，止回阀位于由中心柱82和安装柱84界定的肩台92上（如图16），安装柱接着被热熔形成蘑菇头86（如图16b-f）。对于本领技术人员显而易见的是，许多固定结构形式可能包括直接将阀设置于旋转连接器76上（如图16a至16b），与添加的平垫圈128热熔(heat-staking)（如图16c至16d），与添加的波状(contoured)垫圈129热熔（如图16e至16f）或者通过额外的螺钉或紧固件87进行固位（如图16g）。安装到旋转连接器76上以后，旋转连接器和阀组件可安装到刚性阀体20的进气口22上。旋转连接器76固定到阀体20可通过例如以下结构形式实现：旋转连接器76的筋88和槽90（如图16）与阀体20的筋46和槽48（如图9和10）弹性啮合。任选地，槽50可设置在进气口22上，以减小将旋转连接器76安装到阀体20上所需的力。
如果阀70在操作过程中发生变形进入进气口22，呼吸阀装置10的功能就会受到损害。为了缓解这种情况，可在进气口22内设置一个或多个挡块56。挡块56为斜坡状结构，便于最大限度地减小***阻力，但最大限度地增加阀70从刚性阀体56退出的阻力。
挡块的其他结构形式如图14所示，其与刚性阀体178连接，包括格栅180，该格栅包括一个大孔182和多个支撑孔182的薄片184，阀70在安装时穿过大孔。
本领域技术人员应该明白的是，止回阀70可采用其他所有轻轻地偏置到关闭位置的结构形式。
在吸气阶段（如图6），止回阀70会在先后经过进气旋转连接器76和进气口22接收的可呼吸气体的压力作用下打开，如此允许可呼吸气体进入用户，并且在呼气阶段（如图7），尽管在呼气阶段保持有加压可呼吸气体流过进气口22，止回阀在经出气口24接收的呼出气体的压力下还是会关闭。
通过止回阀70的关闭，经出气口24接收的呼出气体不能从进气口22排出，而是流过呼出气体流路36。
如图4、5、6和7，在出气口24处可加设任选的热湿交换（HME）元件61。HEM元件61包括具有HEM嵌入物69的壳体63，优选的，HEM嵌入物由开孔泡沫制成，开孔泡沫用收湿性材料（如氯化钙或具有类似吸水性能的材料或者是现有技术中所描述的疏水过滤材料）处理过。材料的选择应依据热及湿吸收和释放效率和气流阻力。任选地，嵌入物69可用抗菌剂进行处理，以减少细菌在嵌入物内滋生。吸收的热量和冷凝液可被释放回可呼吸气体流路34，并从该处进入用户气道以减轻那里的干燥。环形壳体63包括圆柱体65和肩台67，肩台适于将加湿元件61定位并以密封方式固定于出气口24上。本领域技术人员应该明白的是，壳体在这种情况下为圆柱形，它的形状可制作为适合出气口而呈圆柱形、椭圆形或其他适当的横截面形状。而且，壳体63固定于出气口24以及加湿元件61固定于壳体63可通过所描述的摩擦装置实现，或者可选地通过可靠方式（positivemeans）实现，如螺纹、倒钩、卡口、黏合剂或其他适宜的本领域技术人员熟知的方法。
第二阀98位于呼出气体流路36内，并且在本实施例中，第二阀为均压阀。均压阀98（图17至18）包括柔性膜100，柔性膜轻轻地偏置，处于扩展的位置，此时柔性膜在环境压力或中性压力（如图5所示）以及在吸气阶段（如图6）时经进气口22接收的可呼吸气体的压力作用下将排气孔30关闭。均压阀98还包括凸缘部110，凸缘部密封地保持于阀体20的阀托腔32（如图4、5）与盖138的压缘150之间，并且可任选地，设置隔离垫圈130（如图4、5、11）。孔112（如图4和17）使可呼吸气体平衡通道38（如图5）保持连续性，所述可呼吸气体平衡通道穿过该孔和垫圈130中相应的孔136和134。均压阀98的柔性膜100包括大体呈圆柱形的主体部分102和第二开口端108，优选的，主体部分形成一个从底部向扩展的环形密封部104和第一封闭端106延伸的逐渐减少的锥形，第二开口端108处于凸缘部110与主体部分102之间的连接处。
盖138（图4、11）包括壁142，其位于阀体20的阀托腔32的对应围壁42内，并通过扣筋40（可任选是连续的，也可以如图所示为不连续的以减小安装力）与壁142上的槽140啮合与围壁固定。腔室146和148由通道144联结，实现了可呼吸气体平衡通道38的连续性。
在呼气阶段，柔性膜100（图7）会在流经呼出气体流路36的呼出气体压力的作用下产生柔性变形，处于半弯曲或全弯曲状态，以打开排气孔30，从而向大气排出呼出气体。
