气动开闭系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气动开闭系统。气动开闭系统包括壳体以及封闭装置。壳体具有腔体以及多个流体通道，多个流体通道的一端均开口于腔体的底面，另一端均开口于壳体的外壁。封闭装置具有支撑部件以及弹性帽罩，支撑部件位于腔体内，弹性帽罩罩设在支撑部件的底部，弹性帽罩处于自然状态下时，弹性帽罩的内壁与支撑部件的底面具有第一空腔，弹性帽罩的外壁与腔体的底面接触形成第二空腔；支撑部件贯穿有进气通道，进气通道一端开口于支撑部件的底面，另一端开口用于连通进气源。本实用新型涉及的气动开闭系统控制准确、结构紧凑。
【专利说明】
气动开闭系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及生物工程领域，特别是涉及一种气动开闭系统。
【背景技术】
[0002]在生物工程等科研领域中需要使用一些小型化、自动化的实验室装置，如一些工序包括液体的贮存、液体的传输或者不同液体通路之间的切换等。在液体的贮存、液体的传输或者不同液体通路之间的切换过程中，常常要利用阀来控制液体的贮存、液体的传输或者不同液体通路之间的切换所需的量。若液体量极少，传统的阀门在控制过程中难以实现精准控制。
【实用新型内容】
[0003]基于此，有必要提供一种控制准确的气动开闭系统。
[0004]—种气动开闭系统，包括:
[0005]壳体，所述壳体具有腔体以及多个流体通道，多个所述流体通道的一端均开口于所述腔体的底面，另一端均开口于所述壳体的外壁;以及
[0006]封闭装置，所述封闭装置具有支撑部件以及弹性帽罩，所述支撑部件位于所述腔体内，所述弹性帽罩罩设在所述支撑部件的底部，所述弹性帽罩处于自然状态下时，所述弹性帽罩的内壁与所述支撑部件的底面具有第一空腔，所述弹性帽罩的外壁与所述腔体的底面接触形成第二空腔，所述支撑部件贯穿有进气通道，所述进气通道的一端开口于所述支撑部件的底面，另一端开口用于连通进气源，当所述进气源通过所述进气通道进气至所述第一空腔内时，所述弹性帽罩朝向所述第二空腔膨胀并能够将所述流体通道位于所述腔体底面上的开口封住。
[0007]在其中一个实施例中，所述腔体的底面呈曲面状，所述支撑部件的底面呈曲面状，所述弹性帽罩的底面呈曲面状，所述腔体的底面的弯曲方向、所述支撑部件的底面的弯曲方向以及所述弹性帽罩的的底面的弯曲方向一致，所述腔体的底面的曲率、所述弹性帽罩的底面的曲率以及所述支撑部件的底面的曲率依次减小。
[0008]在其中一个实施例中，所述支撑部件呈圆柱体状，且所述支撑部件的底面呈圆滑的曲面状，所述弹性帽罩呈一端封闭的筒状，所述弹性帽罩封闭的一端呈圆滑的曲面状。
[0009]在其中一个实施例中，所述弹性帽罩的开口边缘具有向内的凸出形成环形的内唇，所述支撑部件位于所述弹性帽罩内，且所述弹性帽罩的内唇密封配合于所述支撑部件的顶部表面。
[0010]在其中一个实施例中，所述弹性帽罩外壁具有向外的凸出形成环形的外唇，所述外唇靠近于所述弹性帽罩的底部。
[0011]在其中一个实施例中，所述封闭装置还包括中空的连接杆，所述连接杆一端连接于所述支撑部件且该端与所述进气通道连通，另一端贯穿所述壳体且凸出于所述壳体，所述连接杆与所述壳体密封配合。
[0012]在其中一个实施例中，所述封闭装置还包括紧固螺母，所述紧固螺母位于所述壳体的外部且连接在所述连接杆的一端;所述紧固螺母与所述连接杆螺纹连接且当所述紧固螺母朝向所述壳体旋紧时，所述紧固螺母、所述连接杆以及所述壳体形成密封配合。
[0013]在其中一个实施例中，所述壳体包括上壳体以及下壳体，所述上壳体的底部具有第一凹槽，所述下壳体的顶部具有第二凹槽，所述上壳体以及所述下壳体连接，且所述第一凹槽与所述第二凹槽配合形成所述腔体。
[0014]在其中一个实施例中，还包括紧固件，所述上壳体以及所述下壳体上对应设置有通孔，所述紧固件配合于所述通孔，所述上壳体以及所述下壳体可拆卸式连接。
