CN105042116B - 电动程序进样阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动程序进样阀，是流动注射分析中，用于多种试剂按程序进样的多通阀，包含依次穿接在双向电机转轴上的阀座、阀芯、摩擦块和弹簧，摩擦块的下端为糙面；阀座为固定件，摩擦块与转轴以插销连接，弹簧使摩擦块糙面紧抵于阀芯的上端面；阀座和阀芯分别在中心部位设有凸台，二者以凸台面相接触；阀座设有一个止动柱，阀芯设有两个含距的定位柱；摩擦块随电机转轴进行正向或反向旋转时，阀芯受摩擦力作用旋转，直至定位柱与止动柱相碰而停止旋转。阀芯的瞬间停转不影响转轴的惯性旋转，确保转轴及连接销等各部件的安全运行，避免造成插销损坏，同时确保阀芯在每次程序切换中的旋转角度精确到位。

Description

电动程序进样阀

技术领域

本发明涉及流动注射分析仪中用于试剂选择性进样（包括试剂按程序定时定量切换）的电动程序进样阀。

背景技术

流动注射分析是采用内径为0.5-1mm的聚四氟乙烯软管连成的流动式分析系统（也称流动注射分析系统），将载流液、样品液及试剂液以预定的顺序定量地注入管式系统，在泵的推进下，样品及试剂随载流液流动，并在流动过程中，样品与试剂之间互相扩散并发生化学反应，最后通过光电流通检测仪测出样品中某成分的含量。上述载流液、液体样品或液体试剂在流动注射分析系统中的顺序定量进样，是通过电动程序进样阀完成的。在双向程序电机的驱动下，该进样阀的阀芯按预设的程序适时旋转一定角度，可选择地将样品或各种试剂液按序且定量地注入流动注射分析系统中。为使阀芯进样的定位精确，要求阀芯在旋转到达某预定位置时必须即刻停止旋转。而现有的电动程序进样阀难以达到这样的要求，这是由于现有的电动程序进样阀的阀芯是直接以销子与电机转轴连接，常因电机力矩过大和惯性作用，转轴难以实现瞬间停转，导致其与阀芯之间连接的销子易受损甚至被打坏，影响阀的使用寿命，而且还可能发生回弹现象，有可能使阀芯的最终旋转角度不能精确到位，影响进样的精确性。

发明内容

本发明提供一种新型的电动程序进样阀，解决目前阀芯与转轴直接连接而产生的销子易损及阀芯可能回弹的问题，从而延长电动程序进样阀的使用寿命，提高阀芯的旋转定位精度，确保精确进样。

一种电动程序进样阀，包含依次穿接在双向电机转轴上的阀座、阀芯、摩擦块和弹簧，阀座设有多个阀孔和对应的接口；所述摩擦块的下端为糙面，阀座为固定件，摩擦块与转轴之间以插销连接，弹簧紧压摩擦块致使其下端糙面紧抵于阀芯的上端面；所阀座和阀芯分别在中心部位设有凸台，二者以凸台面相接触；所述阀座设有一个向上的止动柱，阀芯设有两个相隔一定间距的向下的定位柱；当摩擦块随电机转轴按预定程序进行正向或反向旋转时，阀芯受摩擦力作用而随摩擦块旋转，直至其中一个定位柱与阀座的止动柱相碰而停止旋转，摩擦块则脱离阀芯而随转轴的惯性继续旋转。

所述阀座及阀芯均由金属本体与中心的有机树脂芯块整体嵌合组成，所述阀座凸台由阀座中心的有机树脂芯块向上突出于其金属本体而形成；所述阀芯凸台由阀芯中心的有机树脂芯块向下突出于其金属本体而形成；所述止动柱固定于阀座金属本体的上端面，所述两定位柱以一定弧度间隔固定于阀芯金属本体的下端面，两定位柱随阀芯的正/反旋转可分别与阀座的止动柱相碰而停止阀芯的旋转。

