一种阀系统的制作方法

本发明涉及并行实验领域，尤其是涉及流体通道切换的阀系统。

背景技术：

并行实验的思想广泛应用于催化剂的反应性能研究中。在并行实验过程中，使用多个小规模的反应器在相同的实验条件下对不同催化剂进行筛选或在不同的实验条件下对相同催化材料进行反应性能评价，能够显著提高实验效率和降低研发成本。

在并行实验中，需要对各个并行通道中的反应流体（液态或气态）进行物化性质测量，通常在每个通道中都配备相应的物化性质检测器，可以对每个通道中流体的物化性质实时检测，有利于即时调整和发现问题，但缺点是会大大提高实验装置的成本，同时需要定期对检测器进行校准和维护，大大提高了实验装置的维护难度，增加了发生实验误差的可能性。因此，通常采用一个物化性质检测器和一个包括多个开关阀的阀系统进行替代，但多个开关阀的阀系统通常体积较大，并且每次切换通道需要多个阀的配合操作，经常会出现卡死或渗漏等问题，维修成本也较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种阀系统，解决了相关技术中并行实验中各反应器的流体通道切换的问题。

根据本发明，提供了一种阀系统，包括：部件一，所述部件一由两个同心平板圆柱体组成，上部为平板圆柱体a，下部为平板圆柱体b，所述平板圆柱体a的直径大于所述平板圆柱体b的直径，所述平板圆柱体a的顶面为圆面a，所述平板圆柱体b的底面为圆面b，所述部件一上有流体流入通道a和流体流入通道b，以及多个流体流出通道，所述流体流入通道a的入口、流体流入通道b的入口和流体流出通道的出口均位于所述圆面a上，而所述流体流入通道a的出口、流体流入通道b的出口和流体流出通道的入口均位于所述圆面b上，所述流体流入通道a的入口、流体流入通道b的入口和流体流出通道的出口的开孔周围均设有环形槽，所述流体流入通道a的出口位于所述圆面b的圆心处，所述多个流体流出通道的入口以流体流入通道a的出口为圆心沿同一半径的圆的圆边分布，所述半径的长度为距离a，所述部件一四周设有贯通螺孔；部件二，所述部件二为圆柱体形，所述部件二的直径与所述部件一的平板圆柱体b的直径相等，其中所述部件二的顶面上有开孔a和开孔b，开孔a位于顶面的圆心，开孔b到开孔a的距离与所述部件一的距离a相等，所述开孔a和开孔b在所述部件二内部联通，所述部件二的底面的圆心处有一个半球形槽，所述部件二的侧面镶嵌有多个磁性材料；部件三，所述部件三的外沿为圆环形，中心为圆柱形槽a，所述圆柱形槽a的内径与所述部件二的直径相等，所述圆柱形槽a的深度等于所述部件一的平板圆柱体b的高度和所述部件二的高度之和，所述圆柱形槽a的外部为圆柱形，所述圆柱形槽a的圆心处设有圆柱形槽b，所述圆柱形槽b的内径与所述部件三底面的半球形槽的直径相等，所述圆柱形槽内有弹簧和小球，所述弹簧和小球的直径与所述槽b的内径相等，所述圆柱形槽b的外部为圆柱形，所述圆柱形槽b的外部比所述圆柱形槽a的外部突出，所述圆柱形槽b的外部的直径比所述圆柱形槽a的外部的直径小，所述部件三上四周设有螺孔，所述螺孔与所述部件一的贯通螺孔位置对应、大小一致，所述圆柱形槽b的外部的圆心处设有带螺纹的圆柱形槽c；部件四，所述部件四为圆柱形，所述部件四中心有圆柱形槽d，所述圆柱形槽d的直径和深度与所述部件三的圆柱形槽a的外部的直径和高度相等，所述槽d的中心有圆柱形贯通通道e，所述贯通通道e的直径和深度与所述部件三的圆柱形槽b的外部的直径和高度相等，所述部件四的侧面镶嵌有多个磁性材料；螺栓a，所述螺栓a将所述部件三与所述部件一通过所述部件一上的贯通螺孔和所述部件三上的螺孔连接固定；垫片和螺栓b，所述垫片为圆柱形垫片，所述垫片中心有圆柱形贯通通道，所述垫片的直径比所述部件四上的圆柱形贯通通道e略大，螺栓b通过所述垫片中心的圆柱形贯通通道和所述部件四的圆柱形贯通通道e与所述部件三的带螺纹的圆柱形槽c连接，从而将所述部件四和部件三连接。

进一步地，其中所述部件二的侧面对称的分为两侧，一侧的所述磁性材料为北极朝外，另外一侧的所述磁性材料为南极朝外，且所述磁性材料高度相等；其中所述部件四的侧面对称的分为两侧，一侧的所述磁性材料为北极朝外，另外一侧的所述磁性材料为南极朝外，并且部件四的磁性材料的大小、数量、位置与所述部件二的磁性材料相同。

