CN112483679A - 一种长寿命结构的旋切阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种长寿命结构的旋切阀，包括具有多个通道的阀体；通过螺纹压盖与所述阀体固定连接的阀头外壳；设置在所述阀头外壳内的阀芯底座；以及设置在所述阀芯底座与所述阀体之间的阀芯，其中，该阀芯包括朝向相反的第一接触面和第二接触面，该第一接触面与所述阀体的位于所述阀头外壳内的底面密封接触，所述第二接触面与阀芯底座的支撑面密封接触，并且其中，从所述的阀芯的第二接触面向内形成连接槽，以在所述的阀芯旋转到与所述的阀体的至少两个通道的配合位置时，该连接槽使所述的至少两个通道联通。本发明可以降低旋切阀阀芯和阀体之间相对运动导致的串液风险，提高旋切阀的寿命。

Description

一种长寿命结构的旋切阀

技术领域

本发明涉及一种旋切阀，属于机械电子设备领域。

背景技术

旋切阀是一种用于控制流体通断关系的阀类，其通过阀芯与阀体之间的相对运动来改变连接在阀体上的流道。现有的旋切阀产品在工作过程中，其内部零件或多或少会产生磨损，特别是阀芯与阀体之间的相对运动产生磨损。再结合零件本身加工精度自带的误差，使用一段时间后，阀芯与阀体磨损严重会损坏密封面，导致密封性失效，从而影响产品使用寿命。

此外，目前市场上的旋切阀，都是通过阀芯与阀体的相对运动实现流道的切换，且流道设置在相对运动面的密封面上。流道在运动面上会大大增加流道间串液的风险，降低产品的寿命。

发明内容

本发明提供一种旋切阀，主要改进了现有的旋切阀由原来的孔对槽的连接方式更改为孔对孔的连接方式，而且以更有效的密封接触方式，综合提高旋切阀的使用寿命。此外，还提供电机和光耦位置编码器的集成结构，提高可靠性。

本发明的技术方案为一种长寿命结构的旋切阀，其包括：具有多个通道的阀体；通过螺纹压盖与所述阀体固定连接的阀头外壳；设置在所述阀头外壳内的阀芯底座；以及设置在所述阀芯底座与所述阀体之间的阀芯，其中，该阀芯包括朝向相反的第一接触面和第二接触面，该第一接触面与所述阀体的位于所述阀头外壳内的底面密封接触，所述第二接触面与阀芯底座的支撑面密封接触，并且其中，从所述的阀芯的第二接触面向内形成连接槽，以在所述的阀芯旋转到与所述的阀体的至少两个通道的配合位置时，该连接槽使所述的至少两个通道联通。

进一步，所述的阀芯包括：从所述的第一接触面贯穿到所述的第二接触面的第一通孔和第二通孔，其中所述的连接槽在第二接触面下联通所述的第一通孔和所述的第二通孔。

进一步，所述的阀体包括一个中孔通道和多个侧孔通道；位于所述的阀芯底座的所述阀芯的第一通孔与所述的中孔通道保持联通；在所述的阀芯绕第一通孔的孔轴线转动时，允许所述的第二通孔跟随转动到所述的多个侧孔通道的其中一个侧孔通道下，使得所述的第二通孔与所述的侧孔通道联通。

进一步，所述的阀芯包括：设置在所述的第一通孔的四周的圆环槽。

进一步，所述的阀芯包括至少一个设置在阀芯侧部的外侧面，以及至少成形在所述的外侧面与所述的第二接触面之间的外圆角；所述的阀芯底座包括用于接纳所述的阀芯的凹腔，该凹腔的角落设有内凹角，该凹腔的侧部设有内侧面以配合所述的阀芯的外侧面。

