一种用于呼吸辅助的氧气处理系统的制作方法

1.本发明一般涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于呼吸辅助的氧气处理系统。


背景技术：

2.对于一些危重病人，经常会用到辅助呼吸装置，使用辅助呼吸装置为病人提供氧气，使患者的血氧浓度达到正常水平，为了提升患者的呼吸质量，目前在为患者输送氧气时要对氧气进行加热加湿处理，保证氧气的温度及湿度适应人体，以适应患者的呼吸道。
3.但是现有的氧气加热加湿装置多为分体设置的加热腔和加湿腔，使氧气顺次通过加热腔和加湿腔，将氧气加热后再将氧气加湿，这种方式不但会使整个装置的体积过大，且气流直接顺次通过加热通道及加湿通道的方式不能对氧气进行均匀的加热及加湿。


技术实现要素：

4.鉴于上述的问题，本技术提供了一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，用以解决背景技术中提出的技术问题。
5.本发明提供一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，包括第一腔、设置于所述第一腔内部的第一通道及与所述第一通道驱动连接的第一驱动装置，所述第一驱动装置能够驱动所述第一通道绕其轴心转动，所述第一腔沿所述第一通道轴向的两端分设有进气口和出气口，所述第一通道将所述第一腔分割形成有围绕所述第一通道的第二通道，所述第二通道的两端分别连通所述进气口和出气口，所述第一通道靠近所述出气口的一端设置有多个叶片，多个所述叶片围绕所述第一通道均匀间隔设置，所述第一通道和所述第二通道其中之一为加热通道，另一为加湿通道，所述叶片能够在所述第一通道旋转时将由所述加热通道流出的气体泵送至所述加湿通道的流出口。
6.进一步地，所述第一通道的外侧壁上设置有多个第二叶片，多个所述第二叶片围绕所述第一通道的轴心均匀间隔设置，在所述第一通道转动时所述第二叶片能够在所述第二通道的流出口处形成围绕所述第一通道旋转的气流。
7.进一步地，还包括穿设与所述第一腔侧壁的转轴，所述转轴与所述第一通道的端部连接，所述转轴与所述第一通道同轴设置。
8.进一步地，所述第一驱动装置包括设置于多个所述第二叶片端部的环状齿板及设置于所述第一腔外侧壁上的驱动电机，所述驱动电机与所述环状齿板驱动连接。
9.进一步地，所述第一通道内部设置有加热件，所述转轴内设置有线束通道，所述线束通道用于供向所述加热件供电的线束通过，所述转轴远离所述第一通道的端部设置有互不接触的至少两个条状导电件，两所述条状导电件与所述加热件的两端对应连通。
10.进一步地，所述转轴设置异于所述出气口的一端，所述第一腔位于所述出气口的一端形成有圆锥状的混合室，所述混合室与所述第一通道同轴设置，所述出气口设置在所述混合室的锥顶。
11.进一步地，所述第一腔和所述第一通道同轴设置，且所述第一腔和所述第一通道均为圆柱状结构。
12.进一步地，所述叶片为导热材料制成，所述条状导电件沿所述转轴的轴向方向延伸设置，还包括用于向所述条状导电件供电的电刷及第二驱动装置，所述第二驱动装置被配置为在所述混合室的温度升高时能够驱动所述第一通道向远离所述进气口的方向运动，以使所述电刷与所述条状导电件之间发生相对滑动，使所述条状导电件接入电路的电阻值变大，使所述加热件的加热量减小，在所述混合室内的温度下降时能够驱动所述第一通道向靠近所述进气口的方向运动，以使所述电刷与所述条状导电件之间发生相对滑动，使所述条状导电件接入电路的电阻值变小，使所述加热件的加热量增大。
13.进一步地，所述转轴伸出所述第一腔的端部面向所述第一腔设置有第一限位面，所述第二驱动装置包括设置于所述第一限位面和所述第一腔的外侧壁之间的压簧、设置于所述第一通道侧壁的多个导向腔及穿设与所述导向腔靠近所述进气口一端的多个刚性杆，每个所述导向腔内均设置有活塞，所述刚性杆伸入所述导向腔的端部与所述活塞连接，所述导向腔内位于所述活塞背离所述刚性杆的一侧填充有膨胀液，所述导向腔靠近所述出气口的一端与所述叶片导热连接，所述刚性杆、导向腔的轴向方向均与所述第一通道的轴线平行设置。
