流量调节阀的制作方法

1.本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种流量调节阀。


背景技术：

2.在诸如肺功能仪、呼吸机等医疗器械中，通常需要经过管道通气，为调节通气流量，则需要在管道内设置流量调节阀。
3.现有技术提供的流量调节阀通常是采用电磁铁驱动开关，由于电磁铁输出力矩不稳定，且力矩随着输出距离增加会变小，从而导致流量调节波动性较大。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供了一种电机驱动流量调节阀，用于解决流量调节波动大，误差大的问题。
5.本发明的一个目的在于提供一种流量调节阀，包括：阀芯组件，包括阀套和芯轴，所述阀套为套状结构，具有相对的开口端和封闭端，所述封闭端上设有与内腔贯穿的安装孔，所述阀套的侧壁上设有至少一个从外部连通至内腔的第一流体入口；所述芯轴为杆状结构，包括依次连接的第一杆部、变径部和第二杆部，所述第一杆部的末端可从阀套的开口端穿入，并可经所述安装孔穿出至所述阀套外部，所述变径部从与第一杆部连接的一端到与第二杆部连接的一端的径向尺寸逐渐增大，且最大径向尺寸大于所述阀套开口端的径向尺寸，所述第二杆部的径向尺寸小于变径部最大径向尺寸；驱动机构，包括动子轴；复位弹簧，一端套设在所述第二杆部上后抵触在所述变径部的端壁上；另一端固定抵触；所述芯轴的第一杆部经所述阀套的开口端插入所述阀套后正对所述动子轴，在所述驱动机构和复位弹簧的作用下，可驱动所述芯轴相对阀套沿轴线移动，带动所述变径部在所述阀套的开口端处移动，从而改变所述开口端的开口面积。
6.进一步地，所述驱动机构为音圈电机。
7.进一步地，所述阀芯组件还包括第一芯套，所述第一芯套具有套状结构，由塑胶、橡胶或金属制成，其内腔结构与所述第一杆部的外部结构相配合，用于套设在所述第一杆部外部；其外壁结构与所述阀套内腔的结构相配合，当芯轴穿设在所述阀套中时，所述第一芯套位于阀套封闭端和第一流体入口沿轴向所在位置之间。
8.进一步地，所述第一芯套的外壁上环设有第一开槽，所述第一开槽内设有第一密封圈，所述第一密封圈由氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氢化丁腈橡胶制成。
9.进一步地，所述阀芯组件还包括具有圈状结构的第二芯套，所述第二芯套由氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氢化丁腈橡胶制成，其内部结构与所述变径部的外部结构相配合，第二芯套套设在所述变径部的外壁上后，所述变径部和第二芯套的组装体具有锥状结构，
该锥状结构的径向尺寸从与第一杆部连接的一端到与第二杆部连接的一端逐渐增大。
10.进一步地，所述阀套开口端的端壁具有向内收缩的锥形结构。
11.进一步地，所述流量调节阀还包括阀座，所述阀座用于固定/安装所述阀芯组件、驱动机构和复位弹簧，所述阀座内设有设有用于容置所述阀芯组件的安装腔，其侧壁上设有贯穿至所述安装腔内的第二流体入口，当阀芯组件固定在所述安装腔内时，所述第二流体入口连通所述第一流体入口；所述阀座还包括固定壁，所述固定壁上设有贯穿至所述安装腔的固定孔，所述驱动机构的动子轴穿设在所述固定孔内后正对所述第一杆部的末端；所述复位弹簧与芯轴抵触一端的相对端抵触在所述阀座内。
12.进一步地，所述阀芯组件设置在安装腔内时，所述阀套外壁和安装腔内壁之间设有第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封圈和第三密封圈分别位于所述第一流体入口和第二流体入口沿轴向所在位置的两侧。
13.进一步地，所述阀座还设有与外部连通的开槽，所述开槽内设有挡盖，所述阀芯组件设置在所述安装腔内时，所述阀套的出口端与所述阀座的开槽连通，用于流体流出；所述复位弹簧与芯轴抵触一端的相对端位于所述开槽内并抵触在所述挡盖上。
14.进一步地，所述流量调节阀还包括过滤组件，所述过滤组件设于所述开槽的开口处，用于净化过滤流出阀座内腔的流体。
15.本发明提供的流量调节阀结构简单，通过音圈电机和复位弹簧实现流量线性调节，能够实现对流量调节阀实时的线性控制。
附图说明
16.图1是第一实施例中流量调节阀沿中心轴向的剖视图。
17.图2是第一实施例中阀芯组件沿轴向的剖视图。
18.图3是第一实施例中阀套沿轴向的剖视图。
19.图4是第一实施例中芯轴沿轴线的剖视图。
20.图5第一实施例中流量调节装置组装时沿轴向的剖视示意图。
21.图6是第一实施例中流量调节阀开启过程中沿轴向的剖视图。
