CN106015702A - 基于精密器械的微型电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于精密器械的微型电磁阀，其包括一电磁铁；电磁铁线圈的内环上设有一弹性部件，弹性部件的一端固定设置在电磁铁上，另一端抵接于电磁铁的铁芯，铁芯的下端固定连接有阀体膜片；一设置在电磁铁下方的阀座；阀座的上表面相对阀体膜片设有一密封凹槽，阀座内设有第一流道和第二流道，第一流道与第二流道通过密封凹槽相连通，其中，阀座和阀体膜片均采用PFA材质制成。根据线圈通电断电时磁场的变化，由铁芯带动阀体膜片上下运动，通过对密封凹槽的开启和关闭，实现对介质导通的控制，且密封性能良好。同时，采用PFA材质的阀座和阀体膜片，能够避免生物介质附着在电磁阀的流道内造成流道堵塞的问题。

Description

基于精密器械的微型电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，具体涉及一种基于精密器械的微型电磁阀。

背景技术

微型电磁阀是血球仪路中非常关键的一个元件，血球仪中大多数采用隔膜电磁阀，还有夹管阀(已经很少采用了，多是老的机型)和组合阀(利用组阀，从阀还有电磁阀，电磁阀驱动正压，正压打开主阀，主阀引导从阀，从阀可以控制负压，正压，液体等等，速度很快)隔膜电磁阀根据其工作原理主要分为直动式隔膜电磁阀与摇臂式隔膜电磁阀。直动式隔膜电磁阀与摇臂式隔膜电磁阀在其应用上各有特点：

1：直动式隔膜电磁阀流量大、成本低，但死腔体积相对大易残留，且密封力相对较弱，适合精密度要求相对低、对液路压力要求较低但成本敏感的分析仪器。血球仪或其他医疗器械中应用比较广泛的代表品电子Seasun最近针对中低端客户也推出了直动式隔膜电磁阀。2：摇臂式隔膜电磁阀死腔体积小，密封力较强，且内腔结构便于冲洗，避免涡流和堵塞，从而更易维持液路稳定。目前国产血球仪中应用比较广泛是电子Seasun的摇臂式隔膜电磁阀。而电子Seasun系列摇臂式隔膜电磁阀还带有手动操作开关功能，易于测试和故障处理，在其他医疗器械中如尿沉渣自动分析仪、尿液分析仪、粪便自动分析仪也为客户所选择。但是摇臂式隔膜电磁阀因为结构精密，造价比较高，对于国产医疗器械成本压力较大。电子自主研制的Seasun系列摇臂式隔膜电磁阀继承了电磁阀的各种性能优点，却具有成本优势，是国产医疗器械如血球仪、尿沉渣自动分析仪等仪器的合适选择对象。目前市场上基本的使用状况是，中低端三分类血球仪采用直动式隔膜电磁阀，如电子Seasun和其他国产电磁阀。

现有血球检测仪电磁阀的常见故障如下：

(a)故障1仪器报警：稀释液水平低

在正常工作中，当仪器出现报警“稀释液水平低”时随即进行更换稀释液，却发现稀释液仍然有很多，表明另有故障。检查了稀释液管道，未发现有漏气或堵塞现象。随后进行了稀释液泵管的更换，故障仍未排除。但是，在更换稀释液泵管后发现稀释液储箱内液面低。做稀释灌注时液面不能补充到正常水平。稀释液储箱内的稀释液是由稀释液泵管经电磁阀灌注的。电磁阀打开时稀释液泵管连接到进样针清洗管道、关闭时连接到稀释液储箱。切断电源关机，开机后进行电磁阀测试。电磁阀运动时力量变小。再次关机，取下电磁阀进行检修。打开电磁阀后，见电磁阀内部存集大量结晶。取干净棉进行擦拭，随后用蒸馏水进行冲洗。冲洗干净后装回原处。开机进行测试，故障排除。

(b)故障2加样针吸样后在冲洗时有液体滴出

在此故障出现后，首先拆下拭针器检查清洗。但是拭针器干净无堵塞。然后沿着拭针器的排废管道进行排查，发现管道脏。在接近电磁阀的管道内见有液体滞留。随即进行关机，取下电磁阀检查。打开后见电磁阀内有纤维蛋白凝块附着，把电磁阀的排气孔堵住。用30％次氯酸钠浸泡、清洗。然后用蒸馏水冲洗干净并擦拭干净，把擦拭干净的电磁阀装回原处。开机后进行样品测试，无滴液体现象出现。故障排除。