排气孔30（如图5a）通常纵向锥角角度为θ2，该角度至少要足够大到可容纳通气设备的设置。排气口的横截面可包括渐缩锥角θ1，通过消除空气喷射以减少噪音。尽管可选择任意适宜的排气孔宽度，但优选范围是最宽部分宽度为0.2毫米至1毫米，这样可减小呼出气体的噪音，这样，包括所有孔在内的向外界开放的总面积优选范围为50到200平方毫米，实施例的孔面积要适应特定的呼出气体速率，进而适应临床应用。
排气孔30汇合端的几何形状可任选地包括如图9a至9e所示的多种形式。图9a和图9c中所示的形式是向孔的端部急剧收缩，图9d和图9e中所示的形式是端部几何形状交错排列，这些形式进一步提高了柔性膜100移动时排气口面积增大的速度。收缩与交错排列可在柔性膜100产生小幅度移动时产生少量气流，当柔性膜移动促使打开更大的孔面积时，气流随之成比例增大。这就进一步的在用户在从呼气向吸气转换时起到缓冲作用，因而减轻了呼气早期阶段柔性膜突然转换的张紧的趋势以及相应的脉动感觉，如图9b所示的整齐一致的孔端部几何形状则会发生以上情形。本领域技术人员应明白的是，本文所示的端部几何形状可单独使用或结合使用，此处是可能的几种任选项的样例，用于达到所描述的性能目标。
在另一个实施例中（图19和20），平衡阀114的特点是具有类似的凸缘部124，但其包括柔性膜116和第二开口端122，柔性膜具有大体呈圆柱形的主体部分118，优选的，朝底部的第一封闭端120渐缩形成锥形，第二开口端处于凸缘部124与主体部分118的结合处，以密封形式与阀体20的排气口28内侧配合。
优选的，平衡阀98和114的柔性膜100和116由柔性聚乙烯薄膜制成，厚度小于50微米，优选范围为2至10微米，由真空成形法制成，但也可采用其他制造技术。这种材料与厚度的组合相比弹性而言更着重于柔韧性，这样就最大限度地避免由于膜僵硬而导致呼吸费力程度提高。这一点对于持续正压疗法尤其重要，在这种疗法中，最好限制高于源压力的呼气压力的增加，其中平衡阀98或114结合排气口28和单个孔30的面积，在设计上要限制呼吸过程中呼气压力的变化幅度至小于2厘米水柱，优选小于0.5厘米水柱。
在另一个实施例中（图12、13），盖152目前包括***壁166，***壁包裹住阀体168的相应的壁172。通过将盖152的内部扣筋154啮合于阀体168对应的槽174内实现固定，可设置斜面或斜坡176以利平滑啮合。
根据本发明的呼吸阀装置的另一个实施例如图21至24所示。呼吸阀装置282将加压可呼吸气体流输送到用户气道，并包括刚性阀体288，阀体包括进气口290，进气口在来自压力源或气流发生器的压力作用下不断接收可呼吸气体。出气口292通过面罩在用户呼吸循环的吸气阶段向用户气道释放可呼吸气体，并在呼气阶段接收呼出气体。
可呼吸气体流路294（图23中显示为实线箭头路线）连通进气口290和出气口292。
设置一个排气口296将呼出气体排入大气。排气口296包括多个周向间隔设置的排气孔298。
呼出气体流路300（图24中显示为实线箭头路线）连通出气口292和排气口296。
第一阀302位于流路294中，将该流路分为上游部分306和下游部分308。第一阀302为止回阀。刚性阀体288具有阀托腔310，阀托腔包括周向密封筋314和安装柱316，安装柱垂直并对称地横跨流路294，流路294处于上游部分和下游部分306、308的结合处。安装柱316具有一个处于中心位置的安装控制孔(keyedmountinghole)318，该孔适于啮合于止回阀302的处于固定位置的控制杆(keyedstem)322和倒钩320内。止加阀302包括柔性瓣312，该柔性瓣在环境压力下轻轻地偏置，处于关闭位置，在呼气阶段以密封形式与周向密封筋314啮合，处于打开状态时，柔性瓣绕与安装柱316成一条直线的一条线或多条线枢转地弯曲成两半。可任选地，止回阀302的后表面具有一个槽或多个槽304，作为减小刚度的一个线或多个线，因而，相应的，柔性瓣易于绕这些线产生更为明显的弯曲。
在吸气阶段（如图23），止回阀302会在经进气口290接收的可呼吸气体压力作用下打开，以允许可呼吸气体流向用户，并且在呼气阶段（如图24），尽管在呼气阶段保持有加压可呼吸气体流过进气口290，止回阀在经出气口292接收的呼出气体压力作用下还是会关闭。
当止回阀302关闭时，流过出气口292的呼出气体不能从进气口290排出，而是流过呼出气体流路300（如图24）。
