CN116764049B - 一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，包括机壳，所述机壳的一侧固定设有调节盒，所述调节盒内设有格栅，所述格栅将所述调节盒内的空间分隔为出气空间和进气空间；所述格栅的一侧固定设有转动套，所述调节盒的内侧壁上转动设有承载轴，所述转动套与所述承载轴转动连接，本发明作为一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，通过在呼吸机的出口侧设置调节盒，调节盒内部设有的格栅可以自动适应气体流过时的流速和流量来改变格栅暴露区域的面积，来调节气体到达患者时的流量和流速，以满足更广的使用需求。

Description

一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机

技术领域

本发明属于呼吸机技术领域，具体涉及一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。

不同患者或者不同病情对呼吸机排出气体的流量和流速有不同的要求，传统的呼吸机存在患者需要的气体流量较小时，无法自适应调节气体的流速，为了使气体的流速合理需要额外的设备或者复杂的结构，造成呼吸机成本过高；其次患者需要气体的流量较大时，小型呼吸机极限运转也无法满足需求，多台呼吸机并联使用，不仅成本高而且难以控制；大型呼吸机造价高，能耗高，噪音大，可使用情景少，不适合一半情况的使用。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机。

本发明所采用的技术方案为：

一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，包括机壳，所述机壳的一侧固定设有调节盒，所述调节盒内设有格栅，所述格栅将所述调节盒内的空间分隔为出气空间和进气空间；所述格栅的一侧固定设有转动套，所述调节盒的内侧壁上转动设有承载轴，所述转动套与所述承载轴转动连接，所述转动套与所述承载轴的连接处设有扭簧，所述格栅靠近所述出气空间的一侧滑动设有底滑板。

作为本发明的优选，所述机壳内设有承载空间，所述承载空间的一侧内壁上固定设有蜗壳，所述蜗壳内转动设有涡轮，所述涡轮由电机驱动，所述电机固定设置在所述承载空间的一侧内壁上；所述蜗壳的开口通过进气管与所述进气空间连通，所述进气管与所述承载空间的一侧内壁固定连接。

作为本发明的优选，所述调节盒靠近所述进气管的一侧设有进气口，所述进气口与所述进气管配合；所述调节盒远离所述进气管的一侧设有出气口，所述调节盒上固定设有出气管，所述出气管与所述出气口配合；所述调节盒远离所述承载轴的一侧内壁上固定设有密封板，所述密封板与所述格栅远离所述承载轴的一端接触。

作为本发明的优选，所述格栅上固定设有滑条，所述滑条位于所述格栅靠近所述出气空间的一侧，所述，所述底滑板上固定设有滑槽，所述滑槽与所述滑条滑动配合；所述调节盒与所述格栅垂直的一侧内壁上固定设有直线轨，所述直线轨内滑动设有滑块，所述滑块上固定设有连接轴，所述滑块的一侧设有传动板，所述传动板的一端与所述连接轴转动连接，所述传动板远离所述连接轴的一端设有控制杆，所述控制杆与所述传动板转动连接，所述底滑板靠近所述格栅的一侧设有控制槽，所述控制杆位于所述控制槽内。

作为本发明的优选，所述控制杆的轴线与所述连接轴的轴线平行，所述控制杆的两侧分别形成接触面，其中一个所述接触面与所述格栅的一端接触，另一个所述接触面与所述控制槽远离所述格栅的侧壁接触，所述控制槽远离所述传动板的侧壁形成控制斜面，所述控制杆远离所述传动板的一端与所述控制斜面接触。

作为本发明的优选，所述格栅靠近所述传动板的一端固定设有安装块，所述安装块远离所述格栅的一端固定设有转轴，所述转轴远离所述安装块的一端转动设有摆动板，所述摆动板远离所述转轴的一端与所述连接轴转动连接。

作为本发明的优选，所述调节盒的一侧内壁上固定设有弧形轨，所述直线轨的一端与所述承载轴重合，所述弧形轨位于所述直线轨远离所述承载轴的一端，所述弧形轨所在圆的圆心与所述承载轴重合；所述安装块位于所述弧形轨内。

