CN114263753A - 一种流量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制氧机技术领域，特别涉及一种流量调节装置，包括：电机，包括输出轴；设有通气口的阀座，设置于电机的一侧；开设有若干孔洞的通气板，设置于阀座内，以及若干堵气杆，分别间隙套置于每个所述孔洞内，堵气杆的底端设置有凸起部用于选择性的封堵孔洞；选位板，设置于阀座内，其中央中空设置，其底部设置有若干凸起，堵气杆的顶部与选位板的底部表面相抵；第一转动件，其中央中空设置，其顶部从阀座的顶部伸出并与输出轴联动，其底部与选位板固定连接，第一转动件与选位板同轴转动设置，以及一种采用上述流量调节装置的制氧机。本发明有效解决了现有技术中流量调节不能兼顾快速和精确的问题，能够高效提供给人们所需的氧流量。

Description

一种流量调节装置

技术领域

本发明涉及制氧机技术领域，特别涉及一种流量调节装置。

背景技术

吸氧可以用于纠正缺氧，提高动脉血氧分压和氧饱和度的水平，促进代谢。便携式制氧机就能够制备氧气，比如分子筛式制氧机，在加压时可将空气中的氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为合格的医用氧气以满足吸氧人群的需求。但是吸氧人群也分为多种，如生活于环境氧不足的人、消耗脑力太多的人、患缺氧性疾病的人等，即使同一类吸氧人群在不同时刻的需氧量也不同。

现如今通常在制氧机上设置有手动流量调节旋钮或者切换开关，用户可以根据自己的需氧量进行选择性操作，比如设置上3挡或者6挡，但当用户需氧量需要较为精确时，由于设置的档位有限，就难以满足要求。现有技术中常采用电控针阀式的流量调节阀，通过螺纹组件配合以实现微小精确调节，但当用户需要较大跨度调整档位时，针阀调节缓慢，难于即时达到用户的需氧量。因此，急需设计一种新的结构，既能够高效定位到流量值附近，又能够通过微调满足精确性的要求，以适应不同情境下人们需氧量的不同。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明提供了一种流量调节装置，通过控制堵气杆使通气板上的孔洞打开，快速定位到所需流量附近，再通过对某一堵气杆的微调，进而达到具体的目标流量。

本发明解决的技术问题采用的技术方案为：

在一方面，本发明提供了一种流量调节装置，包括：

电机，包括输出轴；及，

阀座，设置于电机的一侧，所述阀座包括至少两个通气口；及，

通气板，设置于阀座内且于阀座无相对位移，并将阀座分为两个空间，所述通气口在两个空间内均有设置，所述通气板上开设有若干孔洞；及，

若干堵气杆，设置于所述阀座内，分别间隙套置于每个所述孔洞内，所述堵气杆的底端设置有凸起部用于选择性的封堵孔洞；及，

选位板，设置于阀座内，其中央中空设置，其底部设置有若干凸起，所述堵气杆的顶部与所述选位板的底部表面相抵；及，

第一转动件，其中央中空设置，其顶部从所述阀座的顶部伸出并与所述输出轴联动，其底部与所述选位板固定连接，所述第一转动件与所述选位板同轴转动设置。

进一步地，还包括第二转动件，其间隙套置于第一传动件的中央，所述第二转动件的顶部从所述第一传动件的顶部伸出并与所述输出轴联动，所述第二转动件的底部从第一转动件的中央穿入并从所述选位板的底部中央伸出，所述第二转动件的底部伸出部分的外侧壁上开设有相互交叉设置的轴向槽和周向槽，所述轴向槽与所述堵气杆的中心轴向平行设置，所述周向槽围绕所述第二转动件的外侧壁螺旋设置，其中一个所述堵气杆的外侧壁上设置有限位柱，所述限位柱的悬空端在所述轴向槽或者所述周向槽内滑动设置。

进一步地，所述轴向槽和周向槽交叉设置。

进一步地，所述电机的数量为两个，两个所述电机分别带动第一转动件和第二转动件转动。

进一步地，还包括定向组件，所述定向组件包括转动环，所述转动环与所述输出轴联动，所述电机的数量为1个，所述转动环的底部设置有第一棘爪，顶部设置有第二棘爪，所述第一转动件的外周固定设置有第一内齿式棘轮与所述第一棘爪相配合，所述第二转动件的外周固定设置有第二内齿式棘轮与所述第二棘爪相配合，所述第一棘爪与所述第二棘爪的朝向相反。

