МНОГОКЛАПАННАЯ ГОЛОВКА КОМПРЕССОРНОГО УСТРОЙСТВА
MULTIPLE VALVE HEAD COMPRESSOR APPARATUS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к многоклапанной головке, а конкретно к многоклапанной головке компрессорного устройства, используемого в вентиляционных системах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В медицине искусственная вентиляция легких - это способ аппаратного содействия или замены самостоятельного дыхания пациента, в котором используется аппарат, именуемый аппаратом для вентиляции. Аппарат для вентиляции может содержать компрессорное устройство, которое удаляет газ и доставляет сжатый газ пациенту контролируемым образом для удовлетворения потребностей пациента. Так, компрессорное устройство может содержать одну или более головок для извлечения газа для сжатия диафрагмой, приведенной в действие полостью головки в возвратно-поступательном движении, для продуцирования сжатого газа с целью доставки пациенту. Как показано на Фиг. 1А и 1В, компрессорная головка 10 из уровня техники, используемая с компрессорным аппаратом (не показан) для генерации сжатого газа, может содержать корпус 12, определяющий заборную камеру 14 для забора газа, такого как воздух, кислород или смесь различных газов, через заборное отверстие 18, связанное с заборной камерой 14. Заборная камера 14 определенным образом связана с полостью 19, расположенной на противоположной стороне корпуса 12, с помощью заборного клапана 22. Дополнительно, полость 19 содержит выпускной клапан 24, связанный с выпускной камерой 16, расположенной рядом с заборной камерой 14, которая позволяет сжатому газу выходить через выпускное отверстие 20 компрессорной головки 10 известного уровня техники для доставки пациенту. Как показано далее, заборный клапан 22 имеет открытую заборную сторону 26, имеющую множество отверстий 40, сообщающихся с заборной камерой 14, и выпускную сторону 32, имеющую гибкую заслонку 34, связанную с полостью 19. Аналогично, выпускной клапан 24 имеет открытую сторону забора 30, имеющую множество отверстий 38, и выпускную сторону 28, имеющую гибкую заслонку 36, связанную с выпускной камерой 16. При такой конструкции диафрагма (не показана), связанная с полостью 19, приводится в возвратно-поступательное движение для осуществления забора газа через заборный клапан 22 заборной камеры 14, когда диафрагма двигается от полости 19, а затем вытесняет сжатый газ из полости 19 через выпускной клапан 24, который выходит из выпускного отверстия 20, когда диафрагма двигается в сторону полости 19. Как показано далее, поток газа А на Фиг. 1А и 1В иллюстрирует поток газа, проходящий через устройство компрессорной головки 10, как газ входит во заборное отверстие 18 и сжатый газ выходит через выходное отверстие 20.
Несмотря на то что компрессорная головка, известная из уровня техники, имеющая отдельное заборное и выпускное клапанное оборудование для компрессорного устройства, характеризуется проверенной пригодностью, с точки зрения целей ее предназначения, до сих пор существует необходимость в устройстве компрессорной головки, которая потребляет меньше энергии при достижении большей выходной мощности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте компрессорная головка может содержать корпус, определяющий заборную камеру, находящуюся в определенной гидравлической связи с выпускной камерой через полость. Множество односторонних клапанов расположено между заборной камерой и полостью для осуществления одностороннего потока газа из заборной камеры в полость, тогда как множество односторонних выпускных клапанов может быть расположено между выпускной камерой и полостью для осуществления одностороннего потока газа из полости в выпускную камеру. Заборное отверстие находится в связи с заборной камерой для осуществления входящего потока в заборную камеру, а выходное отверстие связано с выпускной камерой для осуществления выхода сжатого газа из выпускной камеры.
В другом аспекте компрессорная головка может включать корпус, определяющий заборную камеру, находящуюся в определенной гидравлической связи с выпускной камерой через полость. Пара односторонних заборных клапанов расположена между заборной камерой и полостью для осуществления одностороннего потока из заборной камеры в полость. Дополнительно, пара односторонних выпускных клапанов может быть расположена между выпускной камерой и полостью для осуществления одностороннего потока газа из полости в выпускную камеру. Заборное отверстие связано с заборной камерой для осуществления притока газа в заборную камеру, а выпускное отверстие связано с выпускной камерой для осуществления выхода сжатого газа из выпускной камеры.
