无菌型智能换向阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无菌型智能换向阀，包括依次连接的阀体、用于开启/封闭阀体的气动头，所述阀体内轴向设置有阀杆，该阀杆延伸出阀体并与气动头联动，所述阀体的端部与阀杆之间设置有密封结构，其技术要点在于：所述密封结构包括刚性金属环、软质密封圈，所述软质密封圈分别与阀体、阀杆抵接，所述软质密封圈背向阀体的一侧开设有凹槽，所述金属环嵌设在该凹槽内，本实用新型一方面利用刚性金属环加强密封结构的强度，另一方面又通过软质的密封圈实现其与阀体、阀杆的高度密封连接，本实用新型旨在通过上述方案提供一种密封效果优异、且密封性能稳定的换向阀。
【专利说明】
无菌型智能换向阀
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种换向阀，更具体地说它涉及一种气动换向阀。
【背景技术】
[0002]智能换向阀是一种通过智能控制装置自动控制气缸，并利用气缸带动阀杆轴向运动，交替性封闭阀内不同的介质通道从而实现介质流向的变换的阀门。
[0003]例如，在公开号为CN202834193U的中国实用新型专利中公开了一种气动球形换向阀结构，其包括下阀体、密封连接套、上阀体，下阀体和上阀体外设有连接卡箍将下阀体、密封连接套、上阀体密封连接在一起，所述下阀体的侧面和底面分设有一个进料口、出料口，上阀体侧面设有一个出料口，下阀体和上阀体中设有阀芯，阀芯的底端设有能够动态切换密封下阀体底端进出料口的密封圈，阀芯的顶端从上阀体中的密封圈中伸出，上阀体外设有连接支架，连接支架上安装气动机构，所述阀芯的顶端设有连接螺纹与气动机构的气缸杆中的螺纹孔相连。
[0004]上述专利结构中比较详细的公开了气动换向阀的结构，从中可见其阀体上端采用金属环包裹橡胶密封圈的结构来密封阀体与阀杆之间的缝隙，虽然金属环的增加大大提高了密封圈的强度，但金属环与阀体之间的属于刚性接触，无论是金属环、阀体内侧的表面质量缺陷还是金属环的磨损都会导致阀体的密封失效，密封性能不稳定。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种密封效果稳定的无菌型换向阀。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:一种无菌型智能换向阀，包括依次连接的阀体、用于开启/封闭阀体的气动头、用于控制气动头动作的智能控制装置，所述阀体内轴向设置有阀杆，该阀杆延伸出阀体并与气动头联动，所述阀体的端部与阀杆之间设置有密封结构，其中:所述密封结构包括刚性金属环、软质密封圈，所述软质密封圈分别与阀体、阀杆抵接，所述软质密封圈背向阀体的一侧开设有凹槽，所述金属环嵌设在该凹槽内。
[0007]通过采用上述技术方案，在利用刚性的金属环加强密封圈强度的同时，将软质的密封圈包裹在金属环外侧，利用密封圈与阀杆、阀体抵接实现密封，而密封圈在气动头的轴向作用力下能产生变形进而与阀体、阀杆密贴，保证其密封性能。且即使密封圈受磨损，依靠其内部的应力作用，密封圈仍然能保持与阀杆、阀体密贴，密封效果好，密封性能持久。
[0008]本实用新型进一步设置为:所述密封圈朝向阀体的一侧设置有截面呈弧形引流槽。
[0009]通过采用上述技术方案，引流槽的设置使得当阀体内部充满介质时，介质对引流槽的压力会通过其弧形的引流槽侧壁转化为密封圈对阀体、阀杆的压力，保持密封圈与阀体、阀杆的贴合，保证其密封性能。
[0010]本实用新型就新一步设置为:所述密封圈的内圈一体设置有密封部，并通过该密封部与阀杆抵接，所述密封部与接触阀杆的一侧设置有内凹的密封槽，且所述密封槽由最大直径等于阀杆的外径。
[0011 ]通过采用上述技术方案，在密封圈安装完毕后，密封槽的两侧由阀杆挤压成平行状态，密封槽与阀杆之间形成如同吸盘原理的真空结构，显著提高了密封槽与阀杆之间的贴合度，加强了两者之间的密封性能。
[0012]本实用新型进一步设置为:所述气动头包括筒体、与筒体轴向滑动连接的气缸轴、以及与气缸轴同轴设置并用于使气缸轴复位的气缸弹簧，还包括设置在气缸弹簧一侧、用于引导气缸弹簧轴向收缩形变的弹簧保护套。
