CN103853064B - 流体电子控制***和麻醉机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体电子控制***和采用该控制***的麻醉机。该流体电子控制***包括驱动阀和电控阀***。该驱动阀包括活塞、流体入口、第一流体出口和第二流体出口。活塞包括相互隔离的第一通道和第二通道，该活塞可在驱动流体的驱动下在第一位置和第二位置之间切换。流体入口用于引入待传输流体，当活塞切换到第一位置时，所述流体入口与第一通道相连通，当活塞切换到第二位置时，所述流体入口与第二通道相连通。第一流体出口与第一通道连通。第二流体出口与第二通道连通。该电控阀***控制驱动流体流向驱动阀从而驱动活塞在第一位置和第二位置之间切换。本发明的麻醉机兼容性较好。

Description

流体电子控制***和麻醉机

技术领域

本发明涉及一种控制麻醉传输***中流体的电子控制***，尤其是控制流体在主呼吸***和辅助呼吸***之间切换传输的流体电子控制***，以及具有该流体电子控制***和辅助共同气体出口的麻醉机。

背景技术

麻醉机必须准确可靠地控制患者的通气量。现有麻醉气体输送***中，根据***内部件的设计特点可以区分为成人用麻醉机和小儿用麻醉机，以更好的为不同人群实施麻醉手术。但如此一来会增加医院的设备采购成本，况且专用于某种人群的麻醉机在使用频率上会较低，而不同种麻醉机大部分的结构是相同的，比如麻醉气体混合部分。可见，现有技术中的麻醉机的兼容性有待提高。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是麻醉机的兼容性有待提高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种流体电子控制***，其包括驱动阀和电控阀***。该驱动阀包括活塞、流体入口、第一流体出口和第二流体出口。活塞包括相互隔离的第一通道和第二通道，该活塞可在驱动流体的驱动下在第一位置和第二位置之间切换。流体入口用于引入待传输流体，当活塞切换到第一位置时，所述流体入口与第一通道相连通，当活塞切换到第二位置时，所述流体入口与第二通道相连通。第一流体出口与第一通道连通。第二流体出口与第二通道连通。该电控阀***控制驱动流体流向驱动阀从而驱动活塞在第一位置和第二位置之间切换。

本发明还提供一种采用上述流体电子控制***的麻醉机。该麻醉机包括麻醉气体混合***、流体电子控制***、主呼吸***和辅助共同气体出口。麻醉气体混合***输出混合气体，流体电子控制***控制混合气体择一的流向所述主呼吸***或者辅助共同气体出口。

本发明的麻醉机通过流体电子控制***将麻醉气体混合***形成的混合气体以电控方式择一的引导至主呼吸***或辅助共同气体出口，由此为麻醉机提供更多的连接方式，能兼容更多的外接呼吸***，提高其实用兼容性。另外，电控式的流体控制***可获得较高的流体流量，提升***的可用范围。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的麻醉传输***100的气体电子控制***的示意图，该电子控制***用于控制氧气、笑气、空气；

图2是本发明另一种实施方式的麻醉传输***200的气体电子控制***的示意图；

图3是本发明一种实施方式的麻醉机的立体示意图；

图4是图3所示麻醉机的局部放大示意图；

图5是本发明一种麻醉机的***框图；

图6是本发明一种实施方式的麻醉机的示意图；

图7是本发明一种实施方式的麻醉机的局部放大示意图；

图8是本发明一种实施方式的麻醉机的控制面板的示意图；

图9A是本发明一种麻醉机所采用的ACGO阀***处于第一状态的示意图；

图9B是图9A所示ACGO阀***切换到第二状态的示意图；

图10是本发明一种实施方式的麻醉***中用于ACGO阀的驱动阀的立体结构示意图；

图11A是本发明一种驱动阀处于第一位置时的剖面结构示意图；

图11B是图11A所示驱动阀处于第二位置时的剖面结构示意图；

图12是本发明另一种实施方式的用于ACGO控制的阀***的原理示意图；

图13A是本发明另一种实施方式的用于ACGO控制的阀***处于第一状态(状态1)的结构示意图；

图13B是图13A所示的用于ACGO控制的阀***处于第二状态(状态2)的结构示意图；

图14是本发明一种实施方式的阀***内驱动阀***的立体结构示意图；

图15A是本发明另外一种实施方式的ACGO阀***处于第一状态(状态1)的原理示意图，其中阀***包括一种形式的四通阀；

图15B是图15A所示ACGO阀***处于第二状态(状态2)的原理示意图；

图16A是本发明另外一种实施方式的ACGO阀***处于第一状态(状态1)的原理示意图，其中阀***包括另一种形式的四通阀；

图16B是图16A所示ACGO阀***处于第二状态(状态2)的原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在各种实施方式中，医生可以在现代麻醉剂输送***中以电子和/或机械式地控制流体(气体和/或液体)的流量，如氧气、笑气、和空气的流量。一个或多个控制旋钮可配置为通过电子或机械的方式控制一种或多种气体的流量。麻醉传输***可以利用手动控制为主要控制***来控制一种或多种气体和/或麻醉剂的流量。另外，手动控制也可以作为电子控制***的备用。

混合气体，包括一种或多种气体和/或麻醉剂，通过主呼吸***输送给病人。主呼吸***可包括任何类型的呼吸***，如非再吸入式呼吸器，密闭式循环呼吸器，和半封闭式循环呼吸器。该混合气体还可以额外地通过一个辅助呼吸***输送到病人。例如，一个麻醉剂输送***可包括一个辅助共同气体出口。混合气体能被导入到辅助共同气体出口，通过这个出口输入到一个辅助呼吸机或其他气体***。

在有些具体实施方式中，混合气体可以被选择性地导入到主呼吸***或辅助共同气体出口。在一个实施方式中，混合气体的导入是通过使用手动操作的气动调节或开关实现的。例如，从主呼吸***到辅助呼吸***的切换可使用手动操作的气动换向阀来实现。

在有的实施方式中，一个电子控制的辅助共同气体出口阀(ACGO阀)可被配置为选择性地将混合气体导入主呼吸***或ACGO。这个转换过程可以通过电子开关，按钮，拨盘，滑块，触摸屏，或其他电子输入装置控制。该ACGO阀可被配置为一种或多种气体和/或***，***可提供相对高的流量，提供麻醉机的使用兼容性。

此外，与机械驱动开关仍保持在上一次操作设定的状态不同，电控的ACGO阀可被配置为恢复到一种下次最可能使用的状态。此外，在一种实施中，基于检测到的ACGO具有与外部辅助呼吸设备产生气体连接(例如，气管)或电子连接的检测信号，该ACGO阀可被配置为自动地将气流从主呼吸***切换到ACGO。

如后所详细描述的，换向阀可以选择性地将混合气体气流导入主呼吸***和ACGO。而通过驱动气体对换向阀的驱动，可以使换向阀在两种状态之间切换。驱动气体可由一个或多个锁定选择阀控制。在不同的实施中，锁定选择阀是双稳态的。在一些实施方式中，一个或多个锁定选择阀可以取代各种阀门，包括非双稳态阀门。换向阀可被配置为气体驱动的双稳态转向阀。

另外，换向阀可被配置为在默认状态下将一种混合气体导入到主呼吸***，除非它被一个驱动气体驱动改变状态而将混合气体切换导入到ACGO。例如，换向阀可由弹簧提供偏置预压，在默认状态下该换向阀形成的通道可以将混合气体导入到主呼吸***。换向阀包括阀体和被配置于在阀体内往复移动的活塞。阀体包括一个待传输气体(混合气体)的进气口和两个出气口。当转移到第一位置时,活塞可将气体导入主呼吸***出口，当转移到第二位置时，则导入到ACGO。

在一种实施方式中，阀体包括一个弹性元件，如弹簧，在活塞的一端使活塞默认处于第一位置。阀体包括驱动气体进气口使驱动气体可以选择性地驱动活塞到第二位置。在一些实施中，阀体包括一个第二驱动气体入口。在这样一个实施方式中，可以通过选择性地施加驱动气体于第一驱动气体进气口和第二驱动气体进气口(或称第一驱动气体入口和第二驱动气体入口)，使活塞在第一位置和第二位置之间转换。