В другом аспекте способ использования многоклапанной головки компрессорного устройства может включать создание компрессорной головки, имеющей корпус, определяющий заборную камеру, определенным образом связанную гидравлически с выпускной камерой через полость. Множество односторонних заборных клапанов может быть расположено между заборной камерой и полостью для осуществления одностороннего потока газа из заборной камеры в полость, тогда как множество односторонних выпускных клапанов может быть расположено между выпускной камерой и полостью для осуществления одностороннего потока газа из полости в выпускную камеру. Заборное отверстие связано с заборной камерой для осуществления притока газа в заборную камеру, а выпускное отверстие связано с выпускной камерой для осуществления выпуска сжатого газа из выпускной камеры. В определенных аспектах способ дополнительно может включать забор газа через заборное отверстие, а затем выпуск газа в сжатом состоянии через выпускное отверстие компрессорной головки, имеющей скорость потока от 4 л/мин до 90 л/мин.
В дополнительном аспекте способ производства многоклапанной головки компрессорного устройства может включать:
формирование корпуса, имеющего заборную камеру и выпускную камеру;
формирование заборного отверстия, связанного с заборной камерой, и выпускного отверстия, связанного с выпускной камерой;
формирование пары односторонних заборных клапанов между заборной камерой и выпускной камерой и
формирование пары односторонних выпускных клапанов между заборной камерой и выпускной камерой.
Дополнительные технические задачи, преимущества и новые свойства будут изложены в дальнейшем описании или будут очевидны для специалистов в данной области техники после изучения чертежей и последующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1А и 1В иллюстрируют верхнюю и нижнюю части многоклапанной головки компрессорного устройства, известного из уровня техники, для компрессорного устройства;
Фиг. 2 иллюстрирует общий вид, иллюстрирующий один из аспектов многоклапанной головки компрессорного устройства;
Фиг. 3 иллюстрирует противоположный общему виду вид многоклапанной головки компрессорного устройства;
Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху многоклапанной головки компрессорного устройства;
Фиг. 5 иллюстрирует вид снизу компрессорной многоклапанной головки компрессорного устройства;
Фиг. 6 иллюстрирует вид сбоку компрессорной многоклапанной головки компрессорного устройства;
Фиг. 7 иллюстрирует противоположный вид сбоку компрессорной многоклапанной головки компрессорного устройства;
Фиг. 8 иллюстрирует поперечное сечение компрессорной многоклапанной головки компрессорного устройства, сделанное вдоль линии 8-8 на Фиг. 2;
Фиг. 9 представляет собой поперечное сечение компрессорной головки многоступенчатого клапана для компрессорного устройства, сделанное вдоль линии 9-9 на Фиг. 2;
Фиг. 10 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ производства компрессорной головки многоступенчатого клапана для компрессорного устройства;
Фиг. 11 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ использования компрессорной головки многоступенчатого клапана.
Соответствующие ссылки указывают на соответствующие элементы на видах на чертежах. Заголовки, используемые на чертежах, не должны быть интерпретированы для ограничения объема формулы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В медицине искусственная вентиляция - это способ механической помощи или замены спонтанного дыхания пациента, использующий аппарат, именуемый аппаратом для вентиляции. Аппарат для вентиляции может содержать компрессорное устройство, которое удаляет газ и доставляет сжатый газ пациенту контролируемым способом для удовлетворения потребностей пациента. Более конкретно компрессорное устройство может содержать одну или более головок для забора газа для сжатия диафрагмой, приведенной в действие полостью головки в возвратно-поступательном движении, для продуцирования сжатого газа с целью доставки пациенту с помощью аппарата для вентиляции. Каждая соответствующая головка включает отдельный заборный клапан для осуществления одностороннего притока текучей среды из заборной камеры в полость и отдельный выпускной клапан для осуществления одностороннего потока текучей среды из полости в выпускную камеру для выпускания газа из компрессорной головки в выходное отверстие аппарата для вентиляции. Тем не менее, было обнаружено, что отдельное заборное и выпускное клапанное оборудование компрессорной головки из уровня техники ограничивает эффективность и общий выход потока из аппарата для вентиляции.
В свете вышесказанного аспекты компрессорной многоклапанной головки, как показано ниже, включают отдельные составные части, свойства и характеристики, которые касаются вопросов повышения эффективности и общего выхода из компрессорной головки, как будет более детально описано ниже.
