TW201319439A

TW201319439A - 夾止閥

Info

Publication number: TW201319439A
Application number: TW101117731A
Authority: TW
Inventors: Yoshihiro Fukano; Shoichi Makado; Yasuhiro Ushijima
Original assignee: Smc Kk
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-05-16
Also published as: DE102012011276A1; JP2013104440A; CN103104716A; US20130119284A1; JP5338885B2; US8622365B2; DE102012011276B4; TWI632319B; KR101937753B1; KR20130051869A; CN103104716B

Abstract

一種夾止閥，包括置於電磁管(16)之可移動式鐵心(38)與該電磁管(16)之端蓋(46)之間的彈簧(48)，而該彈簧(48)迫使該可移動式鐵心(38)朝向設於本體(14)內之管(12)之側移動。該彈簧(48)之彈性力(Fb)係經設定為小於該管(12)之反應力(Fa)，而該反應力(Fa)係施加於閥塞(54)。在電磁管(16)之非激磁(non-excited)狀態中，該閥塞(54)被該管(12)之反應力(Fa)朝向該電磁管(16)施壓，俾促使流體流經該管(12)之通道(24)。反之，在電磁管(16)之激磁(excited)狀態中，由於該可移動式鐵心(38)朝向該管(12)之吸引力(Fc)被加至該彈簧(48)之彈性力(Fb)，致使該閥塞(54)受到相反於該管(12)之反應力(Fa)之壓迫力，因而阻塞該通道(24)。

Description

夾止閥

本發明係有關一種夾止閥，其能夠變換流經通道之流體之流動狀態。

迄今為止，夾止閥被用來變換在由管或類似物所構成之導管中流動之流體之流動狀態。例如揭露於日本特開2002-174352號案中，夾止閥係設置有：本體；導管，係設於該本體內可供流體流過；夾件，係用於夾持該導管使之變形並因而變換該流體之流動狀態者；以及活塞，係可在各方向上促使該夾件接近及離開該導管。此外，舉例而言，在壓力流體之供應動作下以壓迫並移動該活塞朝向該導管，該活塞即與該夾件一起被移動，藉此使該導管在該本體及與該夾件之間被夾住並壓擠，結果使得通過該導管內部之流體的流動被阻塞。

然而，以上述之夾止閥而言，仍有將其微型化(miniaturization)之需求，而且也有使流體流動狀態變換更為迅速之需求。

本發明之一般目的為提供一種夾止閥，其經製作得更輕且更小型化，但卻能夠更快速地變換流體之流動狀態。

本發明之特徵為一種夾止閥，其包含：本體；彈性導管，係支撐在該本體內且有流體在其內流動；電磁管，係連接至該本體且具有線圈，藉著線圈之通電而使該電磁管被激磁，以吸引可移動式鐵心朝固定式鐵心移動；閥機構，其具有閥塞被設置成面向該導管且係可沿著該本體之軸向位移，其中該閥機構受到該電磁管之激磁而壓迫該閥塞朝該導管移動；以及彈性裝置，其驅使該可移動式鐵心朝向該固定式鐵心移動。藉著閥塞朝著該導管之位移，使得導管在該閥塞及該本體之間被夾住，因而阻斷流體之流動。

根據本發明，在該電磁管內，該線圈係經由供電而通電，使得該可移動式鐵心被吸引至該固定式鐵心之側，且該彈性裝置係被置於該電磁管之內，因而偏壓(bias)該可移動式鐵心使之移向該固定式鐵心。此外，當該可移動式鐵心因電磁管之激磁而被吸引至該固定式鐵心之側時，且該閥塞藉著該可移動式鐵心而朝著該導管位移並壓迫著該導管，另在該可移動式鐵心方面，由於該彈性裝置之彈力加上該電磁管之吸引力，致使該彈性導管之反應力被克服，因而使得該導管變形而阻斷流體之流動。

因此，只要包括該彈性裝置之簡單結構，由於可取得較大之壓迫力以壓迫該閥塞，例如相較於一種同樣程度之壓迫力但在內部並未使用彈簧之情形而言，電磁管可以製作得更輕且體積更小。此外，當該閥塞透過該可移動式鐵心而操作時，藉著加上該彈性裝置之彈力，該閥塞可朝著該導管移動得更快。

