一种断电常闭电磁夹管阀

本发明涉及一种电磁夹管阀。

背景技术：

1、夹管阀是血液净化机、生物人工肝和连续灌注3d细胞培养系统等医用设备中的重要组成部分，用于打开或切断软管中的液体流动。尤其是在使用血液净化机、生物人工肝等血液透析设备对肾衰竭或肝衰竭患者进行治疗时，病人的血液需要泵入治疗管路中，经净化处理后重新输注回病人体内。在整个治疗过程中，必须对管路中产生的异常情况如漏血、气泡和滴壶内液位等进行实时在线监测，一旦发生上述情况，需要立即切断治疗管路，否则会危及病人生命安全。此外，在治疗过程中发生设备故障急停断电或者网电源故障断电时，亦须立即切断治疗管路，因此，在血液净化机和生物人工肝等医用设备中通常用到断电常闭夹管阀，才能满足安全需求。在连续灌注3d细胞培养系统中，夹管阀是调控培养液灌流方向，平衡生物反应器内压力等功能实现中必不可少的组件。

2、当前，在上述设备中用到的夹管阀主要是电磁驱动的，动衔铁在电磁线圈吸力和弹簧的反作用力下往复运动，带动夹口打开或切断软管中液体流动。由于受到夹管阀体积和功率的限制，线圈的电磁力和弹簧的反作用力有限，因此当前使用的夹管阀在工作时对软管的夹紧力较小，且弹簧在长期使用后易老化，引起夹管阀的夹持力进一步下降，从而造成夹管阀对软管内液体流动的切断不可靠。此外，当前使用的夹管阀缺乏对夹管阀工作状态的实时在线监测，或者仅仅设计了有限的监测，不能完全反映夹管阀的工作状态，这让应用夹管阀的医用设备在很难准确判断夹管阀的工作状态，从而产生了一定的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服当前电磁夹管阀夹持力小，可靠性差，无法实时在线反馈工作状态，且安装不便的缺点，提出了一种断电常闭电磁夹管阀。本发明基于固定转动角度的双出轴旋转电磁铁设计断电常闭电磁夹管阀，双出轴旋转电磁铁的前端出轴进行d字型加工后形成d字形活动夹头，与固定在安装连接板上的挡柱共同构成夹管阀的软管夹口，通过对d字形活动夹头和挡柱的安装位置的设计，使夹管阀在夹紧软管的状态下实现自锁效应，从而提高夹持力，且软管内液体压力越大，夹持力则越大。遮光片固定在旋转电磁铁的后端出轴上，随双出轴旋转电磁铁的转轴一起转动，配合两个槽型光电传感器使用，实现了夹管阀工作状态实时在线监测，极大的提高了夹管阀工作的可靠性。本发明设计的电动夹管阀夹持力大，可靠性高，易于安装，使用方便。

2、本发明所述的断电常闭电磁夹管阀包括双出轴旋转电磁铁、安装连接板、管路固定夹、挡柱、拨杆、传感器定位板、遮光片、第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器。所述的双出轴旋转电磁铁的前端出轴进行d字形加工后形成d字形活动夹头，双出轴旋转电磁铁的d字形活动夹头从背面穿过安装连接板的中心圆孔，固定在安装连接板的背面。所述的挡柱固定在安装连接板的正面，与d字形活动夹头一起构成夹管阀的软管夹口。所述的拨杆安装在双出轴旋转电磁铁的前端出轴的d字形活动夹头下，用于在断电时打开软管夹口。所述的管路固定夹的圆心处的异形通孔透过软管夹口后固定在安装连接板正面。所述的传感器定位板安装在双出轴旋转电磁铁后端，第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器固定在传感器定位板上。所述的遮光片固定在双出轴旋转电磁铁的后端出轴上，遮光片的边缘嵌入第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器内。

3、所述的双出轴旋转电磁铁为圆柱形，其转轴位于双出轴旋转电磁铁的中心轴线上，且前端出轴长度大于后端出轴长度。通电时双出轴旋转电磁铁的转轴可顺时针旋转45度角，断电后双出轴旋转电磁铁的转轴在内部弹簧的作用下恢复初始状态。所述的双出轴旋转电磁铁的前端出轴的头部进行d字型加工，构成夹管阀的d字型活动夹头。在双出轴旋转电磁铁的前端出轴的d字型活动夹头下方开有圆形沉头通孔，用于安装拨杆。所述的双出轴旋转电磁铁的前端开有三个螺孔，三个螺孔以转轴为中心均匀的分布，用于固定安装连接板，相似的，在双出轴旋转电磁铁的前后端对应位置处开有三个相同的螺孔，用于固定传感器定位板。所述的双出轴旋转电磁铁的后端出轴上开有螺孔，螺孔垂直贯穿双出轴旋转电磁铁的转轴，用于安装固定遮光片。

4、所述的安装连接板的横截面为圆角正方形，其中心位置开有圆形通孔，通孔的直径的略大于双出轴旋转电磁铁的转轴直径，使双出轴旋转电磁铁的转轴从安装连接板的圆形通孔穿过后可以自由旋转不产生摩擦。在安装连接板的正面，围绕圆形通孔均匀的分布三个的沉头通孔，三个沉头通孔的位置与双出轴旋转电磁铁前端的三个螺孔位置相对应，螺孔直径略小于小沉头通孔的直径，双出轴旋转电磁铁的前端出轴从安装连接板背面中心通孔穿过后，通过三个沉头通孔固定在安装连接板上。在安装连接板的正面，中心通孔的上下对称分布四个螺孔，用于安装管路固定夹。所述的安装连接板的背面靠近中心通孔右上方开有两个沉头通孔。所述的安装连接板背面靠近边缘处开有环形凹槽，凹槽的垂直截面为半圆形，在环形凹槽的环内靠近四角处，各开有一个螺孔。

