CN108757995B - 一种多通道流控阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多通道流控阀，该多通道流控阀包括压板、阀头、膜片座、膜片、膜片拉杆、拉杆弹簧、主轴、定铁芯、光电感应板、电机、码盘、线圈、动铁芯弹簧、动铁芯、拉杆拨片、拉杆座。本发明以高化学耐受性橡胶膜片为核心，实现多通道流控的同时小型化集成；多个膜片共用一个大拉力的电磁铁，小型化的同时保证了膜片开关动作的效率与精准度，且对外连接方式为直插直拔，连接管路方便快捷，操作难度低，可靠性高。

Description

一种多通道流控阀

技术领域

本发明属于水质分析领域，具体涉及一种多通道流控阀。

背景技术

多通道流控阀是水质分析仪中的一个关键部件，分析仪的水样、试剂的抽取与排空均需要由流控阀来实现。目前国内大多数水质连续自动在线监测分析仪的厂家所使用的流控阀均为进口产品。流控阀在水质分析仪中的功能是仪器通过该阀可以分别抽取不同的试剂或水样，以及排出分析后的废液与清洗废水；因其化学稳定性极佳，使用安全可靠、性能稳定，抽取液体时可多通道切换，取液量控制精准，各液体之间无相互干扰，而被很多厂家所应用。除了应用于水质分析领域外，多通道流控阀还可以用于液相质谱、液相色谱仪中，是各类相关设备中的核心部件。

目前，市场上的多通道流控阀中，一种为采用带导流槽的转子与带中心公共口与圆周分布周围孔的定子配合旋转，实现多通道切换的多通道阀(参见附图1)，这种阀的缺点是：

1)转子定子接触面密封，两个面都为刚性面，接触面积大，密封难度高；为实现不同口位之间的密封隔离对零件加工精度要求极高。

2)定子与转子接触面在转子旋转过程中会不断磨损，对零件耐磨性要求极高，且由于接触面大，容易产生不均匀磨损而导致窜液与漏气，工作寿命短；

3)对水样中存有固体颗粒的应用场景难以适用，坚硬的固体颗粒极容易损坏定子转子密封面导致漏气，恶劣工况下适应性差。

另一种为阀头上的中心公共口通过各个端口的电磁阀的通断路来控制联通周围的10个口位(参见附图2)，此种阀由于是并联电磁阀，因此尺寸严重偏大，结构不紧凑，且各口位的连接方式为螺纹连接，接口对外连接方式效率低，操作难度大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多通道流控阀，该阀使用起来安全可靠，能够稳定地在抽取不同试剂或者水样时多通道切换，各液体之间无相互干扰。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种多通道流控阀，其特征在于，该多通道流控阀包括压板、阀头、膜片座、膜片、膜片拉杆、拉杆弹簧、主轴、定铁芯、光电感应板、电机、码盘、线圈、动铁芯弹簧、动铁芯、拉杆拨片、拉杆座；

从左往右，所述的压板上设置有一个中心孔和沿周向均匀分布的多个阀口位孔，所述的阀头与所述的压板相对设置，所述的阀头上的通孔与所述的中心孔、阀口位孔一一对应设置，所述的膜片座与所述的阀头相对设置，所述的膜片座上设置有与所述的阀头上的通孔一一对应设置的膜片外通孔，在所述的膜片座与所述的阀头相对的面上设置有G型中心孔导槽，所述的G型中心孔导槽位于中心的一端与所述的压板和阀头的中心孔连通，所述的G型中心孔导槽沿周向设置有多个膜片内通孔，每个所述的膜片内通孔与对应的所述的膜片外通孔位于同一径向，所述的膜片座的另一端面沿周向均匀设置有覆盖每对膜片外通孔和膜片内通孔的膜片，且数量与膜片外通孔、膜片内通孔的数量相同；

所述的拉杆座与所述的膜片座相对设置，所述的膜片夹紧在两者之间，所述的拉杆座上设置有与膜片数目相同的膜片拉杆，所述的膜片拉杆的一端固定拉杆弹簧，另一端与所述的膜片固定连接；

