CN108506567B - 一种流量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流量控制装置，装置包括：流量控制装置主体，流量控制装置主体中部设置有主体空腔；调节手柄，调节手柄设置于上金属盖上，并穿过上金属盖；驱动组件容纳组件，驱动组件容纳组件附接在流量控制装置主体外侧；压电陶瓷驱动组件，压电陶瓷驱动组件设置在驱动组件容纳组件内，压电陶瓷驱动组件顶部通过自动调节弹簧与驱动组件容纳组件接触；第一挺杆，第一挺杆的一端与压电陶瓷驱动组件接触；加力杆，加力杆的一端与第一挺杆的另一端接触；第二挺杆，第二挺杆的一端与加力杆的另一端接触；流量控制阀芯，流量控制阀芯的一端与第二挺杆的另一端接触；复位弹簧，流量控制阀芯的另一端通过复位弹簧与顶杆连接，调节手柄通过顶杆调节流量控制阀芯的位置。

Description

一种流量控制装置

技术领域

本发明涉及流量控制机械领域，特别涉及一种流量控制装置。

背景技术

生物工程、细胞滴定等领域的发展，对控制微流量的流量控制装置提出了更多的需求，需要我们通过微小流量来控制系统，以达到减小系统体积及提高系统性能的目的，同时，又必须能在高低压与高低温等恶劣环境下保持良好的性能。而传统的电磁阀体积大、结构复杂、控制精度低，已经越来越难以满足当前精密控制的需要。为了减小气蚀破坏，国内的控制阀大都采用陶瓷、耐蚀合金等新型材料或使用二级节流、高压引流等新型结构，不仅使阀的结构更加复杂、工艺性降低，而且还增加了制造成本。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流量控制装置，从而克服现有技术的缺点。

本发明提供了一种流量控制装置，其特征在于：装置包括：流量控制装置主体，流量控制装置主体中部设置有主体空腔；上金属盖，上金属盖设置于流量控制装置主体顶部；调节手柄，调节手柄设置于上金属盖上，并穿过上金属盖；驱动组件容纳组件，驱动组件容纳组件附接在流量控制装置主体外侧；压电陶瓷驱动组件，压电陶瓷驱动组件设置在驱动组件容纳组件内，压电陶瓷驱动组件顶部通过自动调节弹簧与驱动组件容纳组件接触；第一挺杆，第一挺杆的一端与压电陶瓷驱动组件接触；加力杆，加力杆的一端与第一挺杆的另一端接触；第二挺杆，第二挺杆的一端与加力杆的另一端接触；流量控制阀芯，流量控制阀芯的一端与第二挺杆的另一端接触；复位弹簧，流量控制阀芯的另一端通过复位弹簧与顶杆连接，调节手柄通过顶杆调节流量控制阀芯的位置；下金属盖，下金属盖一端与流量控制装置主体连接，另一端与驱动组件容纳组件连接。

优选地，上述技术方案中，其中，流量控制阀芯的上部直径大于其下部直径；并且流量控制装置还包括：流体入口，流体入口设置于流量控制装置主体一侧，并与主体空腔连通；流体出口，流体出口设置于流量控制装置主体另一侧，并与主体空腔连通；流体入口对准流量控制阀芯的上部，并且流体出口对准流量控制阀芯的下部。

优选地，上述技术方案中，其中，自动调节弹簧处于压缩状态。

优选地，上述技术方案中，压电陶瓷驱动组件的轴线不垂直于加力杆，压电陶瓷驱动组件的轴线与加力杆之间的夹角为86-88°。

优选地，上述技术方案中，流量控制装置还包括：加扰环，加扰环套接在流量控制阀芯的上部；其中，加扰环由橡胶材料制成，加扰环的侧截面呈凸台型，加扰环直径较大的一侧朝向流体出口。

优选地，上述技术方案中，流体出口通过止回阀与主体空腔连通。

优选地，上述技术方案中，流体入口通过止回阀与主体空腔连通。

优选地，上述技术方案中，流量控制装置还包括：金属屑收集槽，金属屑收集槽设置于第二挺杆与流量控制装置主体接触处。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：现有技术中的流量控制装置中压电陶瓷部分没有调节弹簧组件，导致一旦压电陶瓷与加力杆接触部位出现磨损，将导致压电陶瓷与加力杆之间空隙增大，在空隙较小时，空隙将导致压电陶瓷不断击打加力杆，出现噪声，当空隙不断增加，将造成机构失效，此时需要整体更滑压电陶瓷和加力杆，这使得装置的使用成本过高。本发明增加了调节弹簧，避免了空隙的出现，最大限度的降低了噪音，并且明显降低了零件的维修更换频率。现有的流量控制装置在出口和入口处不设置止回阀，导致出口处经常将出口所联通的液体吸回流量控制装置，导致这部分液体与入口处流入的新液体发生混合，最终造成出口液体成分与期望值不符，降低实验精度。本发明为了克服这一缺陷，在入口和出口处都设置了止回阀，防止了液体倒吸的问题。提高了流量控制装置的控制精度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明的流量控制装置的主视示意图。