进一步地，所述第一内齿式棘轮和所述第二内齿式棘轮的内齿轮均采用非对称齿型，所述第一内齿式棘轮的内齿轮的齿尖和所述第二内齿式棘轮的内齿轮的齿尖朝向相反。

进一步地，所述转动环与第二转动件的外侧壁之间通过轴承转动连接。

进一步地，所述通气板的外沿与所述阀座的内侧壁之间设置有密封件或者密封固定连接；

和/或者，所述选位板的外沿与所述阀座的内侧壁之间设置有密封件；

和/或者，所述第二转动件与所述选位板之间、或所述第二转动件与所述第一转动件之间设置有密封件。

进一步地，所述转动环的外侧设置有外齿轮，所述输出轴上设置有与其同轴转动的第一齿轮，所述外齿轮与所述第一齿轮相啮合。

进一步地，所述堵气杆与所述通气板之间或者所述堵气杆与所述阀座的内侧壁之间设置有弹性件，所述弹性件给予所述堵气杆一个始终封堵所述通气板上的孔洞的趋势。

在另一方面，本发明还提供了一种制氧机，在制氧机中给用户提供氧气输送的管道内使用如上所述的流量调节装置。

本发明具有以下有益效果：本发明可以通过电机带动第一、二转动件转动，并进而带动选位板转动控制堵气杆对通气板上的孔洞的封堵，通过对堵气杆的控制方式的区别，分别通过选位板上设置的凸起使得堵气杆直接定位到所需要的目标流量附近，然后通过电机、第二转动件和某个堵气杆的联动，在目标流量附近继续进行微调，相比于现有技术中不能兼顾精度和响应实效的缺点，本发明实现了快速定位的目标，并且兼顾了通过微调确保精度的准确性，且结构简单，自动调节，可实现的档位数量多，能够根据需要，对不同情境下的人们提供不同的氧气流量，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明所提供实施例流量调节装置的整体结构示意图；

图2是图1的内部结构示意图；

图3是图2中堵气杆的放大结构示意图；

图4是转动环和第一、二棘爪的组合结构示意图；

图5是转动环和第二棘爪的组合结构示意图；

图6是第一内齿式棘轮的立体结构示意图；

图7是第二内齿式棘轮的立体结构示意图。

图中，10、电机 20、阀座 21、通气口 30、通气板 40、堵气杆 41、限位柱 50、选位板 60、第一转动件 61、第一内齿式棘轮 70、第二转动件 71、第二内齿式棘轮 80、转动环81、第一棘爪 82、第二棘爪 101、第一齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例：

如图1～7所示，本发明所述的一种流量调节装置，包括：

电机10，包括输出轴，用作流量调节装置的驱动，可以是多种形式的电机，具体可以是采用步进电机；及阀座20，设置于电机10的一侧，所述阀座20包括至少两个通气口21，用于气体的进入和流出；及通气板30，设置于阀座20内，且与阀座20无相对位移，并将阀座20在内部分为两个空间，所述通气口21在两个空间内均有设置，一侧的通气口21用于进气，另一侧的用于出气；所述通气板30上开设有若干孔洞，孔洞用于连通通气板30的两侧的两个空间，孔洞与堵气杆40一一对应，堵气杆40分别间隙套置于每个所述孔洞内，堵气杆40用于封堵其所在的孔洞。

如图3所示，堵气杆40用于封堵孔洞的结构设置可以是多种的，其中一种可以是在其底端设置有凸起部，用于封堵孔洞，凸起的形状可以有多种，只要大于孔洞的通气截面即可。

所述堵气杆40的顶端与选位板50的底部表面相抵，选位板50转动，两者之间会产生摩擦。所述选位板50设置于阀座20内，其中央中空设置，底部设置有若干凸起。随着选位板50的转动，其上的若干凸起选择性的与堵气杆40相抵，凸起推动堵气杆40移动，而通气板30上的孔洞可以保证堵气杆40只能轴向移动，进而使所述堵气杆40底端的锥形面凸起部离开孔洞表面的锥形凹槽，则孔洞打开，气体从进气口一侧进入到出气口一侧。为了使堵气杆40可以顺利地从与选位板50的平整的表面相抵过渡到与凸起相抵，选位板50底部上的凸起与底部表面之间可以设置为过渡的斜面。

