技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种呼气阀。
背景技术
传统的气动式呼气阀需要有压缩气源，不能精确控制呼气压力，而且流量检测也不 准确，实用性差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在 于提出一种呼气阀，该呼气阀可精确控制呼气压力，实用性好。
根据本发明的呼气阀，包括：呼气阀本体；阀体，阀体设在呼气阀本体上，阀体包 括内管和外管，内管具有内管进口和内管出口，外管套设在内管的外面以在外管与内 管之间限定出中间通道，中间通道的一端封闭且另一端敞开；硅胶膜片，硅胶膜片邻 近内管出口设置且封闭中间通道的另一端；以及驱动装置，驱动装置通过电磁力驱动 硅胶膜片封闭内管出口。
根据本发明的呼气阀通过设置驱动装置，可以实现对硅胶膜片施加可精密调控的电 磁推力，从而可以实现精密调节呼气阀内气道压力和流量的功能，大大提高了呼气阀 的测量精确度，实用性好。相比传统采用的驱动方式，根据本发明实施例的呼气阀省 却了气源，同时结构更加紧凑、简单，且驱动精度更高。
另外，根据本发明的呼气阀还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，呼气阀还包括：连接管道，连接管道与内管进口相连； 以及锁紧旋钮，锁紧旋钮固定在呼气阀本体上且套在连接管道的外面以将连接管道固 定在呼气阀本体上。
根据本发明的一个实施例，锁紧旋钮上设置有多个第一凸起，呼气阀本体上设置有 多个第一卡槽，多个第一卡槽与多个第一凸起分别一一对应地配合以将锁紧旋钮固定 在呼气阀本体上。
根据本发明的一个实施例，呼气阀还包括用于测量内管内部压力的压力测量装置。
根据本发明的一个实施例，压力测量装置包括：密封块，密封块内具有密封块通道 且密封块上形成有分别与密封块通道相通的密封块进口和密封块出口，密封块嵌设在 阀体内且密封块进口与内管内部连通；以及压力传感器，压力传感器设在呼气阀本体 上，压力传感器与密封块出口相连。
根据本发明的一个实施例，呼气阀还包括：采样管，采样管设在呼气阀本体上且采 样管与中间通道连通，采样管上设置有分别与采样管内部连通的第一气体采集管和第 二气体采集管；气阻，气阻设在采样管内，其中第一气体采集管位于气阻的上游侧且 第二气体采集管位于气阻的下游侧；以及流量测量装置，流量测量装置分别与第一气 体采集管和第二气体采集管相连。
根据本发明的一个实施例，采样管为金属管；呼气阀还包括：加热装置，加热装置 设在采样管上用于加热采样管。
根据本发明的一个实施例，采样管通过连接软管连通中间通道。
根据本发明的一个实施例，呼气阀还包括：积水杯，积水杯设在阀体的底部且连通 中间通道用于收集并存储水。
根据本发明的一个实施例，呼气阀还包括：压紧盖，压紧盖设在外管上用于固定硅 胶膜片；呼气阀还包括：阀座，阀座罩设在硅胶膜片与压紧盖的外面以在阀座与膜 片之间限定出阀座腔，其中阀座上形成有将阀座腔与呼气阀外部连通的通气结构。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得 明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明 显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的呼气阀的剖面示意图；
图2是根据本发明一个实施例的呼气阀的剖面示意图；
图3是根据本发明一个实施例的呼气阀的驱动装置的局部立体图；
图4是根据本发明一个实施例的呼气阀的驱动装置的剖面示意图；
图5是根据本发明一个实施例的呼气阀的密封块的立体图；
图6是根据本发明一个实施例的呼气阀的密封块的剖面示意图；
图7是根据本发明一个实施例的呼气阀的锁紧旋钮的立体图；
图8是根据本发明一个实施例的呼气阀的锁紧旋钮的剖面示意图；
图9是根据本发明一个实施例的呼气阀的加热装置的立体图；
图10是根据本发明一个实施例的呼气阀的加热装置的剖面示意图；
图11是根据本发明一个实施例的呼气阀的阀座的立体图；
图12是根据本发明一个实施例的呼气阀的阀座的剖面示意图。
附图标记说明：
呼气阀100；