在一个实施例中，一个电控开关或电控阀***可包括一个换向阀，以便选择性地使混合气体导入主呼吸***或ACGO。电控阀***可包括被驱动气体驱动的活塞,该活塞在两个位置间平移。基于一个由三通换向阀控制的多个换向阀构成的网络，驱动气体可被选择性地导入活塞的两端。该三通换向阀可以是锁定双稳态选择阀。

换向阀还可以包括一个或多个压力安全阀和/或位置检测开关。换向阀还可包括保护装置和/或覆盖各种不同装置，如用保护式开关保护位置检测开关。虽然在这里举出的不同例子中，流体被描述为一种气体，如氧气，笑气，和/或空气。但是，各种液体和/或气体可应用于这里描述的***和方法或者经过适应性修改的***和方法。

一旦包含麻醉气体或麻醉剂的混合气体流经电控或手动流量控制部件，便会继续向前最终流向出口。通过一个辅助共同气体出口阀(Auxiliary CommonGas Outlet valve，ACGO阀)可以将混合气体导向至一个主呼吸***或者导向至ACGO。该ACGO阀可作为手动操作气动控制开关的替换或者补充。本发明的ACGO阀，可以适用于高流量麻醉***，并提供较好的生物兼容性，可在富氧环境下使用，可输送具有潜在腐蚀性的麻醉剂。为简便描述起见，在后文中统一使用了ACGO阀的说法，该名称可以等同替换为共同气体出口控制阀、共同气体出口阀等能代表其功能本意的名称。

主呼吸***可以是各种形式的呼吸***，包括但不限于非循环式呼吸***(非再生式呼吸***)、闭环再生式呼吸***、半闭环再生式呼吸***。用户可以通过ACGO阀选择性的将混合气体通过连接到ACGO的辅助呼吸***传输到病人。选择的方式可通过电子案件、开关、转盘、滑块、触摸屏等实现。

另外，考虑到麻醉***中的机械致动开关会保持上次使用的最终状态，电控式的ACGO阀可配置为自动恢复到下次最可能被使用的状态。比如，ACGO阀在***重启、恢复供电、每次开始使用时或根据检测到的ACGO与外部辅助***的气体/电气连情况，自动将气流从主呼吸***转移到ACGO，反之亦然。

在某些实施方式中，ACGO阀包括驱动阀。驱动阀在输入驱动气体/驱动流体的驱动下控制混合气体流向呼吸***或者ACGO。所述驱动气体受控于一个或者多个电控的锁定选择阀或称换向阀。所述锁定选择阀可以是双稳态的阀。在某些实施方式中，锁定选择阀也可以由其他各种可以实现类似两种以上选择状态的阀门构成，双稳也并不是必须的。

在某些实施方式中，驱动阀可在默认状态下将混合气体导向主呼吸***，可通过弹性元件的偏置来实现这一目的，比如弹簧或者拉伸板。通过将驱动气体引向驱动阀，混合气体可以转而流向ACGO。驱动阀可包括阀体和活塞，其中活塞可在阀体中往复运动。阀体包括一个混合气体入口和两个混合气体出口，其中混合气体入口用于引入混合气体，混合气体可以是前端麻醉气体混合***输送来的新鲜空气或者快速充氧模块传递来的气体。其中一个混合气体出口用于将混合气体引流至主呼吸***，另一个混合气体出口用于将混合气体引流至ACGO。当活塞处于第一位置时，混合气体被引流至主呼吸***，而当活塞运动到第二位置时，则混合气体被引流至ACGO。在默认状态下，活塞可以处于两个位置中的任意一个，即***状态处于默认的将混合气体引流至主呼吸***或ACGO其中之一。可以根据不同的需求选择设置默认情况下的***状态。

在一个实施方式中，阀体还包括一个弹性元件，该弹性元件设置在活塞的一端，用于控制活塞在默认状态下处于第一位置。阀体还包括一个驱动气体入口，用于引入驱动气体将活塞驱动到第二位置。在某些实施方式中，阀体可以包括两个驱动气体入口，而驱动气体从不同的驱动气体入口引入可实现驱动活塞到达第一位置或第二位置。在一个实施方式中，驱动气体可基于由一个三通选择阀控制的驱动阀网络选择性的被引导至活塞的相对两端的其中一端。该三通选择阀可以是一种自锁、双稳态的选择阀。

驱动阀可以包括一个或以上的压力阀或者/和位置检测开关。驱动阀还可以进一步包括各种形式的护套用于保护阀的各种组成元件，比如开关护套用于保护位置检测开关。

在各种实施方式中，控制器或者控制***可以由硬件、软件、固件等各种形式或者组合实现，比如通过FPGA实现。控制器或控制***中分别用于控制各个子***的模块可以相互独立，也可以相互分离单独设置，或者部分整合。通过硬件控制相比通过软件控制可能会使得整个***更为可靠，或者将控制***的子模块分散设置也可以减少相互间的干扰而提高可靠性。控制器或者控制***可以通过通用计算机、专用计算机、配套的存储器、网络等等组成，存储器可以采用各种合适的存数媒质，包括此处不再详细介绍。

本发明实施例均以气体控制***，即麻醉机中麻醉传输***为例对本发明的构思进行阐述，但本领域一般技术人员应该了解，本发明的基本构思和方法以及适应性的变形方法可用于任何流体控制***。其中所举例中使用的氧气、一氧化二氮(笑气)和空气也是为阐述本发明所举的具体例子，可轻易替换成其他适用或所需的气体或流体。

以下结合附图对本发明的各种实施方式进行描述，其中不同实施方式中类似元件采用了先关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本发明能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本发明相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本发明的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

图1是本发明一种实施方式的麻醉传输***100的气体电子控制***的示意图，该电子控制***用于控制氧气、笑气、空气。该麻醉传输***100还包括手动的备用的气体控制***，备用的气体控制***是机械式控制***，用于在***掉电时维持麻醉机的正常运行。如图所示，第一旋钮101可用于控制第一气体141的流量；第二旋钮102可用于控制第二气体142的流量；第三旋钮103可用于控制第三气体143的流量。如图所示，第一气体141、第二气体142、第三气体143可以分别为氧气、笑气、空气。

在电控模式下，比如正常通电使用麻醉机的情况下，医生选择或者机器默认使用电控模式，此时***中的控制器105正常运行。通过控制器105可实施各种功能，与气体电子控制***的配合进行气体流量控制，接收用户从各种***设备输入的信号，以及输出显示信号到显示装置，显示信号主要是病人监测数据，可供医生(用户)或者病人查看情况。气体的电子控制***可以通过硬件、固件或者软件以及其组合来实现，还可以与麻醉传输***100中的其他控制部件相分离设置。

在电控模式下，麻醉传输***还可以利用一个触摸平板106接收用户(医生、病人等)的信号输入。麻醉传输***100也可以在电控模式下使用一个装配了触摸屏108的显示器107来显示信息和接收信号输入。***可允许用户控制输入到病人的麻醉气体总量。

在电控模式下，通过旋钮101、102、103输入的调节信号被配套的编码器111、112、113分别电子编码后输出到控制器105。控制器105将接收到的经编码的调节信号分别对应输出给电子比例阀171、172、173，从而相应控制与其对应的第一气体141、第二气体142、第三气体143。

在电控模式下，常闭阀161、162、163均开启，从而第一气体141、第二气体142、第三气体143可以分别通过与其对应的常闭阀流向对应的电子比例阀171、172、173。而此时常开阀151、152、153均关闭，以防止第一气体141、第二气体142、第三气体143通过机械针阀131、132、133流出。离合器121、122、123分别使旋钮101、102、103与对应的针阀131、132、133脱离，从而防止用户对旋钮的调节操作传递到针阀。即通过上述的***结构，保证在***处于电控模式下时只有电子控制那一条线路是信号畅通的。第一气体141、第二气体142、第三气体143通过开启的常闭开关161、162、163流经电子比例阀171、172、173，其流量分别由旋钮101、102、103输出的调节信号控制。

一旦***供电停止或者发生故障，或者用户选择用手动模式操作麻醉传输***，仍然通过旋钮101、102、103操作可以控制第一气体141、第二气体142、第三气体143的流量，但是***内的控制方式切换为机械式控制。在手动控制模式下，控制器105、触摸平板106、显示器107、触摸屏108、编码器111、112、113或不可用。

