專利名稱：步進電機比例閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種流體回路流量控制的步進電機比例閥，尤其涉及一種使用低壓氣源做為驅動氣的麻醉機用的步進電機比例閥。
背景技術：
眾所周知，麻醉機是現(xiàn)在手術中不可或缺的一個重要設備。麻醉機是通過機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入麻醉機內部，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，另一路氧氣作為驅動氣體，將混合后的麻醉氣體壓入病人端。從而完成病人的吸氣動作。在病人呼氣時，作為驅動氣體的氧氣將被釋放掉。目前，常見的麻醉機均采用高壓氧氣作為動力氣源，通過流量控制閥來控制流量，。這是由于麻醉機通常是在醫(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的驅動氣體。但這樣一來，使得麻醉機只能用于醫(yī)院的手術室這類可以提供穩(wěn)定的、高壓氣源的地方，使用有很大的局限性。當麻醉機在野外等高壓氣源短缺的地方使用時，通常需要攜帶高壓氧氣瓶，以便提供穩(wěn)定的高壓氣源，使得麻醉機正常工作。但在野外使用麻醉機時，攜帶高壓氣瓶非常不便，且氧氣瓶中的氧氣量也是有限的。如果麻醉機的驅動氣體仍然使用氧氣瓶中的高壓氧氣，勢必會造成不必要的浪費，同時也會大大縮短麻醉機的使用時間，但如果使麻醉機采用低壓氣源作為驅動器，又不能滿足高壓氣源條件的流量控制閥工作需要，麻醉機便不能正常工作、使用。所以如何使得麻醉機在野外等高壓氣源短缺的地方使用時，采用低壓恒定氣源作為驅動氣體，便成為了一個設計難點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種步進電機比例閥，其通過步進電機控制閥芯轉動，從而控制閥口的開啟、關閉及控制流量，保證了麻醉機在使用低壓恒定氣源作為驅動氣源時也可正常工作和使用。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn):一種步進電機比例閥，包括步進電機和比例閥閥體，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，所述通孔內設置有節(jié)流閥閥芯，所述節(jié)流閥閥芯一端與步進電機軸一端固定安裝，且步進電機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裝置連通，且節(jié)流閥閥芯外壁上開有閥口，所述步進電機軸另一端上安裝有比例閥開關及流量控制裝置，所述比例閥開關及流量控制裝置需保證，其開啟及關閉位置恰好對應閥口的開啟及關閉的臨界位置。進一步的，所述比例閥開關及流量控制裝置通過光耦合器和零點擋片組合而成，所述零點擋片通過零點擋片固定套安裝在步進電機軸上，并放置在光耦合器的發(fā)射、接收點之間，需要保證當閥口轉至關閉的臨界點時，零點擋片恰好轉至光耦合器的發(fā)射、接收點之間，切斷光束，使其轉換為電信號輸出。進一步的，所述閥口由三角形的閥口 a及矩形結構的閥口 b組合而成，所述閥口 a沿垂直于步進電機軸的方向布置在閥口 b的一側，且閥口 a轉至關閉的臨界點時，零點擋片恰好轉至光耦合器的發(fā)射、接收點之間，切斷光束，使其轉換為電信號輸出。優(yōu)選的，所述通氣口與閥口連通處為矩形結構，且形狀及尺寸與閥口 b相同，位置與閥口 b相對應。優(yōu)選的，所述步進電機軸通過電機密封堵與比例閥閥體密封安裝，且步進電機軸與電機密封堵安裝處和電機密封堵與比例閥閥體安裝處均設置有密封裝置。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，所述步進電機比例閥，其通過步進電機控制節(jié)流閥閥芯轉動，從而控制閥口的開啟、關閉，保證了麻醉機在使用低壓恒定氣源作為驅動氣體時也可正常工作和使用；通過步進電機控制節(jié)流閥閥芯轉動的角度不同，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計，使得閥口處通過的氣體流量計算更為簡便、誤差小，并在通氣壓力恒定時，還可以有效的控制氣體流量；同時三角形閥口更便于小流量的控制，對于獲得小的潮氣量更加的準確，且使得理論流量與實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構，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算，同時保證當閥口 