进一步地，其中所述部件二的磁性材料形状、大小统一，沿部件二的侧面平均分布；所述部件四的磁性材料与所述部件二的磁性材料的形状、大小、数量、位置相同，沿部件四的侧面平均分布，组合安装后所述部件四的磁性材料与所述部件二的磁性材料在空间上处于同一高度。

进一步地，其中所述部件一的平板圆柱体a和平板圆柱体b的连接处设有一圈斜面a，斜面的材质为金属或橡胶；在部件三的圆柱形槽a的顶部设有一圈斜面b，所述斜面a和斜面b的斜面大小和角度相等。

进一步地，其中所述部件一的圆面b上的流体流出通道的入口沿圆边平均分布。

进一步地，其中所述部件二围绕所述开孔a、开孔b和顶面的边缘设有略高出所述顶面的平面，所述平面高度相等，并且所述平面与所述部件二的顶面平行。

进一步地，其中所述部件二上有至少一个连通所述顶面和底面的贯通通道。

通过本发明提供的一种阀系统，解决了相关技术中并行实验中各反应器的流体通道切换的问题，降低了并行实验装置的成本，提高了通道切换的便捷性。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的整体示意图。

图2显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件一的俯视图。

图3显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件一的仰视图。

图4显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件二的俯视图。

图5显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件二的仰视图。

图6显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件三的俯视图。

图7显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件三的仰视图。

图8显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件四的俯视图。

图9显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的部件四、垫片和螺栓的仰视图。

图10显示了根据本发明实施例的阀系统的第一实施例的组装后的俯视图。

图11显示了根据本发明实施例的阀系统的第二实施例的部件二的俯视图。

图12显示了根据本发明实施例的阀系统的第二实施例的部件二的仰视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理想这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出地那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

图1显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的整体示意图。

在第一实施例中，阀系统1包括部件一10、部件二30、部件三50和部件四70，部件一10和部件三50之间通过螺栓2连接，部件三50和部件四70通过垫片90和螺栓91连接，在部件二30和部件三50之间有弹簧40和小球41。

图2显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件一10的俯视图。

根据图2，部件一10的顶面5有流体流入通道a11入口、流体流入通道b12的入口和多个流体流出通道13的出口，在入口和出口周围有环形槽14，用于放置环形橡胶密封件，保证在与原料流入管线或流出管线连接时保证不会产生流体泄漏。部件一10的上部平板圆柱体7也可根据实际需求加工成其他形状，流体流入通道a11入口、流体流入通道b12的入口和多个流体流出通道13的出口的位置也可根据需连接的流体流入管路和流体流出管线的位置进行调整，设置在其他平面上或其他位置上。

部件一10的四周设有贯通螺孔15，用于部件一10和部件三连接。

图3显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件一10的仰视图。

根据图3，部件一10由两个平板圆柱体组成，上部的平板圆柱体7的直径大于下部的平板圆柱体8。图3中部件一10的底面6分布有流体流入通道a11和流体流入通道b12的出口和多个流体流出通道13的入口。流体流入通道a11的出口位于底面6的圆心处，多个流体流出通道13的入口以流体流入通道a11的出口为圆心沿圆边分布，流体流出通道13的入口到流体流入通道a11的出口的距离，即圆的半径为a。

更优选地，为方便阀系统通道的切换，多个流体流出通道13的入口沿圆边均匀分布。

更优选地，为保证阀系统的密封，部件一10的平板圆柱体7和平板圆柱体8的连接处设有一圈斜面17，斜面的材质为金属或橡胶。

图4显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件二30的俯视图。

图4中部件二30为圆柱体，部件二30的圆面直径与图3中所述部件一10的下部平板圆柱体8的直径相等。部件二30的顶面37的圆心处有开孔a31，另外有开孔b32，开孔b32到开孔a31的距离与图3中所述部件一的距离a相等，开孔a31和开孔b32在所述部件二内部联通。

更优选地，围绕开孔a、开孔b和圆面的边缘分别设有高出圆面a的平面34、35和36，平面34、35和36的高度相等，并且与部件二30的顶面37平行。

部件二正常放置时，开孔a31与图3中部件一10的流体流入通道a11的出口连通，开孔b32与部件一10的流体流出通道13的入口连通，随着部件二30的旋转，开孔b32可以选择性地切换连通某个部件一10的流体流出通道13的入口，所述平面34、35的设置保证了通道连通时的密封性。平面36为一个较窄的台面，保证了部件二旋转时的稳定。

此外，从图3中流体流入通道b12流出的流体流到部件二30上，然后流入其他未与开孔b32连通的流体流出通道13，然后流出阀系统。

更优选地，图3中部件一10的流体流入通道b12的出口正好对应平面34和平面35的之间的空间，保证了流体能够从流体流入通道b12顺利流到部件二30上，然后流入其他未与开孔b32连通的流体流出通道13，然后流出阀系统。

