一种具备气路开关功能的开关阀及操作方法技术

本发明专利技术涉及开关阀技术领域，特别涉及一种具备气路开关功能的开关阀及操作方法。所述气路开关阀包括一个腔体、导气管、换向组件、电能驱动装置和机架；所述开关阀由系统控制，对由风机所产生的气压的流通进行控制；所述腔体由前端盖、腔身、后端盖组成，上有驱动气孔、抽气孔、自由气孔和行程孔，内有密封垫圈；所述导气管与驱动气孔相连接；所述换向组件由换向滑块、顶杆、弹簧组成。所述腔体可为分离式的。所述电能驱动装置可为电机或电磁阀。本发明专利技术气路开关阀结构简单、体积小、口径大、操作方便、无需润滑、气密性好、适用于呼吸类气路交换领域，非常适宜与呼吸机等医疗器械联合使用，并可广泛应用于其他相关领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关阀
，特别涉及一种具备气路开关功能的开关阀及操作方法。技术背景当前的两位三通阀广泛应用于制冷、制热、化工、航天等多领域中，其主要功能是控制气路、液路的交换。然而，对于呼吸类气路交换领域，目前尚没有相对可靠的产品用于其中。众所周知，用于工业的两位三通阀，由于工作环境需要，大多结构复杂，体积庞大，同时能耗过高，发热量大。而一些用于气路的电磁阀，虽然能耗相对较低，但却包含诸如线圈、铁芯、润滑、冷却等系统，零部件较多，操作流程较为复杂，气密性难以保证。同时，许多阀门为了保证足够的口径，只能对体积妥协，而体积小的阀门，却又无法保证拥有足够的口径满足气液流动需求。这使得这类设备在要求产品尺寸较小、同时要求气体流量充足的呼吸类气路交换领域举步维艰。综上，现有具备气路开关功能的开关阀主要具有以下技术缺陷：结构雷同，功能实现方式单一；气路密封效果不佳，易产生漏气现象；装配过程复杂，整体运行不稳定且不利于生产；体积庞大；内部运转结构需润滑，卫生等级不高；在呼吸类气路交换领域尚无成功运用的案例。鉴于以上种种情况，本专利技术提供了一种可用于呼吸类气路交换领域的新型电动开关阀，在保证结构简单的同时，满足了大口径(>18mm)小体积的要求，并以快捷有效的方式实现气路方面的开闭控制功能，同时达到理想的密封效果，而且无需润滑。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术旨在克服现有气路开关阀中，结构复杂、体积庞大、口径较小、操作复杂、需要润滑、气密性难以保证、无法用于呼吸类气路交换领域的缺陷，提供了一种可用于呼吸类气路交换领域的具备气路开关功能的
开关阀及操作方法。(二)技术方案本专利技术公开了一种具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：包括一个腔体1、导气管2、换向组件3、电能驱动装置4和机架5，如图1所示。开关阀由系统控制，负责对由风机所产生的气压的流通进行控制，当开关阀关闭时，患者不会暴露在气压作用之下；当开关阀开启时，患者暴露于气压作用下，气体快速流动于患者体内与相关设备之间，同时不会对人体造成任何伤害；如图2和图3所示，所述腔体1由前端盖11、腔身12、后端盖13组成，通过螺钉紧固连接，所述腔体1的一个侧面上接近前端盖11的部分有驱动气孔14、前端盖11上有抽气孔15、所述腔体1的上面或侧面靠近后端盖13的部分有自由气孔16，后端盖13上有行程孔17，所述腔体1内驱动气孔14的两侧有密封垫圈18；所述导气管2与所述驱动气孔14相连接；所述换向组件3由换向滑块31、顶杆32、弹簧39组成；所述弹簧39位于所述腔体1内部的台阶上，其一侧顶在腔体1的前端盖11上，另一侧与换向滑块31相接触；所述换向滑块31置于所述腔体1中，其周边与所述腔体1的内壁密闭性接触，所述换向滑块31在所述弹簧39和所述顶杆32交错作用下沿着所述腔体1的轴线做直线往复运动；所述顶杆32通过所述行程孔17并与所述换向滑块31相连接，所述顶杆32在电能驱动装置4的作用下沿着所述腔体1的轴线运动；所述腔体1、电能驱动装置4安装在所述机架5上。进一步地，所述的腔体1为分离式的。进一步地，如图4所示，所述具备气路开关功能的开关阀中，所述的换向组件3由换向滑块31、顶杆32、推进块33、滚子34、凸轮35、位移传感器36、位移转盘37、托台38、弹簧39组成；所述电能驱动装置4为电机；如图5所示，所述的凸轮35下方与电能驱动装置4紧固，随电能驱动装置4转动，凸轮35上方与位移转盘37紧固，两者一同转动；如图6所示，所述推进块33置于所述托台38上方，推进块33开放端的上面设有通孔331，与所述滚子34通过销轴332连接，滚子34可灵活转动，推进块33封闭端的侧面设有通孔333，与所述顶杆32为可插式连接，推进块33侧端设有螺纹孔334，并通过螺钉335将所述顶杆32固定；所述托台38固定于机架5上，对推进块33起支撑作用；所述位移传感器36固定于机架5上，对位移转盘37进行检测，从而判断电能驱动装置4的转动行程。