在配备有备用的机械式气体控制***的麻醉机中，无论***正常供电或者发生供电故障，都可以通过旋钮101、102、103持续不间断的对气体流量进行调节，以保证整个***的正常运作。其中旋钮设计为可选择性的控制电子比例阀或者针阀，当然也可以为其分别配置一套旋钮分开控制。下面介绍一下手动控制模式下流量控制的过程。手动控制模式下，常闭阀161、162、163保持关闭，而常开阀151、152、153保持开启，从而使得第一气体141、第二气体142、第三气体143流向机械控制式的针阀131、132、133。离合器121、122、123使得旋钮101、102、103分别与其对应的针阀131、132、133衔接，从而将通过旋钮操作输出的调节信号传递到针阀，直接控制针阀以控制流经针阀的气体。

无论麻醉传输***处于电控模式或者手动控制模式，第一气体141、第二气体142、第三气体143可分别由对应的流量计181、182、183进行流量测量。止回阀195、196、197分别用于防止三路气体的回流。在三路气体交汇处，通过一个总流量计198来测量三路气体混合后形成的混合气体的流量。麻醉传输***100中还可以包括蒸发器199，用于将麻醉剂蒸发成气体后混入前述的混合气体中，一并输送给病人。图中所示蒸发器199中的气体在总流量计198后混入混合气体中，这里由氧气与平衡气体混合而成的混合气体也可以称为新鲜气体，在此基础上加入麻醉剂蒸汽形成气体混合物，后面为方便描述，没有对此进行严格区分，混合气体即可代表不含来自麻醉蒸发器的麻醉剂蒸汽的混合气体，也可以代表含有来自麻醉蒸发器的麻醉剂蒸汽的混合气体。

混合气体(包括三路气体和蒸发后的麻醉剂)随后流入ACGO阀185。在某些实施方式中，ACGO阀185可以是手工致动的阀选择器，用于将混合气体在主呼吸***186和ACGO187之间切换流通。ACGO可用于与辅助呼吸***连接。在其他实施方式中，ACGO阀185可以是电控的阀开关，比如通过驱动气体控制的的驱动阀，这将在之后的实施例中具体描述。在另外的实施方式中，电控式的ACGO阀可以受控于控制器105、触摸平板106、显示器107或者触摸屏108。

比如，用户通过触摸平板106或者触摸屏108，或者其他***输入设备选择/控制混合气体流向主呼吸***186。则用户输出的操作对应的电子信号驱动或者触发一个选择阀门，比如一个双稳态的选择阀，从而引导驱动气体推动驱动阀改变其内部的活塞的位置。驱动阀受到驱动则将混合气体引导至其中一个出口，即连通主呼吸***186的那个出口。类似的，若果选择混合气体流向辅助呼吸设备，则通过各种输入设备输出相应的控制电信号，使得驱动阀内部的活塞运动到使混合气体流向ACGO。以下会进一步介绍实现上述功能的各种阀门、开关及组合结构的具体实施方式。

图2是本发明另一种实施方式的麻醉传输***200的气体电子控制***的示意图。该麻醉传输***200的电子控制***用于控制氧气241、笑气242、空气243。该麻醉传输***200包括步进电机251、252、253，用于与针阀231、232、233配合实现类似电子比例阀的功能。无论麻醉传输***200是处于电控模式还是手动控制模式，旋钮201、202、203均分别用于控制氧气241、笑气242、空气243的流量。当用户想要调节任意一路气体的流量或者总流量时，只要旋转相应的旋钮即可。

在电控模式下，麻醉传输***200通过控制器205来实现气体的流量控制。通过控制器205可实施各种功能，与气体电子控制***的配合进行气体流量控制，接收用户从各种***设备输入的信号，以及输出显示信号到显示装置，显示信号主要是病人监测数据，可供医生(用户)或者病人查看情况。麻醉传输***200还可以利用一个触摸平板206接收用户(医生、病人等)的信号输入。麻醉传输***200也可以在电控模式下使用显示器207和/或触摸屏208来显示信息和接收信号输入。***可允许用户控制输入到病人的麻醉总量气体的电子控制***可以通过硬件、固件或者软件以及其组合来实现，还可以与麻醉传输***200中的其他控制部件相分离设置。

在电控模式下，通过旋钮201、202、203输入的流量调节信号被配套的编码器211、212、213分别电子编码后输出到控制器205。控制器205将接收到的经编码的调节信号分别输出给一个或以上的步进电机251、252、253。步进电机251、252、253调整针阀231、232、233从而相应控制氧气241、笑气242、空气243的流量。

在电控模式下，举例来说，当用户手动调节旋钮201时，输出的流量调节信号被编码器211进行电子编码。随后，控制器205根据接收到的电子编码后的调节信号输出相应的控制信号到步进电机251，从而驱动步进电机251按照流量调节信号调节针阀231，进而调节通过该针阀的氧气241的流量。离合器221、222、223在电控模式下将旋钮201、202、203脱离对应的针阀231、232、233，以防止旋钮的调节操作直接传递到各自对应的针阀引起操作混乱。

在手动控制模式下，或者***供电停止或发生故障，控制器205、触摸平板206、显示器207、触摸屏208或编码器211、212、213或者/和步进电机251、252、253等电子部件都不可用或产生发生故障。此时旋钮201、202、203仍可不间断的用于氧气241、笑气242、空气243的流量调节，即其仍然可响应于用户操作对气体流量进行调节，只是此时的调节是通过***内部的机械调节结构完成的。具体的，此时***切换到手动控制模式下，离合器221、222、223将旋钮201、202、203分别与对应的针阀231、232、233衔接，从而用户对旋钮201、202、203的调节操作直接传递到对应的针阀231、232、233，进而控制流经针阀的对应气体的流量，比如氧气241、笑气242、空气243。

在某些实施方式中，离合器221、222、223还可以控制步进电机251、252、253脱离针阀231、232、233，比如手动控制模式下。在某些实施方式中，还可以进一步包括转向阀或其组合，用于根据***的当前工作模式将气流引导至不同的阀，比如图1中所述的配备电子流量阀和针阀的***。

无论麻醉传输***200处于电控模式或者手动控制模式，氧气241、笑气242、空气243可分别由对应的流量计281、282、283进行流量测量。流量可通过显示器207进行电子式显示，或者通过机械式流量管进行显示。止回阀295、296、297分别用于防止三路气体的回流。在三路气体交汇处，通过一个总流量计298来测量三路气体混合后形成的混合气体的流量。麻醉传输***200中还可以包括蒸发器299，用于将麻醉剂蒸发成气体后混入前述的混合气体中，一并输送给病人。

如前所述，输出的混合气体(包括三路气体形成的混合气体和蒸发后的麻醉剂)随后流入ACGO阀285。ACGO阀285可以是电控的阀开关，比如通过驱动气体控制的的驱动阀。电控式的ACGO阀285可受控于控制器205、触摸平板206、显示器207或者触摸屏208。

比如，用户通过触摸平板206或者触摸屏208，或者其他***输入设备选择/控制混合气体流向ACGO287。则用户输出的操作对应的电子信号驱动或者触发一个选择阀门，比如一个双稳态的选择阀，从而引导驱动气体推动驱动阀改变其内部的活塞的位置。驱动阀受到驱动则将混合气体引导至其中一个出口，即连通ACGO287的那个出口,进而可将混合气体通过ACGO287引流至辅助呼吸设备或者其他设备。类似的，若果选择混合气体流向主呼吸***286，则通过各种输入设备输出相应的控制电信号，使得驱动阀内部的活塞运动到使混合气体流向主呼吸***286。

图3是本发明一种实施方式的麻醉机的立体示意图。该麻醉机300配置了三个流量调节选择器350，分别用于控制氧气、笑气和空气的流量。该麻醉机300还包括主呼吸***310、麻醉蒸发器330和其他麻醉传输***元件。麻醉机300可装载在推车340上，推车可带轮子345，以便于移动。电子显示器320可用于向用户直观的提供有关气体流量或者麻醉传输程序、状态的信息。电子显示器320还可以是带有触摸功能的显示器，用于可通过显麻醉机300进一步包括ACGO375和ACGO阀(或者ACGO选择阀，图未示)。在一些实施方式中，ACGO阀可以包括一个电控选择阀，比如一个通过电控驱动气体选择性的将驱动阀内部的活塞切换到不同位置的电控选择阀。ACGO阀也可以是手动操控或者气动控制选择阀。

