CN210890215U - 一种无菌取样阀 - Google Patents

Abstract

一种无菌取样阀，包括手控组件、阀体、顶针、气缸、密封套，顶针依序穿过手控组件、气缸本体，进入到容纳腔并将锥口密封，活塞位于气缸内部与顶针固定连接，手控组件与限位件螺纹连接，顶针上端设有卡块；旋转手控组件，手控组件产生竖直向上位移，带动顶针向上运动，从而实现手动开启锥口；反向转动手控组件，顶针在压缩弹簧弹力作用下将锥口重新密封；气体从进气阀导入密封腔内，活塞在气压作用下向上运动，完成开启锥口的气动方式，对密封腔进行泄气，顶针在压缩弹簧弹力作用下将锥口重新密封；通过以上方式，手动开启锥口以及顶针位置的固定将变得容易控制，结合气动方式一起，使取样阀的使用更加方便自如。

Description

一种无菌取样阀

技术领域

本实用新型涉及取样阀技术领域，尤指一种无菌取样阀。

背景技术

无菌取样阀是一种广泛应用于酿酒、饮料、奶食品、生物医药等行业用来从容器内无菌采样的阀门，无菌取样阀采样隔膜片来隔绝采样物料与外界的接触，卫生无死角,杀菌更彻底，可以连续、随时进行无菌取样，在每一次取样操作之前和之后都必须对无菌取样阀的采样口进行消毒灭菌处理；

取样阀的工作原理为：当处于关闭状态时,顶针将密封胶头压紧在罐壁的锥口处,将锥口进行密封;如果需要取样时,从其中一个取样口通入蒸汽或其它杀菌介质,将整个样品室内充满并从另一个取样口导出,经过一定时间的作用后使样品室和取样口处于无菌状态;然后通过拉动手柄,收缩弹簧,放松顶针,使得密封胶头从罐壁上的锥口处脱离,从而使样品从罐内经过样品室流出,并从取样口收集;取样完成后,拧动手轮,放松弹簧,通过顶针再次将密封胶头压紧在罐壁的锥口处;通入洁净水将样品室内的残液排出,然后注入杀菌介质进行密封留存,待下一次取样；

为方便取样阀使用，出现了一种结合手动和气动功能结合的无菌取样阀，请参阅公开文件CN201220468069.3，现有的一种手动气动一体式无菌取样阀，包括阀体和设于阀体上的取样口，阀体内设有隔膜片，隔膜片将阀体的入口与取样口动态隔绝，隔膜片一端套于顶针上，顶针从阀体穿出，阀体外设有一个单作用气缸本体，在单作用气缸本体作用下使活塞杆伸出，单作用气缸本体内设有压缩弹簧，单作用气缸本体的活塞杆与顶针连成一体，活塞杆从单作用气缸本体的气缸盖中伸出，活塞杆尾部上还设有一个操作手柄。

虽然该取样阀可以实现手动自动一体功能，但其手动功能需从手柄处将顶针向上提拉，需消耗大量人力，提拉过程难以控制力度，很难保证顶针上升的精度，且向上提拉后，难以将顶针长久定位，造成该取样阀手动功能的诸多不便。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种既能方便气动操作，又能方便手动操作的无菌取样阀；

为实现上述目的，本实用新型提供一种无菌取样阀，包括手控组件、阀体、顶针、气缸、密封套，其中，所述气缸包含气缸本体以及设置在气缸本体内部的活塞，所述气缸本体的上下端均设有贯穿其内部的穿孔，所述阀体的表面设有开口向上的容纳腔，所述阀体上端与气缸本体下端固定连接，所述手控组件包括限位件、手轮组件，所述限位件设于气缸本体上端穿孔处并向气缸本体内延伸，所述限位件内侧设有母螺纹，所述手轮组件下端外表面设有与限位件上母螺纹对应的公螺纹，所述手轮组件与限位件螺纹连接，所述限位件上设有连通气缸本体外部的排气孔，所述顶针依序穿过手轮组件、气缸本体，直至插接在容纳腔内，所述活塞套设在顶针的表面，所述密封套套设在顶针的表面并位于容纳腔内且位于活塞的下方，活塞的外边沿与气缸本体的内侧相抵使活塞与密封套之间形成密封腔，所述活塞与气缸本体上端面之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套于限位件表面，所述阀体的两侧设有取样口，所述阀体的下端面设有锥口，所述顶针下端边缘与锥口紧密贴合，所述顶针的上端套设有卡块，所述卡块与手轮组件的上表面相抵。

