混氧阀制造技术

本发明专利技术公开一种混氧阀，包括阀体，阀体上具有氧气入口、空气入口、混合气体出口，阀体内设置与混合气体出口相通的混合腔、与氧气入口相通的氧气腔、与空气入口相通的空气腔，在氧气腔内弹性设置有第一导向座，在空气腔内弹性设置第二导向座，在第一导向座、第二导向座的内端分别设置第一滚珠和第二滚珠，第一滚珠与第二滚珠通过滚珠顶杆相连，第一导向座的外端活动设置顶杆，顶杆外侧设置可转动的轴承，轴承外侧设置渐开线凸轮，渐开线凸轮与步进电机的输出轴相连。此混氧阀具有结构简单、安装维护方便、制造成本低、能灵敏精确调节控制氧气和空气的比例、配合一个普通的比例阀即可实现大小潮气量控制的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种混氧阀。
技术介绍
在呼吸机、麻醉机等医疗器械的使用过程中，需要对患者进行机械通气。对于正在接受治疗的患者来说，通气量的大小控制和氧浓度调节是非常重要的，特别是婴幼儿患者和危重症患者。从成人大潮气量到婴幼儿小潮气量下氧浓度的精确、灵敏、连续调节，这决定了呼吸机的精度，也决定着呼吸机的档次。潮气量通常是指在静息状态(没受刺激的状态)下每次吸入或呼出的气量。它与年龄、性别、体积表面、呼吸习惯、肌体新陈代谢有关。设定的潮气量通常指吸入气量。潮气量的设定并非恒定，应根据病人的血气分析进行调整，正常情况下:成人:8-10m 1/kg，小儿:10_15m 1/kg。目前，常规混氧阀设计一般依靠两个流量比例控制阀或端面密封阀实现控制空气和氧气的混合比例，在这两种设计中，第一种设计采用了两个流量比例控制阀，这样增加了产品的制造成本，且此种设计对于控制婴幼儿小潮气量的精确度有很大困难；第二种设计采用端面密封阀，但是因为零件加工制造精度和装配精度要求较高，造成加工制造难度大，且易造成密封不严，空气与氧气混合比例关系不确定。如图1所示，中国专利文献CN 101766861A公开一种“气体混合模块及具有该模块的呼吸机和麻醉机”，其中的气体混合模块包括壳体5a，壳体5a中具有混合腔52a，以及分别设于混合腔52a两侧的第一腔51a和第二腔53a，第一腔51a和第二腔53a可分别通过第一出气口 512和第二出气口 532与混合腔52a连通，芯轴2a沿轴向依次穿过第一腔51a、混合腔52a和第二腔53a，并且芯轴2a具有容纳于混合腔52a中的台肩22a，以及步进电机9a，用以驱动芯轴2a， 以使芯轴2a轴向移动，从而通过台肩22a的轴向移动同时改变第一出气口 512和第二出气口 532的开度。此方案使用步进电机9a来控制，传动形式采用梯形螺纹传动，气体混合机构运动副采用固定螺母4a的形式，控制芯轴2a既转动又移动，气体混合机构芯轴2a与步进电机9a轴的连接采用弹性联轴器la，弹性联轴器Ia扭转刚性能把螺旋运动精度转变为线性运动，电机轴的位置确定采用对射式光电开关3a、限位丝6a、光电挡片7a等，步进电机9a与芯轴2a采用一体式支架8a定位，用一体式支架8a上两孔的同轴来保证电机轴与芯轴2a的同轴度。空氧混合机构设置在进气模块后安装，是呼吸机吸气管前、呼吸机内部气路的一部分，通过外接气源的空气、氧气两路气体经过气体混合机构，依靠步进电机9a和联轴器精确控制芯轴2a在型腔中的位置，同时调节空气氧气流通量，达到患者所需要的氧浓度的要求，再通过流量比例阀送出患者所需要的潮气量，接入吸气管路。采用此种方案有以下缺点:第一、空气、氧气出口的密封仅通过芯轴2a的台肩22a进行端面密封，密封效果不好；第二、此种端面密封对接触面的平整度要求很高，这样就加大了加工制造难度；第三、芯轴2a和电机轴的中心不易找正，容易使芯轴2a和电机轴不同心，造成台肩22a对第一出气口 512或第二出气口 532的密封不严，致使气体泄漏，使气体的比例不在要求范围以内。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决产品成本高、密封效果差、加工制造难度高、不能精确控制空、氧气混合比例的问题，提供一种混氧阀，其具有体积小、结构简单、安装维护方便、制造成本低、在较高压力下达到稳定、精确的氧浓度调节控制、能灵敏精确调节控制氧气和空气的混合比例、配合一个普通的比例阀即可实现大小潮气量控制的优点。