專利名稱：步進(jìn)電機(jī)比例閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體回路流量控制的步進(jìn)電機(jī)比例閥，尤其涉及一種使用低壓氣源做為驅(qū)動(dòng)氣的麻醉機(jī)用的步進(jìn)電機(jī)比例閥。
背景技術(shù)：
眾所周知，麻醉機(jī)是現(xiàn)在手術(shù)中不可或缺的一個(gè)重要設(shè)備。麻醉機(jī)是通過機(jī)械回路將麻醉氣體送入患者的肺泡，形成麻醉藥氣體分壓，彌散到血液后，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)直接發(fā)生抑制作用，從而產(chǎn)生全身麻醉的效果。其主要工作過程是通過高壓氧氣進(jìn)入麻醉機(jī)內(nèi)部，通過減壓后，一路氧氣與麻醉氣體(例如笑氣)按一定比例混合，另一路氧氣作為驅(qū)動(dòng)氣體，將混合后的麻醉氣體壓入病人端。從而完成病人的吸氣動(dòng)作。在病人呼氣時(shí)，作為驅(qū)動(dòng)氣體的氧氣將被釋放掉。目前，常見的麻醉機(jī)均采用高壓氧氣作為動(dòng)力氣源，通過流量控制閥來控制流量，。這是由于麻醉機(jī)通常是在醫(yī)院使用，其可從醫(yī)院的中央供氣系統(tǒng)或氧氣鋼瓶中獲得充足的氧氣，所以可直接用作麻醉機(jī)的驅(qū)動(dòng)氣體。但這樣一來，使得麻醉機(jī)只能用于醫(yī)院的手術(shù)室這類可以提供穩(wěn)定的、高壓氣源的地方，使用有很大的局限性。當(dāng)麻醉機(jī)在野外等高壓氣源短缺的地方使用時(shí)，通常需要攜帶高壓氧氣瓶，以便提供穩(wěn)定的高壓氣源，使得麻醉機(jī)正常工作。但在野外使用麻醉機(jī)時(shí)，攜帶高壓氣瓶非常不便，且氧氣瓶中的氧氣量也是有限的。如果麻醉機(jī)的驅(qū)動(dòng)氣體仍然使用氧氣瓶中的高壓氧氣，勢(shì)必會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)大大縮短麻醉機(jī)的使用時(shí)間，但如果使麻醉機(jī)采用低壓氣源作為驅(qū)動(dòng)器，又不能滿足高壓氣源條件的流量控制閥工作需要，麻醉機(jī)便不能正常工作、使用。所以如何使得麻醉機(jī)在野外等高壓氣源短缺的地方使用時(shí)，采用低壓恒定氣源作為驅(qū)動(dòng)氣體，便成為了一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種步進(jìn)電機(jī)比例閥，其通過步進(jìn)電機(jī)控制閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制閥口的開啟、關(guān)閉及控制流量，保證了麻醉機(jī)在使用低壓恒定氣源作為驅(qū)動(dòng)氣源時(shí)也可正常工作和使用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種步進(jìn)電機(jī)比例閥，包括步進(jìn)電機(jī)和比例閥閥體，所述比例閥閥體中間開有通孔，且比例閥閥體上開有通氣口，所述通孔內(nèi)設(shè)置有節(jié)流閥閥芯，所述節(jié)流閥閥芯一端與步進(jìn)電機(jī)軸一端固定安裝，且步進(jìn)電機(jī)軸與比例閥閥體密封安裝，所述節(jié)流閥閥芯另一端與低壓恒定氣源供應(yīng)裝置連通，且節(jié)流閥閥芯外壁上開有閥口，所述步進(jìn)電機(jī)軸另一端上安裝有比例閥開關(guān)及流量控制裝置，所述比例閥開關(guān)及流量控制裝置需保證，其開啟及關(guān)閉位置恰好對(duì)應(yīng)閥口的開啟及關(guān)閉的臨界位置。進(jìn)一步的，所述比例閥開關(guān)及流量控制裝置通過光耦合器和零點(diǎn)擋片組合而成，所述零點(diǎn)擋片通過零點(diǎn)擋片固定套安裝在步進(jìn)電機(jī)軸上，并放置在光耦合器的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，需要保證當(dāng)閥口轉(zhuǎn)至關(guān)閉的臨界點(diǎn)時(shí)，零點(diǎn)擋片恰好轉(zhuǎn)至光耦合器的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束，使其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。進(jìn)一步的，所述閥口由三角形的閥口 a及矩形結(jié)構(gòu)的閥口 b組合而成，所述閥口 a沿垂直于步進(jìn)電機(jī)軸的方向布置在閥口 b的一側(cè)，且閥口 a轉(zhuǎn)至關(guān)閉的臨界點(diǎn)時(shí)，零點(diǎn)擋片恰好轉(zhuǎn)至光耦合器的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束，使其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。