CN101101069B - 微型阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型阀，它包括阀体及安装在该阀体外侧的驱动器，该阀体包括支撑板、阀座体、膜片、摇杆及传动件，该支撑板压在该阀座体上并与其围合出一腔体，该膜片具有弹性，其固设于该腔体内并将该腔体分隔为流体腔和安装腔，该摇杆为杠杆结构，其通过支点可转动安装在该安装腔内，该摇杆具有分处于支点两侧的受力端及第一施力端，该膜片位于该第一施力端的运动轨迹上，该驱动器通过传动件传动该摇杆的受力端，该阀座体贯穿设有第一、第二通道，该第一、第二通道被第一隔壁分隔开，且该膜片完全罩住该第一、第二通道及第一隔壁。本发明的微型阀不会在内部存在残余体积，且通道切换时对流体的影响较小。

Description

微型阀

技术领域

本发明涉及微型阀领域，尤其是关于一种应用于流体控制系统，可以切换液体流动方向或导通、截止的微型阀。

背景技术

微型电磁阀存在多种形式，从阀体结构上分为隔离式和非隔离式，从传动结构上分为直动式、杠杆式和先导式，密封形式则为环形密封。现有的采用隔离式、杠杆结构且密封形式为环形密封的阀如专利号为6,003,552、5,205,323、5,199,462的美国专利所揭示。现有的采用隔离式、直动结构且密封形式为环形密封的阀如专利号为4,944,487的美国专利所揭示。

专利号为6,003,552、5,205,323、5,199,462的美国专利所揭示的阀存在如下缺点：1)流体腔形状复杂，容易形成残留，且存在比较大的死积；2)切换时膜片动作会使管路内的流体产生较大的波动；3)只能采用电磁驱动。专利号为4,944,487的美国专利所揭示的阀存在如下缺点：耐流体压力性能较差，也采用了电磁驱动，应用范围较窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种内部没有残余体积且通道切换时对流体波动影响较小的微型阀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该微型阀包括阀体及安装在该阀体外侧的驱动器，该阀体包括支撑板、阀座体、膜片、摇杆及传动件，该支撑板压在该阀座体上并与其围合出一腔体，该膜片具有弹性，其固设于该腔体内并将该腔体分隔为流体腔和安装腔，该摇杆为杠杆结构，其通过支点可转动安装在该安装腔内，该摇杆具有分处于支点两侧的受力端及第一施力端，该膜片位于该第一施力端的运动轨迹上，该驱动器通过传动件传动该摇杆的受力端，该阀座体贯穿设有第一、第二通道，该第一、第二通道被第一隔壁分隔开，且该膜片完全罩住该第一、第二通道及第一隔壁，该摇杆具有第一、第二位置，在第一位置时，第一施力端将该膜片紧压在该第一隔壁上，流体腔与第一通道隔断而与第二通道连通；在第二位置时，膜片脱离第一隔壁，第一通道、流体腔及第二通道相连通。

所述的摇杆还具有与第一施力端同侧的第二施力端，膜片位于该第二施力端的运动轨迹上。

所述的阀座体上还贯穿设有第三通道，该第三通道与第二通道被第二隔壁分隔开，该膜片完全罩住该第三通道和第二隔壁，在第二位置时，该第二施力端将膜片紧压在该第二隔壁上。

所述的摇杆的截面呈“Y”型，其中部通过转轴可转动安装在安装腔内。

所述的支撑板将该膜片的周边紧压在阀座体上。

所述的各隔壁均具有紧压时与膜片贴合的密封平面。所述的各隔壁的密封平面共面。

所述的传动件为拨杆，该拨杆可滑动安装在安装腔且其滑动方向与转轴的轴线方向垂直，该拨杆的一端连接弹性件的一端，该弹性件的另一端抵压在该安装腔的腔壁，该拨杆的另一端与驱动器的输出部分连接，且该拨杆的中部与摇杆的受力端连接。所述的驱动器为气缸或电磁元件。

所述的各通道均与流体腔形成流线型的液体流道。

本发明的有益效果是，1)在第一、第二位置时，流体腔均至少与其中的一个通道连通，所以阀内部不会有残余体积，另外，通道切换时是利用膜片在受力时产生的弹性变形来实现，切换过程中膜片的运动行程小，所以会极大减小对通道内流体的影响，避免流体产生较大的波动；2)由于膜片的周边被支撑板紧压在阀座体上，所以在膜片受到流体压力时，支撑板会对膜片起到支撑作用，从而提高了膜片的耐流体压力性能；3)可以采用气缸驱动和电磁驱动，从而扩展了阀的应用范围；4)由于采用流线型的液体流道，所以减小了流阻。

