專利名稱：基于光電控制的電動選擇閥以及電動蠕動泵的制作方法
技術領域：
本發明是一種基于光電控制的靜態無功耗多功能通道電動選擇裝置，可對多種管徑的硅膠管路實現選擇性通斷控制，可用于多種粘滯性流體的輸送，具體涉及一種基于光電控制的靜態無功耗多功能電動選擇閥及蠕動泵。
背景技術：
現有的電磁閥一般采用電磁鐵擠壓夾斷硅膠管方式或電磁鐵驅動一個蓋板阻斷通路方式實現通道的通斷控制，閥處于關斷狀態時電磁鐵需要抵抗硅膠管或蓋板彈簧的彈力，需要較大的工作電流，使得閥耗電較大，且發熱的電磁鐵使被夾斷的管子壽命縮短。對于較粘稠液體，則可能使得管或蓋板因粘連而無法由彈力使其恢復聯通狀態，大大限制了其應用范圍。目前工業上應用的與本發明類似的選擇閥，功能比較單一。一般沒有管徑調整機構，一個閥不能適用于多種直徑的硅膠管；也不能夠用于有壓流體的流量控制和對無壓流體的泵送。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供了一種結構合理、控制精確、靜態無功耗、管徑可調、可用于粘性流體的多功能選擇閥。即可以實現通道的選擇，也能用于有壓流體的流量控制和無壓流體的泵送。它包括機械部分、光電檢測定位部分、控制執行部分。具體地，本發明提供了一種基于光電控制的電動選擇閥，包括用于固定電機的底座4、硅膠軟管5、電機7及其控制單元，其特征在于:還包括擋片1、光電傳感器2、滾軸3、曲軸6、調整軸塊8 ；所述滾軸3為中空圓柱體，安裝于曲軸6上，能夠在曲軸6的帶動下對硅膠軟管實施擠壓作用；所述曲軸6為L形，具有擋片安裝孔、電機軸鎖定孔和滾軸安裝孔，分別用于安裝擋片1、電機軸和滾軸3 ;其中擋片安裝孔與電機軸鎖定孔同軸；所述底座4為一中空圓柱體，通過頂絲將電機7鎖定其內，該底座4的一端開有用于安裝光電傳感器的定位安裝槽和能夠容納調整軸塊8的滑槽11 ;該底座4的側面具有用于鎖定電機7的頂絲孔和用于使硅膠軟管5穿過的孔；所述擋片I為扇形片狀結構，具有定位孔和安裝孔，安裝于曲軸6的頂端；所述擋片I上等角間距分布有多個定位孔；當某個定位孔轉到光電傳感器間隙中時，光電傳感器輸出控制信號，控制電機7在適當的位置停轉，滾軸3將擠壓硅膠軟管5。根據本發明的電動選擇閥，擋片I的第一個定位孔位于光電傳感器間隙中時，滾軸3與調整軸塊8正對，剛好能夾緊硅膠軟管5。根據本發明的電動選擇閥，通過頂絲能夠調整所述調整軸塊8在滑槽11中的位
置。 根據本發明電動選擇閥的另一個方面，包括第一硅膠軟管、第二硅膠軟管、兩個光電傳感器和兩個調整軸塊；底座4具有4個用于使硅膠軟管穿過的孔，構成第一通道和第二通道，分別供第一硅膠軟管和第二硅膠軟管穿過；每個通道分別對應一個光電傳感器及一個調整軸塊；在擋片I的第一個定位孔位于第一通道對應的光電傳感器間隙中時，該光電傳感器輸出信號使電機停轉；此時滾軸3與第一通道對應的調整軸塊8及閥中心在同一直線上，滾軸3與第一通道對應的調整軸塊的軸線與底座4的軸線平行，第一硅膠軟管的軸線與滾軸3與第一通道對應的調整軸塊的軸線垂直，且處于滾軸3與該調整軸塊8高度的中間位置，從而夾緊第一硅膠軟管，第一通道被關斷，第二通道被連通。根據本發明的電動選擇閥，擋片I的其他定位孔位于光電傳感器間隙中時，滾軸3與調整軸塊不能夾緊硅膠軟管，不同的定位孔使硅膠軟管處于不同的擠壓程度，從而能夠調節硅膠軟管中形成不同的流量。