CN115435112B - 一种电动卫生隔膜阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔膜阀技术领域，具体涉及一种电动卫生隔膜阀，阀体上设置有液体入口和液体出口；阀盖与阀体连接，阀盖内设置有推块通道，推块通道内设置有压头，推块通道一端设置有推块电机，推块电机驱动压头沿推块通道的轴向往复移动，压头的下表面设置为第一斜面；隔膜片设置在阀盖与阀体的连接处，隔膜片与隔膜顶杆的下端连接，隔膜顶杆的上端插入推块通道且抵接压头的下表面，隔膜顶杆与阀盖之间设置有复位件。本发明通过推块电机推动压头的方式实现隔膜顶杆在另一方向上的移动，对密封要求低，结构简单紧凑，体积小，不会引入润滑油等新的污染源对溶液造成二次污染，卫生性能好。

Description

一种电动卫生隔膜阀

技术领域

本发明涉隔膜阀技术领域，尤其是指一种电动卫生隔膜阀。

背景技术

隔膜阀是以隔膜作为启闭件，由手轮、气或电驱动装置带动阀杆沿轴线做升降运动，将驱动部件与介质处于隔离状态，主要功能是接通或切断管路中的介质，控制介质流动的启闭装置。

隔膜阀工作介质接触的仅仅是隔膜和阀体,二者均可以采用多种不同的材料,因此该阀能理想地控制多种工作介质,尤其适合带有化学腐蚀性或悬浮颗粒的介质。隔膜阀主要应用在生物制药、食品加工、饮料生产和供水等生产设备上。隔膜阀结构简单，流体阻力小，易于密封。能应用于低温、低压、有悬浮颗粒和强腐蚀性介质的生产工况。

目前市场上隔膜阀按驱动方式分，有手动隔膜阀、气动隔膜阀和电动隔膜阀之分。其中，卫生级隔膜阀采用气缸驱动的方式较多，但气缸驱动阻力大，体积大，对密封要求高，且易造成液体之间互相污染。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中气动卫生级隔膜阀阻力大、体积大，且对密封要求高的缺陷，提供一种电动卫生隔膜阀。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动卫生隔膜阀，包括：

阀体，所述阀体上设置有液体入口和液体出口；

阀盖，所述阀盖与所述阀体连接，所述阀盖内设置有推块通道，所述推块通道内设置有压头，所述推块通道一端设置有推块电机，所述推块电机驱动所述压头沿所述推块通道的轴向往复移动，所述压头的下表面设置为第一斜面；

隔膜片，所述隔膜片设置在所述阀盖与阀体的连接处，所述隔膜片与隔膜顶杆的下端连接，所述隔膜顶杆的上端插入所述推块通道且抵接所述压头的下表面，所述隔膜顶杆与所述阀盖之间设置有复位件。

在本发明的一个实施例中，所述阀盖上与所述隔膜顶杆相对的一侧设置有压杆，所述压杆一端穿过所述阀盖抵压所述压头的上表面，另一端伸入调节件内，且与所述调节件内的调节弹簧相抵接。

在本发明的一个实施例中，所述压头的上表面为与其下表面倾斜方向相反的第二斜面。

在本发明的一个实施例中，所述隔膜顶杆包括顶杆本体和顶杆头，所述顶杆头的直径大于与其相连的所述顶杆本体一端的直径，所述复位件为抵接座，所述抵接座一端与所述压头相连，另一端设置有与所述顶杆本体配合的避让槽，所述抵接座与所述第一斜面之间形成与所述顶杆头尺寸对应的复位通道

在本发明的一个实施例中，所述隔膜顶杆下端设置有防脱头，所述防脱头的截面为“工”字形，所述隔膜片与所述防脱头注塑成一体。

在本发明的一个实施例中，所述隔膜片截面为H形，所述阀体上设置有对与所述隔膜片下表面的凸起对应的凹槽。

在本发明的一个实施例中，所述推块电机为贯通式直线电机，所述推块电机的电机轴固定连接所述压头。

在本发明的一个实施例中，所述阀盖包括盖筒和限位件，所述盖筒对应所述阀体的位置设置有安装孔，所述限位件插入所述安装孔，所述限位件内设置有与所述隔膜顶杆直径相匹配的限位孔，所述限位件下表面外周抵接所述阀体，所述限位件中部与所述阀体之间形成活动空间。