[0013]通过采用上述技术方案，在气缸弹簧受力产生变形时，弹簧保护套位于气缸弹簧侧面，用于引导气缸弹簧的形变方向沿其轴向进行，有效避免气缸弹簧出现斜度弯折、防止气缸弹簧各别部位因应力不均而产生塑性变形，显著延长了气缸弹簧的使用寿命。
[0014]本实用新型进一步设置为:所述气缸轴上具有活塞部，所述气缸弹簧套设在气缸轴上，且气缸弹簧的一端与活塞部抵触另一端与筒体抵触。
[0015]通过采用上述技术方案，将气缸弹簧套设于气缸轴的外侧，使得气缸弹簧对于气缸轴的反作用力分布得更加均匀，使气缸轴在回位时更加平稳。
[0016]本实用新型进一步设置为:所述弹簧保护套呈筒状设置，且设置在气缸弹簧与气缸轴之间，所述弹簧保护套的长度小于等于气缸轴的最大行程。
[0017]通过采用上述技术方案，在气缸弹簧尺寸相同的前提下，弹簧保护套位于气缸弹簧的内侧，相对于将弹簧保护套设置在气缸弹簧外侧而言，其所需的体积更小，重量更轻。且弹簧保护套的长度限制有效避免了在气缸轴运动过程中活塞部与弹簧保护套发生行位干涉。
[0018]本实用新型进一步设置为:所述弹簧保护套的一端朝向筒体凸起有固定部，所述固定部由气缸弹簧施力固定至活塞部或筒体上。
[0019]通过采用上述技术方案，首先因气缸弹簧是通过活塞部的挤压固定在筒体与活塞部之间，而利用固定部的设置，使得气缸弹簧在受活塞部压缩后，产生的反向作用力可以作用于弹簧保护套，起到利用气缸弹簧固定弹簧保护套的效果。
[0020]本实用新型进一步设置为:所述弹簧保护套包括相套接的小保护套和大保护套，所述大保护套固定在活塞部，小保护套固定在筒体上。
[0021]通过采用上述技术方案，一方面采用大、小两个保护套对气缸弹簧的两端实现收缩变形的导向，另一方面小保护套同时还对保护套进行导向，避免大保护套在运动时产生偏移。
[0022]本实用新型进一步设置为:所述大保护套朝向小保护套的一端具有向里侧弯曲的弧形过渡部。
[0023]通过采用上述技术方案，在气缸弹簧收缩时，大保护套的朝向小保护套的方向运动，在大保护套的朝向小保护套的一端设置该弧形过渡部的主要作用即使避免在气缸弹簧收缩过程中，大保护套的端部与气缸弹簧发生干涉，导致气缸弹簧的部分气缸弹簧圈挂钩住大保护套的端部，进一步提高气缸在使用过程中气缸弹簧的使用寿命。
[0024]本实用新型进一步设置为:所述小保护套朝向大保护套的一端具有朝向外侧弯曲的弧形引导部。
[0025]通过采用上述技术方案，利用处于气缸轴运动路径前方的弧形引导部避免在气缸轴做轴向运动时与小保护套发现行位干涉。
[0026]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0027]1、具有兼具高强度、高密封性的阀体密封结构，整体防泄漏效果优秀；
[0028]2、密封圈进一步改良设计，利用密封部与阀杆之间的负压吸合大大提高了密封圈与阀杆之间的密封性能；
[0029]3、通过气缸弹簧保护套的设置大大提高了气缸弹簧的使用寿命。
【附图说明】
[0030]图1为实施例1中无菌型智能换向阀的整体结构示意图；
[0031 ]图2为实施例1中密封结构的安装示意图；
[0032]图3为实施例1中密封圈与金属环的结构示意图；
[0033]图4为实施例2中气动头的结构示意图；
[0034]图5为实施例2中气缸弹簧处于收缩状态的示意图。
[0035]附图标记:1、阀体；11、水口； 12、阀杆；13、阀芯；14、密封结构；141、金属环；142、密封圈；143、凹槽；144、引流槽；145、密封部；146、密封槽；2、气动头；21、筒体；22、气缸轴；221、活塞部；23、气缸弹簧；24、弹簧保护套；241、大保护套；242、小保护套；243、固定部；244、过渡部;245、引导部;3、智能控制装置;4、抱箍。
