CN115839433A - 一种高精度流量比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀技术领域，特别是涉及一种高精度流量比例阀。高精度流量比例阀包括动铁、静铁、线圈以及壳体，壳体上设有安装通孔以及均与安装通孔连通的进气孔和出气孔；安装通孔的内壁上设有第一内螺纹，静铁上设有与第一内螺纹适配的第一外螺纹，静铁通过螺纹连接的第一内螺纹和第一外螺纹安装在安装通孔中；线圈安装在安装通孔中，动铁和静铁均插接在线圈的内孔中；进气孔的内壁上设有朝向动铁延伸的环形凸出部，动铁远离环形凸出部的一端与静铁之间形成有调节间隙。本发明中，通过转动静铁可以调节静铁和动铁之间的距离，避免了动铁和静铁因尺寸误差、安装误差等原因造成调节间隙的偏差，提高了该高精度流量比例阀的精度。

Description

一种高精度流量比例阀

技术领域

本发明属于阀技术领域，特别是涉及一种高精度流量比例阀。

背景技术

呼吸机是一种辅助通气装置，它将吸气管和呼气管同时连接在患者端，患者从吸气管吸取气体，再通过呼气管排出气体。呼吸机在使用的过程中，需要对患者进行机械通气，呼吸机可自带压缩机或者高压的气源，高压气体在流入吸气管之间，需要气体的流量调节，以使得吸气管输入到患者端的气体的流量在合适的范围内。

流量比例阀是一种精细的流量控制阀，其通过改变电流的大小以调节阀芯的开度，从而达到所需流量的效果。流量比例阀需要控制的因素很多，最终目标是电流与流量的关系，其中，流量与阀芯开度有关，阀芯开度与电磁力、弹性力等有关，电磁力与电流、动静磁铁的间隙有关；因此，需要流量比例阀的各个参数协调才能得到有效控制其流量。

现有技术中，由于流量比例阀各个部件因为加工的误差、装配的误差等工艺问题，导致流量比例阀各个参数之间的协调有差异，从而导致流量比例阀流量调节的波动比较大、流量精度不高。

发明内容

本发明针对现有技术中流量比例阀的流量调节的精度低的技术问题，提供了一种高精度流量比例阀。

鉴于以上技术问题，本发明实施例提供一种高精度流量比例阀，包括动铁、静铁、线圈以及壳体，所述壳体上设有安装通孔以及均与所述安装通孔连通的进气孔和出气孔；

所述安装通孔的内壁上设有第一内螺纹，所述静铁上设有与所述第一内螺纹适配的第一外螺纹，所述静铁通过螺纹连接的所述第一内螺纹和所述第一外螺纹安装在所述安装通孔中；

所述线圈安装在所述安装通孔中，所述动铁和所述静铁均插接在所述线圈的内孔中；所述进气孔的内壁上设有朝向所述动铁延伸的环形凸出部，所述动铁远离所述环形凸出部的一端与所述静铁之间形成有调节间隙；所述静铁用于调节所述线圈没有通电时所述调节间隙的开度大小。

可选地，所述高精度流量比例阀还包括弹性件和设有第二外螺纹的调节件；所述静铁上还设有第一通孔，所述第一通孔的内壁上设有与所述第二外螺纹适配的第二内螺纹；所述调节件通过螺纹连接的所述第二内螺纹和所述第二外螺纹插入所述第一通孔中，所述弹性件的相对两端分别与所述动铁和所述调节件；所述调节件用于调节所述弹性件的预紧力。

可选地，所述动铁远离所述环形凸出部的一端设有插接槽，所述弹性件远离所述调节件的一端插接在所述插接槽中。

可选地，所述动铁远离所述环形凸出部的一端设有环形插接部，所述静铁朝向所述动铁的一端设有环形插接槽，所述环形插接槽的内径自所述静铁的一端朝向所述环形凸出部的一端逐渐增大；当所述线圈没有通电时，所述环形插接部的底部与所述静铁之间的距离大于所述环形插接部的顶部与所述静铁之间的距离。