在本发明的一个实施例中，所述阀体内分隔所述液体入口和液体出口的阀座偏离所述隔膜片的中心设置。

在本发明的一个实施例中，所述第一斜面为弧形斜面，所述隔膜顶杆的顶部为光滑弧面。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的电动卫生隔膜阀，通过推块电机推动压头的方式实现隔膜顶杆在另一方向上的移动，一方面对密封要求低，无需引入额外的压力气源，结构简单紧凑，体积小，效率高，另一方面，即使隔膜片破裂，也不会引入润滑油等新的污染源对溶液造成二次污染，卫生性能好。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明剖视图；

图2是本发明隔膜片结构放大图。

说明书附图标记说明：10、阀体；11、液体入口；12、液体出口；13、阀座；14、凹槽；

20、阀盖；21、推块通道；22、压头；221、第一斜面；222、第二斜面；23、推块电机；231、电机轴；24、压杆；25、调节件；26、调节弹簧；27、抵接座；271、避让槽；272、复位通道；28、盖筒；29、限位件；

30、隔膜片；31、隔膜顶杆；311、顶杆本体；312、顶杆头；313、防脱头；32、凸起。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的一种电动卫生隔膜阀，包括：

阀体10，所述阀体10上设置有液体入口11和液体出口12。

阀盖20，所述阀盖20与所述阀体10连接，所述阀盖20内设置有推块通道21，所述推块通道21内设置有压头22，所述推块通道21一端设置有推块电机23，所述推块电机23驱动所述压头22沿所述推块通道21的轴向往复移动，所述压头22的下表面设置为第一斜面221。本发明中，推块通道21可以设置为与压头22尺寸相匹配，从而推块通道21能够对压头22的移动形成导向，避免压头22方向不稳。在其他实施例中，压头22可以以其他方式保证沿推块通道21轴向移动。由于压头22下表面设置为斜面，因此当压头22移动，压头22下方的阀盖20上一固定点与压头22下表面之间的距离不断变化。

还包括隔膜片30，所述隔膜片30设置在所述阀盖20与阀体10的连接处，用以将阀体10和阀盖20之间的空间分隔开。隔膜片30的轴向与推块通道21的轴向垂直，从而推块电机23位于隔膜片30侧边，推块电机23的润滑油等溶剂即使因为重力作用滴落也不会落在隔膜片30上，对隔膜片30造成污染。所述隔膜片30与隔膜顶杆31的下端连接，所述隔膜顶杆31的上端插入所述推块通道21且抵接所述压头22的下表面。随着压头22的移动，压头22下表面与阀盖20之间的距离减小，隔膜顶杆31顶部被压头22向下压动，带动隔膜片30抵接阀体10内的阀座13，实现液体入口11和液体出口12的阻断。由于隔膜顶杆31的顶端仅与压头22抵接，当压头22下表面与阀盖20之间的距离增大，隔膜顶杆31不会自动提升，因此在所述隔膜顶杆31与所述阀盖20之间设置有复位件，复位件带动隔膜顶杆31提升，隔膜片30上升，液体入口11和液体出口12连通。

本发明工作原理如下：

利用推块电机23关闭阀盖20：启动推块电机23，将旋转运动转换为直线运动，带动压头22沿推块通道21向左侧移动，压头22由于推块通道21的限制，其移动方向不会变化，压头22下表面与隔膜顶杆31处的阀盖20之间的距离不断缩小，因此抵接压头22下表面的隔膜顶杆31被推动向下移动，隔膜片30与阀座13相抵，关闭液体入口11和液体出口12的连通，实现切断流体的目的。

