馮定

水城縣人民醫(yī)院設(shè)備科 （貴州六盤水 553003）

呼吸機(jī)是臨床搶救、治療中較為重要的一種生命、急救支持類設(shè)備，能有效改善患者的呼吸衰竭癥狀，減少并發(fā)癥，挽救和延長患者的生命，保障患者的生命安全[1-2]?，F(xiàn)有的呼吸機(jī)通常使用中心供氧傳輸?shù)皆O(shè)備帶上的氧源進(jìn)行供氧，如設(shè)備帶上的氧氣供應(yīng)故障，需要人工將氧氣連接到氧氣瓶上使用。這種供氧方式導(dǎo)致呼吸機(jī)在使用過程中存在安全隱患，為臨床治療帶來了不良影響，基于此，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種呼吸機(jī)用氧氣自動切換裝置。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)框架

該裝置主要包括呼吸機(jī)、氧氣管、壓力開關(guān)、三通電磁閥、電源控制模塊等，結(jié)構(gòu)示意見圖1。呼吸機(jī)的右端連接有輸氣口，輸氣口的內(nèi)部連接有彈簧，彈簧的外側(cè)安裝有密封板，密封板的外側(cè)設(shè)有安裝槽，安裝槽的內(nèi)部安裝有密封充氣囊，密封充氣囊的左側(cè)連接有連接管，連接管的左端安裝有固定管，固定管的外側(cè)有延伸管。氧氣管位于輸氣口的內(nèi)側(cè)，其外側(cè)安裝有固定環(huán)。三通電磁閥安裝在氧氣管的右端，其前后兩側(cè)分別安裝有三通管和氧氣瓶，三通管的前端連接有設(shè)備帶氧氣源，三通管的右端安裝有壓力開關(guān)。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

本裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)見圖2～5，圖中呼吸機(jī)1、輸氣口2、彈簧3、密封板4、安裝槽5、密封充氣囊6、氧氣管7、固定環(huán)8、固定管9、連接管10、延伸管11、三通電磁閥12、氧氣瓶13、三通管14、壓力開關(guān)15、設(shè)備帶氧氣源16。

圖2 俯剖結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 輸氣口側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 輸氣口和固定管連接處側(cè)剖結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 圖2中的A處放大結(jié)構(gòu)示意圖

2 實(shí)施方案

2.1 安裝說明

使用該裝置時，根據(jù)圖2～5所示的結(jié)構(gòu)，先對整個裝置進(jìn)行組裝，將圖2所示的呼吸機(jī)1與氧氣切換裝置進(jìn)行連接。如圖5所示，將氧氣管7插入輸氣口2的內(nèi)側(cè)，氧氣管7的外側(cè)分布有主剖面為三角形結(jié)構(gòu)的固定環(huán)8，固定環(huán)8與密封板4和密封充氣囊6的接觸面均為弧形結(jié)構(gòu)，故固定環(huán)8可推動密封板4移動，使得密封板4對彈簧3進(jìn)行擠壓，氧氣管7向輸氣口2的內(nèi)側(cè)繼續(xù)移動，直至固定環(huán)8的凸起處與密封板4內(nèi)側(cè)的內(nèi)凹處相吻合。此時，彈簧3便可帶動密封板4進(jìn)行復(fù)位，卡到固定環(huán)8的外側(cè)，對氧氣管7進(jìn)行擠壓定位，并通過擠壓力減少輸氣口2和氧氣管7的連接處縫隙，增加輸氣口2和氧氣管7的連接密封性。將圖5所示的延伸管11與外界充氣設(shè)備連接，將氣流輸送到固定管9內(nèi)，固定管9通過連接管10將氣流輸送到密封充氣囊6中，對密封充氣囊6進(jìn)行充氣，密封充氣囊6體積增加，與氧氣管7緊密貼合，在加強(qiáng)氧氣管7固定的同時，可進(jìn)一步增加輸氣口2和氧氣管7的連接密封性。

2.2 控制原理

電氣控制原理見圖6，其中，壓力開關(guān)15的型號為PT610-01，三通電磁閥12的型號為VT307-5G1-02，其他元器件的選擇已在圖中標(biāo)識。首先根據(jù)呼吸機(jī)1的使用參數(shù)設(shè)定壓力開關(guān)15的壓力參數(shù)上限值和下限值，當(dāng)氧氣壓力在設(shè)置范圍內(nèi)，壓力開關(guān)15正常工作；當(dāng)氧氣壓力不在設(shè)定范圍時，壓力開關(guān)15的公共線黑線通過內(nèi)部開關(guān)與低壓端引線白線接通，將24 V電壓通過電阻R1、R3和LED后為三極管VT提供基極電流，使三極管VT飽和導(dǎo)通驅(qū)動三通電磁閥12工作接通備用氧氣瓶13，三通電磁閥12同時關(guān)閉設(shè)備帶氧氣源16，即三通電磁閥12的通口3關(guān)閉，通口1、2導(dǎo)通，由于三極管VT飽和導(dǎo)通，有緣蜂鳴器Y的工作電源使Y發(fā)聲報警，開關(guān)S可以關(guān)閉Y的報警聲音；當(dāng)壓力開關(guān)15檢測到氧氣壓力在設(shè)置范圍時，壓力開關(guān)15處于工作狀態(tài)，三通電磁閥12停電停止工作，設(shè)備帶氧氣源16導(dǎo)通，氧氣瓶13端氧源關(guān)閉，即三通電磁閥12通口3、2導(dǎo)通，通口1關(guān)閉，LED作為光指示燈。該設(shè)計(jì)具備聲光報警功能，其中，S可以關(guān)閉聲音報警功能，通過上述設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)氧氣的自動切換。

3 小結(jié)

呼吸機(jī)用氧氣自動切換裝置的設(shè)計(jì)，通過三通電磁閥和壓力開關(guān)的控制可自動對氧氣供應(yīng)來源進(jìn)行切換，避免因單一的氧氣供應(yīng)來源故障而造成安全事故或醫(yī)務(wù)人員勞動量的增加，有利于降低使用安全風(fēng)險，減輕醫(yī)務(wù)人員的工作量[3-4]。

圖6 電氣控制原理