專利名稱：液體計量閥組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種應(yīng)用于血細胞分析領(lǐng)域中的液體計量閥。
背景技術(shù)：
液體計量閥是目前國外醫(yī)療儀器中普遍采用的一種的流體計量裝置，其主要由兩片或三片同軸安裝在閥軸上的閥片組成，相鄰兩個閥片之間依靠一定的軸向外力壓緊，且其中至少有一個閥片可繞該閥軸轉(zhuǎn)動(可以繞閥軸轉(zhuǎn)動的閥片稱之為動閥片，固定不動的閥片稱之為定閥片)，且相鄰閥片的鄰接面之間在上述軸向壓緊力作用下能達到液體動密封要求，其主要原理是采用組合式流道，以定長定截面(即定容積)的管道來直接、準(zhǔn)確的截取和計量流體，并通過對液路的控制以機械動作轉(zhuǎn)動動閥片以改變組合流道的組成來完成進樣、取樣及管內(nèi)清洗過程。該液體計量閥的工作原理如下進樣時，設(shè)于動閥片上的進樣管道與設(shè)于定閥片上的定量管道對齊，流體經(jīng)過進樣管道流入并充滿定量管道，然后定閥片固定不動，而動閥片轉(zhuǎn)動，依靠定位機構(gòu)使動閥片定位，此時，原組合流道的組成打破，組成新的流道，在該位置排樣管道與定量管道對齊，將定閥片的取定量管道中所截取的定體積的流體排出到檢驗容器內(nèi)，同時將進樣管道中截取后多余的起貫通作用的樣品排除并沖洗干凈。
從上述工作原理中可以看出，為達到精確取樣的目的，除了閥片上的管道的尺寸和位置精度有很高的要求之外，對動閥片的定位精度也有很高的要求，當(dāng)兩個或兩個以上閥片在因制造原因或動閥片在轉(zhuǎn)動過程中的定位精度原因使得對應(yīng)各孔的中心有偏差時，有可能使得因定量管道中充不滿樣品而影響計量閥對液體體積的計量精度，同時，也可能會使得密封面上粘有樣品而因動閥片的往復(fù)轉(zhuǎn)動帶到下一個樣品中，引起前后樣品之間的交叉污染(如流體為血樣時)。同時，密封面上的清洗工作也非常重要，不然有可能因為樣品或稀釋液滲透到閥體密封面以外引起結(jié)晶而使得動閥片的阻力太大，出現(xiàn)主動件帶不動閥片的情況，同時樣品還有可能因同樣的原因而滲透到閥軸上而引起其腐蝕。
現(xiàn)有的對于動閥片的驅(qū)動比較常見的是采用氣缸驅(qū)動方式，這種驅(qū)動方式需要眾多氣動元件的支持，主要依靠氣缸和氣動裝置的特性實現(xiàn)精確定位，但氣動系統(tǒng)需要眾多的氣動元件和管道，占有空間大，給儀器的設(shè)計、安裝和維修帶來很大不便，給系統(tǒng)的控制也會帶來較高的要求，給系統(tǒng)方案的選擇會帶來不靈活性；也有的機構(gòu)采用直流電機驅(qū)動的方式，在這種驅(qū)動方式中，電機連續(xù)回轉(zhuǎn)，用一套很復(fù)雜的帶緩沖裝置的曲柄滑塊機構(gòu)帶動一個偏心輪，依靠偏心輪推動與動閥片轉(zhuǎn)軸剛性連接的撥輪，并籍此驅(qū)動動閥片，這種機構(gòu)依靠各部分零件的結(jié)構(gòu)尺寸確定動閥片的角位移，由于這個機構(gòu)中精度要求很高的零件較多，且因尺寸鏈很長，對動閥片定位的精確性有一定影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單且能確保動閥片精確定位的液體計量閥組件。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的該液體計量閥組件包括閥軸、具有定量管道的定閥片、具有進樣管道和排樣管道的動閥片、轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)環(huán)傳動件及用于在進樣位置和取樣位置定位動閥片的定位機構(gòu)，該定閥片安裝在該閥軸上并固定設(shè)置，該動閥片安裝在該閥軸上并可相對該定閥片轉(zhuǎn)動，且該動閥片與該定閥片緊貼，轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機傳動該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件轉(zhuǎn)動，動閥片上設(shè)有第一滑塊，該第一滑塊的兩側(cè)均設(shè)有第一彈性件，各第一彈性件的兩端均分別連接該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件和第一滑塊。
所述的動閥片上還設(shè)有第二滑塊，該第二滑塊的兩側(cè)均設(shè)有第二彈性件，各第二彈性件的兩端均分別連接轉(zhuǎn)環(huán)傳動件和第二滑塊。
所述的第一、第二滑塊關(guān)于閥軸的軸線對稱。
所述的定位機構(gòu)包括設(shè)于動閥片上的限位槽及設(shè)于定閥片上的限位銷，該限位槽具有第一、第二限位面，該限位銷伸入該限位槽中并位于第一、第二限位面之間。
所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機為步進電機，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件固套在該電機的電機軸上。
所述的電機軸與閥軸分離設(shè)置并同軸線。