14.进一步地，每个所述刚性杆与所述第一腔内侧壁相接触的端部均设置有滚珠。
15.进一步地，所述转轴伸出所述第一腔的端部螺纹连接有限位件，所述限位件靠近所述第一腔的一侧设置有止推轴承，所述第一限位面为所述止推轴承的推力面。
16.进一步地，还包括控制装置及用于检测所述压簧弹力变化的检测装置，所述控制装置用于获取所述检测装置的检测值，以控制所述驱动电机的转速。
17.本发明提供一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，通过设置第一腔，在第一腔内设置第一通道，通过第一通道将第一腔分隔形成围绕第一通道的第二通道，在使用时将氧气从进气口通入，氧气分分流分别从第一通道和第二通道流过，分别经过第一通道和第二通道进行加热和加湿，通过这种方式可以将加热通道和加湿通道集成在一起，可以有效减小氧气处理系统的体积；进一步的在第一通道的流出口处设置叶片，第一驱动装置装置驱动第一通道绕其轴向转动，带动叶片转动将经过加热的气流泵送至经过加湿的气流的流出口，使加热的气流和加湿的气流混合然后由出气口流出对患者进行供氧，通过这种方式可以提高对氧气加热及加湿的均匀度，提高对氧气加热和加湿的效果。
18.其次，通过设置第二驱动装置，通过第二驱动装置可以根据混合室内气体的温度自动调整加热件的加热量，达到自动调节氧气温度的效果，使经过氧气处理系统处理的氧气温度处于一稳定范围之内，提高对氧气的处理效果。
附图说明
19.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
20.图1为本发明提供的一种用于呼吸辅助的氧气处理系统的整体外观结构示意图。
21.图2为本发明提供的一种气液混合的意外防冲击系统整体的内部结构示意图。
22.图3为本发明提供的一种气液混合的意外防冲击系统中第一通道在a视方向的结
构示意图。
23.图4为本发明提供的一种气液混合的意外防冲击系统中第一通道的结构示意图。
24.图5为本发明提供的一种气液混合的意外防冲击系统中第一通道去除叶片时在a视方向的结构示意图。
25.图6为本发明提供的一种用于呼吸辅助的氧气处理系统中叶片的结构示意图。
26.图7为本发明提供的一种用于呼吸辅助的氧气处理系统中第一腔的结构示意图。
27.图8为本发明提供的一种用于呼吸辅助的氧气处理系统中b处的局部放大结构示意图。
28.图9为本发明提供的一种用于呼吸辅助的氧气处理系统中c处的局部放大结构示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
31.实施例一本发明提供一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，参考图1、图2，作为一种具体的实施方式，包括第一腔1、设置于第一腔1内部的第一通道2及与第一通道驱动连接的第一驱动装置3，第一驱动装置3能够驱动第一通道2绕其轴心转动，第一腔1沿第一通道2轴向的两端分设有进气口10和出气口11，第一通道2将第一腔1分割形成有围绕第一通道2的第二通道12，第二通道12的两端分别连通进气口10和出气口11，第一通道2靠近出气口11的一端设置有多个叶片4，多个叶片围绕第一通道均匀间隔设置，第一通道2和第二通道12其中之一为加热通道，另一为加湿通道，叶片41能够在第一通道2旋转时将由加热通道流出的气体泵送至加湿通道的流出口。
32.进一步地，参考图1-图7，作为具体的实施方式，本发明提供的氧气处理系统包括外壳体1a，其中第一腔1为设置在外壳体1a内部，进气口10和出气口11设置于外壳体1a上，还包括穿设与第一腔1侧壁的转轴22，转轴22与第一通道2的端部连接，转轴22与第一通道2同轴设置。
33.具体的，在使用时，通过将进气口10与氧气源连通，氧气由进气口10进入后被分流分别从第一通道2和第二通道12内通过，第一通道2和第二通道12其中一个设置为加热通道另一个设置为加湿通道，作为一种具体的实施方式，此处以第一通道为加热通道，第二通道为加湿通道为例进行说明，经过第一通道2的气流被加热后从流出口流出，此时第一驱动装置3驱动第一通道旋转带动叶片4转动，在第一通道的流出口处产生负压，将由第一通道流出的气流泵送至第二通道12的流出口与由第二通道12流出的加湿气流混合，提高混合效果，然后气流被挤压至出气口，供患者使用。
