阅读说明：本技术 一种医用氧气湿化瓶 (medical oxygen humidification bottle ) 是由 盖彦龙 吕忠华 于 2019-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种医用氧气湿化瓶,包括,瓶体,所述瓶体内部含有湿化液,瓶体,所述瓶体内部含有湿化液,用于对氧气进行湿化；湿化板,位于所述瓶体的底部,用于使氧气充分接触湿化液；在所述瓶体的上侧设置有通入氧气的氧气进口；在所述瓶体的竖向中心位置设置一推进机构和与推进机构连接的检测单元,在检测单元上设置有通入氧气并与所述氧气进口连通的输气管,所述推进机构根据检测单元的预设控制值驱动检测单元及输气管上下移动,改变在医用氧气湿化瓶内的位置,以及与湿化板的距离。本发明推进机构根据检测单元的预设控制值驱动检测单元及输气管上下移动,改变在医用氧气湿化瓶内的位置,以及与湿化板的距离,以便产生湿化程度不同的效果。(The invention provides medical oxygen humidification bottles, which comprise a bottle body, a humidification plate, an oxygen inlet, a propelling mechanism and a detection unit, wherein the bottle body contains humidification liquid for humidifying oxygen, the humidification plate is positioned at the bottom of the bottle body and is used for enabling the oxygen to fully contact the humidification liquid, the upper side of the bottle body is provided with the oxygen inlet for introducing the oxygen, the vertical center of the bottle body is provided with the propelling mechanism and the detection unit connected with the propelling mechanism, the detection unit is provided with an air conveying pipe for introducing the oxygen and communicated with the oxygen inlet, and the propelling mechanism drives the detection unit and the air conveying pipe to move up and down according to a preset control value of the detection unit, so that the position in the medical oxygen humidification bottle and the distance between the medical humidification bottle and the humidification plate are changed.)

一种医用氧气湿化瓶

技术领域

本发明涉及人工输氧技术领域，具体而言，涉及一种医用氧气湿化瓶。

背景技术

在医院临床上，病人往往需要输氧。而持续干燥的氧气通过病人呼吸道 时，会对呼吸道造成损伤。为了避免这种损伤，需要将干燥的氧气湿化。为 达到氧气湿化的目的，需要在供氧中心和鼻氧管(或输氧面罩)之间加一个 氧气医用氧气湿化瓶，使持续干燥的氧气通过医用氧气湿化瓶内的湿化液后 得到湿化，再通过鼻氧管(或输氧面罩)进入病人体内。这样，就避免了持 续干燥的氧气对病人呼吸道的损伤。

现有的医用氧气湿化瓶往往存在以下不足：

(1)在湿化液减少到一定程度时，湿化效果就大打折扣，则需要更换新 的医用氧气湿化瓶，资源利用不充分，容易造成资源浪费；

(2)进气管往往与氧气瓶和湿化液直接连接，操作不当容易发生倒吸现 象，对进气阀和氧气瓶造成不利影响。

尤其，现有技术中的医用氧气湿化瓶的氧气输出情况不能够进行适当的 调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用氧气湿化瓶，以解决上述氧气输出不能 调整的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种医用氧气湿化瓶，包括：

包括：

瓶体，所述瓶体内部含有湿化液，用于对氧气进行湿化；

湿化板，位于所述瓶体的底部，用于使氧气充分接触湿化液；

在所述瓶体的上侧设置有通入氧气的氧气进口，以及湿化后的氧气出口；

在所述瓶体的竖向中心位置设置一推进机构和与推进机构连接的检测单 元，在检测单元上设置有用于通入氧气并与所述氧气进口连通的输气管，所 述推进机构驱动检测单元及输气管上下移动，改变所述输气管在医用氧气湿 化瓶内的位置，以及输气管与湿化板的距离；

所述的推进机构包括推进气缸、上下夹板、推进滑道以及第一滚轮，输 气管的末端与一钢丝连接，推进气缸推动钢丝移动，进而带动输气管移动；

所述的输气管包括密闭室，所述的密闭室内部设置空腔，用以容纳输气 管及对输气管进行检测和数据处理的电路板；在密闭室的中间部分设置有一 输气管容纳体，输气管容纳体内部也为空腔，其中设置有一连接头，其将钢 丝与输气管连接在一起；在输气管容纳体的后端设置有密闭的钢丝套管，钢 丝安装在该套管中；在所述的密闭室的前端外侧设置有位置传感器，其通过 发射脉冲波并接收脉冲波来检测湿化板表层的位置，所述的位置传感器与一 主控电路板连接，主控电路板通过导线与控制单元连接；