可选地，所述环形插接部的外径自所述静铁的一端朝向所述环形凸出部的一端逐渐增大。

可选地，所述高精度流量比例阀还包括第一密封圈，所述第一密封圈套接在所述动铁远离所述静铁的一端，所述密封圈用于密封所述动铁与所述环形凸出部抵接时密封所述进气孔。

可选地，所述高精度流量比例阀还包括设有第二通孔的阀筒，所述阀筒安装在所述安装通孔中，所述线圈套接在所述阀筒上，所述静铁插入所述第二通孔中，所述动铁滑动安装在所述第二通孔中。

可选地，所述壳体包括第一阀座、第二阀座以及安装在所述第一阀座和所述第二阀座之间的阀体，所述进气孔、所述出气孔以及所述环形凸出部均设置在所述第一阀座上，所述第一阀座、所述阀体以及所述第二阀座之间围成所述安装通孔。

可选地，所述第一阀座的安装通孔的内壁上设有第三内螺纹，所述阀体上设有与所述第三内螺纹适配的第三外螺纹，所述第一阀座通过螺纹连接的所述第三内螺纹和所述第三外螺纹安装在所述阀体上。

可选地，所述壳体上设有均连通所述安装通孔的多个所述出气孔，多个所述出气孔围绕所述进气孔设置。

本发明中，所述第一内螺纹和所述第一外螺纹的设计，通过转动所述静铁可以调节所述静铁和动铁之间的距离，也即可以精准地控制所述静铁和所述动铁之间的最大间隙(也即，所述线圈通电后所述动铁移动的最大距离)，避免了所述动铁和所述静铁因尺寸误差、安装误差等原因造成所述调节间隙的偏差，使得所述动铁得到一致的电磁力初始位置，进而可以获得稳定的初始电磁力，在此基础上通过改变线圈的电流大小来调节所述进气孔和所述出气孔之间的流量大小，提高了该高精度流量比例阀的精度；且该高精度流量比例阀的结构简单、制造成本低、调节方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一实施例提供的高精度流量比例阀的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的高精度流量比例阀的剖视图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明一实施例提供的高精度流量比例阀的动铁的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的高精度流量比例阀的静铁和调节件的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、动铁；11、环形插接部；2、静铁；21、调节间隙；22、环形插接槽；3、线圈；4、壳体；41、安装通孔；42、进气孔；43、出气孔；44、环形凸出部；45、第一阀座；46、第二阀座；47、阀体；5、弹性件；6、调节件；7、第一密封圈；8、阀筒。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明一实施例提供的一种高精度流量比例阀，包括动铁1、静铁2、线圈3以及壳体4，所述壳体4上设有安装通孔41以及均与所述安装通孔41连通的进气孔42和出气孔43；可以理解地，所述安装通孔41远离所述进气孔42的一端为开口结构。

所述安装通孔41的内壁上设有第一内螺纹，所述静铁2上设有与所述第一内螺纹适配的第一外螺纹，所述静铁2通过螺纹连接的所述第一内螺纹和所述第一外螺纹安装在所述安装通孔41中；可以理解地，所述静铁2从下端通过螺纹连接的所述第一外螺纹和所述第一内螺纹安装在所述安装通孔41中。

所述线圈3安装在所述安装通孔中，所述动铁1和所述静铁2均插接在所述线圈3的内孔中；所述进气孔42的内壁上设有朝向所述动铁1延伸的环形凸出部44，所述动铁1远离所述环形凸出部44的一端与所述静铁2之间形成有调节间隙21；所述静铁2用于调节所述线圈3没有通电时所述调节间隙21的开度大小。可以理解地，所述动铁1可以在所述线圈3的内孔中滑动，所述静铁2固定安装在所述壳体4的安装通孔41中，且所述静铁2的上端插入所述线圈3的内孔中；所述环形凸出部44设置在所述进气孔42的下方，当所述动铁1与所述环形凸出部44抵接时，所述动铁1将密封所述进气孔42；当所述动铁1朝向所述静铁2移动时，所述动铁1与所述环形凸出部44之间的通气间隙将增大，从而所述进气孔42进入到通气间隙的气流量将变大，以使得所述出气孔43流出的气体的流量增大。

