CN101463917A - 压力开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力开关装置，包括中空的基体、膜片、阀芯及用于反馈信号给液路控制器的感应器，该基体具有壁体、由该壁体围出的轴向腔室、进液口和出液口，该膜片的边缘与该壁体固定，该膜片的中部置于该腔室内并可响应左右两侧的压力差而变形，该膜片将该腔室分为互不连通的左腔室和右腔室，该左腔室连通该进液口和该出液口，该阀芯设于该右腔室内并与该壁体形成滑动副，该右腔室内还设有提供阀芯预定压力的预压机构，该预压机构抵压该阀芯，该阀芯抵压该膜片的中部并与其联动，该阀芯具有正常位置及触发感应器的触发位置。左、右腔室被膜片彻底隔断，使流体不会腐蚀阀芯和预压机构，而预压机构和阀芯也不会污染左腔室内的流体。

Description

压力开关装置

技术领域

本发明是关于一种压力开关装置，尤其是关于一种应用在液路中进行过压保护的压力开关装置。

背景技术

在液体自动分析领域，广泛应用了鞘流技术。如图1所示，鞘流技术是使用干净的稀释液包裹在被测量的样本液周围，并一起通过一个小孔300，在小孔区接受光学或电学检测。样本液和鞘液的驱动方式有两种，一种是恒压驱动，另一种是恒流的注射器或者柱塞泵驱动。小孔300的横截面积非常小，一般是等效直径0.05mm～0.4mm的正方形或圆形，因此堵孔的几率比较大。当采用鞘液注射器500驱动鞘液和采用样本注射器200驱动样本液时，一旦小孔300被堵塞，会造成小孔300的前端压力急剧升高，有管路崩脱进而造成泄漏或者损坏部件的危险。

解决该问题的方法有两种，其一是在鞘液通道400(图1中A、B之间的管路)通一个泄压途径，即用溢流阀泄流保证系统安全；另外一个就是在鞘液通道400上增加压力传感器检测压力，一旦检测到压力超标即上报控制系统进行特殊的动作而将压力释放。

液压系统使用溢流阀防止系统过载时，当系统的压力达到溢流阀弹簧力时，溢流阀开启，系统中多余的液体从溢流阀溢出，使压力不再升高，保障系统安全。当需要在恒定的压力下工作时，即需要溢流阀经常溢流以使系统的压力不变，这种用途的溢流阀称为定压阀，定压阀在系统正常工作时是开启的。若系统在正常工作时，其压力不超过溢流阀的调定值，只在超载时才要求溢流阀打开溢流，以保证系统的安全，则这种用途的溢流阀又可称作安全阀，安全阀在系统正常工作时是关闭的，只有在系统压力过载时才会打开。

图2为直动式溢流阀常见结构示意图，调节螺杆16可改变弹簧17的预紧力，从而设定溢流阀的工作压力。正常状态下，阀芯18在弹簧17的弹性力作用下与阀口紧密贴合；管路中的工作压力大于溢流阀设定的工作压力时，阀芯18在压力的驱动下不再与阀口接触，此时进油口P溢流口O通，液体通过溢流口流出，从而降低管路内的压力。溢流时直动式溢流阀作用在阀芯上的液压力与阀芯上的弹簧力相平衡。

液压系统中使用的溢流阀，无论是直动式溢流阀还是先导式溢流阀，由于使用的流体介质为液压油，而液压油本身不与弹簧发生化学反应，液体从溢流口溢流时均与弹簧接触，因此此种溢流阀只能用于流体介质不会腐蚀弹簧的工况，上述溢流阀若用于血液细胞分析仪，由于流体具有腐蚀性，溢流阀弹簧会被稀释液腐蚀而导致阀失效。

另外，血液细胞分析仪为医学精密测量仪器，若溢流阀开启会影响到测量的准确性，因此溢流阀的开启时需要给主机反馈故障信息，提示此次测量无效，而一般的溢流阀没有故障反馈功能。压力传感器也可以监测液路系统中的压力，当压力超标时可以探测到，但是大部分的压力传感器会使传感器周围存在一段空气柱，这段空气柱的存在使液路中的流体具有可压缩的性质，从而造成通过小孔的样本流的不稳定，而且，压力传感器的成本也较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能够避免腐蚀污染且能够有效防止液路严重超压的压力开关装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种压力开关装置，包括中空的基体、膜片、阀芯及用于反馈信号给液路控制器的感应器，该基体具有壁体、由该壁体围出的轴向腔室及径向贯穿该壁体并用于连接液路的进液口和出液口，该膜片的边缘与该壁体固定，该膜片的中部置于该腔室内并可响应左右两侧的压力差而变形，该膜片将该腔室分为互不连通的左腔室和右腔室，该左腔室连通该进液口和该出液口，该阀芯设于该右腔室内并与该壁体形成滑动副，该右腔室内还设有提供阀芯预定压力的预压机构，该预压机构抵压该阀芯，该阀芯抵压该膜片的中部并与其联动，该阀芯具有正常位置及触发感应器的触发位置。

