控制液体流量的比例阀及应用该比例阀的结肠途径治疗机的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种控制液体流量的比例阀及应用该比例阀的结肠途径治疗机。

背景技术：

日常三餐中，我们免不了会吃很多的食物，因此胃肠道的健康与我们的幸福生活息息相关。胃肠道不仅是吸收营养物质的管道，也是体内最大的免疫器官和细菌库，是机体防御外来抗原和致病微生物侵犯的主要屏障。在肠道内聚集有大量有毒物质及菌群失调，将会引起全身性疾病，以胃肠疾病最为多见。因此，结肠途径治疗机的问世，便给广大患者朋友们带来了福音。

每个人都会因各种因素导致有害物质沉淀体内，当体内排毒代谢速度与排泄速度不成正比，肠源性垃圾在体内过度积累时会导致体内许多疾病的发生。祖国医学认为：“肠中常清，可得长生”。结肠途径治疗机通过结肠灌注使肠腔内建立行之有效的透析系统，提高肠腔内毒素及有毒物质的清除率，使附着在肠粘膜上正在侵袭、繁殖的病原体及其毒素、毒物得以清除，有效降低肠道细菌易位感染的几率。

结肠途径治疗机俗称：洗肠机、肠道水疗机，以下简称“肠疗机”。结肠途径治疗机是一种安全简便的肠道清洁工具，也是一条有效的经肠道给药的治疗途径。结肠途径治疗机主要治疗肠道炎症性疾病、胃肠功能紊乱、高热、肾功能衰竭、肝衰、腹水、腹泻、急性食物药物中毒等疾病的治疗。中国专利号2013204034050，公开一种带触摸屏的结肠途径治疗仪，包括主机、流量计、温度调节旋钮等，所述流量计、温度调节旋钮和水流量调节旋钮位于所述主机上，所述进水系统和排水系统位于所述主机内部，所述温度调节旋钮和水流量调节旋钮分别与所述进水系统连接，其特征在于所述主机上设有触摸屏、观察窗和加热模式选择扳手，所述观察窗正对所述排水系统，所述进水系统具有冷热水切换功能，所述加热模式选择扳手与所述进水系统连接。使用触摸屏替代了原有陈旧的按钮式操作面板，大大节省了部门采购成本，led平板触摸互动界面更加人性化，使用更加简便易操作，可保证本实用新型长时间的安全运转，无需更换器件，节能环保。

然而，该专利的进水系统一侧仅连接有温度调节控制开关和水流量控制开关，当专利产品的进水侧进水压力不稳定时同，造成输出水压不稳定的同时使加热的水温也不稳定，在已经公知的医学常识中，用水冲洗肠腔内宿便，对水度温有严格要求，医学上认为在37℃±1℃较为合理，水温过低容易引起肠痉挛，水温过高有灼热感，甚至烫伤肠腔。

综上所述，就有发明人发明了一种高端的肠疗机，该肠疗机不用水箱，直接由自来水直接加温，长期不间断供恒温水，但是，现有市场的肠疗机使用进水系统控制的水比例阀无非是轴向转子式和切向叶轮式，自来水直接与阀芯接触，而不同地方的自来水存在不同的酸碱性程度，同时含有不同的杂质，长期使用后，阀芯生锈、损坏，从而不能确保水流量;同时，由于自来水压力的不稳定因素，形成水的流量为变量，易产生在加温时，加温后输出的水温亦高亦低，因此，该产品需要进一步改善，以确保进水端的水压力平稳，不偏差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种控制液体流量的比例阀及应用该比例阀的结肠途径治疗机。

本发明是通过以下方式实现的，一种控制液体流量的比例阀，包括阀体、步进电机、阀座和用于测量水流量的流量脉冲发生器及霍尔元件，所述阀体与阀座连通，所述阀座设有进水口和出水口，其特征在于所述阀体的内腔设有用于调节出水口开度的阀芯装置，所述阀芯装置包括阀芯、膜片和用于阀芯轴向移动的调节螺栓构件，所述调节螺栓构件包括阀芯调节螺栓和与所述阀芯调节螺栓螺纹配合的缸套，所述膜片的内表面包覆阀芯并将内腔密封，通过阀芯的轴向来回移动，所述膜片的外表面与所述出水口抵触，从而形成不同的开度。

进一步地，与所述进水口连接的一侧设有进水嘴，与所述出水口连接的一侧设有出水嘴。

进一步地，所述阀体位于所述阀座上侧，所述步进电机位于所述阀体的上侧并与阀芯装置轴连接，所述缸套的外壁侧面设有键槽，所述键槽内设有一带内螺纹的第一螺纹孔，所述阀体设有一轴中心与第一螺纹孔轴中心对齐的带内螺纹的第二螺纹孔,所述缸套还设有置放阀芯的缸套内腔。

