專利名稱：夾持閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾持閥(pinch valve),能夠切換通道內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)。
背景技術(shù)：
截至目前，夾持閥已被用于切換由管子等構(gòu)成的管道內(nèi)的流體的流動(dòng)狀態(tài)，正如日本特開2002-174352所揭示的那樣，比方說，這類夾持閥配備有:本體；設(shè)置在本體內(nèi)供流體流過的管道；通過夾持使管道變形，從而切換流體流動(dòng)狀態(tài)的夾件(a clampingpiece);以及在趨近或者遠(yuǎn)離管道的方向上推動(dòng)所述夾件的活塞(a piston)。此外,例如，通過壓迫使活塞移向正在執(zhí)行壓力流體供給任務(wù)的管道，活塞與夾件一起移動(dòng)，從而使管道在本體和夾件之間被夾持且變形。結(jié)果，使管道內(nèi)部流體的流動(dòng)受阻。

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述夾持閥需要進(jìn)一步小型化，而且需要對(duì)流體的流動(dòng)狀態(tài)切換得更加迅速。本發(fā)明的總體目的在于提供一種體輕小巧、并且能夠更迅速切換流體流動(dòng)狀態(tài)的
夾持閥。本發(fā)明以一種夾持閥為特征，所述夾持閥包含本體、彈性管道、螺線管、閥機(jī)構(gòu)和彈性裝置。彈性管道不被支撐在本體上，流體流經(jīng)彈性管道。螺線管與本體相連，并且具有線圈。通過給所述線圈通電使所述螺線管受到激勵(lì)，用于使可移動(dòng)鐵芯被吸引朝向固定鐵芯。閥機(jī)構(gòu)具有面向管道設(shè)置的閥塞，閥塞能夠沿著本體的軸向移位。通過使螺線管受到激勵(lì)，閥機(jī)構(gòu)將閥塞推向管道。彈性裝置用于將可移動(dòng)鐵芯推向固定鐵芯，通過閥塞朝向管道的移位，管道被夾持在閥塞和本體之間，用以截?cái)嗔黧w的流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，在螺線管中，線圈因被供電而帶電，使得可移動(dòng)鐵芯被引向固定鐵芯一側(cè)；并且，彈性裝置設(shè)置在螺線管中，將可移動(dòng)鐵芯壓向固定鐵芯。此外，當(dāng)可移動(dòng)鐵芯在螺線管的激勵(lì)下被向固定鐵芯一側(cè)吸引，使閥塞隨可移動(dòng)鐵芯移向并壓迫管道時(shí)，在可移動(dòng)鐵芯中，由于彈性裝置的彈力與螺線管的引力疊加，所以彈性管道的反作用力被克服，導(dǎo)致管道發(fā)生形變，截?cái)嗔黧w的流動(dòng)。因此，采用包含彈性裝置的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠確保閥塞以大壓力壓迫管道，所以，t匕方說，與不通過在內(nèi)部設(shè)置彈簧也產(chǎn)生相同程度的壓力的情況相比，螺線管可以被制造得輕質(zhì)小巧。此外，當(dāng)閥塞通過可移動(dòng)鐵芯被操作時(shí)，通過對(duì)其加以彈性裝置的彈力，閥塞能夠更迅速地移向管道。本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)勢(shì)將通過以下結(jié)合附圖的描述變得更加顯而易見。所述附圖以示例的方式展示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的夾持閥的總體截面圖2所示截面圖顯示圖1中所述夾持閥處于使閥塞(valve plug)移位,從而夾持管路、阻塞流道(fluid passage)的狀態(tài)；圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的夾持閥的總體截面圖；以及圖4所示截面圖顯示圖3中所述夾持閥處于使閥塞移位，從而夾持管路、阻塞流道的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式在圖1中，附圖標(biāo)記10表示本發(fā)明第一實(shí)施例中所述的夾持閥。