(c)故障3仪器报警：真空故障

报警出现的原因是,因为真空隔离室的废液满导致废液进入气体管道所致。更换流体屏障过滤器后真空故障排除。但是真空隔离室内废液仍未排空。用次氯酸钠侵泡真空隔离室后故障未排除。随后对真空隔离室下面的单向阀进行侵泡冲洗以及对仪器的整个排废液管道进行检查，直至废液箱。均未发现有堵塞。当在进行样品测定时发现电磁阀打开受阻。电磁阀打开时排空真空隔离室，当关闭时排空指定的反应池。由于仪器使用期限的延长及频繁的使用，使电磁阀有轻微磨损导致其运行不畅。在没有备用电磁阀的情况下，我们给电磁阀滴加了一些仪器专用润滑油。然后进入到电磁阀测试菜单测试电磁阀，使其反复运行数次，见电磁阀运动基本正常。进行样品测试，故障排除。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种能够避免生物介质附着在电磁阀的流道内造成流道堵塞、且具有良好密封性能的微型电磁阀。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于精密器械的微型电磁阀，其中，所述微型电磁阀包括，

一与控制电路电性连接的电磁铁；所述电磁铁线圈的内环上设有一弹性部件，所述弹性部件的一端固定于电磁铁的骨架上，另一端抵接于电磁铁的铁芯，所述铁芯的下端固定连接有阀体膜片；

一设置在所述电磁铁下方的阀座；所述阀座的上表面相对阀体膜片设有一密封凹槽，所述阀座内设有第一流道和第二流道，所述第一流道与第二流道通过密封凹槽相连通，其中，所述阀座和阀体膜片均采用PFA材质制成。

优选的，所述电磁体线圈的内环设有一静铁芯和动铁芯，所述静铁芯相对线圈固定设置，所述动铁芯自由设置，所述弹性部件的一端与静铁芯连接，另一端与动铁芯连接。

优选的，所述阀体膜片抵接于所述电磁铁壳体的下端设置，并通过壳体下端的开口向内延伸与动铁芯同轴固定连接。

优选的，所述阀体膜片包括连接螺栓和密封膜体，所述连接螺栓通过电磁铁壳体下端的开口于动铁芯固定连接，同时所述电磁铁壳体下端抵接密封膜体，对阀体膜片进行轴向向上方向的限位。

优选的，所述第一流道通过第一流道口与密封凹槽连通，所述第二流道通过第二流道口与密封凹槽连通，所述阀体膜片与密封凹槽配合设置，介质依次通过第一流道、密封凹槽、第二流道进行流通。

优选的，所述第二流道口与所述阀体膜片同轴设置，且第二流道口上设有密封垫圈。

优选的，所述密封垫圈的硬度为80±5SH。

优选的，所述阀体膜片采用弹性形变材料制成，厚度为0.33-0.37mm。

优选的，所述静铁芯和动铁芯均采用型号为1J117的软磁合金制成。

优选的，所述微型电磁阀的阀座下方设有一固定基座，所述阀座与固定基座之间轴向设有一波形弹性垫圈。

本发明所述基于精密器械的微型电磁阀，其通过线圈通电产生定向磁场，由铁芯带动阀体膜片自密封凹槽内脱离，使介质通过第一流道、密封凹槽、第二流道进行流通。并在线圈断电造成定向磁场消失时，使铁芯在弹性部件的回复弹力作用下，带动阀体膜片落入密封凹槽内对第一流道和第二流道进行阻隔，从而阻隔介质流向，具有良好的密封性能。同时，由于PHA具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，因此采用PFA材质的阀座和阀体膜片，能够避免生物介质附着在电磁阀的流道内造成流道堵塞的问题。

附图说明

图1是本发明所述基于精密器械的微型电磁阀的整体剖视图；

图2是本发明所述基于精密器械的微型电磁阀的静铁芯的剖视图；

图3是本发明所述基于精密器械的微型电磁阀的动铁芯的剖视图；

图4是本发明所述基于精密器械的微型电磁阀的阀体膜片的剖视图；

图5是本发明所述基于精密器械的微型电磁阀的阀座的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。

本发明的实施例提供了一种基于精密器械的微型电磁阀，其中，如图1所示，所述微型电磁阀包括一电磁铁10及一阀座20，所述电磁铁10与控制电路电性连接；所述电磁铁10线圈11的内环上设有一弹性部件30，所述弹性部件30的一端固定于电磁铁10的骨架12上，另一端抵接于电磁铁10的铁芯13，所述铁芯13的下端固定连接有阀体膜片40；所述阀座20的上表面相对阀体膜片40设有一密封凹槽21，所述阀座20内设有第一流道22和第二流道23，所述第一流道22与第二流道23通过密封凹槽21相连通，其中，优选的，所述阀座20和阀体膜片40均采用PFA材质制成。