还包括第一转动件60，其中央中空设置，其顶部从阀座20的顶部伸出并与所述电机10的输出轴联动，底部与选位板50固定连接。第一转动件60与选位板50可以是一体成型，也可以为了便于拆装，采用螺纹连接等可拆卸的方式使两者结合在一起，在电机10输出轴的带动下两者同轴转动。及第二转动件70，如图2所示，其间隙套置于第一传动件60的中央，顶部从第一传动件60的顶部伸出并与所述输出轴联动，底部从第一转动件60的中央穿入并从选位板50的底部中央伸出。第二转动件70的底部伸出部分的外侧壁上开设有轴向槽和周向槽，轴向槽与堵气杆40的中心轴向平行设置，周向槽围绕第二转动件70的外侧壁螺旋设置，所述轴向槽和周向槽交叉设置，其中一个所述堵气杆40的外侧壁上设置有限位柱41，所述限位柱41的悬空端在所述轴向槽或者所述周向槽内滑动设置，这样，当限位柱41在第二转动件70的周向槽转动时，因为是螺旋形状设置，且堵气杆40不会发生轴向的转动，所以限位柱41会沿着周向槽滑动，当周向槽随着第二转动件70的转动而转动时，限位柱41就会带动堵气杆40发生相对于第二转动件70的轴向运动，运动的方向与堵气杆40的中心轴向相平行。

本发明可以通过电机10带动第一、二转动件转动，并进而带动选位板50转动控制堵气杆40对通气板30上的孔洞的封堵，通过对堵气杆40的控制方式的区别，分别通过选位板50上设置的凸起使得堵气杆40直接定位到所需要的目标流量附近，因为，堵气杆40所在的孔洞是数个，相当于可以把总流量分成若干个大区间进行选择，这样可以快速定位到目标流量的所在区间，然后通过电机10、第二转动件70和某个堵气杆40的联动，在目标流量附近继续进行微调，即先达到目标流量所在的大区间，然后再通过螺旋状的周向槽实现某单个堵气杆40在通气板30上的微微移动，该区间内不断地逼近目标流量，相比于现有技术中不能兼顾高精度和快速响应的缺点，本发明实现了快速定位并且能通过微调确保精度，且结构简单，通过电机带动实现自动调节，可实现的档位数量多，能够根据需要，对不同情境下的人们提供不同的氧气流量，具有良好的应用前景。

在一个具体的实施例中，包括两个电机10(图中未示出)，其中一个电机10通过输出轴带动第一转动件60转动，因第一转动件60与选位板50固定连接，也即带动选位板50转动，通过控制转动的角度使选位板50上的不同位置和不同数量的凸起与堵气杆40相抵，进而使堵气杆40在不同的转动角度下打开通气板30上的不同位置和不同数量的孔洞，快速定位到所需流量附近，实现流量的粗调。另一个电机10通过输出轴带动第二转动件70转动，其中一个堵气杆40的外侧壁上设置有限位柱41，限位柱41在第二转动件70的轴向槽或周向槽内滑动，并可以通过交叉点在轴向槽、周向槽间相互切换。随着第二转动件的转动，限位柱41在第二转动件70的周向槽上滑动，从而使带有限位柱41的堵气杆40在通气板30的孔洞中细微移动，使该堵气杆40的锥形面凸起部与孔洞表面的凹槽间打开缝隙，实现流量的细调。第一转动件和第二转动件的配合就像游标卡尺的主尺和游标，可以高效精确地调节到所需流量。