具体地，首先，将所述线圈3和所述动铁1安装在所述安装通孔41中，所述动铁1的顶部与所述环形凸出部44抵接以密封所述进气孔42，所述静铁2从底部插入所述安装通孔41中；然后将所述测量表(包括但不限于百分表等)触碰所述动铁1远离所述环形凸出部44的一端，并将所述测量表的读数归零；此后，所述线圈3通电，所述动铁1被吸附在所述静铁2上，且所述动铁1将压缩所述测量表，读取所述测量表的安装数值；最后，转动所述静铁2，所述静铁2通过所述第一内螺纹和所述第一外螺纹前移或者后移，直至所述测量表的读数调整为标准数值(从安装数值调整为所述标准数值)，然后在所述第一内螺纹和所述第一外螺纹连接处点胶进行固定。

本发明中，所述第一内螺纹和所述第一外螺纹的设计，通过转动所述静铁2可以调节所述静铁2和动铁1之间的距离，也即可以精准地控制所述静铁2和所述动铁1之间的最大间隙(也即，所述线圈3通电后所述动铁1移动的最大距离)，避免了所述动铁1和所述静铁2因尺寸误差、安装误差等原因造成所述调节间隙21的偏差，使得所述动铁1得到一致的电磁力初始位置，进而可以获得稳定的初始电磁力，在此基础上通过改变线圈3的电流大小来调节所述进气孔42和所述出气孔43之间的流量大小，提高了该高精度流量比例阀的精度；且该高精度流量比例阀的结构简单、制造成本低、调节方便。

在一实施例中，如图2和图5所示，所述高精度流量比例阀还包括弹性件5和设有第二外螺纹的调节件6；所述静铁2上还设有第一通孔，所述第一通孔的内壁上设有与所述第二外螺纹适配的第二内螺纹；所述调节件6通过螺纹连接的所述第二内螺纹和所述第二外螺纹插入所述第一通孔中，所述弹性件5的相对两端分别与所述动铁1和所述调节件6；所述调节件6用于调节所述弹性件5的预紧力。可以理解地，所述弹性件5包括但不限于弹簧、弹片等；所述弹性件5位于所述动铁1的下端和所述调节件6的上端之间。

具体地，所述弹性件5穿过所述第一通孔安装在所述动铁1和所述静铁2之间，所述调节件6通过所述第二外螺纹和所述第二内螺纹插接在所述第一通孔中，且所述调节件6与所述弹性件5远离所述动铁1的一端抵接；通过转动所述调节件6，所述调节件6通过所述弹性件5将向所述环形凸出部44推动所述动铁1，直至所述动铁1与所述环形凸出部44抵接以密封所述进气孔42；根据弹簧的刚度、螺距等固定参数，转动所述调节件6直至所述弹性件5的预紧力达到标准值。(例如，所述弹性件5为弹簧，其刚度为4N/m，螺纹的导程为0.5mm，而所述弹性件5需要1N的预紧力，从而需要第一外螺纹需要旋入0.5圈后进行固定)。

所述线圈3通电后，所述静铁2对所述动铁1的吸引力将使得所述动铁1朝向远离所述环形凸出部44的一端移动，从而可以调节所述进气孔42的出气端的开度大小，以达到调节该高精度流量比例阀的流量值；由于所述动铁1下移的过程中需要克服所述弹性件5的弹性力，而所述弹性件5的弹性力与其预紧力也相关。本实施例中，所述调节件6通过所述第二外螺纹和所述第二内螺纹可以精准的调节所述弹性件5的预紧力，进一步提高了该高精度流量比例阀的精度。