当电磁铁10的线圈11在通电的情况下产生定向磁场，位于线圈11内的铁芯13在磁场的作用下轴向向上运动，压缩弹性部件30，并带动阀体膜片40向上运动，自密封凹槽21内脱离，同时对第一流道22和第二流道23的流道口进行解封，密封凹槽21的空腔建立了第一流道22和第二流道23的连接通路，介质通过第一流道22、密封凹槽21、第二流道23进行流通。

当电磁铁10的线圈11断电时，定向磁场消失，铁芯13在弹性部件30的回复弹力作用下，轴向向下运动，带动阀体膜片40向下运动，再次对密封凹槽21进行密封，从而对第一流道22和第二流道23进行阻隔，介质无法自第一流道22流入第二流道23中。

所述PHA材质是一种生物降解材料，具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能，由于PHA具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，因此采用PFA材质的阀座20和阀体膜片40，能够避免生物介质附着在电磁阀的流道内造成流道堵塞的问题。

所述电磁体线圈11的内环设有一静铁芯131和一动铁芯132，所述静铁芯131相对线圈11固定设置，所述动铁芯132自由设置，所述弹性部件30的一端与静铁芯131连接，另一端与动铁芯132连接。具体如图2所示，为更好对弹性部件30进行限位固定，所述静铁芯131的下表面向内凹陷一限位腔131a，所述弹性部件30一端伸入限位腔131a内，并固定连接设置，另一端与动铁芯132连接设置，从而使动铁芯132弹性设置在所述线圈11的内环中，并能够做轴向上下运动。因此，当电磁铁10通电产生定向磁场时，所述静铁芯131对动铁芯132产生吸附力，所述吸附力带动动铁芯132做轴向向上的运动，压缩弹性部件30，并带动阀体膜片40向上运动。

优选的，所述静铁芯131和动铁芯132均采用型号为1J117的软磁合金制成，所述软磁合金是在外磁场作用下容易磁化，去除磁场后磁感应强度又基本消失的磁性合金。其磁滞回线面积小而窄，矫顽力一般低于800A/m，电阻率高，涡流损耗小，导磁率高，饱和磁感高。同时，所述采用1J117软磁合金制作静铁芯131和动铁芯132能够保证电磁阀在盐雾测试条件下72小时不会生锈。

所述阀体膜片40抵接于所述电磁铁10壳体的下端设置，并通过壳体下端的开口向内延伸与动铁芯132同轴固定连接。具体的，如图4所示，所述阀体膜片40包括连接螺栓41和密封膜体42，所述连接螺栓41通过电磁铁10壳体下端的开口于动铁芯132固定连接，同时所述电磁铁10壳体下端抵接密封膜体42，对阀体膜片40进行轴向向上方向的限位。

如图3所示，所述动铁芯132的下表面沿中心轴向内凹陷一带有内螺纹的螺纹盲孔132a，所述阀体膜片40的连接螺栓41带有外螺纹，所述连接螺栓41与螺纹盲孔132a螺纹配合设置，从而使阀体膜片40与动铁芯132固定连接。

如图5所示，所述第一流道22设有与密封凹槽21连通的第一流道口221，所述第二流道口231设有与密封凹槽21连通的第二流道口231，所述第一流道22通过第一流道口221与密封凹槽21连通，所述第二流道23通过第二流道口231与密封凹槽21连通，所述阀体膜片40与密封凹槽21配合设置，因此，介质依次通过第一流道22、密封凹槽21、第二流道23进行流通。

