CN113552378B - 一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置，该选通阀包括阀体、凸轮转子以及弹簧柱塞；所述阀体包括上阀体、中阀体；在上阀体的底端面中间隔设置有N个独立通道，N个独立通道处于同一圆周上；中阀体设置有N个柱塞安装孔，以和所述N个独立通道相对应；N≥2；所述凸轮转子包括凸轮部和转轴部，所述凸轮部包括平面部分和凹槽部分；在每一所述柱塞安装孔中均穿套有所述弹簧柱塞，所述弹簧柱塞的一端用于依靠弹簧弹力作用抵靠在独立通道的端面，另一端用于抵靠在凸轮转子的凸轮部上。本柱塞式选通阀采用凸轮运动的方式对多个通道进行开关控制，结构设计巧妙，制作难度和生产成本较低，能够确保精密测量过程中试样零污染。

Description

一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置

技术领域

本发明涉及阀体，具体涉及一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置。

背景技术

在海洋监测应用中，用于水下测量水体时控制进出试样部件一般为选通阀。在水体测量过程中，一方面为保证测量结果的精确应该尽量减少试样流通过程中造成的误差，一方面要保证测量仪器在水下工作的安全性，另一方面还需要保证仪器维护时的便利性。

目前市场上有很多种类型的选通阀，常见的有两种，电磁阀和机械式的多通道选通阀。由于电磁阀的可选通道较少且相对于机械式选通阀对特定仪器的适配难度较高，因此在控制试样种类较多时，机械式的多通道选通阀的应用频率较高。但市场上这种多通道选通阀大多存在四种问题：①由于通道开关设计问题，使得各个独立的通道最终都指向一个公共的通道，使得公共通道的污染在阀的使用过程中逐渐积累进而降低测量精度；②市场上的一些选通阀由于通道设计问题会存在阀体漏液问题，严重影响测量精度且污染所测量的水体的周边水域；③为了保证精确控制试样进出切保证阀内外良好的隔离性能，其制作难度大生产成本高，大多的单价在2000-3000元之间；④阀与泵适配应用时的安装要求较高。

发明内容

为了解决上述背景技术所存在的至少一种技术问题，本发明提供一种柱塞式选通阀及多通道试样选通送样一体化装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种柱塞式选通阀，包括阀体、凸轮转子以及弹簧柱塞；

所述阀体包括上阀体、与上阀体相连接安装的中阀体；在所述上阀体的底端面中间隔设置有N个独立通道，N个独立通道处于同一圆周上；所述中阀体设置有N个柱塞安装孔，以和所述N个独立通道相对应；所述N≥2；

所述凸轮转子包括凸轮部和转轴部，所述凸轮部包括平面部分和凹槽部分；

在每一所述柱塞安装孔中均安插有所述弹簧柱塞，所述弹簧柱塞的一端用于依靠弹簧弹力作用抵靠在独立通道的端面，另一端用于抵靠在凸轮转子的凸轮部上。

进一步地，所述阀体还包括与中阀体相连接安装的下阀体，所述下阀体设置有凸轮转子安装孔，在凸轮转子安装孔内安装有滚动轴承，所述凸轮转子的转轴部穿套在凸轮转子安装孔上的滚动轴承中。

进一步地，所述凸轮转子的转轴部为一阶梯轴，靠近凸轮部一端的直径最大。

进一步地，所述弹簧柱塞包括弹簧和柱塞；所述柱塞包括顶针部和轴部，顶针部的外形和凸轮部的凹槽部分外形相匹配；所述弹簧套设在轴部中，一端抵靠在顶针部的端面上，另一端抵靠在柱塞安装孔的内端面上。

第二方面，本发明实施例提供了一种多通道试样选通送样一体化装置，包括选通阀、泵体以及水密结构；

所述选通阀为如上所述的柱塞式选通阀，与泵体连接成一体；连接成一体后的选通阀和泵体安装在所述水密结构内。

进一步地，所述泵体包括活塞头、活塞杆以及套管，所述活塞头安装在套管内，活塞头和活塞杆相连接安装；所述套管的底部圆周侧面上设置有外螺纹；在所述上阀体中设置有泵体安装内螺纹孔，以和套管外螺纹连接。

进一步地，所述套管为耐酸碱腐蚀的硬质套管包括但不限于PEEK、玻璃套管。

进一步地，所述水密结构包括活塞盖、水密筒体以及转轴盖；

所述活塞盖下部分外侧圆柱面与水密筒体的上端筒壁通过O型圈静密封，中心处活塞孔与泵体的活塞杆通过唇形密封圈动密封；

所述转轴盖上部外侧圆柱面使用O型圈全与水密筒体的下端筒壁进行静密封，中心处转轴孔与凸轮转子连接的外部的动力模块之间使用唇形密封圈进行动密封。

进一步地，在所述水密筒体靠近活塞盖一端还设置有透明窗口，以观察活塞头的位置。

进一步地，在所述水密筒体中设置有N个孔，以和阀体的N个独立通道相适配使用。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