如圖1和2所示，夾持閥10包含:本體14，管(管道)12貫穿于本體14中，例如供水或血液管(管道)12的流體流過管(管道)12 ;與本體14上部相連的螺線管(solenoid)16 ；以及設(shè)置在螺線管16和本體14內(nèi)部的閥機(jī)構(gòu)18，所述閥機(jī)構(gòu)18能夠在螺線管16的激勵(lì)下沿著軸向(箭頭A和B的方向)移位。本體14,例如，由樹脂材料形成,具有沿直線貫穿其中的通孔(through hole) 20,并具有大致在其中心位置(沿箭頭A所示方向)向上突起的夾持部(clamping member) 22。夾持部22被設(shè)置為垂直于通孔20的延伸方向，并形成為相對(duì)于通孔20的內(nèi)周面突起預(yù)定的高度。夾持部22的端部形成為半球形。管12由諸如橡膠、樹脂等具有一定彈性的材料形成為管狀，并被插入本體14的通孔20中。此外，管12的外周面被保持與通孔20的內(nèi)周面緊密接觸，使管12被支撐在本體14中，從而在管12內(nèi)形成一條供流體從中通過的流道24。此外，在本體14的大致中心位置處形成有閥孔26，該閥孔26與通孔20連通。閥孔26垂直于通孔20延伸，并且開口向上(沿箭頭A所示方向)。后文描述的閥機(jī)構(gòu)18的閥塞54被設(shè)置為在能在閥孔26內(nèi)部移動(dòng)，閥孔26被設(shè)置為處于被蓋板(cover plate)28密封且閥塞54位于閥孔26中的狀態(tài)。管12在本體14中相對(duì)于閥孔26垂直延伸。螺線管16包含:與本體14的上部相連的圓柱形外罩(housing)30 ;其上纏繞有線圈32且位于外罩30內(nèi)部的線軸(bobbin) 34 ;設(shè)置在線軸34內(nèi)部的固定鐵芯36 ;以及可沿與固定鐵芯36相同的軸線移位的可移動(dòng)鐵芯38。線軸34包含自其軸向(箭頭A和B的方向)兩端向外突出的一對(duì)凸緣40，該凸緣40與外罩30的內(nèi)周壁相接合，繞在線軸34上的線圈32介于兩個(gè)凸緣40彼此之間。線圈32與圖中未示出的電源電連接。固定鐵芯36由諸如磁性不銹鋼等的磁性材料制成，其下端相對(duì)于蓋板28固定，其上端插入并固定在線軸34內(nèi)。沿軸向(箭頭A和B所示方向)貫穿的軸孔(shaft hole)42形成在固定鐵芯36中心的。后文描述的閥機(jī)構(gòu)18的桿軸56插入并支撐在軸孔42中，桿軸56可在軸孔42中移動(dòng)。與固定鐵芯36類似，可移動(dòng)鐵芯38，比方說，也由例如磁性不銹鋼等磁性材料制成，并且被設(shè)置為能夠沿著線軸34的內(nèi)部移動(dòng)?？梢苿?dòng)鐵芯38的一端被設(shè)置為面向固定鐵芯36具有錐形表面，該錐形表面朝向固定鐵芯36的所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)逐漸變細(xì)。此外，抵靠桿軸56且垂直于可移動(dòng)鐵芯38軸線的平面狀的抵接面44形成在可移動(dòng)鐵芯38的一端。可移動(dòng)鐵芯38的另一端被設(shè)置為面向與外罩30的上部相連的端蓋(蓋構(gòu)件)46。