[0015]本实用新型涉及的气动开闭系统，在壳体上设置了腔体以及多个流体通道;将支撑部件设置在腔体内，弹性帽罩罩设在支撑部件的底部，弹性帽罩的内壁与支撑部件的底面具有第一空腔，弹性帽罩处于自然状态下时，弹性帽罩的外壁与腔体的底面之间具有第二空腔，支撑部件贯穿有进气通道，进气通道一端开口于支撑部件的底面，另一端开口用于连通进气源。在使用时，将壳体上的流体通道朝外的开口分别连通需要流通流体的设备，即可实现所述设备间的流体的流通；当需要断开所述设备间的流体的流通时，进气源通过支撑部件的进气口进气至弹性帽罩的内壁与支撑部件的底面之间的第一空腔内，第一空腔内进气后使得弹性帽罩朝向弹性帽罩的外壁与腔体的底面之间的第二空腔内膨胀，膨胀后的弹性帽罩紧贴腔体的底面后，将位于该底面上的流体通道的开口封闭。本实用新型涉及的气动开闭系统，易于应用到其他装置中，使用安全方便，并且容易清洁、易于进行灭菌处理，不会引入润滑剂或由于磨损产生的残渣等。该气动开闭系统小型化、自动化，可以用于生物实验或生物工程实验中。本实用新型涉及的气动开闭系统可用于处理极少量体积的流体，如几毫升到几微升。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例1中所示的气动开闭系统爆炸图；
[0017]图2为图1中所示的气动开闭系统侧面剖视示意图；
[0018]图3为图2中所示的气动开闭系统俯视示意图；
[0019]图4、5为实施例2中联动开闭系统俯视示意图；
[0020]图6为实施例3中联动开闭系统示意图；
[0021 ]图7为实施例4中联动开闭系统侧面示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]10、气动开闭系统；110、上壳体；111、第一凹槽；112、螺孔；113、螺栓；120、下壳体；121、第二凹槽；122、螺孔；123、流体通道；124、侧面凹槽；200、封闭装置;210、支撑部件；220、连接杆;230、连接管;240、弹性帽罩;241、内唇;242、外唇;250、紧固螺母;300、密封塞；410、第一空腔;420、第二空腔;500、连接栓。
【具体实施方式】
[0024]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型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实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]实施例1
[0028]参见图1 -图3所示，本实施例公开了一种气动开闭系统1。该气动开闭系统1包括壳体、封闭装置200。
[0029]在本实施例中壳体呈长方体状，不难理解，壳体也可以是其他规则的形状或者不规则形状。壳体沿长轴方向上的横截面呈正方形，该两个正方形面形成壳体的底面及上表面。壳体具有腔体以及多个流体通道123。腔体的底面呈圆滑的曲面状。
[0030]流体通道123的数量为多个，在本实施例中设置为两个。两个流体通道123的一端均开口于腔体的底面，另一端均开口于壳体的外壁。在本实施例中，在壳体上设有两个流体通道123，并且该流体通道123的一端均开口于腔体的底面，另一端分别开口于壳体两个相对的侧面，或者另一端分别开口于壳体两个相邻的侧面，还可以是另一端分别开口于壳体同一个的侧面，可以按照实际需要做不同的设置。流体通道123位于腔体的底面的多个开口之间具有间隔。
[0031 ]在本实施例中，壳体包括上壳体110以及下壳体120，上壳体110的底部具有第一凹槽111，下壳体120的顶部具有第二凹槽121，且第一凹槽111与第二凹槽121能够配合形成腔体。上壳体110以及下壳体120上对应设置有通孔112、122，在通孔112、113内配合有紧固件113，紧固件113配合于通孔112、122，上壳体110以及下壳体120可拆卸式连接。不难理解，紧固件113可以采用螺栓，通孔112、122可以相应地设置成螺孔。
[0032]封闭装置200具有支撑部件210以及弹性帽罩240。支撑部件210呈圆柱体状，且支撑部件210的底面呈圆滑的曲面状。
[0033]弹性帽罩240呈一端封闭的筒状，弹性帽罩240的底面呈圆滑的曲面状。腔体的底面的弯曲方向、支撑部件210的底面的弯曲方向以及弹性帽罩240的的底面的弯曲方向一致。并且腔体的底面的曲率、弹性帽罩240的底面的曲率以及支撑部件210的底面的曲率依次减小。也即腔体的底面所在圆的半径、弹性帽罩240的底面所在圆的半径以及支撑部件210的底面所在圆的半径依次增大。