所述的定閥片有兩個，其分別位于動閥片兩側(cè)并夾緊該動閥片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點該組件通過電機驅(qū)動且元件少，所以結(jié)構(gòu)簡單；由于轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機對動閥片的傳動是采用一種柔性的方式，動閥片的小運動區(qū)間在動力件的大運動區(qū)間中可以任意截取，忽略了中間過程，屬于一種模糊傳動方式，故對傳動鏈中各零部件的精度及電機的精度等要求無須很高，要求的僅僅是閥體本身的加工精度，忽略了閥體之外附加裝置的精度要求，從而降低了整個組件的加工成本、減小了生產(chǎn)裝配過程中的操作難度、減少了廢品率并確保了動閥片的高精度定位。

圖1及圖2分別是液體將計量閥組件進樣和取樣時的原理示意圖。
圖3是本實用新型液體計量閥組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3沿A-A方向的剖面圖。
圖5至圖8表示本實用新型液體計量閥組件進樣過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9至圖12表示本實用新型液體計量閥組件取樣過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是本實用新型液體計量閥組件第二具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式請參閱圖1至圖4，本實用新型液體計量閥組件包括步進電機1、機架2、轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3及閥體4。該步進電機1用于提供動力，其固定安裝在機架2上，并依靠其電機軸11帶動轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3同步轉(zhuǎn)動。該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3通過軸承31在機架2上定位，且其與步進電機1的電機軸11同軸線。該閥體4包括同軸線的閥軸41、定閥片42及動閥片43，該定閥片42具有用于進行流體準(zhǔn)確截取的取樣管道421，其安裝在閥軸41上并通過螺栓固定在機架2上，該動閥片43具有在圓周上錯開一定角度的進樣管道431和排樣管道432，其安裝在閥軸41上并可相對定閥片42轉(zhuǎn)動，且該動閥片43與定閥片42并排設(shè)置并緊貼，該動閥片43與定閥片42相互貼合的面摩擦接觸以實現(xiàn)兩者之間的密封，該相互貼合的面稱為密封面44。閥體4與轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3的同心度在生產(chǎn)裝配時靠工裝保證，將兩者分開定位是為了確保兩者之間的間隙，以減小摩擦力，即減小電機在傳動過程中因轉(zhuǎn)環(huán)傳動件之間的摩擦而引起的力矩損失。本實施方式中，該閥軸41與電機的電機軸11分離設(shè)置并同軸線。
該動閥片43上設(shè)置有第一、第二滑塊433、434，該第一、第二滑塊433、434關(guān)于閥軸41的軸線對稱。該第一滑塊433的兩側(cè)均設(shè)有第一彈性件5，該第一彈性件5的一端均固定在轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3上，其另一端均固定在第一滑塊433上。該第二滑塊434的兩側(cè)均設(shè)有第二彈性件6，該第二彈性件6的一端均固定在轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3上，其另一端均固定在第二滑塊434上。該動閥片43上還設(shè)有限位槽435，該限位槽435具有第一、第二限位面436、437，該定閥片42上設(shè)有沿閥軸41的軸向向動閥片43凸伸的限位銷422，該限位銷422伸入該限位槽435中并位于第一、第二限位面436、437之間，當(dāng)該第一限位面436與限位銷422接觸時，該動閥片43處于進樣位置，當(dāng)該第二限位面437與限位銷422接觸時，該動閥片43處于取樣位置。轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3依靠第一、第二彈性件5、6變形產(chǎn)生的彈力不同步地帶著動閥片43(動閥片相對轉(zhuǎn)環(huán)傳動件的轉(zhuǎn)動滯后一個角位移，這個角位移允許為一個變數(shù))繞閥軸41沿閥體的密封面作圓周轉(zhuǎn)動，從而完成進樣和取樣過程。本實施方式中，該第一、第二彈性件5、6為拉簧或壓簧。另外，可在定閥片上設(shè)置限位槽，而在動閥片上設(shè)置限位銷，且該限位銷置于該限位槽中，同樣可以起到對動閥片進樣和取樣位置的限位。
