CN103953777A - 色谱用进样阀电动切换装置 - Google Patents

色谱用进样阀电动切换装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及色谱用进样阀切换驱动装置技术领域，是一种色谱用进样阀电动切换装置；其包括安装座体、色谱用进样阀、步进电机、光电开关、转轴、遮光片、步进电机驱动器和控制器；在安装座体的上端固定安装有色谱用进样阀，在安装座体的下端固定安装有步进电机；步进电机上端的动力输出轴与色谱用进样阀下端的阀杆通过转轴传动连接在一起，转轴套装在安装座体内。本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过控制器控制步进电机旋转，并经转轴带动色谱用进样阀的阀杆转动，实现气路切换；达到自动控制，快速切换的目的；同时可通过更改控制器参数，以及光电开关的位置来调节步进电机的驱动旋转角度，对旋转角度不同的色谱用进样阀做到精确转动控制，适用性强。

Description

色谱用进样阀电动切换装置
技术领域
本发明涉及色谱用进样阀切换驱动装置技术领域，是一种色谱用进样阀电动切换装置。
背景技术
色谱用进样阀是气象色谱仪的一种气路附件，通常和定量管配合，做气体进样阀使用；在气体进样量较大时，它可使气体定量准确，数据重复性好；色谱用进样阀包括阀体、阀杆和阀瓣；在阀体上圆周均布有多个气路接头，位于阀体内的阀瓣有与气路接头对应的孔，每两个孔在阀瓣内分别有相互连通的通道；通过阀瓣内的通道使气路接头相互连通并形成一种气路连通方式；当阀瓣随阀杆转动后，阀瓣上的通道将气路接头转换成另一种气路连通方式，从而实现气路的切换；通常驱动阀体转动实现切换气路的方式有手动切换和气缸驱动切换；手动切换适用于简单的进样，切换速度慢，会影响色谱出峰，无法自动控制；气缸驱动切换速度快，也可通过电磁阀实现自动控制，但其切换角度固定，不可调整，切换时对进样阀的冲击大，噪音大；气缸切换时需要大量的压缩空气，尤其在多个气缸筒同时切换时，需要的空气量更大，容易造成整个色谱系统空气供应不足，影响正常分析。
发明内容
本发明提供了一种色谱用进样阀电动切换装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决手动切换气路无法自动控制、切换速度慢、气缸驱动切换气路的切换角度不可调整的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种色谱用进样阀电动切换装置，包括安装座体、色谱用进样阀、步进电机、光电开关、转轴、遮光片、步进电机驱动器和控制器；在安装座体的上端固定安装有色谱用进样阀，在安装座体的下端固定安装有步进电机；步进电机上端的动力输出轴与色谱用进样阀下端的阀杆通过转轴传动连接在一起，转轴套装在安装座体内；在安装座体的下部安装有光电开关，光电开关的内端有前后贯通的光束检测槽并位于安装座体内；与光束检测槽对应的转轴上固定安装有遮光片，在遮光片上开有扇形的透光缺口；在步进电机上通过导线电连接有步进电机驱动器，在步进电机驱动器与光电开关之间通过导线电连接有控制器；光电开关的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的脉冲信号输出端与步进电机驱动器的脉冲信号输入端电连接；步进电机驱动器的角位移信号的输出端与步进电机的角位移信号输入端与通过导线电连接。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述安装座体可包括上座体和下座体；上座体呈筒状，色谱用进样阀固定座于上座体的上端；色谱用进样阀的阀杆位于上座体内并与转轴固定连接在一起；在上座体的下端外侧有向外凸起的上座体外凸缘；在上座体外凸缘上圆周分布有连接通孔，在上座体外凸缘的下端通过连接螺钉固定安装有下座体，在下座体内有与上座体内部相通的下座体内腔，遮光片位于下座体内腔内；步进电机固定安装在下座体的下端，步进电机的动力输出轴穿过下座体的底板与转轴下端固定连接在下座体内腔内；光电开关径向安装在下座体上。