作为本发明的优选，所述格栅远离所述底滑板的一侧滑动设有顶滑板，所述顶滑板上固定设有所述滑槽，所述顶滑板上和所述底滑板上的所述滑槽均与所述滑条滑动配合，所述顶滑板与所述底滑板之间设有固定盒，所述固定盒的两端分别滑动设有一个滑杆，两个所述滑杆分别与所述顶滑板和所述底滑板固定连接；所述固定盒与所述格栅固定连接，所述固定盒位于所述格栅远离所述转动套的一端。

作为本发明的优选，所述固定盒内设有滑动空间，两个所述滑杆互相靠近的一端均位于所述滑动空间内，两个所述滑杆互相靠近的一端分别固定设有一个齿条，所述滑动空间的内侧壁上转动设有小齿轮，所述小齿轮位于两个所述齿条之间，所述小齿轮同时与两个所述齿条啮合；每个所述齿条远离与其固定连接的一个所述滑杆的一端都设有一个复位弹簧，每个所述复位弹簧的两端都分别固定设有一个安装板，每个所述复位弹簧对应的两个所述安装板分别与不固定连接在一起的所述齿条和所述安装板固定连接。

作为本发明的优选，所述调节盒靠近所述摆动板的一端设有隔板，所述隔板与所述调节盒的内侧壁固定连接，所述隔板与所述调节盒的侧壁之间形成夹层空间，所述摆动板位于所述夹层空间内。

本发明的有益效果为：本发明作为一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，通过在呼吸机的出口侧设置调节盒，调节盒内部设有的格栅可以自动适应气体流过时的流速和流量来改变格栅暴露区域的面积，来调节气体到达患者时的流量和流速，以满足更广的使用需求；在所需气体流量较小的情况下为了使气体到达患者处的流速在合适的范围内，在气体流经格栅时对气体进行加速处理；为了满足患者的需求，电机高速转动，涡轮供给大量气体，气体的流速已经达到常规状态的极限值，整个装置的流量已经到达极限，为了突破此极限值在气体流经格栅时对气体进行减速处理，以保证装置能够在流量较高的情况下稳定运行，不破坏装置的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明图1的俯视结构示意图；

图3是本发明图1的俯视剖视结构示意图；

图4是本发明图1的调节盒结构示意图；

图5是本发明图4的调节盒隐藏后其内部结构示意图；

图6是本发明图5的底滑板隐藏后结构示意图；

图7是本发明图6的格栅隐藏后结构示意图；

图8是本发明图6的底滑板背侧结构示意图；

图9是本发明图4的正视结构示意图；

图10是本发明图9的D-D方向结构示意图；

图11是本发明图9的E-E方向结构示意图；

图12是本发明图4的俯视结构示意图；

图13是本发明图12的F-F方向结构示意图；

图14是本发明图13的固定盒剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-14说明本发明的具体实施方式，一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，包括机壳11，所述机壳11的一侧固定设有调节盒12，所述调节盒12内设有格栅18，所述格栅18将所述调节盒12内的空间分隔为出气空间17和进气空间41；所述格栅18的一侧固定设有转动套20，所述调节盒12的内侧壁上转动设有承载轴40，所述转动套20与所述承载轴40转动连接，所述转动套20与所述承载轴40的连接处设有扭簧，所述格栅18靠近所述出气空间17的一侧滑动设有底滑板22。通过在呼吸机的出口侧设置调节盒，调节盒12内部设有的格栅18可以自动适应气体流过时的流速和流量来改变格栅18暴露区域的面积，来调节气体到达患者时的流量和流速，以满足更广的使用需求。

有益地，所述机壳11内设有承载空间15，所述承载空间15的一侧内壁上固定设有蜗壳51，所述蜗壳51内转动设有涡轮，所述涡轮由电机16驱动，所述电机16固定设置在所述承载空间15的一侧内壁上；所述蜗壳51的开口通过进气管14与所述进气空间41连通，所述进气管14与所述承载空间15的一侧内壁固定连接。涡轮式呼吸机，常见的一种呼吸机，通过电机带动涡轮转动，收集、增压、引导气体流动，供患者使用。