利用推块电机23打开阀盖20：启动推块电机23反转，将旋转运动转化为直线运动，带动压头22沿推块通道21向右移动，压头22下表面与隔膜顶杆31处的阀盖20之间的距离不断增大，由于隔膜顶杆31与压头22不相接，因此压头22无法带动隔膜顶杆31上移，但由于压头22对隔膜顶杆31的限制降低，因此复位件能够推动隔膜顶杆31上移，使隔膜顶杆31始终抵接压头22，进而隔膜片30发生弯曲并同时与阀座13分离，液体入口11和液体出口12连通，实现清洗和流道开启的目的。

本发明中的驱动元件为推块电机23，无需引入额外的压力气源，因此结构简单紧凑、体积小。推块电机23位于隔膜顶杆31侧边，推块电机23与压头22连接的方向垂直于隔膜顶杆31，且隔膜顶杆31通过压头22的移动实现升降，压头22始终遮挡在隔膜顶杆31上方，故即使推块电机23存在润滑液体，该液体也不会与隔膜顶杆31接触，更不会穿过阀盖20流至隔膜片30上表面，从而即使隔膜片30破损，也不会出现液体之间互相污染的情况。又由于隔膜顶杆31沿第一斜面221移动，若第一斜面221为平面则隔膜顶杆31由于摩擦力，可能对相对压头22产生跳动，因此本实施例中第一斜面221为弧形斜面。且为了减小隔膜顶杆31与压头22之间的摩擦力，所述隔膜顶杆31的顶部为光滑弧面。

在本发明的一实施例中，为实现推块电机23对压头22的驱动，推块通道21内可以设置螺杆，压头22设置有与螺杆匹配的螺纹，当推块电机23驱动螺杆旋转，压头22则可以沿螺杆轴向移动，实现压头22的动作。当螺杆在推块通道21内不方便安装，且在压头22内加工内螺纹较为复杂，为了简化隔膜阀的结构，本发明中，将推块电机23选择为贯通式直线电机，贯通式直线电机的电机轴231能够伸缩往复运动，当压头22与贯通式直线电机的电机轴231相连，则压头22被带动移动。

无论哪种驱动方式，推块电机23作为机械设备，其工作时存在一定的振动，该振动经过螺杆或电机轴231传递给压头22后，振动被放大，因此压头22在推块通道21内抖动。在本发明的一实施例中，推块通道21与压头22形状相匹配，当推块电机23推动压头22移动，推块通道21对压头22形成导向。但此时，当压头22振动，压头22持续敲击阀盖20，导致隔膜阀噪声大，且压头22易磨损。故在本发明的实施例中，在所述阀盖20上与所述隔膜顶杆31相对的一侧设置有压杆24，所述压杆24一端穿过所述阀盖20抵压所述压头22的上表面，另一端伸入调节件25内，且与所述调节件25内的调节弹簧26相抵接。压头22由于被压杆24和隔膜顶杆31夹持，压头22的位置被限制，因此推块通道21可以不与压头22形状相匹配以限制压头22的位置。同时由于调节弹簧26的存在，调节弹簧26对压杆24有向下的压力且存在缓冲作用，当压头22震颤时，压杆24在调节弹簧26的作用下始终接触压头22，避免了压头22不断撞击压杆24产生噪声。进一步的，随着压头22的移动，压头22将隔膜片30向下推动，此时需要对隔膜顶杆31施加更大的压力，若压头22与压杆24接触的表面为平面，则在压头22移动的过程中，压杆24对压头22的压力不变，无法满足隔膜顶杆31对隔膜片30压力的需求。因此本实施例中所述压头22的上表面为与其下表面倾斜方向相反的第二斜面222。随着压头22的移动，隔膜顶杆31被向下推动，同时压杆24被向上推动，调节弹簧26被压缩，调节弹簧26对压杆24施加了更大的推力，推力经压头22传递至隔膜顶杆31和隔膜片30，满足隔膜片30对压力的需求。当推块电机23推动压头22移动，压杆24和隔膜顶杆31同时被推动互相靠近或远离，实现压头22、压杆24和隔膜顶杆31的联动。

