CN203082423U - 一种多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构 - Google Patents

Abstract

一种多通道流体分配器与其外接导管簇的整体接口结构，包括定阀芯、外接导管簇和弹性密封片，定阀芯内加工有若干流体通道，所述弹性密封片固定在所述定阀芯向外连接挤入式导管的一侧，弹性密封片中包含至少3个挤入式通孔，所述外接导管簇中的挤入式导管穿过所述弹性密封片中的挤入式通孔插入所述定阀芯中的流体通道内，所述挤入式导管通过与挤入式通孔形成的过盈配合实现与定阀芯间的密封与连接固定。

Description

一种多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构

技术领域

本实用新型涉及设备外接导管簇的整体接口结构设计，特别涉及一种多通道流体分配器与其外接导管簇的整体接口结构设计。 

背景技术

分析仪器领域需要用到大量的多通道流体分配器，例如多位阀、流路切换器等。这些设备往往会连接很多的外接导管，对于如超过8个端口以上的多位阀或者流路切换器，其外接导管簇与流体分配器的连接接口所占空间逐渐增大，连接操作逐渐复杂，因此，多通道流体分配器的外接导管簇的接口设计是流体分配器设计中的重要组成部分之一。 

图1显示了Valco Instruments Co.Inc.公司的Cheminert多位阀结构示意图(http://www.vici.com/cval/cval.php)，主阀体3的前方是定阀芯1，定阀芯1内加工有若干流体通道，包括一个位于中央的公共流体通道和若干分布于同一圆周上的分配流体通道。多位阀的若干外接导管与定阀芯1中上述的各流体通道相连。在多位阀主阀体3的内部安装有一动阀芯2，将定阀芯1通过螺栓向主阀体3收紧固定后，定阀芯1与动阀芯2的接触面构成密封面。动阀芯2的密封面上加工有一个导通凹槽，在动阀芯2与定阀芯1贴紧密封的情况下，所述导通凹槽可连通定阀芯1中央流体通道和外围分配流体通道。当动阀芯2在主阀体3内电机的带动下旋转到不同角度时，可将定阀芯1中央的公共流体通道与定阀芯1外圈上的不同分配通道连通，实现对流体的分配控制。 

在已知的现有技术中，与多位阀相连接的外接导管簇的接口结构设计如图2所示：在定阀芯11各流体通道12的外端(或者与定阀芯11构成固定关系的阀体上)加工有数个螺纹孔13，外接导管簇中的各个导管16各自穿过一个带中心通孔的螺纹接头15，导管16前端套上密封垫圈14后插入定阀芯11中相应的流体通道12内，拧紧螺纹接头13后，可将密封垫圈14紧紧地压在流体通道12靠外侧一端的台阶端面17上，同时密封垫圈14受压缩后向内挤，将导管16挤出一凹槽并紧紧压紧，以防止导管16被外力轻易拔出。在密封垫圈14与导管16，以及密封垫圈14与流体通道台阶端面17间的密封的共同作用下，可实现外接各导管16与定阀芯11中相应流体通道12的密封。 

上述已知的设计具有下列不足： 

1.由于阀体各外接导管与定阀芯的密封及压紧设计采用了螺纹接头拧紧及加装前端密封垫片的方式，使得各分配端口所占的空间至少是导管本身空间的2-3倍。对于外径3.2毫米的导管，其密封和拧紧接头器件的直径将达到了7-10毫米。如果多位阀的分配端口超过5个，这将使阀芯上各分配端口的分布圆周的直径增大2-3倍，这就大大地增大了定阀芯和整个阀体的尺寸，或者限制了在有限的面积内实现更多分配通道的设计。图3是一个6通道多位阀的阀头俯视图，从图中可以很清楚地看出，为了给6个螺纹接头15留下足够的安装空间，设计者不得不将6个分配端口的分布圆周放大。 