本实施例所提供的柱塞式选通阀采用凸轮运动的方式对通道进行开关控制结构设计巧妙，加工难度和生产成本较低，能够确保试样零污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的柱塞式选通阀的整体结构示意图；

图2为选通阀的剖视图；

图3为凸轮转子的整体结构示意图；

图4为弹簧柱塞的整体结构示意图；

图5为中阀体的整体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的多通道试样选通送样一体化装置的整体结构示意图；

图7为多通道试样选通送样一体化装置的剖视图；

图8为泵体的剖视图；

图9为水密结构的剖视图；

图中：

1、选通阀；11、上阀体；111、独立通道；112、泵体安装内螺纹孔；12、凸轮转子；121、凸轮部；1211、平面部分；1212、凹槽部分；122、转轴部；13、弹簧柱塞；131、弹簧；132、柱塞；1321、顶针部；1322、轴部；14、中阀体；141、柱塞安装孔；15、下阀体；

2、泵体；21、活塞头；22、活塞杆；23、套管；

3、水密结构；31、活塞盖；32、水密筒体；321、透明窗口；322、窗盖；33、转轴盖。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1：

参阅图1-2所示，本实施例提供的柱塞式选通阀1主要包括阀体、凸轮转子12以及弹簧柱塞13。

其中，该阀体包括上阀体11、与上阀体11相连接安装的中阀体14；在该上阀体11的底端面中间隔均匀设置有六个独立通道111，六个独立通道111处于同一圆周上；该六个独立通道11的出口延伸至上阀体11的圆周侧面上；如图5所示，该中阀体14设置有六个柱塞安装孔141，以和六个独立通道111相对应；当然，独立通道111的个数可以根据实际情况来进行设定，但应不少于两个。

如图3所示，该凸轮转子12包括凸轮部121和转轴部122，该凸轮部121包括平面部分1211和凹槽部分1212；如图4所示，该弹簧柱塞13则主要包括弹簧131和柱塞132。在每一柱塞安装孔141中均安插有该弹簧柱塞13，利用弹簧131的作用力使该弹簧柱塞13的一端抵靠在独立通道111中，另一端则抵靠在凸轮转子12的凸轮部121上。如此，当凸轮转子12按照设定的步数进行旋转时，安装在凸轮部121的弹簧柱塞13便以凸轮的形状进行上下间歇运动从而达到控制通道开关的目的，具体地，处于凸轮部平面部分1211的弹簧柱塞13则相对静止，弹簧131作为运动阻尼提供了柱塞132在静止时将其对应的独立通道111关闭的作用力，此作用力使柱塞上端挤压上阀体11上独立通道111的下端面，进而实现通道关闭，而当弹簧柱塞13运动(相对运动)到凸轮部的凹槽部分1212时，在弹簧131的作用力下，柱塞132就会离开其所对应的独立通道111，该独立通道111打开，打开时，试样便可以从上阀体11的单个独立通道111流入或者流出从而达到选择试样的目的，且由于在通道选择过程中并不需要使多种试样流经一个公共通道，从而可以确保试样零污染。

由此可见，本实施例所提供的多通道选通阀采用凸轮运动的方式对通道进行开关控制，结构设计巧妙，加工难度和生产成本较低，能够确保试样零污染。

作为本实施例的一种优选，该阀体1还包括与中阀体14相连接安装的下阀体15，该下阀体15设置有凸轮转子安装孔，并在凸轮转子安装孔内安装有滚动轴承，该凸轮转子12的转轴部122穿套在安装了滚动轴承的凸轮转子安装孔中。如此，通过设置有下阀体15来实现对凸轮转子12的支撑安装。优选地，该凸轮转子12的转轴部122为一阶梯轴，靠近凸轮部121的那一端直径最大，也就是说，凸轮转子12的转轴部122为上大下小的阶梯轴，如此，从而可以实现直接穿套在凸轮转子安装孔中。

具体地，如图4所示，该柱塞132包括顶针部1321和轴部1322，顶针部1321的外形和凸轮部的凹槽部分1212外形相匹配，为一圆锥台状；而该弹簧131套设在轴部1322中，一端抵靠在顶针部1321的端面上，另一端抵靠在柱塞安装孔141的内端面上，也就是说，该柱塞安装孔141呈阶梯轴孔状。

实施例2：

参阅图6-7所示，本实施例提供了一种多通道试样选通送样一体化装置，主要包括选通阀1、泵体2以及水密结构3。

其中，该选通阀采用实施例1所述的柱塞式选通阀，与泵体2连接成一体；连接成一体后的选通阀1和泵体2安装在该水密结构3内，从而可以保证阀在水下工作的安全性。

具体地，如图8所示，该泵体2包括活塞头21、活塞杆22以及套管23，该活塞头21以过盈配合的方式安装在套管23内，活塞头21和活塞杆22相连接安装；该套管23的底部圆周侧面上设置有外螺纹，而在该上阀体11中设置有泵体安装内螺纹孔112，以和套管螺纹连接。也就是说，整个选通阀1和泵体2之间是通过螺纹连接，以便于安装维修。优选地，该套管23为玻璃套管，以便于在调试或使用过程中观察活塞头21的位置。

