专利名称：一种用于气动控制的多通道矩阵阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气动阀，尤其涉及一种用于自动化控制的气动多通道矩阵阀。
背景技术：
目前，在气动控制方面，一般为单点对单点，即一个控制阀控制一个执行机构；或单点对多点，即一个控制阀控制多个执行机构同时动作。特别是在生物及医疗仪器领域，往往需要多点对单点控制。例如，在国内大多生物基因工程研发过程中，对克隆挑取这样一些工作量大，而又是重复性的工作，大多是靠人工来完成的。特别是对一些中、小型研发机构和一些高校教学实验机构以及医疗机构，对于低成本、适应性好、易操作的自动化克隆挑取装置更是十分需要。由于在大规模基因测序领域及生物芯片、生物制药、免疫检测及化学合成等领域的许多工序中，常常需要使用克隆挑取装置，这就使该克隆挑取装置成为生物基因工程自动化设备的关键装置。为了实现对该克隆挑取装置进行自动化控制，往往采用气动控制并需要通过控制多组通道中每一个通道来实现多点对多点中的一点进行控制，故这种气动多通道矩阵阀就成为配套应用于生物基因工程的自动化机械、仪器以及机器人操作末端的气动控制回路中的关键装置。
发明内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种用于气动控制回路中的气动多通道矩阵阀，其成本低、适应性好、易实现自动化操作。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于气动控制的多通道矩阵阀，包括一带有进气口和出气口的阀体；一安装在阀体内的阀芯；以及一导通/切断外接气源的电磁阀；其特点在于在所述阀体内设置有上下两层通道，上层通道为多条横向通道，下层通气道为呈行列矩阵状排列的多个竖向通道，每一条横向通道对应并导通一行竖向通道，所述阀体对应每一列竖向通道贯穿设置有一阀芯通孔，所述阀芯设置在所述阀芯通孔内，所述阀芯可在所述阀芯通孔内移动控制所述竖向通道导通/封闭；所述进气口与每一条横向通道导通并通过所述电磁阀连接外接气源，所述出气口对应每一个竖向通道。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述阀芯为一设置有凸部和凹部的长轴，所述竖向通道对应所述凸部呈封闭状，所述竖向通道对应所述凹部呈导通状。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述凸部和凹部在所述长轴上沿轴向相间设置。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述阀芯通孔一端连接一接头，另一端连接一压簧，所述阀芯设置在中间。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，在所述阀体上，对应所述阀芯通孔一端还设置一限位螺钉，所述限位螺钉通过一压簧连接所述阀芯。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述阀芯为一长轴，所述长轴上间隔设置有多个深度小于半径的凹槽，所述竖向通道对应所述凹槽呈导通状。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述阀芯为一长轴，所述长轴上间隔设置多个穿孔，所述竖向通道对应所述穿孔呈导通状。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，安装在所述阀体上的电磁阀为两组多个，一组电磁阀中的一个电磁阀控制外接气源通过安装在所述阀体上的接头与一条横向通道的进气口连通，另一组电磁阀中的一个电磁阀控制外接气源通过安装在所述阀体上的接头与所述阀芯连通，并控制所述阀芯移动。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述电磁阀为20个，呈12×8矩阵布置，控制所述阀体上96个竖向通道。
上述的多通道矩阵阀，其特点在于，所述阀芯与所述阀体之间呈间隙密封。
该气动多通道矩阵阀配套应用于生物基因工程的自动化机械、仪器以及机器人的操作末端，可十分方便地实现气动控制回路中的自动控制。
以下结合附图进一步说明本实用新型的具体实施例
图1是一种气动控制的多通道矩阵阀的示意图图2是图1的侧视图图3是图1的俯视图图4是图1的仰视图图5是一种长轴形阀芯的示意图图5a是图5中阀芯处于封闭状态的示意图图5b是图5中阀芯处于导通状态的示意图图6是另一种长轴形阀芯的示意图图6a和图6b是图6中阀芯处于导通状态的示意图其中，附图标记1-阀体；11-竖向通道，11a-出气口；12-横向通道，12a-进气口，13-阀芯通孔；2、5-接头；3--压簧；4-限位螺钉6-阀芯，61-凸部，62-凹部；7、8-电磁阀具体实施方式