进一步地，所述阀芯调节螺栓的顶部的侧壁设有一带内螺纹的第三螺纹孔，所述阀体设有一轴中心与第三螺纹孔轴中心对齐的通孔。

进一步地，所述阀芯为截面t型的圆柱体，所述膜片为配合阀芯的异形体。

进一步地，所述膜片的材料是聚四氟橡胶,所述膜片设有包覆阀芯的凹坑及密封内腔的密封面，所述凹坑的另一面设有用于控制出水口开度的凸体。

本发明还公开了一种具有如权利要求1至6任一项所述的控制液体流量的比例阀的结肠途径治疗机，其特征在于包括进水管和加热器，管道和加热器相连通，所述进水管的一端依次串联控制液体流量的比例阀和用于检测管道温度的pid温控器，所述pid温控器的控制端与加热器相连接，连接加热器水管的输出端分为两路出水管，出水管分别设有废水阀和注水阀，废水阀和注水阀分别连接有控制工作状态的与非门电路。

进一步地，所述控制液体流量的比例阀与plc控制系统的控制端电连接。

本发明所述的一种控制液体流量的比例阀及应用该比例阀的结肠途径治疗机，具有的有益效果是。

一、通过本发明使用材料为聚四氟橡胶的膜片调节与出水口的开度而控制水流量;同时，膜片也将容置阀芯的内腔进行密封，杜绝液体流进内腔，即与阀芯接触，解决了因液体接触阀芯而损坏阀芯，从而不能确保水流量。

二、与现有技术产品相比，本发明产品在进水系统设置控制液体流量的比例阀，通过该控制液体流量的比例阀对外界自来水的水压进行精确的控制，通过控制液体流量的比例阀上的流量脉冲发生器及霍尔元件对自来水进行信息采集，经plc控制系统转换，结合控制液体流量的比例阀的阀芯装置实现高精度的控制，确保进水侧水压平稳，继而使自来水加温后，确保高精度的控温，解决了因外界自来水的水压不稳而造成水温亦高亦低，换言之解决了水温过低容易引起肠痉挛，水温过高有灼热感，甚至烫伤肠腔的医疗事故。给医学界对应用该产品的广泛性、实用性进一步推广到医院使用。

三、由于本发明操作容易，对进水系统端的水压要求不高，同时本发明制造简单、成本低的优点，除能够广泛应用到医疗机构，在实际使用中，本发明产品除可以作为临床治疗，亦可以作为保健、养生方面的使用，因此，本发明产品的另一个有益效果是能够作为一个家用保健产品而广泛应用到每个家庭当中，解决患者因工作、时间和恐医症的限制，患者可以选择在家中进行有效的治疗。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1分解结构示意图。

图3为图1第二角度的分解结构示意图。

图4为本发明剖面结构示意图。

图5为本发明剖面结构示意图二。

图6为本膜片与阀座装配结构示意图。

图7为阀芯装置4结构示意图。

图8为应用控制液体流量的比例阀的结肠途径治疗机的结构示意图。

图中：阀体1、步进电机2、阀座3、阀芯装置4、进水管6、加热器7、pid温控器9、废水阀10、注水阀11、与非门电路12、进水嘴23、出水嘴24、进水口31、出水口32、内腔110、阀芯41、调节螺栓构件42、膜片43、阀芯调节螺栓44、缸套45、控制液体流量的比例阀66、第二螺纹孔111、通孔112、凹坑410、密封面411、凸体412、第三螺纹孔440、第一螺纹孔450、键槽460、键槽螺钉470、缸套内腔480。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如附图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种控制液体流量的比例阀，包括阀体1、步进电机2、阀座3和用于测量水流量的流量脉冲发生器及霍尔元件，所述阀体1位于所述阀座3上侧，所述步进电机2位于所述阀体1上侧，所述阀体1与阀座3连通，所述阀座3设有进水口31和出水口32，与所述进水口31连接的一侧设有进水嘴23，与所述出水口32连接的一侧设有出水嘴24，如图4和图5所示；所述阀体1的内腔110设有用于调节出水口32开度的阀芯装置4，所述阀芯装置4与步进电机2轴连接，所述阀芯装置4包括阀芯41、膜片43和用于阀芯41轴向移动的调节螺栓构件42，所述阀芯41为截面t型的圆柱体，所述膜片43为配合阀芯41的异形体，对于本发明而言，所述膜片43的制造材料是聚四氟橡胶，所述调节螺栓构件42包括阀芯调节螺栓44和与所述阀芯调节螺栓44螺纹配合的缸套45，所述缸套45的外壁侧面设有键槽460，所述键槽460内设有一带内螺纹的第一螺纹孔450，所述阀体1设有一轴中心与第一螺纹孔450轴中心对齐的带内螺纹的第二螺纹孔111,所述缸套45还设有置放阀芯41的缸套内腔480，通过所述阀芯调节螺栓44与所述缸套45螺纹配合，根据流量脉冲发生器及霍尔元件对进水端进行信息采集，经plc控制系统控制步进电机转动，进一步带动阀芯调节螺栓44旋转，由于所述阀芯调节螺栓44相对于所述缸套45作相对旋转运动，进而推动阀芯41以轴向的方向移动，为确保缸套45不随阀芯调节螺栓44同向转动，所述缸套45上的第一螺纹孔450螺纹连接键槽螺钉470，由于第一螺纹孔450设在键槽460内，所述键槽螺钉470防止了缸套45旋转，进一步推动阀芯41以轴向移动，所述阀芯41与缸套内腔480为精密配合方式，有效防止了阀芯41在缸套内腔480内左右摆动，或者前后摆动，保证阀芯装置4精确地调节出水口32开度。