上述下座体可包括下座体外环壁和下座体底板；在下座体底板的上端固定有下座体外环壁，下座体外环壁与下座体底板形成下座体内腔；在下座体外环壁的上端圆周分布有与连接通孔对应的螺纹孔，连接螺钉的下端穿过上座体外凸缘的连接通孔通过螺纹固定安装在下座体外环壁的螺纹孔内，下座体外环壁上端与上座体外凸缘固定安装在一起；在下座体外环壁上有径向的切口，并与上座体外凸缘和下座体底板之间形成与下座体内腔相通的光电开关安装端口，在光电开关安装端口处的下座体底板上有弧形的旋转调节长孔，在旋转调节长孔上通过螺杆安装有能沿旋转调节长孔移动调节的光电开关安装架，光电开关安装架位于下座体底板上端，光电开关固定安装在光电开关安装架上。
上述转轴的上端可与色谱用进样阀的阀杆下端通过联轴器固定安装在一起；转轴的下端有开口向下的转轴连接孔，在转轴连接孔的外壁上有径向的锁紧螺纹孔，在锁紧螺纹孔内通过螺纹固定安装有锁钉，步进电机的动力输出轴通过锁钉径向锁紧固定在转轴连接孔内；在步进电机的动力输出轴上有轴向切面，锁钉的内端顶在动力输出轴的轴向切面上。
上述转轴的下部外侧可有向外凸起的外环卡台，在外环卡台上圆周分布有螺纹孔，与螺纹孔对应的遮光片上有连接通孔，遮光片通过连接螺钉固定安装在外环卡台的上端。
上述步进电机可采用减速步进电机；或/和，色谱用进样阀采用四通进样阀或六通进样阀或八通进样阀或十通进样阀或十二通进样阀。
本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过控制器控制步进电机旋转，并经转轴带动色谱用进样阀的阀杆转动，实现气路切换；达到自动控制，快速切换的目的；同时可通过更改控制器参数，以及光电开关的位置来调节步进电机的驱动旋转角度，对旋转角度不同的色谱用进样阀做到精确转动控制，适用性强。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。
附图2为附图1的A-A向剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为色谱用进样阀，2为步进电机，3为光电开关，4为光束检测槽，5为转轴，6为遮光片，7为步进电机驱动器，8为导线，9为控制器，10为上座体，11为上座体外凸缘，12为连接螺钉，13为下座体内腔，14为联轴器，15为转轴连接孔，16为锁钉，17为外环卡台，18为下座体外环壁，19为下座体底板，20为光电开关安装架，21为旋转调节长孔，22为透光缺口。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2所示，该色谱用进样阀电动切换装置包括安装座体、色谱用进样阀1、步进电机2、光电开关3、转轴5、遮光片6、步进电机驱动器7和控制器9；在安装座体的上端固定安装有色谱用进样阀1，在安装座体的下端固定安装有步进电机2；步进电机2上端的动力输出轴与色谱用进样阀1下端的阀杆通过转轴5传动连接在一起，转轴5套装在安装座体内；在安装座体的下部安装有光电开关3，光电开关3的内端有前后贯通的光束检测槽4并位于安装座体内；与光束检测槽4对应的转轴5上固定安装有遮光片6，在遮光片6上开有扇形的透光缺口22；在步进电机2上通过导线8电连接有步进电机驱动器7，在步进电机驱动器7与光电开关3之间通过导线8电连接有控制器9；光电开关3的信号输出端与控制器9的信号输入端电连接，控制器9的脉冲信号输出端与步进电机驱动器7的脉冲信号输入端电连接；步进电机驱动器7的角位移信号的输出端与步进电机2的角位移信号输入端与通过导线电连接。色谱用进样阀1采用现有公知用于色谱仪进样的阀体；遮光片6能够将光束检测槽4内的光线遮挡，使光电开关3断开，控制器3电路断开，从而控制步进电机2只能在透光缺口22处转动，限定旋转角度；首先设定气路切换的旋转角度，以透光缺口22前侧边作为色谱用进样阀1切换的初始原点, 在切换气路时，控制器9发出电脉冲信号，通过步进电机驱动器7驱动步进电机2按逆时针方向从初始原点旋转设定的角度进行气路切换；切换方便快速，实现自动控制；根据切换气路时色谱用进样阀1的旋转角度不同，可以通过调节控制器9的参数，设定旋转角度的大小，实现角度可控，达到对色谱用进样阀1的精确转动控制；在使用时，首先要反向控制控制器9，使步进电机2按顺时针方向转动至初始原点，再启动控制器9进行气路切换，这样能够保证色谱用进样阀1在气路切换后使阀瓣上的通道孔与阀体的气路接头完全对接，切换效果好。