此外，可移動(dòng)鐵芯38和端蓋46之間設(shè)置有彈簧(彈性裝置)48，彈簧(彈性裝置)48將可移動(dòng)鐵芯38壓向固定鐵芯36所在一側(cè)(沿箭頭B所示方向)。彈簧48，比方說，由卷簧制成，介于設(shè)在可移動(dòng)鐵芯38 (另外一端)端面上的第一凹陷50和形成在端蓋46端面上的第二凹陷52之間。所述第一和第二凹陷50和52被設(shè)置為彼此面對(duì)，一起作為定位裝置為彈簧48定位，同時(shí)限制彈簧48沿兩個(gè)軸向(箭頭A和B所示方向)和豎直方向的移動(dòng)。此外，通過給與未示出電源相連的線圈32通電，使線圈32受到激勵(lì)，使可移動(dòng)鐵芯38受到吸引而朝固定鐵芯36的所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)移動(dòng)預(yù)定的距離。閥機(jī)構(gòu)18包含:閥塞54，設(shè)置在本體14的閥孔26中；桿軸56，抵靠閥座54的上端面，被支撐以便相對(duì)于固定鐵芯36移位；以及設(shè)置在本體14上的夾持部22。閥塞54，t匕方說，由矩形截面的樹脂材料制成，在其面對(duì)管12的下端面上形成有向管12所在側(cè)(箭頭B所示方向)突出的突起部58。突起部58被設(shè)置為面朝夾持部22，與夾持部22 —起將管12夾持(夾壓)在兩者之間。與夾持部22的形狀類似，突起部58的形狀也為半球形。此外，閥塞54在其上部的大致中心位置處形成有內(nèi)凹的空穴，該空穴的內(nèi)部裝有受壓體60。該受壓體60，比方說，由金屬材料制成，容納在所述空穴中，與閥塞54的上表面齊平。桿軸56的端部總是抵靠在受壓體60上，使得受壓體60受到桿軸60從上方施加的壓力。桿軸56具有固定的直徑，沿軸向(箭頭A和B所示方向)延伸，并以可移動(dòng)的方式穿過固定鐵芯36的軸孔42。桿軸56的一端抵靠設(shè)置在閥塞54的受壓體60,另一端抵靠可移動(dòng)鐵芯38的抵接面44。此外，可移動(dòng)鐵芯38朝本體14側(cè)的移動(dòng)(沿箭頭B所示方向)使得桿軸56受到壓迫，作為閥塞54通過桿軸56被下壓(沿箭頭B所示方向)的結(jié)果，閥塞54沿閥孔26朝管12所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)移動(dòng)，從而使管12變形，被突起部58被壓服或壓扁。此時(shí)，管12被閥塞54壓迫而產(chǎn)生形變，管12作用在閥塞54上的反作用力(反向力)Fa被設(shè)定為大于彈簧48作用在可移動(dòng)鐵芯38上用以壓迫可移動(dòng)鐵芯38的彈力Fb(Fa> Fb)。換而言之，彈簧48的彈力Fb被設(shè)定為小于管12的反作用力Fa。管12的反作用力Fa沿豎直向上的方向(箭頭A所示方向)作用并使位于管12上方的閥塞54偏置，同時(shí)彈簧48的彈力Fb以及可移動(dòng)鐵芯38受到的吸引力Fe則與反作用力Fa同軸且沿豎直向下的方向(箭頭B所示方向)被施加，S卩，與反作用力Fa的方向相反。不僅如此，彈簧48的彈力Fb的大小被設(shè)定為能夠確保管12在被閥塞54以彈力Fb壓迫時(shí)，流道截面積能使流體以預(yù)定的流速(流量)流過桿體12的流道24。本發(fā)明第一實(shí)施例所述的夾持閥10基本上構(gòu)造如上。接下來將描述夾持閥10的工作和優(yōu)勢(shì)。在以下描述中，圖1所示的螺線管16的非激勵(lì)狀態(tài)被描述為初始狀態(tài)。在該初始狀態(tài)下，螺線管16并不對(duì)可移動(dòng)鐵芯38、桿軸56和閥塞54施加向下(箭頭B所示方向)的推力(thrust force)，因而管12的內(nèi)部保持連通狀態(tài)(即開啟)，使流體能夠持續(xù)流過管12。首先，在初始狀態(tài)下，通過從圖中未示出的電源向螺線管16的線圈32供電，線圈32被激勵(lì)；在這種激勵(lì)下，可移動(dòng)鐵芯38 (沿箭頭B所示方向)被吸引到固定鐵芯36的所在側(cè)(見圖2)。