在所述的密闭室的四周设置上下两个气囊，并且上下两侧均设置气囊， 在所述的气囊的端部分别设置有上充气口和下充气口，上下充气口与一导气 腔连接，在导气腔的一侧连接有一导气管，向所述的气囊供气，导气腔上开 设有供氧气通入的氧气通入口，其与氧气进口通过管路连接，并将氧气通过 钢丝套管输入输气管内。

进一步地，所述的推进气缸设置在支架板上，在所述的支架板上设置有 气缸支撑架，在所述的推进气缸的末端设置有上下夹板，其将连接在推进气 缸活塞杆端部的钢丝夹直。

进一步地，所述的上下夹板的后侧设置有推进滑道，用以保证钢丝沿着 预设的轨道前行,在推进滑道的两端分别设置有一组第一滚轮，钢丝经过送丝 滑道进入一伸缩管内。

进一步地，在所述输气管容纳体、连接头和密闭室的水平中间位置设置 有钢丝和输气管的输送通道，在三者的水平中间位置处均设置有开口，用以 用钢丝或输气管穿过，在输气管容纳体和密闭室的前端之间还连接有一定位 座，定位座的中间部分为贯通孔，用以定位所述的输气管。

进一步地，所述导气管从导气腔通过伸缩管内部与气泵连接，在与气泵 连接的导气管上设置有流量表；所述钢丝从连接头伸出，经过密闭室、导气 腔、伸缩管内部连接至推进气缸的活塞杆末端；在所述的电路板上连接有一 导线，所述导线经密闭室内部的导线管，穿过导气腔与伸缩管的内部，连接 至所述的控制单元中。

进一步地，伸缩管包括内管、中管和外管，内管的端部与导气腔连接， 外管的端部与一推管油缸连接，所述内管的中间部位为贯通孔，并且在与导 气腔的连接端设置有一第一凸台；所述中管，其在内部的中间部分设置又一 圈第一凸肩，第一凸肩将中管的内腔分为前后两部分，在前侧内腔中设置有 一圈第一弹簧，第一弹簧的两端抵靠在前侧内腔的内侧两端；在前侧内腔的 端部为第一凸缘；在后侧内腔的端部与所述的第一凸台连接；在所述的后侧 内腔的端部还设置有第二凸台，第二凸台与外管内侧壁连接；

所述外管，在内腔中部设置有第二凸肩，其将第二凸肩分为前后两腔， 在外管内腔前侧设置有第二弹簧，第二弹簧的前后两端抵靠在外管内腔前侧 的内侧两端；在所述外管的最前端设置有圆盘凸台，用以与推管油缸连接。

进一步地，在所述第一弹簧的端部连接有第一张力传感器，在所述第二 弹簧的端部连接第二张力传感器，两个张力传感器分别检测弹簧的张力，进 而确定伸缩管的伸缩长度。

进一步地，在所述的输气管通过位置传感器检测其所在距离与湿化板表 层的距离d，若其距离d＞d₁，则表示输气点距离湿化板表层较远，氧气不能 通过充分湿化，其中，d₁为预设距离，，为40-45mm；

设定距离d₂，若位置传感器所在距离与湿化板表层的距离，d₁＜d＜d₂， 则仅内管伸长，若d＞d₂，则内管伸长到极限后，中管伸长。

进一步地，所述伸缩管的伸缩长度满足下式(1)

式中所得的Δl_i即为伸缩管的伸缩长度，也为推管油缸的移动位移；

式中，F_i表示第一弹簧的每一时刻的弹性力，其大小通过所述的第一张 力传感器测得，f₁表示第一弹簧的弹性系数；F_j表示第二弹簧的每一时刻的 弹性力，其大小通过所述的第二张力传感器测得，f₂表示第二弹簧的弹性系 数；

为取整符号，在d₁＜d＜d₂，其值为零，在d＞d₂时，其值为1。

进一步地，所述湿化液为蒸馏水。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明在瓶体的竖向中心位 置设置一推进机构和与推进机构连接的检测单元，在检测单元上设置有通入 氧气并与所述氧气进口连通的输气管，所述推进机构根据检测单元的预设控 制值驱动检测单元及输气管上下移动，改变在医用氧气湿化瓶内的位置，以 及与湿化板的距离，以便产生湿化程度不同、出氧量不同的效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本 领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的， 而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示 相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的医用氧气湿化瓶的第一结构示意图

