一种新型双路气源欠压报警装置

技术领域

本发明涉及报警装置技术领域，具体涉及一种新型双路气源欠压报警装置。

背景技术

在医疗呼吸麻醉领域，经常要用到气体混合器，多数为两种气体混合。如空氧混合器，用医用空气与医用氧气混合产生不同浓度氧气混合气体。临床使用中根据患者需要调节不同氧浓度的混合气体，供不同缺氧患者使用，避免患者长时间呼吸高浓度氧气，产生的氧中毒等副作用。

为提高空氧混合器使用中的安全性，需要在空氧混合器上设置安全报警装置。当出现单一气源故障时需要发出报警信号，提请医务人员及时处理气源故障，预防医疗事故的发生。

由于机械阀调节简单直观，可靠性高，抗电磁干扰。目前市场上的空氧混合器都是纯机械阀调节式空氧混合器。其报警装置是利用进气气源为动力，采用蜂鸣式声响报警，即口哨或口琴发报警声。

图1为现有技术的原理示意图。待混合的两路气体经过过滤器402、防逆阀403后从进气口分别接入空氧混合器两路进气口。导入双路气体耦合稳压模块407，气体经过双路互补稳压模块两级稳压后，使两路气体输出的压力值一致。压力一致的气体后进入双锥比例阀409，一致的压力方可保证气体混合浓度的精度，然后按设置的气体浓度混合，混合后的混合气体从混合气出口408输出。

同时，在空氧混合器进气口，两路气体引入梭阀406左右进口，梭阀406出口分两路，一路通过节流孔405通向蜂鸣报警器404，一路通过单向阀与出口连通。

现有技术中气源故障报警是采用梭阀压差式感应报警，即当两路气源压力差值达到设定值时(亦可能一路气体供应中断)，两路差压推动梭阀开启。如图2所示，梭阀被推到一侧。气源压力较高的一路气通过梭阀输出，梭阀输出一路由节流孔控制流量，驱动蜂鸣式报警器报警。由于双路气体耦合稳压模块是节流高压侧气源，以两路气源中较低的一路压力输出，当一路断气时，双路气体耦合稳压模块的输出压力为零，会造成空氧混合输出断供。因此，梭阀输出的另一路通过单向阀直接给输出口补充供气，是为了防止一路气源断供后，造成无输出的状况。

而实际应用中，呼吸麻醉设备对气源压力都有一个最低压力要求，气源压力过低会影响呼吸麻醉器械功能的正常发挥，给患者带来使用风险。因此，呼吸麻醉器械相关标准也都规定了器械气源的最低工作压力，并要求当气源压力低于工作压力下限时应发出气源故障报警信号。

作为呼吸麻醉器械的空氧混合器也有相同的要求。如上所述，目前市场上的空气混合器由于技术上的原因都是采用气源的压力差来报警的，当出现两路气源压力都偏低，若其中一路气源压力低于最低工作压力，而两路气源的压力差没有达到设定的压力差时，压差式报警装置会遗漏报警，不会发出报警。遗漏报警会带来较大的使用风险。不完全满足相关标准要求。

另一方面，当出现两路气源压力都高于最低工作压力，但其两气源的压力差超出了设定时，压差报警装置会发出报警，而此时空氧混合器仍在正常工作状态。压差报警装置出现了误报警现象，干扰器械正常工作。

现有技术的压差式报警装置如图3所示。主要包括阀芯503、阀套505、弹簧502、阀盖201、密封圈504。阀芯503为滑阀结构，中位的位置较长。正常工作中，两侧压力相近时，弹簧502将阀芯503平衡在中间位置，梭阀没有输出。补充供气口的单向阀亦然防止输出口的气体倒流，蜂鸣报警装置没有驱动气源，不发出报警。当两侧气源的压力差达到设定值时，阀芯503被推向压力低的一侧，压力高的一侧与梭阀出口导通，经过节流孔驱动蜂鸣装置报警。并经过单向阀向出口补充供气。受空氧混合器结构限制，阀芯503的力作用面积较小，又是滑阀式结构，还存在灵敏度差的问题。