图4是图3所示麻醉机的局部放大示意图。该麻醉机400的电子式流量选择旋钮450、451、452可在手动调节模式下作为机械式流量选择旋钮，即无论在哪种模式下，都可以通过旋钮450、451、452对气体流量进行调节。如图所示，通过一个显示器477可以将监测到的病人参数及其他相关信息呈现给医生。显示器477还可以是带有触摸屏的显示器，医生通过显示器477可以控制麻醉机400的运行。在具体的实施例中，流量选择旋钮450可用于控制氧气的流量，而流量选择旋钮451可用于控制笑气的流量，流量选择旋钮452可用于控制空气的流量，用户通过旋转这些旋钮控制气体达到想要的流量。

流量显示单元460可用于直观的显示被调节气体的当前流量。流量显示单元460可以是电子式的，比如在显示屏上模拟的流量管；或者也可以是机械式的流量管；或者***中同时设置两种形式的流量显示单元；也或者是该流量显示单元460在不同操作模式下分别切换到对应的显示方式，比如在电控模式下流量显示单元通过电子显示方式显示流量，而在手动控制模式下以机械式刻度变化显示被调节气体的流量，以便在电控模式下和手动控制模式下都能正常显示气体流量。如图中所示，每一种流量选择旋钮450、451、452分别对应有一个流量管，从而可单独显示每种气体的流量。

虽然图中显示了带有三个流量选择旋钮450、451、452的麻醉机400，但是可以理解，更多或者更少数量的旋钮都是可以根据需要而设定的，并不代表本发明仅限于设置三个流量选择旋钮。所调节的对象也不限于三种气体，可以更多或者更少，还可以控制气体以外的其他流体。虽然图中显示了一个旋钮对应调节一种气体的流量，但是在某些实施方式中，也可以通过一个以上的旋钮对某种气体进行流量调节，或者通过内部机械结构的复用/切换设计，一个旋钮可以用于调节多种气体的流量。

本发明的气流控制***，或称气体流量控制***、流体控制***、流体流量控制***、流量控制***，可应用于各种需要气流控制的机器、设备中，并不局限应用于麻醉机。

虽然麻醉机中各种气体的流量可以通过旋钮450、451、452手动操作控制的，但各种气体混合后形成的混合气体可以借由电子控制方式被引导到主呼吸***或则ACGO475。在一些是实施方式中，用户可以利用电子开关、按键、滑块、触摸屏、触摸平板等电子输入设备控制混合气体(含蒸发后的麻醉剂)流向主呼吸***或者ACGO。

图5是本发明一种麻醉机的***框图。该麻醉机500包括三个电子流量控制阀511、512、513，分别用于控制进入到麻醉机中的氧气(O2)521的流量、笑气(N2O)522的流量、空气(AIR)523的流量。该麻醉机500(或称麻醉传输***500)还包括三个备用的机械式流量控制阀501、502、503，其也可以用于控制进入到麻醉机中的氧气(O2)521的流量、笑气(N2O)的流量、空气(AIR)的流量。当麻醉机500处于正常通电运行状态时，比如外接交流电源560或者电池组561可以正常供电给麻醉机500的各个工作模块时，麻醉机500可通过受控于外部的电子流量选择器的电子流量控制阀511、512、513来控制气体的流量。从交流电源560或者电池组561输入的电力通过电源板579、主板575做必要的转换或逆变后输出到气体流量板550。气体流量板550包括各种控制/监控麻醉机500气体流量的电子/机械元件。

麻醉机500的气体流量板550可以包括FPGA单元、CPU单元、微处理器单元、逻辑电路、驱动电路、数模转换单元、模数转换单元、电机驱动器、电源开关、输入设备、光学传感器、可视化指示器、显示器、螺线管、步进电机、触摸平板、外设组件等各种功能元件/模块/单元，气体流量板550也可以只包含与上述各种元件/模块/单元的接口，而这些元件/模块/单元分散设置或集中设置在麻醉机550内部/外部。此外，气体流量板550可包括或者连接至各种电机位置开关、LED、针阀开关、气源、和/或其他选择输入装置。医生或用户可通过提供用于控制一个或多个气体流量的操作输入来与麻醉机进行交互。举例来说，医生或用户可通过电子流量选择器输入对流量进行控制的操作。电子流量选择器可包括机械旋钮和旋转编码器。

当麻醉传输***或麻醉机500处于上电状态，用户可在电控模式下使用/操作该***，或可以根据需要主动选择手动模式进行操作。当麻醉传输***处于掉电状态，该麻醉传输***可在手动模式下使用。在电控模式中，进入***的三种气体，包括氧气521、笑气522以及空气523可流经电子流量控制阀511、512、513和/或氧气比率控制器(ORC)525和/或止回阀530(check valves)和流量传感器。在手动模式中，氧气521、一氧化二氮522以及空气523可流经备用的机械式流量控制阀501、502和503、氧气比率控制器525、和/或背压阀527(backpressure valve)。

在各种实施例中，用户可以由零流量开始逐渐向总流量中增加气体并同时观察每种气体对于总流量的影响，从而最终达到氧气521、笑气522和空气523的目标比率。在其他变形实施例中，用户从具有***默认的“基态”流量的氧气521开始调整三路气体中的每一个来达到想要的流量，以此获得氧气521、笑气522和空气523的目标比率。氧气比率控制器525可保证临床上安全的氧气与笑气的比率。止回阀530可防止由潜在的高压顺流所引起的***内各路气体回流。

用户可选择供应给患者的氧气和空气混合气体的流量(空气作为平衡气体)。用户还可选择代替空气供应给患者的笑气的流量(此时笑气作为平衡气体)。在某些实施例中，空气与笑气可同时作为平衡气体输入到***中。手动模式下，不管用户作何选择，符合安全要求的氧气总量可由氧气比率控制器525保证自动供应给患者。电控模式下可通过控制电路来确保操作的安全性。

在任一种流量控制模式中，在经过止回阀530后，三种气体的气流可合并成为可由总流量计测量的单一气流，并流经总流量计537。麻醉蒸发器540可将液态的麻醉剂汽化成气体。可使用三通阀535(three-way selector valve)来选择与当前***采用模式对应的气流路径与总流量计537连通，例如从备用机械式流量控制阀501、502、503和电子流量控制阀511、512、513两组中之一引导气流流过。可选的，三通阀可替换成一个或多个常开和/或常闭阀的组合。其他形式的转向阀***可用于替代三通阀535和/或常开和/或常闭阀。

三路气体混合而成的混合气体以及注入到气路中的麻醉蒸汽可以经ACGO阀585的引导而流向主呼吸***586或者ACGO587。ACGO阀585可以包括一个驱动阀，驱动阀根据受控于电控选择阀模块588的驱动气体而对混合气体的流向进行切换。电控选择阀模块588可以包括一个及以上的电控选择阀，其受控于来自CPU的电信号或者气体流量板550的其他电信号或驱动电路。

在一些是实施方式中，ACGO阀585包括一个气体驱动的驱动阀，比如一个导向往复阀。驱动阀可以受驱动而将混合气体引导或切换到主呼吸***586或者ACGO587。至于是引导至主呼吸***586还是ACGO587，则由受控于电控选择阀模块588的驱动气体决定。在某些实施方式中，驱动阀可在默认状态下将混合气体导向主呼吸***586，可通过弹性元件的偏置来实现这一目的。而通过将驱动气体经电控选择阀模块588引向驱动阀，混合气体可以转而流向ACGO587。