进一步，所述的长寿命结构的旋切阀还包括：设置在所述的阀头外壳的底壁上的轴承；设置在所述的轴承上的弹簧；其中，所述的阀芯底座成形为阶梯轴，以允许所述的轴承和弹簧套在轴上，并且使该弹簧在阀芯底座的轴肩和轴承之间处于压缩状态，使得阀芯底座将所述的阀芯压到所述的阀体，以使得所述的阀芯的第一接触面与所述阀体密封接触，所述的阀芯的第二接触面与阀芯底座的支撑面密封接触。进一步，所述的长寿命结构的旋切阀还包括：与所述的阀芯底座连接的电机，用于带动阀芯底座旋转；与所述的电机电气连接的驱动控制模块。

进一步，所述的长寿命结构的旋切阀还包括：与所述的阀头外壳固定连接的中空的支架，该支架支撑所述的电机；与所述的阀芯底座的末端的凸部固定连接的转接轴，该转接轴固定连接所述的电机的输出轴。

进一步，所述的长寿命结构的旋切阀还包括：与所述的阀芯底座转动关联的至少一个光耦挡片；具有光耦传感器的光耦集成件，该光耦传感器与所述的至少一个光耦挡片耦合；通过光耦固定轴支撑所述的光耦集成件的光耦盖板。

进一步，所述的阀体包括一个中孔通道和多个沿圆周均布的侧孔通道，并且以在所述的阀芯旋转到与所述的阀体的中心通道及至少一个侧孔通道的配合位置时，所述的连接槽使所述的中心通道与所述的至少一个通道联通；所述的至少一个光耦挡片包括计数光耦挡片和零位光耦挡片，所述的计数光耦挡片包括沿圆周均布的光栅缺口，其中光栅缺口的角度位置与侧孔通道的角度位置匹配。

本发明的有益效果为：

阀芯的第二接触表面(即流道面)设置在阀芯与阀体相对运动面的反面(非运动面)，减少运动面的液体流通，降低了各流道间串液风险，更提高了旋切阀寿命；电机和光耦位置编码器的集成结构，提高可靠性。

附图说明

图1所示为根据本发明的旋切阀的剖视图。

图2所示为根据本发明的旋切阀的阀芯的立体图。

图3所示为沿图2所示的阀芯的剖面线的剖视图。

图4所示为根据本发明的旋切阀的阀体和阀芯的内部通道的联通示意图。

图5所示为根据本发明的旋切阀的主要部件的分解图。

图6所示为根据本发明的旋切阀的整体立体图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

参照图1、图5和图6，在一些实施例中，根据本发明的旋切阀包括阀体1、阀头外壳3、阀芯底座10和阀芯9。根据本发明的旋切阀还可以包括螺纹压盖2、光耦集成件4、光耦盖板5、光耦固定轴6、电机7、驱动控制模块8、弹簧11、轴承12、计数光耦挡片13、零位光耦挡片14、支架15、转接轴16。

在一些实施例中，具有多个通道的阀体1通过螺纹压盖2与阀头外壳3以螺纹方式固定连接。阀芯底座10设置在所述阀头外壳3内，阀芯9设置在所述阀芯底座10与所述阀体1之间。阀芯9具有朝向相反的第一接触面97(如图示为阀芯9的顶面)和第二接触面98(如图示为阀芯9的底面)。第一接触面97与所述阀体1的位于所述阀头外壳3内的底面密封接触，第二接触面98与阀芯底座10的支撑面密封接触。从阀芯9的第二接触面98向内形成连接槽93。

参照图2和图3，在一个实施例中，阀芯9包括第一通孔91、第二通孔92和横向连接第一通孔91和第二通孔92的连接槽93。如图3所示，第一通孔91和第二通孔92从第一接触面97贯穿到第二接触面98。在加工形成连接槽93时，使连接槽93在第二接触面98下联通第一通孔91和第二通孔92。参照图4和图5，阀体1包括一个中孔通道101和多个绕中孔通道101在周向均布的侧孔通道102。