综上所述，现有压差报警装置存在遗漏报警和误报警缺陷，会带来使用安全隐患、干扰正常使用。

由此可见，如何能够克服压差式报警存在遗漏报警和误报警的问题为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有气源故障报警存在可靠性低的技术问题，本发明的目的在于提供新型双路气源欠压报警装置，其能够通过欠压感应方式代替现有的压差感应方式，提高了报警装置的稳定性，很好地解决了现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的新型双路气源欠压报警装置新型双路气源欠压报警装置，包括阀体，阀芯，端盖，弹簧，阀座密封件；所述阀体内部设有阀腔；所述阀腔中部为公共形腔；所述公共形腔底部设有报警驱动气源输出口；所述报警驱动气源输出口两侧对称设有气源进气口；所述双路气源欠压报警装置内部组件以公共形腔为对称线均为对称布置；

所述端盖设置于阀腔中并与气源进气口相接通，通过气源进气口向端盖内输入气压；所述气源进气口相对设有气源输出口；

所述弹簧置于端盖内并与阀芯进行连接，所述当端盖内的气压克服弹簧力则驱动阀芯像外侧移动；所述当端盖内的气压与弹簧力不平衡，则通过弹簧的弹性恢复驱动阀芯向内侧移动；

所述阀座密封件与公共形腔进行配合设置；所述阀芯向外侧移动时，阀座密封件关闭，公共形腔处于封闭状态，则报警驱动气源输出口无气源供给，气压通过气源输出口排出；所述阀芯向内侧移动时，阀座密封件开启，公共形腔处于连通状态，则报警驱动气源输出口有气源输出来驱动报警装置报警。

进一步地，所述阀体前侧设有故障补充供气出口并与公共形腔连通，通过故障补充供气出口向公共形腔补气用于恢复端盖内的气压；

所述阀体两侧设有大形腔并与气源进气口相连通，所述两侧的大形腔与公共形腔之间设有中间腔；所述大形腔内端面设有导气通道；所述导气通道连接有转接通道；所述大形腔通过导气通道和转接通道与中间腔进行连通。

进一步地，所述端盖为圆盘状，通过螺纹方式连接安装于阀腔中；所述端盖内侧中间分别为中心腔和环形腔，外侧为平面；所述外侧平面上设有透气孔并与内侧的环形腔相通。

进一步地，所述环形腔分为内腔与外腔；所述内腔与外腔通过密封组件进行隔离；所述外腔连接有透气孔并与外界连通。

进一步地，所述密封组件为第一密封件与第二密封件构成；所述第一密封件，第二密封件相对设置在内腔与外腔之间，通过第一密封件，第二密封件将内腔与外腔隔离。

进一步地，所述密封组件为隔膜密封；所述隔膜放置于内腔与外腔之间，通过隔膜密封将内腔与外腔隔离。

进一步地，所述阀芯为回转体；所述阀芯大头端为活塞，小头端为活塞杆；

所述活塞置于端盖的环形腔内，所述活塞圆周上有密封圈槽；所述密封圈槽上设有第一密封件；所述活塞端面中心为凹腔；所述凹腔内设有密封圈槽；所述凹腔内的密封圈槽上设有第二密封件；

所述活塞杆置于公共腔与中间腔内，所述活塞杆端部设有密封圈槽；所述密封圈槽上设有端盖密封件并将中间腔与大形腔进行隔断；所述活塞杆端面中心有平衡孔并与活塞端部凹腔相通。

本发明提供的新型双路气源欠压报警装置，其通过用两组阀芯分别独立驱动对侧的气源开关，给蜂鸣器报警提供报警气源，稳定报警压力，提高了报警装置的可靠性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为现有空氧混合器技术原理示意图；

