专利名称：一种多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及设备外接导管簇的整体接口设计，特别涉及一种多通道流体分配器与其外接导管簇的整体接口设计。
背景技术：
分析仪器领域需要用到大量的多通道流体分配器，例如多位阀、流路切换器等。这些设备往往会连接很多的外接导管，对于如超过8个端口以上 的多位阀或者流路切换器，其外接导管簇与流体分配器的连接接口所占空间逐渐增大，连接操作逐渐复杂，因此，多通道流体分配器的外接导管簇的接口设计是流体分配器设计中的重要组成部分之一。图I显不了 Valco Instruments Co. Inc.公司的Cheminert多位阀结构不意图(http://www. vici. com/cval/cval. php),主阀体3的前方是定阀芯I,定阀芯I内加工有若干流体通道，包括一个位于中央的公共流体通道和若干分布于同一圆周上的分配流体通道。多位阀的若干外接导管与定阀芯I中上述的各流体通道相连。在多位阀主阀体3的内部安装有一动阀芯2，将定阀芯I通过螺栓向主阀体3收紧固定后，定阀芯I与动阀芯2的接触面构成密封面。动阀芯2的密封面上加工有一个导通凹槽，在动阀芯2与定阀芯I贴紧密封的情况下，所述导通凹槽可连通定阀芯I中央流体通道和外围分配流体通道。当动阀芯2在主阀体3内电机的带动下旋转到不同角度时，可将定阀芯I中央的公共流体通道与定阀芯I外圈上的不同分配通道连通，实现对流体的分配控制。在已知的现有技术中，与多位阀相连接的外接导管簇的接口设计如图2所示在定阀芯11各流体通道12的外端(或者与定阀芯11构成固定关系的阀体上)加工有数个螺纹孔13，外接导管簇中的各个导管16各自穿过一个带中心通孔的螺纹接头15，导管16前端套上密封垫圈14后插入定阀芯11中相应的流体通道12内，拧紧螺纹接头13后，可将密封垫圈14紧紧地压在流体通道12靠外侧一端的台阶端面17上，同时密封垫圈14受压缩后向内挤，将导管16挤出一凹槽并紧紧压紧，以防止导管16被外力轻易拔出。在密封垫圈14与导管16，以及密封垫圈14与流体通道台阶端面17间的密封的共同作用下，可实现外接各导管16与定阀芯11中相应流体通道12的密封。上述已知的设计具有下列不足I.由于阀体各外接导管与定阀芯的密封及压紧设计采用了螺纹接头拧紧及加装前端密封垫片的方式，使得各分配端口所占的空间至少是导管本身空间的2-3倍。对于外径3. 2毫米的导管，其密封和拧紧接头器件的直径将达到了 7-10毫米。如果多位阀的分配端口超过5个，这将使阀芯上各分配端口的分布圆周的直径增大2-3倍，这就大大地增大了定阀芯和整个阀体的尺寸，或者限制了在有限的面积内实现更多分配通道的设计。图3是一个6通道多位阀的阀头俯视图，从图中可以很清楚地看出，为了给6个螺纹接头15留下足够的安装空间，设计者不得不将6个分配端口的分布圆周放大。2.更重要的是由于定阀芯与动阀芯间的密封效果完全依赖于两个器件密封面的加工平面度，随着各流体通道分布圆周直径的加大，密封面的加工面积将以平方的关系相应增加，这就大大加大了定阀芯和动阀芯的加工和密封难度。同时，各流体通道分布圆周直径的加大也将增加阀芯旋转同样角度时的线距离，加大了阀芯的磨损，降低了阀芯的使用寿命。3.为了解决第二个问题，目前技术的解决方法如图4所示，在定阀芯11的外端打斜孔18连通定阀芯的密封面19，这样既增大了定阀芯11外端各导管16及其螺纹接头15的分布圆周，又减小各流体通道在定阀芯密封端面19上出孔的分布圆周。图5为图4的俯视图。由此而带来的问题是增加了定阀芯11的加工难度，定阀芯开模成型的模具成本增加甚至无法开模加工，只能通过机加工的方式逐一从各角度钻多个斜孔。并且，采用这种设计不仅无法解决问题一中提到的阀芯和阀体整体尺寸过大的问题，而且还增大了定阀芯的尺寸和成本(由于要求阀芯材料必须耐磨耐腐蚀，而且加工性能好，通常阀芯材料都是非常昂贵的)。4.另外，采用螺纹接头拧紧及加装前端密封垫片的方式逐一安装管路的步骤相对麻烦耗时，对安装人员的操作要求比较高。
发明内容
为了解决现有技术的前述问题，本发明提供了一种多通道流体分配器与其外接导管簇的整体接口设计。本发明的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，包括定阀芯和外接导管簇，所述定阀芯内加工有若干流体通道，所述各流体通道向内的一端连通定阀芯的密封面，向外的一端连通所述外接导管簇的各个导管，其特征在于所述外接导管簇中包含至少3根挤入式导管，所述定阀芯内的若干流体通道中包含与所述挤入式导管数目一致的挤入式流体通道，所述挤入式流体通道由互相连通的过盈密封通道和导通通道两部分组成，所述过盈密封通道位于定阀芯向外连接挤入式导管的一侧，过盈密封通道的另一端连通导通通道，所述导通通道向内的一端连通定阀芯的密封面，所述挤入式导管前端的外径与所述过盈密封通道的内径构成过盈配合，挤入式导管的前端从定阀芯的外侧插入过盈密封通道中，通过与过盈密封通道形成的过盈配合实现挤入式导管与定阀芯间的密封与连接固定。