一种气体压力平衡管及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种气体压力平衡管，包括第一左管、第一右管、第一左平衡阀杆、第一右平衡阀杆、第一分隔件、第一左控制阀、第一右控制阀、第一左进气口、第一右进气口，第一分隔件位于第一左管和第一右管之间，第一分隔件将其两侧的气室空间分隔且其能够沿第一左管和第一右管的连通方向移动，第一分隔件的一侧通过第一左平衡阀杆与第一左控制阀连接、另一侧通过第一右平衡阀杆与第一右控制阀连接，第一左控制阀和第一右控制阀在运动过程中能够分别调节第一左管和第一右管的气体出口的开度。本发明专利技术可实现两种不同压力的气体输入，通过气体压力平衡管后，输出相等压力的两种气体，最大限度地减少压力传感器误差或失效给控制带来的不确定性。不确定性。不确定性。

【技术实现步骤摘要】
一种气体压力平衡管及其工作方法


[0001]本专利技术属于医疗呼吸设备或流体控制
，具体涉及一种气体压力平衡管及其工作方法。

技术介绍

[0002]两种流体精准混合广泛应用于各种领域，如医用空氧混合器和高流量治疗设备是医院必需的仪器设备，尤其在新生儿救治领域，高浓度吸氧(氧气浓度>50％)容易导致新生儿视网膜病变(ROP)、支气管肺的发育不良综合征(BPD)等疾患，即高浓度吸氧导致氧中毒等副作用，如果吸氧浓度过低，又容易产生低血氧综合症、高碳酸血症或两者兼而有之的呼吸衰竭、脑损伤等疾病，精准合适调节空氧气体的氧气浓度至关重要，因此空氧混合器在临床上也被应用于病毒性肺炎(如COVID-19)、呼吸窘迫综合症(RDS)、呼吸衰竭、呼吸暂停(AOP)、肺炎等呼吸系统疾病及早产儿肺透明膜病(HMD)、细支气管炎等疾病的治疗。
[0003]空氧混合经鼻高流量通气/氧疗也是一种新的呼吸支持技术，除具有正压通气治疗的功能外，还因其安全有效、护理简单操作、治疗过程中无损伤与良好的舒适性广泛应用于病患的呼吸治疗，在临床使用过程中，医生只需要直接调节氧气浓度O2％与流量V，但现有空氧技术存在如下缺陷：
[0004]①
用流量表进行空氧混合，通过调节氧气流量与空气流量，得到氧气浓度O2％，依据如下公式(1)(2)进行计算，或查表方式调节流量，但操作非常不方便，难以满足实际使用要求。
[0005][0006]V＝V1+V2
ꢀꢀꢀ
(2)
[0007]其中V1为空气流量，V2为氧气流量。
[0008]②
利用比例阀调节空氧混合，现有压力平衡装置对输入气体压力变化不灵敏，尤其在低压工况下，不能根据输入气流压力的变化实时灵敏平衡气体压力，从而导致输出气体的氧气浓度偏差大大超过许可误差，如
±
5％的误差。
[0009]③
现有空氧混合器压力平衡装置原理复杂，成本与加工要求高，还容易发生气体泄漏现象，这种不确定性给治疗带来安全风险，大大降低了临床治疗效果。
[0010]现有气体压力平衡装置很难实现多级压力平衡系统，因原理及结构等因素限制，做两级压力平衡结构已非常不容易，很难精准平衡，满足使用要求。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种气体压力平衡管及其工作方法，可通过该气体压力平衡管(Gas pressure balance tube-GPBT)输出相等压力的两种气体，最大限度地减少压力传感器误差或失效给控制带来的不确定性，满足高精度技术要求。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0013]一种气体压力平衡管，包括第一左管、第一右管、第一左平衡阀杆、第一右平衡阀杆、第一分隔件、第一左控制阀、第一右控制阀、第一左进气口、第一右进气口，
[0014]所述第一左管和第一右管的一端相互连接，所述第一左进气口与所述第一左管连通，所述第一右进气口与所述第一右管连通，所述第一分隔件位于所述第一左管和第一右管之间，所述第一分隔件将其两侧的气室空间分隔且其能够沿第一左管和第一右管的连通方向移动，所述第一分隔件的一侧通过第一左平衡阀杆与第一左控制阀连接、另一侧通过第一右平衡阀杆与第一右控制阀连接，第一左控制阀和第一右控制阀在运动过程中能够分别调节第一左管和第一右管的气体出口的开度。
[0015]进一步地，还包括第一左出气室和第一右出气室，所述第一左出气室与第一左管的另一端连接，第一右出气室与第一右管的另一端连接。
[0016]进一步地，还包括第一右平衡弹簧、第一右阀体紧固件、第一左阀体紧固件和第一左平衡弹簧，所述第一右阀体紧固件设置于第一右出气室上，所述第一左阀体紧固件设置于第一左出气室上，所述第一右平衡弹簧的两端分别与第一右控制阀和第一右阀体紧固件连接，所述第一左平衡弹簧的两端分别与第一左控制阀和第一左阀体紧固件连接。
[0017]进一步地，包括第二左管、第二右管、第二左平衡阀杆、第二右平衡阀杆、第二分隔件、第二左控制阀、第二右控制阀、第二左进气口、第二右进气口，
[0018]所述第二左管和第二右管的一端相互连接，所述第二左进气口与所述第二左管连通，所述第二右进气口与所述第一右管连通，所述第二分隔件位于所述第二左管和第二右管之间，所述第二分隔件将其两侧的气室空间分隔且其能够沿第二左管和第二右管的连通方向移动，所述第二分隔件的一侧通过第二左平衡阀杆与第二左控制阀连接、另一侧通过第二右平衡阀杆与第二右控制阀连接，第二左控制阀和第二右控制阀在运动过程中能够分别调节第二左管和第二右管的气体出口的开度，