呼气阀本体1；压紧盖11；阀座12；通气结构13；
阀体2；内管21；内管进口211；内管出口212；外管22；中间通道23；
硅胶膜片3；
驱动装置4；顶针41；外壳42；顶针弹簧43；永磁体44；线圈绕组45；外磁轭 46；
连接管道5；
锁紧旋钮6；第一凸起61；第一通孔62，第二通孔63；
压力测量装置7；密封块71；密封块通道711；密封块进口712；密封块出口713； 上唇型结构714；下唇型结构715；
采样管8；第一气体采集管81；第二气体采集管82；气阻83；
加热装置84；电热硅胶板841；电热硅胶板底板842；弹簧套筒843；弹簧844；
连接软管85；单向膜86；
积水杯9。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个 以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术 语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下” 可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通 过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上 面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第 二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特 征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参考图1至图12描述根据本发明实施例的呼气阀100。
根据本发明实施例的呼气阀100，包括呼气阀本体1、阀体2、硅胶膜片3和驱动 装置4。
其中呼气阀本体1可为塑料阀体，也可以为金属阀体。
阀体2设在呼气阀本体1上，例如阀体2穿设呼气阀本体1且阀体2的两端从呼气 阀本体1的两侧表面延伸出。
如图1和图2所示，阀体2包括内管21和外管22。内管21具有内管进口211和 内管出口212，病人呼出的气体从内管进口211进入内管21内，然后可从内管出口212 流出内管21。
外管22套设在内管21的外面以在外管22与内管21之间限定出中间通道23。如 图2所示，中间通道23的一端（图2中的右端）封闭且另一端（图2中的左端）敞开。 例如，如图1所示，外管22的右端可直接连接在内管21的外周面上。
硅胶膜片3邻近内管出口212设置且封闭中间通道23的另一端（图2中的左端）。 可以理解的是，如图2所示，硅胶膜片3设在外管22内且邻近内管出口212设置，硅 胶膜片3未受到外力的情况下其与内管出口212的距离可以根据实际需要来设定，硅 胶膜片3可以通过下面将会提到的压紧装置例如压紧盖11固定在外管22内且密封外 管22，这样硅胶膜片3就可以密封中间通道23的左端。硅胶膜片3具有良好的弹性， 因此可以在一定程度上变形。
驱动装置4通过电磁力驱动硅胶膜片3封闭和打开内管出口212。也就是说，驱动 装置4通过电磁力驱动硅胶膜片3变形以封闭内管出口212，当驱动装置4不驱动硅胶 膜片3时，硅胶膜片3复位，内管出口212重新打开。
在本发明的一个实施例中，驱动装置4可为电磁驱动装置。
如图3和图4所示，电磁驱动装置包括：具有磁场屏蔽作用的铝制外壳42、顶针 41、顶针弹簧43、永磁体44、线圈绕组45、外磁轭46。
其中铝制外壳42具有磁场屏蔽作用，这样就可以屏蔽外部磁场，防止外部磁场对 内部磁场的干扰，增加电磁驱动装置4的驱动精度。
当线圈绕组45通电时，电磁驱动装置4的线圈绕组45在电流的激励下与永磁体44 （例如，永磁铁）、外磁轭46共同作用可产生电磁推力，该电磁推力可驱动线圈绕组45 前后运动。
顶针41固定在线圈绕组45上，当线圈绕组45向外运动时，顶针41也一起向外运 动，顶针41向外运动抵触硅胶膜片3，顶针41会给硅胶膜片3施加预定压力使硅胶膜 片3挤压内管21的出口产生压强，该压强对中间通道23内的气体产生压力，从而间接精 确控制了中间通道23内气体压力，这样就可以改变呼气阀100内气道压力和流量。