作为另一种改进，所述具备气路开关功能的开关阀中，所述的换向组件3由换向滑块31、顶杆32、凸轮35、位移传感器36、位移转盘37、弹簧39组成；所述电能驱动装置4为电机；所述凸轮35下方与所述电能驱动装置4紧固，随电能驱动装置4转动，凸轮35上方与所述位移转盘37紧固，两者一同转动；所述顶杆32直接与所述凸轮35相接触，在所述凸轮35的带动下沿着所述腔体1的轴线运动；所述位移传感器36固定于所述机架5上，对所述位移转盘37进行检测，从而判断所述电能驱动装置4的转动行程。作为另一种改进，如图12所示，所述具备气路开关功能的开关阀中，所述的换向组件3由换向滑块31、顶杆32、弹簧39组成；所述电能驱动装置4为电磁阀；所述顶杆32在所述电磁阀的推动下沿着所述腔体1的轴线运动。此外，本专利技术还提供了一种上述具备气路开关功能的开关阀的操作方法，包括以下步骤：如图8所示，开关阀处于初始状态时，其腔体1内部的换向滑块31在弹簧39弹力作用下紧靠在自由气孔16端的密封垫圈18上处于静止状态，介于
抽气孔15和换向滑块31之间的弹簧39处于微量压缩状态；如图9所示，当电机4接收到系统发出的预制气压信号，电机4带动凸轮35做顺时针旋转，在凸轮35与滚子34的转动作用下，推进块33带动顶杆32向腔体1前端位移，推动换向滑块31沿腔体1轴线方向向其前端运动，顶住抽气孔15端的密封垫圈18，使腔体1内部与抽气孔15外部隔断，此时弹簧39处于压缩状态。通过位移传感器36的控制，使换向滑块31在该位置暂时保持静止状态。此时，仅驱动气孔14与自由气孔16连通，气流从自由气孔16进入驱动气孔14，在腔体1内部形成预制气压；如图10所示，当电机4接收到系统发出的抽气信号，在位移传感器36的配合下，电机4带动凸轮35做逆时针转动复位，换向滑块31、顶杆32与推进块33在弹簧39作用下向腔体1后端回弹，直至换向滑块31右端顶住自由气孔16端的密封垫圈18，将自由气孔16与腔体1隔断。此时腔体1内部与抽气孔15连通，在预制气压的作用下，气体从抽气孔15进入驱动气孔14；以上过程可根据需要自行设定重复次数。此外，本专利技术还提供了另一种上述具备气路开关功能的开关阀的操作方法，包括以下步骤：开关阀处于初始状态时，腔体1内部的换向滑块31在弹簧39弹力作用下紧靠在自由气孔16端的密封垫圈18上处于静止状态，介于抽气孔15和换向滑块31之间的弹簧39处于微量压缩状态；如图11所示，当电机接收到系统发出的预制气压信号，电机带动凸轮35做顺时针旋转，在凸轮35的转动作用下，推动直接与其相接触的顶杆32向腔体1前端位移，进而推动换向滑块31沿腔体1轴线方向向其前端运动，顶住抽气孔15端的密封垫圈18，使腔体1内部与抽气孔15外部隔断，此时弹簧39处于压缩状态，通过位移传感器36的控制，使换向滑块31在该位置暂时保持静止状态，此时，仅驱动气孔14与自由气孔16连通，气流从自由气孔16进入驱动气孔14，在腔体1内部形成预制气压；当电机接收到系统发出的抽气信号，在位移传感器36的配合下，电机带动凸轮35做逆时针转动复位，换向滑块31与顶杆32在弹簧39作用下向腔体1后端回弹，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：包括一个腔体(1)、导气管(2)、换向组件(3)、电能驱动装置(4)和机架(5)；所述开关阀由系统控制，对由风机所产生的气压的流通进行控制；所述腔体(1)由前端盖(11)、腔身(12)、后端盖(13)组成，通过螺钉紧固连接，所述腔体(1)的一个侧面上接近前端盖(11)的部分有驱动气孔(14)、前端盖(11)上有抽气孔(15)、所述腔体(1)的上面或侧面靠近后端盖(13)的部分有自由气孔(16)，后端盖(13)上有行程孔(17)，所述腔体(1)内驱动气孔(14)的两侧有密封垫圈(18)；所述导气管(2)与所述驱动气孔(14)相连接；所述换向组件(3)由换向滑块(31)、顶杆(32)、弹簧(39)组成；所述弹簧(39)位于所述腔体(1)内部的台阶上，其一侧顶在腔体(1)的前端盖(11)上，另一侧与换向滑块(31)相接触；所述换向滑块(31)置于所述腔体(1)中，其周边与所述腔体(1)的内壁密闭性接触，所述换向滑块(31)在所述弹簧(39)和所述顶杆(32)交错作用下沿着所述腔体(1)的轴线做直线往复运动；所述顶杆(32)通过所述行程孔(17)并与所述换向滑块(31)相连接，所述顶杆(32)在电能驱动装置(4)的作用下沿着所述腔体(1)的轴线运动；所述腔体(1)、电能驱动装置(4)安装在所述机架(5)上。...