有益地，所述调节盒12靠近所述进气管14的一侧设有进气口37，所述进气口37与所述进气管14配合；所述调节盒12远离所述进气管14的一侧设有出气口19，所述调节盒12上固定设有出气管13，所述出气管13与所述出气口19配合；所述调节盒12远离所述承载轴40的一侧内壁上固定设有密封板38，所述密封板38与所述格栅18远离所述承载轴40的一端接触。密封板38的截面长度(曲线)大于格栅18的活动路径的长度，保证格栅18在活动时，装置始终有良好的密闭性。

有益地，所述格栅18上固定设有滑条25，所述滑条25位于所述格栅18靠近所述出气空间17的一侧，所述，所述底滑板22上固定设有滑槽31，所述滑槽31与所述滑条25滑动配合；所述调节盒12与所述格栅18垂直的一侧内壁上固定设有直线轨39，所述直线轨39内滑动设有滑块32，所述滑块32上固定设有连接轴33，所述滑块32的一侧设有传动板28，所述传动板28的一端与所述连接轴33转动连接，所述传动板28远离所述连接轴33的一端设有控制杆27，所述控制杆27与所述传动板28转动连接，所述底滑板22靠近所述格栅18的一侧设有控制槽35，所述控制杆27位于所述控制槽35内。直线轨39用于引导滑块32移动，滑块32的移动带动控制杆27移动，从而控制底滑板22移动，达到控制格栅18实际透气区域大小的目的。

有益地，所述控制杆27的轴线与所述连接轴33的轴线平行，所述控制杆27的两侧分别形成接触面34，其中一个所述接触面34与所述格栅18的一端接触，另一个所述接触面34与所述控制槽35远离所述格栅18的侧壁接触，所述控制槽35远离所述传动板28的侧壁形成控制斜面36，所述控制杆27远离所述传动板28的一端与所述控制斜面36接触。接触面34使得控制杆27在控制槽35内只能滑动不能转动。

有益地，所述格栅18靠近所述传动板28的一端固定设有安装块30，所述安装块30远离所述格栅18的一端固定设有转轴29，所述转轴29远离所述安装块30的一端转动设有摆动板23，所述摆动板23远离所述转轴29的一端与所述连接轴33转动连接。通过连杆滑块传递动力。

有益地，所述调节盒12的一侧内壁上固定设有弧形轨42，所述直线轨39的一端与所述承载轴40重合，所述弧形轨42位于所述直线轨39远离所述承载轴40的一端，所述弧形轨42所在圆的圆心与所述承载轴40重合；所述安装块30位于所述弧形轨42内。直线轨39相当于临界值，当格栅18运动到与直线轨39重合的位置时，相当于传统呼吸机正常工作的状态。

有益地，所述格栅18远离所述底滑板22的一侧滑动设有顶滑板21，所述顶滑板21上固定设有所述滑槽31，所述顶滑板21上和所述底滑板22上的所述滑槽31均与所述滑条25滑动配合，所述顶滑板21与所述底滑板22之间设有固定盒24，所述固定盒24的两端分别滑动设有一个滑杆26，两个所述滑杆26分别与所述顶滑板21和所述底滑板22固定连接；所述固定盒24与所述格栅18固定连接，所述固定盒24位于所述格栅18远离所述转动套20的一端。顶滑板21与底滑板22配合，保证了格栅18的实际透气区域位于格栅的中间，保证了气体通过的流场性。

有益地，所述固定盒24内设有滑动空间49，两个所述滑杆26互相靠近的一端均位于所述滑动空间49内，两个所述滑杆26互相靠近的一端分别固定设有一个齿条45，所述滑动空间49的内侧壁上转动设有小齿轮50，所述小齿轮50位于两个所述齿条45之间，所述小齿轮50同时与两个所述齿条45啮合；每个所述齿条45远离与其固定连接的一个所述滑杆26的一端都设有一个复位弹簧46，每个所述复位弹簧46的两端都分别固定设有一个安装板47，每个所述复位弹簧46对应的两个所述安装板47分别与不固定连接在一起的所述齿条45和所述安装板47固定连接。呼吸机停止使用时，复位弹簧46能够时呼吸机回到初始状态。