在本实施例中，阀头外壳3成形为大体上“L型”截面的套筒，阀芯底座10成形为具有多个轴肩的大体上“T型”截面的阶梯轴(如图5所示)，使得弹簧11和轴承12可以套在阀芯底座10的轴身外并且容纳在阀头外壳3内。轴承12放置在阀头外壳3的底壁上，弹簧11设置在轴承12上并且位于阀芯底座10的宽轴肩和轴承12的上表面之间。弹簧11处于压缩状态，提供合适的力使得阀芯底座10将阀芯9压到阀体1，但阀芯底座10在弹簧11的压缩下也可以转动不卡。在弹簧11力作用下，阀芯9的第一接触面97与阀体1密封接触，第二接触面98与阀芯底座10的支撑面密封接触。所述弹簧11可以是蝶形压缩弹簧11。所述轴承12可以是推力球轴承12。

参照图4，位于阀芯底座10的阀芯9的第一通孔91与阀体1的中孔通道101保持联通。在阀芯9绕第一通孔91的孔轴线转动时，允许第二通孔92跟随转动到多个侧孔通道102的其中一个侧孔通道102下，使得第二通孔92与侧孔通道102联通。

本领域技术人员可以理解到，根据本发明的旋切阀做了优化，把阀芯9上的连接槽93(或者流道面)不设计在与阀体1接触的表面，而是设计在不进行相对运动的第二接触面98(相对静止面)。由于阀芯9的第二接触面98与阀芯底座10之间不进行相对运动，所以减少了液体在密封面的流通，降低了各流道间串液的风险，提高了旋切阀的寿命。根据本发明的旋切阀的连接方式由现有技术的在运动面进行的孔对槽的连接更改为在相反面的孔对孔的沟通连接，使得对密封可靠性有更好的保障。

此外，阀芯9还在第一通孔91的四周设有圆环槽94。该圆环槽94可以容纳密封元件，其本身也可以作为密封辅助结构，从而更加降低了各流道间串液的风险。

参照图2和图5，在一实施例中，阀芯9包括设置在阀芯9侧部的一对平行的外侧面95，以及至少成形在外侧面95与第二接触面98之间的外圆角96。阀芯底座10包括用于接纳阀芯9的凹腔，该凹腔的角落设有内凹角104。该凹腔的侧部设有内侧面105以配合阀芯9的外侧面95。本实施例中，圆角和凹角可以方便安装。

继续参照图5，支架15与阀头外壳3固定连接，用于支撑电机7。阀芯底座10的末端的凸部106与转接轴16固定连接，该转接轴16还固定连接电机7的输出轴。优选地，阀芯底座10的凸部106的厚度达到阀芯底座10轴直径的三分一，转接轴16设有配合该凸部106的凹部(如图5)，使得转动的传动结构更结实可靠，使得旋切阀的使用寿命更长。优选地，所述电机7可以是集成减速器的电机7，优选是减速步进电机7。

在本实施例中，转接轴16也可以成形为阶梯轴，用于同轴地安装计数光耦挡片13和零位光耦挡片14。光耦集成件4具有光耦传感器，该光耦传感器与至少一个光耦挡片耦合。光耦盖板5通过光耦固定轴6支撑光耦集成件4。

在一个实施例中，多个侧孔通道102沿圆周均布，并且以在阀芯9旋转到与阀体1的中心通道及至少一个侧孔通道102的配合位置时，连接槽93使中心通道与至少一个通道联通。因此计数光耦挡片13包括沿圆周均布的光栅缺口，其中光栅缺口的角度位置与侧孔通道102的角度位置匹配。光栅缺口的数量也可以等于侧孔通道102的数量，如图5所示，这样可以简化电机7控制算法。

根据本发明的旋切阀工作时，与电机7电气连接的驱动控制模块8发出指令，使减速步进电机7旋转，进而通过转接轴16带动阀芯底座10，由于阀芯9卡合固定在阀芯底座10上，此时阀芯9随着电机7旋转与阀体1形成相对运动，即可切换不同液路流道，实现不同流道的切换。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种长寿命结构的旋切阀，其特征在于，包括：

具有多个通道的阀体(1)；

通过螺纹压盖(2)与所述阀体(1)固定连接的阀头外壳(3)；

设置在所述阀头外壳(3)内的阀芯底座(10)；以及

设置在所述阀芯底座(10)与所述阀体(1)之间的阀芯(9)，

其中，该阀芯(9)包括朝向相反的第一接触面(97)和第二接触面(98)，该第一接触面(97)与所述阀体(1)的位于所述阀头外壳(3)内的底面密封接触，所述第二接触面(98)与阀芯底座(10)的支撑面密封接触，

