用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀以及换向方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀以及换向方法。用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀包括阀体结构，阀体结构包括阀座、上锥面密封座、下锥面密封座和双锥面活动阀杆。利用截止阀原理，通过切换双锥面活动阀杆封堵和打开上锥面密封座、下锥面密封座，实现超低温流体的换向。本发明专利技术的小流量液氮低温系统的两位三通换向阀具有体积小，冷损少、泄露量小以及响应快的特点。泄露量小以及响应快的特点。泄露量小以及响应快的特点。

【技术实现步骤摘要】
用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀以及换向方法
[0001]本案是中国专利CN201711397157.2、用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀以及换向方法的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种换向阀，具体涉及一种用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀以及换向方法。

技术介绍

[0003]目前市场充斥着很多品种和规格的阀门，例如，液压阀门、气动阀门、真空阀门和化工阀门等等，但是，上述各类阀门通常只适用于常温环境中使用，无法应用于超低温环境，从而无法满足人们在超低温环境中的使用需求，例如，无法用于冷冻消融微创手术系统中。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀以及换向方法，可有效解决上述问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，所述用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀为电磁铁驱动的单电控杠杆波纹管阀，包括：阀体结构、波纹管密封结构、杠杆铰链增力结构和电磁铁发力结构；
[0007]所述阀体结构包括阀座、双锥面活动阀杆、上锥面密封座、下锥面密封座和活动阀芯接杆；
[0008]所述阀座的中心沿轴向设置进液腔室，所述进液腔室的左侧中心与进液口连通；所述进液腔室的右侧上下对称布置上出液端和下出液端；所述上出液端与上出液口连通；所述下出液端与下出液口连通；
[0009]在所述进液腔室的上部密封固定设置所述上锥面密封座；在所述进液腔室的下部对称设置所述下锥面密封座；所述上锥面密封座和所述下锥面密封座的轴心分别开设有上密封座孔和下密封座孔；
[0010]所述双锥面活动阀杆包括一体成形的双锥面密封芯头、上阀杆和下阀杆；所述双锥面密封芯头位于所述上锥面密封座和所述下锥面密封座之间的进液腔室中，所述上阀杆穿过所述上锥面密封座的上密封座孔，并且，所述上阀杆的外径小于所述上密封座孔的孔径，使所述上阀杆和所述上密封座孔之间形成第1上间隙流道，所述第1上间隙流道的一端与所述进液口连通，所述第1上间隙流道的另一端与所述上出液口连通；并且，所述双锥面密封芯头具有上密封锥面，该上密封锥面与所述上锥面密封座底部的上密封座锥面相适配，当所述双锥面密封芯头向上运动并紧贴所述上锥面密封座时，切断所述进液口和所述第1上间隙流道的通路，进而切断所述上出液口；当所述双锥面密封芯头向下运动远离所述
上锥面密封座时，所述进液口、所述第1上间隙流道到所述上出液口连通；
[0011]所述下阀杆与所述上阀杆对称布置；所述下阀杆穿过所述下锥面密封座的下密封座孔，并且，所述下阀杆的外径小于所述下密封座孔的孔径，使所述下阀杆和所述下密封座孔之间形成第1下间隙流道，所述第1下间隙流道的一端与所述进液口连通，所述第1下间隙流道的另一端与所述下出液口连通；并且，所述双锥面密封芯头具有下密封锥面，该下密封锥面与所述下锥面密封座底部的下密封座锥面相适配，当所述双锥面密封芯头向下运动并紧贴所述下锥面密封座时，切断所述进液口和所述第1下间隙流道的通路，进而切断所述下出液口；当所述双锥面密封芯头向上运动远离所述下锥面密封座时，所述进液口、所述第1下间隙流道到所述下出液口连通；
[0012]所述波纹管密封结构包括波纹管和弹性连接器；所述杠杆铰链增力结构包括第1传导活塞、增力连杆和第2传导活塞；
