CN109853697B - 一种取样阀、尿液采集系统以及马桶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及尿液检测技术领域，公开了一种取样阀、尿液采集系统以及马桶，以减少对尿液采集的污染，从而提高尿液检测的准确性，该取样阀包括壳体以及设置于壳体内的阀芯，其中：壳体具有第一开口和第二开口；阀芯设置于第一开口和所述第二开口之间，且与壳体滑动连接，阀芯在靠近第一开口的一端具有供流体流过的流体通道，阀芯由可形变材料制备、并且阀芯靠近第一开口的部分形成锥形结构，锥形结构上设置有和流体通道连通的开孔，根据锥形结构受压不同取样阀具有两种工作状态，并保证了两种工作状态之间相互独立，从而能够减少对尿液采集的污染，从而提高尿液检测的准确性，并且上述取样阀结构简单，易于实现。

Description

一种取样阀、尿液采集系统以及马桶

技术领域

本发明涉及尿液检测技术领域，特别是涉及一种取样阀、尿液采集系统以及马桶。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对身体的健康状况也越来越重视。而定期体检以及医院就医已经不能满足人们随时了解自己身体状况的需求，基于上述考虑，兼具排便以及尿液检测功能的智能马桶应运而生。

目前，一些厂家将传统意义上的马桶与尿液检测相结合，在使用智能马桶排便的同时能够完成尿液的采集以及尿液的检测，使得用户在日常生活中能够方便的掌握自己的健康状况。现有的一种方案中，马桶的便池内壁上设置有尿液取样阀，以便于用户在使用马桶时实现尿液采集以及后续的分析处理，但是由于尿液取样采用升降式结构，一般情况下阀门处于关闭位置，在取样时阀门上升到打开位置以采样尿液，取样完成后阀门运动到关闭位置，这种方案中采集的尿液较易受到污染，从而造成取样的尿液不准确，且取样阀门由于经常运动，影响了取样阀的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种取样阀、尿液采集系统以及马桶，以减少对尿液采集的污染，从而提高尿液检测的准确性。

一种取样阀，包括壳体以及设置于所述壳体内的阀芯，其中：

所述壳体具有第一开口和第二开口；

所述阀芯设置于所述第一开口和所述第二开口之间，且与所述壳体滑动连接，所述阀芯在靠近所述第一开口的一端具有供流体流过的流体通道，所述阀芯由可形变材料制备、并且所述阀芯靠近所述第一开口的部分形成锥形结构，所述锥形结构上设置有和流体通道连通的开孔。

在上述取样阀中，由于阀芯由可形变材料制备，阀芯靠近所述第一开口的部分形成锥形结构，具体应用时，阀芯靠近第一开口的部分形成的锥形结构在压力作用下变形，通过锥形结构上开孔的打开和封闭，使得流体通道打开和关闭。当开孔打开时，第一开口、锥形结构的开孔、流体通道以及第二开口相连通，此时，取样阀形成第一开口、锥形结构的开孔、流体通道以及第二开口的通路；当锥形结构上开孔封闭时，使得流体通道与第一开口之间封闭，即根据锥形结构受压不同取样阀具有两种工作状态，并保证了两种工作状态之间相互独立，从而能够减少对尿液采集的污染，从而提高尿液检测的准确性，并且上述取样阀结构简单，易于实现，取样过程中不需要升降阀门，从而提高了取样阀的使用寿命。

优选地，当所述第一开口的压力大于所述第二开口的压力时，所述阀芯受压变形，所述锥形结构上的开孔处于封闭状态，所述阀芯与所述壳体相间隔并形成间隙，流体依次通过所述第一开口、所述阀芯与所述壳体之间的间隙、以及所述第二开口。

优选地，当所述第一开口的压力小于所述第二开口的压力时，所述阀芯受压变形并抵压在所述壳体上，流体依次通过所述第二开口、所述流体通道、所述开孔以及所述第一开口。

优选地，所述阀芯由橡胶材料或PU或PVC制备。

优选地，所述流体通道还包括第一孔，所述第一孔开口于所述阀芯靠近所述第二开口的端面，所述开孔开口于所述锥形结构的内侧壁、且沿着阀芯的轴线方向贯穿所述阀芯，当所述第一开口的压力小于所述第二开口的压力时，流体依次通过所述第一孔和所述开孔。