顶针弹簧43与顶针41相连，顶针弹簧43可以使顶针41更好地与线圈绕组45配 合连接。可以理解的是，在本发明一个实施例中的驱动装置4的电磁推力是可以精密 控制的，从而给硅胶膜片3施加的预定压力也是可以精密调节的，这样就可以精密地 调节呼气阀100内气道的压力和流量。
当然，本发明并不限于此，对于其它可基于电磁感应原理，依靠电磁力来驱动挤压 硅胶膜片3的驱动装置，均落入本发明的保护范围内。
根据本发明实施例的呼气阀100通过设置驱动装置4，可以实现对硅胶膜片3施加 可精密调控的电磁推力，从而可以实现精密调节呼气阀100内气道压力和流量的功能， 大大提高了呼气阀100的测量精确度，实用性好。相比传统采用的驱动方式，根据本 发明实施例的呼气阀100省却了气源，同时结构更加紧凑、简单，且驱动精度更高。
在本发明的一个实施例中，呼气阀100还包括连接管道5和锁紧旋钮6。
其中连接管道5与内管进口211相连。如图2所示，连接管道5的一端（图2中的 右端）与内管进口211相连，连接管道5的另一端（图2中的下端）适于与病人的呼 气装置（图未示出）相连，病人呼出的气体可通过连接管道5并从内管进口211进入 内管21内。可选地，连接管道5可以是弯管。
可以理解的是，连接管道5为软性管，也就是说，连接管道5可以任意弯曲以便与 其它部件相连。
如图1和图2所示，锁紧旋钮6固定在呼气阀本体1上且套在连接管道5的外面以 将连接管道5固定在呼气阀本体1上。
可以理解的是，锁紧旋钮6将连接管道5紧固地压在呼气阀本体1上，可以防止连 接管道5和呼气阀本体1之间漏气。
在本发明的一个实施例中，在连接管道5与呼气阀本体1之间还设有密封件（图未 示出），密封件可以更好地密封连接管道5与呼气阀本体1之间的间隙，防止漏气。
根据本发明的一个实施例，如图7和图8所示，锁紧旋钮6为大致圆柱形壳体，在 锁紧旋钮6内形成有第一通孔62，连接管道5从第一通孔62中穿过与呼气阀本体1 相连，锁紧旋钮6的另一端紧贴呼气阀本体1，且在锁紧旋钮6的另一端上设置有多个 第一凸起61，呼气阀本体1上设置有多个第一卡槽（图未示出），多个第一卡槽与多 个第一凸起61分别一一对应地配合以将锁紧旋钮6固定在呼气阀本体1上。
可以理解的是，锁紧旋钮6上的多个第一凸起61可以通过旋转卡合在多个与第一 凸起61一一对应的第一卡槽内。进一步地，多个第一凸起61可均匀地分布在锁紧旋 钮6外周面上，相应地，多个第一卡槽也相应地均匀地分布在呼气阀本体1上，这样 可以使锁紧旋钮6与呼气阀本体1的连接处受力更均匀，从而使锁紧旋钮6与呼气阀 本体1的连接更稳固。可以理解的是，第一凸起61和第一卡槽的数量、形状和大小可 以根据实际情况确定。
在本发明的一个实施例中，锁紧旋钮6上设有四个第一凸起61，呼气阀本体1上 相应地也设有四个第一卡槽，此外，在第一凸起61上还设有凹槽，相应地，在第一卡 槽上也设有凸台，凸台和凹槽适配，当凸台和凹槽卡合时，四个第一凸起61与四个第 一卡槽就锁紧到位，而且凸台和凹槽配合可以防止四个第一凸起61与四个第一卡槽松 动，大大提高了卡合效果，使锁紧旋钮6与呼气阀本体1的连接更稳固。
当然，本发明并不限于此，其他可以实现锁紧旋钮6与呼气阀本体1稳固连接的结 构和装置都落入本发明的保护范围内。
在本发明的一个实施例中，呼气阀100还包括用于测量内管21内部压力的压力测 量装置7。
如图2所示，压力测量装置7包括：密封块71和压力传感器（图未示出）。
其中，如图5和图6所示，密封块71内具有密封块通道711且密封块71上形成有 分别与密封块通道711相通的密封块进口712和密封块出口713，密封块71嵌设在阀 体2内且密封块进口712与内管21内部连通。
优选地，密封块71穿设在阀体2内且与阀体2过盈配合，这样就可以很好地实现 密封块71与阀体2之间的配合密封，同时密封块71装卸简单快捷，便于更换。
在本发明的一个实施例中，密封块71是由硅胶制成，具有一定的柔性，可以很好 地实现硅胶密封块71与阀体2之间的配合密封，而且硅胶可耐高温消毒。当硅胶密封 块71长期使用发生老化失效时，很容易快速更换。