此時(shí)，可移動(dòng)鐵芯38在彈簧48的彈力Fb被疊加到由螺線管16產(chǎn)生的吸引力Fe的狀態(tài)下移動(dòng)，從而使可移動(dòng)鐵芯38移向固定鐵芯36的所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)。按照這種方式，如圖2所示，在桿軸56被可移動(dòng)鐵芯38壓向本體14所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)的同時(shí)，閥塞54被桿軸56壓迫，移向管12所在側(cè)(沿箭頭B所在側(cè))。此夕卜，閥塞54的突起部58將管12壓向夾持部22所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)；于是，作為管12在突起部58和夾持部22之間被壓服(crushed)或被壓扁的結(jié)果，管12的流道24被阻斷。因此，流體在管12的流道24內(nèi)的流動(dòng)被截?cái)?。更具體地說，被施加的用以推壓閥塞54的壓力由作用在可移動(dòng)鐵芯38上的吸引力Fe與彈簧48的彈力Fb之和構(gòu)成；并且，由于該合力超過了管12的反作用力Fa (Fa< Fb+Fc)，所以閥塞54能夠克服反作用力Fa使管12變形。另一方面，通過停止對(duì)螺線管16供電，線圈32的激勵(lì)狀態(tài)被解除，使可移動(dòng)鐵芯38移向固定鐵芯36所在側(cè)(沿箭頭B所示方向)的吸引力Fe消失。因此，由于管12向閥塞54所在側(cè)施加的反作用力Fa (沿箭頭A方向)大于彈簧48使閥塞54向管12所在側(cè)(沿箭頭B方向)偏置的彈力Fb，所以閥塞54在管12的反作用力Fa的推動(dòng)下返回至螺線管16所在側(cè)(沿箭頭A方向)。與此同時(shí)，桿軸56和可移動(dòng)鐵芯38克服彈簧48的彈力Fb移向端蓋46所在側(cè)(沿箭頭A方向)。結(jié)果，管12被閥塞54和夾持部22夾持的狀態(tài)被解除，圖1中所示初始狀態(tài)在管12的彈性作用下得以被恢復(fù)，從而恢復(fù)了所述的連通狀態(tài)(初始狀態(tài))，使流體能夠通過流道24。按照上述方式，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，夾持閥10中包含螺線管16，用于在線圈32受激勵(lì)的情況下，將閥塞54推向管12所在側(cè)(沿箭頭B方向);同時(shí)也設(shè)置有彈簧48，用于將螺線管16的可移動(dòng)鐵芯38推向閥塞54的所在側(cè)(沿箭頭B方向)。此外，通過將彈簧48的彈力Fb和可移動(dòng)鐵芯38的吸引力Fe疊加在一起，起初，兩者的合力被設(shè)定為大于管12的反作用力Fa (Fa < Fb+Fc)。采用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)閥塞54被移向管12的所在側(cè)(沿箭頭B方向)來壓服或者壓扁管12以阻斷流體流動(dòng)時(shí)，因在可移動(dòng)鐵芯38的吸引力Fe以外還有彈簧48的彈力Fb作用在閥塞54上，所以流體的流動(dòng)狀態(tài)能夠更迅速地被阻斷。換而言之，當(dāng)可移動(dòng)鐵芯38在吸引力Fe的作用下按壓閥塞54時(shí)，彈簧48通過沿同向施加彈力Fb來輔助按壓閥塞54。此外，采用以彈簧48構(gòu)成的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠確保閥塞54以大壓力作用在管12上，所以，比方說，與不通過設(shè)置彈簧48也試圖達(dá)到相同程度的壓力的情況相比，螺線管16可以被制造得輕質(zhì)小巧。此外，通過更換彈簧48，代之以具有不同彈力Fb的彈簧，以應(yīng)對(duì)管12的的反作用力Fa，則可以適應(yīng)各種型號(hào)和特性的不同管12。