色谱仪用流路切换电磁阀装置的制作方法

本实用新型属于色谱仪阀门控制技术领域，特别涉及一种色谱仪用流路切换电磁阀装置。

背景技术：

目前气相色谱仪器上面常用的多流路自动切换阀件有三大类，根据驱动方式不同可以分为手动、气动、电动、三种类型。根据阀头的结构可以分为平面密封切换阀，隔膜切换阀两大类。平面密封切换阀，在阀体上周围有多个气路接头，阀芯上有与气路接头对应的槽或孔，通过阀芯内的旋转，连接阀体上的不同的气路通道，实现气路的联通和切换。隔膜阀是通过内部的活塞移动使得隔膜在不同区域的动作从而关闭或连接阀体上的不同气路通道。平面密封阀的驱动方式有手动、旋转气缸驱动、步进电机驱动三种形式。薄膜阀通过三通电磁阀控制压缩空气的驱动内部的活塞推动薄膜完成切换。手动阀适用于简单的进样。切换速度慢，无法自动控制实现复杂流路的切换。旋转气缸驱动具有切换速度快，可以自动控制。需要一定量的压缩空气，和外部的专用五通电磁阀切换气路控制气缸的旋转方向。气动阀切换时对阀体冲击大，切换噪音大。驱动气缸体积大，无法适用于结构紧凑仪便携类仪器的使用要求。步进电机或伺服电机驱动的电动切换阀，不需要压缩空气，使用简单，但存在控制机构复杂，需要光电传感器定位，成本较高，如图1所示，驱动电机体积较大。另外，目前主要的色谱切换阀主要依靠进口，成本高，采购周期长。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种色谱仪用流路切换电磁阀装置，结构简单，设计新颖、合理，低成本，具有小体积、易用、切换速度快等特点。

按照本实用新型所提供的设计方案， 一种色谱仪用流路切换电磁阀装置，包含阀座，与阀座固定的多个微型电磁阀，及与多个微型电磁阀电连接的电磁阀驱动器；所述的阀座内设置有N个气路通道，所述的气路通道与微型电磁阀通道对应连通设置，N大于等于所有微型电磁阀的通道数目相加的总和；阀座上部设置有与气路通道连通的气路引出接头。

上述的，所述的气路引出接头为焊接在阀座上的不锈钢气路管。

上述的，所述的微型电磁阀为微型低功耗电磁阀。

上述的，与阀座固定的微型电磁阀数目至少为2个。

优选的，与阀座固定的微型电磁阀数目为3个。

上述的，微型电磁阀的驱动电磁线圈并联后，与电磁阀驱动器电连接。

优选的，所述的微型电磁阀为二位三通隔膜电磁阀。

上述的，所述的阀座为不锈钢阀座。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计新颖、合理，成本低廉，克服传统的平面阀或隔膜阀在便携类仪器上使用时的不足，现有气动切换阀使用时需要外部辅助压缩气体、切换噪音大、体积大、电动切换阀结构复杂、体积大等的问题，其能有效的解决手动切换阀无法自动控制，在温度应用环境要求不高条件下可以大幅减低切换阀使用成本，并且体积小，切换速度快，用成本相对较低、易购的三通电磁阀即可完成平面六通阀或隔膜阀的功能，外形尺寸小，便于使用到便携式仪器内部，节省空间，不需要特殊的驱动电路，不需要压缩空气驱动，操作控制简单，具有较好的市场推广前景，使用效果较好。

附图说明：

图1为传统平面启动或电动阀示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为微型电磁阀切换示意图之一；

图4为微型电磁阀切换示意图之二；

图5为电磁阀驱动器控制电路示意图；

图6为实施例中六通阀切换示意图之一；

图7为实施例中六通阀切换示意图之二；

图8为实施例中六通阀阀座示意图；

图9为实施例中六通阀气路引出示意图；

图10为实施例中六通阀应用过程中切换流程图之一；

图11为实施例中六通阀应用过程中切换流程示意图之二。

具体实施方式：

图中标号，标号01代表阀头，标号02代表驱动气缸，标号12代表阀座，标号11代表微型电磁阀，标号21代表弧形摆锤，标号22代表阀芯，标号23代表弹簧，标号24代表电磁线圈，标号25代表隔离膜，标号26代表阀出口二，标号27代表阀出口一，标号28代表阀出口三，标号a代表保护二极管，标号b代表功率晶体管，标号31代表阀座，标号32代表气路连接口，标号33代表微型电磁阀一通道连接口，标号34代表微型电磁阀二通道连接口，标号35/36/37/38代表微型电磁阀螺丝固定孔，标号13代表六通阀阀座，标号14代表气路引出接头，标号15代表标准气路接头。