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0037]实施例1:一种无菌型智能换向阀，参见说明书附图1，从下至上包括依次连接的阀体1、气动头2、智能控制装置3，阀体I由两个中空的阀腔并列连接，侧面设置有若干水口 11，阀杆12滑动连接在阀腔的轴心处，阀芯13固定在阀杆12的下端。阀体I上端具有开口，阀杆12由该开口延伸出阀体I外，并由此与气动头2中的气缸轴22连接，通过气缸轴22的运动带动阀杆I运动，而智能控制装置3作为控制器件与气动头2连接，用于向气动头2输出动作指令。参见说明书附图2，阀体I通过一抱箍4与气动头2连接，密封结构14在气动头2向下的挤压作用下封堵在阀体I上方开口处从而防止介质从该开口处泄漏。
[0038]参见说明书附图3，密封结构14包括圆环形的橡胶制密封圈142，密封圈142的上方沿周向设置一圈凹槽143，不锈钢制的金属环141镶嵌在该凹槽143内，且密封圈142分别与阀体1、阀杆12抵触，金属环141与气动头2抵触。在密封圈142的下方沿周向开设有一圈引流槽144，该引流槽144的截面呈圆弧状，利用引流槽144两个弧状倾斜的侧壁实现将介质对密封圈142的轴向压力转化为密封圈142对阀体1、阀杆12的径向压力的作用。在密封圈142的内圈一体连接呈轴向延伸的密封部145，该密封部145的内侧壁上沿周向设置有截面亦为弧形的密封槽146，该密封槽146的最大内径等于阀杆12的外径。在密封圈142未安装状态，密封槽146保持内凹的槽形结构，而当密封圈142装入阀体I内时，阀杆12挤压密封槽146的两侧壁，将密封槽146挤压成平面，密封槽146与阀杆12之间间隙中的空气也被阀杆12挤出，使得密封槽146与阀杆12之间至少形成负压甚至真空的状态，从而保持密封槽146槽壁与阀杆12之间的紧密贴合，保证其密封性能。
[0039]实施例2:—种无菌型智能换向阀，参见说明书附图1，从下至上依次包括依次连接的阀体1、气动头2、智能控制装置3，阀体I由两个中空的阀腔并连，侧面设置有若干水口 11，阀杆12滑动连接在阀腔的轴心处，阀芯13固定在阀杆12的下端。
[0040]气动头2固定在阀体I的上端，气缸轴22滑动连接在气动头2筒体21的轴心处，气缸轴22的下端与阀杆12固定连接，由气缸轴22的纵向活动带动阀杆12运动，进而使阀芯13交替封闭/打开阀腔。在气缸轴22的下端沿其径向朝外侧凸起一圈活塞部221，该活塞部221与筒体21密封抵触，筒体21下方通入气体后，由气体对活塞部221施加压力，使得气缸轴22运动。气缸弹簧23套设在气缸轴22外侧。且气缸弹簧23—端与下方的活塞部221抵触，另一端与上方的筒体21内壁抵触。
[0041 ]参见说明书附图1、4，弹簧保护套24位于气缸弹簧23与气缸轴22之间，该弹簧保护套24包括大保护套241和小保护套242，大保护套241和小保护套242的横截面均呈圆环状设置，在大保护套241的下端沿其径向朝外侧凸起一圈固定部243，在气缸筒体21内部未充气的状态，活塞部221S卩对气缸弹簧23施加压力，保持气缸弹簧23处于轻微的收缩状态，也因此，大保护套241由气缸弹簧23对活塞部221的反向作用力压在活塞部221上。而同理，小保护套242的上端也设置一固定部243，并由气缸弹簧23的上端压在筒体21上。在大保护套241的上端具有朝向里侧弯曲的弧形过渡部244，过渡部244的内径略大于小保护套242的外径，使得大保护套241与小保护套242之间形成相互限位的状态。而小保护套242的下端则具有朝向外侧弯曲的引导部245。
[0042]参见说明书附图4、5，在气缸气动头2启动时，其下方的进气口开始输入气体，活塞部221的下方气压逐渐增加，由气压推动活塞部221。气缸弹簧23受活塞部221压力开始进一步收缩，在收缩过程中，大保护套241所随活塞部221运动而运动，保持其与气缸弹簧23的内侧之间的微小间距，当气缸弹簧23因受力不均而产生倾斜收缩时，通过大保护套241的限制，使得气缸弹簧23保持轴向形变。而小保护套242固定在筒体21上方，在气缸启动过程中，保持处于静止状态，并且小保护套242与大保护套241形成相互的限位。避免大保护套241出现位置偏移。且在气缸弹簧23收缩过程中，虽然其受活塞部221的压力增加，其产生形变的内部应力也增加，但由于大保护套241和小保护套242均是通过气缸弹簧23的反作用力固定的，且该反作用力随着气缸弹簧23的变形也逐渐增加，利用该原理使得在气缸轴22运动过程中，大保护套241、小保护套242由气缸弹簧23的作用力牢牢固定，并起到充分、有效的限制气缸弹簧23在收缩过程中出现倾斜的效果。