轴向槽的作用是，能够使带有限位柱41的堵气杆40也可以参与到粗调中。当需要微调时，限位柱41可以从轴向槽移位到周向槽中。

在另一个实施例中，电机10可以是只有1个，并利用这一个电机10进行粗调和微调的控制，这样使得整个阀体具有更加简单的结构。

比如，可以是还包括定向组件，用于选定是进行粗调还是进行微调，定向组件可以是包括转动环80，转动环80与电机10的输出轴联动，联动的方式可以优选为齿轮传动。为了实现对粗调和微调的分别控制，就需要电机10既能控制选位板50的转动，也能控制第二转动件70的转动，所以，可以采用的结构为，转动环80的底部设置有第一棘爪81，顶部设置有第二棘爪82，如图4所示，所述第一转动件60的外周设置有第一内齿式棘轮61与所述第一棘爪81相配合，所述第二转动件70的外周设置有第二内齿式棘轮71与所述第二棘爪82相配合，实现棘轮棘爪的结构组合；所述第一棘爪81与所述第二棘爪82的朝向相反，当转动环80带动第一、二棘爪转动时，如果第一棘爪81与第一内齿式棘轮61配合并带动第一内齿式棘轮61转动同步转动的话，则第二棘爪82就不会带动第二内齿式棘轮71转动。当电机10转动方向相反时，则就是第一内齿式棘轮61不动，第二内齿式棘轮71转动，这样就实现了，在电机10正转和反转时，控制的部件的转动不同。

即，可以是，如图4～图7所示，当电机10正转时，第一棘爪81带动第一内齿式棘轮61转动，并进而带动第一转动件60转动，从而实现选位板50的转动。进而选位板50上的凸起可以控制堵气杆40在特定转动角度时的移动情况，实现对流量调节装置在外部主控部件内的程序内设置好的某个流量值所在的区间，实现粗调。

然后电机10反转，第一棘爪81不再带动第一内齿式棘轮61转动(两者离合)，而是第二棘爪82带动第二内齿式棘轮71转动，并进而带动第二转动件70转动，周向槽也随之转动，限位柱41在周向槽内滑动，并实现对限位柱41所在堵气杆40的轴向位移的带动，该堵气杆40在其所在的通气板30的孔洞内沿其自身中心轴方向向上或者向下移动，实现对单个孔洞的通气的微调整。

为了能够使得棘爪和棘轮组合配合的效果更好，比如共同转动时，配合更牢固，不共同转动时，相互之间几乎无影响。在一个实施例中，第一、二内齿式棘轮的内齿轮均采用非对称齿形，可以是不对称梯形、不对称三角形、不对称圆弧形等。如图6所示，位于转动环80底部的第一内齿式棘轮61在俯视下齿尖顺时针朝向，如图7所示，位于转动环80顶部的第二内齿式棘轮71齿尖在仰视下也是顺时针朝向，即所述两内齿式棘轮齿尖朝向相反放置，与其各自相配合两棘爪也是朝向相反放置，上下以镜面对称的形式构成。

因为第二转动件70是依次从第一转动件60的中心和从转动环80的中心穿出，这样才能保证转动环80的一侧与第二转动件70具有可联动之处，同时转动环80的另一面可以与第一转动件60具有可联动之处，所以，转动环80与第二转动件70之间具有摩擦，为了减少摩擦，增加整个装置的使用寿命，在一个实施例中，具体可以是，转动环80与第二转动件70的外侧壁之间通过轴承转动连接。

为了保证气体只能通过通气板30上的孔洞在阀座20内部流通，在通气板30的外沿与阀座20的内侧壁之间设置有密封件或者密封固定连接。为了使气体只能通过阀座20上的通气口21进出，在选位板50的外沿与阀座20的内侧壁之间，和/或者在第二转动件70与选位板50之间、或第二转动件70与第一转动件60之间，设置有密封件或者密封设置，能够确保流量调节的精度，具体地，密封件可以是围绕在选位板50的外周与阀座20内侧壁之间和/或者通气板30的外周与阀座20内侧壁之间的橡胶圈。

为了使堵气杆40能够始终封堵孔洞，还包括弹性件，弹性件可以是弹性片、压缩弹簧或者拉伸弹簧，弹性件选用拉伸弹簧则设置在选位板50与通气板30之间，反之选用压缩弹簧则设置在通气板30背离选位板的一侧与阀座20的内侧壁之间，保证弹力给予堵气杆40一个始终封堵通气板30上的孔洞的运动趋势。