具体的，所述手控组件包括限位件、螺纹件、手柄组件，所述螺纹件外表面设有与限位件上母螺纹对应的公螺纹，所述手柄组件包括手柄，贯穿顶针上端的手柄固定杆，所述手柄一端与手柄固定杆转动连接且表面开设有由端面向其内部延伸的容纳槽。

具体的，所述阀体上端固定有承接件，所述气缸本体固定在承接件上，所述手轮下端内表面设有第一滑套，所述气缸本体下端面设有第二滑套，所述承接件上设有第三滑套，所述顶针由上至下依次穿过第一滑套、第二滑套、第三滑套，直至插接在容纳腔内，所述顶针与第一滑套、第二滑套、第三滑套滑动连接。

具体的，所述顶针下端设有密封隔膜，所述密封隔膜下端与锥口密封贴合，密封隔膜上端设有隔膜密封圈，所述隔膜密封圈位于承接件和阀体之间与承接件外壁和阀体内壁密封贴合。

具体的，还包含有阀芯，所述阀芯表面开设有球槽，所述承接件表面开设有与球槽相对的滚道，所述球槽内设有与滚道相抵的定位钢珠。

具体的，所述活塞与气缸本体上表面之间还设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套于限位件表面。

具体的，所述活塞表面套设有密封环，所述密封环与气缸本体内壁密封贴合。

具体的，所述密封隔膜、隔膜密封圈采用聚四氟乙烯材料或橡胶材料一体成型。

具体的，所述承接件和阀体之间还设有O型密封圈，所述O型密封圈与承接件外壁和阀体内壁密封贴合。

本实用新型的有益效果在于：手轮组件与气缸本体上端穿孔处的限位件螺纹连接，与顶针滑动连接，顶针上端固定有卡块，转动手轮组件，手轮组件通过螺纹产生竖直向上位移，将带动卡块及与卡块固定连接的顶针向上运动，实现锥口的手动开启，此时，压缩弹簧处于压缩状态；反向旋转手控组件，顶针在压缩弹簧弹力作用下将锥口重新密封；

将气体从进气阀导入密封腔内，活塞在气压作用下向上运动，与活塞固定连接的顶针也即向上运动，实现锥口的气动开启，此时，压缩弹簧处于压缩状态；对密封腔进行泄气，顶针在压缩弹簧弹力作用下将锥口重新密封；

通过以上方式，取样阀开启锥口的手动和气动功能将变得容易实现及控制，手动方式顶针位置的也容易得到控制，结合气动方式一起，使取样阀的使用更加方便自如。

附图说明

图1 是本实用新型手轮式整体结构示意图。

图2 是本实用新型手轮式锥口密封装状态剖视图。

图3 是本实用新型手轮式锥口手动开启状态剖视图。

图4 是本实用新型手轮式锥口气动开启状态剖视图。

图5 是本实用新型手柄式锥口手动开启状态整体结构示意图。

图6 是本实用新型手柄式锥口密封装状态剖视图。

图7 是本实用新型手柄式锥口手动开启状态剖视图。

图8 是本实用新型手柄式锥口气动开启状态剖视图。

附图标号说明：1. 阀体；2. 气缸本体；3. 顶针；4. 取样口；5. 锥口；6. 密封隔膜； 7. 承接件；8. 手轮组件；9. 活塞；10. 密封套；11. 容纳腔；12. 密封腔；13. 挡块；14. 球槽；15. 滚道；16. 定位钢珠；17. 进气阀；18. 压缩弹簧；19. 缓冲弹簧；21. 阀盖；22. 气缸盖；31. 阀杆；32. 阀芯；61. 隔膜密封圈；62. 连接部；63. O型密封圈；64. 金属螺纹件； 71. 第三滑套；81. 限位件；82. 手轮固定件；83. 手轮；84. 手柄固定杆；85. 手柄；86. 螺纹件；91. 密封环； 211. 第二滑套；311. 卡块；811. 第一滑套；812. 排气孔。