可根据实际需要，对上述色谱用进样阀电动切换装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，安装座体包括上座体10和下座体；上座体10呈筒状，色谱用进样阀1固定座于上座体10的上端；色谱用进样阀1的阀杆位于上座体10内并与转轴5固定连接在一起；在上座体10的下端外侧有向外凸起的上座体外凸缘11；在上座体外凸缘11上圆周分布有连接通孔，在上座体外凸缘11的下端通过连接螺钉12固定安装有下座体，在下座体内有与上座体10内部相通的下座体内腔13，遮光片6位于下座体内腔13内；步进电机2固定安装在下座体的下端，步进电机2的动力输出轴穿过下座体的底板与转轴5下端固定连接在下座体内腔13内；光电开关3径向安装在下座体上。采用上座体10和下座体的分体式安装座体，便于拆装，使用方便；上座体10和下座体可采用铝合金材质的座体，强度大，重量轻。
如附图1、2所示，下座体包括下座体外环壁18和下座体底板19；在下座体底板19的上端固定有下座体外环壁18，下座体外环壁18与下座体底板19形成下座体内腔13；在下座体外环壁18的上端圆周分布有与连接通孔对应的螺纹孔，连接螺钉12的下端穿过上座体外凸缘11的连接通孔通过螺纹固定安装在下座体外环壁18的螺纹孔内，下座体外环壁18上端与上座体外凸缘11固定安装在一起；在下座体外环壁18上有径向的切口，并与上座体外凸缘11和下座体底板19之间形成与下座体内腔13相通的光电开关安装端口，在光电开关安装端口处的下座体底板19上有弧形的旋转调节长孔21，在旋转调节长孔21上通过螺杆安装有能沿旋转调节长孔21移动调节的光电开关安装架20，光电开关安装架20位于下座体底板19上端，光电开关3固定安装在光电开关安装架20上。除上述通过调节控制器9参数实现角度可控以外，还可通过调节光电开关3在下座体底板19上的位置调节旋转角度的大小；实现角度可控，调节方便灵活，适用性强。
如附图1所示，转轴5的上端与色谱用进样阀1的阀杆下端通过联轴器14固定安装在一起；转轴5的下端有开口向下的转轴连接孔15，在转轴连接孔15的外壁上有径向的锁紧螺纹孔，在锁紧螺纹孔内通过螺纹固定安装有锁钉16，步进电机2的动力输出轴通过锁钉16径向锁紧固定在转轴连接孔15内；在步进电机2的动力输出轴上有轴向切面，锁钉16的内端顶在动力输出轴的轴向切面上。
如附图1所示，在转轴5的下部外侧有向外凸起的外环卡台17，在外环卡台17上圆周分布有螺纹孔，与螺纹孔对应的遮光片6上有连接通孔，遮光片6通过连接螺钉12固定安装在外环卡台17的上端。
根据需要，步进电机2采用减速步进电机。减速步进电机的转动力矩大，防止色谱用进样阀1的阀杆卡死。
根据需要，色谱用进样阀1采用四通进样阀或六通进样阀或八通进样阀或十通进样阀或十二通进样阀。四通进样阀、六通进样阀、八通进样阀、十通进样阀和十二通进样阀的通数根据阀体上的气路接头数量决定的，不同通数的进样阀的旋转角度不同，本发明均可适用上述各种不同通数的色谱用进样阀1使用。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于包括安装座体、色谱用进样阀、步进电机、光电开关、转轴、遮光片、步进电机驱动器和控制器；在安装座体的上端固定安装有色谱用进样阀，在安装座体的下端固定安装有步进电机；步进电机上端的动力输出轴与色谱用进样阀下端的阀杆通过转轴传动连接在一起，转轴套装在安装座体内；在安装座体的下部安装有光电开关，光电开关的内端有前后贯通的光束检测槽并位于安装座体内；与光束检测槽对应的转轴上固定安装有遮光片，在遮光片上开有扇形的透光缺口；在步进电机上通过导线电连接有步进电机驱动器，在步进电机驱动器与光电开关之间通过导线电连接有控制器；光电开关的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的脉冲信号输出端与步进电机驱动器的脉冲信号输入端电连接；步进电机驱动器的角位移信号的输出端与步进电机的角位移信号输入端与通过导线电连接。