优选地，所述阀芯靠近所述第二开口的一端具有凸台，所述凸台套设在所述流体通道的外侧，当所述第一开口的压力小于所述第二开口的压力时，所述凸台抵压在所述壳体的内壁上。

优选地，所述壳体包括密封连接的第一壳体和第二壳体，所述第一开口设置于所述第一壳体，所述第二开口设置于所述第二壳体。

优选地，取样阀还包括设置于所述第一开口和所述阀芯之间的过滤网。

优选地，取样阀还包括设置于所述阀芯与所述第二开口之间的弹簧。

优选地，从所述第一开口流向所述第二开口的流体为尿液；和/或，

从所述第二开口流向所述第一开口的流体为清洗液体。

另外，本发明还提供了一种尿液采集系统，包括如任一项上述技术方案所述的取样阀、以及使得所述取样阀的第二开口和第一开口之间存在压差的采集装置或清洗装置。

在上述尿液采集系统中，由于取样阀在需要取样尿液时通过压差实现阀芯的变形来导通阀门，从而减少了对尿液采集的污染，进而提高了尿液检测的准确性，并且上述取样阀结构简单，易于实现，取样过程中不需要升降阀门，从而提高了取样阀的使用寿命，因此，具有该取样阀的尿液采集系统能够提高尿液检测的准确性，并且使用寿命较高。

另外，本发明还提供了一种马桶，包括马桶本体以及设置于所述马桶本体的如上述技术方案所述的尿液采集系统。

在上述马桶中，由于尿液采集系统用于尿液采集，其取样阀通过不同的压差来转换其工作状态。相比现有技术，尿液采集系统能够提高尿液检测的准确性，并且使用寿命较高，因此，具有该尿液采集系统的马桶尿液检测的准确性较好，使用寿命较高。

附图说明

图1为本发明实施方式中取样阀的剖面示意图；

图2为本发明实施方式中取样阀的取样状态示意图；

图3为本发明实施方式中取样阀的清洗状态示意图；

图4为本发明实施方式中尿液采集系统的示意图；

图5为本发明实施方式中马桶的示意图。

附图标记：

10-取样阀；

11-壳体；

12-阀芯；

13-弹簧；

14-过滤网；

15-尿液样本；

16-清洗液体；

111-第一开口；

112-第二开口；

113-第一壳体；

114-第二壳体；

121-流体通道；

122-凸台；

1211-第一孔；

1212-开孔；

20-尿液采集系统；

21-采集装置；

30-马桶；

31-马桶本体；

311-小便池；

312-大便池。

具体实施方式

为了减少对尿液采集的污染，从而提高尿液检测的准确性，本发明提供了一种取样阀、尿液采集系统以及马桶。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1以及图2所述，本发明提供一种取样阀10，包括壳体11以及设置于壳体11内的阀芯12，其中：

壳体11具有第一开口111和第二开口112；

阀芯12设置于第一开口111和第二开口112之间，且与壳体11滑动连接，阀芯12在靠近第一开口111的一端具有供流体流过的流体通道121，阀芯12由可形变材料制备、并且阀芯12靠近第一开口111的部分形成锥形结构，锥形结构上设置有和流体通道121连通的开孔1212。

在上述取样阀10中，由于阀芯12由可形变材料制备，阀芯12靠近第一开口111的部分形成锥形结构，具体应用时，阀芯12靠近第一开口111的部分形成的锥形结构在压力作用下变形，使得开孔1212处于打开和封闭状态，使得流体通道121打开和关闭。当开孔处于打开状态时，第一开口111、锥形结构的开孔1212、流体通道121以及第二开口112相连通，此时，取样阀10形成第一开口111、锥形结构的开孔1212、流体通道121以及第二开口112的通路。当开孔1212处于封闭状态时，使得流体通道121与第一开口111之间封闭。即根据锥形结构受压不同取样阀10具有两种工作状态，并保证了两种工作状态之间相互独立，从而能够减少对尿液采集的污染，从而提高尿液检测的准确性，并且上述取样阀10结构简单，易于实现，取样过程中不需要升降阀门，从而提高了取样阀10的使用寿命。

为了保证壳体11与阀芯12之间的滑动连接，一种优选实施方式中，如图1、图2以及图3所述，取样阀10还包括设置于阀芯12与第二开口112之间的弹簧13。

一种优选实施方式中，从第一开口111流向第二开口112的流体为尿液；和/或，从第二开口112流向第一开口111的流体为清洗液体。

在上述取样阀10中，从第一开口111流向第二开口112的流体可以为尿液，从第二开口112流向第一开口111的流体可以为清洗液体；也可以，从第一开口111流向第二开口112的流体可以为清洗液体，从第二开口112流向第一开口111的流体可以为尿液。