具体实施方式

请参阅图1-4，一种无菌取样阀，包括手控组件8、阀体1、顶针3、气缸、密封套10，其中，所述气缸包含气缸本体2以及设置在气缸本体2内部的活塞9，所述气缸本体2的上下端均设有贯穿其内部的穿孔，所述阀体1的表面设有开口向上的容纳腔11，所述阀体1上端与气缸本体2下端固定连接，所述手控组件8包括限位件81、手轮组件，所述限位件81设于气缸本体2上端穿孔处并向气缸本体2内延伸，所述限位件81内侧设有母螺纹，所述手轮组件下端外表面设有与限位件81上母螺纹对应的公螺纹，所述手轮组件与限位件81螺纹连接，所述限位件81上设有连通气缸本体2外部的排气孔812，所述顶针3依序穿过手轮组件、气缸本体2，直至插接在容纳腔11内，所述活塞9套设在顶针3的表面，所述密封套10套设在顶针3的表面并位于容纳腔11内且位于活塞9的下方，活塞9的外边沿与气缸本体2的内侧相抵使活塞9与密封套10之间形成密封腔12，所述活塞9与气缸本体2上端面之间设有压缩弹簧18，所述压缩弹簧18套于限位件81表面，所述阀体1的两侧设有取样口4，所述阀体1的下端面设有锥口5，所述顶针3下端边缘与锥口5紧密贴合，所述顶针3的上端套设有卡块311，所述卡块311与手轮组件的上表面相抵。

本实施例中，顶针3包括与活塞9固定连接的阀杆31，以及位于阀体1内的阀芯32，阀芯32上端设有外螺纹，阀杆31下端面向阀杆31内开设有内螺纹，阀杆31与阀芯32螺纹连接，活塞9固定在阀杆31上与阀杆31一体成型，限位件81与气缸本体2一体成型，顶针3上端设有卡槽，卡块311固定在卡槽上，手轮组件包括手轮固定件82、手轮83、挡块13，手轮83采用工程塑料材质，优选聚四氟乙烯，手轮83表面设有防滑齿槽，以增加摩擦力，方便手动启闭锥口5，由于手轮83不具备导热性，可防止灭菌时因温度过高导致手动操作时烫伤，手轮固定件82上的公螺纹设置在手轮固定件82下端外表面，手轮83固定在手轮固定件82上端，挡块13套设于顶针3上，挡块13下表面和手轮83固定连接，上表面与卡块311抵接，气缸本体2包括阀盖21与气缸盖22，阀盖21上端外表面设有公螺纹，气缸盖22下端内表面设有与阀盖21外表面上的公螺纹对应的母螺纹，阀盖21与气缸盖22螺纹连接,进气阀17与阀盖21侧面螺纹连接，通气孔812设置于限位件81上的公螺纹处的正下方，通气孔812和气缸本体2内部连通。

采用上述方案，阀盖21与气缸盖22之间,进气阀17与阀盖21侧面之间、以及手轮固定件82与气缸本体2上的限位件81之间可拆卸连接有利于取样阀的修理，密封套10、活塞9下表面、气缸本体2下表面、以及位于密封套10和活塞9下表面之间的气缸本体2内壁围合形成密封腔12，顶针3与手轮固定件82滑动连接，顶针3上端固定有卡块311，直接转动手轮83，将带动手轮固定件82将向上位移，卡块311抵住手轮固定件82，将带动顶针3向上运动，从而实现手动开启锥口5；此时，压缩弹簧18处于压缩状态，反向旋转手轮固定件82，顶针3在压缩弹簧18弹力作用下将锥口5重新密封；另外，需要气动开启时，将气体从进气阀17导入密封腔12内，活塞9在气压作用下向上运动，活塞9上方的空气从排气孔812处排出，使气缸本体2内的气压与外界气压平衡，使活塞9便于压缩，此时，与活塞9固定连接的顶针3也即向上运动，完成开启锥口5的气动方式，同样的，压缩弹簧18处于压缩状态，对密封腔12进行泄气，顶针3在压缩弹簧18弹力作用下将锥口5重新密封；通过以上方式，手动开启锥口5以及顶针3位置的固定将变得容易控制，结合气动方式一起，使取样阀的使用更加方便自如；如果需要取样时,从其中一个取样口4通入蒸汽或其它杀菌介质,将整个容纳腔11充满，并从另一个取样口4导出,经过一定时间的作用后，使容纳腔11和取样口4处于无菌状态，然后通过手动或者气动使顶针3上升，使得顶针3从锥口5处脱离,从而使样品从阀体1内经过容纳腔11流出,并从取样口4收集，取样完成后,若为手动方式则拧动手轮83，若为气动方式则对密封腔12泄气，通过顶针3再次将锥口5处，通入洁净水将容纳腔11内的残液排出，然后注入杀菌介质进行密封留存,待下一次取样。