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现:一种混氧阀，包括阀体，所述阀体上具有氧气入口、空气入口、混合气体出口，所述阀体内设置与混合气体出口相通的混合腔、与氧气入口相通的氧气腔、与空气入口相通的空气腔，在所述氧气腔内弹性设置有第一导向座，在所述空气腔内弹性设置第二导向座，在所述第一导向座、第二导向座的内端分别设置第一滚珠和第二滚珠，所述第一滚珠与第二滚珠通过滚珠顶杆相连，所述第一导向座的外端活动设置顶杆，所述顶杆外侧设置可转动的轴承，所述轴承外侧设置渐开线凸轮，所述渐开线凸轮与步进电机的输出轴相连，通过步进电机输出轴转动实现渐开线凸轮转动，进一步带动轴承做旋转运动和水平移动，推动顶杆轴向移动，从而调节空气腔·与氧气腔出口的开度。优选的，所述阀体包括依次设置的阀体一、阀体二和阀体三，所述混合腔设置在所述阀体二内，所述混合腔内设置第一阀芯体和第二阀芯体，所述第一阀芯体与所述第二阀芯体相接，使两者内部连通并形成空气腔，所述氧气腔设置在所述阀体一内，所述空气腔通过设置在第一阀芯体上的空气出口与混合腔实现连通，所述氧气腔通过设置在阀体二上的氧气出口与混合腔实现连通。优选的，所述第一导向座外端通过第一弹簧与阀体一相连接，所述第二导向座外端通过第二弹簧与阀体三相连接，所述空气入口设置在阀体三上，并连通至阀体二内部设置的空气腔，所述氧气入口设置在阀体一上，并连通至阀体一内部设置的氧气腔。优选的，所述阀体的一侧固定设置两块呈上、下布置的夹板，所述轴承置于两夹板之间，且一并通过销轴穿接在一起，所述顶杆设置在阀体一内，且所述顶杆一端延伸至所述氧气腔内，并与第一导向座的外端抵靠，另一端延伸至所述的两夹板内。进一步的，所述空气出口一端设置与第二滚珠相配合的锥形面，所述氧气出口的一端设置与第一滚珠相配合的锥形面，通过锥形面与滚珠的配合形成可靠的密封，并实现通气量的精确控制，所述滚珠顶杆设置在混合腔内，且所述滚珠顶杆两端分别延伸至空气出口和氧气出口内。进一步的，所述顶杆的轴心、第一滚珠的圆心、滚珠顶杆的轴心以及第二滚珠的圆心在同一条直线上，此设计可保证空气与氧气混合比例得到精确控制。进一步的，所述第二弹簧的弹力大于第一弹簧的弹力，以使在常态下第二滚珠始终封堵空气出口，空气端处于关闭状态，第一滚珠远离氧气出口，氧气端处于全开状态。优选的，所述阀体一与所述阀体二的接触面设置O型密封圈，所述阀体二与所述第二阀芯体的接触面设置O型密封圈，所述第二阀芯体与所述阀体三的接触面设置O型密封圈，所述第二阀芯体与所述第一阀芯体的接触面设置O型密封圈。优选的，所述顶杆与阀体一的接触面设置O型密封圈。优选的，所述顶杆与阀体一的接触面设置密封膜片。本专利技术的有益效果为:通过采取步进电机驱动渐开线凸轮旋转，渐开线凸轮带动轴承同时做旋转和水平移动，然后轴承推动顶杆移动，从而实现滚珠与阀体的锥形面形成可靠的密封和通气量的精密控制，而且在不同的流量情况下，实现将步进电机旋转角度线性的转换为气体流量的变化，为实现自动化控制提供了良好的机械结构平台；通过在整个混氧阀的各处密封处均通过O型密封圈进行密封，不仅密封安全可靠，价格低廉，而且拆卸维护也很方便；通过将顶杆的轴心、第一滚珠的圆心、滚珠顶杆的轴心以及第二滚珠的圆心设置在同一条直线上，这样可以使第一滚珠和第二滚珠能够按照比例打开，保证混氧阀的精确度；通过在混氧阀中设置弹簧，可以对第一导向座和第二导向座进行预紧压紧，且第二弹簧的压紧力大于第一弹簧的压紧力，可以确保滚珠顶杆和其两侧的滚珠紧密压在一起，并使在常态下第二滚珠始终封堵空气出口，空气出口处于关闭状态，第一滚珠远离氧气出口，氧气出口处于全开状态。对比现有技术，此混氧阀具有体积小、结构简单、安装维护方便、制造成本低、在较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混氧阀，包括阀体，所述阀体上具有氧气入口、空气入口、混合气体出口，所述阀体内设置与混合气体出口相通的混合腔、与氧气入口相通的氧气腔、与空气入口相通的空气腔，其特征在于，在所述氧气腔内弹性设置有第一导向座，在所述空气腔内弹性设置第二导向座，在所述第一导向座、第二导向座的内端分别设置第一滚珠和第二滚珠，所述第一滚珠与第二滚珠通过滚珠顶杆相连，所述第一导向座的外端活动设置顶杆，所述顶杆外侧设置可转动的轴承，所述轴承外侧设置渐开线凸轮，所述渐开线凸轮与步进电机的输出轴相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冀金泉，王军，
申请(专利权)人：北京谊安医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：