一种微型准零死体积针阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种针型阀，尤其涉及一种微型准零死体积针阀。


背景技术：

2.目前气相色谱仪器以及一些需要控制气体流量的仪器内部常常需要对气体小流量压力在一定能范围内进行手工调节控制。最简单的调节元件是针阀，使用旋钮即可非常方便调节经过的腔体截面积，从而达到调节输出压力流量或者阻尼平衡压差。但是对于一些特殊的需要简单调节压力流量的场合，例如气相色谱气体分析阀切换，平衡色谱柱的压力差，不仅需要提供合适的可方便调节气体阻尼压降，而且需要管路与针阀整个死体积也必须很小，这样才能减小柱效损失，降低峰形变形展宽，也能减小转换过程气路的压力流量波动。
3.普通的针阀由于设计的整体外形体积较大而不方便安装，或者内部阀针较粗，活动部件体积较大，导致虽然可以调节，但是由于整体死体积较大，一些需要小体积死体积要求高的场合效果仍然不够理想。
4.在中国专利公开号为cn208568698u与cn205229112u的专利中公开一种气相色谱仪的可调气阻器给出了一种可调气阻器的方案，转轴采用不锈钢棒加工制成阀杆与0.1mm外径的不锈钢针相焊接，在出气管内插入0.53mm外径石英棒增加阻力。依靠阀杆手工或者电动机旋转带动阀针的移位，调节阀针在内部腔体体积达到调节气体流通截面积大小，改变阻力大小。这种方案阀体积较小，但批量制造工艺较复杂，依然无法降低死体积大的缺点。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型设计了一种微型准零死体积针阀。
6.本实用新型采用如下技术方案：
7.一种微型准零死体积针阀，包括阀体、阀杆和阀盖，阀体内设置腔体，阀体的侧面与底部焊接有进出气的气路管线，管线连通腔体内，阀体内腔体上端开口，腔体内设置有内螺纹a，阀盖底部设置有相配合的外螺纹，阀盖和阀体螺纹连接，阀盖内设置有内腔，内腔内设置有内螺纹b，内腔顶端开设有通孔，阀杆上端通过通孔穿出阀盖，阀杆中间段设置有外螺纹b，阀杆中间段与阀盖螺纹连接，阀体内腔体下段设置有圆柱形孔道，阀杆下段为密封段，腔体内部设置有压圈和密封圈，压圈紧压密封圈，阀杆的密封段穿过压圈和密封圈，并与密封圈紧密配合，阀杆中间段抵压压圈上端，阀杆密封段末端过渡成针尖形状的针尖端，与阀体内腔体下段的圆柱形孔道相匹配。为了确保阀外部的管线连接与内部腔体死体积达到准零死体积，阀杆为整体式制造，下半段有一段密封段与密封圈紧密配合，使得阀杆在调节旋转并且同时轴向运动过程始终保持密封状态。
8.作为优选，所述密封圈为鼓形密封圈，鼓形密封圈下部与阀体内腔底部锥面相配合，鼓形密封圈上部与压圈压紧配合。密封圈采用惰性ptfe或者ppek材料整体制成，鼓形下
部与插入内部腔体的锥面相配合，鼓形上部锥面在压圈与阀盖的压力作用下与阀杆下半部紧密配合确保阀杆在旋转过程中密封性。由于整体零件很少，可靠性较高，批量制造成本较低。
9.作为优选，所述阀盖外形成六边形，阀盖顶部设置有外螺纹a。
10.作为优选，所述气路管线的外径为1.6mm，内径为0.1mm或者0.25mm。
11.作为优选，所述气路管线的外径为1.6mm，内径为0.5mm或者0.75mm。
12.作为优选，所述阀杆中间段的外螺纹b牙距为0.5mm或0.35mm。
13.作为优选，所述针尖端直径为1mm，针尖段长度为5mm，针尖段的尖端可以根据阻力调节范围大小需要选择为尖头或者圆头。
14.作为优选，所述阀体内腔体下段的圆柱形孔道直径为1mm，长度为为5.5mm～6mm。
15.该微型准零死体积针阀的使用原理为：当在阀杆由手工旋钮旋出到中部螺纹段上肩部与阀盖顶住时，阀杆的针尖段与阀体下部圆柱形孔道构成流通截面积达到最大。该状态也就是阻力最小状态，也是阀整体死体积达到最大状态，死体积等于管线内部体积（包括阀体外表面到内部腔体孔道体积）与阀体内部密封圈封闭腔体死体积之和，减去阀杆针尖部体积。
16.当阀杆由手工旋钮旋入到中间螺纹段下肩部与阀体内的压圈部件顶住时，阀杆针尖部与阀体下部圆柱形孔道接近接触状态，但还保留一定距离，此时流通截面积达到最小。该状态也就是阻力最大状态，是阀整体死体积最小状态。