在本发明的一个实施例中，如图5和图6所示，密封块71为一个大致矩形体，在 密封块71的下底面和侧面上各形成有突出的唇型结构，即下唇型结构715和上唇型结 构714，密封块通道711连接下唇型结构715和上唇型结构714，也就是说，下唇型结 构715上形成有密封块进口712，上唇型结构714形成有密封块出口713。
在内管21上形成有一个内管孔，密封块通道711的一端与内管孔密封相连，也就 是说，下唇型结构715与内管孔配合密封，这样就实现了密封块进口712与内管21内 部连通，同时下唇型结构715又密封了密封块71与内管孔之间的连接。
同理，在呼气阀本体1上形成有压力采样孔，密封块通道711的另一端与压力采样 孔密封相连，也就是说，上唇型结构714与压力采样孔配合密封，这样就实现了密封 块出口713与压力采样孔连通，同时上唇型结构714又密封了密封块71与呼气阀本体 1之间的连接。
压力传感器（图未示出）设在呼气阀本体1上，压力传感器与密封块出口713相连 用于检测内管21的内部压力。
压力测量装置7通过密封块71将内管21内部的真实压力采集到压力采样点，压力 传感器再准确地测量内管21内部的压力。
而且密封块71可以很方便地被拆卸下来进行消毒，装有密封块71的呼气阀100 将病人呼出的气体全部封闭在阀体2内部，对呼气阀100的阀体2的外部部件污染很 小，实用性好。
在本发明的一个实施例中，呼气阀100还包括：采样管8、气阻83和流量测量装 置（图未示出）。
其中，采样管8设在呼气阀本体1上且采样管8与中间通道23连通。例如采样管 8为金属管。可以理解的是，采样管8与呼气阀本体1可以直接相连也可以间接相连， 例如，在本发明的一个实施例中，采样管8与呼气阀本体1通过连接软管85与呼气阀 本体1相连，连接软管85可以使采样管8与呼气阀本体1实现软连接，避免连接处损 坏，防止漏气，导致采样管8测量不准确。
病人呼气时，呼气由连接管道5进入内管21，此时驱动装置4若不推动硅胶膜片3 封闭内管出口212，气体可以从内管出口212进入中间通道23，从而气体可以从中间 通道23进入采样管8。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，在采样管8的与中间通道23的连接处设 有一个单向膜86。单向膜86只允许气体从中间通道23进入采样管8，也就是说，单 向膜86可以阻止气体从采样管8逆向进入中间通道23内，这样就可以防止采样管8 的气体回流进中间通道23，影响流量的准确测量。
如图1所示，采样管8上设置有分别与采样管8内部连通的第一气体采集管81和 第二气体采集管82。第一气体采集管81靠近中间通道23，第二气体采集管82相对于 第一气体采集管81远离中间通道23。
气阻83设在采样管8内，其中第一气体采集管81位于气阻83的上游侧且第二气 体采集管82位于气阻83的下游侧，也就是说，气阻83设在第一气体采集管81和第 二气体采集管82中间，第一气体采集管81靠近中间通道23，第二气体采集管82相对 于第一气体采集管81距离中间通道23较远。气阻83可在第一气体采集管81和第二 气体采集管82之间形成气体压力差。
在本发明的一个实施例中，气阻83可包括多层搁板，多层搁板在水平方向上平行放置 且彼此间隔开。在本发明的另一个实施例中，气阻83也可包括多个通孔，多个通孔在水平 方向上平行设置且彼此间隔开。
可以理解的是，关于气阻83的具体结构和工作原理等均已为现有技术，且为本领域的 普通技术人员所熟知，因此这里不再详细说明。
当然，本发明包括但不限于此，其他可以实现在第一气体采集管81和第二气体采集 管82之间形成气体压力差的结构和装置都落入本发明的保护范围内。
流量测量装置分别与第一气体采集管81和第二气体采集管82相连。在本发明的一 个实施例中，流量测量装置为流量传感器。流量传感器可以获得来自第一气体采集管81 和第二气体采集管82内的气体的压力差，再通过现有计算方法例如贝努利定律和质量守 恒原理换算出采样管8内的气体流量。
根据本发明的一个实施例，采样管8为金属管，优选地，采样管8为导热性好的铝 管。
如图1所示，呼气阀100还包括加热装置84。加热装置84设在采样管8上用于加 热采样管8。这样可以使采样管8中的温度保持在预定温度范围内，可以很好地防止气 体中的水汽在温度降低后冷凝成水，从而可以避免冷凝水进入流量传感器造成流量传感器 失效，无法准确地测量出呼气流量。上述的预定温度范围可以是33℃-37℃，优选为35℃。