在吸气阶段（如图23），止回阀302会在流过进气口290的可呼吸气体压力作用下打开，以允许可呼吸气体流向用户，在呼气阶段（如图24），尽管在呼气阶段仍然有加压可呼吸气体流过进气口290，止回阀在来自出气口292的呼出气体压力作用下还是会关闭。
第二阀328位于呼出气体流路300内，为均压阀。均压阀328在功能上与均压阀98（图17、18）相似，同样包括柔性膜284，柔性膜具有一个界定内腔286的袜子形结构，并且具有一个大体呈圆柱形的主体部分324，主体部分的外表面与阀体的内表面相一致，由此对第一封闭端326（第一封闭端优选半球形）和第二开口端330进行周向密封，借此，可操作阀控制排气孔298的张开和关闭，所述排气孔沿阀体的壁周向间隔设置。柔性膜284轻轻地偏置，到达扩展的状态，此时，柔性膜在环境压力作用下以及在吸气阶段（如图23）时自进气口290接收的可呼吸气体压力的作用下关闭排气孔298。柔性膜284在呼气阶段流经呼出气体流路300的呼出气体压力的作用下会产生柔性变形，处于弯曲状态以打开排气孔298，从而向大气排出呼出气体（如图24）。优选的，均压阀328由可模压的弹性体制成，例如液态硅橡胶，通常厚度小于100微米，但根据应用可采用更大厚度。
柔性膜284具有一个止动凸缘332，柔性膜通过止动凸缘在周向上与阀体288的排气口296的壁配合。止动凸缘332具有一个最外面的向下的边缘334，该边缘与排气口296的领部338的最上肩段336环绕啮合。止动凸缘332还具有一个最低槽318，该槽与领部338的内脊340环绕啮合。止动盖342与止动凸缘332环绕啮合，这样，止动凸缘332就被夹在上止动盖342和下领部338之间。可任选地，通过形成于盖342侧壁348中的凹口344（所述凹口与形成于领部338侧壁352上的任选的突起350啮合），止动盖342与领部338处于一条直线上。止动凸缘332的侧壁具有一个或多个偏压流孔356，并且止动盖342的侧壁348具有锁定槽358，当止动凸缘332被夹在上止动盖342与排气口296的下领部338之间时，锁定槽358用于容纳穿过其中的领部338的各个肩段336。任选地，止动盖342可具有一个定位凸台346，在进行组装的时候，凸台向下突出进入均压阀328的第二开口端330，因此，实现了阀328更大程度的强制啮合。
呼吸阀装置282还包括由偏压管362界定的可呼吸气体平衡通道360（图23和24中显示为实线箭头路线），这条通道是连通进气口290和排气口296的气流通道。偏压管362与阀体288一体成型，在进气口296处是阀体的内部部分，在排气口296处是阀体的外部部分。
为使止回阀302的柔性瓣312容纳在内部部分关闭的进气口290内，柔性瓣312具有偏压管362的外形的缺口部364，以便当止回阀处于关闭位置时，维持通道294上游部分与下游部分306、308之间的基本密封屏障。
偏压管362在排气口296内的端部开口伸展进入位于领部338侧壁352与止动凸332侧壁354之间的环形通道366，除侧壁354上的偏压流孔356之外，该环形通道是一个封闭的环形空隙，通向由柔性膜284的袜子形结构界定的内腔286。
在吸气阶段，当通过进气口290将加压可呼吸气体输送进阀体288时，一定体积的可呼吸气体改变方向进入并留在可呼吸气体平衡通道360内，进而留在柔性膜284的内腔286内（处于足以使柔性膜284处于扩展的位置的平衡压力，此时柔性膜将排气孔298关闭，尽管此时有大量可呼吸气体流过可呼吸气体流路294）。
在呼气阶段，由于流路294下游部分308内的呼出气体压力大于进入进气口290的可呼吸气体压力，止回阀302被强制关闭，呼出气体流路300内的呼出气体压力足以大于柔性膜284内腔286内保持的可呼吸气体的平衡压力，使得柔性膜284产生柔软变形，达到弯曲位置，因而排气孔298被打开，将呼出气体排向大气。
图22所示为呼吸阀装置282的侧视图，显示了一种可能替代结构，其中，排气口296与水平面所成的角度θ可以改变，优选90°和180°。本领域技术人员应该明白的是，进气口和排气口之间的潜在的相应角度变化可应用于本申请中的在先和后面的实施例。
应当明白的是，虽然图21至24显示呼吸阀装置中的排气孔298绕排气口296周向设置，但它们也可根据本发明第一方面所描述的进行设置，即它们可包含前述的如图9、9a至9e所示的纵向槽。
根据本发明的呼吸阀装置的另一个实施例如图25至28所示。