从右往左，所述的电机固定在阀的外壳上，所述的电机输出轴固定连接一主轴，所述的主轴的另一端***所述的拉杆座的孔中，所述的码盘套设在所述的主轴上，所述的光电感应板固定在所述的电机上；所述的主轴外周套设动铁芯，两者周向固定、轴向可滑动，所述的主轴与所述的动铁芯之间设置有动铁芯弹簧，所述的动铁芯外周设置线圈，所述的动铁芯朝向所述的拉杆座的一端固定连接所述的拉杆拨片，所述的拉杆拨片可拨动所述膜片拉杆带动压缩所述的拉杆弹簧；

所述的电机带动所述的主轴旋转，所述的主轴带动所述的动铁芯、拉杆拨片旋转，当拉杆拨片旋转到指定的阀口位时，所述的线圈通电，所述的动铁芯压缩动铁芯弹簧轴向移动，带动所述的拉杆拨片拨动所述的膜片拉杆压缩所述的拉杆弹簧，同时拉动膜片轴向移动，使得膜片外通孔、膜片内通孔、G型中心孔导槽、阀头中心孔、压板中心孔之间形成通路。

进一步地，所述的压板和所述的阀头相对的孔之间通过O型密封圈密封。

进一步地，所述的主轴与所述的动铁芯连接的一端具有一对沿轴向的平行平面，所述的动铁芯与该平行平面配合实现周向固定、轴向可滑动。

进一步地，所述的拉杆拨片为板簧。

进一步地，所述的O形密封圈、阀头、膜片座、膜片均选用耐酸碱腐蚀的材料。

本发明的有益效果如下：

1)本发明的液路通断控制部件为橡胶材质，工作时不会有刚性磨损，寿命长；

2)本发明的液路通断控制部件为橡胶材质，本身为弹性体，当液体中有小颗粒物时，不影响密封效果，可靠性高；

3)本发明电磁控制部分为集成设计，单个电磁体控制多个通道流量，大大减小了设备体积。

4)本发明密封部件不存在刚性摩擦运动，不会出现卡死等故障。

5)本发明对外连接方式为直插直拔，连接管路方便快捷，操作难度低，可靠性高。

附图说明

图1为背景技术的其中一种多通道流控阀的结构示意图；

图2为背景技术的另一种多通道流控阀的结构示意图；

图3为本发明的多通道流控阀的剖视图；

图4为多通道流控阀的A-A向截面视图；

图5为膜片工作原理图；

图6为拉杆拨片工作原理图；

图7为码盘工作原理图；

其中，1-定子，2-转子，3-定子多通道口，4-转子导流槽，5-定子公共口，6-电磁阀，7-橡胶膜片，8-歧路阀头，9-压板,10-O形密封圈，11-阀头，12-膜片座，13-膜片，14-膜片拉杆，15-拉杆弹簧，16-主轴，17-定铁芯，18-感应板，19-电机外壳，20-电机座，21-电机，21-1-电机输出轴，22-码盘，23-线圈，24-动铁芯弹簧，25-动铁芯，26-拉杆拨片，27-拉杆座。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3-7所示，本发明的一种多通道流控阀，该多通道流控阀包括压板9、O形密封圈10、阀头11、膜片座12、膜片13、膜片拉杆14、拉杆弹簧15、主轴16、定铁芯17、光电感应板18、外壳19、电机座20、电机21、码盘22、线圈23、动铁芯弹簧24、动铁芯25、拉杆拨片26、拉杆座27；

从左往右，压板9上设置有一个中心孔和沿周向均匀分布的十个阀口位孔10通道情况下，中心孔通过膜片座12与膜片13控制与***的十个孔导通与切断导通，实现多通道切换导通。