[0013]所述双锥面活动阀杆的上阀杆的顶部与所述活动阀芯接杆的一端固定连接；所述活动阀芯接杆的另一端与所述弹性连接器的一端连接；所述弹性连接器的另一端与所述第1传导活塞固定；在所述活动阀芯接杆的外部固定套设安装所述波纹管；
[0014]所述第2传导活塞和所述第1传导活塞左右相对设置；所述增力连杆的两端分别与所述第2传导活塞和所述第1传导活塞固定，形成杠杆结构；当所述第2传导活塞向上运动时，通过所述增力连杆驱动所述第1传导活塞向下运动；而当所述第1传导活塞向下运动时，通过所述弹性连接器和所述活动阀芯接杆，进而带动所述双锥面活动阀杆向下运动，从而关闭下出液口，打开上出液口；当所述第2传导活塞向下运动时，通过所述增力连杆驱动所述第1传导活塞向上运动；而当所述第1传导活塞向上运动时，通过所述弹性连接器和所述活动阀芯接杆，进而带动所述双锥面活动阀杆向上运动，从而打开下出液口，关闭上出液口；
[0015]所述电磁铁发力结构用于产生驱动所述第2传导活塞向上运动或向下运动的驱动力。
[0016]优选的，所述波纹管密封结构还包括支撑套筒；所述支撑套筒套设于所述波纹管、所述弹性连接器和所述活动阀芯接杆的外部；所述支撑套筒的底端与所述阀座固定连接；所述支撑套筒的顶部与用于安装所述第1传导活塞的支撑结构固定连接。
[0017]优选的，所述电磁铁发力结构包括活动电磁磁化铁芯、电磁线圈、固定电磁磁化铁芯、连接杆、压缩弹簧和安装结构件；
[0018]所述安装结构件的内部具有安装腔室；所述第2传导活塞可滑动安装于所述安装腔室中；所述压缩弹簧布置于所述安装腔室且位于所述第2传导活塞的上方；当电磁线圈断电时，通过所述压缩弹簧的压力推动所述第2传导活塞向下运动；
[0019]所述连接杆布置于所述安装腔室中，且位于所述第2传导活塞的下方；所述连接杆的顶部与所述第2传导活塞连接；所述连接杆的底部与所述活动电磁磁化铁芯连接；在所述活动电磁磁化铁芯的下方固定设置所述固定电磁磁化铁芯；所述活动电磁磁化铁芯和所述固定电磁磁化铁芯均位于所述电磁线圈的内部；当所述电磁线圈通电时，由于所述活动电磁磁化铁芯和所述固定电磁磁化铁芯极性相同，因此，排斥力推动所述活动电磁磁化铁芯向上运动，从而通过所述连接杆而推动所述第2传导活塞向上运动。
[0020]优选的，所述阀体结构还包括上阀杆导向活塞环和下阀杆导向活塞环；
[0021]所述上阀杆导向活塞环布置于所述进液腔室且位于所述上锥面密封座的上方；所述下阀杆导向活塞环布置于所述进液腔室且位于所述下锥面密封座的下方；所述双锥面活动阀杆的顶部穿过所述上密封座孔后，延伸到所述上阀杆导向活塞环的环孔中；所述双锥面活动阀杆的底部穿过所述下密封座孔后，延伸到所述下阀杆导向活塞环的环孔中。
[0022]优选的，所述阀体结构采用导热性低于阈值的不锈钢材料。
[0023]优选的，所述波纹管采用不锈钢金属波纹管结构。
[0024]本专利技术还提供一种基于用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀的换向方法，包括以下步骤：
[0025]步骤1，当电磁线圈通电时，由于活动电磁磁化铁芯和固定电磁磁化铁芯极性相同，同极相斥，因此，排斥力推动活动电磁磁化铁芯向上运动，从而通过连接杆而推动第2传导活塞向上运动；
[0026]当第2传导活塞向上运动时，通过增力连杆的作用，扩大了电磁力作用，从而产生更大的作用于第1传导活塞的向下作用下；该扩大的向下作用力迅速有力的推动第1传导活塞向下运动；当第1传导活塞向下运动时，通过用于缓减径向力的弹性连接器后，推动活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，其特征在于，包括阀体结构，所述阀体结构包括：阀座(5)，所述阀座(5)的中心沿轴向设置有进液腔室，所述进液腔室的左侧与进液口(16)连通；所述进液腔室的右侧分别设置有上出液端和下出液端；所述上出液端与上出液口(17)连通，所述下出液端与下出液口(18)连通；上锥面密封座(1)，其设置在所述进液腔室的上部；下锥面密封座(3)，其设置在所述进液腔室的下部；以及双锥面活动阀杆(2)，所述双锥面活动阀杆(2)贯穿所述进液腔室，所述双锥面活动阀杆(2)向上运动并贴紧所述上锥面密封座(1)时，使得所述进液口(16)与所述上出液口(17)之间连通；所述双锥面活动阀杆(2)向下运动并贴紧所述下锥面密封座(3)时，使得所述进液口(16)与所述下出液口(18)之间连通。2.