图2为本发明实施例的医用氧气湿化瓶的第二结构示意图；

图3为本发明实施例的推进机构的结构示意图；

图4为本发明实施例的检测单元的结构示意图；

图5为本发明实施例的伸缩管的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的 是，这些实施方式仅仅用于解释发明的技术原理，并非在限制发明的保护范 围。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、 “内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位 置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具 有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

此外，还需要说明的是，在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在发明中的具 体含义。

请参阅图1、2所示，其为本发明实施例的医用氧气湿化瓶的第一、第二 结构示意图，包括装载有湿化液的瓶体100，在瓶体100的上侧设置有通入氧 气的氧气进口104，以及湿化后的氧气出口103，瓶体100的上方设置有瓶盖 102，氧气进口和氧气出口可以设置在瓶体两侧，或者开设在瓶盖102上。在 瓶体100内部的底部设置一湿化板101，湿化板101位于所述瓶体100的底部， 所述湿化板101上均匀分布有细密的小孔，所述小孔相互连通，用于使氧气 充分接触湿化液，增强氧气的湿化效果。在本实施例中，氧气进口104、氧气 出口103上均设置有调节阀门，并且，氧气进口和氧气出口能够外接输氧设 备以及用氧设备。为了能够调节氧气通入医用氧气湿化瓶的位置，本实施例， 在瓶体100的竖向中心位置设置一推进机构105和与推进机构105连接的检 测单元106，在检测单元106上设置有通入氧气并与所述氧气进口104连通的 输气管52，所述推进机构105根据检测单元106的预设控制值驱动检测单元 106及输气管52上下移动，改变在医用氧气湿化瓶内的位置，以及与湿化板101的距离，以便产生湿化程度不同、出氧量不同的效果。

请结合图2所示，为本发明实施例的推进机构的结构示意图，在本实施 例中，所述的推进机构包括推进气缸32、上下夹板33、推进滑道35以及第 一滚轮34，在本发明实施例中，输气管52的末端与一钢丝4连接，推进气缸 32推动钢丝4移动，进而带动输气管移动。所述的推进气缸32设置在支架板 3上，在所述的支架板3上设置有气缸支撑架31，在所述的推进气缸32的末 端设置有上下夹板33，其将连接在推进气缸32活塞杆端部的钢丝4夹直。在本实施例中，所述的钢丝4具有一定的硬度，在推进气缸32的驱动下，能够 向前步进。在所述的上下夹板33的后侧设置有推进滑道35，用以保证钢丝4 沿着预设的轨道前行；在推进滑道35的两端分别设置有一组第一滚轮34，钢 丝经过送丝滑到35进入所述的伸缩管内。所述的推管气缸40的活塞杆端与 伸缩管的端部连接。

请参阅图2所示，其为本发明实施例的检测单元的结构示意图，所述检 测单元包括控制部分1，其通过采集输气管的位置信息，对各元件的位置信息 进行处理，并将控制指令分别传达至输气管、推动机构中，控制其运动。

具体而言，所述的输气管包括密闭室54，所述的密闭室54内部设置空腔， 用以容纳输气管52及对输气管52进行检测的数据处理的电路板13。在密闭 室54的中间部分设置有一输气管容纳体55，输气管容纳体55内部也为空腔， 其中设置有一连接头53，其将钢丝4与输气管52在一起；在本发明中，输气 管的长度在5-8cm之间。在本实施例中，所述的钢丝4与输气管52焊接或者 插接等方式连接。

具体而言，在输气管容纳体55、连接头53和密闭室54的水平中间位置 设置有钢丝4和输气管55的输送通道，在三者的水平中间位置处均设置有开 口，用以用钢丝或输气管穿过，在输气管容纳体55和密闭室54的前端之间 还连接有一定位座56，定位座56的中间部分为贯通孔，用以定位所述的输气 管52，该定位座结构设置在输气管52的活动区域内，确保输气管不会弯曲或 者向下掉落，输气管52的左右位置也能精确定位，保证了输气的准确程度。 在输气管容纳体55的后端设置有密闭的钢丝套管64，钢丝4安装在该套管 64中，避免钢丝弯曲或者遮断。在所述的密闭室54的前端外侧设置有位置传 感器14，其通过发射脉冲波并接收脉冲波来检测湿化板表层90的位置，所述 的位置传感器14与一电路板13连接，电路板13通过导线与控制单元1连接。 在本发明中，所述的电路板13设置在输气管容纳体55的上端的密闭室54的 空腔中。