所述弹簧上端设有压盖，压盖上端设有以螺纹与转轴相连的螺母，通过螺母的升降调节弹簧对摩擦块的压紧力。

所述摩擦块内壁两侧分别设有一个竖向槽，所述插销穿接于电动转轴的径向销孔中，插销两端分别伸入摩擦块内壁的对应竖向槽中。

所述阀座凸台的上端面设有至少三个圆弧形排列的阀孔，各接口与阀孔对应相通；所述阀芯凸台的下端面设有至少一个弧形槽，所述弧形槽可同时覆盖相邻两阀孔而使之组成通路，通过阀芯的双向旋转可改变弧形槽与阀孔之间的通路关系。

所述接口设在阀座的外侧面，各接口分别通过阀座内部的L型通道与对应的阀孔相通。

阀的上部罩有与阀芯相连的阀盖。

所述摩擦块的下端糙面由均布的凹凸细纹形成。

本发明电动程序进样阀通过弹簧将摩擦块压紧在阀芯上，摩擦块通过插销与转轴连接，因此转轴可带动摩擦块旋转，而阀芯与转轴无直接连接的构件，它只借助于与摩擦块糙面之间的摩擦力被摩擦块带动旋转。

本阀的摩擦块随电机转轴旋转，弹簧使摩擦块紧压于阀芯，因其下端糙面与阀芯上端面之间的摩擦力作用而带动阀芯一同旋转；当阀芯的定位柱移动至阀座的止动柱位置而相碰时，阀芯即停止在预设的切换位置上，同时电机按程序关闭，但因惯性作用，摩擦块会随转轴的继续转过一定角度才停下。同理，当电机按下一程序启动反向旋转时，阀芯再次被摩擦块带动反向旋转，直至其另一个定位柱与阀座的止动柱相碰时，阀芯则即时停止在另一个预设的切换位置上。定位柱的设置根据阀座凸台上阀孔之间的弧度间隔设计，通过阀芯的两定位柱及阀座的止动柱控制阀芯对应于阀座的旋转角度，实现阀内进样通路的切换。

综上所述，本发明电动程序进样阀结构简单，能有效保护电机转轴及连接销等各部件的安全运行，避免造成插销磨损或被打坏的后果，延长使用寿命，阀芯在每次程序切换中的旋转角度精确到位，确保各进样试剂精确定量。

附图说明

图1是本发明电动程序进样阀的剖面结构示意图。

图2是图1中作为电动程序进样三通阀的阀座A向视图。

图3是图1中作为电动程序进样三通阀的阀芯B向视图。

图4和图5分别是本发明电动程序切换六通阀的两种通路转换状态示意图。

1—轴承，2—转轴，3—（阀座）不锈钢本体，3-1—接口，4—（阀座）有机树脂芯块，4-1—L型通道， 5—止动柱，6—（阀芯）有机树脂芯块，6-1—弧形槽，7—（阀芯）不锈钢本体，7-1、7-2—定位柱，8—插销，9—弹簧，10—阀盖，11—垫片，12—螺母，13—阀盖，14—摩擦块，14-1—竖向槽，n、m、p、a、b、c、d、e、g—阀孔。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例结构。