为了便于下面的描述，采用从第一开口111流向第二开口112的流体可以为尿液，从第二开口112流向第一开口111的流体可以为清洗液体。

一种优选实施方式中，当第一开口111的压力大于第二开口112的压力时，阀芯12(阀芯12的锥形结构部分)受压变形，锥形结构上的开孔1212处于封闭状态，弹簧13在压力差作用下被压缩，使得阀芯12与壳体11相间隔并形成间隙，尿液样本15依次通过第一开口111、阀芯12与壳体11之间的间隙、以及第二开口112。

在上述取样阀10中，由于阀芯12由可形变材料制备，阀芯12靠近第一开口111的部分形成锥形结构，当第一开口111的压力大于第二开口112的压力时，阀芯12靠近第一开口111的部分形成的锥形结构在压力作用下变形，锥形结构上的开孔1212处于封闭状态，使得流体通道121关闭，同时，阀芯12与壳体11相间隔并形成间隙，当上述取样阀10应用于马桶的尿液取样，需要采集尿液样本15时，采集装置从取样阀10的第二开口112抽取尿液样本15，从而在第二开口112处形成负压，第一开口111与第二开口112之间形成压差，第一开口111的压力大于第二开口112的压力，锥形结构上的开孔1212处于封闭状态，使得流体通道121关闭，取样阀10的第一开口111、阀芯12与壳体11之间的间隙、以及第二开口112依次连通并形成供尿液流通的单向通道，从而实现尿液样本15的采集。因此，相比现有技术，上述取样阀10在需要取样尿液时通过压差实现阀芯12的变形来导通阀门，从而减少了对尿液采集的污染，进而提高了尿液检测的准确性，并且上述取样阀10结构简单，易于实现，取样过程中不需要升降阀门，从而提高了取样阀10的使用寿命。

在上述取样阀10的基础上，为了进一步保证尿液检测的准确性，一种优选实施方式中，如图1、图2以及图3所述，当第一开口111的压力小于第二开口112的压力时，阀芯12受压并抵压在壳体11上，清洗液体16依次通过第二开口112、流体通道121以及第一开口111。

取样阀10的工作状态包括取样状态和清洗状态，取样状态时尿液从取样阀10的第一开口111、阀芯12与壳体11之间的间隙、以及第二开口112进入采集装置，即采集装置从取样阀10的第二开口112抽取尿液样本15。清洗状态时清洗液体16从第二开口112、流体通道121以及第一开口111涌出，完成取样阀10的清洗，保证后续尿液检查的准确性，当需要清洗取样阀10时，清洗装置向第二开口112注入清洗液体16，从而在第二开口112形成正压，第一开口111与第二开口112之间形成压差，第一开口111的压力小于第二开口112的压力，在压力作用下，阀芯12靠近第二开口112的一端抵压在壳体11上，使得阀芯12和壳体11之间无间隙，进而使得取样阀10的第二开口112、阀芯12的流体通道121、以及第一开口111依次连通并形成供清洗液体16流通的单向通道，从而实现对取样阀10的清洗杀菌，清洗上一次的残留尿液，避免上一次采集的尿液样本15对下一次采集的污染影响，进一步提高了尿液检测的准确性，并且还能够重复使用该取样阀10。需要指出的是，在第一开口111与第二开口112之间没有压力差的情况下，弹簧13恢复原状，在弹簧13的作用下，阀芯12已经能够抵压在壳体11上，实现密封；在第一开口111的压力小于第二开口112的压力时，阀芯12进一步抵压在壳体11的内壁上，使得阀芯12和壳体11之间的密封性更好。

在上述取样阀10中，当取样阀10处于取样状态时，采集装置从取样阀10的第二开口112抽取尿液样本15，第一开口111的压力大于第二开口112的压力，锥形结构靠近第一开口一端的开孔封闭，使得流体通道121关闭，在弹簧13的作用下取样阀10处于稳定状态，取样阀10的第一开口111、阀芯12与壳体11之间的间隙、以及第二开口112依次连通并形成供尿液流通的单向通道，从而实现尿液样本15的采集。当不需要采集尿液时，该弹簧13用于将阀芯12复位至与壳体11密封连接，采集尿液样本15的流通通路关闭，从而进一步降低了尿液采集被污染的可能性。

为了保证阀芯12能够通过压差实现阀芯12的变形来导通阀门，一种优选实施方式中，阀芯12可以由橡胶材料或PU或PVC制备。

在上述取样阀10中，由于橡胶材料是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状，因此，阀芯12由橡胶材料制备能够通过压差实现阀芯12的变形来导通阀门；或者，阀芯12还可以由橡胶材料加工成的再生橡胶制备，能够通过压差实现阀芯12的变形来导通阀门，另外，阀芯12还可以其他能够实现其功能的可形变材料制备，例如，PU(聚氨基甲酸酯)或PVC(聚氯乙烯)等。