所述过盈密封通道在轴向上的长度大于I毫米。所述导通通道的内径与所述挤入式导管的内径相差不超过I毫米。所述过盈密封通道加工为里端细、外端粗的圆锥台孔。所述过盈密封通道的圆锥台孔的锥度比介于I : 5到I : 300之间，所述圆锥台孔的前、后底圆直径差不大于所述挤入式导管直径的1/8。所述挤入式导管插入所述过盈密封通道后，挤入式导管的前端面与过盈密闭通道的圆锥台孔的里端面距离小于O. 5毫米。所述挤入式导管的壁厚大于等于O. 2毫米。所述挤入式导管的前端加工为前细后粗的圆锥台形。所述定阀芯内各挤入式流体通道的外端加工有一个大于所述挤入式导管外径的凹槽，在所述挤入式导管插入定阀芯之前或之后，可在凹槽处注入粘合剂或压入中间带有通孔的弹性密封圈，以加强挤入式导管与挤入式流体通道间的密封和固定。所述各挤入式导管的远端连接到管-管连接器的一端，管-管连接器的另一端连接延长导管。通过这种连接方式，可实现对挤入式导管的延长，同时允许用户能够更换挤入式导管的延长导管。
图I所示为现有技术中一种多位阀结构示意2所示为现有技术中一种六通道多位阀外接导管簇整体接口设计的剖面3所示为图2所示的现有技术中一种六通道多位阀的俯视4所示为现有技术中一种十通道多位阀外接导管簇整体接口设计的剖面5所示为图4所示的现有技术中一种十通道多位阀的俯视6所示为本发明一种十通道多位阀外接导管簇接口设计的剖面示意图·图7所示为图6中A-A向的剖面俯视图
具体实施例方式图6和图7所示分别为本发明一种十通道流体分配器的外接导管簇接口设计的剖面示意图和A-A向俯视示意图，包括定阀芯20、11根挤入式导管25、11个压入式密封垫圈27、11根管-管连接器28以及11根延长导管29。其中定阀芯20内加工有11个挤入式流体通道21，这些流体通道包括一个位于中央的公共流体通道和十个分布于同一圆周上的分配流体通道；挤入式流体通道21由互相连通的过盈密封通道22和导通通道23两部分组成，过盈密封通道22位于所述定阀芯20内向外连接挤入式导管25的一侧，挤入式导管25的前端插入相应的过盈密封通道22后，通过与过盈密封通道22构成过盈配合实现挤入式导管25与定阀芯20间的密封连接固定，过盈密封通道22的另一端连通所述导通通道23，导通通道23向内的一端连通所述定阀芯的密封面26 ;各挤入式导管25的远端可连接到管-管连接器28的一端，管-管连接器28的另一端连接延长导管29。通过这种连接方式，可实现对挤入式导管25的延长，同时允许用户能够更换挤入式导管的延长导管29。为了进一步加强挤入式导管25与挤入式流体通道21间的密封和固定，定阀芯20内各过盈密封通道22的外端加工有一个大于所述挤入式导管25外径的凹槽24,在所述挤入式导管25插入定阀芯20之前或之后，在凹槽24处可注入粘合剂或压入中间带有通孔的弹性密封圈27加强挤入式导管25与挤入式流体通道21间的密封和固定，为保证挤入式导管25具有一定弹性和过盈密封性能，要求其壁厚大于等于O. 2毫米。作为优选过盈密封通道22在轴向上的长度大于I毫米。作为优选导通通道23的内径与所述挤入式导管25的内径相差不超过I毫米。作为优选过盈密封通道22加工为里端细、外端粗的圆锥台孔。作为优选过盈密封通道22的圆锥台孔的锥度比介于I : 5到I : 300之间，圆锥台孔的前、后底圆直径差不大于所述挤入式导管25直径的1/8。作为优选挤入式导管25插入所述挤入式流体通道21后，所述挤入式导管的前端面与过盈密闭通道的圆锥台孔的里端面距离小于O. 5毫米。作为优选，挤入式导管25可选用聚四氟乙烯硬管，内径为I. 6毫米，外径为3. 2毫米。作为优选挤入式导管25插入定阀芯20的前端加工为前细后粗的圆锥台形。
作为优选可将11个中间带有通孔的弹性密封圈27合并成一个带有11个通孔的弹性密封垫。本发明与现有技术相比，具有以下有益效果I.由于流体分配器各外接导管簇中有部分或全部导管与定阀芯的密封连接采用了挤入式插入并通过过盈配合实现密封及连接固定的设计，与现有技术相比，对于超过5个外接端口的多通道流体分配器，这将节约阀芯和整个阀体约50%左右的体积，或者在有限的面积下实现更多分配通道的设计。例如，通过比较图3和图7可以看出，对于外径在3. 2毫米的外接导管簇，在同样的面积内，现有技术能安装的最大导管数为6，而本发明能安装的导管数为10。2.对于数量确定的导管数要求，本发明所需的密封面更小，这不仅有利于定阀芯 与动阀芯密封端面的的加工和密封，同时减小了阀芯旋转时的线距离磨损，提高了阀芯的使用寿命。3.同时，由于本发明可以在有限的面积下容纳更多流体通道和相应的外接导管，因此在一定的导管数量范围内，可直接在定阀芯内轴向方向上打直孔，而不需要采用打斜孔的设计，这就降低了定阀芯开模加工的难度，可通过模具一次成型。