[0034]弹性帽罩240的开口边缘具有向内的凸出形成环形的内唇241。弹性帽罩240的外壁具有向外的凸出形成环形的外唇242，并且外唇242靠近于弹性帽罩240的的底部，弹性帽罩240的外部侧壁圆滑过渡至外唇242的侧壁。
[0035]支撑部件210位于腔体内，支撑部件210位于弹性帽罩240内，且弹性帽罩240的内唇241配合于支撑部件210的顶部表面。弹性帽罩240处于自然状态下时，弹性帽罩240的内壁与支撑部件210的底面具有第一空腔410，弹性帽罩240的外壁与腔体的底面接触并且弹性帽罩240的外壁与腔体的底面之间形成第二空腔420，支撑部件210贯穿有进气通道，进气通道一端开口于支撑部件210的底面，另一端开口用于连通进气源。当进气源通过进气通道进气至第一空腔410内时，弹性帽罩240朝向第二空腔420膨胀并能够将流体通道123位于腔体底面上的开口封住。
[0036]封闭装置200还包括紧固螺母250以及中空的连接杆220。连接杆220—端连接于支撑部件210且该端与进气通道连通，另一端贯穿壳体且凸出于壳体。连接杆220的一端位于壳体的外部，并且在该端还可以连接一个带有倒刺的连接管230，连接管230用于与进气源连通。紧固螺母250位于壳体的外部且连接在连接杆220的一端部;紧固螺母250与连接杆220螺旋连接且当紧固螺母250朝向壳体旋紧时，紧固螺母250、连接杆220以及壳体形成密封配合。
[0037]在本实施例中，因设置有两个流体通道123，因此，本实施例中的气动开闭系统1可作为普通的双通阀。
[0038]本实施例的还提供一种气动开闭方法。该气动开闭方法包括如下步骤:
[0039]将壳体上的流体通道123朝外的开口分别连通需要流通流体的设备，即可实现设备间的流体的流通。
[0040]当需要断开设备间的流体的流通时，进气源通过连接杆220、支撑部件210的进气口进气至弹性帽罩240的内壁与支撑部件210的底面之间的第一空腔410内。第一空腔410内进气后使得弹性帽罩240朝向弹性帽罩240的外壁与腔体的底面之间的第二空腔420内膨胀，膨胀后的弹性帽罩240紧贴腔体的底面后，将位于该底面上的流体通道123的开口封闭。
[0041]本实用新型涉及的气动开闭系统10，在壳体上设置了腔体以及多个流体通道123;将支撑部件210设置在腔体内，弹性帽罩240罩设在支撑部件210的底部，弹性帽罩240的内壁与支撑部件210的底面具有第一空腔410，弹性帽罩240处于自然状态下时，弹性帽罩240的外壁与腔体的底面之间具有第二空腔420，支撑部件210贯穿有进气通道，进气通道一端开口于支撑部件210的底面，另一端开口用于连通进气源。在使用时，将壳体上的流体通道123朝外的开口分别连通需要流通流体的设备，即可实现设备间的流体的流通;当需要断开设备间的流体的流通时，进气源通过支撑部件210的进气口进气至弹性帽罩240的内壁与支撑部件210的底面之间的第一空腔410内，第一空腔410内进气后使得弹性帽罩240朝向弹性帽罩240的外壁与腔体的底面之间的第二空腔420内膨胀，膨胀后的弹性帽罩240紧贴腔体的底面后，将位于该底面上的流体通道123的开口封闭。本实用新型涉及的气动开闭系统10，易于应用到其他装置中，使用安全方便，并且容易清洁、易于进行灭菌处理，不会引入润滑剂或由于磨损产生的残渣等。该气动开闭系统10小型化、自动化，可以用于生物实验或生物工程实验中。本实用新型涉及的气动开闭系统10可用于处理极少量体积的流体，如几毫升到几微升。
[0042]实施例2
[0043]本实施例公开了一种联动开闭系统。
[0044]在本实施例中，可以将多个实施例1中涉及到的气动开闭系统10合并，形成一个联动开闭系统。
[0045]该联动开闭系统在实施例1的气动开闭系统10基础上，还包括了密封塞300。此时在壳体上设有三个流体通道123。三个流体通道123的一端均开口于腔体的底面，另一端分别开口于壳体三个侧面。
[0046]参见图2所示，密封塞300的中部具有通气孔。在壳体的侧面上设置侧面凹槽124，流体通道123开口于该侧面凹槽124内，上述密封塞300能够匹配于侧面凹槽124，并且当密封塞300位于侧面凹槽124内时，通气孔与流体通道123的开口对齐，以便能够相通通气。
