CN103244707B - 基于光电控制的电动选择阀以及电动蠕动泵 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于光电控制的电动选择阀以及电动蠕动泵，适用于切断或连通多种管径的硅胶管路，可解决目前各种电磁阀功耗大、价格高、仅能用于粘稠度低的液体管路、工作时温度高易伤管等一系列问题，实现了管路通断的静态无功耗选择控制。本发明既可以实现通道的选择，也能用于有压流体的流量控制和无压流体的泵送。

Description

基于光电控制的电动选择阀以及电动蠕动泵

技术领域

本发明是一种基于光电控制的静态无功耗多功能通道电动选择装置，可对多种管径的硅胶管路实现选择性通断控制，可用于多种粘滞性流体的输送，具体涉及一种基于光电控制的静态无功耗多功能电动选择阀及蠕动泵。

背景技术

现有的电磁阀一般采用电磁铁挤压夹断硅胶管方式或电磁铁驱动一个盖板阻断通路方式实现通道的通断控制，阀处于关断状态时电磁铁需要抵抗硅胶管或盖板弹簧的弹力，需要较大的工作电流，使得阀耗电较大，且发热的电磁铁使被夹断的管子寿命缩短。对于较粘稠液体，则可能使得管或盖板因粘连而无法由弹力使其恢复联通状态，大大限制了其应用范围。目前工业上应用的与本发明类似的选择阀，功能比较单一。一般没有管径调整机构，一个阀不能适用于多种直径的硅胶管；也不能够用于有压流体的流量控制和对无压流体的泵送。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种结构合理、控制精确、静态无功耗、管径可调、可用于粘性流体的多功能选择阀。即可以实现通道的选择，也能用于有压流体的流量控制和无压流体的泵送。它包括机械部分、光电检测定位部分、控制执行部分。

具体地，本发明提供了一种基于光电控制的电动选择阀，包括用于固定电机的底座4、硅胶软管5、电机7及其控制单元，其特征在于：还包括挡片1、光电传感器2、滚轴3、曲轴6、调整轴块8；

所述滚轴3为中空圆柱体，安装于曲轴6上，能够在曲轴6的带动下对硅胶软管实施挤压作用；

所述曲轴6为L形，具有挡片安装孔、电机轴锁定孔和滚轴安装孔，分别用于安装挡片1、电机轴和滚轴3；其中挡片安装孔与电机轴锁定孔同轴；

所述底座4为一中空圆柱体，通过顶丝将电机7锁定其内，该底座4的一端开有用于安装光电传感器的定位安装槽和能够容纳调整轴块8的滑槽11；该底座4的侧面具有用于锁定电机7的顶丝孔和用于使硅胶软管5穿过的孔；

所述挡片1为扇形片状结构，具有定位孔和安装孔，安装于曲轴6的顶端；所述挡片1上等角间距分布有多个定位孔；当某个定位孔转到光电传感器间隙中时，光电传感器输出控制信号，控制电机7在适当的位置停转，滚轴3将挤压硅胶软管5。根据本发明的电动选择阀，挡片1的第一个定位孔位于光电传感器间隙中时，滚轴3与调整轴块8正对，刚好能夹紧硅胶软管5。

根据本发明的电动选择阀，通过顶丝能够调整所述调整轴块8在滑槽11中的位置。

根据本发明电动选择阀的另一个方面，包括第一硅胶软管、第二硅胶软管、两个光电传感器和两个调整轴块；底座4具有4个用于使硅胶软管穿过的孔，构成第一通道和第二通道，分别供第一硅胶软管和第二硅胶软管穿过；每个通道分别对应一个光电传感器及一个调整轴块；在挡片1的第一个定位孔位于第一通道对应的光电传感器间隙中时，该光电传感器输出信号使电机停转；此时滚轴3与第一通道对应的调整轴块8及阀中心在同一直线上，滚轴3与第一通道对应的调整轴块的轴线与底座4的轴线平行，第一硅胶软管的轴线与滚轴3与第一通道对应的调整轴块的轴线垂直，且处于滚轴3与该调整轴块8高度的中间位置，从而夹紧第一硅胶软管，第一通道被关断，第二通道被连通。