【技术特征摘要】
1.一种具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：包括一个腔体(1)、导气管(2)、换向组件(3)、电能驱动装置(4)和机架(5)；所述开关阀由系统控制，对由风机所产生的气压的流通进行控制；所述腔体(1)由前端盖(11)、腔身(12)、后端盖(13)组成，通过螺钉紧固连接，所述腔体(1)的一个侧面上接近前端盖(11)的部分有驱动气孔(14)、前端盖(11)上有抽气孔(15)、所述腔体(1)的上面或侧面靠近后端盖(13)的部分有自由气孔(16)，后端盖(13)上有行程孔(17)，所述腔体(1)内驱动气孔(14)的两侧有密封垫圈(18)；所述导气管(2)与所述驱动气孔(14)相连接；所述换向组件(3)由换向滑块(31)、顶杆(32)、弹簧(39)组成；所述弹簧(39)位于所述腔体(1)内部的台阶上，其一侧顶在腔体(1)的前端盖(11)上，另一侧与换向滑块(31)相接触；所述换向滑块(31)置于所述腔体(1)中，其周边与所述腔体(1)的内壁密闭性接触，所述换向滑块(31)在所述弹簧(39)和所述顶杆(32)交错作用下沿着所述腔体(1)的轴线做直线往复运动；所述顶杆(32)通过所述行程孔(17)并与所述换向滑块(31)相连接，所述顶杆(32)在电能驱动装置(4)的作用下沿着所述腔体(1)的轴线运动；所述腔体(1)、电能驱动装置(4)安装在所述机架(5)上。2.根据权利要求1的所述具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：所述腔体(1)为分离式的。3.根据权利要求1或2的所述具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：所述换向组件(3)由换向滑块(31)、顶杆(32)、推进块(33)、滚子(34)、凸轮(35)、位移传感器(36)、位移转盘(37)、托台(38)、弹簧(39)组成；所述电能驱动装置(4)为电机；所述推进块(33)置于所述托台(38)上方，推进块(33)开放端的上面设有通孔(331)，与所述滚子(34)通过销轴(332)连接，滚子(34)可灵活转动，推进块(33)封闭端的侧面设有通孔(333)，与所述顶杆(32)为可插式连接，推进块(33)侧端设有螺纹孔(334)，并通过螺钉(335)
\t将所述顶杆(32)固定；所述托台(38)固定于所述机架(5)上，对所述推进块(33)起支撑作用；所述凸轮(35)下方与所述电能驱动装置(4)紧固，随电能驱动装置(4)转动，凸轮(35)上方与所述位移转盘(37)紧固，两者一同转动；所述位移传感器(36)固定于所述机架(5)上，对所述位移转盘(37)进行检测，从而判断所述电能驱动装置(4)的转动行程。4.根据权利要求1或2的所述具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：所述换向组件(3)由换向滑块(31)、顶杆(32)、凸轮(35)、位移传感器(36)、位移转盘(37)、弹簧(39)组成；所述电能驱动装置(4)为电机；所述凸轮(35)下方与所述电能驱动装置(4)紧固，随电能驱动装置(4)转动，凸轮(35)上方与所述位移转盘(37)紧固，两者一同转动；所述顶杆(32)直接与所述凸轮(35)相接触，在所述凸轮(35)的带动下沿着所述腔体(1)的轴线运动；所述位移传感器(36)固定于所述机架(5)上，对所述位移转盘(37)进行检测，从而判断所述电能驱动装置(4)的转动行程。5.根据权利要求1或2的所述具备气路开关功能的开关阀，其特征在于：所述换向组件(3)由换向滑块(31)、顶杆(32)、弹簧(39)组成；所述电能驱动装置(4)为电磁阀；所述顶杆(32)在所述电磁阀的推动下沿着所述腔体(1)的轴线运动。6.一种权利要求3的所述具备气路开关功能的开关阀的操作方法，包括以下步骤：所述开关阀处于初始状态时，所述腔体(1)内部的所述换向滑块(31)在所述弹簧(39)弹力作用下紧靠在自由气孔(16)端的密封垫圈(18)上处于静止状态，介于所述抽气孔(15)和换向滑块(31)之间的弹簧(39)处于微量压缩状态；当所述电机接收到系统发出的预制气压信号，所述电机带动所述凸轮(35)做顺时针旋转，在凸轮(35)与滚子(34)的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢青韬，李建设，杜逸穹，
申请(专利权)人：北京雅果科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11