22.图7是第一实施例中流量调节阀开启过程中阀芯组件沿轴向的剖视图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
24.本说明书中，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
25.如图1所示，本发明第一实施例提供了一种流量调节阀，包括阀座10、阀芯组件20、
驱动机构30、复位弹簧40和过滤组件50。
26.其中，所述阀座10用于对阀芯组件20、驱动机构30、复位弹簧40和过滤组件50起安装/固定作用，使流量调节阀装配成固定的模块结构，便于流量调节阀在如医疗器械等仪器中的装配和使用。
27.参考图2至图4，所述阀芯组件20为流量调节阀的主体结构，包括阀套21和芯轴22，所述阀套21为套状结构，具有相对的开口端21a和封闭端21b，所述封闭端21b上设有与内腔贯穿的安装孔211，所述阀套21的侧壁上设有至少一个从外部连通至内腔的第一流体入口212；所述芯轴22为杆状结构，包括依次连接的第一杆部221、变径部222和第二杆部223，所述第一杆部221的末端可从阀套21的开口端穿入，并可经所述安装孔211穿出至所述阀套21外部，所述变径部222从与第一杆部221连接的一端到与第二杆部221连接的一端的径向尺寸逐渐增大，且最大径向尺寸大于所述阀套21开口端21a的径向尺寸，所述第二杆部223的径向尺寸小于变径部222最大径向尺寸；所述芯轴22的第一杆部221经所述阀套21的开口端插入所述阀套21内，所述变径部222可在所述阀套21的开口端21a处移动，从而改变开口端21a处的开口面积。本方案设计的阀芯组件20用于调节流体流量，使用过程中，流体经所述第一流体入口212流入，再经出口端21a处的开口流出，通过改变开口端21a处的开口面积，可实现流量大小的调节。
28.进一步地，所述阀芯组件20还包括第一芯套23，所述第一芯套23具有套状结构结构，由塑胶、橡胶、金属等材料制成，其内腔结构与所述第一杆部221的外部结构相配合，用于套设在所述第一杆部221外部，其外壁结构与所述阀套21内腔的结构相配合，当芯轴22穿设在所述阀套21中时，所述第一芯套23位于阀套封闭端21b和第一流体入口212沿轴向所在位置之间。通过设置第一芯套23，能够对阀套21的封闭端21b起密封和支撑作用，防止从第一流体入口212处流入的流体从安装孔211处流出，从而导致流体泄露，影响流量调节阀的使用效果；同时对芯轴22起支撑作用，防止芯轴发生沿径向的移动而影响流量调节效果。
29.进一步地，所述第一芯套23的外壁上环设有第一开槽（图中未标示），所述第一开槽内设有第一密封圈24，所述第一密封圈由氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氢化丁腈橡胶制成。本方案在第一芯套23的外壁上环设第一密封圈，使得在对阀套21封闭端具有较好密封效果的同时，不会因为摩擦系数过大而影响芯轴22在阀套21内的移动。
30.进一步地，所述第一密封圈24为唇形密封圈。
31.进一步地，所述阀芯组件20还包括具有圈状结构的第二芯套25，所述第二芯套25由氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氢化丁腈橡胶制成，其内部结构与所述变径部222的外部结构相配合，第二芯套25套设在所述变径部222的外壁上后，所述变径部222和第二芯套25的组装体具有锥状结构，该锥状结构的径向尺寸从与第一杆部221连接的一端到与第二杆部223连接的一端逐渐增大。本方案通过设置第二芯套25，能够在流量调节阀1关闭状态下对阀套21的开口端21a形成较好的密封，从而使得流量调节阀1具有较好的密闭性，使用可靠。
32.进一步地，所述阀套21开口端21a的端壁215具有向内收缩的锥形结构，其内径从内向外逐渐增大。本方案使得流量调节阀关闭状态下，阀套21与第二芯套25密封贴合效果更好，进一步增强了流量调节阀的可靠性。
33.本实施例中，为了简化安装，所述第一芯套23和第二芯套25可以通过连接件26连接固定。
34.具体的，所述连接件26为套设在第一杆部上的套状结构，其径向尺寸较第一芯套23较小，从而使得流体可以在阀套21内腔和连接件26的外壁之间流动。本方案能够对芯轴起保护作用，避免芯轴被流体腐蚀。
35.针对第一芯套23、第二芯套25和连接件26的成型方式，可以是采用同一种材料一体注塑成型，也可以是不同种材料分步注塑成型后通过粘接等方式连接。