图6所示，所述膜片43设有包覆阀芯41的凹坑410及密封内腔110的密封面411，膜片43将容置阀芯41的内腔110进行密封，杜绝液体流进内腔110，即与阀芯41接触，杜绝了因液体接触阀芯41而损坏阀芯41的质量隐患。所述凹坑410的另一面设有用于控制出水口32开度的凸体412，通过阀芯41的轴向来回移动，所述膜片43的凸体412与所述出水口32抵触，从而形成不同的开度，进而实现控制液体的流量。

作为本发明进一步的说明，由于步进电机2与阀芯装置4为轴连接，具体来说，所述阀芯调节螺栓44的顶部的侧壁设有一带内螺纹的第三螺纹孔440，通过一螺栓将阀芯调节螺栓44与步进电机的电机轴进行活动连接，为便于螺栓工作，所述阀体1设有一轴中心与第三螺纹孔440轴中心对齐的通孔112，并且通孔112的直径大于所述第三螺纹孔440的直径，基于这种设计，目的是为当使用螺栓将阀芯调节螺栓44与步进电机的电机轴进行活动连接时，所述螺栓容易从通孔112通过，换言之从阀体1通过，进一步通过螺栓将阀芯调节螺栓44与步进电机的电机轴进行活动连接，解决阀芯调节螺栓44在旋转时因受到外力的影响而脱离步进电机。

本控制液体流量的比例阀的工作原理：流量脉冲发生器及霍尔元件设置在进水侧的一端，根据流量脉冲发生器及霍尔元件的工作原理，即流量脉冲发生器采集自来水的流速，自来水的流速带动流量脉冲发生器内的转子，而转子转动的转速结合霍尔元件产生霍尔效应，进而反馈给plc控制系统，经plc控制系统对输出精确的信息控制步进电机，进而控制膜片43与出水口32的开度，从而确保平稳的水量进入，需要说明的是，当自来水的压力偏高时，在等同直径的管道中，水的压力越大，其流速越高，从而使转子转动越快，即转速越快，此时，plc控制系统需要给予一个减小膜片43与出水口32的开度的控制信号，确保需求的水量进入系统，精确控制水温，具体来说，所述步进电机顺时针旋转，进一步带动阀芯调节螺栓44相对于所述缸套45轴向向下移动，从而推动包覆有膜片43的阀芯41轴向向下移动，使膜片43的凸体412往所述出水口32方向移动，实现减小出水口32的开度，从而实现减小水流量。

反之，当水的压力越小，其流速越低，从而使转子转动变慢，即转速变慢，此时，plc控制系统需要给予一个增大膜片43与出水口32的开度的控制信号，确保需求的水量进入系统，精确控制水温，具体而言，所述步进电机逆时针旋转，进一步带动阀芯调节螺栓44相对于所述缸套45轴向向上移动，从而轴向拉起包覆有膜片43的阀芯41，使膜片43的凸体412慢慢离开出水口32，实现增大出水口32的开度，从而实现增大水流量。

为实现精确控温，换言之精确控水流量，所述plc控制系统预设脉冲为3200hz，对应阀芯调节螺栓44旋转360度，阀芯41轴向移动1毫米。

本发明还公开一种具有如权利要求1至6任一项所述的控制液体流量的比例阀的结肠途径治疗机，包括进水管6和加热器7，管道和加热器7相连通，所述进水管6的一端依次串联控制液体流量的比例阀66和用于检测管道温度的pid温控器9，所述pid温控器9的控制端与加热器7相连接，连接加热器7水管的输出端设有两路出水管，出水管分别设有废水阀10和注水阀11，废水阀10和注水阀11分别连接有控制工作状态的与非门电路12，其中本发明应用pid温控器9和增加了与非门电路12，采用pid温控器9是克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。具有抑制误差的作用。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在pid控制器9具有比例和微分控制功能的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，起到改善系统在调节过程中的动态特性，具体来说，pid控制器9控制废水阀10和注水阀11的工作状态，当满足设定温度时水流从注水阀11排出，当不满足设定温度时水流从废水阀排出，起到提供长期不间断供恒温水。

另外，为确保不受自来水的水压力的变化，所述进水管6进口串联控制液体流量的比例阀66，所述控制液体流量的比例阀66与plc控制系统的控制端电连接，通过液体流量的比例阀66对自来水的水压力进行检测、采集信号反馈给plc控制系统，从而进一步确保水充量，继而精确控制加热后的水温，能有效解决输出水温过低容易引起肠痉挛，水温过高有灼热感，甚至烫伤肠腔等问题。