請參閱圖4，在初始安裝位置時，動閥片43上的第一、第二滑塊433、434兩側(cè)的彈簧5、6的壓縮高度相等，動閥片43沒有受到外力矩作用而處于平衡狀態(tài)，而當(dāng)轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3在步進電機1的傳動下開始轉(zhuǎn)動時，由于動閥片和定閥片密封面之間靜摩擦力矩的存在，動閥片仍呈靜止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3與動閥片43之間沿周向產(chǎn)生一個角位移，各滑塊兩側(cè)彈簧的壓縮高度之差開始變化，一側(cè)彈簧的壓縮量增大，而另外一側(cè)的壓縮量減小，即滑塊兩側(cè)彈簧所產(chǎn)生的壓力差值逐漸增大，當(dāng)該壓力差相對于閥軸對動閥片產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(兩組彈簧因轉(zhuǎn)環(huán)傳動件與動閥片的相對運動而產(chǎn)生的對動閥片的轉(zhuǎn)矩之和)大于閥體之間密封面上的最大靜摩擦力矩時，動閥片開始轉(zhuǎn)動(相對于轉(zhuǎn)環(huán)傳動件有一個滯后角)，直至動閥片43的限位槽的第一或第二限位面碰到定閥片上的限位銷422后，動閥片43停止轉(zhuǎn)動，此時由于轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3與動閥片43上的滑塊之間為彈簧連接，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件將繼續(xù)隨步進電機向前轉(zhuǎn)動，直至電機走完初始的設(shè)置步數(shù)(亦有可能丟步，但不影響液體計量閥性能)，此時動閥片處于過壓靜止?fàn)顟B(tài)，位于滑塊兩側(cè)的彈簧在該滑塊上的轉(zhuǎn)矩在過壓位置應(yīng)遠大于動、定閥片密封面44間的最大靜摩擦力矩(約為最大靜摩擦力矩的4～5倍)，以確保動閥片轉(zhuǎn)動到位。這樣既解決了可能因電機丟步而引起的取樣管道錯位，又有效地避免了電機因遇到剛性阻力而發(fā)熱抖動的問題。
該液體計量閥組件的工作過程如下請參閱圖5，在位置1，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3開始隨步進電機1作順時針轉(zhuǎn)動，此時由于閥體的密封面44上靜摩擦力的存在，動閥片43不轉(zhuǎn)動，到達圖5所示位置后，第一、第二滑塊433、434兩側(cè)的彈簧5、6壓力差在動閥片上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩等于動、定閥片之間的最大靜摩擦力矩，此時動閥片處于臨界轉(zhuǎn)動狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)環(huán)傳動件的轉(zhuǎn)過角度可稱為初始轉(zhuǎn)角(也是動閥片相對于轉(zhuǎn)環(huán)傳動件的轉(zhuǎn)動滯后角)，初始轉(zhuǎn)角對于不同的液體計量閥個體或相同液體計量閥個體的不同使用階段可以是一個變值。
請參閱圖6，在位置2，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3繼續(xù)轉(zhuǎn)動，跨過動閥片43的臨界轉(zhuǎn)動位置，第一、第二滑塊433、434兩側(cè)的彈簧壓力差在動閥片43上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大于動、定閥片43、42之間的最大靜摩擦力矩，此時動閥片43開始轉(zhuǎn)動，直至動閥片43上的限位槽435上的第一限位面436碰到固定在定閥片42上的限位銷422后，動閥片43停止轉(zhuǎn)動，此時動閥片43上的進樣管道431與定閥片42上的取樣管道421在密封面上的開口對齊(如圖1所示)，以確保取樣體積的精確性。
請參閱圖7，在位置3，因為步進電機1的角位移設(shè)置值大于動閥片43的最大轉(zhuǎn)角(該最大轉(zhuǎn)角由限位面和限位銷之間的相對位置確定)，故轉(zhuǎn)環(huán)傳動件還繼續(xù)隨著步進電機往前轉(zhuǎn)動，動閥片43被限位后靜止不動，此時作用在動閥片滑塊兩側(cè)的彈簧壓力差繼續(xù)增大，即轉(zhuǎn)動力矩逐漸增大，直至步進電機走完初始的設(shè)置步數(shù)，此時動閥片處于過壓靜止?fàn)顟B(tài)，這是為了防止因為某種原因液體計量閥的閥體間最大靜摩擦力矩偏大或電機丟步而使得動閥片轉(zhuǎn)不到位的情況(即限位面碰不到限位銷)。
請參閱圖8，在位置4，電機掉電，加在轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3上的外力矩消失，動閥片43仍然靜止不動，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3在彈簧彈力的作用下回到動閥片在位置3時的平衡位置，即滑塊兩側(cè)彈簧的壓縮高度相同，液體計量閥在位置3完成進樣過程。