5、所述的挡柱为横截面是圆角等腰梯形的柱体，其底部开有两个螺孔，两个螺孔的孔与所述的安装连接板背面的两个沉头通孔的孔距相等。螺孔的直径略于沉头通孔的直径。通过两个螺孔和两个沉头通孔，将挡柱固定在安装连接板的正面，档柱底部梯形的腰与安装连接板的中心通孔相切。

6、所述的拨杆的主体为圆柱形金属杆，其顶端的圆形截面上有圆弧形凹槽，圆弧形凹槽的曲率与双出轴旋转电磁铁的转轴的曲率相同，圆形中心处开有螺孔，螺孔的中心轴与圆柱形金属杆同轴。圆柱形金属杆的尾端进行倒角处理，并在靠近尾端处开有螺孔，螺孔的中心轴线与圆柱形金属杆的中心轴线垂直，螺孔内安装有球头杆。所述的拨杆固定在双出轴旋转电磁铁的前端出轴的沉头通孔上，安装在拨杆尾部的球头杆的中心轴安装连接板垂直，球头朝上。

7、所述的管路固定夹的圆心位置开有异形通孔，异形通孔的形状与所述的挡柱和双出轴旋转电磁铁的前端出轴构成的软管夹口形状相同，异形通孔的尺寸比软管夹口的横截面积略大。在管路固定夹的异形通孔上下各两个沉头通孔，通孔的位置与安装连接板正面的四个螺孔位置相应，管路固定夹的异形通孔透过软管夹口后，通过沉头通孔与安装连接板正面的螺孔，将管路固定夹安装在安装连接板的正面。管路固定夹的右侧有扇环凸台，凸台的上平面与双出轴旋转电磁铁前端出轴上的d字型活动夹头的下边缘齐平，构成管路支撑管路的平台，凸台的下面完全镂空，与安装连接板的正面形成扇环形空腔，扇环形空腔的角度略大于拨杆的转动角度。所述的管路固定夹的上边缘处有圆形管夹，对应的下边缘处有钩形管夹，圆形管夹和钩形管夹均垂直于安装连接板，圆形管夹的夹口在圆形管夹的前端，钩形管夹的夹口在钩形管夹的左侧。圆形管夹和钩形管夹的中心与所述的挡柱和双出轴旋转电磁铁的前端出轴构成的软管夹口中心在同一直线上。

8、所述的传感器定位板为圆环形薄板，传感器定位板的外径略小于双出轴旋转电磁铁外壳的直径。所述的传感器定位板上均匀分布三个圆形通孔，其位置与双出轴旋转电磁铁后端的螺孔的位置相应，传感器定位板安装在双出轴旋转电磁铁的后端，通过弹簧螺丝固定，弹簧螺丝的弹簧位于传感器定位板和双出轴旋转电磁铁之间。

9、所述的第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器安装在传感器安装定位板上，第一槽型光电传感器与第二槽型光电传感器构成的圆心角为90度。本发明所述的第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器的型号为夏普gp1a51hr。

10、所述的遮光片为扇形结构。遮光片的圆心处有凸台，并开有圆形通孔，通孔的直径与所述的双出轴旋转电磁铁的转轴直径相等，使双出轴旋转电磁铁的转轴能够穿过遮光片的通孔并且紧密配合。凸台的左侧面开有沉头螺孔，螺孔贯穿凸台的左侧面至右侧面，且凸台上的螺孔的直径与双出轴旋转电磁铁后端出轴上的螺孔直径相等。遮光片通过螺孔固定在双出轴旋转电磁铁后端出轴上，随转一起旋转。遮光片的边缘嵌入第一槽型光电传感器与第二槽型光电传感器的槽内中心位置。

11、所述的遮光片的边缘处开有第一方形通孔和第二方形通孔，第一方形通孔与第二方形通孔构成的圆心角为45度。初始安装时，第一方形通孔位于第一槽型光电传感器的槽内，第一槽型光电传感器不受遮光片遮挡；第二方形通孔位于第一槽型光电传感器与第二槽型光电传感器中间，第二槽型光电传感器被遮光片遮挡。

12、在所述的夹管阀正常工作时，夹管阀处在闭合状态下，第一方形通孔位于第一槽型光电传感器的槽内，使第一槽型光电传感器导通，而第二槽型光电传感器断开；当夹管阀打开时，遮光片随着双出轴旋转电磁铁的转轴顺时针转动45度角，第一方形通孔从第一槽型光电传感器的槽内转出，使第一槽型光电传感器断开；同时，第二方形通孔转入第二槽型光电传感器的槽内，使第二槽型光电传感器导通。

13、本发明具有以下有益技术效果：

14、本发明提出的断电常闭电磁夹管阀，包括双出轴旋转电磁铁、安装连接板、管路固定夹、挡柱、拨杆、传感器定位板、遮光片、第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器。所述的双出轴旋转电磁铁的前端出轴进行d字型加工后形成d字形活动夹头，从安装连接板背面中心通孔穿过，与固定在安装连接板正面的挡柱共同构成夹管阀的软管夹口，通过对d字形活动夹头和挡柱的安装位置的设计，使夹管阀在夹紧软管的状态下产生自锁效应，从而提高夹持力。遮光片固定在双出轴旋转电磁铁的后端出轴上，配合安装在传感器固定板上的第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器，实现夹管阀工作状态实时在线监测，极大的提高了夹管阀工作的可靠性。本发明断电常闭电磁夹管阀夹持力大，可靠性高，易于安装，适用于血液净化机，生物人工肝支持系统和细胞灌注培养系统等设备。