一种呼吸机用比例阀制造技术

本发明专利技术公开了一种呼吸机用比例阀，涉及流体控制领域。包括阀体、阀芯以及驱动组件，阀体设有进气口、出气口以及连通所述进气口与出气口的腔体，其特征在于，所述阀芯与阀体无直接接触，所述阀芯外侧壁与阀体内侧壁之间设置有弹性片，所述弹性片将腔体分割为了互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第二腔体与进气口、出气口连通，所述弹性片能够抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口，所述驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁以连通进气口和出气口，所述阀芯内部开有连通进气口与第一腔体的气管。本比例阀中的阀芯与阀体无直接接触，比例阀在工作过程中产生的摩擦力减小，对气体流量的控制更加精准线性。准线性。准线性。

【技术实现步骤摘要】
一种呼吸机用比例阀


[0001]本专利技术涉及流体控制领域，具体涉及一种呼吸机用比例阀。

技术介绍

[0002]在现代临床医学中，呼吸机作为一项能够人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍应用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。
[0003]在呼吸机的使用过程中，必须对患者进行机械通气。呼吸机自带压缩机、涡轮机或其他类型的元件以提供气源，因而呼吸机需要能进行流量比例控制的阀门进行气体流量控制。呼吸机用比例阀的关键技术点在于在较大压力下做到对较小流量范围的精确控制。