34.进一步地，作为优选的实施方式，转轴22设置异于出气口11的一端，第一腔1位于出气口11的一端形成有圆锥状的混合室13，混合室13与第一通道2同轴设置，出气口11设置
在混合室的锥顶。
35.具体的，可以理解的是，在第一通道旋转时叶片41会带动气流旋转，通过设置圆锥状的混合室13，可以在混合室13内形成旋转的气流，进一步提高混合效果；且在工作时，在第一通道的流出口处产生负压，将由第一通道流出的气流泵送至第二通道12的流出口与由第二通道12流出的加湿气流混合，此时位于第二通道12流出口的气压较大，气流被挤压至流向出气口11，部分混合的气流从出气口流出，由于出气口处具有负压，会将混合室13内的部分混合气流会流向第一通道的流出口重新被叶片41泵送至第二通道12的流出口，再次进行混合，因此通过本发明提供的一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，能够对氧气进行均匀有效的加湿加热处理，提高患者的体验效果，且通过这种结构设置可以提高系统的紧凑性，减小系统的体积。
36.当然，可以理解的是，将第一通道2设置为加湿通道、第二通道12设置为加热通道也能同样达到提高氧气加热加湿均匀度的效果，其工作原理与上述的工作原理一致，此处不再一一赘述。
37.进一步地，可以理解的是，在出气口11的流通量大于进气口的流通量时，氧气气流到达混合室13内后会快速从出气口11流出，因此混合室内混合气体不能有效地被叶片41重新抽吸再次进行混合，因此会降低对氧气加热加湿的均匀度，作为优选的实施方式，出气口11的流通面积为φ1，进气口10的流通面积为φ2，单位为cm2；混合室13的容积为v1，取值范围为15-30ml；工作时氧气在第一通道和第二通道内的流通速度之和为v，单位为ml/s，则1.5φ1≤φ2≤4φ1；通过以下式子进行计算确定，φ2＝π*αφ1（v/v1）-2
，其中α为调节系数，取值范围为：0.5-0.8，通过这种设置方式，将进气口10的流通量大于出气口11的流通量，能够保证在工作时混合室13内均有一定量的气体，保证混合室内的气体能够被叶片41再次抽吸进行混合，提高混合效果，保证对氧气加热加湿的均匀性。
38.进一步地，第一通道2的外侧壁上设置有多个第二叶片21，多个第二叶片21围绕第一通道2的轴心均匀间隔设置，在第一通道2转动时第二叶片21能够在第二通道12的流出口处形成围绕第一通道2旋转的气流。
39.参考图3-图5，通过设置多个第二叶片21，在第一通道2旋转时驱动第二叶片21旋转，从而可以对经过第二通道12的氧气起到泵送的效果，在第二通道12的流出口形成旋转气流，进一步提高气流的混合效果，且通过设置第二叶片21，在使用时可以通过控制第一通道2的转速，从而控制第二叶片21的泵送功率，达到调节通过第一通道和第二通道氧气流量的效果，即当第一通道的转速加快时，第二叶片21的泵送功率增大，则可以提高通过第二通道的氧气气流的流速，减小通过第一通道的氧气气流的流速；反之在第一通道的转速降低时，则可以降低通过第二通道的氧气气流的流速，增大通过第一通道的氧气气流的流速。
40.进一步地，参考图2、图7，作为具体的实施方式，第一驱动装置的具体结构为：第一驱动装置3包括设置于多个第二叶片21端部的环状齿板31及设置于第一腔1外侧壁上的驱动电机32，驱动电机32与环状齿板31驱动连接。
41.具体的，其中驱动电机32的输出轴设置有主动齿轮320，主动齿轮320与环状齿板31相啮合驱动第一通道2绕转轴22作回转运动，其中环状齿板31上可以设置锥形齿板，主动齿轮320配合设置为锥形齿轮；作为另一种实施方式，环形齿板31还可以设置为圆环状的板状件，在圆环状的板状件的外环面上设置齿条，齿条为沿转轴的轴向方向设置的支持齿条
或斜齿齿条，主动齿轮320配合设置为直齿齿轮或斜齿齿轮。