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

实施例，参见图2所示，一种色谱仪用流路切换电磁阀装置，包含阀座，与阀座固定的多个微型电磁阀，及与多个微型电磁阀电连接的电磁阀驱动器；所述的阀座内设置有N个气路通道，如图3和4所示，所述的气路通道与微型电磁阀通道对应连通设置，N大于等于所有微型电磁阀的通道数目相加的总和；阀座上部设置有与气路通道连通的气路引出接头。

上述的，所述的气路引出接头为焊接在阀座上的不锈钢气路管。

上述的，所述的微型电磁阀为微型低功耗电磁阀。

上述的，与阀座固定的微型电磁阀数目至少为2个。

优选的，与阀座固定的微型电磁阀数目为3个。

上述的，如图5所示，微型电磁阀的驱动电磁线圈并联后，与电磁阀驱动器电连接。因为采用电磁结构的阀体，所以驱动电路比较简单，采用一般的大功率晶体管、继电器、MOS管等，只要驱动电流满足电磁阀的驱动要求都可以做为该电磁阀驱动装置。图5即为典型常用驱动电路，驱动电压为24VDC，常用驱动芯片为大功率达灵顿晶体管，如ULN2064B等；驱动电流大于1A。电路中加入保护二级管，驱动电路中满足一个电磁六通阀正常工作的三个电磁阀处于并联状态，只需要一个控制信号即可驱动，所用控制信号为0~5V高低电平；可以方便的和单片机连接后即可直接驱动，完成各种程序控制应用。

优选的，所述的微型电磁阀为二位三通隔膜电磁阀。

上述的，所述的阀座为不锈钢阀座。

本实用新型中精密不锈钢阀座内部有互相连同气路通道，阀座用来固定微型电磁阀和引出气路接头，阀座上面的气路管通过焊接不锈钢管引出接头。当作为六通阀使用时，在阀座上面安装三个微型电磁三通阀，便可形成一个电磁六通阀，通过同时控制三个微型电磁三通阀通电与断电，实现此电磁六通阀内部流路的切换，实现常规平面或隔膜六通阀的切换功能。以六通阀为例，同理通过设计不同的阀座即可实现四通、八通、十通切换阀。

参见图6~11，将三个微型低功率电磁阀组装到阀座上，实现六通所需的切换功能。其工作原理是：把三个微型电磁的驱动电磁线圈并联起来，用同一个电磁阀驱动器控制，使得三个电磁阀同时切换，当三通阀不通电时，此微型电磁六通阀装置，1孔—2孔通，3孔—4孔通，5孔—6孔通，如图6所示。当三个微型电磁三通阀通电时，1孔—6孔通，2孔—3孔通，4孔—5孔通，如图7所示。

所采用的微型三通电磁阀可采用内部通径0.5mm二位三通隔膜电磁阀，其动作速度小于10ms，内部死体积小于1uL。所选用电磁阀可为隔离型微型低功率电磁阀，功率1W，工作压力最高0.6MPa，可以用于色谱分析，阀体材质为聚酰胺，内部密封材料为丁晴橡胶；满足常规色谱分析要求，不污染气路；可以用于气体和液体环境。

微型电磁阀外形尺寸根据工业需求可设计为10mm，33mm，19.9mm 便于在任意加工的基座上进行安装；组装后的整体组件外径不大于60mm 有效厚度不大于30mm，有效的节省了便携类仪器的内部空间。

微型电磁阀工作原理如图8所示，内部由电磁线圈、磁芯、摆锤、弹簧等组成，当阀断电时，电磁阀芯处于状态一，这时摆锤通过隔垫将出口26封死，阀出口27和阀出口28通。当电磁阀通电时，电磁阀芯受线圈的吸引，阀芯位置改变为状态二，这时摆锤通过隔垫将出口28封死，阀出口26和阀出口27相同。

六通阀在气相色谱典型应用，即作为色谱进样阀使用，样品注入时切换流程如图10和11所示，当电磁阀处于未上电时为状态1，这时孔1和2通，孔3和四通，孔5和6通，完成样品从孔1流入，经过定量管并充满后从孔6流出，这时载气从孔3流出经孔4流出；当电磁阀通电后，电磁阀处于状态2，这时孔1和孔6通，孔2和孔3通，孔4和孔5通，完成样品经载气吹扫，从而完成仪器样品的注入。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。