[0047]参见图4所示，当设有两个或者两个以上气动开闭系统10时，两个或者多个壳体并列呈一字型，并且两个或者多个壳体具有侧面凹槽124的侧面相向且相互接触。相邻的侧面凹槽124内的密封塞300上的通气孔相对且相通，使得两个或者多个壳体上的其中两个流体通道123连通呈一条主线，而两个或者多个壳体的第三个流体通道123则形成分布在上述主线的支线。两个或者多个壳体可以通过螺栓113固定连接。
[0048]参见图5所示，当设有多个气动开闭系统10时，多个壳体并列呈一字型，并且多个壳体具有侧面凹槽124的侧面相向且相互接触。相邻的侧面凹槽124内的密封塞300上的通气孔相对且相通，使得多个壳体上的其中两个流体通道123连通呈一条主线，而多个壳体的第三个流体通道123则形成分布在上述主线的支线。多个壳体可以通过连接栓500固定连接。而在最后一个壳体上连接实施例1中的双通阀，也即最后一个壳体上只有两个流体通道123。
[0049]本实施例中的联动开闭系统可以作为多通阀使用。
[0050]本实施例的联动开闭方法包括如下步骤:
[0051]将壳体上的流体通道123朝外的开口分别连通需要流通流体的设备，即可实现设备间的流体的流通。
[0052]当需要断开某一设备间的流体的流通时，将与该设备连接的进气源通过连接杆220、支撑部件210的进气口进气至弹性帽罩240的内壁与支撑部件210的底面之间的第一空腔410内。第一空腔410内进气后使得弹性帽罩240朝向弹性帽罩240的外壁与腔体的底面之间的第二空腔420内膨胀，膨胀后的弹性帽罩240紧贴腔体的底面后，将位于该底面上的流体通道123的开口封闭。
[0053]如需要第一个设备与第二设备之间连通时，开启与第一设备连接的气动开闭系统10、开启与第二设备连接的气动开闭系统10，关于其余的气动开闭系统10，即可实现第一个设备与第二设备之间连通。如需要第二个设备与第三设备之间连通时，开启与第二设备连接的气动开闭系统10、开启与第三设备连接的气动开闭系统10，关于其余的气动开闭系统10，即可实现第二个设备与第三设备之间连通。但是，本实施例1中，相互串联连接的多个气动开闭系统10并不能实现跳跃式连通，如第一个设备与第三设备或者与第四个设备之间的连通。
[0054]实施例3
[0055]本实施例公开了一种联动开闭系统。
[0056]在本实施例中，例如可以将三个实施例1中涉及到的气动开闭系统10合并，形成一个联动开闭系统。
[0057]该联动开闭系统在实施例1的气动开闭系统10基础上，还包括了密封塞300。此时在壳体上设有两个流体通道123。两个流体通道123的一端均开口于腔体的底面，另一端分别开口于壳体两个相对的侧面。
[0058]密封塞300的中部具有通气孔。在壳体的侧面上设置侧面凹槽124，流体通道123开口于该侧面凹槽124内，上述密封塞300能够匹配于侧面凹槽124，并且当密封塞300位于侧面凹槽124内时，通气孔与流体通道123的开口对齐，以便能够相通通气。
[0059]参见图6所示，三个气动开闭系统10相互配合时，是按照下述方式设置:两个气动开闭系统10的壳体并列，两个壳体具有侧面凹槽124的侧面相向且相互接触。相邻的侧面凹槽124内的密封塞300上的通气孔相对且相通，使得两个壳体上的其中两个流体通道123连通呈一条主线，两个壳体可以设置成一体式。第三个气动开闭系统10的壳体上的两个流体通道123的其中一端与上述的主线连通，使得三个气动开闭系统10的六个流体通道123连通形成三条管线，也即三通阀。
[0060]本实施例中涉及的三通阀，可以用于三个设备之间流体的相互流通。
[0061 ]本实施例的联动开闭方法包括如下步骤:
[0062]将壳体上的流体通道123朝外的开口分别连通需要流通流体的设备，即可实现三个设备间的流体的流通。
[0063]当需要断开某一设备间的流体的流通时，将与该设备连接的进气源通过连接杆220、支撑部件210的进气口进气至弹性帽罩240的内壁与支撑部件210的底面之间的第一空腔410内。第一空腔410内进气后使得弹性帽罩240朝向弹性帽罩240的外壁与腔体的底面之间的第二空腔420内膨胀，膨胀后的弹性帽罩240紧贴腔体的底面后，将位于该底面上的流体通道123的开口封闭。
[0064]实施例4
[0065]本实施例公开了一种联动开闭系统。在本实施例中，将四个实施例1中的气动开闭系统1组合。