根据本发明的电动选择阀，挡片1的其他定位孔位于光电传感器间隙中时，滚轴3与调整轴块不能夹紧硅胶软管，不同的定位孔使硅胶软管处于不同的挤压程度，从而能够调节硅胶软管中形成不同的流量。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于光电控制的电动蠕动泵，包括用于固定电机的底座4、硅胶软管5、电机7及其控制单元，其特征在于：还包括滚轴盘10、调整轴块8；滚轴盘10为一圆盘结构，中心具有电机轴孔，在滚轴盘10上等角间距安装有多个滚轴，控制单元驱动电机7驱动滚轴盘10连续转动，从而多个滚轴连续挤压硅胶软管5中的流体；所述底座4为一中空圆柱体，通过顶丝将电机7锁定其内，该底座4的一端开有用于安装光电传感器的定位安装槽和能够容纳调整轴块8的滑槽11；该底座4的侧面具有用于锁定电机7的顶丝孔和用于使硅胶软管5穿过的孔。

本发明的技术方案：通过滚轴与调整轴块间距的连续调整实现多种直径管路的通用；通过滚轴挤压实现通断控制，并由滚动挤压有效防止粘稠流体对管子的粘连；通过精确的光电控制实现精确通断控制；通过对硅胶管挤压状态的控制实现有压流体的流量控制，通过将曲轴更换为滚轴盘，并使电机连续转动实现蠕动泵功能；通过静态时电机断电实现静态无功耗。由于只在切换时电机通电，避免了电磁铁控制时线圈长时间通电造成的耗电和发热，延长了管路的使用寿命。

说明书附图

图1电动选择阀正视图；

图2电动选择阀俯视图；

图3电动选择阀侧视图；

图4挡片俯视图；

图5滚轴盘的俯视图与侧视图；

图6光电传感器侧视与俯视图；

图7滚轴；

图8曲轴正视与俯视图；

图9圆柱形调整轴块；

图10底座示意图与俯视图。

附图标记：

1.挡片，2.光电传感器，3.滚轴，4.底座，5.硅胶软管，6.曲轴，7.电机，8.调整轴块，9.轴块8的调位顶丝，10.滚轴盘，11.滑槽

具体实施方式

如图1所示，本发明的基于光电控制的电动选择阀包括用于固定电机的底座4、硅胶软管5、电机7及其控制单元，其特征在于：还包括挡片1、光电传感器2、滚轴3、曲轴6、调整轴块8；

所述滚轴3为中空圆柱体，安装于曲轴6上，能够在曲轴6的带动下对硅胶软管实施挤压作用；

所述曲轴6为L形，具有挡片安装孔、电机轴锁定孔和滚轴安装孔，分别用于安装挡片1、电机轴和滚轴3；其中挡片安装孔与电机轴锁定孔同轴；

所述底座4为一中空圆柱体，通过顶丝将电机7锁定其内，该底座4的一端开有用于安装光电传感器的定位安装槽和能够容纳调整轴块8的滑槽11；该底座4的侧面具有用于锁定电机7的顶丝孔和用于使硅胶软管5穿过的孔；

所述挡片1为扇形片状结构，具有2mm定位孔和4mm安装孔，安装于曲轴6的顶端；所述挡片1上等角间距分布有多个定位孔；当某个定位孔转到光电传感器间隙中时，光电传感器输出控制信号，控制电机7在适当的位置停转，滚轴3将挤压硅胶软管5。

具体地，挡片1为厚0.8mm,半径30mm的1/4圆不锈钢片，其上等角间距开有6个直径2mm的定位孔，当某个定位孔在电机带动下转到光电传感器间隙中时，使光电传感器输出控制信号，控制电机在适当的位置停转，这时滚轴3会将硅胶管挤压到要求的程度，或者切断一个通道，或者使管中有压流体形成要求的流量。（参见图4）。