本發明之上述及其它目的特徵及優點，將配合隨附之圖式，經以下較佳實施例描繪舉例顯示，而更為清楚。

在第1圖中，元件符號10指出本發明之第一實施例之一夾止閥。

如第1與2圖所示，該夾止閥10包括：本體14，其內插入一管(導管)12係可供例如水或血液流通者；電磁管16，係連接至該本體14之上方部分；以及閥機構18，其係設置於該電磁管16及該本體14之內部者，該閥機構18在該電磁管16激磁後可沿著軸向(箭頭A與箭頭B方向)位移。

該本體14係由例如樹脂材料所製成，而具有貫穿孔20其呈直線地貫穿該本體14，並有夾件22係大體上形成於該本體14之中央而向上突伸(於箭頭A之方向)。該夾件22係經設置垂直於該貫穿孔20延伸之方向，並在該貫穿孔20之內部圓周表面突出一給定高度，該夾件22之一端係形成半球形。

該管12係以具有某種彈性之材料(諸如橡膠、樹脂材料或類似者)製作成一管狀者，並插入該本體14之貫穿孔20內者。除此之外，該管12之外部圓周表面係緊密接觸著該貫穿孔20之內部圓周表面，因此該管12係經支撐於該本體14中，並於其內形成流體流動之通道24。

再者，大致在該本體14之中心形成可與該貫穿孔20相通之閥孔26。該閥孔26垂直延伸至該貫穿孔20，並向上(在箭頭A方向)開口。後述之閥機構18之閥塞54係經以可位移之方式設置於該閥孔26內，該閥孔26被蓋板28所密封，而其情況為該閥塞54設置於該閥孔26內。該管 12延伸於該本體14內而與該閥孔26垂直。

該電磁管16包括：圓柱形殼體30，其係與該本體14之上部分連接；線軸34，其上纏繞著線圈32並設置於該殼體30內；固定式鐵心36，係設於該線軸34內部；以及可移動式鐵心38，其係經設置為在與該固定式鐵心36同軸線上位移。

該線軸34包含係在線軸34之軸向(箭頭A與B之方向)兩端上以徑向朝外方式突出的一對凸緣40，而各凸緣40與殼體30之內周圓壁結合，且該線圈32係在各凸緣40彼此之間纏繞在線軸34上。該線圈32係與未圖示之電源電性連接。

該固定式鐵心36係由例如磁性不鏽鋼(stainless steel)或類似者之磁性材料所製成，使其下端固定於該蓋板28上，而使其上端插入並固定於該線軸34內。在軸向(箭頭A與B之方向)上穿透之軸孔42係形成於該固定式鐵心36之中心。後述之閥機構18之軸36係插入並經支撐以便在該軸孔42內位移。

該可移動式鐵心38(類似於該固定式鐵心36)係由例如磁性不鏽鋼(stainless steel)或類似者之磁性材料所製成，且經設置為可沿著該線軸34內部位移者。該可移動式鐵心38之一端係經設置為面向著該固定式鐵心36，並有朝著該固定式鐵心36之側(在箭頭B方向)逐漸變細的錐面(tapered surface)。此外，並有一緊靠面(abutment surface)44，其係垂直於該可移動式鐵心38之軸線的平面，並靠抵著該軸56，而係形成於該可移動式鐵心38之一端。該可移動式鐵心38之另一端係經設置為面向端蓋(蓋件)46並連接著該殼體30之上方部分。

此外，彈簧(彈性裝置)48係置於該可移動式鐵心38及該端蓋46之間，而可促動該可移動式鐵心38朝向該固定式鐵心36之側(箭頭B方向)。

該彈簧48，舉例而言，係由線圈彈簧(coil spring)所構成，係置於第一凹部50(設於該可移動式鐵心38之端表面(另端))與第二凹部52(形成於該端蓋46之端表面)之間。該第一及第二凹部50、52經設置為互相面對，並共同作用為定位裝置，俾將該彈簧48予以定位，並控制該彈簧48在軸線(箭頭A與B方向上)上及垂直方向上移動。