b轉到正對通氣口時，節(jié)流閥閥口開至最大；采用光耦合器和零點擋板來獲取比例閥開啟及關閉的臨界點信號，其精度更高，更加便于計算流量，同時光耦合器還具有抗干擾能力強、工作穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點；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，使得節(jié)流閥閥芯在比例閥閥體內做往復運動時更加靈活，長時間使用也不會出現(xiàn)材料老化及節(jié)流閥閥芯轉動遲緩的現(xiàn)象；采用渦輪為低壓恒定氣源供應裝置，其可以保證輸出的低壓氣源穩(wěn)定、且壓力相對恒定，滿足了麻醉機對氣源的使用要求。


下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明所述步進電機比例閥的結構示意圖；圖2為本發(fā)明所述步進電機比例閥中節(jié)流閥閥芯的結構示意圖；圖3為本發(fā)明所述步進電機比例閥關閉狀態(tài)的結構示意圖；圖4為本發(fā)明所述步進電機比例閥關閉狀態(tài)時零點擋片位置示意圖；圖5為本發(fā)明所述步進電機比例閥開啟狀態(tài)的結構示意圖；圖6為本發(fā)明所述步進電機比例閥開啟狀態(tài)時零點擋片位置示意圖。圖中:1、步進電機，2、比例閥閥體，3、通孔，4、通氣口，5、節(jié)流閥閥芯，6、步進電機軸，7、閥口，8、閥口 a，9、閥口 b，10、光耦合器，11、零點擋片，12、電機密封堵，13、密封圈，14、零點 擋片固定套。
具體實施例方式如圖1-4所示，于本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述步進電機比例閥，包括步進電機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內設置有節(jié)流閥閥芯5，所述節(jié)流閥閥芯5 —端與步進電機軸6 —端固定安裝，另一端與低壓恒定氣源供應裝置連通，且節(jié)流閥閥芯5外壁上開有閥口 7，所述步進電機軸6另一端上安裝有比例閥開關及流量控制裝置，所述步進電機軸6通過電機密封堵12與比例閥閥體2密封安裝，且步進電機軸6與電機密封堵12安裝處和電機密封堵12與比例閥閥體2安裝處均設置有密封圈13。進一步的，所述比例閥開關及流量控制裝置通過光耦合器10和零點擋片11組合而成，所述零點擋片10通過零點擋片固定套14安裝在步進電機軸6上，并放置在光耦合器10的發(fā)射、接收點之間，需要保證當閥口 7轉至關閉的臨界點時，零點擋片11恰好轉至光耦合器10的發(fā)射、接收點之間，切斷光束，使其轉換為電信號輸出。進一步的，所述閥口 7由三角形的閥口 a 8及矩形結構的閥口 b9組合而成，所述閥口 a8沿垂直于步進電機軸6的方向布置在閥口 b9的一側，且閥口 a8轉至關閉的臨界點時，零點擋片11恰好轉至光耦合器的發(fā)射、接收點之間，切斷光束，使其轉換為電信號輸出。進一步的，所述通氣口 4與閥口 7連通處為矩形結構，且形狀及尺寸與閥口 b9相同，位置與閥口 b9相對應。優(yōu)選的，所述低壓恒定氣源供應裝置為渦輪。 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:如圖1-4所示，零點擋片11放置在光耦合器10的發(fā)射、接收點之間，且此時閥口a8處于關閉的臨界點，零點擋片11恰好位于光耦合器10的發(fā)射、接收點之間，切斷光束。啟動步進電機1，，步進電機軸6帶動零點擋片11順時針轉動，節(jié)流閥閥芯5與其同步轉動，節(jié)流閥閥芯5上的閥口 7逐漸打開，并從閥口 a8區(qū)域轉動至閥口 b9區(qū)域，閥口 7開口逐漸增大，當零點擋片11轉至圖6所示的位置時，閥口 7轉至閥口 b9處，使得閥口 b9與通氣口4正對，此時閥口 7開至最大，氣流通過節(jié)流閥閥芯5進入氣路模塊。如圖1、2、5、6所示,反向啟動步進電機I,步進電機軸6帶動零點擋片11逆時針轉動，節(jié)流閥閥芯5與其同步轉動，節(jié)流閥閥芯5上的閥口 7逐漸關閉，并從閥口 b9區(qū)域轉動至閥口 a8區(qū)域，閥口 7開口逐漸減小，當零點擋片11轉至圖4所示的位置時，零點擋片11恰好位于光耦合器10的發(fā)射、接受點之間，切斷光速；此時閥口 a8正好處于關閉的臨界點。