具体的，所述手控组件8包括限位件81、螺纹件86、手柄组件，所述螺纹件86外表面设有与限位件81上母螺纹对应的公螺纹，所述手轮组件与限位件81螺纹连接，所述手柄组件包括手柄85，贯穿顶针3上端的手柄固定杆84，所述手柄85一端与手柄固定杆84转动连接且表面开设有由端面向其内部延伸的容纳槽。

请参阅图4-图8，本实施例中，螺纹件86内部设有贯穿其上下端的通孔，顶针3穿过螺纹件86、气缸本体2进入到容纳腔11内，当取样阀上的锥口5需要手动开启时，将手柄85向上提拉，手柄85绕手柄固定杆84向上转动，直至顶针3上端进入到手柄85上的容纳槽内。

采用上述方案，提拉手柄85，可带动顶针3向上运动，从而将锥口5打开，直至顶针3上端进入到手柄85上的容纳槽内，手柄85下端抵于螺纹件86处，将顶针3位置固定，此时压缩弹簧18处于压缩状态，需要将锥口5重新密封时，将手柄85向下转动，顶针3在压缩弹簧18弹力作用下将锥口5重新密封；另外，需要气动开启时，将气体从进气阀17导入密封腔12内，活塞9在气压作用下向上运动，活塞9上方的空气从排气孔812处排出，使气缸本体2内的气压与外界气压平衡，使活塞9便于压缩，此时，与活塞9固定连接的顶针3也即向上运动，完成开启锥口5的气动方式，同样的，压缩弹簧18处于压缩状态，对密封腔12进行泄气，顶针3在压缩弹簧18弹力作用下将锥口5重新密封；

具体的，所述阀体1上端固定有承接件7，所述气缸本体2固定在承接件7上，所述手轮固定件82上固定有第一滑套811，所述气缸本体2下端面固定有第二滑套211，所述承接件7上固定有第三滑套71，所述顶针3由上至下依次穿过第一滑套811、第二滑套211、第三滑套71，直至插接在容纳腔11内，所述顶针3与第一滑套811、第二滑套211、第三滑套71滑动连接。

本实施例中，阀盖21通过四个外六角螺钉固定在承接件7上，第一滑套811、第二滑套211、第三滑套71分别套于顶针3的上、中、下端，对顶针3起到很好的定位作用。

具体的，所述顶针3下端设有密封隔膜6，所述密封隔膜6下端与锥口5密封贴合，密封隔膜6上端设有隔膜密封圈61，所述隔膜密封圈61位于承接件7和阀体1之间与承接件7内壁和阀体1内壁密封贴合。

本实施例中，密封隔膜6内部嵌有含内螺纹的金属螺纹件64，阀芯32下端面向内部开设有与金属螺纹件64上内螺纹适配的外螺纹，密封隔膜6通过金属螺纹件64与阀芯32螺纹连接，密封隔膜6与锥口5相互配合，将锥口5完全密封，密封隔膜6上设有连接部62，隔膜密封圈61位于连接部62上端，隔膜密封圈61可防止样品进入到阀体1与承接件7缝隙之间造成阀体1污染。

具体的，阀芯32表面开设有球槽14，所述承接件7表面开设有与球槽14相对的滚道15，所述球槽14内设有与滚道15相抵的定位钢珠16；

采用上述方案，所述球槽14内设置定位钢珠16,顶针3位移时，定位钢珠16在球槽内自转并沿滚道15滚动，一方面可减少顶针3与第三滑套71之间的摩擦，另一面对顶针3起到定位作用。

具体的，所述活塞9与气缸本体2上表面之间还设有缓冲弹簧19，所述缓冲弹簧19套于限位件81表面。

本实施例中，压缩弹簧18套于缓冲弹簧19表面，压缩弹簧18弹性系数下于缓冲弹簧19弹性系数，压缩弹簧18原长大于缓冲弹簧19原长，缓冲弹簧19旋向与压缩弹簧18旋向相反；

采用上述方案，由于气动方式对气压较难控制，当气压过大时，缓冲弹簧19对顶针3的上升起到很好的缓冲作用，一方面可保护取样阀在高气压状态下不被损坏，另一方面在压缩弹簧18和缓冲弹簧19的共同作用下，使顶针3可以更快复位，缓冲弹簧19与压缩弹簧18的旋向设置可避免缓冲弹簧19与压缩弹簧18压缩是相互干扰。