2.更重要的是：由于定阀芯与动阀芯间的密封效果完全依赖于两个器件密封面的加工平面度，随着各流体通道分布圆周直径的加大，密封面的加工面积将以平方的关系相应增加，这就大大加大了定阀芯和动阀芯的加工和密封难度。同时，各流体通道分布圆周直径的加大也将增加阀芯旋转同样角度时的线距离，加大了阀芯的磨损，降低了阀芯的使用寿命。 

3.为了解决第二个问题，目前技术的解决方法如图4所示，在定阀芯11的外端打斜孔18连通定阀芯的密封面19，这样既增大了定阀芯11外端各导管16及其螺纹接头15的分布圆周，又减小各流体通道在 定阀芯密封端面19上出孔的分布圆周。图5为图4的俯视图。由此而带来的问题是增加了定阀芯11的加工难度，定阀芯开模成型的模具成本增加甚至无法开模加工，只能通过机加工的方式逐一从各角度钻多个斜孔。并且，采用这种设计不仅无法解决问题一中提到的阀芯和阀体整体尺寸过大的问题，而且还增大了定阀芯的尺寸和成本(由于要求阀芯材料必须耐磨耐腐蚀，而且加工性能好，通常阀芯材料都是非常昂贵的)。 

4.另外，采用螺纹接头拧紧及加装前端密封垫片的方式逐一安装管路的步骤相对麻烦耗时，对安装人员的操作要求比较高。 

发明内容

为了解决现有技术的前述问题，本实用新型提供了一种多通道流体分配器与其外接导管簇的整体接口结构设计。 

本实用新型的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，包括定阀芯和外接导管簇，所述定阀芯内加工有若干流体通道，所述各流体通道向内的一端连通定阀芯的密封面，向外的一端连通所述外接导管簇的各个导管，其特征在于：还包括弹性密封片，所述弹性密封片中包含至少3个挤入式通孔，所述外接导管簇中包含有与所述挤入式通孔数目一致的挤入式导管，所述挤入式导管的外径与所述挤入式通孔的内径构成过盈配合，所述定阀芯内的若干流体通道中包含有与所述挤入式通孔数目一致的滑配合流体通道，所述滑配合流体通道由互相连通的管孔滑配合通道和导通通道两部分组成，所述管孔滑配合通道位于定阀芯向外连接挤入式导管的一侧，管孔滑配合通道的另一端连通导通通道，所述导通通道向内的一端连通定阀芯的密封面，所述弹性密封片固定在所述定阀芯向外连接挤入式导管的一侧，所述弹性密封片中的各挤入式通孔与所述定阀芯中的各管孔滑配合通道轴向对齐，所述挤入式导管的一端穿过所述弹性密封片中的挤入式通孔插入所述定阀芯中的管孔滑配合通道内，所述挤入式导管通过与挤入式通孔形成的过盈配合实现与定阀芯间的密封与连接固定。 

作为优化设计，所述弹性密封片面向定阀芯的一侧在各挤入式通孔的位置有凸起，凸起的高度大于0.1毫米，所述挤入式通孔贯穿所述凸起，所述定阀芯在与所述凸起相对应的位置有凸起容纳凹槽，当所述弹性密封片被固定在定阀芯上时，所述凸起被容纳在所述凸起容纳凹槽内，所述挤入式导管穿过所述弹性密封片插入所述管孔滑配合通道时，同时亦被所述凸起环抱包裹。 

作为优化设计，所述凸起容纳凹槽的内部尺寸小于被挤入式导管插入撑大后的所述凸起的外形尺寸。 

作为优化设计，所述定阀芯面向所述弹性密封片的一侧加工有容纳所述弹性密封片的密封片容纳孔，当所述弹性密封片被固定在定阀芯上时，所述弹性密封片被容纳在所述密封片容纳孔内。 

