一种制氧阀的制作方法

本发明属于制氧，更具体地说，是涉及一种制氧阀。

背景技术：

1、制氧机是采用物理变压吸附（psa）技术从空气中提取氧气的医疗/家用设备，其内部制氧阀的可靠性、密封性及工作噪音直接关系到制氧机的使用寿命与患者的使用体验。

2、目前，市面上常见的制氧阀通常包括底座、安装基体、阀体组件以及电磁驱动组件。电磁驱动组件通常由线圈、静铁芯以及动铁芯组成；阀体组件则设有进气口、出气口和排气口，并通过阀芯的往复移动来实现气路通道的切换。在常规结构中，动铁芯与阀芯往往采用一体式结构，并在阀芯表面套设有o型圈、y型圈或特定的密封套与阀腔内壁实现滑动密封配合。

3、为了保证阀芯移动时的动态密封，现有的滑动密封件（如o型圈、y型圈、密封套）必须与阀腔内壁产生较大的滑动摩擦。为了降低摩擦磨损并保证往复动作的顺滑，往往必须在密封配合面上涂抹润滑油脂。然而，制氧机作为医疗和呼吸类设备，其气路流通部分对洁净度有着极其严苛的无油要求。在高频率的开关动作和气流冲击下，润滑油脂极易挥发、迁移并混入气路。这不仅会污染分子筛，降低制氧效率，甚至润滑油脂会随高浓度氧气被患者吸入，产生严重的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种制氧阀，以在满足医疗级无油要求的前提下，保证制氧阀的动态密封效果。制氧阀包括：阀体，设有进气口、出气口以及排气口；阀芯，可移动地设置在阀体的阀腔内；线圈组件，包括电磁线圈、静铁芯以及动铁芯；柔性密封件，设置在动铁芯和阀芯之间，用于隔离电磁腔与气路腔，实现动态密封；弹性复位件，设置在动铁芯的外周侧，用于提供使动铁芯复位的弹性势能。

2、采用该技术方案所达到的技术效果：通过在动铁芯和阀芯之间设置用于隔离电磁腔与气路腔的柔性密封件，能够取代传统阀芯组件上的o型圈、y型圈或密封套。相较于o型圈、y型圈、密封套等滑动密封件，本申请采用柔性密封件来实现动态密封，这样阀芯在阀腔内移动时不会与阀腔内壁产生滑动摩擦。由于无需克服摩擦力，因此无需使用润滑油脂，从而能够避免润滑油脂挥发、迁移，污染分子筛，或润滑油脂混入氧气并吸入人体造成安全隐患。柔性密封件能够将电磁腔与气路腔进行密封隔离，避免电磁驱动部件对气路气体的污染。

3、此外，由于柔性密封件是通过其自身的曲张变形来传递位移，因此在阀芯开启和关闭的过程中，柔性密封件能够提供柔性缓冲，避免传统刚性连接带来的机械卡滞或过载应力，从而确保阀芯在阀腔内滑移动作的平稳顺滑性，以及变压吸附制氧循环的稳定性。

4、进一步的，阀芯与阀体的阀腔内壁之间未设置滑动密封件。

5、采用该技术方案所达到的技术效果：通过取消o型圈、y型圈、密封套等滑动密封件，改变了传统制氧阀必须依赖滑动摩擦维持气密性的物理结构。一方面，能够免除润滑油脂的使用，无需在气路配合面涂抹润滑油脂，避免油脂污染分子筛或随氧气吸入人体的医疗隐患；另一方面，能够解决滑动密封件长期高频运动导致的磨损、老化及变形问题，提高制氧阀在长期运行下的气密稳定性，延长制氧阀的使用寿命。

6、进一步的，柔性密封件为弹性薄膜；其中，柔性密封件的外周缘被夹紧密封于阀体内壁，动铁芯通过柔性密封件的的弹性曲张变形带动阀芯产生位移。

7、采用该技术方案所达到的技术效果：通过将柔性密封件设置为弹性薄膜，并利用弹性薄膜自身的弹性曲张力来代替传统的滑动摩擦力，能够实现动铁芯与阀芯之间的柔性动力传递，在阀芯开启和关闭时提供缓冲作用，避免刚性撞击导致的卡滞或应力过载，提高阀芯在阀腔内滑移动作的顺滑性。通过将薄膜外周缘密封夹紧在阀体内壁上，能够实现气路腔和电磁腔的隔离，确保电磁驱动组件与气体通道之间的密封隔离，避免电磁组件对气体造成污染、以及气路中的水分或杂质污染电磁组件。

8、进一步的，阀腔内设有第一夹紧件和第二夹紧件；其中，第一夹紧件和第二夹紧件位于动铁芯和阀芯连接处的外周侧，柔性密封件的外周缘夹设在第一夹紧件和第二夹紧件之间。

9、采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置第一夹紧件和第二夹紧件对柔性密封件的外周缘进行机械夹持固定，装配工艺简单且可靠。柔性密封件在曲张变形时，第一夹紧件和第二夹紧件组成的夹持结构能够避免柔性密封件受压脱落，保证柔性密封件的定位牢固性以及制氧阀在长期高负荷运行下的气密可靠性。

