空氧混合器的研制及应用修订版

1、k氧混合器的研制及应IBMT StandardiZation OffiCe IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18 空 氧 混 合 器 的 研 制 及 应 用【摘要】对空氧混合器的设计进行技术分析，探讨空氧混合器技术及临床应用，提出空氧混合器的使用与发展前景。【关键词】空氧混合器、临床应用。【中图分类号】R529. 1【文献标识码】B【文章编号】1004-7484 (2014) 04-01158-02前言氧是维持生命的至要物质，机体依赖氧而获得能量，从而确保各组织细胞活动正常，机能发挥自如。人体要获得氧是通过自主呼吸过程来完成。若在呼吸过程中有一个环节发 生障碍，都会造成组织氧

2、合作用失常，出现缺氧症需及时矫正补充。在临床应用中以人的 动脉学氧分压值(Pa02)与氧饱和度(SaO2)进行分析监护的。正常人的动脉血氧分压Pa02值，青年人一般为12. 9kPa (96. 8mHg) , 60岁以上老年人为11. 5 kPa(86mmHg),通常以Pa02 10.7 kPa (80unHg)为支持值的最下限，判断缺氧程度。轻度缺氧 Pa0210. 7 kPa (8OmnlHg)；中度缺氧 Pa028. 0 kPa (6OmnlHg):重度缺氧 PaO25. 33 kPa (4OmnlHg)。当PaO24. 0 kPa (30nHg)时，生命可能出现危险。在临床应用中，就是

3、以氏02值的数值变化而采取适肖的措施，来确保人体血液氧的 含量。但吸入高浓度(A60%)大于3小时，肺部和其他组织细胞会引起毒性作用产生 氧中毒。通常长时间吸氧的安全浓度为60%以下为宜。因此空氧混合器在此领域具有较大 的现实意义。2空氧混合器的工作原理空氧混合器可以按患者临床需要输出不同流量、浓度的的控制部件，其原理是把医用 压缩空气源和氧气源通过比例阀混合，输出21%IO0%的混合气源。其工作原理如图 Io高压空气和氧气两种气源，首先进入过滤器进行净化，再经单向阀进入平衡系统进行 第一次平衡（即粗调）。如果两个气源压力不平衡，则气体从溢流孔溢出进入报警系统发 出报警信号。若两气源的压力差超

4、过2*1. 013X105帕斯卡（二个标准大气压），则气体从 安全阀流出，达到保护空氧混合器的IJ的。若两气源的压力差不超过1.013X103帕斯卡（一个标准大气压），则两气源的气体分别沿各自的气道进入平衡阀体，进行第二次平衡（即细调）。两个气源经第二次平衡。经过二次平衡之后的两种气体压力已相对平衡稳 定，便可以供给调节阀进行定量调控之用。通过调节旋钮，调定输出氧浓度的预置量，两 压力相对平衡稳定的气体便通过各自的调节阀，按给顶指令进行混合，从主出口输出按预 置灵的比例配制特定的氧浓度供使用。这样，与呼吸机连接使用便能达到理想的救护Ll 的。3空氧混合器主要部件的设讣3. 1第一次平衡系统第一

5、次系统中滑阀座和滑阀是关键件，从流体力学观点出发，两种不同的气体：压缩 空气和高压氧气，如果压力不同或者不稳定，就不能按一定的比例进行混合成为固定氧浓 度的气体。因此，空氧混合器的首要任务是解决两种气体压力的平衡问题。滑阀和滑阀座 就是为了使两者的压力平衡而设计。按照二个力的平衡规律：作用在一个物体上的两个 力，如果大小相等，方向相反，且同一条直线上，那么这两个力就平衡。滑阀座和滑阀就 是根据这一定律而设计的。滑阀两端的压缩空气和高压氧气同时作用在同一滑阀上，并且 方向相反。滑座起限制两种气体压力作用在同一直线上的作用。如果滑阀两端的两个力大 小相等，那么滑阀就处在中间的平衡位置上。如果两个力

6、大小不等，那么力较大的一端便 将滑阀推向力小的一端。当滑阀位移到溢流孔时，气体便从溢流孔溢出，进入报警室，经 喷嘴喷出，冲击震动片使之发出报警声音信号，告诉临床医主此时压力已经不平衡了，需 进行相应的调整。乂因两个力不平衡而推动滑阀移动，其移动速度受压力差的大小、滑阀 自身的重量（垂直力）、橡胶圈的磨擦力及滑座表面粗糙度等因素的影响。为了提高或法 灵敏度及反应速度，在设计和研制上尽量选用具有防腐蚀、比重轻的材料做滑阀。滑座的 加工表面粗糙度达O. 8?S,以此降低垂直作用力和磨擦力。对密封圈的设汁，主要考虑耐摩擦性及长久报质性，因此选用GB1235-76耐热、耐 磨、耐腐蚀、防老化、不怕冷、质

7、地柔软的优质“0”形圈。通过试验，其适应性好，在 1.013X105帕斯卡（一个标准大气压）压力差的情况下，活动良好，并且在5X1. 013X105 帕斯卡（五个标准大气压）的惜况下，密封性不变，不会漏气，符合空氧混合器的工作要 求。根据牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作 用在同一直线上的原理。在滑阀两端设汁了两条压缩弹簧，以防止滑阀被压到滑座底部而 乂不能快速回到平衡位置的危险，同时滑阀位移后，靠另一气体的压力和弹簧的反作用力 迅速把滑阀稳定在平衡位置上，使二个力尽快保持平衡。弹簧基本参数设计如下：a）弹簧外径的设计及选用。因为滑阀的最大内径为5. 5mm,为确保活动灵敏，选用弹簧的外径D为5. 3m.b)弹簧直径的设讣及选取根据弹簧汁算公式：Pn K Cd 二 1.6其中：Pn最大工作负荷；K曲度系数；C弹簧指数；T 作用剪应力。按实际参数计算求得d二0. 30. 7n实验证明弹簧直径选用0