接下來，圖3和圖4中展示的是第二實(shí)施例中所述的夾持閥10。與第一實(shí)施例中夾持閥10相同的構(gòu)件被賦予相同的附圖標(biāo)記，所以有關(guān)這些特征的詳細(xì)描述則被省略。第二實(shí)施例中所述夾持閥100與第一實(shí)施例中所述夾持閥10之間的區(qū)別在于其中設(shè)置有調(diào)整機(jī)構(gòu)102，該調(diào)整機(jī)構(gòu)102能夠調(diào)整彈簧48作用在可移動(dòng)鐵芯38上的作用力。如圖3和圖4所示，端蓋104的大致中心位置處形成有螺孔106，與第二凹陷52連通。作為調(diào)整機(jī)構(gòu)102的一部分的調(diào)整螺栓108被旋入螺孔106中。調(diào)整螺栓108，比方說，由柱螺栓構(gòu)成，其下端部抵靠彈簧48的一端，其上端部相對(duì)于端蓋104向上突出。此外，通過旋擰調(diào)整螺栓108，可使其在螺孔106中被旋進(jìn)旋出。此外，鎖緊螺母110被旋擰在調(diào)整螺栓108靠近端蓋104的上部。此外，在鎖緊螺母110被旋擰遠(yuǎn)離端蓋104的狀態(tài)下，調(diào)整螺栓108相對(duì)于端蓋104被旋擰。按照這種方式，調(diào)整螺栓108在第二凹陷52中或進(jìn)或退，以接近或者遠(yuǎn)離彈簧48，從而改變?cè)谡{(diào)整螺栓108端部按壓下的彈簧48的彈力Fb。更具體地說，通過使調(diào)整螺栓108移向彈簧48 (沿箭頭B方向)，因彈簧48被擠壓在調(diào)整螺栓108和可移動(dòng)鐵芯38之間，所以將可移動(dòng)鐵芯38、桿軸56和閥塞54向管12所在側(cè)偏置的壓力(沿箭頭B方向)得以增加。相反，通過使調(diào)整螺栓108遠(yuǎn)離彈簧48 (沿箭頭A方向)，因彈簧48壓縮的狀態(tài)得以被緩解，所以將可移動(dòng)鐵芯38、桿軸56和閥塞54壓向管12所在側(cè)的壓力(沿箭頭B方向)得以減小。按照上述方式，根據(jù)第二實(shí)施例，即使在管12被代之以由不同彈性的材料制成的另外一種管，導(dǎo)致管12的反作用力Fa發(fā)生改變的情況下，由于彈簧48作用在可移動(dòng)鐵芯38上的彈力可由調(diào)整機(jī)構(gòu)102依反作用力Fa進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以存在以下優(yōu)勢(shì):即不必在每次更換管12時(shí)，都將彈簧48更換為另一種不同彈力的彈簧。更具體地說，在更替或者變換管12導(dǎo)致管的彈力Fa變大時(shí)，通過將調(diào)整螺栓108移向管12所在側(cè)(沿箭頭B方向)，則彈簧48被壓縮，導(dǎo)致彈簧48的彈力Fb增加。反之，在管12的反作用力Fa減小時(shí)，通過移動(dòng)調(diào)整螺栓108，使其遠(yuǎn)離管12 (沿箭頭A方向)，則彈簧48的壓縮得以緩解，導(dǎo)致彈簧48的彈力Fb減小。此外，通過調(diào)整機(jī)構(gòu)102對(duì)彈簧48的彈力Fb進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)使得在螺線管16處于未被激勵(lì)的狀態(tài)下，管12的反作用力Fa大于彈簧48的彈力Fb (Fa > Fb);而在螺線管16處于受激勵(lì)的狀態(tài)下，應(yīng)使得管12的反作用力Fa小于彈簧48的彈力Fb與可移動(dòng)鐵芯38的吸引力Fe之和形成的合成壓力(Fb+Fc)(即Fa < Fb+Fc)。本發(fā)明所述夾持閥并不限于以上述具體實(shí)施例。自然，只要不背離隨附權(quán)利要求書所闡述的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍，各種用于替換的或者額外的特征和結(jié)構(gòu)也可以予以采用。