具体的，所述活塞9表面套设有密封环91，所述密封环91与气缸本体2内壁密封贴合。

采用上述方案，活塞9与气缸本体2内壁之间通过密封环91密封。

具体的，所述密封隔膜6、隔膜密封圈61采用聚四氟乙烯材料或橡胶材料一体成型。

本实施例中，密封隔膜6、隔膜密封圈61优选材料为耐腐蚀性和稳定性、密封性更高的聚四氟乙烯。

采用上述方案，由于聚四氟乙烯材料或橡胶材料都具有较好的耐腐蚀性和稳定性、密封性抗老化性等，因此，可很好的适应取样阀的工作环境，保证锥口5密封的稳定性，一体成型结构可便于密封隔膜6和隔膜密封圈61的安装和制造。

具体的，所述承接件7和阀体1之间还设有O型密封圈63，所述O型密封圈63与承接件7外壁和阀体1内壁密封贴合。

本实施例中，O型密封圈63位于隔膜密封圈61和承接件7之间，与隔膜密封圈61和承接件7紧密接触。

采用上述方案，O型密封圈63与隔膜密封圈61共同作用，将承接件和阀体之间缝隙进行密封。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无菌取样阀，其特征在于：包括手控组件、阀体、顶针、气缸、密封套，其中，所述气缸包含气缸本体以及设置在气缸本体内部的活塞，所述气缸本体的上下端均设有贯穿其内部的穿孔，所述阀体的表面设有开口向上的容纳腔，所述阀体上端与气缸本体下端固定连接，所述手控组件包括限位件、手轮组件，所述限位件设于气缸本体上端穿孔处并向气缸本体内延伸，所述限位件内侧设有母螺纹，所述手轮组件下端外表面设有与限位件上母螺纹对应的公螺纹，所述手轮组件与限位件螺纹连接，所述限位件上设有连通气缸本体外部的排气孔，所述顶针依序穿过手轮组件、气缸本体，直至插接在容纳腔内，所述活塞套设在顶针的表面，所述密封套套设在顶针的表面并位于容纳腔内且位于活塞的下方，活塞的外边沿与气缸本体的内侧相抵使活塞与密封套之间形成密封腔，所述活塞与气缸本体上端面之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套于限位件表面，所述阀体的两侧设有取样口，所述阀体的下端面设有锥口，所述顶针下端边缘与锥口紧密贴合，所述顶针的上端套设有卡块，所述卡块与手轮组件的上表面相抵。

2.如权利要求1所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述手控组件包括限位件、螺纹件、手柄组件，所述螺纹件外表面设有与限位件上母螺纹对应的公螺纹，所述手柄组件包括手柄，贯穿顶针上端的手柄固定杆，所述手柄一端与手柄固定杆转动连接且表面开设有由端面向其内部延伸的容纳槽。

3.如权利要求1所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述阀体上端固定有承接件，所述气缸本体固定在承接件上，所述手轮下端内表面设有第一滑套，所述气缸本体下端设有第二滑套，所述承接件上设有第三滑套，所述顶针由上至下依次穿过第一滑套、第二滑套、第三滑套，直至插接在容纳腔内，所述顶针与第一滑套、第二滑套、第三滑套滑动连接。

4.如权利要求1所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述顶针下端设有密封隔膜，所述密封隔膜下端与锥口密封贴合，密封隔膜上端设有隔膜密封圈，所述隔膜密封圈位于承接件和阀体之间与承接件外壁和阀体内壁密封贴合。

5.如权利要求3所述的一种无菌取样阀，其特征在于：还包含有阀芯，所述阀芯表面开设有球槽，所述承接件表面开设有与球槽相对的滚道，所述球槽内设有与滚道相抵的定位钢珠。

6.如权利要求1所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述活塞与气缸本体上端面之间还设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套于限位件表面。

7.如权利要求1所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述活塞表面套设有密封环，所述密封环与气缸本体内壁密封贴合。

8.如权利要求4所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述密封隔膜、隔膜密封圈采用聚四氟乙烯材料或橡胶材料一体成型。

9.如权利要求4所述的一种无菌取样阀，其特征在于：所述承接件和阀体之间还设有O型密封圈，所述O型密封圈与承接件外壁和阀体内壁密封贴合。

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