優(yōu)選的，所述通氣口與閥口連通處為矩形結(jié)構(gòu)，且形狀及尺寸與閥口 b相同，位置與閥口 b相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的，所述步進(jìn)電機(jī)軸通過電機(jī)密封堵與比例閥閥體密封安裝，且步進(jìn)電機(jī)軸與電機(jī)密封堵安裝處和電機(jī)密封堵與比例閥閥體安裝處均設(shè)置有密封裝置。優(yōu)選的，所述密封裝置為密封圈。優(yōu)選的，所述低壓恒定氣源供應(yīng)裝置為渦輪。優(yōu)選的，所述比例閥閥體和節(jié)流閥閥芯均采用聚四氟乙烯制成。本發(fā)明的有益效果為，所述步進(jìn)電機(jī)比例閥，其通過步進(jìn)電機(jī)控制節(jié)流閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制閥口的開啟、關(guān)閉，保證了麻醉機(jī)在使用低壓恒定氣源作為驅(qū)動(dòng)氣體時(shí)也可正常工作和使用；通過步進(jìn)電機(jī)控制節(jié)流閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同，使得節(jié)流閥上閥口開啟的截面積不同，從而獲得不同的潮氣量；采用三角形及矩形組合而成的閥口設(shè)計(jì)，使得閥口處通過的氣體流量計(jì)算更為簡(jiǎn)便、誤差小，并在通氣壓力恒定時(shí)，還可以有效的控制氣體流量；同時(shí)三角形閥口更便于小流量的控制，對(duì)于獲得小的潮氣量更加的準(zhǔn)確，且使得理論流量與實(shí)際流量之間的誤差將至最低；通氣口與閥口連通處采用矩形結(jié)構(gòu)，且形狀及尺寸與閥口 b相同，使得閥口開啟的截面積便于計(jì)算，同時(shí)保證當(dāng)閥口 b轉(zhuǎn)到正對(duì)通氣口時(shí)，節(jié)流閥閥口開至最大；采用光耦合器和零點(diǎn)擋板來獲取比例閥開啟及關(guān)閉的臨界點(diǎn)信號(hào)，其精度更高，更加便于計(jì)算流量，同時(shí)光耦合器還具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；采用聚四氟乙烯制作比例閥閥體和節(jié)流閥閥芯，其具有耐老化、摩擦系數(shù)低、表面不粘性等優(yōu)點(diǎn)，使得節(jié)流閥閥芯在比例閥閥體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)更加靈活，長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)出現(xiàn)材料老化及節(jié)流閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)遲緩的現(xiàn)象；采用渦輪為低壓恒定氣源供應(yīng)裝置，其可以保證輸出的低壓氣源穩(wěn)定、且壓力相對(duì)恒定，滿足了麻醉機(jī)對(duì)氣源的使用要求。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)比例閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)比例閥中節(jié)流閥閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)比例閥關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)比例閥關(guān)閉狀態(tài)時(shí)零點(diǎn)擋片位置示意圖；圖5為本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)比例閥開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)比例閥開啟狀態(tài)時(shí)零點(diǎn)擋片位置示意圖。圖中:1、步進(jìn)電機(jī)，2、比例閥閥體，3、通孔，4、通氣口，5、節(jié)流閥閥芯，6、步進(jìn)電機(jī)軸，7、閥口，8、閥口 a，9、閥口 b，10、光耦合器，11、零點(diǎn)擋片，12、電機(jī)密封堵，13、密封圈，14、零點(diǎn) 擋片固定套。
具體實(shí)施例方式如圖1-4所示，于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)比例閥，包括步進(jìn)電機(jī)I和比例閥閥體2，所述比例閥閥體2中間開有通孔3，且比例閥閥體2上開有通氣口 4，所述通孔3內(nèi)設(shè)置有節(jié)流閥閥芯5，所述節(jié)流閥閥芯5 —端與步進(jìn)電機(jī)軸6 —端固定安裝，另一端與低壓恒定氣源供應(yīng)裝置連通，且節(jié)流閥閥芯5外壁上開有閥口 7，所述步進(jìn)電機(jī)軸6另一端上安裝有比例閥開關(guān)及流量控制裝置，所述步進(jìn)電機(jī)軸6通過電機(jī)密封堵12與比例閥閥體2密封安裝，且步進(jìn)電機(jī)軸6與電機(jī)密封堵12安裝處和電機(jī)密封堵12與比例閥閥體2安裝處均設(shè)置有密封圈13。