驱动阀可包括阀体和活塞，其中活塞可在阀体中往复运动。阀体包括一个混合气体入口和两个混合气体出口，其中混合气体入口用于引入混合气体，混合气体可以是前端麻醉气体混合***输送来的新鲜空气或者快速充氧模块传递来的气体。其中一个混合气体出口用于将混合气体引流至主呼吸***586，另一个混合气体出口用于将混合气体引流至ACGO587。当活塞处于第一位置时，混合气体被引流至主呼吸***586，而当活塞运动到第二位置时，则混合气体被引流至ACGO587。在默认状态下，活塞可以处于两个位置中的任意一个，即***状态处于默认的将混合气体引流至主呼吸***586或ACGO587其中之一。可以根据不同的需求选择设置默认情况下的***状态。在一个实施方式中，阀体还包括一个弹性元件，该弹性元件设置在活塞的一端，用于控制活塞在默认状态下处于第一位置。阀体还包括一个驱动气体入口，用于引入驱动气体将活塞驱动到第二位置。在某些实施方式中，阀体可以包括两个驱动气体入口，而驱动气体从不同的驱动气体入口引入可实现驱动活塞到达第一位置或第二位置。在一个实施方式中，驱动气体可基于由一个三通选择阀控制的驱动阀网络选择性的被引导至活塞的相对两端的其中一端。该三通选择阀可以是一种自锁、双稳态的选择阀。

驱动阀可以包括一个或以上的压力安全阀或者/和位置检测开关。驱动阀还可以进一步包括各种形式的护套用于保护阀的各种组成元件，比如开关护套用于保护位置检测开关。

在电控模式下，与备用机械式流量控制阀(实施例中为针阀)501、502和503关联的流量控制选择器可被停用或者缩回到***内部。根据***是否掉电或者用户是否选择了相应操作，***自动或根据指令进入手动模式，则此时与机械式流量控制阀501、502和503关联的流量控制选择器可被激活、弹出、解锁等而可用。列在元件说明部分590的麻醉机500的一些元件未在说明书中详述。此外，各种可用于麻醉传输***、气体传输***、液体传输***、和/或其他相关***的组件、测试设备、监控设备、和/或控制设备，可根据需要加入、补充和/或代替所示***内的组件。

图6是本发明一种实施方式的麻醉机的示意图。该麻醉机699包括两个电子流量选择器651和三个机械式流量选择器660，用于在不同操作模式下控制三路气体的流量。该麻醉机699还包括主呼吸***610、ACGO675、麻醉蒸发器630、带轮子645的推车640和显示器620。推车640和/或轮子645可使得麻醉机699的移动更为便利。显示器620可向操作者提供关于流量和/或麻醉传输过程的信息。此外，显示器620还可包括触摸显示屏，可供用户通过屏幕输入控制信息。

在电控模式下，三个机械式流量选择器660可被停用或者缩回到麻醉机699的内部。根据***是否掉电或者用户是否选择了相应操作，***进入手动模式，则机械式流量控制选择器660可被激活、弹出、解锁等而可用。

经电子流量选择器651或备用机械式流量选择器660调节的混合气体，通过电控的ACGO阀后依据该ACGO阀的受控状态而决定被送往麻醉机699的主呼吸***610或者ACGO675。如前所述，ACGO阀可以利用电控驱动气体推动驱动阀内的活塞而切换混合气体的流向。

图7是本发明一种实施方式的麻醉机的局部放大示意图。该麻醉机700与图6所示麻醉机699相似，包括两个电子流量选择器715、717，分别用于控制氧气和平衡气体的流量。具体的，当***选择笑气作为平衡气体，两个电子流量选择器715、717分别用于控制氧气和笑气的流量；当***选择空气作为平衡气体，两个电子流量选择器715、717分别用于控制氧气和空气的流量。麻醉机700的显示面板730可用于显示病人的监测信息、气体流量、麻醉过程相关的其他信息等。各种屏幕操控按钮740可实现用户信息输入，用于改变显示面板730的显示格式、状态等，或者用于控制麻醉机的运行。

如图7所示，当选择开关710选中“O2+N2O”时，表明当前***内所选的平衡气体为笑气，则通过电子流量选择器715、717可分别调节氧气和笑气的流量。当选择开关710选中“O2+Air”时，表明当前***内所选的平衡气体为空气，则通过电子流量选择器715、717可分别调节氧气和空气的流量。根据选择开关710的所选位置，与之相应匹配的流量监控/监测单元、气体比率检测器件可配套的运作起来。比如当选择开关710选中“O2+N2O”时，氧气流量指示器725和笑气流量指示器727分别启动用于显示氧气和笑气的流量、而总流量指示器720则显示氧气和笑气混合后的总流量。

虽然图示的实施例展示了两个电子流量选择器715和717，但可使用任意数目与气体关联的流量选择器。例如，可配置流量控制***使其具有1、2、3、4……或N种气体或液体的电子和备用手动流量控制。在某些实施例中，可配置一个以上的流量选择器(如，旋钮、拨动开关、拨号盘、滑块、开关)控制同一气体的流量。可使用更多的选择开关710和/或类似的多选位选择开关来选择可被流量控制选择旋钮控制的任意数目及组合的气体。流量选择器可包括和/或使用任何模拟或数字选择机构以用于选择流量，包括但不限于图中所示的旋钮。

在各种实施方式中，可通过一个ACGO选择器750来选择将混合气体经ACGO流向辅助呼吸设备。当然也可以通过屏幕操控按钮740、显示面板730等来实现此种功能的选择/控制。一旦ACGO选择器750被按下或被选中，电控选择阀模块588中的阀受控而将驱动气体传递到驱动阀的相应位置，从而驱动阀运动到第二位置，进而将流经ACGO阀的混合气体引导至ACGO。

图8是本发明一种实施方式的麻醉机的控制面板的示意图。该控制面板800包括ACGO875和ACGO选择器850。ACGO选择器850可以是电子选择器，也可以是机械选择器(人工致动)。通过各种选择形成的混合气体可在驱动阀的选择下流向主呼吸***或者ACGO其中之一。类似的，驱动阀也可以是气动阀，受控于流经电控选择阀模块的驱动气体。

仍然如图8所示，麻醉机还可以包括三个机械式流量选择器881、882、883，用于分别独立的控制三路气体的流量。在一些实施方式中，当麻醉机正常供电运行且用户没有特意选择手动模式时，麻醉机工作于电控模式下。在电控模式下，用户可通过两个电子流量选择器815、817来控制/调节氧气和平衡气体的流量。与图7所示实施方式类似，平衡气体是可以通过选择开关来选择的，这里可为笑气或者空气。电子显示面板830可用于显示与病人相关的监测信息或者流量监测相关的信息。各种屏幕操控按钮840如前述屏幕操控按钮740类似可用。

当麻醉机断电或者发生电源故障或者用户特意选择手动模式时，麻醉机工作于手动模式下。在手动模式下，麻醉机中传输的各路气体的流量和总流量可通过手动面板855开控制。此时，电子显示器830、屏幕操控按钮840、电子流量选择器815和817以及其他电子元器件/模块/单元不可用，或者在正常供电下自行选择手动模式时，这些电子部件的其中一部分或者全部可以被取消或者停用。

手动面板855可以包括一个总流量指示器890、一个手动模式选择器885和一个及以上的机械式流量选择器，如机械式流量选择器881、882、883。手动模式选择器885可以是一个加载弹簧的柱塞。机械式流量选择器881、882、883可以设计为只在手动模式下才弹出，在电控模式下隐藏起来。

图9A是本发明一种麻醉机所采用的ACGO阀***处于第一状态的示意图。该ACGO阀***900包括一个驱动阀910，如图所示，该驱动阀910在第一驱动气体950的驱动下到达第一状态，使得混合气体905流向主呼吸***915。请一并参考图9B，是图9A所示的ACGO阀***910驱动到另一状态(即第二状态)时的示意图。该ACGO阀***910内包括一个活塞911，其可在图9A和9B中分别示出的第一状态所对应的第一位置和第二状态所对应的第二位置之间移动。为了将混合气体905转移到主呼吸***915，一个电子控制锁定的换向阀930(为了与另一个换向阀940相区分，这里可以称为第一换向阀930)可以控制第一驱动气体950流向驱动阀910上的第一驱动气体进气口。电控锁定的换向阀940(为了与前一个换向阀930相区分，可以称为第二换向阀940)可以防止第二驱动气体951流向驱动阀910上的第二驱动气体进口。因此，驱动气体950会驱动活塞911转换到第一位置，该混合气体905流经一个活塞通道传输到主呼吸***915。在各种实施方式中，第一驱动气体950和第二驱动气体951可以是相同的驱动气体，可以来自相同的气源，气流由第一锁定换向阀930和第二锁定换向阀940共同控制。这里为了描述上的方便，对不同流向的驱动气体做了名称上的区分，比如分为第一驱动气体和第二驱动气体，但实际上气体本身可以是一种，只是具体受控目的、方向等不一样，因此图9A及图9B中并未对驱动气体本身进行名称上的区分。