所述的阀芯具有伸出基体外的延伸片，该感应器是光耦传感器，该光耦传感器在该延伸片的运动轨迹上。

所述的阀芯在正常位置时，膜片中部向左腔室内凸出。

所述的右腔室具有开口，该预压机构包括调节环及可在阀芯的滑动方向上伸缩的弹性体，该弹性体置于该右腔室内，该弹性体位于该阀芯和该调节环之间，该弹性体的弹性力作用在该阀芯和该调节环上，该调节环与该开口处的内壁螺纹连接。

所述的预压机构还包括导杆和锁紧环，该锁紧环与该开口处的外壁螺纹连接，该弹性体套在该导杆上，该导杆的一端与该阀芯固接，其另一端插入该调节环的内孔。

所述的弹性体为弹簧。

所述的阀芯具有台阶，壁体也对应设有台阶，且该壁体的台阶较阀芯的台阶更靠近左腔室。

所述的基体包括连接一体的上基体和下基体，该腔室由该上基体和下基体围出。

所述的基体和膜片均由耐腐蚀的非金属材料制成。

所述的左腔室为直线型腔室。

本发明的有益效果是，1)左、右腔室被膜片彻底隔断，使右腔室内的阀芯及预压机构不会接触流体，使流体不会腐蚀阀芯和预压机构，而预压机构和阀芯也不会污染左腔室内的流体；2)可以调节预定压力的大小，从而适应不同的液路控制要求；3)感应器失效后，阀芯移动，使左腔室的容积增大，可以抵消液路因堵塞而引起的容积压缩，仍能够保护液路不致发生严重超压的危险。

附图说明

图1是现有鞘流技术的结构示意图；

图2是现有直动式溢流阀的结构示意图；

图3是本实施方式压力开关装置的立体图；

图4是本实施方式压力开关装置处于正常状态时的剖视图；

图5是本实施方式压力开关装置处于触发状态时的剖视图；

图6是膜片的受力分析原理图。

具体实施方式

如图3至图6所示，本实施方式压力开关装置包括上基体1、下基体2、膜片3、导杆4、弹簧5、锁紧环6、调节环7、安装架8、光耦传感器9、垫片10、进液管11、紧固螺钉12、出液管13及阀芯14。

该上基体1具有环状周壁101及由该周壁101围出的轴向贯通的右腔室102，该腔室102具有左开口和右开口。该下基体2具有周壁201及由该周壁201围出的轴向延伸的左腔室202，且径向贯穿该周壁201形成有螺纹进液孔203和螺纹出液孔204，该进液孔203和出液孔204同轴线。该下基体2的周壁201通过紧固螺钉12与该上基体1的周壁101连接一体并罩住右腔室102的左开口，左腔室202和右腔室102相对正。

进液管11通过螺纹连接的方式安装在该进液孔203中并通过垫片10实现两者之间的密封，出液管13通过螺纹连接的方式安装在该出液孔204中并通过垫片10实现两者之间的密封。该膜片3的形状大小与左腔室202匹配，该膜片3具有边缘301及中部302，该膜片的边缘301固定于该上基体1的周壁101和下基体2的周壁201交界的位置，该膜片的中部302凸入左腔室202中并将左腔室202和右腔室102完全隔断而互不连通，左腔室202和右腔室102分别位于该膜片中部302的左侧和右侧，且该膜片中部302可响应其左右侧的压力差而产生变形。左腔室202连通该进液管11和该出液管13，该进液管11和出液管13用于连接液路。阀芯14置于该右腔室102内并与该上基体的周壁101构成滑动副，使该阀芯14可在该右腔室102内左右滑动。该阀芯14还具有延伸片141，该上基体的周壁101对应具有条形开槽109，该延伸片141穿出该开槽109而向外伸出该上基体1，且该延伸片141可在该开槽109内左右移动。该导杆4的左端具有内孔41和限位凸起42，该内孔41与该阀芯14的右端过盈配合，该导杆4的右端穿入该调节环7的内孔，且该调节环7的内孔与该导杆4的右端具有适当的间隙。该弹簧5套在该导杆4上，该弹簧5的左、右两端分别抵压导杆4的限位凸起42和调节环7。右腔室102的右开口处固定有定位环15，该定位环15的外壁和内壁均设有螺纹，该锁紧环6与该外壁螺纹连接，该调节环7与该内壁螺纹连接。阀芯14及导杆4连接一体而形成一个联动体，为了限制该联动体向左移动的位移量，该上基体的周壁101设有台阶100，该阀芯14也对应设有台阶142，当两个台阶100、142接触时，联动体即不能再向左移动。该光耦传感器9固定在安装架8上，该安装架8与该下基体2固定，该光耦传感器的缝隙91在阀芯的延伸片141的运动轨迹上。

设计时，该弹簧5作用在该阀芯14上的弹簧力大于正常状态下的左腔室202内的液体对膜片中部302的作用力。该压力开关装置的工作原理如下：在正常状态下，膜片中部302保持在向左腔室202内凸出的位置状态(如图4所示)，由于弹簧力大于左腔室202内的液体对膜片中部302的作用力，所以整个联动体不运动；当左腔室202内的液体的压强升高，而使作用在膜片中部302左侧的液压力大于弹簧力时，膜片中部302会向右变形并带着联动体一起向右移动，最终阀芯的延伸片141伸入光耦传感器的缝隙91内而触发光耦传感器9(如图5所示)，光耦传感器9反馈信号到液路控制器，液路控制器执行动作控制液路压强的升高，并同时得知当前检测的结果不可靠。

