[发明专利]呼气阀

说明书

技术领域

本发明涉及呼气阀领域，尤其是关于一种电控呼气阀。

背景技术

呼气阀装置是呼吸机中的重要组成部分，其主要作用是配合呼吸机作呼吸动作，具体分为：(1)吸气时关闭，使呼吸机提供的气体能全部供给病人，另外，在吸气末呼气阀仍可以继续关闭，使之屏气；(2)呼气时才打开，使之呼气。当气道压力低于PEEP(positive end-expiratory pressure，呼气末正压)时，呼气部分必须关闭，维持PEEP，当气道压力高于PEEP时，呼气阀部分打开，直到压力降至PEEP值；(3)系统断电时，呼气阀自动打开，且呼气阻力小，保证病人可以舒适地自由呼出气体。现有的呼气阀主要有两大类：气控呼气阀和电控呼气阀。

气控呼气阀以控制气体作为驱动力。控制气体可以由电磁阀控制，将电磁阀作为先导阀，控制气体的流量可很小，并使气道内维持所设定的PEEP，PEEP值可由先导阀的流速进行调整。封阀口的膜片以控制气体的压力作为保持力，病人呼气的动态过程中，当病人刚刚由吸气转化为呼气的瞬间，呼气气流很大，气道内压力远大于PEEP值时，此时膜片开度较大，呼出气体可以迅速排到大气中；而当病人呼气快要结束的时候，气道内压力仅稍大于PEEP值时，膜片开度较小，呼出气体慢速而平稳地排到大气中。因此，气控呼气阀的特点是保持力非常平稳，封阀口的膜片结构可根据病人呼气状况动态调节，价格相对便宜；缺点是反应速度较慢，当气道中压力突然升高时无法迅速打开呼气阀以降低压力而造成病人呼吸不适，无法支持某些智能化的通气模式，而且对气源的浪费也较为严重，因此，这种呼气阀一般在中低档呼吸机上采用。这种呼气阀的相关专利可参见专利号为5,065,746、5,813,399、5,918,597、5,632,270和5,452,714的美国专利。

绝大部分电控呼气阀以比例电磁铁或音圈电机作为驱动力。电磁部分输出的力与电流有关，与输出部分的位移无关。封阀口的膜片以电磁力作为保持力，可根据病人呼气状况动态调节。这种呼气阀的特点是反应速度非常快，通过调节流经电磁线圈的电流实现PEEP值的调节，机械结构非常简单，具有很高的可靠性。采用主动式呼气阀后可使呼吸机在机械通气中的呼气相和吸气相都可实现主动连续的控制，维持与预设压力相恒定的压力。例如在吸气相内出现任何原因的气道压力超高，呼吸机的进气阀瞬间关闭，同时呼气阀开启释放压力从而使所控压力得以维持，即在吸气相中实现主动呼气。但由于比例电磁铁或音圈电机不是通用件，一般由专业厂家专门设计，所以价格相对昂贵。现代高档呼吸机上一般都采用这种呼气阀。这种呼气阀相关的专利可参见专利号为5,065,746、5,927,275和5,127,400的美国专利。

还有一部分电控呼气阀以步进电机为驱动力，步进电机圆周方向运行一定的步数，折合到直线方向一定距离，并对应到呼气阀阀口一定的开度和气阻。这种呼气阀的特点是响应速度介于气控呼气阀和音圈电机呼气阀之间，成本较低，传动结构传统，实现比较容易。但没有膜片结构，没有相应的保持力，当病人呼出气体的整个过程中，阀口开度均相同，呼出气体排出的速度无法动态调节。因此，采用这种呼气阀的呼吸机不多。这种呼气阀相关的专利可参见专利号为5,072,729的美国专利。

综上所述，现有的呼气阀装置存在以下缺陷：

1)气控呼气阀反应速度较慢，当气道中压力突然升高时无法迅速打开呼气阀以降低压力而造成病人呼吸不适，无法支持某些智能化的通气模式。

2)以比例电磁铁或音圈电机作为驱动力的电控呼气阀价格相对昂贵；而以步进电机为驱动力的电控呼气阀，没有膜片结构，没有相应的保持力，当病人呼出气体的整个过程中，阀口开度均相同，呼出气体排出的速度无法动态调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供了一种响应速度快、成本低且可根据病人呼气状况动态调节的呼气阀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该呼气阀包括步进电机、阀芯、膜片、第一顶杆、基座及第一弹性件，该阀芯具有进气口、出气口及阀口，该第一顶杆通过第一弹性件弹性支撑在一基座上，该步进电机通过传动机构驱动基座带着第一顶杆直线运动，该膜片具有弹性，其边缘固定在该阀芯上，其中部位于该第一顶杆的运动轨迹上，该阀口位于该膜片的运动轨迹上，使该膜片根据呼气状况动态调节该阀口的开度。

所述的呼气阀还包括第二顶杆及第二弹性件，该第二顶杆通过该第二弹性件弹性支撑在一基座上，一步进电机通过一传动机构传动该基座带着第二顶杆直线运动，该膜片也位于该第二顶杆的运动轨迹上。