多流路切换阀及气体连续监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及分析设备技术领域，具体为一种多流路切换阀及气体连续监测装置。


背景技术：

2.如图1所示为现有技术中气体连续监测装置中多流路气体切换阀组的布置示意图，图2为现有技术中气体连续监测装置的阀体布局和管路布局示意图。图1中安装板上固定有三个三通电磁阀(a1，a2，a3)、一个两通电动阀a4与连接端子b。图2中气体连续监测装置包括量程气体供给装置c、零点气体供给装置d、采样探头e、分析仪器f及压缩空气供给装置(图中未示出)。如图3所示，实施在线监测(即气体连续监测)时，分析仪器f与采样探头e经由分析流路直连进行样品分析检测；如图4所示，在近程流路校正时，量程气体或零点气体依次经过电磁阀a1，a2，a3，并经由近程流路进入分析仪器f，如图5所示，在全流路校正时，量程气体或零点气体依次经过电磁阀a1，a2，a3，以及全部的分析流路后进入分析仪器f，如图6所示，在压缩空气反吹采样探头f时，压缩气体经两通电磁阀a4沿分析流路的反向方向进入采样探头e。现有技术通过上述多个电磁阀(a1，a2，a3，a4)的分别控制实现不同流路之间的切换。
3.现有技术中，电磁阀使用数量较多，校正流路与反吹流路中共需使用4个电磁阀，成本较高，同时为方便排线，还需设置连接端子，导致气体连续监测装置中切换阀组的占用面积较大。且在实际操作中，三通电磁阀的三个口有固定位置常开常关功能，相比图2所示的阀体布局和管路布局示意图，多流路气体切换阀组的实际管路结构更为复杂。
4.另一方面，现有电磁阀只有24v电源线，无状态信号线，一旦电磁阀发生故障，故障信号难以被反馈至控制中心，即使电磁阀无法进行相应的开关动作也无法被及时发现，耽误维修时间。


技术实现要素：

5.针对以上问题，本实用新型提供了一种多流路切换阀，解决现有的气体连续监测装置中的切换阀数量较多、占用空间大、管路复杂的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多流路切换阀，包括
7.阀体，中部具有圆柱状的阀腔，阀腔的壁面沿同一横截面设置有多个阀体开口，阀体表面设置有多个管接头，阀体内部形成有多条流路，流路的一端对应连通管接头，另一端对应连通阀体开口；
8.圆柱状的阀芯，可转动地匹配嵌设于阀腔内，阀芯的外缘沿横截面设置有两个以上阀芯开口，阀芯内部形成连通各个阀芯开口的中间流路。
9.根据该技术方案，仅需一个切换阀，就可以实现不同流路之间的切换，节约了电磁阀的使用数量以及所占用的空间，节省了成本，同时，可以简化切换阀与其他部件之间的管路，提高安装效率，降低安装难度。
10.本实用新型的可选技术方案中，多流路切换阀还包括
11.驱动机构，通过驱动轴与阀芯连接；
12.角度定位盘，具有与阀体开口位置对应的缺口，角度定位盘与驱动轴同轴固定；
13.定位传感器，对应设置在角度定位盘的外侧，根据缺口所在的位置检测角度定位盘所在的角度；
14.控制部，与定位传感器通信连接，控制部接收定位传感器发送的角度并根据角度控制阀芯的转动。
15.根据该技术方案，带有缺口的角度定位盘与定位传感器的配合使用能够保障阀芯准确转动至与目标管路接通的角度。并且，当驱动电机出现故障，导致角度定位盘无法转动至指定角度时，定位传感器检测到角度定位盘的角度发送控制部，本实用新型角度定位盘、定位传感器及控制部的设置能够在多流路切换阀出现故障时及时利用通信连接反馈至控制部，解决了现有技术中在检测完成后数据异常才发现切换阀故障的滞后性，以及排查故障消耗时间多的问题。
16.本实用新型的可选技术方案中，阀芯开口具有两个或者三个。
17.根据该技术方案，阀芯开口具有至少两个开口，其中一个开口能够接收进入阀芯的流体，流体通过在中间流路传输，从阀芯的另一个或两个开口输出。
18.本实用新型另提供一种气体连续监测装置，包括多流路切换阀，气体连续监测装置的分析仪器、量程气体供给装置、零点气体供给装置、压缩空气供给装置和采样探头的一种或者多种分别与多流路切换阀的管接头连通。
19.通过上述方式，提供了一种气体连续监测装置，仅需一个切换阀，就可以实现不同流路之间的切换，节约了电磁阀的使用数量以及所占用的空间，节省了成本，同时，简化了切换阀与采样探头、分析仪器之间的管路，提高安装效率，降低安装难度。