图9B是本发明一种麻醉机所采用的ACGO阀***处于第二状态的示意图。其中，驱动阀910被第二驱动气体951驱动到第二状态，这样混合气体905被引流至ACGO920。为了将混合气体905切换到ACGO920，电控锁定换向阀930能够防止驱动气体950流向驱动阀910上的第一驱动气体进气口。电控锁定换向阀940能允许第二驱动气体951流向驱动阀910上的第二驱动气体进气口。第二驱动气体951驱动活塞911转换到第二位置，在这个位置上混合气体905经第二活塞通道流向ACGO920。

如图所示，第一活塞通道能连接到主呼吸***，第二活塞通道可连接到ACGO。通过驱动活塞911于第一位置和第二位置之间进行切换，而使输入到ACGO阀的混合气体905可以分别连通第一活塞通道和第二活塞通道。活塞911还具有防止第一活塞通道和第二活塞通道连通的结构。因此，主呼吸***和ACGO能互相保持独立，在一个状态下混合气体只能从流向其中之一。

通过比较图9A和图9B可以看出，通过有选择地控制锁定转向阀930和锁定转向阀940的转向/切换，混合气体905可以被输送到主呼吸***915或ACGO920。锁定转向阀930和锁定转向阀940可以由电子控制接口和/或一个备份的手动接口控制，即在麻醉机的电控模式和手动模式下分别通过相应的电子操控面板或者机械手动操控面板来控制转向阀在两种状态之间切换。本发明上述实施方式的麻醉机及其采用的共同气体出口控制阀可通过换向阀以电子控制方式工作，***相应迅速，从而流经驱动阀910的混合气体可以相对具有高流速，即本发明的麻醉机通过其采用的共同气体出口控制阀可以提供相对高流速的混合气体和/或麻醉剂,并具有较好的生物兼容性，能在富氧环境中良好运转，适于传输具有潜在的腐蚀性的麻醉剂或者麻醉剂蒸汽。

请再参考图9A和图9B，驱动气体950和951可以是加压气体，如压缩氧气或压缩空气。锁定换向阀930和940可以是一种配置为保持稳定开或关状态的电控气动阀。一个电子信号(来自用户操作或者控制器)可以使每个锁定换向阀930和940切换状态。根据本发明实施例应用于麻醉机的具体情况，这里的锁定换向阀930和940应配置为在任何时候只有其中一个是打开的。

图10是本发明一种实施方式的麻醉***中用于ACGO阀的驱动阀的立体结构示意图。该驱动阀1000包括阀体1010，该阀体1010包括一个活塞容室1015。该活塞容室1015分别与混合气体入口1025、ACGO1035以及主呼吸***接口1030连通。驱动阀1000所包含的活塞1020收容于活塞容室1015，并可在活塞容室1015内往复运动。活塞1020可以包括一个与主呼吸***接口1030连通的第一阀通道1022，和一个与ACGO1035连通的第二阀通道1021。

当驱动阀1000中的活塞1020处于第一位置的时候，所述第一阀通道1022与混合气体入口1025连通，从而使得混合气体入口1025与主呼吸***接口1030连通，将混合气体从主呼吸***接口1030输出。当驱动阀1000的活塞1020处于第二位置时，所述第二阀通道1021与混合气体入口1025连通，从而使得混合气体入口1025与ACGO1035连通，将混合气体从ACGO1035输出。如此，即可通过驱动活塞容室1015内的活塞1020在第一位置和第二位置之间切换，实现将混合气体引流至主呼吸***接口1030或者ACGO1035其中之一。

所述活塞1020可在驱动气体的施压下而在活塞容室1015内产生移动。活塞容室1015的一端可与第一驱动气体入口1040连通，而相对的另一端则与第二驱动气体入口1045连通，而第一驱动气体入口1040和第二驱动气体入口1045互相隔离。驱动气体可选择性的从第一驱动气体入口1040和第二驱动气体入口1045其中之一流入活塞容室1015，从而相应的将内部的活塞1020从活塞容室1015的一端推向另一端，因此可使混合气体经过活塞容室1015内形成的当前通道流向对应的出口，即主呼吸***接口1030或者ACGO1035两者之一。

活塞1020可包括活塞杆1060，活塞杆1060设置于活塞1020的一端或者两端(图10中只有一端的活塞杆可见)。活塞杆1060可根据活塞1020在活塞容室1015内运动到第一位置或第二位置的时候触发第一位置检测开关1065或者第二位置检测开关1070，从而***通过检测开关输出的信号得到当前ACGO阀的状态。ACGO阀或者驱动阀1000还可以包括护套1075，从而对检测开关1070或者1065进行物理结构上的保护。

第一阀通道1022、第二阀通道1021、活塞容室1015和各种气体出入口，如混合气体入口1025、第一驱动气体入口1040、第二驱动气体入口1045、主呼吸***接口1030或者ACGO1035的其中之一或者部分/全部可以包括/配置压力安全阀。比如，混合气体入口1025可以连接到一个压力安全阀1050，以确保混合气体入口1025内保持一定的气压，比如保持在37.9千帕压力。另一个例子中，ACGO1035可以连接到压力安全阀1055，以确保该出口压力保持在一定压力以下，比如保持在11千帕以下。通过对压力安全阀的不同设定，可以使得该驱动阀1000中各种元件/接口处的压力维持在某个或某段压力值内/以下/以上。

图11A是本发明一种驱动阀的剖面示意图。该驱动阀1100包括混合气体入口1125、主呼吸***接口1130、ACGO1135、可移动活塞1120和活塞容室1115。图中所示的活塞1120在活塞容室1115内正处于第一位置，活塞容室1115与混合气体入口1125连通，以将混合气体引入活塞容室1115内，活塞容室1115还分别与主呼吸***接口1130、ACGO1135连通，以选择性的将上述混合气体从主呼吸***接口1130、ACGO1135其中之一输出。活塞1120包括相互分离的第一阀通道1133和第二阀通道1137，该第一阀通道1133与主呼吸***接口1130连通，而第二阀通道1137则与ACGO1135连通。

当驱动阀1100中的活塞1120处于第一位置的时候，所述第一阀通道1133与混合气体入口1125连通，从而使得混合气体入口1125与主呼吸***接口1130连通，将混合气体从主呼吸***接口1030输出。而此时混合气体入口不与第二阀通道1137连通，则混合气体无法从ACGO1135输出。

活塞1120包括环绕其上的密封圈1124，用于隔绝主呼吸***接口1130和ACGO1135这两个输出口，以及将驱动气体与这两个输出口相隔绝。驱动气体可从活塞1120的相对两端的任意一端施加压力，从而将活塞1120推向另一端，比如将活塞1120从图11A所示的第一位置推向图11B所示的第二位置。具体来说,驱动气体施加在间隙1191内的压力可使得活塞1120运动到如图11A所示的第一位置。类似的,驱动气体施加在间隙1192内的压力可使得活塞1120运动到如图11B所示的第一位置。

活塞1120可包括活塞杆1160，活塞杆1160设置于活塞1120的一端或者两端。活塞杆1160可根据活塞1120在活塞容室1115内运动到第一位置或第二位置的时候相应触发第一位置检测开关1165或者第二位置检测开关1170，从而***通过检测开关输出的信号得到当前ACGO阀的状态。ACGO阀或者驱动阀1100还可以包括护套1175，从而对检测开关1170或者1065进行物理结构上的保护。压力安全阀1150、1155或类似的阀可用于设置在***内各个接口、元件、通道等处，以限制***内各要点处的压力。

图11B是图11A所示驱动阀1100位于第二位置时的剖面示意图。此时所述第二阀通道1137与混合气体入口1125连通而连接至ACGO1135。对比图11A与图11B即可看出，通过驱动活塞容室1115内的活塞1120在第一位置和第二位置之间转换，混合气体可控的由主呼吸***接口1130或者ACGO1035输出。