为了进一步保证尿液检测的准确性，一种优选实施方式中，如图1、图2以及图3所述，流体通道121还包括第一孔1211，第一孔1211开口于阀芯12靠近第二开口112的端面、开孔1212开口于锥形结构的内侧壁、且沿着阀芯12的轴线方向贯穿阀芯12，当第一开口111的压力小于第二开口112的压力时，清洗液体16依次通过第一孔1211和开孔1212。

在上述取样阀10中，当取样阀10处于取样状态时，采集装置从取样阀10的第二开口112抽取尿液样本15，第一开口111的压力大于第二开口112的压力，开孔1212在压力作用下沿向着其轴线方向变形，使得锥形结构靠近第一开口111一端的开孔1212封闭或处于封闭状态，使得流体通道121关闭，同时，在压力作用下弹簧13受压变形，进而使得阀芯12与壳体11相间隔并形成间隙，取样阀10的第一开口111、阀芯12与壳体11之间的间隙、以及第二开口112依次连通并形成供尿液流通的单向通道，从而实现尿液样本15的采集；当取样阀10处于清洗状态时，清洗装置向第二开口112注入清洗液体16，第一开口111的压力小于第二开口112的压力，在弹簧13和/或压力差作用下，阀芯12靠近第二开口112的一端抵压在壳体11上，使得阀芯12和壳体11之间无间隙，流体进入流体通道121后，通过开孔1212进入第一开口111，进而使得取样阀10的第二开口112、第一孔1211、开孔1212以及第一开口111依次连通并形成供清洗液体16流通的单向通道，从而实现对取样阀10的清洗杀菌，清洗上一次的残留尿液，避免上一次采集的尿液样本15对下一次采集的污染影响，进一步提高了尿液检测的准确性，并且还能够重复使用该取样阀10。另外，开孔1212的数目和排列方式不限，根据取样阀10的具体实际情况进行选择，例如，为了使流体的流动更为均匀，该开孔1212可以为多个，且该多个开孔1212均匀分布于锥形结构的内侧壁并贯穿阀芯12，优选地，沿阀芯12的轴向排列。

为了进一步保证尿液检测的准确性，具体地，如图1、图2以及图3所述，阀芯12靠近第二开口112的一端具有凸台122，凸台122套设在流体通道121的外侧，当第一开口111的压力小于第二开口112的压力时，凸台122抵压在壳体11的内壁上。

在上述取样阀10中，当取样阀10处于取样状态时，采集装置从取样阀10的第二开口112抽取尿液样本15，第一开口111的压力大于第二开口112的压力，弹簧13被压缩，凸台122沿朝向第二开口112的方向运动，使得阀芯12与壳体11相间隔并形成间隙，取样阀10的第一开口111、阀芯12与壳体11之间的间隙、以及第二开口112依次连通并形成供尿液流通的单向通道，从而实现尿液样本15的采集；当取样阀10处于清洗状态时，清洗装置向第二开口112注入清洗液体16，第一开口111的压力小于第二开口112的压力，在弹簧13和/或压力差作用下，凸台122将阀芯12抵压在壳体11上，使得阀芯12和壳体11之间无间隙，进而使得取样阀10的第二开口112、第一孔1211、开孔1212以及第一开口111依次连通并形成供清洗液体16流通的单向通道，从而实现对取样阀10的清洗杀菌，清洗上一次的残留尿液。

一种优选实施方式中，如图1、图2以及图3所述，壳体11包括密封连接的第一壳体113和第二壳体114，第一开口111设置于第一壳体113，第二开口112设置于第二壳体114。

在上述取样阀10中，壳体11可以为一体式结构，也可以为可拆卸结构。采用第一壳体113和第二壳体114一体式结构的壳体11加工制造工艺简单易实现，制造成本较低，采用第一壳体113和第二壳体114密封连接成壳体11的密封结构设计，可以防止流体从第一壳体113和第二壳体114之间溢出，而密封连接可以为焊接或粘结，便于取样阀10拆卸和维护。

为了进一步保证尿液检测的准确性，一种优选实施方式中，如图1、图2以及图3所述，取样阀10还包括设置于第一开口111和阀芯12之间的过滤网14。当进行取样时，过滤网14可以过滤尿液中的杂质，进一步减少了对尿液样本15采集的污染。