具体地，光电传感器2选用如图6所示的封装形式，当挡片1的定位孔转到其间隙中时输出控制信号。

具体地，滚轴3优选为为外径9mm,内径4mm，高16mm的中空圆柱体，用直径4mm的螺杆安装在曲轴6上，由曲轴6带动其对硅胶管完成要求的挤压。（参见图7）

底座基本结构为外径65mm，内径50mm，高60mm的中空圆柱体，可用3条直径4mm的顶丝把电机锁定其内。它的一端开有2个光电传感器定位安装槽，2个调整轴块9的滑槽，在离端面15mm处，平行端面打有2个间距30mm，直径10mm的穿硅胶管的孔。（参见图10）

硅胶软管5的外径范围为2mm～10mm，可根据需要选择。

曲轴6优选为直角形状外直角边长18mm,内直角边长10mm，宽8mm，3个直径4mm的螺孔，分别用于安装固定滚轴3、挡片1和电机轴，与电机轴安装螺孔垂直方向开有5mm的电机轴锁定螺孔。滚轴与电机轴的中心间距为10mm。电机轴用5mm顶丝与曲轴锁定。电机驱动曲轴带动滚轴3和挡片1转动，完成对硅胶管的挤压和通道选择。（参见图8）

电机7可以为12V直流减速电机，减速后的转速为5转/每分。

调整轴块8优选为直径9mm,高16mm金属圆柱体，可在滑槽11中运动，位置由顶丝9确定，使选择阀可适用于外径2mm～10mm多种硅胶管。

滚轴盘10优选为直径32mm，厚3mm的圆盘，中心为4mm电机轴孔，在滚轴盘中心10mm处等角间距安装有4个滚轴（外径9mm,内径4mm，高16mm的中空圆柱体），电机驱动其连续转动，选择阀变身为蠕动泵。

滑槽优选为深18mm，宽9mm，长10mm的半椭圆槽，用于安放调整轴块8。

本发明在上述结构的基础上实现一阀多用，既实现通道的选择，也能用于有压流体的流量控制和无压流体的泵送（蠕动泵）。

1）阀的组装与调整

①将电机轴插入曲轴孔中，用顶丝将其可靠固定，将滚轴用4mm螺杆安装在曲轴上，为保证滚轴能灵活转动，选用的螺杆穿过滚轴的部分必须无螺纹，该段长度17mm（即比滚轴长1mm）。

②将电机装入底座中，调整位置使滚轴3的底面与滑槽11的底面在同一高度，用3条4mm顶丝将电机固定。

③将2个光电传感器装入底座的定位槽中，用3mm螺丝固定。

④将挡片1用4mm螺丝安装在曲轴6的顶端，调整其方位，使得1号定位孔位于感电传感器2的间隙中时，滚轴3与滑槽11正对，拧紧螺丝将其固定。

⑤将选用的硅胶管穿入底座的两个孔中。如选用的硅胶管直径较小，在穿过底座4的地方套上较粗的套管，以保证其在穿管孔的中心。

⑥将调整轴块8放入滑槽11中，用顶丝9调整位置，使轴块8与滚轴3正对时，刚好能夹紧硅胶管切断该通道。可连续调节它和滚轴3的间隙，使选择阀适用于直径2mm～10mm的各种硅胶管。

2）做通道选择阀使用

让控制单元驱动电机7带动曲轴6和挡片1转动，在挡片1的第1定位孔位于相对应通道的光电传感器间隙中时，传感器信号使电机停转。此时滚轴3与相对应通道的调整轴块8及阀中心在同一直线上，滚轴3与调整轴块8的轴线与底座4的轴线平行，软管硅胶的轴线与滚轴3与调整轴块8的轴线垂直，且处于滚轴3与调整轴块8高度的中间位置，从而夹紧该通道的硅胶管，该通道被关断，另一通道被联通。切换通道时，点击继续转动，到挡片1的第1定位孔到达该通道的光电传感器间隙中时，该传感器信号又使电机停转。

3）有压流体的流量控制

让控制单元驱动电机7带动曲轴6和挡片1转动，分别让挡片1的第2—6定位孔位于相对应通道的光电传感器间隙中时，使电机停转，测得实际流量。正式使用时，根据实际需要的流量，选定定位孔，使电机在该定位孔位于光电传感器间隙中时停转。