Обращаясь к чертежам, множество аспектов компрессорной многоклапанной головки проиллюстрированы и, в общем, обозначены как 100 на Фиг. 1-9. В общем, компрессорная многоклапанная головка 100 может включать корпус 102, имеющий заборное отверстие 108, гидравлически связанное с заборной камерой 104 для притока газа в компрессорную многоклапанную головку 100. Пара заборных клапанов 112 и 114 расположена между заборной камерой 104 и полостью 120 для осуществления одностороннего потока газа из заборной камеры 104 в полость 120. Более того, пара выпускных клапанов 116 и 118 расположена между полостью 120 и выпускной камерой 106 для осуществления одностороннего потока газа из полости 120 в выпускную камеру 106. Выпускное отверстие 110 находится в гидравлической связи с выпускной камерой 106 для позволения выпуска газа из компрессорной головки 100 многоступенчатого клапана.
Как показано далее, корпус 102 компрессорной головки 100 многоступенчатого клапана может включать фронтальную сторону 124, заднюю сторону 126, левую сторону 128, правую сторону 130, верхнюю сторону 132 и нижнюю сторону 134. Более того, фронтальная пластина 131 может покрывать верхнюю сторону 132 корпуса 102, в то время как задняя пластина 133 может покрывать нижнюю часть 134 корпуса 102. В некоторых аспектах заборное отверстие 108 и выпускное отверстие 110 могут протягиваться в сторону от фронтальной пластины 124; тогда как в других воплощениях заборное отверстие 108 и выходное отверстие 110 могут простираться в сторону от задней стороны 126 корпуса 102. Как показано далее, заборное отверстие 108 включает паз 121, сконструированный для приема уплотняющего элемента 122, например кольцеобразного, для обеспечения герметичного уплотнения между заборным отверстием 108 и соединениями (не показаны) с аппаратом для вентиляции. Аналогичным образом, выпускное отверстие 110 включает паз 121, сконструированный для приема уплотняющего элемента 122, для обеспечения герметичного уплотнения между выпускным отверстием 110 и соединениями с аппаратом для вентиляции. В одном аспекте корпус 102 может быть выполнен из металла, такого как сталь, алюминий, цинк, композитный металл, медь и их комбинации, тогда как другие воплощения корпуса 102 могут быть выполнены из твердого пластического материала, такого как поликарбонат, акрилонитрил бутадиен стирол (АБС), полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и политетрафлюороэтилен.
Обращаясь конкретно к Фиг. 8, каждый из заборных клапанов 112 и 114 включает соответствующее множество каналов 144, каждый из которых имеет первый открытый конец 146 для осуществления одностороннего входа газа из заборной камеры 104 и второй открытый конец 148 для осуществления одностороннего выпуска газа в полость 120 (Фиг. 3). Закрытый клапан со смещением 136, такой как гибкая мембранная часть, оперативно стыкуется с соответствующими вторыми открытыми концами 148 множества каналов 144, что позволяет осуществить односторонний поток газа из заборной камеры 104 в полость 120, но предотвращает обратный поток газа из полости 120 назад в заборную камеру 104, в соответствии с гибкостью мембранной части, которая поднимается вверх на своем периферическом краю в одном направлении потока и опускается вниз на своем периферическом краю напротив вторых открытых концов 148 в противоположном направлении потока. В одном аспекте изобретения центр каждого закрытого клапана со смещением 136 согласован с каждым заборным клапаном 112 и 114 для осуществления контура каждого закрытого клапана 136 со смещением для поднятия вверх, когда газ нагнетается из заборной камеры 104 и в полость 120. Соответственно, закрытый клапан 136 со смещением сохраняет герметичность напротив множества каналов 144 для предотвращения обратного движения потока газа из полости 120 назад в заборную камеру 104.