[0066]该联动开闭系统在实施例1的气动开闭系统10基础上，还包括了密封塞300ο此时在其中三个气动开闭系统1的壳体上设有两个流体通道123，在第四个气动开闭系统10的壳体上设有三个流体通道123。
[0067]参见图7所示，四个气动开闭系统10相互配合时，是按照下述方式设置:具有两个流体通道123的气动开闭系统10均连接于第四个气动开闭系统10，并且，前三个气动开闭系统10的其中一个流体通道123分别连通于第四个气动开闭系统10的三个流体通道123。前三个气动开闭系统10的另一个流体通道123分别用于连接外部设备，本实施例中的四个气动开闭系统10构成可变公用通道的三通阀。四个气动开闭系统10的壳体之间可以通过螺丝连接。
[0068]在使用时，第四个气动开闭系统10中的腔体起到中间转换作用。当第四个气动开闭系统10不工作时，前三个气动开闭系统10的壳体上设有的流体通道123能够相互连通。关闭前三个气动开闭系统10中的其中一个，可以实现另外两个气动开闭系统流体通道123的连通。
[0069]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0070]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种气动开闭系统，其特征在于，包括: 壳体，所述壳体具有腔体以及多个流体通道，多个所述流体通道的一端均开口于所述腔体的底面，另一端均开口于所述壳体的外壁;以及 封闭装置，所述封闭装置具有支撑部件以及弹性帽罩，所述支撑部件位于所述腔体内，所述弹性帽罩罩设在所述支撑部件的底部，所述弹性帽罩处于自然状态下时，所述弹性帽罩的内壁与所述支撑部件的底面具有第一空腔，所述弹性帽罩的外壁与所述腔体的底面接触形成第二空腔，所述支撑部件贯穿有进气通道，所述进气通道的一端开口于所述支撑部件的底面，另一端开口用于连通进气源，当所述进气源通过所述进气通道进气至所述第一空腔内时，所述弹性帽罩朝向所述第二空腔膨胀并能够将所述流体通道位于所述腔体底面上的开口封住。2.根据权利要求1所述的气动开闭系统，其特征在于，所述腔体的底面呈曲面状，所述支撑部件的底面呈曲面状，所述弹性帽罩的底面呈曲面状，所述腔体的底面的弯曲方向、所述支撑部件的底面的弯曲方向以及所述弹性帽罩的的底面的弯曲方向一致，所述腔体的底面的曲率、所述弹性帽罩的底面的曲率以及所述支撑部件的底面的曲率依次减小。3.根据权利要求2所述的气动开闭系统，其特征在于，所述支撑部件呈圆柱体状，且所述支撑部件的底面呈圆滑的曲面状，所述弹性帽罩呈一端封闭的筒状，所述弹性帽罩封闭的一端呈圆滑的曲面状。4.根据权利要求3所述的气动开闭系统，其特征在于，所述弹性帽罩的开口边缘具有向内的凸出形成环形的内唇，所述支撑部件位于所述弹性帽罩内，且所述弹性帽罩的内唇密封配合于所述支撑部件的顶部表面。5.根据权利要求3所述的气动开闭系统，其特征在于，所述弹性帽罩外壁具有向外的凸出形成环形的外唇，所述外唇靠近于所述弹性帽罩的底部。6.根据权利要求1-5任意一项所述的气动开闭系统，其特征在于，所述封闭装置还包括中空的连接杆，所述连接杆一端连接于所述支撑部件且该端与所述进气通道连通，另一端贯穿所述壳体且凸出于所述壳体，所述连接杆与所述壳体密封配合。7.根据权利要求6所述的气动开闭系统，其特征在于，所述封闭装置还包括紧固螺母，所述紧固螺母位于所述壳体的外部且连接在所述连接杆的一端;所述紧固螺母与所述连接杆螺纹连接且当所述紧固螺母朝向所述壳体旋紧时，所述紧固螺母、所述连接杆以及所述壳体形成密封配合。8.根据权利要求1-5任意一项所述的气动开闭系统，其特征在于，所述壳体包括上壳体以及下壳体，所述上壳体的底部具有第一凹槽，所述下壳体的顶部具有第二凹槽，所述上壳体以及所述下壳体连接，且所述第一凹槽与所述第二凹槽配合形成所述腔体。9.根据权利要求8所述的气动开闭系统，其特征在于，还包括紧固件，所述上壳体以及所述下壳体上对应设置有通孔，所述紧固件配合于所述通孔，所述上壳体以及所述下壳体可拆卸式连接。
【文档编号】F16K31/12GK205479516SQ201521140264
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】艾澈熙, 刘陈立, 魏婷, 崔金明, 袁海
【申请人】广州中国科学院先进技术研究所