图12是本发明另一种实施方式的用于ACGO控制的阀***的原理示意图。该阀***1200，或阀组件1200包括驱动阀1210。该驱动阀1210为弹簧加载的气动阀，其中弹簧1240被配置成给驱动阀1210施加偏置(压力)，这样在默认位置的驱动阀1210可以允许混合气体1205流向主呼吸***1215。电子控制换向阀1230可以选择性地允许驱动气体1250流入驱动阀1210。在图所示的第一状态，换向阀1230能防止驱动气体1250流向驱动阀1210。相应的，驱动阀内部的能来回切换的活塞可允许混合气体1205流向第一阀通道到主呼吸***1215。

相反的，当阀***处于第二状态时候，换向阀1230可以允许驱动气体1250流入驱动阀1210上的导入口。驱动气体1250的压力会导致换向阀1210内部可移动活塞移动从而压缩弹簧1240。驱动气体1250使得内部可移动活塞变换到第二位置，在此位置时混合气体1250流经第二阀通道进入ACGO1220。于是，混合气体1205会被选择性地控制为转向主呼吸***1215或ACGO1220，这取决于控制换向阀1230的电子信号。换向阀1230的弹簧1242可用于排出滞留在驱动阀1210内的气体。

图13A是本发明另一种实施方式的用于ACGO控制的阀***处于第一状态(状态1)的结构示意图。阀***1300包括驱动阀(或换向阀)1320、1330和1340，以及一个三通阀1310。在该第一状态下，混合气体1305被导入至主呼吸***1315而不是ACGO1399(请参看图13B)。如图所示，第一驱动阀1320能被弹性元件，例如图中第一驱动阀1320左边的弹簧1323施加偏置压力。这样混合气体能在***的默认状态下通过第一驱动阀1320。类似的，第二驱动阀1330可被右边的弹性元件1331施加偏置，这样气体能在默认状态下通过第二驱动阀1330。本实施方式以及前述或后述实施方式中的驱动阀可以是换向阀、往复阀等任意可以切换***内部气体流向的阀。

一个三通阀1310可以在第一状态和第二状态之间切换。在第一状态，见图13A，三通阀能引导驱动气体沿箭头所示方向顺利通过第一换向阀1320。在第一状态，驱动气体同时也能被引导到第二换向阀1330的左侧1333以驱动第二换向阀1330关闭。因此,在第一状态下,驱动气体能通过第一换向阀1320而不通过第二换向阀1330。

在第一状态，驱动气体流经第一换向阀1320进入第三换向阀1340的左侧1343。驱动气体驱动第三换向阀1340的活塞转换到第一位置。当第三换向阀1340位于第一位置，混合气体1305可以通过第三换向阀1340进入主呼吸***1315。

图13B是本发明另一种实施方式的用于ACGO控制的阀***处于第二状态(状态2)的结构示意图。当该三通阀1310被电子控制切换到第二状态时，驱动气体可流过处于默认条件下第二换向阀1330。驱动气体同时也流入第一换向阀1320的右侧1321，驱动其内部活塞转向压缩弹簧从而将第一换向阀1320关闭。因此，在第二状态，驱动气体可通过第二转向阀1330并且不能通过第一转向阀1320。

在第二状态下，驱动气体流经第二换向阀1330从右侧1341进入第三换向阀。驱动气体可导致第三换向阀1340的活塞运动转移到第二位置。当第三换向阀1340切换到第二位置时，混合气体1305可以通过第三换向阀1340进入ACGO1399。

因此，通过比较图13A与图13B，可以看出，混合气体1305可以根据三通阀1310的状态并通过电控的方式切换到主呼吸***1315或ACGO1399。该三通阀1310的状态可由电子输入信号进行切换控制。电子输入信号可由控制器自动产生或响应用户的选择而产生。例如，用户可以通过一个电子信号输入装置选择麻醉机是连接到机身配置的主呼吸***1315或ACGO1399，电子信号输入装置可以是一个按钮、开关、开关、滑块、触摸板、触摸屏等，输入的方式可以是机械旋转、触摸出入、语音、手势等。

图14是本发明一种实施方式的阀***内驱动阀***的立体结构示意图。该驱动阀***1400可以是一个多通道的螺线管控制阀或电磁阀或集流腔。该驱动阀***1400用于选择性地引导混合气体进入主呼吸***1415或ACGO1499。换向阀1400可以看做实现图13A和图13B中描述的换向阀/驱动阀1320、1330、1340的功能的阀组件的具体结构。相应的，***产生电子信号使驱动气体被引导到第一驱动气体进气口1450或第二驱动气体进气口1455。具体的，在第一状态，驱动气体可被导入第一驱动气体进气口1450。驱动气体能使主活塞1480偏向第一位置(左侧，如图所示)。在第一位置，混合气体从进气口1405进入，流经第一阀通道而通往主呼吸***接口1415，进而可以传输到主呼吸***。同时，驱动气体也可流经开启的第一换向阀1420，并使第二换向阀1430的活塞1431运动压缩偏置弹簧1432而将第二换向阀1430关闭。这里的驱动阀***1400可以看成图5中电控选择阀模块588和ACGO阀585构成的功能模块的一个具体实施方式。

在第二状态，驱动气体可通过第二进气口1455导入到该阀***1400中。驱动气体能使主活塞1480偏置到第二位置(右侧，与上段所述相反)。在第二位置，混合气体从进气口1405进入，通过第二阀门通道流向ACGO1499。同时，驱动气体可通过第一转向阀1430流出，并且第一转向阀1420的活塞1421受到驱动气体的驱动而压缩偏置弹簧1422从而使得第一转向阀1420关闭。

因此，通过有选择地引导驱动气体从第一进气口1450和第二进气口1455流入阀***1400，相应的驱动主活塞1480在两个位置之间切换。根据主活塞1480的位置，从进气口1405进入的混合气体可以被导入到主呼吸***1415或ACGO1499。通过电子阀可选择性地将驱动气体导入第一驱动气体进气口1450或第二驱动气体进气口1455。因此，任何类型的电子接口或操作面板或控制器可用于选择将混合气体导入主呼吸***1415或ACGO1499。

图15A是本发明另外一种实施方式的ACGO阀***处于第一状态(状态1)的原理示意图。该阀***采用了四通阀。如图所示，电控的换向阀，例如四通阀1530和驱动阀1510处于第一状态，混合气体1505被导向主呼吸***1515。驱动阀1510可包括一个内部活塞1511，该活塞受驱动后可在第一位置(见图15A)和第二位置(见图15B)之间转换。为了将混合气体1505导入主呼吸***1515，四通阀1530可使驱动气体1550流至驱动阀1510的第一驱动气体进气口。四通阀1530可阻止驱动气体1550流向驱动阀1510的第二驱动气体进气口。因此，驱动气体1550可导致活塞1511转移到第一位置，这样混合气体1505流经活塞通道进入主呼吸***1515。

图15B是本发明另外一种实施方式的ACGO阀***处于第二状态(状态2)的原理示意图。图15B中描述的结构与图15A中结构类似，只是处于相反的状态。该ACGO阀***处于第二状态，混合气体1505被导向ACGO1520。为了将混合气体1505导入ACGO1520，四通换向阀1530可阻止驱动气体1550流至驱动阀1510的第一驱动气体进气口。四通阀1530可使驱动气体1550流向驱动阀1510上的第二驱动气体进气口。驱动气体1550可驱动活塞1511转移到第二位置，这时混合气体1505流经活塞通道进入ACGO1520。

第一活塞通道用于与主呼吸***1515连通，第二活塞通道用于与ACGO1520连通。通过驱动活塞1511在第一位置和第二位置之间转换，混合气体1505的输入可以在第一活塞通道和第二活塞通道之间切换。活塞1511内的第一活塞通道及第二活塞通道相互隔开。因此，主呼吸***1515和ACGO1520相互独立，分别在***选择与其对应的状态下进行混合气体的传输。

