[发明专利]一种呼吸机用比例阀

说明书

本发明公开了一种呼吸机用比例阀，涉及流体控制领域。包括阀体、阀芯以及驱动组件，阀体设有进气口、出气口以及连通所述进气口与出气口的腔体，其特征在于，所述阀芯与阀体无直接接触，所述阀芯外侧壁与阀体内侧壁之间设置有弹性片，所述弹性片将腔体分割为了互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第二腔体与进气口、出气口连通，所述弹性片能够抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口，所述驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁以连通进气口和出气口，所述阀芯内部开有连通进气口与第一腔体的气管。本比例阀中的阀芯与阀体无直接接触，比例阀在工作过程中产生的摩擦力减小，对气体流量的控制更加精准线性。

技术领域

本发明涉及流体控制领域，具体涉及一种呼吸机用比例阀。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸机作为一项能够人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍应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。

在呼吸机的使用过程中，必须对患者进行机械通气。呼吸机自带压缩机、涡轮机或其他类型的元件以提供气源，因而呼吸机需要能进行流量比例控制的阀门进行气体流量控制。呼吸机用比例阀的关键技术点在于在较大压力下做到对较小流量范围的精确控制。

发明内容

现有的典型的比例阀如图1所示。由活动衔铁固连阀芯，在线圈的电磁力驱动下，阀芯沿起导向作用和密封作用的密封部件左右移动，达到调节阀口大小的目的。由于这种比例阀存在相互接触的相对运动，所以不可避免的就存在摩擦力。由于动摩擦力的影响削弱了电磁力的作用，尤其在输入控制电流较小时，会严重影响到输入电流与输出电磁力的比例关系，这也是导致现有比例阀小流量输出不稳定的原因之一；而且由于比例阀开启和关闭摩擦力的作用正好相反，导致现有比例阀开启和关闭产生很大的滞回。为了最大限度的减小滞回对流速控制的影响，不得不研究复杂的控制算法，大大增加了成本。同时，这种采用弹簧作为抵持阀芯与阀体进而密封进气口的组件，也存在弹簧老化失效、密封不严的问题。

由此看来，在流体控制技术领域，亟需提出一种能够减小比例阀中摩擦力对流量的影响、实现对气体流量精准控制的比例阀。为此，本发明提供了一种呼吸机用比例阀用以下技术要点来解决问题：

一种呼吸机用比例阀，包括阀体、阀芯以及驱动组件，所述阀体设有进气口、出气口以及连通所述进气口与出气口的腔体，其特征在于，所述阀芯与阀体无直接接触，所述阀芯外侧壁与阀体内侧壁之间设置有弹性片，所述弹性片将腔体分割为了互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第二腔体与进气口、出气口连通，所述弹性片能够抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口，所述驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁以连通进气口和出气口，所述阀芯内部开有连通进气口与第一腔体的气管。

如上所述，本发明提供了一种包含阀体、阀芯、驱动组件的比例阀，与现有技术相比，本比例阀中的阀芯独立设置在阀体的腔体内，与阀体之间仅通过弹性片连接，阀芯与阀体之间接触较少，比例阀在工作过程中产生的摩擦力大大减小。驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁，阀芯与阀体内壁的距离越大，气体流量也越大，达到对流量控制的效果。由于摩擦力的影响减小，因此驱动组件对阀芯的控制也更加精准线性。弹性片的弹力能够使阀芯恢复原位，抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口。同时，弹性片将腔体分为了互不连通的第一腔体和第二腔体，阀芯内部开有连通第一腔体与进气口的气管。在不工作时，阀芯抵持阀体内壁密封进气口，进气口中的气体从阀芯内部中的气管进入第一腔体，形成背压，将阀芯紧密地抵靠在阀体上，增强了对进气口的密封效果，也防止因密封组件失效造成的密封效果差的状况。

更进一步的技术方案为：

所述驱动组件包括电磁铁和衔铁，所述电磁铁固定安装在阀体中，所述衔铁固定在阀芯后端部，所述衔铁与电磁铁之间相互分离。在该技术特征中，电磁铁在电流作用下与衔铁产生吸力，将阀芯拉离阀座，气体从进气口流入排气口。电流越大，阀芯与阀座的距离就越大，相应的气体流量也越大。衔铁与电磁铁相互分离设置，避免接触产生摩擦。