42.进一步地，作为优选的实施方式，参考图2-图8，所述第一通道为加热通道，第二通道为加湿通道，在第一腔的周向侧壁上设置有雾化喷头27，雾化喷头27连通水源通过雾化喷头向第二通道内喷入水雾，从而达到对第二通道内气流加湿的效果；第一通道2内部设置有加热件23，转轴22内设置有线束通道220，线束通道220用于供向加热件供电的线束通过，转轴22远离第一通道2的端部设置有互不接触的至少两个条状导电件24，两条状导电件24与加热件的两端对应连通。在使用时，通过设置电刷5与条状导电件24进行供电，从而在第一通道转动的时候还能为加热件进行持续供电，使加热件23发热对通过第一通道2的氧气气流进行加热，可以理解的是，由于在工作时第一通道在不停的旋转，因此可以使加热件23也随着一起旋转，因此可以提高加热件与氧气气流的接触面积，提高换热效率及加热的均匀性；其中导电件24与电刷5的连接方式可以采用现有的有刷电机转子的供电方式。
43.进一步地作为优选的实施方式，第一腔1和第一通道2同轴设置，且第一腔1和第一通道2均为圆柱状结构。
44.实施例二本发明提供一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，作为进一步地改进，其与实施例一的不同之处在于，进一步地，叶片41为导热材料制成，条状导电件24沿转轴22的轴向方向延伸设置，还包括用于向条状导电件24供电的电刷5及第二驱动装置25，第二驱动装置25被配置为在混合室13的温度升高时能够驱动第一通道2向远离进气口10的方向运动，以使电刷5与条状导电件24之间发生相对滑动，使条状导电件接入电路的电阻值变大，使加热件23的加热量减小，在混合室13内的温度下降时能够驱动第一通道2向靠近进气口10的方向运动，以使电刷5与条状导电件24之间发生相对滑动，使条状导电件接入电路的电阻值变小，使加热件23的加热量增大。
45.具体的，通其中条状导电件24设置为条形电阻，叶片41设置为导热件，在工作时叶片41能够采集混合室内氧气的温度，从而在温度高于预定值时，通过第二驱动装置25，驱动第一通道2向远离进气口10的方向运动，通过将电刷5固定设置在第一腔的一侧，从而在第一通道运动时可以拉动转轴22与电刷之间发生相对滑动，从而使电刷5与条状导电件24的接触点发生移动，使条状导电件24接入电路的长度至变大，从而使条状导电件24接入电路的电阻值变大，从而可以降低流通加热件的电流，达到降低加热件加热功率的效果，进一步地，作为具体的实施方式，转轴22伸出第一腔的端部面向第一腔1设置有第一限位面220，第二驱动装置25包括设置于第一限位面220和第一腔的外侧壁之间的压簧251、设置于第一通道2侧壁的多个导向腔252及穿设与导向腔靠近进气口10一端的多个刚性杆256，每个导向腔252内均设置有活塞253，刚性杆256伸入导向腔252的端部与活塞253连接，导向腔252内位于活塞253背离刚性杆的一侧填充有膨胀液254，导向腔靠近出气口11的一端与叶片41导热连接，刚性杆、导向腔的轴向方向均与第一通道的轴线平行设置。
46.具体的，参考图2-图4，作为具体的实施方式，导向腔252设置在第一通道2的外侧壁内，其中第一通道2的外侧壁优选为树脂等导热率低的材料制成，多个导向腔252围绕第一通道均匀间隔设置，导向腔252靠近出气口11的一端贯通第一通道的侧壁，在开口位置螺纹连接有导热塞255，叶片41可拆卸的设置在导热塞255上，从而与导热塞255形成导热配合，在导热塞255和活塞253之间填充膨胀液254，在转轴22伸出第一腔1的端部设置有压簧
251，压簧251一端抵压至第一限位面220上，另一端抵压至第一腔的外侧壁上，从而在压簧251的弹力作用下使刚性杆的端部抵压至第一腔的内端面上，条形导电件24此时与电刷5的接触点为初始接触点，需要说明的是，在实施例二中，环形齿板31设置为圆环状的板状件，在圆环状的板状件的外环面上设置齿条，齿条为沿转轴的轴向方向设置的支持齿条或斜齿齿条，主动齿轮320配合设置为直齿齿轮或斜齿齿轮。