呼吸阀装置368将加压可呼吸气体输送至用户气道，并包括刚性阀体370，阀体包括一个进气口372或其他通气设备，所述进气口在来自气体流发生器14的压力的作用下不断接收可呼吸气体。设置一个出气口374，通过面罩12在用户呼吸循环的吸气阶段向用户气道释放可呼吸气体，在呼气阶段接收呼出气体。
可呼吸气体流路376（图27中显示为实线箭头路线）连通进气口372和出气口374。
设置一个排气口378将呼出气体排入大气。排气口378包括多个周向间隔设置的排气孔380。
呼出气体流路382（图28中显示为实线箭头路线）连通出气口374和排气口378。
第一阀386位于流路376中，将该流路分为上游部分388和下游部分392。在本实施例中，第一阀386为止回阀或单向阀。止回阀386包括柔性瓣394，柔性瓣在环境压力的作用下轻轻地偏置，达到关闭位置（如图26），并且当处于打开位置时，柔性瓣绕安装柱396定义的中心线弯曲成两半。止回阀386固定在托腔384内，该托腔包括周向密封筋390、安装柱396和中心安装孔400，所述安装柱对称地横跨流路376，流路376处于上游部分和下游部分388、392的结合处。止回阀386固定在托腔384中是通过将倒钩398***中心安装孔400实现的。阀386的柔性膜394在关闭位置时以密封形式与托腔384的周向密封筋390啮合。
本领域技术人员应当明白的是，止回阀386可采用其他所有轻轻偏置以处于关闭状态的结构形式。
在吸气阶段（如图27），止回阀386会在经进气口372接收的可呼吸气体压力作用下打开，以允许可呼吸气体流向用户，在呼气阶段（如图28），尽管在呼气阶段仍然保持有加压可呼吸气体流过进气口372，止回阀在经出气口374接收的呼出气体压力作用下还是会关闭。
当止回阀386关闭时，经出气口374接收的呼出气体不从进气口372排出，而是流过呼出气体流路382。
第二阀404位于流路382内，并且在本实施例中，该第二阀为均压阀。均压阀404包括柔性膜408和凸缘部430，其中，该柔性膜轻轻地偏置，达到扩展的状态，此时柔性膜在环境压力（如图26所示）作用下以及在吸气阶段（如图27）时经进气口372接收的可呼吸气体的压力作用下将排气孔380关闭，该凸缘部以密封的方式固定于排气口378的安装肩台402与装有倒钩的端盖428的突起部424之间。在呼气阶段（如图28），柔性膜408在流过呼出气体流路382的呼出气体压力作用下会产生柔性变形，达到弯曲位置，将排气孔380打开，由此将呼出气体排入大气。
在均压阀的本实施例以及图29至32和图35所示的实施例中，柔性膜408（详细显示如图29）具有界定内腔412的袜子形结构，该柔性膜包括主体部分414、第一封闭端416（第一封闭端优选为半圆形）和第二开口端420，其中主体部分的外表面与阀体的优选为大体呈圆柱形的内壁一致，并对其进行周向密封，因此，对阀进行操作控制排气孔380的打开与关闭，所述排气孔沿阀体的排气口378的壁周向间隔设置。还明显的是，柔性膜408还可呈如图39的31所示的锥形，膜的周长从开口端420向封闭端416逐渐变小。均压阀404的柔性膜406在结构和功能上与均压阀328（如图21、23和24）的柔性膜284相似。同样的，均压阀404优选由弹性体（例如有机硅）模制制成。
在均压阀中使用的柔性膜的另一个实施例如图30所示。均压阀406在结构和功能上与均压阀404相似，具有相似的结构和功能的相似的部件用相同的数字表示。均压阀406与均压阀404的不同之处在于它的第一封闭端比半球形更为平坦。
在均压阀中使用的柔性膜的另一个实施例如图31所示。均压阀434在结构和功能上与均压阀404相似，具有相同结构和功能的相同部件用相同的数字表示。均压阀434与均压阀404的不同之处在于它具有内衬432或者由粘弹性材料或其他材料制成的层，其机械性能可减弱膜震动或最大限度地减小柔性膜运动时的颤振失稳，而没有压力变化引起的对阀操作的干扰。阀404和434的柔性膜都与凸缘部430连接，该凸缘部用于将各柔性膜固定在排气口378内。
图32所示为均压阀436及柔性膜438的又一个实施例，柔性膜438包括位于膜内腔上的环形筋440，环形筋有选择性地使膜***以避免振动使膜偏离环绕排气孔使其关闭的表面。所述筋增强了膜的环向刚度，但使膜保持了足够的柔韧性以进行逐渐弯曲或连续弯曲。在另一个实施例中，环形筋440可由同样位于内腔上的突块替代，突块的厚度大于柔性膜438的厚度，因此具有更大质量，相应的，由于惯性增大而增强了减振性。
本领域技术人员应当明白的是，均压阀404可采用多种替代结构或前述特征的任意组合。