图2为现有报警装置的结构示意图；

图3为现有压差式报警装置的结构示意图；

图4为本双路气源欠压报警装置的截面剖视图；

图5为本双路气源欠压报警装置的横切面示意图；

图6为本双路气源欠压报警装置的隔膜式结构示意图；

图7为本双路气源欠压报警装置的欠压报警状态示意图；

图8为本双路气源欠压报警装置的阀芯端部压力平衡示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本方案给出的一种新型双路气源欠压报警装置，其通过将双路气源欠压报警装置集成到空气混合器阀体中；采用独立的双阀芯结构，由弹簧压缩力来平衡气源压力，来稳定报警压力。

参见图4-图5，双路气源欠压报警装置包括阀体1，阀芯2a，端盖3a，弹簧4a，阀座密封件5a，活塞杆密封件6a，端盖密封件7a，活塞密封件8a和活塞内密封件9a。

其中，阀体1为可以与空氧混合器阀体组合集成的块体，其中间设有阀体内阀腔100，阀腔100内为对称多阶形腔，多阶形腔中部为公共形腔107；在公共形腔107底部设有报警驱动气源输出口131，用于连接报警装置。阀体1前侧还设有故障补充供气出口132并与公共形腔107连通，通过故障补充供气出口132向公共形腔107补气用于恢复气压

其中，双路压力欠压报警装置为中心对称布置以公共形腔107为对称线，分为左右两侧，对称两侧的设置结构均相同，现以左侧为例进行说明。

在报警驱动气源输出口131的侧边设有气源进气口111；与气源进气口111对应设有气源输出口121；。

公共形腔107的一侧设有敞式大形腔101，气源进气口111通过圆周边与对应的外侧大形腔101相通并与上部对应的气源输出口121相通；在大形腔101的外端为内螺纹孔103；公共形腔107与大形腔101之间为中间腔105，公共形腔107与中间腔105中间设有密封圈槽。

大形腔101内端面设有导气通道123；123连接有转接通道125；大形腔101分别通过导气通道123和转接通道125与中间腔105进行连通。

阀座密封件5a设置在阀芯2a上；阀芯2a向外侧移动时，带动阀座密封件5a与公共形腔107与中间腔105中间的密封圈槽配合，公共形腔107此时处于封闭状态，气压通过气源输出口121排出；阀芯2a向内侧移动时，阀座密封件5a开启，公共形腔107处于连通状态。

端盖3a为圆盘状，通过螺纹方式连接与大形腔101外侧的内螺纹孔进行螺纹连接；端盖3a内侧中间分别为中心腔310和环形腔320；环形腔320分为内腔231与外腔232，内腔与外腔之间不互通；外腔232连接有透气孔321并与外界连通

外侧为平面；端盖3a外缘内侧为圆柱面322，圆柱面322上设有密封圈槽，用于安装端盖密封件7a，外侧为螺纹323。

端盖密封件7a的形状不做限定，可选用O形橡胶密封，O形橡胶密封大小与端盖圆柱面上的密封圈槽大小一致。

阀芯2a为回转体，插入阀腔100对应的形腔内，阀芯2a大头端为活塞230，小头端为活塞杆240。

活塞230置于端盖3a的环形腔320内，圆周上有密封圈槽211，用于安装活塞密封件8a；活塞230端面中心为凹腔212；凹腔212内设有密封圈槽213，用于安装活塞内密封件9a；

其中活塞密封件8a与活塞内密封件9a的形状不做限定，可选用O形橡胶密封，O形橡胶密封大小分别与活塞圆周上有密封圈槽211和凹腔内的密封圈槽213一致。

活塞杆240安置于公共腔107和对应中间腔105内；活塞杆240端部为密封圈槽221，用于安装活塞杆密封件6a并通过密封将中间腔105与大形腔101进行隔断。

活塞杆密封件6a的形状不做限定，可选用O形橡胶密封，O形橡胶密封大小与活塞杆240端部上的密封圈槽221一致。

阀芯2a上还设置了有使阀芯复位的气压推力，通过在阀芯2a上设置平衡孔242和凹腔252来实现气压推力，且凹腔252的面积与阀芯活塞杆端部阀座密封件5a的面积一致，阀芯2a，平衡孔242和凹腔252依次相通并与外界连通，平衡了阀芯活塞杆240端面的气压推力。