20.本实用新型的可选技术方案中，多条流路包括近程校正流路，近程校正流路将分析仪器与量程气体供给装置直接连通，或者，近程校正流路将分析仪器与零点气体供给装置直接连通。
21.根据该技术方案，气体连续监测装置通过多流路切换阀的切换，能够进行量程气体的近程校正和零点气体的近程校正。
22.本实用新型的可选技术方案中，多条流路包括全流路校正流路，全流路校正流路将分析仪器，以经过气体连续监测装置的分析流路的方式，与量程气体供给装置或者与零点气体供给装置连通。
23.根据该技术方案，气体连续监测装置通过多流路切换阀的切换，能够进行量程气体的全流路校正和零点气体的全流路校正。
24.本实用新型的可选技术方案中，管接头包括第一至第六管接头，
25.分析仪器的进气口直接连通第一管接头和第二管接头，
26.分析仪器的进气口还经由分析流路连通第三管接头和第四管接头；
27.量程气体供给装置对应连通第五管接头；
28.零点气体供给装置对应连通第六管接头；
29.第一管接头与第二管接头分别对应的两阀体开口所夹中心角，等于第三管接头与第四管接头分别对应的两阀体开口所夹中心角，并且等于第五管接头与第六管接头分别对
应的两阀体开口所夹中心角。
30.根据该技术方案，采用较简单的布置方式，就能够实现多条流路的切换，简化了气体连续监测装置的接线管路。
31.本实用新型的可选技术方案中，多条流路包括反吹气体流路，反吹气体流路将压缩气体供给装置与采样探头连通。
32.根据该技术方案，反吹气体流路能够采样探头进行吹扫，保证采样探头内无残余气体，避免残余气体对采样探头检测结果产生影响，提高检测的准确性。
33.本实用新型的可选技术方案中，气体连续监测装置的分析流路将采样探头与分析仪器连通。
34.根据该技术方案，阀体的各个阀体开口与阀芯开口均不连通，保持采样探头与分析仪器连通，分析仪器能够对采样探头采集的样品进行在线分析。
附图说明
35.图1是现有技术中多流路切换阀组的布置示意图。
36.图2是现有技术中气体连续监测装置中的阀体布局和管路布局示意图。
37.图3是现有技术中气体连续监测装置进行在线检测时的流向示意图。
38.图4是现有技术中气体连续监测装置进行近程流路校正时流路的流向示意图。
39.图5是现有技术中气体连续监测装置进行全流路校正时流路的流向示意图。
40.图6是现有技术中气体连续监测装置进行反吹流路时流路的流向示意图。
41.图7为本实用新型实施方式中多流路切换阀的阀体和阀芯的结构示意图。
42.图8为本实用新型实施方式中多流路切换阀的横截面示意图。
43.图9为本实用新型实施方式中多流路切换阀的使用状态示意图。
44.图10为本实用新型实施方式中多流路切换阀的整体结构示意图。
45.图11为本实用新型实施方式中气体连续监测装置进行在线检测时分析流路的流向示意图。
46.图12为本实用新型实施方式中气体连续监测装置进行近程流路校正时流路的流向示意图。
47.图13为本实用新型实施方式中气体连续监测装置进行全流路校正时流路的流向示意图。
48.图14为本实用新型实施方式中气体连续监测装置进行压缩气体反吹时流路的流向示意图。
49.附图标记：
50.现有技术
51.电磁阀a1；电磁阀a2；电磁阀a3；电磁阀a4；连接端子b；量程气体供给装置c；零点气体供给装置d；采样探头e；分析仪器f；
52.本实用新型
53.阀体1；阀腔11；阀体开口12；管接头2；阀芯3；阀芯开口31；驱动机构4；驱动轴41；角度定位盘5；缺口51；定位传感器6；气体连续监测装置7；多流路切换阀71；分析仪器72；量程气体供给装置73；零点气体供给装置74；采样探头75。
具体实施方式
54.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
55.请参阅图7、图8所示，本实用新型提供一种多流路切换阀，包括
56.阀体1，中部具有圆柱状的阀腔11，阀腔11的壁面沿同一横截面设置有多个阀体开口12，阀体1表面设置有多个管接头2，阀体1内部形成有多条流路，流路的一端对应连通管接头2，另一端对应连通阀体开口12；
57.圆柱状的阀芯3，可转动地匹配嵌设于阀腔11内，阀芯3的外缘沿横截面设置有两个以上阀芯开口31，阀芯3内部形成连通各个阀芯开口31的中间流路。