回过头参见图25至28，呼吸阀装置368还包括由偏压管444界定的可呼吸气体平衡通道442，这条通道是连通流路376的上游部分388和排气口378的气流通道。偏压管444通过管状倒钩446、448穿过偏压管444的上游端和下游端与阀体370连接。倒钩446从流路376的上游端388向上延伸，并且倒钩448从端盖428中心延伸。
在吸气阶段(如图27)，当通过进气口372将加压可呼吸气体输送进阀体370时，一定体积的可呼吸气体改变方向进入并留在可呼吸气体平衡通道442内，进而留在柔性膜408的内腔412内（处于足以使柔性膜408处于扩展的位置的平衡压力下，此时柔性膜将排气孔28关闭，尽管此时有大量可呼吸气体流过可呼吸气体流路376。
在呼气阶段（如图28），由于流路376下游部分392内的呼出气体压力大于进入进气口372的可呼吸气体压力，止回阀386被关闭，此时呼出气体流路382内的呼出气体压力足以大于柔性膜408内腔412内保持的可呼吸气体的平衡压力，使得柔性膜408产生柔软变形，处于弯曲的位置，因而排气孔380被打开，将呼出气体排向大气。
如图25a所示，偏压管444还可在其内部管道内具有一个阻塞物452，或者选择其总内径的大小以便由于空气的作用减缓膜408在吸气阶段和呼气阶段的反应。应当明白的是，这种限制可集成到界定可呼吸气体平衡通道的元件当中，或者也可以特定增设附加元件来达到这个目的。
图33至35所示为可用于本发明呼吸阀装置的装有倒钩的端盖的替代实施例。端盖428（用于图25至28所示的装置中）具有一个两级外部阶梯形式的环形凸缘424，端盖426具有一个一级外部阶梯形式的环形凸缘422。通过凸缘430的内部部分与凸缘424的相应的侧面啮合，端盖428中凸缘的这个额外的外部阶梯防止均压阀404的凸缘430向内扭曲变形。相比之下，端盖426中的凸缘422的所述一个外部阶梯则需要黏合剂与柔性膜408的凸缘430粘合在一起，或者与其摩擦啮合，以防止这种向内扭曲变形，这是因为端盖426没有其他特征来另外阻止凸缘430向内移动。
应当明白的是，虽然图25至28显示呼吸阀装置中的排气孔380绕排气口378周向设置，但它们也可如本发明第一方面的前述实施例所描述的那样设置，例如，它们可包含前述的如图9、9a至9e所示的纵向槽。
根据本发明第二方面的呼吸阀装置如图36至39所示。呼吸阀装置454在其均压阀内使用滑动塞456代替柔性膜408（图25所示装置的柔性膜）。
装置454包括刚性阀体458，阀体包括进气口460和出气口462，其中，进气口用于不断接收可呼吸气体，出气口用于在用户呼吸循环的吸气阶段向用户释放可呼吸气体，在呼气阶段接收呼出气体。
可呼吸气体流路464（图37中显示为实线箭头路线）连通进气口460和出气口462。
设置一个排气口466将呼出气体排入大气。排气口466包括至少一个圆形排气孔468。
呼出气体流路470（图38和39中显示为实线箭头路线）连通出气口462和排气口466。
第一阀472位于流路464中，将该流路分为上游部分476和下游部分480。在本实施例中，第一阀472是与图25所示装置中使用的止回阀相似的止回阀。阀386和472相同的部件用相同的数字表示。在前文中对于阀386的结构和功能的描述也适用于阀472的结构和功能。
止回阀472固定于托腔474内。在本实施例中，托腔474与图25所示装置的托腔384相似。托腔384和474的相同部件用相同数字表示。在前文中对于托腔384结构和功能的描述也适用于托腔474的结构和功能。此外，本实施例中的托腔474是作为一个单独的附属装置，而不是如图25至28所示的整体托腔384，但应当明白的是，类似的整体托腔是可能的。
如上所述，在吸气阶段（如图37），止回阀472会在经进气口460接收的可呼吸气体压力作用下打开，以允许可呼吸气体流向用户，并且在呼气阶段（如图38和39），尽管在呼气阶段保持有加压可呼吸气体流过进气口460，止回阀在经出气口462接收的呼出气体压力作用下还是会关闭。
当止回阀472关闭时，经出气口462接收的呼出气体不从进气口460排出，而是流过呼出气体流路470。
第二阀456位于流路470内，并且在本实施例中，第二阀456为滑动活塞及均压阀。滑动活塞456包括圆柱形主体494，该圆柱形主体具有第一开口端490和环形近端边缘496以及第二封闭端492和环形近端边缘500。