在图1-图4中，给出了详细的气动控制的多通道矩阵阀的结构示意图。在图1、2、3和图4中，该气控多通道矩阵阀可用20个电磁阀(按12×8矩阵排列)控制96个通道气路中每个通道的通断。该气控多通道矩阵阀包括阀体1、竖向通道11、出气口11a、横向通道12、进气口12a及其接头2、阀芯通孔13、阀芯6、凸部61a、凹部62、压簧3、限位螺钉4、8路电磁阀8和12路电磁阀7。其中，阀体1上设置有8条横向通道12和12行×8列共96个竖向通道11，每一条横向通道12对应并导通一行12个竖向通道11，在每一列竖向通道11中相应贯穿有一阀芯通孔13，阀芯6设置在阀芯通孔13内，阀芯6与阀体1之间呈间隙密封，阀芯6可在阀芯通孔1 3内移动控制竖向通道11的导通/封闭。其中，每一条横向通道12的进气口11a通过接头2连接至8路电磁阀8中的之一并通过该电磁阀8连接外接气源。在图5和图5a、图5b中的实施例中，阀芯6为一个相间带有凸部61和凹部62的长轴，当竖向通道11对应凸部61时呈封闭状态，当竖向通道11对应凹部62呈导通状态。在阀体1上，对应阀芯通孔13一端还设置一限位螺钉4，限位螺钉4通过压簧3来调节限定阀芯6的位置，阀芯通孔13的另一端通过接头5连接至12路电磁阀7中的一个，并通过并通过该电磁阀7连接外接气源。当该电磁阀7接通外接气源时，阀芯通孔13内充气，阀芯6受力向内移动，使原竖向通道11对应凸部61时的封闭状态改变为对应凹部62的导通状态，此时，从进气口11a进入的气体顺利地通过横向通道12和竖向通道11，从出气口53b排出。该阀芯6靠压簧3复位。
当外接气源接通8路电磁阀8中的任意一路时，此时该路下方的12个竖向通道11应该通气，但由于12路电磁阀7中的每一路均未动作，阀芯6将上下气路封闭，故此时未有通道通气。只有当12路电磁阀7中的任意一个电磁阀动作，阀芯6运动，将上下气路打开，才会有该矩阵中一个通道通气，而其它通道未开启，则没有气流通过。
此外，本实用新型的阀芯也可采用其它长轴结构，如带有凹槽的结构(如图6a)，或者带有通孔结构(图6b)。当阀芯转至凹槽或通位置时竖向通道11，导通，当其再转动90°处于满轴状态竖向通道11被封闭。显然，实现阀芯的转是通过电磁阀控制进行的，利用电磁阀控制摆杆在0°至90°之间迅速摆动是属于十分通用的现有技术。
本实用新型不仅是用于大规模基因测序领域及生物芯片、生物制药、免疫检测及化学合成等领域等许多工序中生物基因测序工序实现自动化的关键装置之一，亦可用于其它行业的气动控制方面。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种用于气动控制的多通道矩阵阀，包括一带有进气口和出气口的阀体；一安装在阀体内的阀芯；以及一导通/切断外接气源的电磁阀；其特征在于在所述阀体内设置有上下两层通道，上层通道为多条横向通道，下层通气道为呈行列矩阵状排列的多个竖向通道，每一条横向通道对应并导通一行竖向通道，所述阀体对应每一列竖向通道贯穿设置有一阀芯通孔，所述阀芯设置在所述阀芯通孔内，所述阀芯可在所述阀芯通孔内移动控制所述竖向通道导通/封闭；所述进气口与每一条横向通道导通并通过所述电磁阀连接外接气源，所述出气口对应每一个竖向通道。
2.根据权利要求1所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述阀芯为一设置有凸部和凹部的长轴，所述竖向通道对应所述凸部呈封闭状，所述竖向通道对应所述凹部呈导通状。
3.根据权利要求2所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述凸部和凹部在所述长轴上沿轴向相间设置。
4.根据权利要求2所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述阀芯通孔一端连接一接头，另一端连接一压簧，所述阀芯设置在中间。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的多通道矩阵阀，其特征在于，在所述阀体上，对应所述阀芯通孔一端还设置一限位螺钉，所述限位螺钉通过一压簧连接所述阀芯。
6.根据权利要求1所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述阀芯为一长轴，所述长轴上间隔设置有多个深度小于半径的凹槽，所述竖向通道对应所述凹槽呈导通状。
7.根据权利要求1所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述阀芯为一长轴，所述长轴上间隔设置多个穿孔，所述竖向通道对应所述穿孔呈导通状。
8.根据权利要求1所述的多通道矩阵阀，其特征在于，安装在所述阀体上的电磁阀为两组多个，一组电磁阀中的一个电磁阀控制外接气源通过安装在所述阀体上的接头与一条横向通道的进气口连通，另一组电磁阀中的一个电磁阀控制外接气源通过安装在所述阀体上的接头与所述阀芯连通，并控制所述阀芯移动。
9.根据权利要求1所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述电磁阀为20个，呈12×8矩阵布置，控制所述阀体上96个竖向通道。
10.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的多通道矩阵阀，其特征在于，所述阀芯与所述阀体之间呈间隙密封。
专利摘要本实用新型涉及一种用于气动控制的多通道矩阵阀，包括一带有进气口和出气口的阀体、一安装在阀体内的阀芯以及一导通/切断外接气源的电磁阀；在阀体内设置有上下两层通道，上层通道为多条横向通道，下层通气道为呈行列矩阵状排列的多个竖向通道，每一条横向通道对应并导通一行竖向通道，阀体对应每一列竖向通道贯穿设置有一阀芯通孔，阀芯设置在阀芯通孔内，阀芯可在阀芯通孔内移动控制竖向通道导通/封闭；进气口与每一条横向通道导通并通过电磁阀连接外接气源，出气口对应每一个竖向通道。其成本低、适应性好、易实现自动化操作。
文档编号F15B13/02GK2739393SQ20042000731
公开日2005年11月9日 申请日期2004年3月16日 优先权日2004年3月16日
发明者白学普 申请人:北京机械工业自动化研究所