需要调节弹簧的弹簧力时，将锁紧环6反向旋转而沿着定位环15向远离调节环7的方向移动，解除调节环7相对上基体1的相对运动的限制，然后旋转调节环7实现对弹簧5压缩量大小的调节，即可实现对弹簧力的调节。顺时针旋转使弹簧力增大，逆时针旋转使弹簧力减小。该锁紧环6锁紧时，锁紧环6抵住该调节环7，对调节环7相对上基体1的运动进行限制。

该上基体1和下基体2构成基体，该上基体1和下基体2围出一包括有左腔室202和右腔室102的腔室19。该导杆4、弹簧5、锁紧环6及调节环7构成了提供阀芯14预定压力的预压机构，该预压机构抵压阀芯14，当左腔室202内的液体作用在该膜片中部302的液压力大于该预定压力时，则膜片中部302变形而带着阀芯14一起向右运动。通过调节弹簧的压缩量，实现对预定压力的调节。该预定压力除了可由弹簧提供外，还可以由具有一定弹性变形量的弹性套筒提供，或者由气缸或液压缸等提供预定压力，或者由其它可提供预定压力的装置提供。该光耦传感器9作为感应阀芯位置的感应器，其也可以用微动开关代替。

本发明压力开关装置串联在液路系统中，小孔(如图1所示)堵塞造成小孔前端液路系统压力升高的情况下，会触发光偶传感器(或微动开关)，液路控制器探测到此信号会执行动作避免危险的发生，同时也可以知道仪器当前检测的结果是不可靠的。该压力开关装置保证在任何情况下，液路系统的液体都不会接触到阀芯和弹簧，避免腐蚀和该压力开关对液路的污染。压力开关装置内流经流体的左腔室202近似于一条直线型，在液路初始灌注液体的时候能够避免气体的残留。该压力开关装置中，接触液路液体的部件，如基体、膜片等，较佳的是由耐腐蚀的材料制成，如由耐腐蚀的非金属材料制成。该压力开关装置的左腔室202容积较小，在液路运行中，该左腔室内不会残留气泡，能使液路平稳运行。另外，在感应器比如光耦传感器或微动开关)失效后，由于阀芯的移动，使得左腔室202的容积膨胀，可以抵消堵孔引起的容积压缩，仍能保护流体回路不致发生严重超压的危险。

本发明压力开关装置不仅可用于血液细胞分析仪的液路系统中，也可用在其它有腐蚀性液体的场合或者其它需要过压保护的液路中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压力开关装置，其特征在于：包括中空的基体、膜片、阀芯及用于反馈信号给液路控制器的感应器，该基体具有壁体、由该壁体围出的轴向腔室及径向贯穿该壁体并用于连接液路的进液口和出液口，该膜片的边缘与该壁体固定，该膜片的中部置于该腔室内并可响应左右两侧的压力差而变形，该膜片将该腔室分为互不连通的左腔室和右腔室，该左腔室连通该进液口和该出液口，该阀芯设于该右腔室内并与该壁体形成滑动副，该右腔室内还设有提供阀芯预定压力的预压机构，该预压机构抵压该阀芯，该阀芯抵压该膜片的中部并与其联动，该阀芯具有正常位置及触发感应器的触发位置。

2.根据权利要求1所述的压力开关装置，其特征在于：所述的阀芯具有伸出基体外的延伸片，该感应器是光耦传感器，该光耦传感器在该延伸片的运动轨迹上。

3.根据权利要求2所述的压力开关装置，其特征在于：所述的阀芯在正常位置时，膜片中部向左腔室内凸出。

4.根据权利要求1所述的压力开关装置，其特征在于：所述的右腔室具有开口，该预压机构包括调节环及可在阀芯的滑动方向上伸缩的弹性体，该弹性体置于该右腔室内，该弹性体位于该阀芯和该调节环之间，该弹性体的弹性力作用在该阀芯和该调节环上，该调节环与该开口处的内壁螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的压力开关装置，其特征在于：所述的预压机构还包括导杆和锁紧环，该锁紧环与该开口处的外壁螺纹连接，该弹性体套在该导杆上，该导杆的一端与该阀芯固接，其另一端插入该调节环的内孔。

6.根据权利要求4所述的压力开关装置，其特征在于：所述的弹性体为弹簧。

7.根据权利要求1所述的压力开关装置，其特征在于：所述的阀芯具有台阶，壁体也对应设有台阶，且该壁体的台阶较阀芯的台阶更靠近左腔室。

8.根据权利要求1所述的压力开关装置，其特征在于：所述的基体包括连接一体的上基体和下基体，该腔室由该上基体和下基体围出。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的压力开关装置，其特征在于：所述的基体和膜片均由耐腐蚀的非金属材料制成。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的压力开关装置，其特征在于：所述的左腔室为直线型腔室。

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