此外，將與未圖示之電源連接之線圈32通電後，該線圈32即被激磁，因而該可移動式鐵心38被吸引，並朝著該固定式鐵心36(箭頭B方向)移動預定距離。

該閥機構18包括：閥塞54，其係置於該本體14之閥孔26中；軸56，其係抵靠該閥塞54之上端表面且其受支撐以便與該固定式鐵心36一起移動；以及該夾件22，其係置於該本體14內。該閥塞54係由例如樹脂材料所製成而具有長方形斷面，並且包含位於該閥塞54下端表面上而面對該管12並朝向該管12之側(箭頭B方向)伸出的突出部58。該突出部58係經設置為面對該夾件22，並將該管12夾在中間。該突出部58之端具有半球形，其係與該夾件22類似。

此外，腔部係大致上於該閥塞54之上方部分之中心凹入，而有壓力接收件60設置於該腔部內。該壓力接收件60係由例如金屬材料所製成，並且被容納於該腔部內，以便能夠與該閥塞54之上方表面實質上地齊平。該軸56之端部總是抵靠著該壓力接收件60，使得該壓力接收件60接受由該軸56所施加的壓力。

該軸56具有固定直徑並沿著軸向(箭頭A與B方向)延伸，並以可位移方式插置於該固定式鐵心36之軸孔42中。軸56之一端抵靠著安裝於閥塞54內之壓力接收件60，而軸56之另一端抵住該可移動式鐵心38之該緊靠面44。另外，該軸56受到該可移動式鐵心38之推抵，而朝著該本體14之側位移(箭頭B方向)，且由於該閥塞54經由該軸56而被往下推抵(箭頭B方向)的結果，該閥塞54沿著該閥孔26朝著該管12之側移動，因此使得該管12變形，而被該突出部58壓擠或壓扁。

此時，當該管12受到該閥塞54之擠壓變形時，該管12之反應力(反向力)Fa(其係自該管12施加至該閥塞54)經設定為大於該彈簧48之彈力Fb，該彈力Fb係施加於該可移動式鐵心38以偏壓該該可移動式鐵心38(Fa>Fb)。換言之，該彈簧48之彈力Fb經設定為小於該管12之反應力Fa。

該管12之反應力Fa係施加於垂直向上方向(箭頭A方向)以偏壓設置於該管12上方之閥塞54，而該彈簧48之彈力Fb連同該可移動式鐵心38之吸引力Fc係與該反應力 Fa係於同一軸上施力者，且係朝著該管12側之垂直向下方向(箭頭B方向)，亦即在相反於該反應力Fa之方向上。

而且，該彈簧48之彈力Fb經設定之大小係足以確保流動通道斷面積，以便在該管12受到該閥塞54擠壓時(其係受到彈力Fb之壓擠)，能夠使流體在該管12之流動通道中以預定之流率流動。

根據本發明之第一實施例之夾止閥10基本上係以如上所述之方式構成者。接著，將敘述該夾止閥10之操作及優點。在以下之敘述中，第1圖所示之未激磁狀態之電磁管16將作為起始狀態之敘述，其中並未由該電磁管16往下方向(箭頭B方向)施加推力於該可移動式鐵心38、該軸56、以及該閥塞54，而該管12之內部係保持流動通暢之狀態，亦即開啟，使得流體持續地流經該管12。

首先，在此種起始狀態下，藉著供應來自未圖示之動力來源之電力於該電磁管16之線圈32，而使該線圈32激磁，並藉著該線圈32之激磁使得該可移動式鐵心38被吸引(於箭頭B方向)至該固定式鐵心36側(參第2圖)。此時，該可移動式鐵心38係在一種情況下移動，即該彈簧48之彈性力Fb加上由該電磁管16所產生之吸引力Fc，因而該可移動式鐵心38朝著該固定式鐵心36側移動(在箭頭B方向上)。

