CN215257968U - 可以检测液体的多通道高压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可以检测液体的多通道高压阀，其包括扭转动力部件、阀体、阀头和设置在阀体内的阀芯。扭转动力部件作为动力部件输出扭矩，带动联轴器，转动转换头，切换导通本多通道高压阀的不同的接口。阀头的中间接口通过转换头旋转停止在不同位置，可与阀头上部接口导通、或者阀头左侧接口导通、或者闭路不导通任何一路；阀头左侧接口连接了石英玻璃管与光检连接件，配合光检电路板具有液体检测的功能。本实用新型解决了目前化学法水质自动在线分析仪中的所使用的液路流路存在的问题，减少了管路中死体积污染试剂的问题，保证了液体定量计量的精度与稳定性。

Description

可以检测液体的多通道高压阀

技术领域

本实用新型涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种可以检测液体的多通道高压阀。

背景技术

下高压阀是化学法水质分析仪中的消解单元的一个关键部件，分析仪消解管中的水样进液、混合、消解与排空均需要经过下高压阀节点控制通断路。目前国内大多数水质连续自动在线监测分析仪的厂家所使用的下高压阀均采用隔膜阀。下高压阀在水质分析仪中的功能是截止与导通消解管下端口管路，实现仪器的消解管分别抽取不同的试剂或水样时进液，以及排出分析后的废液与清洗废水；在不进出液体特别是消解管内液体在消解反应时，下高压阀需要关闭，即截止消解管与管路的通路。其在分析仪中所处的功能位置决定了下高压阀的阀芯需要有极高的化学稳定，使用安全可靠、性能稳定，在消解高压时阀芯不能被顶开，需要打开阀的时候需要带一定压力的情况下也能稳定开启。高压阀是化学法水质分析仪中不可缺少的核心部件之一。

如图1所示，目前，市场上的下高压阀，使用最广泛最常见的为电磁隔膜阀，其阀体一般采用聚四氟乙烯材质，阀芯膜片2采用全氟醚橡胶材质，通过电磁铁(包括动铁芯3、电磁线圈5、定铁芯6)与弹簧4配合的结构，带动膜片2与阀体1的平配合关系来实现阀芯开启与关闭。

现有方案的缺点是：

(1)此方案膜片与阀体之间有死体积无法排干净通过阀的液体，导致残留液体与新取试剂间的污染问题无法杜绝，成为影响水质分析仪精度的一个重要原因。

(2)此方案不具备液体检测功能，需另外配置液体检测模块。与液体检测模块配合的模式下，阀体与液位传感器之间会有一段较长的管路，每次取液计量时，这段管路中都是空气，而空气是弹性体，取密度不同液体会导致取液量波动，导致系统误差较大影响分析仪的精度。

(3)此方案对膜片的材质化学耐受性与机械疲劳寿命都有很高要求，导致膜片的加工制造困难。膜片因为要过强酸强碱强氧化性等各种化学试剂，一般都采用化学耐受性能优良的全氟醚橡胶材质，但是全氟醚橡胶在10℃以下的相对低温下，会变硬，反复拉扯的工况下极易出现破裂失效。

此方案阀芯通道数受限制，只能做到两位两通。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种可以检测液体的多通道高压阀，可实现更高的取液精度、更高的低温稳定性以及更长的使用寿命。

本实用新型的目的通过如下的技术方案来实现：

一种可以检测液体的多通道高压阀，该多通道高压阀包括：

扭转动力部件；

阀体，固连在所述扭转动力部件上；

阀头，固连在所述阀体上，所述阀头上开设有第一流道、第二流道和第三流道；

阀芯，位于所述阀体内，包括转换头和磨头，所述磨头与所述阀头贴紧，所述磨头上开设有分别与所述第一流道、第二流道和第三流道一一对接的一个中心通孔和两个连接通孔；所述转换头朝向所述磨头的一面上开设有从中心位置沿径向向外的导槽，用于导通所述中心通孔和连接通孔；所述转换头通过联轴器与所述扭转动力部件的转子周向固定；所述联轴器与所述扭转动力部件的转子之间设置感应板、码盘、弹性压紧件和轴承，通过所述弹性压紧件依次将所述联轴器、转换头、磨头压紧在所述阀头上；所述码盘固定在所述联轴器上，所述感应板固定在阀体；

所述阀头还包括配合所述第三通道的光检连接件、石英玻璃管、光检电路板，用于实现液体检测；所述石英玻璃管位于所述第三流道内，所述光检连接件用于连接导通外部动力装置，所述光检电路板固定在阀头上，用于判断是否有液体进入所述石英玻璃管；所述阀头的第二流道为管路长度固定的计量流道。

进一步地，所述阀芯还包括设置在所述阀头和磨头之间的密封垫，密封垫上开设有与所述磨头的中心通孔和多个连接通孔一一对应的通孔。

进一步地，所述石英玻璃管的两端均设置有O型圈，所述光检连接件上开设有对外的螺纹接口。

进一步地，所述弹性压紧件优选碟形弹簧。

进一步地，所述光检电路板上设置有灯珠和光电池，当石英玻璃管中在有无液体两种不同状态时，灯珠发出的光，经过石英玻璃管中液体或者空气的折射，光检电路板上的光电池会接收到有液、无液两种不同状态下的不同光量，输出差异较大的高低电位信号，判断石英玻璃管中是否有液体。