權(quán)利要求
1.一種夾持閥,其特征在于,包含: 本體(14)； 彈性管道(12)，所述彈性管道(12)被支撐在所述本體(14)上，流體流經(jīng)所述彈性管道(12)； 螺線管(16)，所述螺線管(16)與所述本體(14)相連，并具有線圈(32)，通過給所述線圈(32)通電使所述螺線管(16)受到激勵(lì)，用于使可移動(dòng)鐵芯(38)被吸引朝向固定鐵芯(36)； 閥機(jī)構(gòu)(18 )，所述閥機(jī)構(gòu)(18 )具有面向所述管道(12 )設(shè)置的閥塞(54 )，所述閥塞(54 )能夠沿著所述本體(14)的軸向移位，其中，通過使所述螺線管(16)受到激勵(lì)，所述閥機(jī)構(gòu)(18)將所述閥塞(54)推向所述管道(12);以及 彈性裝置，所述彈性裝置用于將所述可移動(dòng)鐵芯(38)推向所述固定鐵芯(36)； 其中，通過所述閥塞(54 )朝向所述管道(12 )的移位，所述管道(12 )被夾持在所述閥塞(54)和所述本體(14)之間，用以截?cái)嗨隽黧w的流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述夾持閥，其特征在于，所述夾持閥進(jìn)一步包含能夠調(diào)整彈性裝置的彈力的調(diào)整機(jī)構(gòu)(102)。
3.如權(quán)利要求1所述的夾持閥，其特征在于，所述彈性裝置包含彈簧(48)。
4.如權(quán)利要求2所述的夾持閥，其特征在于，所述彈性裝置包含彈簧(48)。
5.如權(quán)利要求3所述的夾持閥，其特征在于，所述彈簧(48)位于所述可移動(dòng)鐵芯(38)的端面上的第一凹陷(50)與蓋構(gòu)件(46)的第二凹陷(52)之間，所述蓋構(gòu)件(46)設(shè)置為與所述端面相對(duì)。
6.如權(quán)利要求1所述的夾持閥，其特征在于，所述閥機(jī)構(gòu)(18)包含設(shè)置在所述可移動(dòng)鐵芯(38 )和所述閥塞(54 )之間的桿軸(56 )，通過所述桿軸(56 )與所述可移動(dòng)鐵芯(38 )的一起移位，所述閥塞(54 )被推壓并朝向所述管道(12 )移位。
7.如權(quán)利要求1所述的夾持閥，其特征在于，所述彈性裝置的所述彈力被設(shè)定為小于所述管道(12)的反作用力。
8.如權(quán)利要求7所述的夾持閥，其特征在于，所述管道(12)的所述反作用力被彈性裝置的所述彈力與所述螺線管(16)作用在所述閥塞(54)上的推力的組合克服。
全文摘要
一種夾持閥，包含設(shè)置在其端蓋(46)與螺線管(16)的可移動(dòng)鐵芯(38)之間的彈簧(48)。彈簧(48)迫使可移動(dòng)鐵芯(38)移向位于本體(14)中的管(12)一側(cè)。彈簧(48)的彈力(Fb)被設(shè)定為小于管(12)作用在閥塞(54)上的反作用力(Fa)。在螺線管(16)處于未被激勵(lì)的狀態(tài)下，閥塞(54)在管(12)反作用力(Fa)的作用下被推向螺線管(16)，從而使流體流過管(12)的流道(24)。反之，在螺線管(16)處于被激勵(lì)的狀態(tài)下，使可移動(dòng)鐵芯(38)被朝向管(12)吸引的力(Fc)與彈簧(48)的彈力(Fa)疊加，使得閥塞(54)克服管(12)的反作用力(Fa)來阻斷所述的流道(24)。
文檔編號(hào)F16K31/06GK103104716SQ20121019141
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者深野喜弘, 馬門正一, 牛島康博 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社