[发明专利]一种能自动修正阀门开度的流量计量与控制模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种能自动修正阀门开度的流量计量与控制模块，属于医疗单位使用的氧气吸入器中的流量控制部件。

背景技术

氧气吸入器是氧疗过程中调节和观察氧气流量必备器具，流量调节阀、流量计是氧气吸入器的两个核心组成部件，流量调节阀主要用于氧气的开启/关闭、流量调整，流量计用于观察实时流量值。目前国内医院仍普遍浮标式氧气吸入器（浮子流量计），其优点是结构简单、成本低而耐用，但其缺点也很明显，普遍存在流量调节不方便（人工调节旋钮、浮标漂移不稳定）、计量误差大（供气压力变化引起）、数据无法存储等缺憾。浮标式氧气吸入器临床应用已长达几十年还没有更新换代，这与近几年快速发展医疗仪器的电子化、智能化趋势严重背离，究其原因是智能化氧气吸入器核心部件电子流量控制阀、流量传感器的精度要求高（国家行业标准YY1107-2003要求流量误差不超过4%），而目前已经上市的电子流量控制阀、流量传感器体积大、价格高、控制精度低，而定制精度符合要求的电子流量控制阀价格更加昂贵，无法满足智能化氧气吸入器实际生产需要，因此不少技术方案无法在实际生产中得以实施、或者实施后因产品价格昂贵医院不能接受和推广使用。

为此，本发明在提出了一种能自动修正阀门开度的流量计量与控制模块全新技术方案，产品体积小、精度高、造价低，有利于普及推广使用。

发明内容

本发明提出一种能自动修正阀门开度的流量计量与控制模块，主要由控制单元、直流电机、阀座、阀芯、密封圈、传动件、压力传感器组成，其主要特征是：阀门的开度与流量呈线性关系特征，也就是阀门的开度跟流量成正比、相对流量与相对开度成正相关，控制单元发出工作指令后，直流电机驱动阀芯在阀座内位移，通过位移调节阀门的开度，达到控制氧气开启/关闭、流量调整的目标；同时氧气通道内设有的压力传感器可以实时监测供气压力的变化，当供气压力衰减或者增大时，控制单元根据内置的压力/流量补偿系数自动重新调节阀门的开度，对输出氧气做出流量补偿；控制单元获知压力传感器传送的供气压力偏离过大或者低于供气压力下限值时，控制单元能发出声光电警示。

所述的控制单元是以单片机为核心的控制模块，控制单元包括但不限于单片机、存储模块、时间芯片、控制按钮、显示模块、警示模块、集成电路；控制单元可以在本发明中独立设置，也可以共享使用数控类氧气吸入器的核心控制模块；

所述的直流电机与控制单元联通工作；

所述的阀芯的外部形状一般采用抛物线形锥形或球形，通用的是可采用子弹形外形结构，前段子弹头部分为阀芯的密封体，后段子弹壳体部分为阀芯的固定转动轴；

所述的直流电机与阀芯之间设有传动件，直流电机能直接或间接带动阀芯转动并直线位移；

所述的传动件包括但不限于齿轮、齿条、皮带轮、曲轴、连杆、皮带、链条、轮轴、轴等的任意一种或几种的组合；

所述的阀芯的外周设有密封圈，密封圈一般可以是四氟乙烯、硅胶、乳胶等材料制成的O型圈；

所述的氧气通道的前端采用气源接头连通供气端口，氧气通道的尾端设置快捷接头连接湿化瓶（潮化杯）、鼻氧管、吸氧面罩等；

所述的氧气通道的前端与尾端之间，至少应设有一个阀座，阀座本身也可以是氧气通道的一个组成部分。阀座与阀芯形成一定的节流面积，当阀芯被直流电机驱动位移时，阀座与阀芯的相对节流面积可以在F0～Fmax之间调节（所谓阀门的相对节流面积是指调节阀某一开度下的节流面积与全开时的节流面积之比，用

f=F/Fmax来表示）。阀门的开度与流量呈线性关系特征，也就是阀门的开度跟流量成正比、相对流量与相对开度成正相关，即相对开度越小，阀门通道越小，相对流量越小；相对开度越大，阀门通道越大，相对流量越大。相对开度为零，阀门关闭，这时流量为零。阀门的开度与流量的线性关系会随着不同的阀门结构、形状发生变化，出现直线、等百分比（对数）或抛物线几种流量特性，均可采用通用的函数公式计算，但在实际生产制备中不能用笼统的函数式表示，具体的还要要根据阀体个体特征计算特定的试验曲线。