58.具体来说，两个及以上的阀芯开口31在阀腔内转动，阀芯开口31存在与阀体开口12连通或不连通的情况。阀芯开口31转动至与阀体开口12连通时，通常至少存在两个阀芯开口31与两个阀体开口12连通，使得流体依次经过阀体开口12、阀芯开口31、另一个阀芯开口31，并从另一个阀体开口12流出。进一步地，阀体开口12在阀芯3表面的布置方式可根据两个阀芯开口31之间的位置关系确定，阀体开口12的数量，可根据流路的数量进行确定，为了避免开设较多阀体开口12，在不冲突的情况下，不同流路也可以适当共用同一阀体开口12，不同流路之间通过阀芯2转动一定角度进行切换；换言之，阀芯3转动至与不同的阀体开口12连通时，能够实现不同流路之间的切换。阀芯开口31转动至与阀腔11的壁面相抵接时，阀芯开口31与阀体1内的流路不连通，例如是气体的流体无法进入阀芯3。
59.如图9所示，通过上述方式，仅需一个多流路切换阀，就可以实现不同流路之间的切换，节约了电磁阀的使用数量以及所占用的空间，节省了成本，同时，简化了多流路切换阀与其他部件之间的管路，提高管路的安装效率，降低安装难度。
60.请参阅图10所示，本实用新型的可选技术方案中，多流路切换阀还包括
61.驱动机构4，通过驱动轴41与阀芯2连接；
62.角度定位盘5，具有与阀体开口12位置对应的缺口51，角度定位盘5与驱动轴31同轴固定；
63.定位传感器6，对应设置在角度定位盘5的外侧，根据缺口51所在的位置检测角度定位盘5所在的角度；
64.控制部(图中未示出)，与定位传感器6通信连接，控制部接收定位传感器5发送的角度并根据角度控制阀芯3的转动。
65.具体来说，驱动机构4驱动阀芯3旋转至规定角度，根据转动角度的不同，实现在不同流路之间的切换，驱动机构4可以为步进电机或伺服电机。角度定位盘5与驱动轴41、阀芯3同轴设置，角度定位盘5的缺口51与阀体开口12的朝向对应，从而可以将阀芯3的转动角度与角度定位盘5一一对应，进而可以根据缺口51的位置判断阀芯3的转动角度及阀体开口12的朝向。定位传感器6将角度定位盘5所处的角度发送至控制部，控制部根据该角度以及接收到的控制指令控制阀芯3的转动角度，从而可以切换连通不同的流路。
66.当驱动电机4出现故障，导致角度定位盘5无法转动至指定角度时，定位传感器6检测到角度定位盘5的角度发送控制部，控制部发出报警信号，本实用新型角度定位盘5、定位
传感器6及控制部的设置能够在多流路切换阀71出现故障时及时报警，解决了现有技术中气体连续监测装置在检测完成后数据异常才发现切换阀故障的滞后性，以及排查故障消耗时间多的缺陷。
67.本实用新型的具体实施方式中，多流路切换阀还包括设于驱动机构4与阀体1之间的驱动机构安装支架42，包括安装板421及固定于安装板421与阀体1之间的支撑件422，安装板421为矩形板，安装板421的中心开设有供驱动机构4的驱动轴41贯穿的通孔，支撑件422包括四个，分别设于矩形板的四个脚部，支撑件422的两端分别与安装板421和阀体1固定。进一步地，定位传感器6设于驱动机构安装支架42上。
68.通过上述方式，有利于提高阀体1和阀芯3的安装稳定性，保证阀芯3可转动地设置在阀腔11内。
69.本实用新型的具体实施方式中，阀芯开口31具有两个或者三个。
70.通过上述方式，阀芯开口31具有至少两个，其中一个开口能够接收进入阀芯3的流体，流体通过在中间流路传输，从阀芯3的另一个或两个阀芯开口31输出；本实用新型的具体实施例中，两个阀芯开口31呈l型分布，从而作为可切换所连通的流路的二通阀使用，三个阀芯开口31呈t型分布，从而作为可切换所连通的流路的三通阀使用，本实用新型阀芯开口31的布置方式仅为示例，本领域技术人员可以根据需要选择不同布置方式的阀芯开口31，本实用新型对此不做限制。
71.本实用新型实施方式中，另提供一种气体连续监测装置7，参考图11，包括以上实施方式中提供的的多流路切换阀71，气体连续监测装置7的分析仪器72、量程气体供给装置73、零点气体供给装置74、压缩空气供给装置(图中未示出)和采样探头75的一种或者多种分别与多流路切换阀71的管接头2连通。
72.具体来说，多流路切换阀71将分析仪器72与量程气体供给装置73经由近程流路连通、或者将分析仪器72与零点气体供给装置74经由近程流路连通，可以实现量程气体、零点气体的近程流路的校正。多流路切换阀71将分析仪器72以经过分析流路的方式与量程气体供给装置73、零点气体供给装置74连通，可以实现量程气体、零点气体的全流路的校正。多流路切换阀71将压缩空气供给装置与采样探头75连通，能够实现压缩气体的反吹。在一些实施方式中，多流路切换阀71的阀芯3可转动至与任一阀体开口12均不连通，如图11中的所示的状态，此时，分析仪器72与采样探头75经由分析流路连通，能够实现气体的在线监测。