阀头11与压板9相对设置，阀头11上的通孔与中心孔、阀口位孔一一对应设置，压板9和阀头11相对的孔之间通过O型密封圈密封，膜片座12与阀头11相对设置，膜片座12上设置有与阀头11上的通孔一一对应设置的膜片外通孔，在膜片座12与阀头11相对的面上设置有G型中心孔导槽，G型中心孔导槽位于中心的一端与压板9和阀头11的中心孔连通，G型中心孔导槽沿周向设置有多个膜片内通孔，每个膜片内通孔与对应的膜片外通孔位于同一径向，膜片座12的另一端面沿周向均匀设置有覆盖每对膜片外通孔和膜片内通孔的膜片13，且数量与膜片外通孔、膜片内通孔的数量相同；

拉杆座27与膜片座12相对设置，膜片13夹紧在两者之间，拉杆座27上设置有与膜片13数目相同的膜片拉杆14，膜片拉杆14的一端固定拉杆弹簧15，另一端与膜片13固定连接；

从右往左，电机21固定在阀的外壳上，电机通过电机座20固定与电机外壳19固定，电机21输出轴21-1固定连接一主轴16，主轴16的另一端***拉杆座27的孔中，码盘22套设在主轴16上，光电感应板18固定在电机外壳19上；主轴16外周套设动铁芯25，主轴16与动铁芯25连接的一端具有一对沿轴向的平行平面，动铁芯25与该平行平面配合实现周向固定、轴向可滑动，主轴16与动铁芯25之间设置有动铁芯弹簧24，动铁芯25外周设置线圈23，动铁芯25朝向拉杆座27的一端固定连接拉杆拨片26，拉杆拨片26可拨动膜片拉杆14带动压缩拉杆弹簧15。

本多通道阀对外接口全部分布于压板9的端面上，对外连接的管子对接方式为通过O型圈密封圈10而实现直插直拨，管路连接方便快捷。

本多通道阀通过膜片座12的G形中心孔导槽，从结构上实现***的十个孔与中心孔拉近距离，方便膜片13工作。

膜片13在膜片拉杆14与拉杆弹簧15的弹簧推力作用下为常闭状态，十个阀口位与中心孔不导通，膜片拉杆14在拉杆拨片26的作用下压缩拉杆弹簧15，使对应的膜片13打开，此时对应的阀口位通道孔与中心孔导通。拉杆拨片26每次只能导通一个阀口位。

电机21带动主轴16旋转，主轴16带动动铁芯25、拉杆拨片26旋转，在码盘22的辅助下定位拉杆拨片26所在位置与不同阀口位对应的膜片拉杆14之间的相对位置，码盘22与主轴16以及动铁芯25与拉杆拨片26唯一对应位置安装，相对位置不变。当码盘22确认拉杆拨片26停在指定的阀口位时，线圈23通电，动铁芯25压缩动铁芯弹簧24轴向移动，带动拉杆拨片26拨动膜片拉杆14压缩拉杆弹簧15，同时拉动膜片13轴向向电机方向移动，使得膜片外通孔、膜片内通孔、G型中心孔导槽、阀头11中心孔、压板9中心孔之间形成通路。

当线圈23断电时，动铁芯25带动拉杆拨片26回到原位，拉杆弹簧15伸展推动膜片拉杆14顶住膜片13密封住阀中心孔，断开该膜片所对应的通道孔与中心孔的液路。

本发明的多通道流控阀中，膜片座12通过G形中心孔导槽实现了将阀中心孔导流到***周向布置的膜片孔，使每个膜片13堵住的膜片孔与阀中心孔直接导通。

阀头11与膜片座12为面配合安装，膜片座12上的G形中心孔导槽与阀孔位口之间距离小，通过工艺控制两者的配合面精度，压紧配合实现各口位孔与G形中心孔导槽之间的密封。