如图1：转轴2装有轴承1，转轴2下端凹槽用于联接双向电机；阀座由不锈钢本体3和有机树脂芯块4整体嵌合组成，有机树脂芯块4的上端向上突出于不锈钢本体3而形成阀座凸台；阀芯由不锈钢本体7和耐磨有机树脂芯块6整体嵌合组成，有机树脂芯块6的下端向下突出于不锈钢本体7，而形成阀芯凸台；摩擦块14的下端面是布有凹凸细纹的糙面。阀座、阀芯和摩擦块14均以中心孔依次串接在转轴2上。阀座为固定件，它通过螺栓固定在基台上，阀芯与转轴2无直接连接构件；弹簧9将摩擦块14的下端糙面紧压在阀芯不锈钢本体7的上端面上；弹簧9上端设有压盖10，压盖10上方设有垫片11和螺母12，螺母12与转轴2以螺纹连接；旋动螺母12，可调节摩擦块14对阀芯不锈钢本体7的上表面压紧力；摩擦块14呈帽盖状，其内壁两侧的两个竖向槽14-1；摩擦块14以插销8与转轴2连接，插销8穿接于转轴2的径向销孔中，其两端分别伸入摩擦块14内壁两侧的两个竖向槽14-1中，以便于摩擦块14根据弹簧9的压力大小而可上下移位。本阀的上部设有阀盖10，它以螺纹旋接在阀芯不锈钢本体7上。阀座有机树脂芯块4的凸台（下称阀座凸台）的上端面和阀芯有机树脂芯块6的凸台（下称阀芯凸台）的下端面相接触，该有机树脂均有很好的耐磨性能，两凸台的接触面均为光滑的自润滑面。阀座的不锈钢本体3装有一个向上的止动柱5，阀芯不锈钢本体7装有两个向下的定位柱7-1和7-2，此两定位柱之间设有一定的弧度间隔（参见图2和图3）。

摩擦块14的下端糙面与阀芯不锈钢本体7的接触面之间的摩擦力可通过螺母对压盖10的升降调节改变弹簧9对摩擦块14的压紧力的方法进行调整，具体摩擦力数值可通过实际试验设计确定。

下面通过图2和图3说明电动程序切换三通阀的结构。

图2是图1的A向视图，即图1中阀座的俯视图。见图2，阀座由整体嵌合的不锈钢本体3和有机树脂芯块4组成，图2中显示的有机树脂芯块4为阀座凸台的上表面；本实施例中，阀座凸台设有依次为等弧度间隔的三个阀孔，阀孔标号分别为n、m、p；各阀孔通过各自的L型通道4-1（参见图1）与阀座不锈钢本体3侧部的三个接口3-1分别相通，各接口3-1可分别以聚四氟乙烯软管连接在流动分析系统中。阀座不锈钢本体3固定有一个向上的止动柱5。

图3是图1的B向视图，即是图1中的阀芯仰视图。见图3，阀芯由整体嵌合的不锈钢本体7和有机树脂芯块6组成，在图3中显示的有机树脂芯块6即为阀芯凸台的下表面。如图3，阀芯凸台的下表面设有一个弧形槽6-1，它可同时覆盖图2所示阀座上两个相邻的阀孔；通过阀芯整体旋转，可使弧形槽6-1选择覆盖在两个相邻的阀孔m和阀孔p上，或覆盖在两个相邻的阀孔m和阀孔n上，使被覆盖的两阀孔相通。不锈钢本体6装有定位柱7-1和定位柱7-2，两定位柱的间隔弧度角与的阀座上相邻阀孔间隔的弧度角相匹配。

结合图1、图2和图3说明上述三通阀的工作原理。当转轴2随双向电机(电机的旋转方向及转角按程序设计)旋转时，摩擦块14随之旋转，在弹簧9的作用下，摩擦块14下端糙面与阀芯不锈钢本体7的上端接触面之间的摩擦力足够大，阀芯整体被摩擦块14带动旋转（阀座为固定件，不转动），定位柱7-1随之移动到阀座的止动柱5位置而相碰（如图2所示）时，阀芯运动受阻而停止旋转，此时阀座的阀孔n和阀孔m同时被阀芯的弧形槽6-1覆而形成通道，与阀孔p则不通。此时因转轴2的惯性作用，摩擦块14会随转轴2的惯性继续转过一定角度，但并不能带动阀芯。待电机改变转向进入下一反向旋转程序时，阀芯再次随摩擦块14旋转，直至阀芯的另一定位柱7-2与阀座的止动柱5相碰而停止旋转，阀芯的弧形槽6-1已将阀座上相邻的阀孔m和阀孔p同时覆盖，二者形成通道，阀孔n不通，从而实现本发明三通阀按程序切换通道的目的。