通過步進電機I控制節(jié)流閥閥芯5按上述過程做往復轉動，即可實現(xiàn)吸氣功能。同時，當麻醉機所需的潮氣量較小時，也可調節(jié)步進電機I的轉動角度，從而使得節(jié)流閥閥芯5的轉動角度減小，只開啟截面積較小的閥口 a8，進行通氣，保證所需的較小潮氣量的值更加準確。所述步進電機比例閥，其通過步進電機控制閥芯轉動，從而控制閥口的開啟、關閉及控制流量，保證了麻醉機在使用低壓氣源作為驅動氣體時也可正常工作和使用。
權利要求
1.一種步進電機比例閥，包括步進電機(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)內設置有節(jié)流閥閥芯(5)，所述節(jié)流閥閥芯(5) —端與步進電機軸(6) —端固定安裝，且步進電機軸(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裝置連通，且節(jié)流閥閥芯(5)外壁上開有閥口(7)，所述步進電機軸(6)另一端上安裝有比例閥開關及流量控制裝置，所述比例閥開關及流量控制裝置需保證，其開啟及關閉位置恰好對應閥口(7)的開啟及關閉的臨界位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的步進電機比例閥，其特征在于:所述比例閥開關及流量控制裝置通過光耦合器(10)和零點擋片(11)組合而成，所述零點擋片(11)通過零點擋片固定套(14)安裝在步進電機軸(6)上，并放置在光耦合器(10)的發(fā)射、接收點之間，需要保證當閥口(7)轉至關閉的臨界點時，零點擋片(11)恰好轉至光耦合器(10)的發(fā)射、接收點之間，切斷光束，使其轉換為電信號輸出。
3.根據(jù)權利要求1或2任一項所述的步進電機比例閥，其特征在于:所述閥口(7)由三角形的閥口 a(8)及矩形結構的閥口 b(9)組合而成，所述閥口 a(8)沿垂直于步進電機軸(6)的方向布置在閥口 b(9)的一側，且閥口 a(8)轉至關閉的臨界點時，零點擋片(11)恰好轉至光耦合器(10)的發(fā)射、接收點之間，切斷光束，使其轉換為電信號輸出。
4.根據(jù)權利要求1所述的步進電機比例閥，其特征在于:所述通氣口⑷與閥口(7)連通處為矩形結構，且形狀及尺寸與閥口 b(9)相同，位置與閥口 b(9)相對應。
5.根據(jù)權利要求1所述的步進電機比例閥，其特征在于:所述步進電機軸(6)通過電機密封堵(12)與比例閥閥體⑵密封安裝，且步進電機軸(6)與電機密封堵(12)安裝處和電機密封堵(12)與比例閥閥體⑵安裝處均設置有密封裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的步進電機比例閥，其特征在于:所述密封裝置為密封圈(13)。
7.根據(jù)權利要求1所述的步進電機比例閥，其特征在于:所述低壓恒定氣源供應裝置為渦輪。
8.根據(jù)權利要求1所述的步進電機比例閥，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)明公開一種步進電機比例閥，包括步進電機和比例閥閥體，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，所述通孔內設置有節(jié)流閥閥芯，所述節(jié)流閥閥芯一端與步進電機軸一端固定安裝，且步進電機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裝置連通，且節(jié)流閥閥芯外壁上開有閥口，所述步進電機軸另一端上安裝有比例閥開關及流量控制裝置，所述比例閥開關及流量控制裝置需保證，其開啟及關閉位置恰好對應閥口的開啟及關閉的臨界位置。其通過步進電機控制閥芯轉動，從而控制閥口的開啟、關閉及控制流量，保證了麻醉機在使用低壓恒定氣源作為驅動氣體時也可正常工作和使用。
文檔編號F16K31/04GK103185160SQ20111045647
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者龔家明, 張凱 申請人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司