[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无菌型智能换向阀，包括依次连接的阀体(I)、用于开启/封闭阀体(I)的气动头(2)，所述阀体(I)内轴向设置有阀杆(12)，该阀杆(12)延伸出阀体(I)并与气动头(2)联动，所述阀体(I)的端部与阀杆(12)之间设置有密封结构(14)，其特征在于:所述密封结构(14)包括刚性金属环(141)、软质密封圈(142)，所述软质密封圈(142)分别与阀体(1)、阀杆(12)抵接，所述软质密封圈(142)背向阀体(I)的一侧开设有凹槽(143)，所述金属环(141)嵌设在该凹槽(143)内。2.根据权利要求1所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述密封圈(142)朝向阀体(I)的一侧设置有截面呈弧形引流槽(144)。3.根据权利要求1所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述密封圈(142)的内圈一体设置有密封部(145)，并通过该密封部(145)与阀杆(12)抵接，所述密封部(145)与接触阀杆(12)的一侧设置有内凹的密封槽(146)，且所述密封槽(146)由最大直径等于阀杆(12)的外径。4.根据权利要求1或2或3所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述气动头(2)包括筒体(21)、与筒体(21)轴向滑动连接的气缸轴(22)、以及与气缸轴(22)同轴设置并用于使气缸轴(22)复位的气缸弹簧(23)，还包括设置在气缸弹簧(23)—侧、用于引导气缸弹簧(23)轴向收缩形变的弹簧保护套(24)。5.根据权利要求4所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述气缸轴(22)上具有活塞部(221)，所述气缸弹簧(23)套设在气缸轴(22)上，且气缸弹簧(23)的一端与活塞部(221)抵触另一端与筒体(21)抵触。6.根据权利要求5所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述弹簧保护套(24)呈筒状设置，且设置在气缸弹簧(23)与气缸轴(22)之间，所述弹簧保护套(24)的长度小于等于气缸轴(22)的最大行程。7.根据权利要求6所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述弹簧保护套(24)的一端朝向筒体(21)凸起有固定部(243)，所述固定部(243)由气缸弹簧(23)施力固定至活塞部(221)或筒体(21)上。8.根据权利要求7所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述弹簧保护套(24)包括相套接的小保护套(242)和大保护套(241)，所述大保护套(241)固定在活塞部(221)，小保护套(242)固定在筒体(21)上。9.根据权利要求8所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述大保护套(241)朝向小保护套(242)的一端具有向里侧弯曲的弧形过渡部(244)。10.根据权利要求9所述的无菌型智能换向阀，其特征是:所述小保护套(242)朝向大保护套(241)的一端具有朝向外侧弯曲的弧形引导部(245)。
【文档编号】F16K31/122GK205663930SQ201620542942
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】谢步盛
【申请人】温州盛锋流体设备有限公司