附图说明

图1是本发明微型阀的剖视图。

图2是本发明微型阀的阀体的剖视图。

图3是摇杆处于第一位置时阀体的剖视图。

图4是摇杆处于第二位置时阀体的剖视图。

图5及图6分别表示膜片与第一隔壁脱离和压接时的结构示意图。

图7是本发明微型阀第二具体实施方式的剖视图。

图8是本发明微型阀第三具体实施方式的剖视图。

具体实施方式

请参阅图1至图6，本发明微型阀为三通阀，其包括阀体及安装在该阀体外侧的驱动器，该驱动器23为电磁铁23，其作为动力源，该阀体在驱动器的驱动下实现流体管路之间的切换。

该阀体包括支撑板17、阀座体15、摇杆5、拨杆1及膜片16。该支撑板17紧压在阀座体15上并与该阀座体15之间围合成一腔体。该膜片16为具有弹性的方形薄片，其被支撑板17紧压在阀座体15上，该膜片16将该腔体分为两个部分，面向阀座体一侧的腔体部分为流体腔8，背向阀座体一侧的腔体部分为安装腔24，由于膜片16受压时会产生形变，所以流体腔8的体积是变化的。本实施方式中，该支撑板与阀座体配合的表面凹入形成有安装槽7，膜片的周边嵌入固定于该安装槽7中。

该阀座体并排贯穿有第一、第二及第三通道14、12、11，该第一、第二及第三通道14、12、11均与该流体腔8连通，且第一、第二通道14、12之间被第一隔壁13分隔开，第二通道12与第三通道11之间被第二隔壁21分隔开，该膜片16完全罩住该第一、第二、第三通道和第一、第二隔壁。为了减小流阻，各通道14、12、11均与流体腔8连接形成流体型流道。

该支撑板17上横贯有一根转轴4，摇杆5位于安装腔中并安装在该转轴4上而形成一杠杆结构。该摇杆5大致呈“Y”字型，其具有一个受力端3和第一、第二施力端18、6，该受力端3和施力端18、6分别位于该转轴4的两侧，且该第一、第二施力端18、6关于该转轴4对称。该受力端3用于接收动力输入，该第一、第二施力端18、6分别邻近第一、第二隔壁13、21，膜片16位于该摇杆5和第一、第二隔壁13、21之间，且膜片16位于该第一、第二施力端18、6的运动轨迹上。该摇杆5在其转动轨迹上具有第一、第二极限位置，当该摇杆5在第一、第二位置间摆动时，该第一、第二施力端18、6交替使膜片16与第一、第二隔壁13、21压接。压接时，该第一、第二隔壁13、21与膜片16贴合的表面10、9均为密封平面，且该两密封平面10、9共面。

该拨杆1安装在安装腔24内，并可以在垂直该转轴4且平行于第一、第二隔壁的密封平面10、9的方向运动，该拨杆1与摇杆5的受力端3通过铰链2连接，从而拨杆1的运动可以带动摇杆5绕转轴4在一定角度范围内摆动。该拨杆1的一端连接压缩弹簧19的一端，该压缩弹簧19的另 一端抵压在安装腔的腔壁22上，该拨杆1的另一端连接驱动器23的输出部分22，该弹簧19可以迫使拨杆向驱动器方向运动，驱动器23可以迫使拨杆1克服弹簧19的力而反向运动。

本实施方式中，该拨杆水平滑动的方向定义为X轴方向，该摇杆的转轴的轴线方向为Y轴方向，该第一、第二及第三通道中的液流方向定义为Z轴方向，该摇杆的运动轨迹所在的平面平行于该XZ平面。

该微型阀的工作原理如下：当驱动器23通过拨杆1驱动摇杆5旋转到第一位置时，膜片16被摇杆的第一施力端18紧压在第一隔壁的密封表面10上，且该膜片16脱离第二隔壁的密封表面9，此时，第一通道14的开口被膜片16完全封闭，使第一通道14与第二通道12隔断，而第二通道12通过流体腔8与第三通道11连通。另外，由于支撑板17的下表面可以在膜片受到流体压力时起到支撑的作用，所以加强了膜片的耐压能力。