上述流量调节装置可以用于制氧机中，所以本发明还提供了一种制氧机，制氧机中使用如上所述各个实施例中任一实施例或者多个实施例结合的流量调节装置，在制氧机给用户供氧的输氧通道处，通过设置该流量调节装置，控制给用户供氧的量，通过制氧机内部的控制系统内预设程序，并跟随用户的需求，进行自动的调节，并且在用户的需氧量变化时，通过本发明所提供的流量控制装置，能够快速并且准确的给出反馈并调节到用户真实所需的供氧量，使得吸氧人群能够根据需要，高效便捷地调节到所需档位，同时也能够满足精度的要求，大大提高了用户的使用体验。可以满足更多样化的需求，具有良好的应用前景。

以上所述为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书以及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内，在不产生冲突的情况下，上述实施例中的多个实施例可以相互搭配。

Claims (11)

1.一种流量调节装置，其特征在于：包括，

电机，包括输出轴；及，

阀座，设置于电机的一侧，所述阀座包括至少两个通气口；及，

通气板，设置于阀座内且于阀座无相对位移，并将阀座分为两个空间，所述通气口在两个空间内均有设置，所述通气板上开设有若干孔洞；及，

若干堵气杆，设置于所述阀座内，分别间隙套置于每个所述孔洞内，所述堵气杆的底端设置有凸起部用于选择性的封堵孔洞；及，

选位板，设置于阀座内，其中央中空设置，其底部设置有若干凸起，所述堵气杆的顶部与所述选位板的底部表面相抵；及，

第一转动件，其中央中空设置，其顶部从所述阀座的顶部伸出并与所述输出轴联动，其底部与所述选位板固定连接，所述第一转动件与所述选位板同轴转动设置。

2.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于：还包括第二转动件，其间隙套置于第一传动件的中央，所述第二转动件的顶部从所述第一传动件的顶部伸出并与所述输出轴联动，所述第二转动件的底部从第一转动件的中央穿入并从所述选位板的底部中央伸出，所述第二转动件的底部伸出部分的外侧壁上开设有相互交叉设置的轴向槽和周向槽，所述轴向槽与所述堵气杆的中心轴向平行设置，所述周向槽围绕所述第二转动件的外侧壁螺旋设置，其中一个所述堵气杆的外侧壁上设置有限位柱，所述限位柱的悬空端在所述轴向槽或者所述周向槽内滑动设置。

3.根据权利要求2所述的流量调节装置，其特征在于：所述轴向槽和周向槽交叉设置。

4.根据权利要求3所述的流量调节装置，其特征在于：所述电机的数量为两个，两个所述电机分别带动第一转动件和第二转动件转动。

5.根据权利要求3所述的流量调节装置，其特征在于：还包括定向组件，所述定向组件包括转动环，所述转动环与所述输出轴联动，所述电机的数量为1个，所述转动环的底部设置有第一棘爪，顶部设置有第二棘爪，所述第一转动件的外周固定设置有第一内齿式棘轮与所述第一棘爪相配合，所述第二转动件的外周固定设置有第二内齿式棘轮与所述第二棘爪相配合，所述第一棘爪与所述第二棘爪的朝向相反。

6.根据权利要求5所述的流量调节装置，其特征在于：所述第一内齿式棘轮和所述第二内齿式棘轮的内齿轮均采用非对称齿型，所述第一内齿式棘轮的内齿轮的齿尖和所述第二内齿式棘轮的内齿轮的齿尖朝向相反。

7.根据权利要求6所述的流量调节装置，其特征在于：所述转动环与第二转动件的外侧壁之间通过轴承转动连接。

8.根据权利要求6所述的流量调节装置，其特征在于：所述通气板的外沿与所述阀座的内侧壁之间设置有密封件或者密封固定连接；

和/或者，所述选位板的外沿与所述阀座的内侧壁之间设置有密封件；

和/或者，所述第二转动件与所述选位板之间、或所述第二转动件与所述第一转动件之间设置有密封件。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的流量调节装置，其特征在于：所述转动环的外侧设置有外齿轮，所述输出轴上设置有与其同轴转动的第一齿轮，所述外齿轮与所述第一齿轮相啮合。

10.根据权利要求5～8中任一项所述的流量调节装置，其特征在于：所述堵气杆与所述通气板之间或者所述堵气杆与所述阀座的内侧壁之间设置有弹性件，所述弹性件给予所述堵气杆一个始终封堵所述通气板上的孔洞的趋势。

11.一种制氧机，其特征在于：在制氧机中给用户提供氧气输送的管道内使用如权利要求1～8或9中任一项所述的流量调节装置。

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