在一实施例中，如图2所示，所述动铁1远离所述环形凸出部44的一端设有插接槽，所述弹性件5远离所述调节件6的一端插接在所述插接槽中。可以理解地，所述弹性件5的上端插接在所述插接槽中，所述弹性件5的下端插接在所述第一通孔的所述调节件6上，从而保证所述弹性件5安装在所述动铁1和所述静铁2之间的稳定性。

在一实施例中，如图2和图3所示，所述动铁1远离所述环形凸出部44的一端设有环形插接部11，所述静铁2朝向所述动铁1的一端设有环形插接槽22，所述环形插接槽22的内径自所述静铁2的一端朝向所述环形凸出部44的一端逐渐增大；当所述线圈3没有通电时，所述环形插接部11的底部与所述静铁2之间的距离(S1)大于所述环形插接部11的顶部与所述静铁2之间的距离(S2)。作为优选，所述环形插接部11的外径自所述静铁2的一端朝向所述环形凸出部44的一端逐渐增大。可以理解地，所述环形插接部11可以插入在所述环形插接槽22中。

本实施例中，所述环形凸出部44和所述环形插接槽22都采用斜面设计，使得所述动铁1和所述静铁2之间的距离从S2减小为S1，由于所述动铁1和所述静铁2之间的距离较短，从而增加了所述线圈3刚通电时刻，所述动铁1和所述静铁2之间的初始电磁力，同时也起到减小调节间隙21的波动对电磁力的影响，使得电磁力与所述动铁1的行程曲线在特定区域更加平缓，且电磁力较大；同时，该设计因行程对电磁力影响较小，该高精度流量比例阀的电流-流量回滞曲线将更加接近于电流-流量的正向曲线，有利于缩小回滞曲线与正向曲线之间的差异，进一步提高了该高精度流量比例阀的精度。

在一实施例中，如图2所示，所述高精度流量比例阀还包括第一密封圈7，所述第一密封圈7套接在所述动铁1远离所述静铁2的一端，所述第一密封圈7用于密封所述动铁1与所述环形凸出部44抵接时密封所述进气孔42。可以理解地，所述第一密封圈7套接在所述动铁1的顶部，所述第一密封圈7跟随所述动铁1一起移动，所述动铁1通过所述第一密封圈7与所述环形凸出部44抵接，所述第一密封圈7密封所述进气孔42的出气端。

在一实施例中，如图2所示，所述高精度流量比例阀还包括设有第二通孔的阀筒8，所述阀筒8安装在所述安装通孔41中，所述线圈3套接在所述阀筒8上，所述静铁2插入所述第二通孔中，所述动铁1滑动安装在所述第二通孔中。可以理解地，所述阀筒8和所述安装通孔41的内壁之间形成有环形安装空间，所述线圈3安装在所述环形安装空间中。本实施例中，所述阀筒8避免了所述动铁1与所述线圈3之间的摩擦，延长了该高精度流量比例阀的使用寿命。

在一实施例中，如图2所示，所述壳体4包括第一阀座45、第二阀座46以及安装在所述第一阀座45和所述第二阀座46之间的阀体47，所述进气孔42、所述出气孔43以及所述环形凸出部44均设置在所述第一阀座45上，所述第一阀座45、所述阀体47以及所述第二阀座46之间围成所述安装通孔41。可以理解地，所述第一阀座45安装在所述阀体47的上端，所述第二阀座46安装在所述阀体47的下端，所述第一阀座45、所述第二阀座46与所述阀体47之间均为可拆卸连接，从而便于所述安装通孔41中动铁1、静铁2、线圈3等部件的安装。