当驱动器23通过拨杆1驱动摇杆5旋转到第二位置时，膜片16被摇杆5的第二施力端6紧压在第二隔壁21的密封表面9上，而膜片16脱离第一隔壁13的密封表面10，此时，第三通道11的开口被膜片16完全封闭，第三通道11与第二通道12隔断，而第一通道14通过流体腔8与第二通道12连通。

摇杆依靠驱动器的推动力及压缩弹簧的复位力在第一、第二位置间来回摆动时，第一、第二施力端交替迫使膜片与第一、第二隔壁压接，使不同通道导通和切换。

请参阅图7，其为本发明的第二具体实施方式，该实施方式与第一实施方式的区别在于：该驱动器23’是气缸23’。

请参阅图8，其为本发明的第三具体实施方式，该实施方式与第一实施方式的主要区别在于：该微型阀为两通阀，该阀座体15’上贯穿设有第一、第二流道14’、12’，该第一、第二流道之间被第一隔壁13’隔开。

该微型阀的工作原理如下：当驱动器通过拨杆1’驱动摇杆5’旋转到第一位置时，膜片16’被第一施力端18’紧压在第一隔壁的密封表面上，使膜片封闭第一通道14’的开口，从而第一、第二通道14’、12’隔断；当驱动器通过拨杆驱动摇杆旋转到第二位置时，膜片16’脱离第一隔壁的密封表面，第二施力端6’压下膜片16’，使第一、第二通道14’、12’连通。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种微型阀，包括阀体及安装在该阀体外侧的驱动器，其特征在于：该阀体包括支撑板、阀座体、膜片、摇杆及传动件，该支撑板压在该阀座体上并与其围合出一腔体，该膜片具有弹性，其固设于该腔体内并将该腔体分隔为流体腔和安装腔，该摇杆为杠杆结构，其通过支点可转动安装在该安装腔内，该摇杆具有分处于支点两侧的受力端及第一施力端，该膜片位于该第一施力端的运动轨迹上，该驱动器通过传动件传动该摇杆的受力端，该阀座体贯穿设有第一、第二通道，该第一、第二通道被第一隔壁分隔开，且该膜片完全罩住该第一、第二通道及第一隔壁，第一隔壁具有紧压时与膜片贴合的密封平面，该摇杆具有第一、第二位置，在第一位置时，第一施力端将该膜片紧压在该第一隔壁上，流体腔与第一通道隔断而与第二通道连通；在第二位置时，膜片脱离第一隔壁，第一通道、流体腔及第二通道相连通。

2.按照权利要求1所述的微型阀，其特征在于：所述的摇杆还具有与第一施力端同侧的第二施力端，膜片位于该第二施力端的运动轨迹上。

3.按照权利要求2所述的微型阀，其特征在于：所述的阀座体上还贯穿设有第三通道，该第三通道与第二通道被第二隔壁分隔开，该膜片完全罩住该第三通道和第二隔壁，在第二位置时，该第二施力端将膜片紧压在该第二隔壁上。

4.按照权利要求2所述的微型阀，其特征在于：所述的摇杆的截面呈“Y”型，其中部通过转轴可转动安装在安装腔内。

5.按照权利要求1-4中任意一项所述的微型阀，其特征在于：所述的支撑板将该膜片的周边紧压在阀座体上。

6.按照权利要求3所述的微型阀，其特征在于：所述的第二隔壁具有紧压时与膜片贴合的密封平面。

7.按照权利要求6所述的微型阀，其特征在于：所述的第一隔壁和第二隔壁的密封平面共面。

8.按照权利要求1-4中任意一项所述的微型阀，其特征在于：所述的传动件为拨杆，该拨杆可滑动安装在安装腔且其滑动方向与转轴的轴线方向垂直，该拨杆的一端连接弹性件的一端，该弹性件的另一端抵压在该安装腔的腔壁，该拨杆的另一端与驱动器的输出部分连接，且该拨杆的中部与摇杆的受力端连接。

9.按照权利要求1-4中任意一项所述的微型阀，其特征在于：所述的驱动器为气缸或电磁元件。

10.按照权利要求1-4中任意一项所述的微型阀，其特征在于：各通道均与流体腔形成流线型的液体流道。

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