47.具体的，参考图4，作为一种具体的实施方式，导电件24靠近第一腔1的一端与加热件23连接，其中第二驱动装置25调节加热件的加热量的方法包括以下步骤：步骤一，工作时，叶片41随第一通道2旋转，将混合室内的部分氧气及由第一通道流出的被加热的氧气泵送至第二通道12的流出口，在此过程中，氧气的热量传递至叶片41上，热量经过导热塞254传递至膨胀液253；步骤二、当混合室内的氧气温度高于预定值时，膨胀液253发生膨胀，推动活塞251带动刚性杆256运动，从而抵抗压簧251的弹力使第一通道运动，改变电刷和条形导电件之间的接触点，降低加热件的加热量；当混合室内的氧气温度低于预定值时，膨胀液253收缩，驱动活塞251带动刚性杆256运动，从而在压簧251的弹力作用下使第一通道运动，改变电刷和条形导电件之间的接触点，降低加热件的加热量；步骤三、当加热件对氧气进行加热后在混合室内经过混合后的温度近似等于预定值时，此时膨胀液的体积保持不变，加热件的加热量也保持不变，使经过第一通道2和第二通道12的氧气到达混合室混合后的温度处于恒定范围；步骤四、当从进气口10流入的氧气初始温度或流量发生变化时，则到达混合室的气体温度也发生变化，重复步骤二和步骤三。
48.可以理解的是，其中预定值即为人体呼入气体适宜的温度值，例如温度在26
°‑
29
°
之间，而人体每分钟吸入的氧气量也在固定范围，成人一分钟吸入的氧气量在1000毫升左右，由进气口流入的氧气的流量的平均值为1000毫升/分钟，流入的氧气的初始温度的平均值也处于恒定范围t,因此可以控制膨胀液253的加注量，在混合室内气体温度在27
°
时，使加热件23的加热量正好可以对初始温度为t，流量为1000毫升/分钟的氧气加热到达混合室时的温度达到26
°‑
29
°
之间，此时在氧气的初始温度和流量恒定时，即可保证经过加热后的氧气温度处于26
°‑
29
°
之间，在当由进气口10流入的氧气的初始温度或流量发生变化时，则使膨胀液的膨胀量发生变化，对加热量进行调节，保证经过加热后的氧气温度处于26
°‑
29
°
之间。
49.进一步地，参考图2、图4、图9，每个刚性杆252与第一腔1内侧壁相接触的端部均设置有滚珠2520。通过设置滚珠，使刚性杆252与第一腔的侧壁之间为滚动配合，减小摩擦力。
50.进一步地，参考图8，作为优选的实施方式，转轴22伸出第一腔1的端部螺纹连接有限位件220a，限位件220a靠近第一腔的一侧设置有止推轴承220b，第一限位面220为止推轴承220b的推力面。
51.实施例三本发明提供一种用于呼吸辅助的氧气处理系统，作为进一步地改进，其与实施例一的不同之处在于，进一步地，参考图8，还包括控制装置及用于检测压簧251弹力变化的检测装置26，控制装置用于获取检测装置26的检测值，以控制驱动电机32的转速。
52.具体的，参考2，在第二驱动装置25调节的过程中，会使刚性杆256的伸出长度发生变化，因此会导致第一通道2的侧壁端面与第一腔1a内端面之间的距离发生变化，因此会导致进气口10与第二通道12之间的连通路径的流通截面发生变化，导致氧气进入第二通道的流量发生变化；即：在刚性杆256的伸出长度增加时，进气口10与第二通道12之间的连通路径的流通截面增加，对进入第二通道的氧气的阻力减小，流量增大，在刚性杆256的伸出长度减短时，进气口10与第二通道12之间的连通路径的流通截面减小，对进入第二通道的氧气的阻力增大，流量变小；在氧气进入第二通道的流量减小时，不能够有效的将第二通道内的雾化水滴带出，影响对氧气的加湿效果；作为进一步的改进，本发明还包括检测装置26，参考图8，作为具体的实施方式，检测装置26为设置在压簧251端部的压力传感器，控制装置通过获取压簧251弹力的变化量从而获取转轴22的位移量，进而获取进气口10与第二通道12之间的连通路径的流通截面的变化量，在流通截面增大时，控制驱动电机32的转速变小，使第二叶片21的泵气功率减小，在流通截面减小时，控制驱动电机32转速加快，使第二叶片21的泵气功率减小，从而使由第二通道12流通的氧气量为处于恒定的范围。
53.进一步地，参考图2，图7，作为优选的实施方式，混合室13通过螺纹连接的方式与外壳体1a连接，通过这种方式可以便于对第一通道及转轴22的拆卸及安装。
54.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。