滑动活塞456轻轻地偏置，达到内缩的位置，此时该滑动活塞在环境压力以及在吸气阶段（如图37）经进气口460接收的可呼吸气体压力作用下将排气口466或各排气孔468关闭。在吸气阶段，滑动活塞456在施加的压力以及与肩台486抵靠的环形端边缘496的作用下保持在其内缩位置。
在呼气阶段（如图38和39），在流经呼出气体流路470的呼出气体压力作用下，止回阀472抵靠其托腔474以密封形式关闭，并且滑动活塞456会移动至伸展的位置，将排气口466或各排气孔468打开，由此，呼出气体被排入大气。在其伸展位置时，滑动活塞456周向位于阀体458的排气口466的内壁内，并且由于端盖484具有中心孔488而留在排气口内壁内。
设置一个由偏压管478界定的可呼吸气体平衡通道482，该通道是通连流路464上游部分476与排气口466的气体通道。偏压管478的各端通过与孔488和498啮合与阀体458连接。
在吸气阶段，当通过进气口460将加压可呼吸气体输送进阀体458时，一定体积的可呼吸气体改变方向进入并留在可呼吸气体平衡通道482内（处于足以使滑动活塞456处于回缩位置的平衡压力，此时滑动活塞将排气孔458关闭，尽管此时有大量可呼吸气体流过可呼吸气体流路464）。
在呼气阶段，由于流路464下游部分480内的呼出气体压力大于进入进气口460的可呼吸气体压力，止回阀472被关闭，此时呼出气体流路470内的呼出气体压力足以大于可呼吸气体平衡通道482内保持的可呼吸气体的平衡压力，使得滑动活塞456向伸展位置移动，此时其离开出气口462，因而排气孔468被打开，将呼出气体排向大气。
应当明白的是，虽然本根据本方面的排气孔468绕排气口466周向设置，但它们也可根据本发明第一方面所描述的进行设置，即它们可包含前述的如图9、9a至9e所示的纵向槽。
根据本发明第三方面的呼吸阀装置如图40至43所示。呼吸阀装置502结合了用户连接装置和呼吸阀的功能。
呼吸阀装置502将加压可呼吸气体输送至用户气道，并包括刚性面罩以及左半部阀体510和右半部阀体512，该左半部阀体和右半部阀体可结合在一起，所述阀体还包括一个进气口524或其他通气设备，所述进气口在来自气体流发生器14的压力的作用下不断接收可呼吸气体。设置一个出气口526，通过鼻垫和密封连接装置508在用户呼吸循环的吸气阶段向用户气道释放可呼吸气体，在呼气阶段接收呼出气体。
可呼吸气体流路516（图42中显示为实线箭头路线）连通进气口524和出气口526。其它元件如旋转连接器514可延长所述流路。
设置一个排气口528将呼出气体排入大气。排气口528包括多个周向间隔设置的排气孔522。
呼出气体流路518（图43中显示为实线箭头路线）连通出气口526和排气口528。
第一阀504位于可呼吸气体流路516中，将该流路分为上游部分530和下游部分532。在本实施例中，第一阀504是与阀386（如图25）在操作上相似的止回阀。
在吸气阶段（如图42），止回阀504会在先后经过进气旋转连接器514和进气口524接收的可呼吸气体的压力作用下打开，允许可呼吸气体进入用户，并且在呼气阶段（如图43），尽管在呼气阶段保持有加压可呼吸气体流过进气口524，该止回阀在经出气口526接收的呼出气体的压力作用下还是会关闭。
当止回阀504关闭时，经出气口526接收的呼出气体不能从进气口524排出，而是流过呼出气体流路518（如图43）。
第二阀506位于流路518内，并且在本实施例中，该第二阀为与阀404（如图25）在结构和功能上相似的均压阀。在吸气阶段（如图42），均压阀506在环境压力（如图41）和经进气口524接收的可呼吸气体压力作用下将排气口528的排气孔522关闭。在呼气阶段（如图43），流经呼出气体流路518的呼出气体压力会超过可呼吸气体平衡通道520中的压力，使均压阀506将排气孔522打开，由此使呼出气体排入大气。
优选的，鼻垫和密封连接装置508由固体弹性体或泡沫制成，泡沫可具有闭孔结构和备选地具有外壳，或者泡沫具有开孔结构和外壳。优选的，面罩和阀体两个部分510和512由塑料板材真空成型制成或注塑成型制成，这两部分的结合优选通过超声波焊接、热熔、黏合剂或使用紧固件实现。优选的，将用户连接装置508和阀504和506通过黏合剂固定到面罩阀体两部分510和512上，但可选择的，也可以使用例如重复模塑（overmoulding）或紧固件等方式。
应当明白的是，可选择的用户连接装置，如全面罩、口鼻罩或鼻塞，可同样适用于与呼吸阀装置一体化。同样的，应当明白的是，也可采用备选的非对称结构的装置。