有益地，所述调节盒12靠近所述摆动板23的一端设有隔板43，所述隔板43与所述调节盒12的内侧壁固定连接，所述隔板43与所述调节盒12的侧壁之间形成夹层空间44，所述摆动板23位于所述夹层空间44内。夹层空间44进一步保证了装置的气密性，夹层空间44隐藏部分传动零件，便于呼吸机的维护和保养。

本发明工作原理：

初始状态时，扭簧使格栅18靠近进气口37，至安装块30移动到弧形轨42靠近进气口37的一端；复位弹簧46处于压缩状态，使顶滑板21和底滑板22互相远离，至顶滑板21接触调节盒12内壁，底滑板22接触隔板43；

电机16启动，收集气体从吸气口(图未示，位于机壳11的侧面，与蜗壳51的进口连通)进入装置内，经蜗壳51加速和进气管14引导进入调节盒12内，在调节盒12内经过格栅18后，从出气管13排出，供患者使用。

气体流经格栅18，气体穿过格栅18的过程中带动格栅18克服扭簧转动一定角度，气体流速越快，格栅18转动幅度越大；

格栅18转动，带动顶滑板21、底滑板22和固定盒24一起移动，同时安装块30跟随格栅18一起运动，安装块30沿弧形轨42移动，安装块30通过摆动板23带动滑块32在直线轨39内滑动，直线轨39通过传动板28带动控制杆27移动，控制杆27沿控制槽35的侧壁滑动；此过程中控制杆27的端部在复位弹簧46的作用下始终接触控制斜面36，导致底滑板22相对于格栅18滑动；

同时底滑板22的移动导致滑杆26和固定盒24发生相对移动，其中一个滑杆26移动，带动与其连接的齿条45移动，通过小齿轮50带动另一个齿条45反向移动，另一个齿条45带动另一个滑杆26移动，最终形成两个滑杆26相向移动或者相背移动；两个滑杆26的同步反向移动带动顶滑板21和底滑板22相对于格栅18同步反向移动；

格栅18透气，顶滑板21和底滑板22不透气，格栅18的有效透气区域(即最大透气区域，相当于顶滑板21和底滑板22完全不遮挡的情况)仅存在格栅18的中间位置，顶滑板21和底滑板22遮挡其上下两端的不同程度改变格栅18的实际透气区域。

电机16低速转动，气体流量较小的情况下(气体通过格栅18的面积不变，流量越小，流速越慢)，为了使气体到达患者处的流速在合适的范围内，在气体流经格栅18时对气体进行加速(气体的流量不变，通过格栅18的面积越小，流速越快)：

格栅18转动一定的角度，但是转动的角度不会使格栅18经过直线轨39，即安装块30还未经过弧形轨42的中间位置，此过程中滑块32逐渐靠近弧形轨42,顶滑板21和底滑板22逐渐接近，格栅18的实际透气面积逐渐减小，导致气体流经格栅18时的流速增加。

为了使患者获得更多的气体，电机16高速转动，气体通过格栅18的流量达到极限值(装置承受的压力有限，流速不可能无限增加，会导致装置的使用寿命降低)，为了使装置在高流量状态下的运行更加稳定(突破装置的最大流量极限值)，在气体流经格栅18时对气体进行减速(气体流量不变，通过格栅18的面积越大，流速越慢)：

格栅18转动一定的角度，转动的角度使格栅18经过直线轨39，即安装块30还经过弧形轨42的中间位置，此过程中滑块32逐渐靠近弧形轨42，顶滑板21和底滑板22逐渐接近，格栅18的实际透气面积逐渐减小，导致气体流经格栅18时的流速增加(此时格栅18转动的角度会进一步加快并增加)，直至安装块30经过弧形轨42后，滑块32逐渐远离弧形轨42,顶滑板21和底滑板22逐渐远离，格栅18的实际透气面积逐渐增加，导致气体流经格栅18时的流速减小。

上述气体加速减速过程中，气体的流速改变后导致气体克服扭簧做功的力改变，导致格栅18回转一定角度(回转角度很小，原因是气体流速增加或者减小的值，远小于气体本身流速的值)，格栅18回转后，在涡轮转速不变的情况下格栅18维持稳定状态，此状态由气体给予格栅18的推力(摩擦力)、扭簧的扭力，复位弹簧46的弹力、以及滑动部件与转动部件的静摩擦共同维持。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，其特征在于：包括机壳，所述机壳的一侧固定设有调节盒，所述调节盒内设有格栅，所述格栅将所述调节盒内的空间分隔为出气空间和进气空间；所述格栅的一侧固定设有转动套，所述调节盒的内侧壁上转动设有承载轴，所述转动套与所述承载轴转动连接，所述转动套与所述承载轴的连接处设有扭簧，所述格栅靠近所述出气空间的一侧滑动设有底滑板；