在本发明中为了保证密闭室54的内部空腔中，输气管容纳体55的上部 的腔体大于下部的腔体，这样既能够保证电路板13具有足够的容纳空间，又 能保证密闭室54的平衡。

在本发明中，所述的密闭室54、输气管容纳体55和连接头为塑料或者金 属制成，在本发明中，为了保证检测单元能够在液体环境中工作，在所述的 密闭室14的四周设置上下两个气囊6，并且上下两侧均设置气囊6，可将密 闭室14稳稳的设置在中间位置，输气管精确定位。在所述的气囊6的端部分 别设置有上充气口61和下充气口62，上下充气口与一导气腔23连接，在导 气腔23的一侧连接有一导气管22，向所述的气囊6供气。同时，导起腔23 上开设有供氧气通入的氧气同入口1041，其与氧气进口104通过管路连接， 并将氧气通过钢丝套管64输入输气管52内。

请结合图2所示，在本发明中，导气管从导气腔23通过伸缩管内部与气 泵21连接，在与气泵连接的导气管上设置有流量表24；所述的钢丝4从连接 头53伸出，经过密闭室54、导气腔23、伸缩管内部连接至一气缸32的活塞 杆末端；在所述的电路板13上连接有一导线12，从电路板经密闭室54内部 的导线管63，穿过导气腔23与伸缩管的内部，连接至所述的控制单元1中。

请结合图3所示，在本发明中，所述的导气腔23包括一伸缩管连接端234， 一密闭室连接端233，在导气腔23的中间部位设置一中心孔，其内部安置有 钢丝4和导线12；在密闭室连接端233的中心孔的两侧分别设置上导气孔231 和下导气孔232，分别与上充气口61和下充气口62连接。在伸缩管连接端 234分别连接有导气管22。本发明设置导气腔23将钢丝、导气管和导线集成 在同一元件上，节省了空间，同时，避免进入密闭室54后占用过多的空间。

请结合图4所示，在本发明中伸缩管包括内管43、中管42和外管41， 内管41的端部与导气腔23连接，外管41的端部与一推管油缸40连接。所 述的内管43的中间部位为贯通孔431，并且在与导气腔23的连接端设置有一 第一凸台432。所述的中管42，其在内部的中间部分设置又一圈第一凸肩423， 第一凸肩423将中管42的内腔分为前后两部分，在前侧内腔421中设置有一 圈第一弹簧422，第一弹簧422的两端抵靠在前侧内腔421的内侧两端；在前侧内腔421的端部为第一凸缘425；在后侧内腔424的端部与所述的第一凸台 432连接；在所述的后侧内腔424的端部还设置有第二凸台426，第二凸台426 与外管内侧壁连接。所述的外管41，在内腔中部设置有第二凸肩414，其将 第二凸肩414分为前后两腔，在外管内腔前侧413设置有第二弹簧412，第二 弹簧412的前后两端抵靠在外管内腔前侧413的内侧两端；在所述的外管41 的最前端设置有圆盘凸台411，用以与推管油缸连接。

在本发明中设置伸缩管，一方面增加了钢丝的支撑距离，避免钢丝产生 弯曲或者折断，另一发面，为导线、气管以及钢丝提供了支撑通道。

所述的伸缩管受控制单元1控制，在所述的第一弹簧422的端部连接有 第一张力传感器429，在所述的第二弹簧412的端部连接第二张力传感器419， 两个张力传感器分别检测弹簧的张力，进而确定伸缩管的伸缩长度。两个张 力传感器将检测的信息无线方式传入所述的控制单元1中。在本发明中，第 一弹簧422和第二弹簧412具有不同的弹性系数，在受到拉力时，第一弹簧 422先进行拉伸，驱动内管43向外伸长；到达极限位置后，第二弹簧412拉 伸，驱动中管42向外拉伸。

所述的位置传感器14，其通过发送脉冲波检测湿化板表层的位置，并将 采集的信息传输至检测控制模块中，在本发明中，检测控制模块设置在电路 板13中。所述的检测控制模块包括数据采集模块，所述数据采集模块包括一 耦合保护电路、一滤波电路、一放大增益电路和一采样存储电路，上述各模 块顺次连接，其中，所述耦合保护电路，其用以抑制电干扰，信号经过所述 耦合保护电路后通过滤波电路得到需求数据波形，经所述放大增益模块进行 放大后，还原至原波形；采集的电流信号经处理后传输至所述采样存储电路 内进行存储。