还应当明白的是，虽然当前方面的排气孔522绕排气口528周向设置，但它们也可根据本发明第一方面所描述的进行设置，即它们可包含前述的如图9、9a至9e所示的纵向槽。
本领域技术人员应当明白的是，本发明优选实施例的一个优点在于，在用户连接装置没有意外泄漏的情况下，它只允许呼出气体潮气量被排入大气，保留了治疗性气体、湿气和药剂。这也有利于提高设计效率和附属设备例如加湿器和气流发生器的制造。
本发明优选实施例的另一个优点在于，它在实质上使可呼吸气体与呼出气体分离，这样，用户就不会在全范围呼吸频率和潮气量时大量地复吸呼出气体，因此提高了安全性和治疗效果。
应当明白的是，根据本发明的描述，通过将所有潮气量排入大气来大量清除压力源内的呼出气体有利于使对用户的压力输送策略更多，而不会增加复吸呼出气体的风险。例如，不论呼吸的频率和深度如何，一个呼吸周期中输送的压力可低于现有技术要求的压力以避免重复吸入。还比如，如申请号为2009/0095297的美国专利所述，在用户循环呼气过程中压力下降，这样，潮气量在受控弹性反弹的作用下被排入大气，在此之后，压力源的压力立即或很快在用户开始用力吸气前回到呼气前水平，于是重复以上循环。本发明的优选实施例有利于实现这种压力输送方式，而现有技术在这种情况下会有很大的复吸潮气量的风险。现有技术在这种情况下潮气量中有一部分暂时储存在压力源中，特别是压力输送管中。在压力自动上升到再次使用户呼吸***膨胀前，没有足够的时间将储存的呼出潮气量排入大气。当压力恢复时，不可接受的比例的呼出潮气量会重新进入用户气道和呼吸***。能够理解的是，在这种操作情况下，在肺部排空期间，来自压力源的可呼吸气体应含有少量或不含有呼出潮气量，就如同本发明一样。
还应当明白的是，本发明的优选实施例能够使压力源向用户气道内输送的压力水平保持在任意水平，以及当用户未用力呼吸时，也就是用户气道没有潮气量进出时，所述的第一阀装置和第二阀装置在无意外漏泄的情况下完全关闭。例如，当本发明优选实施例在呼吸循环中使用持续压力源时，这就是CPAP，于是用户气道内有效保持一个单一压力，经受随用户用力吸气和呼气产生的任何相关压力波动或变化。但是，当来自的压力源的压力与用户气道内压力相等时，进气口和出气口中不会有气流通过。但是，如果来自压力源的压力在呼吸循环中从较高压力值下降，就像双水平治疗中发生的情况那样，肺容量会弹性减少，置换的空气会被排出，而且流过本发明的出气口。当用户气道和肺内的压力与压力源的压力相等时，在用户气道内又再次形成一个新的压力，一直保持到压力源产生另一个压力。例如，如果接下来压力源将压力升高，可呼吸气体会相应地从进气口流入用户气道，因此使肺部再次膨胀，形成并保持一个新的更高的压力水平。
从前面的描述明显显示了本发明优选实施例的又一个安全性优点，如果压力源不能产生足够的气流以对用户提供充足的气体，它还起到无复吸阀（即，在防窒息装置中）的作用。这可能会在例如停电、电力或机械故障时出现这种情况。在这种情况下，在呼气期间，止回阀会保持关闭，均压阀的柔性膜在呼出气流作用下偏转至打开位置，气体由排气孔排入大气。吸气时，由于压力源没有提供正偏压，均压阀会保持打开。在正常运行过程中，在吸气期间，用户连接装置内的负压会足以低到不会使均压阀的柔性膜将排气孔关闭，而使空气由这些孔被吸入。可选择的，如果用力吸气时柔性膜由于排气孔附近的负压足够小而再次膨胀，可呼吸气体还可单向通过止回阀，以允许用户从压力源吸入未加压的可呼吸气体，假定压力源为风扇、叶轮或其他开放式装置。
本发明优选实施例还有一个优点就是，当使用加压气体源持续通气时，用户呼出的气体以低于现有技术的气流流速排入大气。由于降低了呼出气体的流速，本发明优选实施例最大限度地减少了传染性颗粒的扩散，同时降低了交叉感染的风险。
与现有技术的加压气体源持续通气相比，本发明优选实施例具有多个优点，这些优点包括：
·当源头压力降低或呼吸频率和深度增大时，减小二氧化碳复吸的风险，因此提高了治疗的安全性和效果
·使来自加压气体源的可呼吸气体的使用更有效率
·只有呼出气体潮气量被排入大气，保留了治疗性气体、湿气和药剂
·可减少呼出的传染性颗粒随呼出气体流传播
·当用于家庭护理情况时，最大限度地减少加压气体流吹向旁边的床伴
·提高加压可呼吸气体源发生电力故障或常见故障时的使用安全性，而无需增设无复吸阀。