以此方式，如第2圖所示，在該軸56被該可移動式鐵心38壓擠朝著該本體14側(箭頭B方向)移動之同時，該閥塞54被該軸56壓擠而朝著該管12側(箭頭B方向)移動。此外，該閥塞54之突出部58壓擠該管12而朝著夾件22側移動(箭頭B方向)，而由於該管12於該突出部58與該夾件22間被壓擠或壓扁之結果，該管12之流動通道24即被堵塞。因此，使得流經該管12之流動通道24之流體被阻斷。

更具體地說，被施加來偏壓該閥塞54之壓擠力係由施加於該可移動式鐵心38之吸引力Fc，連同該彈簧48之彈力Fb總和所構成，而且由於所結合之力超過該管12之反應力Fa(Fa<Fb+Fc)，閥塞54克服了該反應力Fa，而能夠將該管12變形。

再就另一方面而言，藉著停止對該電磁管16通電，則該線圈32之激磁狀態被解除，而使得該可移動式鐵心38朝著該固定式鐵心36移動(箭頭B之方向)之吸引力即被取消。由於此一緣故，因為朝著該閥塞54側之該管12之反應力Fa(箭頭A方向)變得大於偏壓該閥塞54使之朝著該管12側移動之該彈簧48之彈力Fb(箭頭B方向)(Fa>Fb)，所以閥塞54受到該管12之反應力Fa朝著該電磁管16側(箭頭A方向)之壓迫而返回。依此，則該軸56以及該可移動式鐵心38朝著該端蓋46側而位移(箭頭A方向)，而相反於該彈簧48之彈力Fb方向。

因此，由閥塞54以及該夾件22壓擠該管12之狀態即被解除，而第1圖所示之起始狀態即在該管12之彈性下回復，因而回復到流通狀態(起始狀態)，促使流體流經該流動通道24。

在上述之方式中，根據本發明之第一實施例，該電磁管16被包括於夾止閥10中，用以在線圈32激磁後驅使該閥塞54朝該管12側移動(箭頭B方向)，且該彈簧48亦係被用來偏壓該電磁管16之可移動式鐵心38使之朝該閥蓋54側移動(箭頭B方向)。此外，藉著加上該彈簧48之彈力Fb連同該可移動式鐵心38之吸引力Fc，首先，所組合之力經設定為超過該管12之反應力Fa(Fa<Fb+Fc)。藉由提供此一構造，當閥塞54朝著該管12側位移時(箭頭B方向)，即可壓擠或壓扁該管12並堵塞流體之流動，此乃由於該彈簧48之彈力Fb連同該可移動式鐵心38之吸引力Fc施加於該閥塞54，使得流體之流動狀態能夠更迅速地被堵住。

換言之，當該可移動式鐵心38被吸引力Fc所吸引而壓迫該閥塞54時，該彈簧48發揮作用而以彈力Fb施加於相同方向來協助壓迫該閥塞54。

此外，由彈簧48構成之簡單機構，由於藉著該閥塞54可取得對該管12之較大壓迫力，例如相較於一種同樣程度之壓迫力但並未使用彈簧48之情形而言，電磁管16可以製作得更輕且體積更小。

進一步而言，藉著將該彈簧48更換為不同彈簧，使其具有對該管12之反應力Fa有不同之回應彈力Fb，而可能容納各種形式及特性之管12。

其次，根據本發明之第二實施例之夾止閥100係顯示於第3及4圖中，其構成元件與第一實施例之夾止閥10相同者係以相同之元件符號標示，且針對此等特徵之敘述亦予以省略。

根據本發明之第二實施例之夾止閥100與根據本發明之第一實施例之夾止閥10之不同點在於設有調整機構102，其能夠適當地調整施加於該可移動式鐵心38之彈簧48之彈力Fb。

如第3及4圖所示，與該第二凹部52連通之螺栓孔106係大致上形成於端蓋104之中心，而有構成部分之該調整機構102之調整螺栓108係螺鎖入該螺栓孔106中。

該調整螺栓108包含例如雙頭螺栓，而該調整螺栓108之下端部分抵靠著該彈簧48之一端，而該調整螺栓108之上端部分向上突出於該端蓋104。此外，該調整螺栓108能夠藉著螺紋轉動該調整螺栓108而前進或後退。再者，鎖帽110被螺鎖於該調整螺栓108之上方部分而鄰近於該端蓋104。