73.通过上述方式，提供了一种气体连续监测装置，仅需安装一个切换阀，就可以替代现有技术中四个电磁阀的功能，实现不同流路之间的切换，节约了电磁阀的使用数量以及所占用的空间，节省了成本，同时，简化了切换阀与采样探头75、分析仪器72之间的管路，提高安装效率，降低安装难度。
74.本实用新型的优选实施方式中，通过旋转阀体3切换连通的多条流路包括近程校正流路，如图12所示，近程校正流路将分析仪器72与量程气体供给装置73直接连通，或者，近程校正流路将分析仪器72与零点气体供给装置74直接连通。
75.通过上述方式，气体连续监测装置通过多流路切换阀71的切换，能够进行量程气体的近程校正和零点气体的近程校正。
76.本实用新型的优选实施方式中，通过旋转阀体3切换连通的多条流路包括全流路校正流路，如图13所示，全流路校正流路将分析仪器72，以经过气体连续监测装置7的分析
流路的方式，与量程气体供给装置73或者与零点气体供给装置74连通。
77.具体来说，气体连续监测装置的分析流路将采样探头75与分析仪器72连通，即全流路校正流路将分析仪器72，以经过采样探头75的方式，与量程气体供给装置73或零点气体供给装置74连通。
78.通过上述方式，气体连续监测装置通过多流路切换阀71的切换，能够进行量程气体的全流路校正和零点气体的全流路校正。
79.以下参考图7、图8和图11-14进一步描述本实施方式中多流路切换阀实现流路切换的方式，多流路切换阀的管接头2包括第一至第六管接头26，
80.分析仪器72的进气口经由近程流路直接连通第一管接头21和第二管接头22，
81.分析仪器72的进气口还经由分析流路连通第三管接头23和第四管接头24；
82.量程气体供给装置73对应连通第五管接头25；
83.零点气体供给装置74对应连通第六管接头26；
84.第一管接头21与第二管接头22分别对应的两阀体开口12所夹中心角，等于第三管接头23与第四管接头24分别对应的两阀体开口12所夹中心角，并且等于第五管接头25与第六管接头26分别对应的两阀体开口12所夹中心角。
85.利用上述结构，如图11所示，转动阀芯3至与阀腔的壁面均不连通，分析仪器72与采样探头75连通，进行气体的在线监测。如图12所示，转动阀芯3至两个阀芯开口31分别与第一管接头21、第五管接头25连通，可进行量程气体的近程流路校正。转动阀芯3至两个阀芯开口31分别与第六管接头26、第二管接头22连通，可进行零点气体的近程流路校正。如图13所示，转动阀芯3至两个阀芯开口31分别与第六管接头26、第三管接头23连通，可进行零点气体的全流路校正；转动阀芯3至两个阀芯开口31分别连通第五管接头25与第四管接头24，可进行量程气体的全流路校正。本实用新型采用较简单的布置方式，就能够实现多条流路之间的切换，简化了气体连续监测装置的管路，减少了电磁阀的使用数量，降低生产成本。
86.本实用新型的优选实施方式中，多条流路包括反吹气体流路，反吹气体流路将压缩气体供给装置与采样探头75连通。具体来说，气体连续监测装置还包括第七管接头27和第八管接头28，第七管接头27用于与压缩气体供给装置连通，第八管接头28用于与采样探头75连通。
87.通过上述方式，反吹气体流路能够采样探头进行吹扫，保证采样探头内无残余气体，避免残余气体对采样探头检测结果产生影响，提高检测的准确性。
88.继续参考图7，本实施方式中，阀芯开口31具有三个，阀体3内的流路对应具有三条，三条流路均连接至阀芯3的中心，其中两条流路共线设置，另一条流路垂直于其他两条流路。相应地，第一管接头21与第五管接头25之间的圆心角、第二管接头22与第六管接头26之间的圆心角、第三管接头23与第六管接头26之间的圆心角、第四管接头24与第五管接头25之间的圆心角、第七管接头27与第八管接头28之间的圆心角，均为90度，从而可以通过阀芯3的旋转，利用阀芯开口31连通各个管接头。此外，第一管接头21与第四管接头24相对设置，第二管接头22与第三管接头23相对设置，从而使得，可以通过旋转阀芯3，使第一管接头21、第四管接头24和第五管接头25相互接通，同时完成全部流路(包括近程流路和分析流路)的量程气体吹扫，或者使第二管接头22、第三管接头23和第六管接头26相互接通，同时
完成全部流路的零点气体吹扫。
89.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。