如图9所示，该水密结构3包括活塞盖31、水密筒体32以及转轴盖33；该活塞盖31下部分外侧圆柱面与水密筒体32的上端筒壁通过O型圈静密封，中心处活塞孔与泵体2的活塞22杆通过唇形密封圈动密封；该转轴盖33上部外侧圆柱面使用O型圈与水密筒体32的下端筒壁进行静密封，中心处转轴孔与凸轮转子连接的外部的动力模块之间使用唇形密封圈进行动密封。此外，在该水密筒体32中还设置有透明窗口321，并在透明窗口中安装有窗盖322，以便于在调试或使用过程中，观察活塞头21的位置。在该水密筒体32中也同样设置有六个孔，以和阀体的六个个独立通道111相适配使用，在工作过程中使用接头或堵头对水密结构和通道进行密封。

本柱塞式试样选通送样一体化装置在具体应用时，外接两个动力模块，其中活塞杆伸出于水密结构上端用于与外接第一动力模块连接。下端的凸轮转子与外接的第二动力模块连接；外接的第二动力模块以设定的步数进行旋转从而控制凸轮使柱塞分别进行向上，向下的运动进而控制选定的某个通道打开并同时关闭其他所有通道；此时外接的第一动力模块以设定的步数控制阀泵一体上端的活塞杆运动设定的某个距离在多个通道中选择试样定量地吸入或者排除，再结合实施例1柱塞式选通阀的工作模式达到试样的选通送样目的。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种柱塞式选通阀，其特征在于，包括阀体、凸轮转子以及弹簧柱塞；

所述阀体包括上阀体、与上阀体相连接安装的中阀体；在所述上阀体的底端面中间隔设置有N个独立通道，N个独立通道处于同一圆周上；所述中阀体设置有N个柱塞安装孔，以和所述N个独立通道相对应；所述N≥2；

所述凸轮转子包括凸轮部和转轴部，所述凸轮部包括平面部分和凹槽部分；

在每一所述柱塞安装孔中均安插有所述弹簧柱塞，所述弹簧柱塞的一端用于依靠弹簧弹力作用抵靠在独立通道的端面，另一端用于抵靠在凸轮转子的凸轮部上；

所述阀体还包括与中阀体相连接安装的下阀体，所述下阀体设置有凸轮转子安装孔，在所述凸轮转子安装孔内安装有滚动轴承，所述凸轮转子的转轴部穿套在凸轮转子安装孔上的滚动轴承中；

所述弹簧柱塞包括弹簧和柱塞；所述柱塞包括顶针部和轴部，顶针部的外形和凸轮部的凹槽部分外形相匹配；所述弹簧套设在轴部中，一端抵靠在顶针部的端面上，另一端抵靠在中阀体上的柱塞安装孔的内端面上。

2.如权利要求1所述的柱塞式选通阀，其特征在于，所述凸轮转子的转轴部为一阶梯轴，靠近凸轮部一端的直径最大。

3.一种多通道试样选通送样一体化装置，其特征在于，包括选通阀、泵体以及水密结构；

所述选通阀为权利要求1所述的柱塞式选通阀，与泵体连接成一体；连接成一体后的选通阀和泵体安装在所述水密结构内。

4.如权利要求3所述的多通道试样选通送样一体化装置，其特征在于，所述泵体包括活塞头、活塞杆以及套管，所述活塞头安装在套管内，活塞头和活塞杆相连接安装；所述套管的底部圆周侧面上设置有外螺纹；在所述选通阀的上阀体中设置有泵体安装内螺纹孔，以和套管外螺纹连接。

5.如权利要求4所述的多通道试样选通送样一体化装置，其特征在于，所述套管为耐酸碱腐蚀的硬质套管，包括PEEK、玻璃套管。

6.如权利要求5所述的多通道试样选通送样一体化装置，其特征在于，所述水密结构包括活塞盖、水密筒体以及转轴盖；

所述活塞盖下部分外侧圆柱面与水密筒体的上端筒壁通过O型圈静密封，中心处活塞孔与泵体的活塞杆通过唇形密封圈动密封；

所述转轴盖上部外侧圆柱面使用O型圈全与水密筒体的下端筒壁进行静密封，中心处转轴孔与凸轮转子连接的外部的动力模块之间使用唇形密封圈进行动密封。

7.如权利要求6所述的多通道试样选通送样一体化装置，其特征在于，在所述水密筒体靠近活塞盖一端还设置有透明窗口，以观察活塞头的位置。

8.如权利要求6所述的多通道试样选通送样一体化装置，其特征在于，在所述水密筒体中设置有N个孔，以和阀体的N个独立通道相适配使用。