根據本發明的另一個方面，提供了一種基于光電控制的電動蠕動泵，包括用于固定電機的底座4、硅膠軟管5、電機7及其控制單元，其特征在于:還包括滾軸盤10、調整軸塊8 ;滾軸盤10為一圓盤結構，中心具有電機軸孔，在滾軸盤10上等角間距安裝有多個滾軸，控制單元驅動電機7驅動滾軸盤10連續轉動，從而多個滾軸連續擠壓硅膠軟管5中的流體；所述底座4為一中空圓柱體，通過頂絲將電機7鎖定其內，該底座4的一端開有用于安裝光電傳感器的定位安裝槽和能夠容納調整軸塊8的滑槽11 ;該底座4的側面具有用于鎖定電機7的頂絲孔和用于使硅膠軟管5穿過的孔。本發明的技術方案:通過滾軸與調整軸塊間距的連續調整實現多種直徑管路的通用；通過滾軸擠壓實現通斷控制，并由滾動擠壓有效防止粘稠流體對管子的粘連；通過精確的光電控制實現精確通斷控制；通過對硅膠管擠壓狀態的控制實現有壓流體的流量控制，通過將曲軸更換為滾軸盤，并使電機連續轉動實現蠕動泵功能；通過靜態時電機斷電實現靜態無功耗。由于只在切換時電機通電，避免了電磁鐵控制時線圈長時間通電造成的耗電和發熱，延長了管路的使用壽命。說明書附圖
圖1電動選擇閥正視圖；圖2電動選擇閥俯視圖；圖3電動選擇閥側視圖；圖4擋片俯視圖；圖5滾軸盤的俯視圖與側視圖；圖6光電傳感器側視與俯視圖；圖7滾軸；圖8曲軸正視與俯視圖；圖9圓柱形調整軸塊；圖10底座不意圖與俯視圖。附圖標記:1.擋片，2.光電傳感器，3.滾軸，4.底座，5.硅膠軟管，6.曲軸，7.電機，8.調整軸塊，9.軸塊8的調位頂絲，10.滾軸盤，11.滑槽
具體實施方式
如圖1所不,本發明的基于光電控制的電動選擇閥包括用于固定電機的底座4、娃膠軟管5、電機7及其控制單元，其特征在于:還包括擋片1、光電傳感器2、滾軸3、曲軸6、調整軸塊8 ；所述滾軸3為中空圓柱體，安裝于曲軸6上，能夠在曲軸6的帶動下對硅膠軟管實施擠壓作用；所述曲軸6為L形，具有擋片安裝孔、電機軸鎖定孔和滾軸安裝孔，分別用于安裝擋片1、電機軸和滾軸3 ;其中擋片安裝孔與電機軸鎖定孔同軸；所述底座4為一中空圓柱體，通過頂絲將電機7鎖定其內，該底座4的一端開有用于安裝光電傳感器的定位安裝槽和能夠容納調整軸塊8的滑槽11 ;該底座4的側面具有用于鎖定電機7的頂絲孔和用于使硅膠軟管5穿過的孔；所述擋片I為扇形片狀結構，具有2mm定位孔和4mm安裝孔,安裝于曲軸6的頂端；所述擋片I上等角間距分布有多個定位孔；當某個定位孔轉到光電傳感器間隙中時，光電傳感器輸出控制信號，控制電機7在適當的位置停轉，滾軸3將擠壓硅膠軟管5。具體地，擋片I為厚0.8mm,半徑30mm的1/4圓不銹鋼片，其上等角間距開有6個直徑2mm的定位孔，當某個定位孔在電機帶動下轉到光電傳感器間隙中時，使光電傳感器輸出控制信號，控制電機在適當的位置停轉，這時滾軸3會將硅膠管擠壓到要求的程度，或者切斷一個通道，或者使管中有壓流體形成要求的流量。(參見圖4)。具體地，光電傳感器2選用如圖6所示的封裝形式，當擋片I的定位孔轉到其間隙中時輸出控制信號。具體地,滾軸3優選為為外徑9mm,內徑4mm,高16mm的中空圓柱體,用直徑4mm的螺桿安裝在曲軸6上，由曲軸6帶動其對硅膠管完成要求的擠壓。(參見圖7)