端盖密封件7a，活塞密封件8a与活塞内密封件9a通过密封将活塞的内腔231与外腔232进行隔离。

参见图6，这里将内腔231与外腔232进行隔离的技术方案不做限定，也可在内腔231与外腔232之间放置隔膜密封10将内腔231与外腔232进行隔离。

弹簧4a为常规圆柱弹簧，分别置于端盖中心腔310内并与阀芯的凹腔252连接，将端盖3a安装到阀腔外侧的内螺纹孔103中时，弹簧4a被压缩。

通过气源输入口111向端盖3a内输入气压；当端盖3a内的气压克服弹簧力则驱动阀芯2a像外侧移动；当端盖3a内的气压与弹簧力不平衡，则通过弹簧的弹性恢复驱动阀芯2a向内侧移动。

右侧装置包括阀芯2b，端盖3b，弹簧4b，阀座密封件5b，活塞杆密封件6b，端盖密封件7b，活塞密封件8b和活塞内密封件9b，气源进气口112，气源输出口122，大形腔102，内螺纹孔104，中间腔106，导气通道124，转接通道126，中心腔330，环形腔340，内腔233，外腔234，透气孔324，活塞210，活塞杆220，平衡孔222，凹腔212；右侧内部的部件与上述左侧部件的结构布置相同，这里就不加以赘述。

下面举例说明其在具体应用时的工作过程：

在应用时，装置两侧的结构均做同样的运行过程，下面举例说明左侧结构的运行过程：

报警驱动气源输出口131接通节流孔和蜂鸣报警装置，气源出口121接通空氧混合器的双路气源耦合稳压模块；补充供气出口接上单向阀，连通到空氧混合气输出口。

工作时，气源进气口111分别接入工作气源，气源分别经过阀体1中的活塞的内腔231，再通过活塞外腔232与透气孔321大气相通。

此时，通过气源进气口111不断给活塞的内腔231进行输送气压，当气压克服弹簧4a的压缩力，驱动阀芯2a同时向外侧移动，直至阀座密封件5a关闭，此时隔断公共腔107与中间腔105。

公共腔107与所输送进来的气源不相通，同时补充供气口132后的单向阀阻断空氧混合输出口的气源。此时，与公共腔107连接的报警驱动气源输出口131由于阀座密封件5a关闭及单向阀的阻断无气源供给，则不报警。

输送进来的气源分别从气源出气口121通向空氧混合器的双路气体耦合稳压模块，进入空氧混合器工作。

参见图7，当此侧气源欠压时，压力小于设定的最低工作压力时，活塞的内腔231的气源压力不足于平衡弹簧4a设定的弹簧力，此时，通过弹簧4a的弹性恢复会推动其阀芯2a向内侧移动，使阀座密封件5a开启，气源通过导气通道123和转接通道125，进入其侧中间腔105，进入公共腔107，随后从报警驱动气源输出口131输出，经节流孔后驱动蜂鸣报警。并通过补充供气出口132向空氧混合出口补充供气，防止输出断气。

当气源欠压的一侧压力恢复后，通过气源压力将此侧阀芯复位，关闭阀座密封件，关闭报警。

参见图8，另外，当欠压报警开启后，公共腔压107力上升，阀芯的活塞杆240端部会受公共腔107压力，阀芯2a上的平衡孔242和凹腔252会将受到的压力排放出去，平衡了阀芯活塞杆240端面的气压推力，消除了公共腔压107力对报警压力的影响。

同样，当右侧气源欠压时，工作原理与上述左侧相同，这里就不加以赘述。

由上述方案构成的新型双路气源欠压报警装置，其采用欠压直接报警，提高使用安全性，弥补差压报警误报和漏报的缺陷，提高器械使用安全性，可靠性，降低器械使用风险。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。