在本发明中，所述数据采集模块与数据处理模块连接，所述数据处理模 块按照下述的算法控制数据采集模块采样：

采取随机抽样的方式进行，对信号波形，在每连续的K个周期内，每周 期选择n个预设时刻的采样点，每间隔时间T₀采样一次，连续取样M次；为 了保证取样数据的可参考性与准确性，在每一周期内选择的n个采样点的时间 间隔Δt按照下述公式(1)计算，

式中，Δt表示采样点的时间间隔，a为修正系数，其大小由采样点数量决 定，在10-15之间，ω表示信号的角频率，由位置传感器的性能决定，β为初 始相角，T表示信号周期的时间，λ表示信号波形的峰值。

经上述公式(1)采样，在信号幅值越大时，采样越密集，采样数据的可 参考性越强；采样对信号数据按照预设条件采样，使得后续的信号处理数据 量减小，减轻数据处理的繁杂运算。

所述的数据处理模块计算破除器与湿化板表层的距离的算法为：

式中，d表示每次取样后位置传感器距离湿化板表层的距离；n表示在每 一周期内选择的n个采样点；d_i表示每次每个取样点处获得的位置传感器与湿 化板表层的距离。

获取的距离信息经过导线12传输至控制单元1中，所述的控制单元1的 核心为一PLC控制器，所述的PLC控制器根据当前的距离d确定其它各元件的 动作，若距离d＜d₀，则PLC控制器控制所述的推进气缸32执行刺穿动作， 即执行切断动作，推进气缸32减速切断，其中，d₀为预设的距离，在本实施 例中为4.5-5mm。

在本发明中，检测控制模块、第一张力传感器429和第二张力传感器419 的输出端分别与控制单元连接，控制单元的输出端分别与推进气缸继电器、 气泵继电器和推管气缸继电器连接，其分别控制相连接的推进气缸、气泵和 推管气缸，控制器启停动作，以及推进气缸和推管气缸的加速以及减速。

在所述的输气管通过位置传感器检测其所在距离与湿化板表层的距离d， 若其距离d＞d₁，则表示输气点距离湿化板表层较远，氧气不能通过充分湿化， 其中，d₁为预设距离，在本实施例中，为40-45mm。由于本发明中具有两级伸 缩，为了保证伸缩管逐级伸缩，设定距离d₂，若位置传感器所在距离与湿化 板表层的距离，d₁＜d＜d₂，则仅内管伸长，若d＞d₂，则内管伸长到极限后， 中管伸长。

在本发明中，伸缩管的伸缩长度满足下式(3)

式中所得的Δl_i即为伸缩管的伸缩长度，也为推管油缸的移动位移；

式中，F_i表示第一弹簧422的每一时刻的弹性力，其大小通过所述的第 一张力传感器429测得，f₁表示第一弹簧422的弹性系数；F_j表示第二弹簧 412的每一时刻的弹性力，其大小通过所述的第二张力传感器419测得，f₂表 示第二弹簧412的弹性系数；

为取整符号，在d₁＜d＜d₂，其值为零， 在d＞d₂时，其值为1。

在确定推管油缸40的位移后，所述的控制单元根据该位移的变化控制推 管气缸继电器按照该位移变化动作。因此，采用伸缩管及其相应的检测和控 制元件，能够满足位移的实时变化，便于对伸缩管的运动实时监测和控制， 防止其对静脉造成不必要的损伤。

在本发明中，推进气缸32的行程远大于推管气缸40的行程，在输气管 进入静脉后，所述的推进气缸32立即动作，其与推管气缸40互不干涉，推 进气缸32匀速送丝，若距离d＜d₀，则推进气缸32减速运动，并且在刺破湿 化板表层后，输气管52刚好停止运动，避免对胸腔以及心脏部位造成创伤。

在所述的气囊6的外表面还分别连接有一气囊位置传感器6，其通过检测 与瓶体侧壁之间的距离，向所述的电路板13中的检测控制模块发送检测信息， 在本发明中，所述的控制单元1接收检测控制模块发送的检测信息后，根据 气囊6与静脉侧壁之间的距离，确定向气囊6中的充气量。

在气囊初次充气完成后，气囊与瓶体侧壁之间预留一小间隙，以使湿化 后的氧气通过。并且，在本发明中，实时检测气囊与静脉壁之间的距离，若 过紧的贴靠在一起，则通过设置在导气管上的阀门放气，使气囊收缩，避免 湿化后的氧气不能排出。

具体而言，所述湿化液8为蒸馏水或其它与氧气未发生化学反应的液体。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。