10、进一步的，当电磁线圈通电时，动铁芯在阀腔内移动并压缩弹性复位件储存弹性势能，同时动铁芯挤压柔性密封件，通过柔性密封件的弹性变形驱动阀芯移动，以切换气路。

11、采用该技术方案所达到的技术效果：在制氧阀通电开启的过程中，弹性复位件被压缩储存弹性势能的过程，相当于同步进行了能量吸收，能够抵消部分电磁吸力带来的冲击；与此同时，动铁芯挤压柔性密封件，通过其弹性曲张变形来驱动阀芯，实现了完全无硬摩擦的柔性动力传递。两者协同作用实现双重缓冲传动，能够确保阀芯在气路切换瞬间动作的平稳性，避免动铁芯或阀芯因刚性对碰而产生剧烈的机械撞击，起到进气缓冲和降噪的效果。

12、进一步的，当电磁线圈断电后，电磁力消失，弹性复位件释放弹性势能，驱动动铁芯复位；动铁芯同步通过柔性密封件的弹性变形，驱动阀芯复位闭合气路。

13、采用该技术方案所达到的技术效果：在断电复位过程中，电磁力消失后，弹性复位件能够及时释放其内部储存的弹性势能，为动铁芯提供复位驱动力。同时，动铁芯通过柔性密封件的弹性恢复动作，带动阀芯向阀口回位闭合。这种依靠弹性复位件释放弹性势能驱动的复位方式，不仅能够保证阀门关闭动作的迅速响应、气路闭合的可靠运行，而且还能够在复位行程的末段，利用柔性密封件与弹性密封件的固有阻尼特性吸收动能，避免传统阀芯断电复位时直接撞击阀口的刚性冲击，实现排气缓冲和降噪。

14、进一步的，弹性复位件为蝶形弹簧。

15、采用该技术方案所达到的技术效果：通过选取蝶形弹簧作为弹性复位件，能够利用其非线性力-形变特征，使得弹性复位件的弹力曲线与与电磁线圈通电时产生的非线性电磁吸力-行程曲线达到高度吻合。使得动铁芯在吸合及复位过程中，受力处于一种动态平衡状态，从而能够减小动铁芯与静铁芯之间的撞击力、以及阀芯对阀口冲击，降低制氧阀运行时的机械噪音，延长制氧阀的使用寿命。

16、进一步的，阀芯设有密封部，阀芯在阀腔内移动时，密封部打开或关闭出气通道的阀口与排气通道的阀口，以实现制氧阀的产氧连通状态与排氮连通状态。

17、采用该技术方案所达到的技术效果：通过在阀芯上设置密封部，并利用阀芯的直线移动来交替打开或关闭出气通道的阀口与排气通道的阀口，使得制氧阀仅依靠单一阀芯的结构即可精准实现两位三通的气路切换功能，简化了制氧阀的内部气道，保证制氧阀在产氧连通状态（出气口输出氧气）与排氮连通状态（排放氮气）之间的切换可靠性和响应速度，满足分子筛制氧机高频变压吸附工艺的要求。

1.一种制氧阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制氧阀，其特征在于，阀芯(20)与阀体(10)的阀腔内壁之间未设置滑动密封件。

3.根据权利要求1所述的制氧阀，其特征在于，柔性密封件(40)为弹性薄膜；其中，柔性密封件(40)的外周缘被夹紧密封于阀体(10)内壁，动铁芯(33)通过柔性密封件(40)的的弹性曲张变形带动阀芯(20)产生位移。

4.根据权利要求3所述的制氧阀，其特征在于，阀腔内设有第一夹紧件和第二夹紧件；其中，第一夹紧件和第二夹紧件位于动铁芯(33)和阀芯(20)连接处的外周侧，柔性密封件(40)的外周缘夹设在第一夹紧件和第二夹紧件之间。

5.根据权利要求1所述的制氧阀，其特征在于，当电磁线圈(31)通电时，动铁芯(33)在阀腔内移动并压缩弹性复位件(50)储存弹性势能，同时动铁芯(33)挤压柔性密封件(40)，通过柔性密封件(40)的弹性变形驱动阀芯(20)移动，以切换气路。

6.根据权利要求5所述的制氧阀，其特征在于，当电磁线圈(31)断电后，电磁力消失，弹性复位件(50)释放弹性势能，驱动动铁芯(33)复位；动铁芯(33)同步通过柔性密封件(40)的弹性变形，驱动阀芯(20)复位闭合气路。

7.根据权利要求1所述的制氧阀，其特征在于，弹性复位件(50)为蝶形弹簧。

8.根据权利要求1所述的制氧阀，其特征在于，阀芯(20)设有密封部(21)，阀芯(20)在阀腔内移动时，密封部(21)打开或关闭出气通道的阀口与排气通道的阀口，以实现制氧阀的产氧连通状态与排氮连通状态。