进一步地，所述扭转动力部件为减速电机。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型整合了高压阀与液体检测模块，极大地提高了取液计量的稳定性与精度，且结构合理，体积小巧，集成度高。

(2)本实用新型的阀芯结构没有死体积，取液排液时可以排空管路，不会造成二次取液的试剂污染，且液位传感模块结构巧妙，稳定可靠，误报率低。

(3)本实用新型的液位传感模块通光部分材质使用石英玻璃，内壁不易粘附杂质，易清洗，维护简单。

附图说明

图1为现有技术中的高压阀的示意图；

图2为本实用新型的可以检测液体的多通道高压阀的结构示意图；

图3为本实用新型的可以检测液体的多通道高压阀的阀芯结构示意图；

图中，阀体1、膜片2、动铁芯3、弹簧4、电磁线圈5、定铁芯6、阀头7、密封垫8、磨头9、转换头10、感应板11、感应板罩盖12、联轴器13、码盘14、碟形弹簧15、阀体16、轴承17、减速电机18、O型圈19、石英玻璃管20、光检电路板21、光检连接件22、磨头消解管连接孔9-1、磨头中心孔9-2、磨头光检连接孔9-3、转换头导槽10-1、光检电路板灯珠21-1、光检电路板光电池21-2。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2和图3所示，本实施例的可以检测液体的多通道高压阀，包括减速电机18、阀体16、阀头7和阀芯。

本实施例的高压阀为多通阀，典型设计为三通道，也可以根据实际需要具体设定通道的数目。本实施例以三通道为例进行说明，如图2视图A-A所示，阀体16固连在减速电机18上，阀头7固连在阀体16上，阀头7上开设有上部流道、中部流道和左侧流道，均设置有对外接口。阀芯位于阀体16内，包括转换头10和磨头9，磨头9通过密封垫8与阀头7贴紧，磨头9上开设的磨头消解管连接孔9-1与对应A-A视图上部流道的接口，用于对应连接化学法水质分析仪表的消解管底部端面；磨头中心孔9-2对应A-A视图中部流道的接口，磨头光检连接孔9-3对应A-A视图左侧接口。密封垫8上也开设有对应的通孔。转换头10朝向磨头9的一面上开设有从中心位置沿径向向外的导槽10-1，用于导通磨头中心孔9-2与磨头消解管连接孔9-1或磨头光检连接孔9-3。

转换头10的背部沿周向开设有三个凹槽，通过三个销钉插入三个凹槽，从而将转换头10与联轴器13进行周向固定。联轴器13的另一端与减速电机18的转子连接，且联轴器13与减速电机18的转子之间设置感应板11、码盘14、碟形弹簧15和轴承17，通过碟形弹簧15提供的压紧力依次将联轴器13、转换头10、磨头9、密封垫8压紧在阀头7上，完成阀头7和磨头9的密封。

阀芯的磨头9与转换头10之间的密封由机械加工这两个工作面的平面度与粗糙度的精度来实现。优选陶瓷材质来加工这两个阀芯，具有优良的化学耐受性与耐磨性能，寿命长工作平稳。

码盘14固定在联轴器13上，感应板11固定在阀体16，感应板11外部还设置有感应板罩盖12。由感应板11上的传感器读取码盘相对位置来读取与控制转换头10的停止位置，由此精准控制阀的状态切换。减速电机18作为动力源提供旋转扭矩，带动联轴器13转动，继而联轴器13带动转换头10旋转，实现阀的状态切换。如图3C-C视图所示，当转换头10的导槽10-1处于竖直向上状态时，阀的中间接口与上部接口导通；当导槽10-1处于竖直向下状态时，阀的中间接口与左侧接口导通；当导槽10-1处于水平状态时，阀的三个接口同时处于关闭状态。

为了实现检测液体，如图2的A-A视图所示，在阀头7上还设置有配合左侧流道光检连接件22、石英玻璃管20、光检电路板21，石英玻璃管20位于左侧流道内部，且石英玻璃管20的两端均设置有O型圈19，所述光检连接件22固连在阀头7上，且其上开设有对外的螺纹接口，用于连接导通外部动力装置。光检电路板21固定在阀头7上，用于判断是否有液体进入石英玻璃管20，其上设置有灯珠21-1和光电池21-2，当石英玻璃管20中在有无液体两种不同状态时，灯珠21-1发出的光，经过石英玻璃管20中液体或者空气的折射，光检电路板上21的光电池21-2会接收到有液、无液两种不同状态下的不同光量，输出差异较大的高低电位信号，判断石英玻璃管20中是否有液体。