与正压密封连接装置例如气管插管或气管切开术一同使用时，本发明优选实施例能够排出潮气量，而无需使用源头控制的呼气阀，因此降低了治疗的复杂性和依赖性，而呼出气流产生的噪音极小。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明范围的情况下，可对以上描述的呼吸阀装置的设计、结构和操作做出各种更改。

Claims (18)

1.一种将加压可呼吸气体流输送至用户气道的呼吸阀装置，所述呼吸阀装置包括：
阀体，包括接收可呼吸气体的进气口、在用户呼吸循环的吸气阶段向用户气道释放可呼吸气体并在呼气阶段接收呼出气体的出气口、连通所述进气口和出气口的可呼吸气体流路、释放所述呼出气体的排气口、以及连通所述出气口和排气口的呼出气体流路；
第一阀装置，位于所述可呼吸气体流路内，并可在来自所述进气口的加压可呼吸气体流的作用下操作，以在吸气阶段打开所述可呼吸气体流路从而允许所述可呼吸气体流流向用户，并且在呼气阶段关闭所述可呼吸气体流路；
第二阀装置，位于所述呼出气体流路内，并包括界定内腔的柔性膜，所述柔性膜呈袜子形结构，具有(i)与所述阀体圆柱形内壁形状实质上互补并将其密封的外表面和(ii)封闭端，所述柔性膜可在中性压力的作用下操作，在吸气阶段通过实质上平行于所述阀体越过且抵靠所述排气口进行延伸而封闭所述排气口使其关闭，并且在呼气阶段偏转，露出至少部分所述排气口使所述排气口打开，其中所述排气口包括位于阀体壁中的一个或多个排气孔，其中所述柔性膜控制所述排气孔的打开和关闭；
平衡通道，设置在所述第一阀装置的上游侧与所述第二阀装置的内腔之间，并可在来自所述进气口的加压可呼吸气体流的作用下操作，通过该平衡通道将部分可呼吸气体转移至所述柔性膜的内腔达到中性压力，并且在吸气阶段使所述排气口保持关闭。
2.根据权利要求1所述的呼吸阀装置，其中，所述排气口包括所述排气孔，所述排气孔由多个大体平行的槽组成，这些槽在所述呼出气体流路中绕所述阀体沿圆周方向间隔设置。
3.根据权利要求2所述的呼吸阀装置，其中，所述多个槽在长度上交错排列。
4.根据权利要求2或3所述的呼吸阀装置，其中，所述多个槽各自纵向呈锥形，其厚度在上游方向上逐渐变缩小。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，其中，所述柔性膜为柔性合成聚合薄膜，厚度小于0.1毫米。
6.根据权利要求5所述的呼吸阀装置，其中，所述合成聚合薄膜为聚乙烯，厚度小于50微米。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，其中，所述袜子形结构在形状上呈锥形，所述柔性膜的周长从其开口端向其封闭端逐渐变小。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，其中，所述袜子形结构在形状上呈锥形，所述柔性膜的周长从其开口端向其封闭端逐渐变大。
9.根据权利要求7所述的呼吸阀装置，其中，所述袜子形结构在其封闭端处或封闭端附近包括扩展的环形密封部。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，其中，所述阀体包括加湿元件，该加湿元件与所述出气口连接以从呼出气体中收集水分，将至少部分所述水分传递至可呼吸气体。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，其中，所述平衡通道由一条偏压通道界定。
12.根据权利要求11所述的呼吸阀装置，其中，所述偏压通道包括偏压管。
13.根据权利要求11所述的呼吸阀装置，其中，所述偏压通道被限于缓冲所述第二阀装置的操作。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，其中，所述阀体在所述进气口处包括旋转连接器，所述第一阀装置与所述旋转连接器连接。
15.根据权利要求14所述的呼吸阀装置，其中，所述第一阀装置为止回阀，该止回阀包括与所述旋转连接器连接的柔性瓣。
16.根据权利要求15所述的呼吸阀装置，其中，所述旋转连接器包括中心柱，所述柔性瓣安装于该中心柱上。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的呼吸阀装置，还包括与所述阀体连接的用户连接装置。
18.根据权利要求17所述的呼吸阀装置，其中，所述用户连接装置与所述阀体为一体。
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