在一实施例中，如图2所示，所述第一阀座45的安装通孔41的内壁上设有第三内螺纹，所述阀体47上设有与所述第三内螺纹适配的第三外螺纹，所述第一阀座45通过螺纹连接的所述第三内螺纹和所述第三外螺纹安装在所述阀体47上。可以理解地，所述第一阀座45、所述第二阀座46以及所述阀体47上均设有所述安装通孔41，所述第一阀座45通过螺纹连接的所述第三内螺纹和所述第三外螺纹安装在所述阀体47上，从而使得所述第一阀座45和所述阀体47之间的拆装简单。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述壳体4上设有均连通所述安装通孔41的多个所述出气孔43，多个所述出气孔43围绕所述进气孔42设置。可以理解地，所述出气孔43的个数可以根据实际需求来设定，例如所述出气孔43设置有3个、4个等；所述进气孔42输入的气体，从所述环形凸出部44的四周进入到所述安装空间中，最后从多个所述出气孔43输出。

以上仅为本发明的高精度流量比例阀的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度流量比例阀，其特征在于，包括动铁、静铁、线圈以及壳体，所述壳体上设有安装通孔以及均与所述安装通孔连通的进气孔和出气孔；

所述安装通孔的内壁上设有第一内螺纹，所述静铁上设有与所述第一内螺纹适配的第一外螺纹，所述静铁通过螺纹连接的所述第一内螺纹和所述第一外螺纹安装在所述安装通孔中；

所述线圈安装在所述安装通孔中，所述动铁和所述静铁均插接在所述线圈的内孔中；所述进气孔的内壁上设有朝向所述动铁延伸的环形凸出部，所述动铁远离所述环形凸出部的一端与所述静铁之间形成有调节间隙；所述静铁用于调节所述线圈没有通电时所述调节间隙的开度大小。

2.根据权利要求1所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述高精度流量比例阀还包括弹性件和设有第二外螺纹的调节件；所述静铁上还设有第一通孔，所述第一通孔的内壁上设有与所述第二外螺纹适配的第二内螺纹；所述调节件通过螺纹连接的所述第二内螺纹和所述第二外螺纹插入所述第一通孔中，所述弹性件的相对两端分别与所述动铁和所述调节件；所述调节件用于调节所述弹性件的预紧力。

3.根据权利要求2所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述动铁远离所述环形凸出部的一端设有插接槽，所述弹性件远离所述调节件的一端插接在所述插接槽中。

4.根据权利要求1所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述动铁远离所述环形凸出部的一端设有环形插接部，所述静铁朝向所述动铁的一端设有环形插接槽，所述环形插接槽的内径自所述静铁的一端朝向所述环形凸出部的一端逐渐增大；当所述线圈没有通电时，所述环形插接部的底部与所述静铁之间的距离大于所述环形插接部的顶部与所述静铁之间的距离。

5.根据权利要求4所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述环形插接部的外径自所述静铁的一端朝向所述环形凸出部的一端逐渐增大。

6.根据权利要求1所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述高精度流量比例阀还包括第一密封圈，所述第一密封圈套接在所述动铁远离所述静铁的一端，所述第一密封圈用于密封所述动铁与所述环形凸出部抵接时密封所述进气孔。

7.根据权利要求1所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述高精度流量比例阀还包括设有第二通孔的阀筒，所述阀筒安装在所述安装通孔中，所述线圈套接在所述阀筒上，所述静铁插入所述第二通孔中，所述动铁滑动安装在所述第二通孔中。

8.根据权利要求1所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述壳体包括第一阀座、第二阀座以及安装在所述第一阀座和所述第二阀座之间的阀体，所述进气孔、所述出气孔以及所述环形凸出部均设置在所述第一阀座上，所述第一阀座、所述阀体以及所述第二阀座之间围成所述安装通孔。

9.根据权利要求8所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述第一阀座的安装通孔的内壁上设有第三内螺纹，所述阀体上设有与所述第三内螺纹适配的第三外螺纹，所述第一阀座通过螺纹连接的所述第三内螺纹和所述第三外螺纹安装在所述阀体上。

10.根据权利要求1所述的高精度流量比例阀，其特征在于，所述壳体上设有均连通所述安装通孔的多个所述出气孔，多个所述出气孔围绕所述进气孔设置。

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