36.需要说明的是，针对封闭端的结构，可以有多种结构。例如本实施例中，直接在阀套21的成型过程中形成端壁，然后在端壁上开设安装孔211后形成封闭端；还可以先成型具有管状结构的阀套，再成型端盖结构，将端盖结构安装固定在阀套上即可形成封闭端；还可以直接将阀套设置成管状结构，通过第一芯套/第一芯套和第一密封圈对封闭端起密封作用。其中，将阀套21设置成一端封闭的套状结构，并在其封闭端上设置安装孔的方式，可以对穿设在阀套内的芯轴起到支撑作用，具有更好的技术效果。
37.本发明可以通过多种方法驱动所述阀芯组件20中的芯轴22相对阀套21轴向移动。参考图1、图5，本实施例中，是通过驱动机构30驱动所述芯轴22沿轴向移动。
38.具体地，所述驱动机构30为无磁滞的直线型音圈电机，所述音圈电机包括动子轴31，所述驱动机构30固定连接在所述阀座10上时，所述动子轴31正对所述第一杆部221的末端。对所述驱动机构30进行通电，通过动子轴31驱动所述芯轴22沿轴向移动；将驱动机构设置成音圈电机，能够线性输出力矩，从而能够保证流量稳定控制。
39.针对阀芯组件20中芯轴22的复位方式，本发明还在阀座10内设置了复位弹簧40。所述复位弹簧40从一端套设在所述第二杆部223上后，其末端抵触在所述变径部222的端壁上，另一端抵触在阀座10上。驱动机构30的驱动力和复位弹簧40的抵触力协同作用，控制所述芯轴22沿轴向的移动，当关闭驱动机构30或减小驱动机构30的功率时，芯轴22在复位弹簧40的弹力作用下逐渐复位，从而实现减小流量或完全关闭流量调节阀。
40.进一步地，本实施例提供的流量调节阀还包括过滤组件50，所述过滤组件设置在所述阀座10内，对从阀套21的出口端21a流出的流体进行过滤。
41.针对阀座10的结构和各部件在阀座10内的安装方式或与阀座10的连接方式，可以有多种。
42.本实施例中，所述阀座10内设有设有用于容置所述阀芯组件20的安装腔11，其侧壁上设有贯穿至所述安装腔11内的第二流体入口12，当阀芯组件20固定在所述安装腔11内时，参考图1，所述第二流体入口12连通所述第一流体入口212，用作流体流入通道。
43.为了防止从第二流体入口12流入的流体在进入第一流体入口212时发生泄漏，本发明将阀芯组件设置在安装腔11内时，可以在阀套21外壁和安装腔11内壁之间设置密封结构。参考图3，本实施例中，所述阀套21外壁上环设有第一收容槽213和第二收容槽214，所述第一收容槽213内设有第二密封圈，所述第二收容槽214内设有第三密封圈；当所述阀套21设于所述安装腔11内时，所述第一收容槽213和第二收容槽214分别位于第一流体入口212和第二流体入口12沿轴向的两侧。本方案可以有效避免流体泄露，进一步保障了流体调节阀的可靠性。
44.可替代的，所述第一收容槽和第二收容槽还可以是环设在所述安装腔的侧壁上。
45.进一步地，所述阀座10还包括固定壁13，所述固定壁13上设有贯穿至安装腔11的固定孔（图中未标示），所述驱动机构30的动子轴31穿过所述固定孔后正对所述第一杆部
221的末端。进一步地，所述驱动机构30还可以安装固定在所述固定壁13上。
46.参考图5，所述阀座10还设有与外部连通的开槽14，所述开槽14内设有挡盖15，所述阀芯组件20设置在所述安装腔11内时，所述阀套21的出口端21a与所述阀座10的开槽14连通，用于流体流出；所述复位弹簧50一端套设在所述第二杆部223上并抵触在所述变径部222的端壁上后，另一端伸入至所述开槽14内并抵触在所述挡盖15上。
47.进一步地，所述过滤组件50设于所述开槽14的出口处，用于对流出阀座10内腔的流体进行净化过滤。所述过滤组件包括安装座51设置在所述安装座51内的滤芯。所述安装座51用于盖设在所述开槽14的出口。
48.为了各部件在阀座内的安装，较佳地，所述阀座10具有中空套管结构，所述安装腔11和所述开槽14依次贯穿所述阀座的内腔，所述固定壁13为可拆卸的端壁结构，用于从一端盖设所述安装腔11。本方案简化了阀芯组件20在阀座10内的安装。
49.针对本发明提供的流量调节阀的工作原理，参考图1、图2，当驱动机构30未开启时，在复位弹簧40抵触力的作用下，所述变径部222外壁上包裹的第二芯套25紧密贴合在阀套21开口端21a的侧壁上，流体无法从阀套21中流出；参考图6、图7，,开启驱动机构30时，并调节驱动机构30的功率使其大于复位弹簧40的抵触力，芯轴逐渐相对阀套21沿轴向移动，变径部222移动至阀套21的开口端21a和第二芯套25之间形成缝隙20a，流体可从开口端流出；通过调节驱动机构30的驱动功率，能够实现对流量调节阀实时的线性控制。
50.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。