所述弹性密封片以压紧、卡紧或粘接的方式被固定在所述定阀芯上。 

作为优选，所述弹性密封片的材料为橡胶类材料或塑料类材料 

作为优选，所述弹性密封片的材料为氟橡胶或聚四氟乙烯 

作为优选，所述挤入式通道的内径Ф₂与插入其内的所述挤入式导管的外径Ф₁的关系为：Ф₂＝k·Ф₁，其中，k值介于0.7至1.0之间。 

作为优选，所述管孔滑配合通道的内径Ф₃比插入其内的所述挤入式导管的外径Ф₁大0.0至0.2毫米。 

作为优选，所述弹性密封片的厚度d≥1.0毫米。 

作为优选，所述管孔滑配合通道在轴向上的长度大于1毫米。 

作为优选，所述导通通道的内径与所述挤入式导管的内径相差不超过1毫米。 

作为优选，所述挤入式导管插入所述管孔滑配合通道后，挤入式导管的前端面与管孔滑配合通道的里端面距离小于1毫米。 

附图说明

图1所示为现有技术中一种多位阀结构示意图 

图2所示为现有技术中一种六通道多位阀外接导管簇整体接口结构的剖面图 

图3所示为图2所示的现有技术中一种六通道多位阀的俯视图 

图4所示为现有技术中一种十通道多位阀外接导管簇整体接口结构的剖面图 

图5所示为图4所示的现有技术中一种十通道多位阀的俯视图 

图6所示为本实用新型一种十通道多位阀外接导管簇接口设计的剖面示意图 

图7所示为图6中A-A向的剖面俯视图 

图8所示为在图6设计基础上增加了凸起和凸起容纳槽设计的剖面示意图 

图9所示为在图8设计基础上在定阀芯内增加了密封片容纳孔设计的剖面示意图 

图10所示为在图9设计中挤入式导管和弹性密封片被装配在定阀芯内的剖面示意图 

图11所示为图6至图10中所示的弹性密封片包含一个十孔弹性子密封片和一个单孔弹性密封体的俯视示意图 

图12所示为图6至图10中所示的弹性密封片包含两个五孔弹性子密封片和一个单孔弹性密封体的俯视示意图 

具体实施方式

图6和图7所示分别为本实用新型一种十通道流体分配器的外接导管簇接口结构设计的剖面示意图和A-A向俯视示意图，包括弹性密封片21、定阀芯20和11根挤入式导管22。 

所述弹性密封片21中包含11个挤入式通孔23，所述外接导管簇中包含与所述挤入式通孔23数目一致的挤入式导管22，所述挤入式导管22的外径与所述挤入式通孔23的内径构成过盈配合。 

所述定阀芯20内加工与所述挤入式通孔23数目一致的滑配合流体通道24，所述滑配合流体通道24由互相连通的管孔滑配合通道25和导通通道26两部分组成，所述管孔滑配合通道25位于定阀芯20向外连接挤入式导管22的一侧，管孔滑配合通道25的另一端连通导通通道26，所述导通通道26向内的一端连通定阀芯20的密封面10。对于本示例中的十通道流体分配器，这些滑配合流体通道设计为一个位于中央的公共流体通道和十个分布于同一圆周上的分配流体通道，对于其他流体分配器设计，这些滑配合流体通道可按设计者要求分布于定阀芯中的不同位置。 

所述弹性密封片21以粘接的方式固定在所述定阀芯20向外连接挤入式导管22的一侧，所述弹性密封片21中的各挤入式通孔23与所述定阀芯20中的各管孔滑配合通道24轴向对齐，所述挤入式导管22的一端穿过所述弹性密封片21中的挤入式通孔23插入所述定阀芯20中的管孔滑配合通道25内，所述挤入式导管22通过与挤入式通孔23形成的过盈配合实现与定阀芯间的密封与连接固定。 