为了实现隔膜顶杆31的复位，复位件可以为复位弹簧，复位弹簧一端抵接阀盖20，另一端与隔膜顶杆31相连。当隔膜顶杆31被下压，复位弹簧压缩；当压头22反向移动，隔膜顶杆31有与压头22脱离的趋势，复位弹簧伸长，使隔膜顶杆31上升保持抵接压头22的状态。但一方面，在隔膜顶杆31为直杆时，复位弹簧与隔膜顶杆31不便于连接，另一方面，在压头22上表面与顶杆抵接时，若压头22上侧两侧均为弹性，则压头22在上下方向上的位置容易不稳定。因此本实施例中，设置所述隔膜顶杆31包括顶杆本体311和顶杆头312，所述顶杆头312的直径大于与其相连的所述顶杆本体311一端的直径。从而若复位件为复位弹簧，则复位弹簧套在顶杆本体311上，一端抵接顶杆头312，另一端抵接阀盖20。本实施例中，所述复位件为抵接座27，所述抵接座27一端与所述压头22相连，所述抵接座27另一端设置有与所述顶杆本体311配合的避让槽271，所述抵接座27与所述第一斜面221之间形成与所述顶杆头312尺寸对应的复位通道272。当推块电机23驱动压头22移动，顶杆本体311在避让槽271内移动，由于复位通道272的尺寸与顶杆头312的尺寸对应，因此抵接座27的上表面为斜面，由于顶杆头312的尺寸大于顶杆本体311，因此顶杆头312的下表面能够与抵接座27的上表面相抵。当隔膜顶杆31下降，第一斜面221对顶杆头312施加向下的压力，隔膜顶杆31带动隔膜片30下移，隔膜片30与阀座13相抵，关闭液体入口11和液体出口12的连通。当隔膜顶杆31上移，抵接座27的上表面对顶杆头312下表面施加向上的推力，隔膜顶杆31带动隔膜片30上移，隔膜片30发生弯曲并同时与阀座13分离，液体入口11和液体出口12连通。

参照图2所示，隔膜片30具有一定的弹性，由隔膜顶杆31驱动与阀座13相抵或分离，因此在隔膜顶杆31对隔膜片30施力使其变形时，隔膜片30有与隔膜顶杆31分离的趋势。为保证隔膜片30与隔膜顶杆31连接的稳定，所述隔膜顶杆31下端设置有防脱头313，所述防脱头313的截面为“工”字形，所述隔膜片30与所述防脱头313注塑成一体。由于防脱头313的存在，隔膜片30在于防脱头313注塑成型时，隔膜片30能够直接卡入工字形防脱头313上下两端之间的缝隙内，从而隔膜片30不容易与隔膜顶杆31分离。进一步的，本实施例中，为了提高隔膜片30与阀体10的密封性，所述隔膜片30截面为H形，即隔膜片30为圆形片，隔膜片30的外周向上下两侧均形成有凸起32，使隔膜片30的截面为H形。所述阀体10上设置有对与所述隔膜片30下表面的凸起32对应的凹槽14，隔膜片30凸起32的顶部抵接阀盖20的下表面。从而当隔膜片30下移时，隔膜片30压紧阀体10和阀座13，实现液体的阻断；当隔膜片30上移时，隔膜片30中部向上鼓起，而隔膜片30下方的凸起32仍填满凹槽14，隔膜片30外周仍贴合阀体10，此时阀体10不存在不易被清洗的卫生死区，对阀体10通入冲洗液进行清洗时，可以洗到边边角角，不会有其他溶液残留。隔膜片30上方的凸起32抵接阀盖20，使得隔膜片30中部上表面与阀盖20之间存在足够隔膜片30上移的空间。进一步的，为更好的实现流量大小和启闭控制，所述阀体10内分隔所述液体入口11和液体出口12的阀座13偏离所述隔膜片30的中心设置。且隔膜片30和阀体10均采用医用级材料制作，更符合卫生需求。