所述格栅上固定设有滑条，所述滑条位于所述格栅靠近所述出气空间的一侧，所述底滑板上固定设有滑槽，所述滑槽与所述滑条滑动配合；所述调节盒与所述格栅垂直的一侧内壁上固定设有直线轨，所述直线轨内滑动设有滑块，所述滑块上固定设有连接轴，所述滑块的一侧设有传动板，所述传动板的一端与所述连接轴转动连接，所述传动板远离所述连接轴的一端设有控制杆，所述控制杆与所述传动板转动连接，所述底滑板靠近所述格栅的一侧设有控制槽，所述控制杆位于所述控制槽内；

所述控制杆的轴线与所述连接轴的轴线平行，所述控制杆的两侧分别形成接触面，其中一个所述接触面与所述格栅的一端接触，另一个所述接触面与所述控制槽远离所述格栅的侧壁接触，所述控制槽远离所述传动板的侧壁形成控制斜面，所述控制杆远离所述传动板的一端与所述控制斜面接触；

所述格栅靠近所述传动板的一端固定设有安装块，所述安装块远离所述格栅的一端固定设有转轴，所述转轴远离所述安装块的一端转动设有摆动板，所述摆动板远离所述转轴的一端与所述连接轴转动连接；

所述调节盒的一侧内壁上固定设有弧形轨，所述直线轨的一端与所述承载轴重合，所述弧形轨位于所述直线轨远离所述承载轴的一端，所述弧形轨所在圆的圆心与所述承载轴重合；所述安装块位于所述弧形轨内。

2.根据权利要求1所述的一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，其特征在于：所述机壳内设有承载空间，所述承载空间的一侧内壁上固定设有蜗壳，所述蜗壳内转动设有涡轮，所述涡轮由电机驱动，所述电机固定设置在所述承载空间的一侧内壁上；所述蜗壳的开口通过进气管与所述进气空间连通，所述进气管与所述承载空间的一侧内壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，其特征在于：所述调节盒靠近所述进气管的一侧设有进气口，所述进气口与所述进气管配合；所述调节盒远离所述进气管的一侧设有出气口，所述调节盒上固定设有出气管，所述出气管与所述出气口配合；所述调节盒远离所述承载轴的一侧内壁上固定设有密封板，所述密封板与所述格栅远离所述承载轴的一端接触。

4.根据权利要求1所述的一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，其特征在于：所述格栅远离所述底滑板的一侧滑动设有顶滑板，所述顶滑板上固定设有所述滑槽，所述顶滑板上和所述底滑板上的所述滑槽均与所述滑条滑动配合，所述顶滑板与所述底滑板之间设有固定盒，所述固定盒的两端分别滑动设有一个滑杆，两个所述滑杆分别与所述顶滑板和所述底滑板固定连接；所述固定盒与所述格栅固定连接，所述固定盒位于所述格栅远离所述转动套的一端。

5.根据权利要求4所述的一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，其特征在于：所述固定盒内设有滑动空间，两个所述滑杆互相靠近的一端均位于所述滑动空间内，两个所述滑杆互相靠近的一端分别固定设有一个齿条，所述滑动空间的内侧壁上转动设有小齿轮，所述小齿轮位于两个所述齿条之间，所述小齿轮同时与两个所述齿条啮合；每个所述齿条远离与其固定连接的一个所述滑杆的一端都设有一个复位弹簧，每个所述复位弹簧的两端都分别固定设有一个安装板。

6.根据权利要求1所述的一种格栅气阻率可调的高流量呼吸机，其特征在于：所述调节盒靠近所述摆动板的一端设有隔板，所述隔板与所述调节盒的内侧壁固定连接，所述隔板与所述调节盒的侧壁之间形成夹层空间，所述摆动板位于所述夹层空间内。