图2是根据本发明的流量控制装置的侧视示意图。

图3是根据本发明的流量控制装置的驱动组件容纳组件部分的放大示意图。

图4是根据本发明的流量控制装置的加扰环部分的放大示意图。

图5是根据本发明的金属屑收集槽的放大示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是根据本发明的流量控制装置的主视示意图。如图所示，本发明的流量装置包括：流量控制装置主体113，流量控制装置主体113中部设置有主体空腔；上金属盖101，上金属盖101设置于流量控制装置主体113顶部；调节手柄102，调节手柄102设置于上金属盖101上，并穿过上金属盖101；驱动组件容纳组件114，驱动组件容纳组件114附接在流量控制装置主体113外侧；压电陶瓷驱动组件109，压电陶瓷驱动组件109设置在驱动组件容纳组件114内，压电陶瓷驱动组件109顶部通过自动调节弹簧112与驱动组件容纳组件114接触；第一挺杆110，第一挺杆110的一端与压电陶瓷驱动组件109接触；加力杆111，加力杆111的一端与第一挺杆110的另一端接触；第二挺杆107，第二挺杆107的一端与加力杆111的另一端接触；流量控制阀芯105，流量控制阀芯105的一端与第二挺杆107的另一端接触；复位弹簧104，流量控制阀芯105的另一端通过复位弹簧104与顶杆103连接，调节手柄102通过顶杆103调节流量控制阀芯105的位置；下金属盖108，下金属盖108一端与流量控制装置主体113连接，另一端与驱动组件容纳组件114连接。从图中可以看出，通过下金属盖，驱动组件容纳组件114与流量控制装置主体113实际上连为一体，使得压电陶瓷驱动组件109、第一挺杆110、加力杆111等组件都被包括在下金属盖所围成的空间内。加力杆可以通过扭簧与其它固定件相连，保证在没有外力作用时，加力杆能够回到水平状态。

图2是根据本发明的流量控制装置的侧视示意图。从图中可以看出，进一步的，流量控制阀芯105的上部直径大于其下部直径；并且流量控制装置还包括：流体入口205，流体入口205设置于流量控制装置主体113一侧，并与主体空腔连通；流体出口206，流体出口206设置于流量控制装置主体113另一侧，并与主体空腔连通；流体入口205对准流量控制阀芯105的上部，并且流体出口206对准流量控制阀芯105的下部。流体出口206通过第一止回阀204与主体空腔连通。流体入口205通过第二止回阀203与主体空腔连通。图3是根据本发明的流量控制装置的驱动组件容纳组件部分的放大示意图(也即图1中A处放大图)。为了能够清楚的看出本发明的意图，图中对于角度倾斜程度进行适度夸张，图中角度倾斜并非按比例绘制，不代表实际倾斜角度。从图中可以看出，其中，自动调节弹簧112处于压缩状态。压电陶瓷驱动组件109的轴线不垂直于加力杆111，压电陶瓷驱动组件109的轴线与加力杆111之间的夹角为86-88°(也即图中第一挺杆110与加力杆111之间的锐角夹角为86-88°)，并且正如图中所示出的，并不因为压电陶瓷驱动组件109的轴线不垂直于加力杆111，就将第一挺杆与加力杆111的接触从面接触变为点接触，而是根据轴线角度变化，对应加工第一挺杆尾端形状，保证挺杆与加力杆的面接触，当然也可以是本领域公知的其它接触方式。图4是根据本发明的流量控制装置的加扰环部分的放大示意图(也即图1中C处放大图)。如图所示，流量控制装置还包括：加扰环106，加扰环106套接在流量控制阀芯105的上部；其中，加扰环由橡胶材料制成，加扰环的侧截面呈凸台型，加扰环直径较大的一侧402朝向流体出口206。也即按照图2侧视图中所示出的上下方向而言，加扰环直径较大的一侧402在下，直径较小的一侧401在上。图5是根据本发明的金属屑收集槽的放大示意图(也即图1中B处放大图)。流量控制装置还包括：金属屑收集槽501，金属屑收集槽501设置于第二挺杆107与流量控制装置主体113接触处。