由于阀盖20与隔膜片30之间存在供隔膜片30移动的空间，且隔膜顶杆31穿过阀盖20，阀盖20对隔膜顶杆31的移动有导向作用，为方便加工及安装，在本发明的优选实施例中，所述阀盖20包括盖筒28和限位件29。将阀盖20设置为两个部分，降低了作为整体加工的难度，且两个部分组装方便。具体的，所述盖筒28对应所述阀体10的位置设置有安装孔，所述限位件29插入所述安装孔，所述限位件29内设置有与所述隔膜顶杆31直径相匹配的限位孔，所述限位件29下表面外周抵接所述阀体10，所述限位件29中部与所述阀体10之间形成活动空间。由于限位件29的设置，使得压头22下表面与阀盖20，具体的，与限位件29之间的距离较小，便于抵接件与限位件29相抵。

本发明在工作时，隔膜阀处于打开状态，隔膜片30中部向上鼓起与阀座13分离，液体入口11和液体出口12连通，隔膜顶杆31在抵接座27的顶持及限位孔的限位下上升至与第一斜面221的上端对应，压杆24位置与隔膜顶杆31位置对应，抵接压头22第二斜面222的下端。当需要关闭隔膜阀，推块电机23启动，电机轴231带动压块向图1中左侧移动，压头22第一斜面221的下端与隔膜顶杆31对应，压头22第二斜面222的上端与压杆24对应，即压杆24和隔膜顶杆31分别被推动向上和向下移动，使得压头22始终保持在与电机轴231在同一直线的位置。随着隔膜顶杆31下移，隔膜片30中部被向下压，抵接阀座13，实现液体入口11和液体出口12连通的关闭。本发明结构设计无死角，清洗方便，适于生物制药、食品饮料等行业应用，且采用电机往复驱动模式，纯机械设计，结构简单紧凑，体积小，效率高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体上设置有液体入口和液体出口；

阀盖，所述阀盖与所述阀体连接，所述阀盖内设置有推块通道，所述推块通道内设置有压头，所述推块通道一端设置有推块电机，所述推块电机驱动所述压头沿所述推块通道的轴向往复移动，所述压头的下表面设置为第一斜面；

隔膜片，所述隔膜片设置在所述阀盖与阀体的连接处，所述隔膜片与隔膜顶杆的下端连接，所述隔膜顶杆的上端插入所述推块通道且抵接所述压头的下表面，所述隔膜顶杆与所述阀盖之间设置有复位件;

所述隔膜顶杆包括顶杆本体和顶杆头，所述顶杆头的直径大于与其相连的所述顶杆本体一端的直径，所述复位件为抵接座，所述抵接座一端与所述压头相连，另一端设置有与所述顶杆本体配合的避让槽，所述抵接座与所述第一斜面之间形成与所述顶杆头尺寸对应的复位通道。

2.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述阀盖上与所述隔膜顶杆相对的一侧设置有压杆，所述压杆一端穿过所述阀盖抵压所述压头的上表面，另一端伸入调节件内，且与所述调节件内的调节弹簧相抵接。

3.根据权利要求2所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述压头的上表面为与其下表面倾斜方向相反的第二斜面。

4.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述隔膜顶杆下端设置有防脱头，所述防脱头的截面为“工”字形，所述隔膜片与所述防脱头注塑成一体。

5.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述隔膜片截面为H形，所述阀体上设置有对与所述隔膜片下表面的凸起对应的凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述推块电机为贯通式直线电机，所述推块电机的电机轴固定连接所述压头。

7.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述阀盖包括盖筒和限位件，所述盖筒对应所述阀体的位置设置有安装孔，所述限位件插入所述安装孔，所述限位件内设置有与所述隔膜顶杆直径相匹配的限位孔，所述限位件下表面外周抵接所述阀体，所述限位件中部与所述阀体之间形成活动空间。

8.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述阀体内分隔所述液体入口和液体出口的阀座偏离所述隔膜片的中心设置。

9.根据权利要求1所述的一种电动卫生隔膜阀，其特征在于，所述第一斜面为弧形斜面，所述隔膜顶杆的顶部为光滑弧面。