所述第二流道口231与所述阀体膜片40同轴设置，且第二流道口231上设有密封垫圈50，当电磁铁10断电使动铁芯132向下运动时，所述阀体膜片40向下抵接密封垫圈50，具体的，所述阀体膜片40采用弹性形变材料制成，因此，所述阀体与密封垫圈50之间形成柔性密封，使电磁阀在断电关闭的状态下，即使介质的压强达到1500kPa，所述阀体膜片40依然能与密封垫圈50形成紧密的密封关系，避免了现有技术中电磁阀密封性能较差的问题。而在电磁阀在通电导通的状态下，即使介质的压强仅有20kPa，所述阀体依然能够正常打开，并维持开启状态。优选的，所述阀体膜片40的厚度为0.33-0.37mm，所述密封垫圈50采用硬度为80±5SH的三元乙丙橡胶制成。通过设置硬度较大的密封垫圈50，使密封垫圈50套装在第二流道口231上的抓附力更强，避免了在较大压强下密封圈会被介质自第二流道口231冲出的问题。由于所述阀体膜片40与密封垫圈50均采用柔性材质制成，进而避免了现有技术中阀座20被流体中的异物划伤造成介质泄漏的问题。

进一步的，所述微型电磁阀的阀座20下方设有一固定基座60，所述阀座20与固定基座60之间轴向设有一波形弹性垫圈61，用于消除动铁芯132轴向运动对固定基座60的震动影响，优选的，所述波形弹性垫圈61直径较小一端的上方设有水平垫片。

本发明所述基于精密器械的微型电磁阀，其通过线圈11通电产生定向磁场，由铁芯13带动阀体膜片40自密封凹槽21内脱离，使介质通过第一流道22、密封凹槽21、第二流道23进行流通。并在线圈11断电造成定向磁场消失时，使铁芯13在弹性部件30的回复弹力作用下，带动阀体膜片40落入密封凹槽21内对第一流道22和第二流道23进行阻隔，从而阻隔介质流向。同时，由于PHA具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，因此采用PFA材质的阀座20和阀体膜片40，能够避免生物介质附着在电磁阀的流道内造成流道堵塞的问题。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述微型电磁阀包括，

一与控制电路电性连接的电磁铁(10)；所述电磁铁(10)线圈(11)的内环上设有一弹性部件(30)，所述弹性部件(30)的一端固定于电磁铁(10)的骨架(12)上，另一端抵接于电磁铁(10)的铁芯(13)，所述铁芯(13)的下端固定连接有阀体膜片(40)；

一设置在所述电磁铁(10)下方的阀座(20)；所述阀座(20)的上表面相对阀体膜片(40)设有一密封凹槽(21)，所述阀座(20)内设有第一流道(22)和第二流道(23)，所述第一流道(22)与第二流道(23)通过密封凹槽(21)相连通，其中，所述阀座(20)和阀体膜片(40)均采用PFA材质制成。

2.根据权利要求1所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述电磁体线圈(11)的内环设有一静铁芯(131)和动铁芯(132)，所述静铁芯(131)相对线圈(11)固定设置，所述动铁芯(132)自由设置，所述弹性部件(30)的一端与静铁芯(131)连接，另一端与动铁芯(132)连接。

3.根据权利要求2所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述阀体膜片(40)抵接于所述电磁铁(10)壳体的下端设置，并通过壳体下端的开口向内延伸与动铁芯(132)同轴固定连接。

4.根据权利要求3所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述阀体膜片(40)包括连接螺栓(41)和密封膜体(42)，所述连接螺栓(41)通过电磁铁(10)壳体下端的开口于动铁芯(132)固定连接，同时所述电磁铁(10)壳体下端抵接密封膜体(42)，对阀体膜片(40)进行轴向向上方向的限位。

5.根据权利要求1所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述第一流道(22)通过第一流道(22)口与密封凹槽(21)连通，所述第二流道(23)通过第二流道(23)口与密封凹槽(21)连通，所述阀体膜片(40)与密封凹槽(21)配合设置，介质依次通过第一流道(22)、密封凹槽(21)、第二流道(23)进行流通。

6.根据权利要求5所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述第二流道(23)口与所述阀体膜片(40)同轴设置，且第二流道(23)口上设有密封垫圈(50)。

7.根据权利要求6所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述密封垫圈(50)的硬度为80±5SH。

8.根据权利要求1所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述阀体膜片(40)采用弹性形变材料制成，厚度为0.33-0.37mm。

9.根据权利要求2所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述静铁芯(131)和动铁芯(132)均采用型号为1J117的软磁合金制成。

10.根据权利要求1所述基于精密器械的微型电磁阀，其特征在于，所述微型电磁阀的阀座(20)下方设有一固定基座(60)，所述阀座(20)与固定基座(60)之间轴向设有一波形弹性垫圈(61)。