拉杆拨片26停留的位置由固定于主轴16上的码盘22配合光电感应器板18，通过光电信号精确定位控制所需打开的对应膜片。

优选地，拉杆拨片26为板簧，长期使用中弹性变形恢复能力强；

优选地，O形密封圈10、阀头11、膜片座12、膜片13均选用耐酸碱腐蚀的材料，使其具有极高的化学稳定性，在强酸强碱等恶劣环境中依然能正常工作。

本发明以高化学耐受性橡胶膜片为核心，实现多通道流控的同时小型化集成；多个膜片共用一个大拉力的电磁铁，小型化的同时保证了膜片开关动作的效率与精准度。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多通道流控阀，其特征在于，该多通道流控阀包括压板（9）、阀头（11）、膜片座（12）、膜片（13）、膜片拉杆（14）、拉杆弹簧（15）、主轴（16）、定铁芯（17）、光电感应板(18)、电机（21）、码盘（22）、线圈（23）、动铁芯弹簧（24）、动铁芯（25）、拉杆拨片（26）、拉杆座（27）；

从左往右，所述的压板（9）上设置有一个中心孔和沿周向均匀分布的多个阀口位孔，所述的阀头（11）与所述的压板（9）相对设置，所述的阀头（11）上的通孔与所述的中心孔、阀口位孔一一对应设置，所述的膜片座（12）与所述的阀头（11）相对设置，所述的膜片座（12）上设置有与所述的阀头（11）上的通孔一一对应设置的膜片外通孔，在所述的膜片座（12）与所述的阀头（11）相对的面上设置有G型中心孔导槽，所述的G型中心孔导槽位于中心的一端与所述的压板（9）和阀头（11）的中心孔连通，所述的G型中心孔导槽沿周向设置有多个膜片内通孔，每个所述的膜片内通孔与对应的所述的膜片外通孔位于同一径向，所述的膜片座（12）的另一端面沿周向均匀设置有覆盖每对膜片外通孔和膜片内通孔的膜片（13），且数量与膜片外通孔、膜片内通孔的数量相同；

所述的拉杆座（27）与所述的膜片座（12）相对设置，所述的膜片（13）夹紧在两者之间，所述的拉杆座（27）上设置有与膜片（13）数目相同的膜片拉杆（14），所述的膜片拉杆（14）的一端固定拉杆弹簧（15），另一端与所述的膜片（13）固定连接；

从右往左，所述的电机（21）固定在阀的外壳上，所述的电机（21）输出轴固定连接一主轴（16），所述的主轴（16）的另一端***所述的拉杆座（27）的孔中，所述的码盘（22）套设在所述的主轴（16）上，所述的光电感应板（18）固定在所述的电机（21）上；所述的主轴（16）外周套设动铁芯（25），两者周向固定、轴向可滑动，所述的主轴（16）与所述的动铁芯（25）之间设置有动铁芯弹簧（24），所述的动铁芯（25）外周设置线圈（23），所述的动铁芯（25）朝向所述的拉杆座（27）的一端固定连接所述的拉杆拨片（26），所述的拉杆拨片（26）可拨动所述膜片拉杆（14）带动压缩所述的拉杆弹簧（15）；

所述的电机（21）带动所述的主轴（16）旋转，所述的主轴（16）带动所述的动铁芯（25）、拉杆拨片（26）旋转，当拉杆拨片（26）旋转到指定的阀口位时，所述的线圈（23）通电，所述的动铁芯（25）压缩动铁芯弹簧（24）轴向移动，带动所述的拉杆拨片（26）拨动所述的膜片拉杆（14）压缩所述的拉杆弹簧（15），同时拉动膜片（13）轴向移动，使得膜片外通孔、膜片内通孔、G型中心孔导槽、阀头（11）中心孔、压板（9）中心孔之间形成通路；

所述的压板（9）和所述的阀头（11）相对的孔之间通过O型密封圈密封；

所述的主轴（16）与所述的动铁芯（25）连接的一端具有一对沿轴向的平行平面，所述的动铁芯（25）与该平行平面配合实现周向固定、轴向可滑动。

2.根据权利要求1所述的多通道流控阀，其特征在于，所述的拉杆拨片（26）为板簧。

3.根据权利要求1所述的多通道流控阀，其特征在于，所述的O型密封圈（10）、阀头（11）、膜片座（12）、膜片（13）均选用耐酸碱腐蚀的材料。