并且其中，从所述的阀芯(9)的第二接触面(98)向内形成连接槽(93)，以在所述的阀芯(9)旋转到与所述的阀体(1)的至少两个通道的配合位置时，该连接槽(93)使所述的至少两个通道联通。

2.根据权利要求1所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于，所述的阀芯(9)包括：

从所述的第一接触面(97)贯穿到所述的第二接触面(98)的第一通孔(91)和第二通孔(92)，其中所述的连接槽(93)在第二接触面(98)下联通所述的第一通孔(91)和所述的第二通孔(92)。

3.根据权利要求2所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于：

所述的阀体(1)包括一个中孔通道(101)和多个侧孔通道(102)；

位于所述的阀芯底座(10)的所述阀芯(9)的第一通孔(91)与所述的中孔通道(101)保持联通；

在所述的阀芯(9)绕第一通孔(91)的孔轴线转动时，允许所述的第二通孔(92)跟随转动到所述的多个侧孔通道(102)的其中一个侧孔通道(102)下，使得所述的第二通孔(92)与所述的侧孔通道(102)联通。

4.根据权利要求2所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于，所述的阀芯(9)包括：

设置在所述的第一通孔(91)的四周的圆环槽(94)。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于：

所述的阀芯(9)包括至少一个设置在阀芯(9)侧部的外侧面(95)，以及至少成形在所述的外侧面(95)与所述的第二接触面(98)之间的外圆角(96)；

所述的阀芯底座(10)包括用于接纳所述的阀芯(9)的凹腔，该凹腔的角落设有内凹角(104)，该凹腔的侧部设有内侧面(105)以配合所述的阀芯(9)的外侧面(95)。

6.根据权利要求1所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于，还包括：

设置在所述的阀头外壳(3)的底壁上的轴承(12)；

设置在所述的轴承(12)上的弹簧(11)；

其中，所述的阀芯底座(10)成形为阶梯轴，以允许所述的轴承(12)和弹簧(11)套在轴上，并且使该弹簧(11)在阀芯底座(10)的轴肩和轴承(12)之间处于压缩状态，使得阀芯底座(10)将所述的阀芯(9)压到所述的阀体(1)，以使得所述的阀芯(9)的第一接触面(97)与所述阀体(1)密封接触，所述的阀芯(9)的第二接触面(98)与阀芯底座(10)的支撑面密封接触。

7.根据权利要求1所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于，还包括：

与所述的阀芯底座(10)连接的电机(7)，用于带动阀芯底座(10)旋转；

与所述的电机(7)电气连接的驱动控制模块(8)。

8.根据权利要求7所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于，还包括：

与所述的阀头外壳(3)固定连接的中空的支架(15)，该支架(15)支撑所述的电机(7)；

与所述的阀芯底座(10)的末端的凸部(106)固定连接的转接轴(16)，该转接轴(16)固定连接所述的电机(7)的输出轴。

9.根据权利要求1所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于还包括：

与所述的阀芯底座(10)转动关联的至少一个光耦挡片；

具有光耦传感器的光耦集成件(4)，该光耦传感器与所述的至少一个光耦挡片耦合；

通过光耦固定轴(6)支撑所述的光耦集成件(4)的光耦盖板(5)。

10.根据权利要求9所述的长寿命结构的旋切阀，其特征在于：

所述的阀体(1)包括一个中孔通道(101)和多个沿圆周均布的侧孔通道(102)，并且以在所述的阀芯(9)旋转到与所述的阀体(1)的中心通道及至少一个侧孔通道(102)的配合位置时，所述的连接槽(93)使所述的中心通道与所述的至少一个通道联通；

所述的至少一个光耦挡片包括计数光耦挡片(13)和零位光耦挡片(14)，

所述的计数光耦挡片(13)包括沿圆周均布的光栅缺口，其中光栅缺口的角度位置与侧孔通道(102)的角度位置匹配。

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