作为可选设计，所述弹性密封片21还可以压紧或卡紧的方式被固定在所述定阀芯20上。 

作为可选设计，互相连通的所述管孔滑配合通道25可与所述导通通道26不同轴，而形成一个向圆心的夹角，这样可缩小各导通通道26在密封面19上开孔的圆周半径。 

作为优选，所述弹性密封片21的材料为橡胶类材料或塑料类材料 

作为优选，所述弹性密封片21的材料为氟橡胶或聚四氟乙烯 

作为优选，所述挤入式通道23的内径Ф₂与插入其内的所述挤入式导管22的外径Ф₁的关系为：Ф₂＝k·Ф₁，其中，k值介于0.7至1.0之间。为清楚地表明该过盈配合关系，在图示中，所述挤入式导管22与挤入式通道25间的间隙被夸大绘制。 

作为优选，所述管孔滑配合通道25的内径Ф₃比插入其内的所述挤入式导管22的外径Ф₁大0.0至0.2毫米。 

作为优选，所述弹性密封片21的厚度d≥1.0毫米。 

作为优选，所述管孔滑配合通道25在轴向上的长度大于1毫米。 

作为优选，所述导通通道26的内径与所述挤入式导管22的内径相差不超过1毫米。 

作为优选，所述挤入式导管22插入所述管孔滑配合通道25后，挤入式导管22的前端面与管孔滑配合通道25的里端面距离小于1毫米。 

图8显示了对图6及图7所示实例的一种更优化设计：所述弹性密封片21面向定阀芯20的一侧在各挤入式通孔23的位置有凸起27。凸起27的高度为2毫米。所述挤入式通孔23贯穿所述凸起27，所述定阀芯20在与所述凸起27相对应的位置有凸起容纳凹槽28，当所述弹性密封片21被固定在定阀芯20上时，所述凸起27被容纳在所述凸起容纳凹槽28内，所述挤入式导管22穿过所述弹性密封片21插入所述管孔滑配合通道25时，同时亦被所述凸起27环抱包裹。 

作为优化设计，所述凸起容纳凹槽28的内部尺寸小于被挤入式导管22插入撑大后的所述凸起27的外形尺寸。 

图9和图10显示了对图8所示实例的一种更优化设计。图9为图8基础上在定阀芯20内增加了密封片容纳孔设计的剖面示意图，图10为在图9设计中挤入式导管22和弹性密封片21被装配在定阀芯20内的剖面示意图：所述定阀芯20面向所述弹性密封片21的一侧加工有容纳所述弹性密封片21的密封片容纳孔29，当所述弹性密封片21被以压紧、卡紧或粘接的方式固定在定阀芯20上时，所述弹性密封片21被容纳在所述密封片容纳孔29内。 

上述数种示例列举了外接导管簇所有导管均采用本实用新型设计与定阀芯实现密封及连接固定的实例。在实际应用中，根据不同的设计要求，也可以部分导管采用本实用新型密封和连接方式的设计。 

作为可选设计，图6至图10中所示的弹性密封片21可包括一个十孔弹性子密封片30和一个单孔弹性密封体31，如图11所示。 

作为其他可选设计，所述弹性密封片21也可包括两个五孔弹性子密封片32和一个单孔弹性密封体33，如图12所示。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果： 

1.由于流体分配器各外接导管簇中部分或全部导管与定阀芯的密封连接采用了挤入式导管插入弹性 密封片挤入式通孔实现密封及连接固定的设计，与现有技术相比，对于超过5个外接端口的多通道流体分配器，这将节约阀芯和整个阀体约50％左右的体积，或者在有限的面积下实现更多分配通道的设计。例如，通过比较图3和图7可以看出，对于导管外径为3.2毫米的外接导管簇，在同样的面积内，现有技术能安装的最大导管数为6，而本实用新型能安装的导管数为10。 

2.对于数量确定的导管数要求，本实用新型所需的密封面更小，这不仅有利于定阀芯与动阀芯密封端面的的加工和密封，同时减小了阀芯旋转时的线距离磨损，提高了阀芯的使用寿命。 