电动程序切换六通阀实施例见图4和图5。图4和图5分别表示该六通阀的两种通路的切换状态。

图4和图5所示，阀座凸台4设有依次为等弧度间隔的六个阀孔，阀孔标号分别为a、b、c、d、e、g，阀芯凸台（与阀座凸台4重合）设有三个弧形槽6-1，阀芯的正反双向旋转原理同上述三通阀。

图4表示本程序切换六通阀的阀芯整体按程序旋转后的一个停留位置，此时阀芯凸台的三个弧形槽6-1对应覆盖在三对相邻阀孔a-b、c- d、e-g上，本程序切换六通阀分别形成a-b、c- d、e-g三个通道。

图5表示本程序切换六通阀按程序进入下一程序时，阀芯整体反向旋转一个弧度间隔，使阀芯凸台的三个弧形槽6-1从图4状态移位至图5状态，此时，三个弧形槽6-1中的两个弧形槽对应覆盖在两对相邻阀孔b-c、d-e上，另一个弧形槽仅覆盖在一个阀孔g上，阀孔a则没有被弧形槽覆盖，由此程序切换六通阀分别形成b-c、d-e两个通路，阀孔g和阀孔a均为断路。

除上述实施例外，本发明还可根据流动注射分析工艺的需要设计成不同的阀孔数及不同的通路切换方式的程序切换多通阀。

Claims (8)

1.一种电动程序进样阀，其特征在于包含依次穿接在双向电机转轴上的阀座、阀芯、摩擦块和弹簧，阀座设有多个阀孔和对应的接口；所述摩擦块的下端为糙面，阀座为固定件，摩擦块与转轴之间以插销连接，弹簧紧压摩擦块致使其下端糙面紧抵于阀芯的上端面；所阀座和阀芯分别在中心部位设有凸台，二者以凸台面相接触；所述阀座设有一个向上的止动柱，阀芯设有两个相隔一定间距的向下的定位柱；当摩擦块随电机转轴按预定程序进行正向或反向旋转时，阀芯受摩擦力作用而随摩擦块旋转，直至其中一个定位柱与阀座的止动柱相碰而停止旋转，摩擦块则脱离阀芯而随转轴的惯性继续旋转。

2.根据权利要求1所述的电动程序进样阀，其特征在于阀座及阀芯均由金属本体与中心的有机树脂芯块整体嵌合组成，所述阀座凸台由阀座中心的有机树脂芯块向上突出于其金属本体而形成；所述阀芯凸台由阀芯中心的有机树脂芯块向下突出于其金属本体而形成；所述止动柱固定于阀座金属本体的上端面，所述两定位柱以一定弧度间隔固定于阀芯金属本体的下端面，两定位柱随阀芯的正/反旋转可分别与阀座的止动柱相碰而停止阀芯的旋转。

3.根据权利要求2所述的电动程序进样阀，其特征在于所述弹簧上端设有压盖，压盖上端设有以螺纹与转轴相连的螺母，通过螺母的升降调节弹簧对摩擦块的压紧力。

4.根据权利要求3所述的电动程序进样阀，其特征在于所述摩擦块内壁两侧分别设有一个竖向槽，所述插销穿接于电动转轴的径向销孔且两端分别伸入摩擦块内壁的对应竖向槽中。

5.根据权利要求4所述的电动程序进样阀，其特征在于所述阀座凸台的上端面设有至少三个圆弧形排列的阀孔，所述阀芯凸台的下端面设有至少一个弧形槽，所述弧形槽可同时覆盖相邻两阀孔而使之组成通路，通过阀芯的双向旋转可改变弧形槽与阀孔之间的通路关系。

6.根据权利要求5所述的电动程序进样阀，其特征在于所述接口设在阀座的外侧面，各接口分别通过阀座内部的L型通道与对应的阀孔相通。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的电动程序进样阀，其特征在于阀的上部罩有与阀芯相连的阀盖。

8.根据权利要求7所述的电动程序进样阀，其特征在于所述摩擦块的下端糙面由均布的凹凸细纹形成。