另外，如图1、图2以及图4所示，本申请还提供了一种尿液采集系统20，包括如任一项上述技术方案的取样阀10、以及使得取样阀10的第二开口112和第一开口111之间存在压差的采集装置21。在另一个可选方案中，本申请还提供了一种尿液采集系统20，包括如任一项上述技术方案的取样阀10、以及使得取样阀10的第二开口112和第一开口111之间存在压差的清洗装置。

在上述尿液采集系统20中，需要采集尿液样本15时，采集装置21从取样阀10的第二开口112抽取尿液样本15，由于取样阀10在需要取样尿液时通过压差实现阀芯12的变形来导通阀门，从而减少了对尿液采集的污染，进而提高了尿液检测的准确性，并且上述取样阀10结构简单，易于实现，取样过程中不需要升降阀门，从而提高了取样阀10的使用寿命，因此，具有该取样阀10的尿液采集系统20能够提高尿液检测的准确性，并且使用寿命较高。

在上述尿液采集系统20中，需要清洗取样阀10时，清洗装置使得取样阀10的第二开口112和第一开口111之间存在压差，阀芯12抵压在壳体11上，使得阀芯12和壳体11之间无间隙，进而使得流体通道121导通，清洗装置向第二开口112注入清洗液体16，从而实现对取样阀10的清洗杀菌，清洗上一次的残留尿液，避免上一次采集的尿液样本15对下一次采集的污染影响，进一步提高了尿液检测的准确性，并且还能够重复使用该取样阀10。

另外，如图5所示，本发明还提供了一种马桶30，包括马桶本体31以及设置于马桶本体31的如上述技术方案的尿液采集系统20。

在上述马桶30中，马桶本体31包括便池，便池底壁设置有安装孔。例如包括连通的小便池311和大便池312，其中：大便池312的底部与排污管道连通，且大便池312内的水封面低于小便池311的底壁；小便池311的底壁设置有安装孔。尿液采集系统20的取样阀10设置于安装孔，由于尿液采集系统20用于尿液采集，其取样阀10通过不同的压差来转换其工作状态。相比现有技术，尿液采集系统20能够提高尿液检测的准确性，并且使用寿命较高，因此，具有该尿液采集系统20的马桶30尿液检测的准确性较好，使用寿命较高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种取样阀，其特征在于，包括壳体以及设置于所述壳体内的阀芯，其中：

所述壳体具有第一开口和第二开口；

所述阀芯设置于所述第一开口和第二开口之间，且与所述壳体滑动连接，所述阀芯具有供流体流过的流体通道，所述阀芯由可形变材料制备、并且所述阀芯靠近所述第一开口的部分形成锥形结构，所述锥形结构上设置有和流体通道连通的开孔；

当所述第一开口的压力大于所述第二开口的压力时，所述阀芯受压变形，所述锥形结构上的开孔处于封闭状态，所述阀芯与所述壳体相间隔并形成间隙，流体依次通过所述第一开口、所述阀芯与所述壳体之间的间隙、以及所述第二开口；

当所述第一开口的压力小于所述第二开口的压力时，所述阀芯抵压在所述壳体上，流体依次通过所述第二开口、所述流体通道、所述开孔以及所述第一开口。

2.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，所述阀芯由橡胶材料或PU或PVC制备。

3.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，所述流体通道还包括第一孔，所述第一孔开口于所述阀芯靠近所述第二开口的端面，所述开孔开口于所述锥形结构的内侧壁、且沿着阀芯的轴线方向贯穿所述阀芯，当所述第一开口的压力小于所述第二开口的压力时，流体依次通过所述第一孔和所述开孔。

4.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，所述阀芯靠近所述第二开口的一端具有凸台，所述凸台套设在所述流体通道的外侧，当所述第一开口的压力小于所述第二开口的压力时，所述凸台抵压在所述壳体的内壁上。

5.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，所述壳体包括密封连接的第一壳体和第二壳体，所述第一开口设置于所述第一壳体，所述第二开口设置于所述第二壳体。

6.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，还包括设置于所述第一开口和所述阀芯之间的过滤网。

7.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，还包括设置于所述阀芯与所述第二开口之间的弹簧。

8.如权利要求1所述的取样阀，其特征在于，从所述第一开口流向所述第二开口的流体为尿液；和/或，

从所述第二开口流向所述第一开口的流体为清洗液体。

9.一种尿液采集系统，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的取样阀、以及使得所述取样阀的第二开口和第一开口之间存在压差的采集装置或清洗装置。

10.一种马桶，其特征在于，包括马桶本体以及设置于所述马桶本体的如权利要求9所述的尿液采集系统。

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