進(jìn)一步的，所述比例閥開關(guān)及流量控制裝置通過光耦合器10和零點(diǎn)擋片11組合而成，所述零點(diǎn)擋片10通過零點(diǎn)擋片固定套14安裝在步進(jìn)電機(jī)軸6上，并放置在光耦合器10的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，需要保證當(dāng)閥口 7轉(zhuǎn)至關(guān)閉的臨界點(diǎn)時(shí)，零點(diǎn)擋片11恰好轉(zhuǎn)至光耦合器10的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束，使其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。進(jìn)一步的，所述閥口 7由三角形的閥口 a 8及矩形結(jié)構(gòu)的閥口 b9組合而成，所述閥口 a8沿垂直于步進(jìn)電機(jī)軸6的方向布置在閥口 b9的一側(cè)，且閥口 a8轉(zhuǎn)至關(guān)閉的臨界點(diǎn)時(shí)，零點(diǎn)擋片11恰好轉(zhuǎn)至光耦合器的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束，使其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。進(jìn)一步的，所述通氣口 4與閥口 7連通處為矩形結(jié)構(gòu)，且形狀及尺寸與閥口 b9相同，位置與閥口 b9相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的，所述低壓恒定氣源供應(yīng)裝置為渦輪。 優(yōu)選的,所述比例閥閥體2和節(jié)流閥閥芯5均采用聚四氟乙烯制成。工作時(shí):如圖1-4所示，零點(diǎn)擋片11放置在光耦合器10的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，且此時(shí)閥口a8處于關(guān)閉的臨界點(diǎn)，零點(diǎn)擋片11恰好位于光耦合器10的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束。啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)1，，步進(jìn)電機(jī)軸6帶動(dòng)零點(diǎn)擋片11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)流閥閥芯5與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)流閥閥芯5上的閥口 7逐漸打開，并從閥口 a8區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)至閥口 b9區(qū)域，閥口 7開口逐漸增大，當(dāng)零點(diǎn)擋片11轉(zhuǎn)至圖6所示的位置時(shí)，閥口 7轉(zhuǎn)至閥口 b9處，使得閥口 b9與通氣口4正對(duì)，此時(shí)閥口 7開至最大，氣流通過節(jié)流閥閥芯5進(jìn)入氣路模塊。如圖1、2、5、6所示,反向啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)I,步進(jìn)電機(jī)軸6帶動(dòng)零點(diǎn)擋片11逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)流閥閥芯5與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)流閥閥芯5上的閥口 7逐漸關(guān)閉，并從閥口 b9區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)至閥口 a8區(qū)域，閥口 7開口逐漸減小，當(dāng)零點(diǎn)擋片11轉(zhuǎn)至圖4所示的位置時(shí)，零點(diǎn)擋片11恰好位于光耦合器10的發(fā)射、接受點(diǎn)之間，切斷光速；此時(shí)閥口 a8正好處于關(guān)閉的臨界點(diǎn)。通過步進(jìn)電機(jī)I控制節(jié)流閥閥芯5按上述過程做往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)吸氣功能。同時(shí)，當(dāng)麻醉機(jī)所需的潮氣量較小時(shí)，也可調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)I的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而使得節(jié)流閥閥芯5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度減小，只開啟截面積較小的閥口 a8，進(jìn)行通氣，保證所需的較小潮氣量的值更加準(zhǔn)確。所述步進(jìn)電機(jī)比例閥，其通過步進(jìn)電機(jī)控制閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制閥口的開啟、關(guān)閉及控制流量，保證了麻醉機(jī)在使用低壓氣源作為驅(qū)動(dòng)氣體時(shí)也可正常工作和使用。