17.只要控制阀体上焊接的气路管线内径大小，将阀杆的针尖部加工很精密细小，阀体内部密封圈所封闭腔体同时减小尺寸即可将管线与阀内部死体积控制在很小的体积范围内，从而达到准零死体积的目的。若需要改变阻力调节范围大小只需要改变阀杆针尖部锥度大小与长度即可实现。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了一种体积小巧的准零死体积微型针型阀，以解决现有针型阀产品死体积较大的问题，以便能适应于气相色谱仪器在小空间内安装，管路与阀内部死体积小，同时在常用的温度与压力条件下泄露率低，方便手工调节，批量制造工艺较为简单。
附图说明
19.图1是本实用新型的一种结构示意图；
20.图中：1-阀体；2-气路管线；3-内螺纹a；4-阀盖；5-外螺纹a；6-阀杆；7-内螺纹b；8-外螺纹b；9-压圈；10-密封圈。
具体实施方式
21.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
22.实施例：如附图1所示，如图1所示，一种准零死体积微型针型阀，一种微型准零死体积针阀，包括阀体1、阀杆6和阀盖4，阀体内设置腔体，阀体的侧面与底部焊接有进出气的气路管线2，管线连通腔体内，阀体内腔体上端开口，腔体内设置有内螺纹a3，阀盖底部设置有相配合的外螺纹，阀盖和阀体螺纹连接，阀盖内设置有内腔，内腔内设置有内螺纹b7，内
腔顶端开设有通孔，阀杆上端通过通孔穿出阀盖，阀杆中间段设置有外螺纹b8，阀杆中间段与阀盖螺纹连接，阀体内腔体下段设置有圆柱形孔道，阀杆下段为密封段，腔体内部设置有压圈9和密封圈10，压圈紧压密封圈，阀杆的密封段穿过压圈和密封圈，并与密封圈紧密配合，阀杆中间段抵压压圈上端，阀杆密封段末端过渡成针尖形状的针尖端，与阀体内腔体下段的圆柱形孔道相匹配。所述的阀杆6外露在阀盖上方的部分，可以切削出平面方便安装手工旋转手柄。阀盖外形成六边形，顶部有外螺纹a5，方便用扁螺帽固定在面板上安装（图上未画出）。进出口焊接的气路管线需要死体积很小时候，优选地用外径1.6mm，内径0.1mm或者0.25mm的管线，当死体积要求不高，气阻阻力不需要很大时候，优选地用外径1.6mm，内径0.5mm或者0.75mm的管线即可。阀体上侧面与底部圆柱形孔道为了减低死体积优选地为内径0.5mm，这样也方便加工。
23.阀杆在阀盖内部加粗的中段外表面车有精密的外螺纹b7，可以通过旋转阀杆在阀盖内旋转插入同时缓慢的轴向移动，方便精细调节。牙距优选地为0.5mm，如需要更精密调节牙距优选地为0.35mm。
24.阀杆下半段分两个部分，下半段上部的密封段与下部末端的锥形针尖段。优选地为了降低死体积，下半段下部的锥形针尖段（与针尖段底面直径相等）直径优选地为1mm。针尖段长度为优选地为5mm，尖端可以根据阻力调节范围大小需要选择为尖头或者圆头，尖端部圆头直径优选地为0.5mm或者更小。
25.阀体底部的圆柱空腔段与阀杆针尖段配合，直径优选地为1mm，长度为优选地为5.5mm～6mm。阀体底部的圆柱空腔段相邻的上部圆柱空腔与阀杆上部的密封段相互配合，形成死体积很小的环形间隙，直径优选地为1.1mm～1.2mm，该段长度比阀杆针尖段长度短一些，这样能确保阀杆旋转后轴向移动，始终保持较小的死体积。在此环形间隙段阀体侧面靠近密封圈底部开孔，外表面焊接出口气路管线，这样可以尽量内部空隙都能及时吹扫到。
26.在阀杆旋转过程中阀杆上部的密封段由阀体内的鼓形密封圈与压圈在阀盖的压力下，始终处于压紧状态，鼓形密封圈优选地为ptfe或者peek材质一体加工而成，可以确保长期可靠的密封。
27.按照上述尺寸制作设计近似计算，阀进出口焊接外径1/16”内径0.5mm长100mm的气路管线，死体积约20μl，阀开度最大时候，内部死体积可以控制在10μl或者更小。一般操作不会处于最大状态，合计总死体积最大约30μl，只是相当于一段细内径的气路管线的死体积。若采用更细内径进出口气路管线，缩短阀针的长度，减小阀体下部空腔体积，还能进一步降低阀内部死体积，可以认为该阀为准零死体积的阀。
28.以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。