底座基本結構為外徑65mm,內徑50mm,高60mm的中空圓柱體,可用3條直徑4mm的頂絲把電機鎖定其內。它的一端開有2個光電傳感器定位安裝槽，2個調整軸塊9的滑槽，在離端面15mm處,平行端面打有2個間距30mm,直徑IOmm的穿娃膠管的孔。(參見圖10)娃膠軟管5的外徑范圍為2mm IOmm,可根據需要選擇。曲軸6優選為直角形狀外直角邊長18mm,內直角邊長10mm,寬8mm, 3個直徑4mm的螺孔，分別用于安裝固定滾軸3、擋片I和電機軸，與電機軸安裝螺孔垂直方向開有5_的電機軸鎖定螺孔。滾軸與電機軸的中心間距為10mm。電機軸用5mm頂絲與曲軸鎖定。電機驅動曲軸帶動滾軸3和擋片I轉動，完成對硅膠管的擠壓和通道選擇。(參見圖8)電機7可以為12V直流減速電機，減速后的轉速為5轉/每分。調整軸塊8優選為直徑9mm,高16mm金屬圓柱體,可在滑槽11中運動,位置由頂絲9確定,使選擇閥可適用于外徑2mm IOmm多種娃膠管。滾軸盤10優選為直徑32mm,厚3mm的圓盤，中心為4mm電機軸孔,在滾軸盤中心IOmm處等角間距安裝有4個滾軸(外徑9mm,內徑4mm,高16mm的中空圓柱體)，電機驅動其
連續轉動，選擇閥變身為蠕動泵。滑槽優選為深18mm,寬9mm,長IOmm的半橢圓槽,用于安放調整軸塊8。本發明在上述結構的基礎上實現一閥多用，既實現通道的選擇，也能用于有壓流體的流量控制和無壓流體的泵送(蠕動泵)。I)閥的組裝與調整
①將電機軸插入曲軸孔中，用頂絲將其可靠固定，將滾軸用4mm螺桿安裝在曲軸上，為保證滾軸能靈活轉動，選用的螺桿穿過滾軸的部分必須無螺紋，該段長度17mm (即比滾軸長1mm)。②將電機裝入底座中，調整位置使滾軸3的底面與滑槽11的底面在同一高度，用3條4mm頂絲將電機固定。③將2個光電傳感器裝入底座的定位槽中，用3mm螺絲固定。④將擋片I用4mm螺絲安裝在曲軸6的頂端，調整其方位，使得I號定位孔位于感電傳感器2的間隙中時，滾軸3與滑槽11正對，擰緊螺絲將其固定。⑤將選用的硅膠管穿入底座的兩個孔中。如選用的硅膠管直徑較小，在穿過底座4的地方套上較粗的套管，以保證其在穿管孔的中心。⑥將調整軸塊8放入滑槽11中，用頂絲9調整位置，使軸塊8與滾軸3正對時，剛好能夾緊硅膠管切斷該通道。可連續調節它和滾軸3的間隙，使選擇閥適用于直徑2_ IOmm的各種娃膠管。2 )做通道選擇閥使用讓控制單元驅動電機7帶動曲軸6和擋片I轉動，在擋片I的第I定位孔位于相對應通道的光電傳感器間隙中時，傳感器信號使電機停轉。此時滾軸3與相對應通道的調整軸塊8及閥中心在同一直線上，滾軸3與調整軸塊8的軸線與底座4的軸線平行，軟管硅膠的軸線與滾軸3與調整軸 塊8的軸線垂直，且處于滾軸3與調整軸塊8高度的中間位置，從而夾緊該通道的硅膠管，該通道被關斷，另一通道被聯通。切換通道時，點擊繼續轉動，到擋片I的第I定位孔到達該通道的光電傳感器間隙中時，該傳感器信號又使電機停轉。3)有壓流體的流量控制讓控制單元驅動電機7帶動曲軸6和擋片I轉動，分別讓擋片I的第2—6定位孔位于相對應通道的光電傳感器間隙中時，使電機停轉，測得實際流量。正式使用時，根據實際需要的流量，選定定位孔，使電機在該定位孔位于光電傳感器間隙中時停轉。此時滾軸3與相對應通道的調整軸塊不能夾緊硅膠管，不同的定位孔使硅膠管處于不同的擠壓狀態，在管中壓力作用下形成穩定的流量。4)無壓流體的泵送將滾軸3和曲軸6更換為滾軸盤10，并將擋片I拆下不用，使電機連續轉動，在多個滾軸的連續擠壓下，管中流體形成一定得流量，這時選擇閥變成了蠕動泵。通過調整加在電機上的電壓，可在一定范圍內改變電機的轉速，從而在一定程度上改變流量。
權利要求