通过比较图15A和图15B可以看出，通过电子控制的四通换向阀1510，混合气体1505可以被分别导入到主呼吸***1515或ACGO1520中的一个。四通换向阀1510可由一个电子操作面板和/或备份的手动操作面板控制。如上所述的配置允许通过电控选择阀模块(如图5所示的电控选择阀模块588)来控制一个ACGO阀(如图1、2、和5所示)，同时驱动阀1510能形成相对高流量的混合气体和/或***，提高生物相容性，适于在富氧环境下运行麻醉机，另外该***可适于传输存在潜在的腐蚀性的麻醉剂(蒸汽)。

图16A是本发明另外一种实施方式的ACGO阀***处于第一状态(状态1)的原理示意图。该阀***采用了四通阀。该四通阀1630与图15A所示的具有5个端口的四通阀1530的区别在于它是具有4个端口的四通阀。如图所示，电控的换向阀，例如四通阀1630和驱动阀1610处于第一状态，混合气体1605被导向主呼吸***1615。驱动阀1610可包括一个内部活塞1611，该活塞受驱动后可在第一位置(见图16A)和第二位置(见图16B)之间转换。为了将混合气体1605导入主呼吸***1615，四通阀1630可使驱动气体1650流至驱动阀1610的第一驱动气体进气口。四通阀1630可阻止驱动气体1650流向驱动阀1610的第二驱动气体进气口。因此，驱动气体1650可导致活塞1611转移到第一位置，这样混合气体1605流经活塞通道进入主呼吸***1615。

图16B是本发明另外一种实施方式的ACGO阀***处于第二状态(状态2)的原理示意图。图16B中描述的结构与图16A中结构类似，只是处于相反的状态。该ACGO阀***处于第二状态，混合气体1605被导向ACGO1620。为了将混合气体1605导入ACGO1620，四通换向阀1630可阻止驱动气体1650流至驱动阀1610的第一驱动气体进气口。四通阀1630可使驱动气体1650流向驱动阀1610上的第二驱动气体进气口。驱动气体1650可驱动活塞1611转移到第二位置，这时混合气体1605流经活塞通道进入ACGO1620。

第一活塞通道用于与主呼吸***1615连通，第二活塞通道用于与ACGO1620连通。通过驱动活塞1611在第一位置和第二位置之间转换，混合气体1605的输入可以在第一活塞通道和第二活塞通道之间切换。活塞1611内的第一活塞通道及第二活塞通道相互隔开。因此，主呼吸***1615和ACGO1620相互独立，分别在***选择与其对应的状态下进行混合气体的传输。

本实施方式的ACGO阀***与上一实施方式中ACGO阀***结构上大致相同，并能获得大致相同的效果。

上述内容中描述的各种阀或阀组件、阀***，也可以称为是开关、开关组件、开关***。

本发明各种实施方式中描述的气体流量控制***，可应用于各种含有气体流量控制的设备、机器中，并不局限于医用麻醉***、麻醉机。在该麻醉***中。麻醉气体通过麻醉蒸发器注入氧气与平衡气体形成的混合气体中，形成含麻醉剂的混合气体/气体混合物后，通过***控制后输送给病人。简而言之，本发明的驱动阀控制由气体入口输入的待传输气体(比如混合气体)从两个气体输出口之一输出，在具体实施方式中，这两个气体输出口分别连接到麻醉***的主呼吸***和外部的辅助呼吸设备。当然，所描述的阀***/开关单元同样适用于其他类似的选择性控制流体流向的***中。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种流体电子控制***，其特征在于，包括驱动阀和电控阀***，该驱动阀包括：

活塞，其包括相互隔离的第一通道和第二通道，该活塞可在驱动流体的驱动下在第一位置和第二位置之间切换；

流体入口，其用于引入待传输流体，当活塞切换到第一位置时，所述流体入口与第一通道相连通，当活塞切换到第二位置时，所述流体入口与第二通道相连通；

第一流体出口，其与第一通道连通；和

第二流体出口，其与第二通道连通；

该电控阀***控制驱动流体流向驱动阀从而驱动活塞在第一位置和第二位置之间切换；

所述流体入口用于接收来自麻醉传输***的气体；所述第一流体出口用于连接至麻醉传输***的主呼吸***；所述第二流体出口用于连接至辅助共同气体出口。

2.如权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述待传输流体包括一种或以上的气体。

3.如权利要求2所述的控制***，其特征在于，所述待传输流体进一步包括麻醉剂蒸汽。

4.如权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述驱动流体包括一种或以上的气体。

5.如权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述驱动阀进一步包括位置检测开关，该位置检测开关用于检测活塞是否处于第一位置或第二位置。

6.如权利要求5所述的控制***，其特征在于，所述驱动阀进一步包括用于保护位置检测开关的护套。

7.如权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述驱动阀进一步包括连接到流体入口和/或第一通道和/或第二通道的一个或以上压力安全阀。

8.如权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述活塞进一步包括一弹性元件和一驱动流体入口，该弹性元件用于给活塞提供偏置压力以使得活塞切换到第一位置，该驱动流体入口用于接收受控于电控阀***的驱动流体，驱动流体驱动活塞克服弹性元件的偏置压力而将活塞切换到第二位置。

9.如权利要求8所述的控制***，其特征在于，所述弹性元件包括弹簧。

10.如权利要求8所述的控制***，其特征在于，所述电控阀***包括三通阀，所述三通阀可电控切换而将驱动流体引入驱动流体入口。

11.如权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述驱动阀进一步包括第一驱动流体入口和第二驱动流体入口，所述第一驱动流体入口用于接收受控于电控阀***的驱动流体而将活塞驱动到第一位置，所述第二驱动流体入口用于接收受控于电控阀***的驱动流体而将活塞驱动到第二位置，所述电控阀***控制驱动流体择一的流入第一驱动流体入口或第二驱动流体入口。

12.如权利要求11所述的控制***，其特征在于，所述电控阀***包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀用于电控切换而将驱动流体引入所述第一驱动流体入口，所述第二三通阀用于电控切换而将驱动流体引入所述第二驱动流体入口。

13.如权利要求12所述的控制***，其特征在于，所述第一三通阀从一个流体源引出驱动流体，所述第二三通阀从另一个流体源引出驱动流体。

14.如权利要求12所述的控制***，其特征在于，所述第一三通阀和第二三通阀分别是自锁三通选择阀。

15.如权利要求11所述的控制***，其特征在于，所述电控阀***包括第一偏置往复驱动阀、第二偏置往复驱动阀和三通阀，所述第一偏置往复驱动阀和第二偏置往复驱动阀可通过其内部的活塞和弹性元件分别在各自阀内的相对两端之间来回运动，当所述三通阀处于第一状态时，其引导驱动气体经第一偏置往复驱动阀内形成的通道流向驱动阀的第一驱动流体入口，并同时引导驱动气体至第二偏置往复驱动阀将其内部通道与驱动阀的第二驱动流体入口隔离；当所述三通阀处于第二状态时，其引导驱动气体经第二偏置往复驱动阀内形成的通道流向驱动阀的第二驱动流体入口，并同时引导驱动气体至第一偏置往复驱动阀将其内部通道与驱动阀的第一驱动流体入口隔离。

16.如权利要求15所述的控制***，其特征在于，所述第一偏置往复驱动阀、第二偏置往复驱动阀和所述驱动阀集成于同一集流腔组件中，其中第一偏置往复驱动阀的通气入口和第二偏置往复驱动阀的驱动流体入口均连接至三通阀的第一驱动流体出口，第二偏置往复驱动阀的通气入口和第一偏置往复驱动阀的驱动流体入口均连接至三通阀的第二驱动流体出口，第一偏置往复驱动阀的通气出口内部连通至驱动阀的第一驱动流体入口，第二偏置往复驱动阀的通气出口内部连通至驱动阀的第二驱动流体入口。

17.如权利要求11所述的控制***，其特征在于，所述电控阀***包括四通阀，其用于将驱动流体择一的引导至第一驱动流体入口或第二驱动流体入口。

18.如权利要求17所述的控制***，其特征在于，所述四通阀是自锁四通阀。

19.一种麻醉机，其包括麻醉气体混合***、流体电子控制***、主呼吸***和辅助共同气体出口，所述麻醉气体混合***输出混合气体，所述流体电子控制***控制混合气体择一的流向所述主呼吸***或者辅助共同气体出口，其特征在于，包括权利要求1-18任意一项所述的流体电子控制***。