[0019]所述第二左进气口与所述第一左出气室的出口连通，所述第二右进气口与所述第一右出气室的出口连通。
[0020]进一步地，还包括第二左出气室和第二右出气室，所述第二左出气室与第二左管的另一端连接，第二右出气室与第二右管的另一端连接。
[0021]进一步地，还包括第二右平衡弹簧、第二右阀体紧固件、第二左阀体紧固件和第二左平衡弹簧，所述第二右阀体紧固件设置于第二右出气室上，所述第二左阀体紧固件设置于第二左出气室上，所述第二右平衡弹簧的两端分别与第二右控制阀和第二右阀体紧固件连接，所述第二左平衡弹簧的两端分别与第二左控制阀和第二左阀体紧固件连接。
[0022]进一步地，所述第一分隔件和/或第二分隔件为隔膜，隔膜材料如SUS316、SUS316L、蒙乃尔合金(Cu30Ni70)、哈氏合金(H276c)、钽(Ta)、钛膜片等。
[0023]进一步地，还包括比例调节阀座、比例调节旋钮和双端阀，所述比例调节阀座内包括第一气体通道、第二气体通道和混合气体出口通道，第一气体通道和第二左出气室的出气口连通，第二气体通道和第二右出气室的出气口连通，所述双端阀位于比例调节阀座内且位于第一气体通道、第二气体通道和混合气体出口通道的交汇处，所述比例调节旋钮与所述双端阀连接，通过调节比例调节旋钮能够控制双端阀调节第一气体通道和第二气体通道的气体流量。
[0024]根据上述的气体压力平衡管的工作方法，第一气体自第一左进气口进入第一左管
内，第二气体自第一右进气口进入第一右管内，当两种气体的压力不同时，所述第一分隔件向压力小的气体的方向运动并调节对应的控制阀的流量，直至第一左管和第一右管内的压力初步平衡；第一左管内的第一气体自第一左出气室进入第二左管内，第一右管内的第二气体自第一右出气室进入第二右管内，通过第二分隔件的运动进一步调节两种气体的压力平衡；第二左管内的第一气体自第二左出气室进入比例调节阀座内的第一气体通道，第二右管内的第二气体自第二右出气室进入比例调节阀座内的第二气体通道，通过预先设定的双端阀的位置使得第一气体和第二气体以预定的流量在混合气体出口通道内混合。
[0025]一种空氧混合器，所述空氧混合器包括上述的气体压力平衡管。
[0026]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0027](1)本专利技术气体压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体压力平衡管，其特征在于，包括第一左管(1)、第一右管(8)、第一左平衡阀杆(4)、第一右平衡阀杆(9)、第一分隔件(6)、第一左控制阀(2)、第一右控制阀(11)、第一左进气口(5)、第一右进气口(7)，所述第一左管(1)和第一右管(8)的一端相互连接，所述第一左进气口(5)与所述第一左管(1)连通，所述第一右进气口(7)与所述第一右管(2)连通，所述第一分隔件(6)位于所述第一左管(1)和第一右管(8)之间，所述第一分隔件(6)将其两侧的气室空间分隔且其能够沿第一左管(1)和第一右管(8)的连通方向移动，所述第一分隔件(6)的一侧通过第一左平衡阀杆(4)与第一左控制阀(2)连接、另一侧通过第一右平衡阀杆(9)与第一右控制阀(11)连接，第一左控制阀(2)和第一右控制阀(11)在运动过程中能够分别调节第一左管(1)和第一右管(8)的气体出口的开度。2.根据权利要求1所述的气体压力平衡管，其特征在于，还包括第一左出气室(15)和第一右出气室(14)，所述第一左出气室(15)与第一左管(1)的另一端连接，第一右出气室(14)与第一右管(8)的另一端连接。3.根据权利要求2所述的气体压力平衡管，其特征在于，还包括第一右平衡弹簧(12)、第一右阀体紧固件(13)、第一左阀体紧固件(16)和第一左平衡弹簧(17)，所述第一右阀体紧固件(13)设置于第一右出气室(14)上，所述第一左阀体紧固件(16)设置于第一左出气室(15)上，所述第一右平衡弹簧(12)的两端分别与第一右控制阀(11)和第一右阀体紧固件(13)连接，所述第一左平衡弹簧(17)的两端分别与第一左控制阀(2)和第一左阀体紧固件(16)连接。4.根据权利要求2或3所述的气体压力平衡管，其特征在于，包括第二左管(34)、第二右管(20)、第二左平衡阀杆(28)、第二右平衡阀杆(26)、第二分隔件(27)、第二左控制阀(29)、第二右控制阀(21)、第二左进气口(35)、第二右进气口(19)，所述第二左管(34)和第二右管(20)的一端相互连接，所述第二左进气口(35)与所述第二左管(34)连通，所述第二右进气口(19)与所述第一右管(2)连通，所述第二分隔件(27)位于所述第二左管(34)和第二右管(20)之间，所述第二分隔件(27)将其两侧的气室空间分隔且其能够沿第二左管(34)和第二右管(20)的连通方向移动，所述第二分隔件(27)的一侧通过第二左平衡阀杆(28)与第二左控制阀(29)连接、另一侧通过第二右平衡阀杆(26)与第二右控制阀(21)连接，第二左控制阀(29)和第二右控制阀(21)在运动过程中能够分别调节第二左管(34)和第二右管(20)的气体出口的开度，所述第二左进气口(35)与所述第一左出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟汉贵，时岩，王霞，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：