另外，在該鎖帽110經轉動而朝遠離該端蓋104之方向移動時，該調整螺栓108即相對於該端蓋104而螺旋轉動。依此方式，該調整螺栓108在該第二凹部52內被以接近或遠離該彈簧48之方向前進及後退，因而使得被該調整螺栓108之端壓迫之彈簧48之彈力Fb改變。

尤其是，藉著將該調整螺栓108朝著該彈簧48移動(箭頭B方向)，由於該彈簧48被壓縮於該調整螺栓108與該可移動式鐵心38之間，以致使得將該可移動式鐵心38、該軸56、以及該閥塞54朝著該管12側偏壓(箭頭B方向) 之壓迫力增加。反之，藉著將該調整螺栓108遠離該彈簧48移動(箭頭A方向)，由於該彈簧48被壓縮狀態解除，以致使得將該可移動式鐵心38、該軸56、以及該閥塞54朝著該管12側偏壓(箭頭B方向)之壓迫力減小。

依照上述之方式，根據本發明之第二實施例，例如縱然在該管12被以不同彈性材料製作之管所替換時，且該管12之反應力Fa變化，由於加諸於該可移動式鐵心38之該彈簧48之彈力，可依回應該反應力Fa而由該調整機構102予以調整，所以其優點在於當每次該管12被更換時，無須以具有不同彈力之彈簧替換該彈簧48。

尤其是，在因為替換該管12而使得該管12之反應力Fa變大之情形時，藉著將該調整螺栓108朝著該管12側移動(箭頭B方向)，使得該彈簧48被壓縮，而彈簧48之彈力Fb增加。反之，在該管12之反應力Fa變小之情形時，藉著將該調整螺栓108朝著遠離該管12之方向移動(箭頭A方向)，使得該彈簧48之壓縮解除，而彈簧48之彈力Fb減小。

再者，應藉由該調整機構102將該彈簧48之彈性力Fb調整成，在一個電磁管16之非激磁狀態中，該管12之反應力Fa大於該彈簧48之彈性力Fb(Fa>Fb)，然而在一個電磁管16之激磁狀態中，該管12之反應力Fa小於該彈簧48之彈性力Fb加上該可移動式鐵心38之吸引力之總和的組合壓迫力(Fb+Fc)，亦即(Fa<Fb+Fc)。

根據本發明之夾止閥並不限於上述之各實施例，當然在不脫離由附件申請專利範圍所敘述之本發明本質與範疇下，可對本發明採用各種替代或附加特徵與結構。

10‧‧‧夾止閥

12‧‧‧導管

14‧‧‧本體

16‧‧‧電磁管

18‧‧‧閥機構

20‧‧‧貫穿孔

22‧‧‧夾件

24‧‧‧流動通道

26‧‧‧閥孔

28‧‧‧蓋板

30‧‧‧殼體

32‧‧‧線圈

34‧‧‧線軸

36‧‧‧固定式鐵心

38‧‧‧可移動式鐵心

40‧‧‧凸緣

42‧‧‧軸孔

44‧‧‧緊靠面

46‧‧‧端蓋、蓋件

48‧‧‧彈簧

50‧‧‧第一凹部

52‧‧‧第二凹部

54‧‧‧閥塞

56‧‧‧軸

58‧‧‧突出部

60‧‧‧壓力接收件

100‧‧‧夾止閥

102‧‧‧調整機構

104‧‧‧端蓋

106‧‧‧螺栓孔

108‧‧‧調整螺栓

110‧‧‧鎖帽

A‧‧‧箭頭A方向

B‧‧‧箭頭B方向

Fa‧‧‧反應力

Fb‧‧‧彈力

Fc‧‧‧吸引力

第1圖係本發明之第一實施例之夾止閥之整體剖視圖；第2圖係顯示在第1圖之夾止閥中，有閥塞位移而夾住管，並將流體通道阻塞之情形的整體剖視圖；第3圖係本發明之第二實施例之夾止閥之整體剖視圖；以及第4圖係顯示在第3圖之夾止閥中，有閥塞位移而夾住管，並將流體通道阻塞之情形的整體剖視圖。