Обращаясь к Фиг. 9, подобно заборным клапанам 112 и 114, каждый выпускной клапан 116 и 118 включает соответствующее множество каналов 145, каждый из которых имеет первый открытый конец 147 для осуществления одностороннего выпуска газа из полости 120 и второй открытый конец 149 для осуществления одностороннего выпуска газа в выпускную камеру 106. Соответствующий закрытый клапан 138 со смещением, такой как подобный гибкой мембранной части, описанной выше, оперативно стыкуется с соответствующими вторыми открытыми концами 149 множества каналов 145, которые осуществляют односторонний поток газа из полости 120 в выпускную камеру 106, но предотвращают обратный поток газа из выпускной камеры 106 назад в полость 120. В одном из вариантов осуществления центр каждой мембранной части 138 прикреплен к каждому соответствующему выпускному клапану 116 и 118, чтобы дать возможность окружности мембранной части 138 подниматься вверх, когда сжатый газ выталкивается из полости 120 в выпускную камеру 106. В одном аспекте изобретения центр каждой мембранной части 138 сохраняет герметичность по отношению к множеству каналов 145 для предотвращения обратного потока газа из выпускной камеры 106 назад в полость 120.
В другом аспекте изобретения заборные клапаны 112 и 114, так же как и выпускные клапаны 116 и 118, могут содержать соответствующие подпружиненные клапаны, предпочтительнее, чем мембранные части 136 и 138, или другие такие механизмы, которые регулируют заборные клапаны 112 и 114 и выпускные клапаны 116 и 118 для закрытого положения для осуществления одностороннего потока.
Снова обращаясь к Фиг. 4 и 5, поток газа, обозначенный поток газа В, иллюстрирует поток газа через компрессорную головку 100 многоступенчатого клапана. Конкретнее, поток газа В может входить в заборную камеру 104 через заборное отверстие 108 до попадания в каждый из односторонних заборных клапанов 112 и 114 для попадания в полость 120. Внутри полости 120 поток газа В выталкивается в выпускную камеру 106 через пару односторонних выпускных клапанов 116 и 118 возвратным поступательным действием диафрагмы (не показана). В одном воплощении диафрагма может быть оперативно состыкована со штоком поршня, который двигает диафрагму обратным действием относительно полости 120. Возвратно-поступательное движение диафрагмы из полости 120 во время хода забора выдувает поток газа В из заборной камеры 104 и в полость 120 через заборные клапаны 112 и 114, а при движении диафрагмы в сторону полости 120 во время хода выпуска сжатого газа из полости 120 и через выпускные клапаны 116 и 118 поток газа В входит в выпускную камеру 106. После попадания в выпускную камеру 104 поток газа В выпускается через выпускное отверстие 110 для доставки пациенту через аппарат для вентиляции со скоростью потока в рамках 4-9 л/мин.
Обращаясь к Фиг. 10, блок-схема потока иллюстрирует способ производства компрессорной головки 100 многоступенчатого клапана, как описано выше. В блоке 1000 формируется корпус 102, имеющий заборную камеру 104 и выпускную камеру 106. В блоке 1002 формируется заборное отверстие 108, связанное с заборной камерой 104, и формируется выпускное отверстие 110, связанное с выпускной камерой 118. В блоке 1004 формируется пара заборных клапанов 112 и 114 между заборной камерой 104 и выпускной камерой 118. В блоке 1006 формируется пара выпускных клапанов 116 и 118 между заборной камерой 104 и выпускной камерой 118. В некоторых аспектах корпус 102, заборная камера 104, выпускная камера 118, заборное отверстие 108 и выпускное отверстие 110 могут быть произведены с использованием литейных технологий, формовочных процессов и/или вальцеванием.
Обращаясь к Фиг. 11, блок-схема потока иллюстрирует способ управления компрессорной многоклапанной головкой 100, как описано выше. На блоке 1100 и блоке 1102 компрессорная головка 100 многоступенчатого клапана, имеющая ряд заборных клапанов 112 и 114 и ряд выпускных клапанов 116 и 118, стыкуется с аппаратом для вентиляции. На блоке 1110 газ попадает в заборное отверстие 108 компрессорной головки 100 многоступенчатого клапана и забирается в заборную камеру 104. На блоке 1110 газ забирается через ряд заборных клапанов 112 и 114 в полость 120. На блоке 1110 газ сжимается в полости 120. В блоке 1110 сжатый газ выталкивается через ряд выпускных клапанов 116 и 118 и в выпускную камеру 106, а затем в блоке 1112 сжатый газ выпускается из выпускной камеры 106 и через выпускное отверстие 110.
Из вышеизложенного следует понимать то, что в то время как конкретные аспекты изобретения были проиллюстрированы и описаны, различные модификации могут быть сделаны без отклонения от сути и объема притязаний изобретения, что будет очевидно специалистам в данной области. Такие изменения и модификации находятся в пределах объема притязаний и идей настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.