此时滚轴3与相对应通道的调整轴块不能夹紧硅胶管，不同的定位孔使硅胶管处于不同的挤压状态，在管中压力作用下形成稳定的流量。

4）无压流体的泵送

将滚轴3和曲轴6更换为滚轴盘10，并将挡片1拆下不用，使电机连续转动，在多个滚轴的连续挤压下，管中流体形成一定得流量，这时选择阀变成了蠕动泵。通过调整加在电机上的电压，可在一定范围内改变电机的转速，从而在一定程度上改变流量。

Claims (6)

1.一种基于光电控制的电动选择阀，包括用于固定电机的底座(4)、硅胶软管(5)、电机(7)及其控制单元，其特征在于：还包括挡片(1)、光电传感器(2)、滚轴(3)、曲轴(6)、调整轴块(8)；

所述滚轴(3)为中空圆柱体，安装于曲轴(6)上，能够在曲轴(6)的带动下对硅胶软管实施挤压作用；

所述曲轴(6)为L形，具有挡片安装孔、电机轴锁定孔和滚轴安装孔，分别用于安装挡片(1)、电机轴和滚轴(3)；其中挡片安装孔与电机轴锁定孔同轴；

所述底座(4)为一中空圆柱体，通过顶丝将电机(7)锁定其内，该底座(4)的一端开有用于安装光电传感器的定位安装槽和能够容纳调整轴块(8)的滑槽(11)；该底座(4)的侧面具有用于锁定电机(7)的顶丝孔和用于使硅胶软管(5)穿过的孔；

所述挡片(1)为扇形片状结构，具有定位孔和安装孔，安装于曲轴(6)的顶端；所述挡片(1)上等角间距分布有多个定位孔；当某个定位孔转到光电传感器间隙中时，光电传感器输出控制信号，控制电机(7)在适当的位置停转，滚轴(3)将挤压硅胶软管(5)。

2.根据权利要求1所述的电动选择阀，其特征在于：挡片(1)的第一个定位孔位于光电传感器间隙中时，滚轴(3)与调整轴块(8)正对，刚好能夹紧硅胶软管(5)。

3.根据权利要求1所述的电动选择阀，其特征在于：通过顶丝能够调整所述调整轴块(8)在滑槽(11)中的位置。

4.根据权利要求1所述的电动选择阀，其特征在于：包括第一硅胶软管、第二硅胶软管、两个光电传感器和两个调整轴块；底座(4)具有4个用于使硅胶软管穿过的孔，构成第一通道和第二通道，分别供第一硅胶软管和第二硅胶软管穿过；每个通道分别对应一个光电传感器及一个调整轴块；在挡片(1)的第一个定位孔位于第一通道对应的光电传感器间隙中时，该光电传感器输出信号使电机停转；此时滚轴(3)与第一通道对应的调整轴块(8)及阀中心在同一直线上，滚轴(3)与第一通道对应的调整轴块的轴线与底座(4)的轴线平行，第一硅胶软管的轴线与滚轴(3)与第一通道对应的调整轴块的轴线垂直，且处于滚轴(3)与该调整轴块(8)高度的中间位置，从而夹紧第一硅胶软管，第一通道被关断，第二通道被连通。

5.根据权利要求2所述的电动选择阀，其特征在于：挡片(1)的其他定位孔位于光电传感器间隙中时，滚轴(3)与调整轴块不能夹紧硅胶软管，不同的定位孔使硅胶软管处于不同的挤压程度，从而能够调节硅胶软管中形成不同的流量。

6.一种基于光电控制的电动蠕动泵，包括用于固定电机的底座(4)、硅胶软管(5)、电机(7)及其控制单元，其特征在于：还包括滚轴盘(10)、调整轴块(8)；

滚轴盘(10)为一圆盘结构，中心具有电机轴孔，在滚轴盘(10)上等角间距安装有多个滚轴，控制单元驱动电机(7)驱动滚轴盘(10)连续转动，从而多个滚轴连续挤压硅胶软管(5)中的流体；

所述底座(4)为一中空圆柱体，通过顶丝将电机(7)锁定其内，该底座(4)的一端开有用于安装光电传感器的定位安装槽和能够容纳调整轴块(8)的滑槽(11)；该底座(4)的侧面具有用于锁定电机(7)的顶丝孔和用于使硅胶软管(5)穿过的孔。