技术实现思路

[0004]现有的典型的比例阀如图1所示。由活动衔铁固连阀芯，在线圈的电磁力驱动下，阀芯沿起导向作用和密封作用的密封部件左右移动，达到调节阀口大小的目的。由于这种比例阀存在相互接触的相对运动，所以不可避免的就存在摩擦力。由于动摩擦力的影响削弱了电磁力的作用，尤其在输入控制电流较小时，会严重影响到输入电流与输出电磁力的比例关系，这也是导致现有比例阀小流量输出不稳定的原因之一；而且由于比例阀开启和关闭摩擦力的作用正好相反，导致现有比例阀开启和关闭产生很大的滞回。为了最大限度的减小滞回对流速控制的影响，不得不研究复杂的控制算法，大大增加了成本。同时，这种采用弹簧作为抵持阀芯与阀体进而密封进气口的组件，也存在弹簧老化失效、密封不严的问题。
[0005]由此看来，在流体控制
，亟需提出一种能够减小比例阀中摩擦力对流量的影响、实现对气体流量精准控制的比例阀。为此，本专利技术提供了一种呼吸机用比例阀用以下技术要点来解决问题：
[0006]一种呼吸机用比例阀，包括阀体、阀芯以及驱动组件，所述阀体设有进气口、出气口以及连通所述进气口与出气口的腔体，其特征在于，所述阀芯与阀体无直接接触，所述阀芯外侧壁与阀体内侧壁之间设置有弹性片，所述弹性片将腔体分割为了互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第二腔体与进气口、出气口连通，所述弹性片能够抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口，所述驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁以连通进气口和出气口，所述阀芯内部开有连通进气口与第一腔体的气管。
[0007]如上所述，本专利技术提供了一种包含阀体、阀芯、驱动组件的比例阀，与现有技术相比，本比例阀中的阀芯独立设置在阀体的腔体内，与阀体之间仅通过弹性片连接，阀芯与阀体之间接触较少，比例阀在工作过程中产生的摩擦力大大减小。驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁，阀芯与阀体内壁的距离越大，气体流量也越大，达到对流量控制的效果。由于摩擦力的影响减小，因此驱动组件对阀芯的控制也更加精准线性。弹性片的弹力能够使阀芯恢复原位，抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口。同时，弹性片将腔体分为了互不连通的第
一腔体和第二腔体，阀芯内部开有连通第一腔体与进气口的气管。在不工作时，阀芯抵持阀体内壁密封进气口，进气口中的气体从阀芯内部中的气管进入第一腔体，形成背压，将阀芯紧密地抵靠在阀体上，增强了对进气口的密封效果，也防止因密封组件失效造成的密封效果差的状况。
[0008]更进一步的技术方案为：
[0009]所述驱动组件包括电磁铁和衔铁，所述电磁铁固定安装在阀体中，所述衔铁固定在阀芯后端部，所述衔铁与电磁铁之间相互分离。在该技术特征中，电磁铁在电流作用下与衔铁产生吸力，将阀芯拉离阀座，气体从进气口流入排气口。电流越大，阀芯与阀座的距离就越大，相应的气体流量也越大。衔铁与电磁铁相互分离设置，避免接触产生摩擦。
[0010]所述阀芯包括密封半球，所述阀芯进气口侧壁为与密封半球相配合的锥面，所述锥面与密封半球配合形成球头锥面密封结构。在现有的比例阀中，阀体常常设置有橡胶垫进行密封，但是由于橡胶垫的尺寸、硬度、刚度等无法保持一致，其产生的较大变形会影响流量控制的精度。因此，在本专利技术中，采用锥面的进气口侧壁和密封半球形成的球头锥面密封结构作为本比例阀的密封结构。密封半球和进气口之间形成硬密封，二者均为金属件，变形很小近乎可以忽略，能够保证该比例阀对流量的线性控制。
[0011]所述阀芯还包括连接柱，所述连接柱前端用于装配密封半球，所述连接柱与密封半球之间装配形成用于安装弹性片的第一卡槽，所述连接柱后端用于安装固定衔铁，所述密封半球材料是不锈钢或陶瓷。在该技术特征中，组合式的阀芯有利于弹性片的安装、更换。密封半球采用不锈钢或陶瓷作为材料，能够使其具有较高硬度。
[0012]所述阀体包括阀体本体和阀座，所述阀体本体和阀座装配形成用于安装弹性片的第二卡槽，所述阀座与弹性片围合形成第二腔体，所述阀座的材料是铜合金或铝合金。在该技术特征中，阀座和阀体本体之间装配形成阀体，方便阀体内部的阀芯、弹性片的安装。铜合金或者铝合金作为阀座材料，利于阀座的精密加工制造。
[0013]所述弹性片是簧片和膜片的组合体，所述簧片与膜片堆叠设置，所述膜片构成第一腔体边界，所述簧片构成第二腔体边界。由于气体将从进气口通过阀芯内部的器官进入第一腔体形成用于加强密封效果的背压，因此簧片撑托膜片能够防止膜片因压力过大产生破坏，降低膜片发生的变形。簧片的弹性恢复力和膜片共同产生对阀芯的预压力。
[0014]所述簧片材料是3J21不锈钢弹簧材料。
[0015]所述膜片材料是尼龙纤维增强橡胶。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术结构科学合理，使用安全方便。本专利技术提供了一种包含阀体、阀芯、驱动组件的比例阀，与现有技术相比，本比例阀中的阀芯独立设置在阀体的腔体内，与阀体之间仅通过弹性片连接，阀芯与阀体之间接触较少，比例阀在工作过程中产生的摩擦力大大减小，对流量的控制更加精准线性。弹性片的弹力能够使阀芯恢复原位，抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口。本比例阀还采用密封半球与锥面形成的球头锥面硬密封结构，能够提升密封效果、减小控制误差。金属簧片和橡胶膜片的组合设置，能够提高弹性片的可靠性。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部
分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0019]图1为现有比例阀示意图；
[0020]图2为本专利技术结构示意图；
[0021]图中：1、电磁铁；2、衔铁；3、连接柱；4、膜片；5、簧片；6、密封半球；7、阀体本体；8、阀座。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0023]请参阅附图，本专利技术提供一种技术方案：
[0024]一种呼吸机用比例阀，包括阀体、阀芯以及驱动组件，所述阀体设有进气口、出气口以及连通所述进气口与出气口的腔体，其特征在于，所述阀芯与阀体无直接接触，所述阀芯外侧壁与阀体内侧壁之间设置有弹性片，所述弹性片将腔体分割为了互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第二腔体与进气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸机用比例阀，包括阀体、阀芯以及驱动组件，所述阀体设有进气口、出气口以及连通所述进气口与出气口的腔体，其特征在于，所述阀芯与阀体无直接接触，所述阀芯外侧壁与阀体内侧壁之间设置有弹性片，所述弹性片将腔体分割为了互不连通的第一腔体和第二腔体，所述第二腔体与进气口、出气口连通，所述弹性片能够抵持阀芯于阀体内壁以盖封进气口，所述驱动组件能够驱动阀芯远离阀体内壁以连通进气口和出气口，所述阀芯内部开有连通进气口与第一腔体的气管。2.根据权利要求1所述的一种呼吸机用比例阀，其特征在于，所述驱动组件包括电磁铁(1)和衔铁(2)，所述电磁铁(1)固定安装在阀体中，所述衔铁(2)固定在阀芯后端部，所述衔铁(2)与电磁铁(1)之间相互分离。3.根据权利要求1所述的一种呼吸机用比例阀，其特征在于，所述阀芯包括密封半球(6)，所述阀芯进气口侧壁为与密封半球(6)相配合的锥面，所述锥面与密封半球(6)配合形成球头锥面密封结构。4.根据权利要求3所述的一种呼吸机用比例阀，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶继忠，陈刚利，李建，李强，阳红，杨帆，李敬民，孟齐立，刘俊，代毅，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：