本实施例的减速电机也可以替换为其他的扭转动力部件，本实施例的碟形弹簧也可以替换为其他的弹性压紧件。

本实施例的转换头10和磨头9均为陶瓷材质，具有耐高压、耐高温、耐磨以及耐化学腐蚀等特性。

本实施例的阀头7为工程塑料材质，易加工性优良，耐化学腐蚀，耐高温可达200摄氏度以上。

本实施例的密封垫8和O型圈19为耐腐蚀橡胶材质，提供良好的密封性能意外具备优良的化学腐蚀耐受性能。

本实施例的石英玻璃管20为石英材质，内壁不易粘附杂质，易清洗，维护简单。

本实施例的转换头10作为阀芯通道切换部件，由码盘14与感应板11上的光电传感器配合，精准控制转换头10的停止位置，保证本多通道高压阀的导通状态的控制准确性。

本实施例的可以检测液体的多通道高压阀的光检部分工作原理如图2A-A视图与B-B视图所示，阀中间接口与外部试剂或者水样联通，本阀取液时，先旋转转换头10通导通左侧接口，光检连接件22导通外部动力装置，开始抽取液体；此时光检电路板灯珠21-1点亮，管路中液体未到达石英玻璃管20中无液时，灯珠灯光直线向前，光检电路板光电池21-2接收不到信号；动力装置持续工作，液体在管路中前进，当液体到达石英玻璃管20，此时由于液体的折射光检电路板灯珠21-1发出的光线，使光线进入光检电路板光电池21-2，光电池接收到信号，设备判断管路中有液体。本阀中间接口连接的这段管路长度为一个确定值，作为计量管，当设备判断计量管管路上充满液体时，切换转换头导槽10-1到盲口位置，再切换计量管另一头连接的外部多通道阀，这个过程中由于中间接口处于关闭状态，计量管到磨头9位置充满了液体，液体不可压缩，所以切换外部多通道阀时计量管的另一端虽然会出现压力波动，但是计量管中的液体不会出现波动，保证了非常高的计量精度。待到计量管另一端状态稳定的切换到外部多通道阀的空气后，本高压阀再转动转换头导槽10-1导通中间接口与上部接口，将计量管中的液体完整的抽取到上部接口所连接到消解管中。

完成一计量管的取液后，再次转动转换头导槽10-1导通中间接口与左侧接口，光检连接件22导通的外部动力装置开始工作，抽空石英玻璃管20中的液体，为下一次取液做好准备工作。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为实用新型的优选实例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在实用新型的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可以检测液体的多通道高压阀，其特征在于，该多通道高压阀包括：

扭转动力部件(18)；

阀体(16)，固连在所述扭转动力部件(18)上；

阀头(7)，固连在所述阀体(16)上，所述阀头上开设有第一流道、第二流道和第三流道；

阀芯，位于所述阀体(16)内，包括转换头(10)和磨头(9)，所述磨头(9)与所述阀头(7)贴紧，所述磨头(9)上开设有分别与所述第一流道、第二流道和第三流道一一对接的一个中心通孔和两个连接通孔；所述转换头(10)朝向所述磨头(9)的一面上开设有从中心位置沿径向向外的导槽(10-1)，用于导通所述中心通孔和连接通孔；所述转换头(10)通过联轴器(13)与所述扭转动力部件(18)的转子周向固定；所述联轴器(13)与所述扭转动力部件(18)的转子之间设置感应板(11)、码盘(14)、弹性压紧件(15)和轴承(17)，通过所述弹性压紧件(15)依次将所述联轴器(13)、转换头(10)、磨头(9)压紧在所述阀头(7)上；所述码盘(14)固定在所述联轴器(13)上，所述感应板(11)固定在阀体(16)；

所述阀头(7)还包括配合所述第三流道的光检连接件(22)、石英玻璃管(20)、光检电路板(21)，用于实现液体检测；所述石英玻璃管(20)位于所述第三流道内，所述光检连接件(22)用于连接导通外部动力装置，所述光检电路板(21)固定在阀头(7)上，用于判断是否有液体进入所述石英玻璃管(20)；所述阀头(7)的第二流道为管路长度固定的计量流道。

2.根据权利要求1所述的可以检测液体的多通道高压阀，其特征在于，所述阀芯还包括设置在所述阀头(7)和磨头(9)之间的密封垫(8)，密封垫(8)上开设有与所述磨头(9)的中心通孔和多个连接通孔一一对应的通孔。

3.根据权利要求1所述的可以检测液体的多通道高压阀，其特征在于，所述石英玻璃管(20)的两端均设置有O型圈(19)，所述光检连接件(22)上开设有对外的螺纹接口。

4.根据权利要求1所述的可以检测液体的多通道高压阀，其特征在于，所述弹性压紧件(15)为碟形弹簧。

5.根据权利要求1所述的可以检测液体的多通道高压阀，其特征在于，所述光检电路板(21)上设置有灯珠(21-1)和光电池(21-2)，当石英玻璃管(20)中在有无液体两种不同状态时，灯珠(21-1)发出的光，经过石英玻璃管(20)中液体或者空气的折射，光检电路板上(21)的光电池(21-2)会接收到有液、无液两种不同状态下的不同光量，输出差异较大的高低电位信号，判断石英玻璃管(20)中是否有液体。

6.根据权利要求1所述的可以检测液体的多通道高压阀，其特征在于，所述扭转动力部件为减速电机。

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