1.一種基于光電控制的電動選擇閥，包括用于固定電機的底座(4)、娃膠軟管(5)、電機(7)及其控制單元，其特征在于:還包括擋片(1)、光電傳感器(2)、滾軸(3)、曲軸(6)、調整軸塊(8)； 所述滾軸(3)為中空圓柱體，安裝于曲軸(6)上，能夠在曲軸(6)的帶動下對硅膠軟管實施擠壓作用； 所述曲軸(6)為L形，具有擋片安裝孔、電機軸鎖定孔和滾軸安裝孔，分別用于安裝擋片(I)、電機軸和滾軸(3);其中擋片安裝孔與電機軸鎖定孔同軸； 所述底座(4)為一中空圓柱體，通過頂絲將電機(7)鎖定其內，該底座(4)的一端開有用于安裝光電傳感器的定位安裝槽和能夠容納調整軸塊(8)的滑槽(11);該底座(4)的側面具有用于鎖定電機(7)的頂絲孔和用于使硅膠軟管(5)穿過的孔； 所述擋片(I)為扇形片狀結構，具有定位孔和安裝孔，安裝于曲軸(6)的頂端；所述擋片(I)上等角間距分布有多個定位孔；當某個定位孔轉到光電傳感器間隙中時，光電傳感器輸出控制信號，控制電機(7 )在適當的位置停轉，滾軸(3 )將擠壓硅膠軟管(5 )。
2.根據權利要求1所述的電動選擇閥，其特征在于:擋片(I)的第一個定位孔位于光電傳感器間隙中時，滾軸(3)與調整軸塊(8)正對，剛好能夾緊硅膠軟管(5)。
3.根據權利要求1所述的電動選擇閥，其特征在于:通過頂絲能夠調整所述調整軸塊(8)在滑槽(11)中的位置。
4.根據權利要求1所述的電動選擇閥，其特征在于:包括第一硅膠軟管、第二硅膠軟管、兩個光電傳感器和兩個調整軸塊；底座(4)具有4個用于使硅膠軟管穿過的孔，構成第一通道和第二通道，分別供第一硅膠軟管和第二硅膠軟管穿過；每個通道分別對應一個光電傳感器及一個調整軸塊；在擋片(1)的第一個定位孔位于第一通道對應的光電傳感器間隙中時，該光電傳感器輸出信號使電機停轉；此時滾軸(3)與第一通道對應的調整軸塊8及閥中心在同一直線上，滾軸(3)與第一通道對應的調整軸塊的軸線與底座(4)的軸線平行，第一硅膠軟管的軸線與滾軸(3)與第一通道對應的調整軸塊的軸線垂直，且處于滾軸(3)與該調整軸塊8高度的中間位置，從而夾緊第一硅膠軟管，第一通道被關斷，第二通道被連通。
5.根據權利要求2所述的電動選擇閥，其特征在于:擋片(I)的其他定位孔位于光電傳感器間隙中時，滾軸(3)與調整軸塊不能夾緊硅膠軟管，不同的定位孔使硅膠軟管處于不同的擠壓程度，從而能夠調節硅膠軟管中形成不同的流量。
6.一種基于光電控制的電動螺動泵，包括用于固定電機的底座(4)、娃膠軟管(5)、電機(7)及其控制單元，其特征在于:還包括滾軸盤(10)、調整軸塊(8)； 滾軸盤(10)為一圓盤結構，中心具有電機軸孔，在滾軸盤(10)上等角間距安裝有多個滾軸，控制單元驅動電機(7)驅動滾軸盤(10)連續轉動，從而多個滾軸連續擠壓硅膠軟管(5)中的流體； 所述底座(4 )為一中空圓柱體，通過頂絲將電機(7 )鎖定其內，該底座(4 )的一端開有用于安裝光電傳感器的定位安裝槽和能夠容納調整軸塊(8)的滑槽(11);該底座(4)的側面具有用于鎖定電機(7)的頂絲孔和用于使硅膠軟管(5)穿過的孔。
全文摘要
本發明為一種基于光電控制的電動選擇閥以及電動蠕動泵，適用于切斷或連通多種管徑的硅膠管路，可解決目前各種電磁閥功耗大、價格高、僅能用于粘稠度低的液體管路、工作時溫度高易傷管等一系列問題，實現了管路通斷的靜態無功耗選擇控制。本發明既可以實現通道的選擇，也能用于有壓流體的流量控制和無壓流體的泵送。
文檔編號F16K7/06GK103244707SQ20131016675
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者解光亮, 陳寶明, 汪曉陽, 郭云飛 申請人:山西大學