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)電機(jī)比例閥，包括步進(jìn)電機(jī)(I)和比例閥閥體(2)，其特征在于:所述比例閥閥體⑵中間開有通孔(3)，且比例閥閥體⑵上開有通氣口(4)，所述通孔(3)內(nèi)設(shè)置有節(jié)流閥閥芯(5)，所述節(jié)流閥閥芯(5) —端與步進(jìn)電機(jī)軸(6) —端固定安裝，且步進(jìn)電機(jī)軸(6)與比例閥閥體(2)密封安裝，所述節(jié)流閥閥芯(5)另一端與低壓恒定氣源供應(yīng)裝置連通，且節(jié)流閥閥芯(5)外壁上開有閥口(7)，所述步進(jìn)電機(jī)軸(6)另一端上安裝有比例閥開關(guān)及流量控制裝置，所述比例閥開關(guān)及流量控制裝置需保證，其開啟及關(guān)閉位置恰好對(duì)應(yīng)閥口(7)的開啟及關(guān)閉的臨界位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述比例閥開關(guān)及流量控制裝置通過光耦合器(10)和零點(diǎn)擋片(11)組合而成，所述零點(diǎn)擋片(11)通過零點(diǎn)擋片固定套(14)安裝在步進(jìn)電機(jī)軸(6)上，并放置在光耦合器(10)的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，需要保證當(dāng)閥口(7)轉(zhuǎn)至關(guān)閉的臨界點(diǎn)時(shí)，零點(diǎn)擋片(11)恰好轉(zhuǎn)至光耦合器(10)的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束，使其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述閥口(7)由三角形的閥口 a(8)及矩形結(jié)構(gòu)的閥口 b(9)組合而成，所述閥口 a(8)沿垂直于步進(jìn)電機(jī)軸(6)的方向布置在閥口 b(9)的一側(cè)，且閥口 a(8)轉(zhuǎn)至關(guān)閉的臨界點(diǎn)時(shí)，零點(diǎn)擋片(11)恰好轉(zhuǎn)至光耦合器(10)的發(fā)射、接收點(diǎn)之間，切斷光束，使其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述通氣口⑷與閥口(7)連通處為矩形結(jié)構(gòu)，且形狀及尺寸與閥口 b(9)相同，位置與閥口 b(9)相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)軸(6)通過電機(jī)密封堵(12)與比例閥閥體⑵密封安裝，且步進(jìn)電機(jī)軸(6)與電機(jī)密封堵(12)安裝處和電機(jī)密封堵(12)與比例閥閥體⑵安裝處均設(shè)置有密封裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述密封裝置為密封圈(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述低壓恒定氣源供應(yīng)裝置為渦輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)比例閥，其特征在于:所述比例閥閥體⑵和節(jié)流閥閥芯(5)均采用聚四氟乙烯制成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種步進(jìn)電機(jī)比例閥，包括步進(jìn)電機(jī)和比例閥閥體，所述比例閥閥體中間開有通孔，且比例閥閥體上開有通氣口，所述通孔內(nèi)設(shè)置有節(jié)流閥閥芯，所述節(jié)流閥閥芯一端與步進(jìn)電機(jī)軸一端固定安裝，且步進(jìn)電機(jī)軸與比例閥閥體密封安裝，所述節(jié)流閥閥芯另一端與低壓恒定氣源供應(yīng)裝置連通，且節(jié)流閥閥芯外壁上開有閥口，所述步進(jìn)電機(jī)軸另一端上安裝有比例閥開關(guān)及流量控制裝置，所述比例閥開關(guān)及流量控制裝置需保證，其開啟及關(guān)閉位置恰好對(duì)應(yīng)閥口的開啟及關(guān)閉的臨界位置。其通過步進(jìn)電機(jī)控制閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制閥口的開啟、關(guān)閉及控制流量，保證了麻醉機(jī)在使用低壓恒定氣源作為驅(qū)動(dòng)氣體時(shí)也可正常工作和使用。
文檔編號(hào)F16K31/04GK103185160SQ20111045647
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者龔家明, 張凱 申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司