在本发明的一个实施例中，加热装置84为电加热装置，如图9和图10所示，其 包括：电热硅胶板底板842、电热硅胶板841、弹簧844和弹簧套筒843。
其中，如图9和图10所示，电热硅胶板841中设有加热电阻，通电后加热电阻发 热，从而加热采样管8。电热硅胶板841形成为半圆弧形且半包裹在采样管8的外周面 上，这样就可以很好地对采样管8进行加热。
电热硅胶板底板842也为半圆弧形，电热硅胶板底板842套设在电热硅胶板841 上用于固定电热硅胶板841，使电热硅胶板841牢固地包裹在采样管8的外周面上。
弹簧844设在弹簧套筒843内，弹簧套筒843一端和电热硅胶板底板842相连， 弹簧套筒843另一端止抵在呼气阀本体1上。弹簧844和弹簧套筒843可以调节电加 热装置84和采样管8之间的松紧度，这样不仅可以方便地安装拆卸电加热装置84，而 且可以更好地对采样管8进行加热。
在本发明的另一个实施例中，加热装置84为加热电阻，加热电阻可以直接加热阀 体2、阀座12和采样管8，使阀体2、阀座12和采样管8中的温度保持在一定的范围 内。
可以理解的是，加热装置84还可包括温度传感器（图未示出），该温度传感器可 以检测采样管8的温度。
例如，当温度传感器检测的温度大于等于37℃温度时，温度传感器给控制系统（图 未示出）发送信号，控制系统控制加热装置84停止加热，当温度传感器7检测的温度 低于33℃时，控制系统控制加热装置84进行加热，这样采样管8内的气体温度就基本 上处于33℃-37℃之间，呼气中的水汽不会冷凝成水。
当然，可以理解的是，上述的预定温度也可以是35℃，当温度传感器检测的温度 高于35℃温度时，温度传感器给控制系统（图未示出）发送信号，控制系统控制加热 装置84停止加热，当温度传感器检测的温度低于35℃时，控制系统控制加热装置84 进行加热，这样采样管8内的气体的温度就基本上处于35℃左右，呼气中的水汽不会 冷凝成水。
根据本发明的一个实施例，呼气阀100还包括积水杯9。如图2所示，积水杯9设 在阀体2的底部且连通中间通道23用于收集并存储水。如果呼气中的水汽在内管21 内凝结成水，水会流到积水杯9中，从而可以很好地防止冷凝水进入传感器影响检测 结果。
可以理解的是，积水杯9的进口在竖直方向上低于采样管8与中间通道23连接处 的最低点。这样可以保证水不会进入采样管8。
可以理解的是，关于积水杯9的具体结构和工作原理等均已为现有技术，且为本领 域的普通技术人员所熟知，因此这里不再详细说明。
在本发明的一个实施例中，呼气阀100还包括压紧盖11。压紧盖11设在外管22 上用于固定硅胶膜片3。这样硅胶膜片3在压紧盖11的作用下可以更好地密封外管22， 也就是说，硅胶膜片3可以更好地密封中间通道23的右端。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，呼气阀100还包括阀座12。
阀座12套设在阀体2的外管22上且与所述驱动装置4连接。可以理解的是，阀座 12可通过螺纹连接的方式套设固定在阀体2的外管22上，阀座12套可通过螺钉连接 的方式与所述驱动装置4固定。
如图11和图12所示，在阀座12中心形成有第二通孔63，顶针41可以穿过第二 通孔63对硅胶膜片3施加电磁推力。
如图1和图2所示，阀座12罩设在硅胶膜片3与压紧盖11的外面以在阀座12与 膜片之间限定出阀座腔，其中阀座12上形成有将阀座腔与呼气阀100外部连通的通气 结构13。这样膜片的外部压力始终为大气压，这样可以使膜片在受电磁力驱动时，可 以实现快速响应，提高了呼气阀100的测量精度，实用性好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语 的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或 者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱 离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型， 本发明的范围由权利要求及其等同物限定。