工作原理：在工作时对压电陶瓷驱动组件109施加电压，在电压的作用下，压电陶瓷长度增加，从而向下推动第一挺杆110向下运动，第一挺杆转而推动加力杆111向下转动，加力杆111另一端将向上转动，推动第二挺杆107向上运动，推动流量控制阀芯105克服复位弹簧104的弹性力而向上运动，从而阀体中出现贯通流道，流体可以经由贯通流道从入口流道出口。对于现有的流量控制装置而言，压电陶瓷驱动组件109与第一挺杆110接触，两者之间的连线垂直于加力杆111。这种设计造成第一挺杆不断垂直撞击加力杆，造成两者磨损程度较大，本发明将压电陶瓷驱动组件109轴线设计为与加力杆111不垂直，发明人发现，这显著降低了零件磨损速度。与现有技术不同的是，本发明加入了自动调节弹簧112，在初装装置中，自动调节弹簧112处于压缩状态，根据本领域技术人员的公知常识，本领域技术人员能够选择弹簧弹性模量大小，以保证第一挺杆与加力杆之间没有空隙，并且不影响装置的动作。假设在动作过程中，第一挺杆110端部出现磨损，导致第一挺杆110长度变短，由于自动调节弹簧112本身存储于压缩状态，所以自动调节弹簧112将伸长，而该自动调节弹簧112的伸长可以莫不第一挺杆110磨损的长度。此外，与现有技术不同的是，本发明设计了加扰环，加扰环的目的是在阀芯上下运动过程中，在流体中产生湍流，加速流体的流动速度以及流动力度，保证流体能够快速的从入口流向出口，这实际上增加了流量阀的相应速度和额定工作频率。初装的装置各部分之间磨合不到位，导致在初期使用中各个金属件之间将会发生磨损，由于主体空腔内空间较小，液体流动速度受限，所以这些金属碎屑不能有效排出装置之外，金属屑随时间推移将逐渐累积到主体空腔底部，在第二挺杆移动过程中，这些碎屑被不断卷起，造成运动件之间的磨损。而本发明设置金属屑收集槽501后，由于槽低于主体空腔其它部位，所以第二挺杆在运动过程中很难将金属碎屑卷出金属屑收集槽501。这降低了运动件的磨损。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种流量控制装置，其特征在于：所述装置包括：

流量控制装置主体，所述流量控制装置主体中部设置有主体空腔；

上金属盖，所述上金属盖设置于所述流量控制装置主体顶部；

调节手柄，所述调节手柄设置于所述上金属盖上，并穿过所述上金属盖；

驱动组件容纳组件，所述驱动组件容纳组件附接在所述流量控制装置主体外侧；

压电陶瓷驱动组件，所述压电陶瓷驱动组件设置在所述驱动组件容纳组件内，所述压电陶瓷驱动组件顶部通过自动调节弹簧与所述驱动组件容纳组件接触；

第一挺杆，所述第一挺杆的一端与所述压电陶瓷驱动组件接触；

加力杆，所述加力杆的一端与所述第一挺杆的另一端接触；

第二挺杆，所述第二挺杆的一端与所述所述加力杆的另一端接触；

流量控制阀芯，所述流量控制阀芯的一端与所述第二挺杆的另一端接触；

复位弹簧，所述流量控制阀芯的另一端通过所述复位弹簧与顶杆连接，所述调节手柄通过所述顶杆调节所述流量控制阀芯的位置；

下金属盖，所述下金属盖一端与所述流量控制装置主体连接，另一端与所述驱动组件容纳组件连接。

2.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于：其中，所述流量控制阀芯的上部直径大于其下部直径；并且所述流量控制装置还包括：

流体入口，所述流体入口设置于所述流量控制装置主体一侧，并与所述主体空腔连通；

流体出口，所述流体出口设置于所述流量控制装置主体另一侧，并与所述主体空腔连通；

所述流体入口对准所述流量控制阀芯的上部，并且所述流体出口对准所述所述流量控制阀芯的下部。

3.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于：其中，所述自动调节弹簧处于压缩状态。

4.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于：所述压电陶瓷驱动组件的轴线不垂直于所述加力杆，所述压电陶瓷驱动组件的轴线与所述加力杆之间的夹角为86-88°。

5.如权利要求2所述的流量控制装置，其特征在于：所述流量控制装置还包括：

加扰环，所述加扰环套接在所述流量控制阀芯的上部；

其中，所述加扰环由橡胶材料制成，所述加扰环的侧截面呈凸台型，所述加扰环直径较大的一侧朝向所述流体出口。

6.如权利要求2所述的流量控制装置，其特征在于：所述流体出口通过止回阀与所述主体空腔连通。

7.如权利要求2所述的流量控制装置，其特征在于：所述流体入口通过止回阀与所述主体空腔连通。

8.如权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于：所述流量控制装置还包括：

金属屑收集槽，所述金属屑收集槽设置于所述第二挺杆与所述流量控制装置主体接触处。