4.另外，采用挤入式导管直接挤入的管路安装方式简单直接，不仅对安装人员的操作要求较低，而且节省了螺纹接头和密封垫圈的成本。采用了本发明设计方案生产的十通道多位阀，2011年8月，其市场售价为2500元人民币，而具有类似功能的美国Valco公司的cheminert型十通道多位阀，同期市场售价为9000元人民币以上，基于本发明的产品大大降低了国内部分分析仪器在物料采购上的成本支出。这里公开的实施例是示例性的，其仅是为了对本发明进行解释说明，而并不是对本发明的限制，本领域或技术人员可以预见的改良和扩展都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，包括定阀芯(20)和外接导管簇，所述定阀芯(20)内加工有若干流体通道，所述各流体通道向内的一端连通定阀芯(20)的密封面(26)，向外的一端连通所述外接导管簇的各个导管，其特征在于所述外接导管簇中包含至少3根挤入式导管(25)，所述定阀芯(20)内的若干流体通道中包含与所述挤入式导管(25)数目一致的挤入式流体通道(21)，所述挤入式流体通道(21)由互相连通的过盈密封通道(22)和导通通道(23)两部分组成，所述过盈密封通道(22)位于定阀芯(20)向外连接挤入式导管(25)的一侧，过盈密封通道(22)的另一端连通导通通道(23)，所述导通通道(23)向内的一端连通定阀芯(20)的密封面(26)，所述挤入式导管(25)前端的外径与所述过盈密封通道(22)的内径构成过盈配合，挤入式导管(25)的前端从定阀芯(20)的外侧插入过盈密封通道(22)中，通过与过盈密封通道(22)形成的过盈配合实现挤入式导管(25)与定阀芯(20)间的密封与连接固定。
2.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述过盈密封通道(22)在轴向上的长度大于I毫米。
3.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述导通通道(23)的内径与所述挤入式导管(25)的内径相差不超过I毫米。
4.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述过盈密封通道(22)加工为里端细、外端粗的圆锥台孔。
5.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述过盈密封通道(22)的圆锥台孔的锥度比介于I : 5到I : 300之间，所述圆锥台孔的前、后底圆直径差不大于所述挤入式导管(25)直径的1/8。
6.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述挤入式导管(25)插入所述过盈密封通道(22)后，挤入式导管(25)的前端面与过盈密闭通道(22)的圆锥台孔的里端面距离小于O. 5毫米。
7.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述挤入式导管(25)的壁厚大于等于O. 2毫米。
8.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述挤入式导管(25)的前端加工为前细后粗的圆锥台形。
9.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述定阀芯(20)内各挤入式流体通道(21)的外端加工有一个大于所述挤入式导管(25)外径的凹槽(24)，在所述挤入式导管插入定阀芯(20)之前或之后，可在凹槽(24)处注入粘合剂或压入中间带有通孔的弹性密封圈(27)，以加强挤入式导管(25)与挤入式流体通道(21)间的密封和固定。
10.根据权利要求I所述的多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计，其特征在于所述各挤入式导管(25)的远端连接到管-管连接器(28)的一端，管-管连接器(28)的另一端连接延长导管(29)。
全文摘要
一种多通道流体分配器与其外接导管簇的整体接口设计，包括定阀芯和若干外接导管簇，定阀芯内加工有若干流体通道，外接导管簇中包含至少3根挤入式导管，定阀芯内的若干流体通道中包含与所述挤入式导管数目一致的挤入式流体通道，挤入式导管的前端从定阀芯的外侧插入过盈密封通道中，通过与过盈密封通道形成的过盈配合实现挤入式导管与定阀芯间的密封与连接固定。
文档编号F16K11/00GK102954250SQ20111024242
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者肖又曾 申请人:桂林欧博仪器技术有限公司