根据权利要求1所述的用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，其特征在于，所述双锥面活动阀杆(2)包括一体成形的双锥面密封芯头(2.1)、上阀杆(2.2)和下阀杆(2.3)，所述双锥面密封芯头(2.1)位于所述上锥面密封座(1)和所述下锥面密封座(3)之间的进液腔室中；所述上阀杆(2.2)穿过所述上锥面密封座(1)的轴心开设的上密封座孔并与所述上密封座孔之间形成第1上间隙流道，所述第1上间隙流道分别与所述进液口(16)和所述上出液口(17)相连；所述下阀杆(2.3)穿过所述下锥面密封座(3)的轴心开设的下密封座孔并与所述下密封座孔之间形成第1下间隙流道，所述第1下间隙流道分别与所述进液口(16)和所述下出液口(18)相连；其中，所述双锥面密封芯头(2.1)向下运动以远离所述上锥面密封座(1)时，所述进液口(16)、所述第1上间隙流道和所述上出液口(17)之间连通，当所述双锥面密封芯头(2.1)向下运动至紧贴所述下锥面密封座(3)时，所述进液口(16)、所述第1下间隙流道和所述下出液口(18)之间的连通被切断；所述双锥面密封芯头(2.1)向上运动以远离所述下锥面密封座(3)时，所述进液口(16)、所述第1下间隙流道和所述下出液口(18)之间连通，当所述双锥面密封芯头(2.1)向上运动至紧贴所述上锥面密封座(1)时，所述进液口(16)、所述第1上间隙流道和所述上出液口(17)之间的连通被切断。3.根据权利要求2所述的用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，所述双锥面密封芯头(2.1)具有上密封锥面和下密封锥面，其中，所述上密封锥面用于与所述上锥面密封座(1)底部的上密封座锥面相适配，以使所述双锥面密封芯头(2.1)能够紧贴所述上锥面密封座(1)；所述下密封锥面用于与所述下锥面密封座(3)底部的下密封座锥面相适配，以使所述双锥面密封芯头(2.1)能够紧贴所述下锥面密封座(3)。4.根据权利要求2或3所述的用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，其特征在于，所述上阀杆(2.2)的外径小于所述上密封座孔的孔径，使所述上阀杆(2.2)和所述上密封座孔之间形成所述第1上间隙流道；所述下阀杆(2.3)的外径小于所述下密封座孔的孔径，使所述下阀杆(2.3)和所述下密
封座孔之间形成所述第1下间隙流道。5.根据权利要求2或3所述的用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，其特征在于，还包括杠杆铰链增力结构，所述杠杆铰链增力结构包括增力连杆(11)、第1传导活塞(9)和第2传导活塞(12)，所述第1传导活塞(9)和所述第2传导活塞(12)在所述增力连杆(11)的左右两侧相对设置，且所述第1传导活塞(9)和所述第2传导活塞(12)分别与所述增力连杆(11)的两端固定以形成杠杆结构；所述双锥面活动阀杆(2)的上阀杆(2.2)的顶部与所述第1传导活塞(9)相连；当所述第2传导活塞(12)向上运动时，通过所述增力连杆(11)驱动所述第1传导活塞(9)向下运动，进而带动所述双锥面活动阀杆(2)向下运动，从而使得所述进液口(16)与所述上出液口(17)之间连通；当所述第2传导活塞(12)向下运动时，通过所述增力连杆(11)驱动所述第1传导活塞(9)向上运动，进而带动所述双锥面活动阀杆(2)向上运动，从而使得所述进液口(16)与所述下出液口(18)之间连通。6.根据权利要求5所述的用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，其特征在于，还包括波纹管密封结构，所述波纹管密封结构包括波纹管(6)和弹性连接器(8)；所述阀体结构还包括活动阀芯接杆(7)，所述波纹管(6)固定套设在所述活动阀芯接杆(7)的外部，所述弹性连接器(8)的下端与所述阀芯接杆(7)的上端同轴地相连；所述双锥面活动阀杆(2)的上阀杆(2.2)的顶部通过所述活动阀芯接杆(7)和所述弹性连接器(8)与所述第1传导活塞(9)相连，所述弹性连接器(8)用于缓减径向力。7.根据权利要求6所述的用于小流量液氮低温系统的两位三通换向阀，其特征在于，所述波纹管密封结构还包括支撑套筒(20)；所述支撑套筒(20)套设于所述波纹管(6)、所述弹性连接器(8)和所述活动阀芯接杆(7)的外部；所述支撑套筒(20)的底端与所述阀座(5)固定连接；所述支撑套筒(20)的顶部与用于安装所述第1传导活塞(9)的支撑结构固定连接。8.根据权利要求5所述的用于小流量液氮低温系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄乾富，
申请(专利权)人：海杰亚北京医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：