3.同时，由于本实用新型可以在有限的面积下容纳更多流体通道和相应的外接导管，因此在一定的导管数量范围内，可直接在定阀芯内轴向方向上打直孔，而不需要采用打斜孔的设计，这就降低了定阀芯开模加工的难度，可通过模具一次成型。 

4.另外，采用挤入式导管直接挤入弹性密封片的管路安装方式简单直接，不仅对安装人员的操作要求较低，而且节省了螺纹接头的成本。 

2012年5月，某国外公司销售的十通道多位阀，其市场售价为7000元人民币以上，基于本实用新型的新产品预计售价低于2200元，可大大降低了国内部分分析仪器在物料采购上的成本支出。 

这里公开的实施例是示例性的，其仅是为了对本实用新型进行解释说明，而并不是对本实用新型的限制，本领域或技术人员可以预见的改良和扩展都包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，包括定阀芯和外接导管簇，所述定阀芯内加工有若干流体通道，所述各流体通道向内的一端连通定阀芯的密封面，向外的一端连通所述外接导管簇的各个导管，其特征在于：还包括弹性密封片(21)，所述弹性密封片(21)中包含至少3个挤入式通孔(23)，所述外接导管簇中包含有与所述挤入式通孔(23)数目一致的挤入式导管(22)，所述挤入式导管(22)的外径与所述挤入式通孔(23)的内径构成过盈配合，定阀芯(20)内的若干流体通道中包含有与所述挤入式通孔(23)数目一致的滑配合流体通道(24)，所述滑配合流体通道(24)由互相连通的管孔滑配合通道(25)和导通通道(26)两部分组成，所述管孔滑配合通道(25)位于定阀芯(20)向外连接挤入式导管(22)的一侧，管孔滑配合通道(25)的另一端连通导通通道(26)，所述导通通道(26)向内的一端连通定阀芯(20)的密封面(19)，所述弹性密封片(21)固定在所述定阀芯(20)向外连接挤入式导管(22)的一侧，所述弹性密封片(21)中的各挤入式通孔(23)与所述定阀芯(20)中的各管孔滑配合通道(25)轴向对齐，所述挤入式导管(22)的一端穿过所述弹性密封片(21)中的挤入式通孔(23)插入所述定阀芯(20)中的管孔滑配合通道(25)内。

2.根据权利要求1所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述弹性密封片(21)面向定阀芯(20)的一侧在各挤入式通孔(23)的位置有凸起(27)，凸起(27)的高度大于0.1毫米，所述挤入式通孔(23)贯穿所述凸起(27)，所述定阀芯(20)在与所述凸起(27)相对应的位置有凸起容纳凹槽(28)，当所述弹性密封片(21)被固定在定阀芯(20)上时，所述凸起(27)被容纳在所述凸起容纳凹槽(28)内，所述挤入式导管(22)穿过所述弹性密封片(21)插入所述管孔滑配合通道(25)时，同时亦被所述凸起(27)环抱包裹。

3.根据权利要求1所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述定阀芯(20)面向所述弹性密封片(21)的一侧加工有容纳所述弹性密封片(21)的密封片容纳孔(29)，当所述弹性密封片(21)被固定在定阀芯(20)上时，所述弹性密封片(21)被容纳在所述密封片容纳孔(29)内。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述弹性密封片(21)以压紧、卡紧或粘接的方式被固定在所述定阀芯(20)上。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述弹性密封片(21)的材料为橡胶类材料或塑料类材料。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述挤入式通道(23)的内径Ф₂与插入其内的所述挤入式导管(22)的外径Ф₁的关系为：Ф₂＝k·Ф₁，其中，k值介于0.7至1.0之间。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述管孔滑配合通道(25)的内径Ф₃比插入其内的所述挤入式导管(22)的外径Ф₁大0.0至0.2毫米。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述 弹性密封片(21)的厚度d≥1.0毫米。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口结构，其特征在于：所述管孔滑配合通道(25)在轴向上的长度大于1毫米。 

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