在部件二30的侧面镶嵌有多个磁性材料33。磁性材料33可加工为圆形或根据需求选择其他形状，以部件二30的圆面的某一条直径分为两侧，其中一侧为北极朝外，另外一侧为南极朝外。并且，所有磁性材料33处于同一高度。

更优选地，磁性材料33沿部件二30的侧面均匀分布，并且磁性材料的形状、大小一致，可以保证旋转时更加平稳。

图5显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件二30的仰视图。

图5中部件二30的底面38的圆心处有一个半球形的槽39。

图6显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件三50的俯视图。

图6中部件三50的外沿为圆环形，中心为圆柱形槽52，四周设有螺孔51，可使部件三50和部件一10通过螺栓2连接固定。

部件三50的圆柱形槽52的内径与图4中部件二30的直径相等，槽52的深度等于图4中部件二30的高度和图3中部件一10的下部的平板圆柱体8的高度之和，用于容纳部件二30和部件一10下部的平板圆柱体8。

更优选地，在圆柱形槽52的顶部设有一圈斜面53，斜面53的斜面大小和角度与图3中部件一10的斜面17的斜面大小和角度相等，保证了部件一10和部件三50连接后，不会发生流体泄露的情况。

在圆柱形槽52的圆心处设有圆柱形槽54，用于容纳弹簧40和小球41，圆柱形槽54的内径与图5中的半球形槽39的直径相等，弹簧40和小球41的直径与圆柱形槽54的内径相等。部件二30放置到槽52后，一方面弹簧40和小球41对部件二30起到支撑作用，保证图4中部件二30的开孔a31与图3中部件一10的流体流入通道a11的出口紧密相连，图4中开孔b32与图3中部件一的流体流出通道13的入口紧密相连，不会产生流体泄漏；另一方面，小球41和图5中的半球形槽39保证了部件二30能顺滑转动。

图7显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件三50的仰视图。

图7中部件三50的圆柱形槽52的外部56也为圆柱形。圆柱形槽54的外部57比圆柱形槽52的外部56突出，也为圆柱形，圆柱形槽54的外部57的直径比圆柱形槽52的外部56的直径小，外部57的圆心有一个带螺纹的圆柱形槽55，用于与部件四70的连接。

图8显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件四70的俯视图。

图8中部件四70为圆柱形外观，中心有圆柱形槽71，圆柱形槽71的内径与图7中部件三50的圆柱形槽52的外部56的直径相等，圆柱形槽71的深度也与外部56的高度相等。圆柱形槽71的圆心处设有圆柱形贯通通道72，贯通通道72的直径与图7中部件三50的圆柱形槽54的外部57的直径相等，贯通通道72的深度也与外部57的高度相等。

在部件四70的侧面镶嵌有多个磁性材料73。磁性材料73可加工为圆形或根据需求选择其他形状，以部件四70的圆面的某一条直径分为两侧，其中一侧为北极朝外，另外一侧为南极朝外。并且磁性材料的大小、数量、位置与图4中部件二30的多个磁性材料33相同。阀系统组装后，述部件四70的磁性材料73与所述部件二30的磁性材料33在空间上处于同一高度，能使部件四70旋转时，部件二30以相同的速度和角度旋转。

更优选地，磁性材料73沿部件四70的侧面均匀分布，并且磁性材料的形状、大小一致，可以使磁力均匀，保证部件四70旋转时，部件二30旋转更加平稳，不会产生晃动。

图9显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的部件四70、垫片90和螺栓91的仰视图。

图9中垫片90为圆柱形垫片，其直径比圆柱形贯通通道72的直径略大，可以支撑住部件四70。垫片90的圆心处有圆柱形贯通通道92，螺栓91通过贯通通道92与图7中部件三的圆柱形槽55连接，将部件四70和部件三50连接，并且部件四70可顺利旋转，旋转时通过磁性材料73与磁性材料33的吸力，带动部件二30旋转。

图10显示了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例的组装后的俯视图。

从图10中可以看出，通常流体源分两路流入阀系统，其中一路流体与流体流入通道a11连接，并且在该路流体上会接一个流体物化性质的检测装置，这样随着部件四70的旋转，会带动部件二30的旋转，从而实现检测装置对各个流体流出通道13中流体物化性质的检测；而另一路与流体流入通道b12连接，该流体流入通道b12中的流体会从其余未与流体流入通道a11连接的流体流出通道13中流出。

图1-图10共同组成了根据本发明实施例的阀系统1的第一实施例。

图11显示了根据本发明实施例的阀系统1的第二实施例的部件二30的俯视图。

图12显示了根据本发明实施例的阀系统1的第二实施例的部件二30的仰视图。

根据图11和图12，在第二实施例中，部件二30相较于第一实施例增加了多个连通顶面37和底面38的贯通通道42，该贯通通道42提高流体的在阀系统的流通性。

图1-图3、图6-图12共同组成了根据本发明实施例的阀系统1的第二实施例。