2.根据权利要求1所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于安装座体包括上座体和下座体；上座体呈筒状，色谱用进样阀固定座于上座体的上端；色谱用进样阀的阀杆位于上座体内并与转轴固定连接在一起；在上座体的下端外侧有向外凸起的上座体外凸缘；在上座体外凸缘上圆周分布有连接通孔，在上座体外凸缘的下端通过连接螺钉固定安装有下座体，在下座体内有与上座体内部相通的下座体内腔，遮光片位于下座体内腔内；步进电机固定安装在下座体的下端，步进电机的动力输出轴穿过下座体的底板与转轴下端固定连接在下座体内腔内；光电开关径向安装在下座体上。
3.根据权利要求2所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于下座体包括下座体外环壁和下座体底板；在下座体底板的上端固定有下座体外环壁，下座体外环壁与下座体底板形成下座体内腔；在下座体外环壁的上端圆周分布有与连接通孔对应的螺纹孔，连接螺钉的下端穿过上座体外凸缘的连接通孔通过螺纹固定安装在下座体外环壁的螺纹孔内，下座体外环壁上端与上座体外凸缘固定安装在一起；在下座体外环壁上有径向的切口，并与上座体外凸缘和下座体底板之间形成与下座体内腔相通的光电开关安装端口，在光电开关安装端口处的下座体底板上有弧形的旋转调节长孔，在旋转调节长孔上通过螺杆安装有能沿旋转调节长孔移动调节的光电开关安装架，光电开关安装架位于下座体底板上端，光电开关固定安装在光电开关安装架上。
4.根据权利要求1或2或3所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于转轴的上端与色谱用进样阀的阀杆下端通过联轴器固定安装在一起；转轴的下端有开口向下的转轴连接孔，在转轴连接孔的外壁上有径向的锁紧螺纹孔，在锁紧螺纹孔内通过螺纹固定安装有锁钉，步进电机的动力输出轴通过锁钉径向锁紧固定在转轴连接孔内；在步进电机的动力输出轴上有轴向切面，锁钉的内端顶在动力输出轴的轴向切面上。
5.根据权利要求1或2或3所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于转轴的下部外侧有向外凸起的外环卡台，在外环卡台上圆周分布有螺纹孔，与螺纹孔对应的遮光片上有连接通孔，遮光片通过连接螺钉固定安装在外环卡台的上端。
6.根据权利要求4所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于转轴的下部外侧有向外凸起的外环卡台，在外环卡台上圆周分布有螺纹孔，与螺纹孔对应的遮光片上有连接通孔，遮光片通过连接螺钉固定安装在外环卡台的上端。
7.根据权利要求1或2或3所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于步进电机采用减速步进电机；或/和，色谱用进样阀采用四通进样阀或六通进样阀或八通进样阀或十通进样阀或十二通进样阀。
8.根据权利要求4所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于步进电机采用减速步进电机；或/和，色谱用进样阀采用四通进样阀或六通进样阀或八通进样阀或十通进样阀或十二通进样阀。
9.根据权利要求5所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于步进电机采用减速步进电机；或/和，色谱用进样阀采用四通进样阀或六通进样阀或八通进样阀或十通进样阀或十二通进样阀。
10.根据权利要求6所述的色谱用进样阀电动切换装置，其特征在于步进电机采用减速步进电机；或/和，色谱用进样阀采用四通进样阀或六通进样阀或八通进样阀或十通进样阀或十二通进样阀。
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