請參閱圖9至圖12，其表示閥體的取樣過程，其具有位置5至位置8。閥體完成進樣過程后，定量管道及進樣管道內(nèi)充滿所取的流體樣本，然后電機往逆時針方向轉(zhuǎn)動，位置5至位置8是進樣過程(即位置1至位置4)的逆過程，最終將動閥片限位槽中的第二限位面與限位銷接觸(位置7，如圖11所示)，此時動閥片處于反向過壓狀態(tài)，動閥片43上的排樣管道432與定閥片42上定量管道421端口對齊(如圖2所示)，然后電機掉電，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件3在彈力的作用下回到動閥片43在位置8時的平衡位置(如圖12所示)，即滑塊兩側(cè)彈簧的壓縮高度相同，液體計量閥在該位置完成取樣過程。組合流道的沖洗與取樣同時完成。
請參閱圖13，該液體計量閥結(jié)構(gòu)的閥體也可采用三片式結(jié)構(gòu)，即動閥片7的左右兩側(cè)均設(shè)有定閥片8、9，且該兩定閥片8、9夾緊該動閥片7的兩側(cè)，即動閥片8兩側(cè)的密封面均與同側(cè)定閥片8、9的密封面摩擦接觸，其具體的結(jié)構(gòu)和工作原理如第一實施方式所述，在此不再贅述。在該實施方式中，設(shè)于動閥片7上的管道10作為定量管道，實現(xiàn)對流體的準(zhǔn)確截取。
本實用新型中，通過轉(zhuǎn)環(huán)傳動件和動閥片之間第一、第二彈性件的設(shè)置，形成了一個彈簧過壓定位機構(gòu)，從而消除了步進電機定位精度難以精確控制的缺陷。
權(quán)利要求1.一種液體計量閥組件，包括閥軸、具有定量管道的定閥片、具有進樣管道和排樣管道的動閥片、轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機及用于在進樣位置和取樣位置定位動閥片的定位機構(gòu)，該定閥片安裝在該閥軸上并固定設(shè)置，該動閥片安裝在該閥軸上并可相對該定閥片轉(zhuǎn)動，且該動閥片與該定閥片緊貼，其特征在于該組件還包括轉(zhuǎn)環(huán)傳動件，轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機傳動該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件轉(zhuǎn)動，動閥片上設(shè)有第一滑塊，該第一滑塊的兩側(cè)均設(shè)有第一彈性件，各第一彈性件的兩端均分別連接該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件和第一滑塊。
2.如權(quán)利要求1所述的液體計量閥組件，其特征在于所述的動閥片上還設(shè)有第二滑塊，該第二滑塊的兩側(cè)均設(shè)有第二彈性件，各第二彈性件的兩端均分別連接轉(zhuǎn)環(huán)傳動件和第二滑塊。
3.如權(quán)利要求2所述的液體計量閥組件，其特征在于所述的第一、第二滑塊關(guān)于閥軸的軸線對稱。
4.如權(quán)利要求1所述的液體計量閥組件，其特征在于所述的定位機構(gòu)包括設(shè)于動、定閥片之一上的限位槽及設(shè)于另一上的限位銷，該限位槽具有第一、第二限位面，該限位銷伸入該限位槽中并位于第一、第二限位面之間。
5.如權(quán)利要求1所述的液體計量閥組件，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機為步進電機，轉(zhuǎn)環(huán)傳動件固套在該電機的電機軸上。
6.如權(quán)利要求5所述的液體計量閥組件，其特征在于所述的電機軸與閥軸分離設(shè)置并同軸線。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的液體計量閥組件，其特征在于所述的定閥片有兩個，其分別位于動閥片兩側(cè)并夾緊該動閥片。
專利摘要本實用新型液體計量閥組件包括閥軸、具有取樣管道的定閥片、具有進樣管道和排樣管道的動閥片、轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)環(huán)傳動件及用于在進樣位置和取樣位置定位動閥片的定位機構(gòu)，該定閥片安裝在該閥軸上并固定設(shè)置，該動閥片安裝在該閥軸上并可相對該定閥片轉(zhuǎn)動，且該動閥片與該定閥片緊貼，轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機傳動該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件，動閥片上設(shè)有第一滑塊，該第一滑塊的兩側(cè)均設(shè)有第一彈性件，各第一彈性件的兩端均分別連接該轉(zhuǎn)環(huán)傳動件和第一滑塊。該組件通過電機驅(qū)動且元件少，所以結(jié)構(gòu)簡單；而且通過彈性件的設(shè)置，實現(xiàn)了電機對動閥片的柔性傳動，從而確保了動閥片的高精度定位。
文檔編號A61M39/00GK2863156SQ20062005431
公開日2007年1月31日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者顏彥 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司