专利名称：高速开关阀和使用该高速开关阀的安全检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种快速通断流体通路的高速开关阀，特别适用于需 要对液体和高压气路快速通断的场合。本实用新型还涉及一种使用该高速
开关阀的安全检测系统(IMS)。
背景技术：
开关阀广泛应用于流体控制领域，例如，专利文献CN1277334A公开 一种用于电控柴油喷射系统的双自由内锥阀芯二位三通式电磁阔，试图解 决高速动态响应性能和大流量特性之间的困难；专利文献CN1803309A公 开一种点阵式喷标设备，通过控制系统的指令使喷头中的动铁芯做高速开 关动作，从而完成流体的喷和关；专利文献CN101063491A公开一种用于 袋式除尘器的波纹管式脉冲阀，该脉冲阀可适用于不同的喷吹气源压力， 从低压到高压均可使用。但是，上述专利文献中所使用的开关阀都属于普 通电磁阀，其都是通过电磁铁吸附阀芯滑动来控制流体通路的通断，响应 时间较慢，因此其控制流体通路通断的频率受到限制，通断频率很难高于 薦ms，即，通断周期很难小于80ms。
在利用安全检测系统(IMS)对行人进行毒品、爆炸物监测时，为了 吹落行人身上携带的毒品、爆炸物等可疑微粒，需要控制气路的通断来形 成快速喷气吹打气流，然而，目前，基本上都是采用上述普通电磁阀来控 制气路的通断，导致喷气频率难以提高，极大地影响安全检测的效果。
实用新型内容
本实用新型的一个方面旨在于提供一种能够提高喷气频率的高速开 关阀。
根据本实用新型的一个方面，提供一种高速开关阀，包括阀体，所述阀体中设置有一个中心孔和一个通气孔，所述中心孔和所述通气孔交叉 贯通；阀芯，所述阀芯转动地设置在阀体的中心孔中；和电机，所述电机 驱动阀芯转动，其中，所述阀芯上开设有至少一个连通孔，并且所述阀芯 具有连通位置和非连通位置，当所述阀芯转动到连通位置时所述连通孔连 通阀体的通气孔，当所述阀芯转动到非连通位置时阀芯截断阀体的通气 孔。
本实用新型的另一个方面旨在于提供一种能够提高喷气频率，以便有 效改善吹落人体衣物中携带可疑微粒的效果的安全检测系统。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种安全检测系统，包括供气气 路和串联在所述供气气路中的前述高速开关阀。
与现有的普通电磁阀相比，由于本实用新型通过旋转阀芯来控制气路 的通断，因此可以通过调节电机转速或阀芯上的连通孔的数量来控制气路 的通断频率，所以能够很容易实现气路通断的高频控制。
图1是本实用新型的高速开关阀的结构示意图； 图2是本实用新型的高速开关阀的阀体的结构示意图； 图3是沿图1中的A-A线的剖视图，显示高速开关阀处于连通状态下 的横截面；
图4是沿图1中的A-A线的剖视图，显示高速开关阀处于关闭状态下 的横截面；
图5是本实用新型的高速开关阀的第二实施例的阀芯横截面图； 图6是本实用新型的高速开关阀的第三实施例的阀芯横截面图；和 图7是本实用新型的安全检测系统的结构示意图。
具体实施方式
图l一4显示本实用新型的高速开关阀的第一实施例。具体地，图1 是本实用新型的高速开关阀的结构示意图；图2是本实用新型的高速开关 阀的阀体的结构示意图；图3是沿图1中的A-A线的剖视图，显示高速开关阀处于连通状态下的横截面；图4是沿图1中的A-A线的剖视图，显示 高速开关阀处于关闭状态下的横截面。
如图1所示，高速开关阀43包括阀体7、阀芯6和电机10。如图2 所示，在阀体7中开设有一个沿阀体7的纵向延伸的中心孔3，并且在阀 体7中开设有一个沿阀体的横向延伸的通气孔5，中心孔3和通气孔5交 叉贯通，在本实例的横截面视图(图2)中，中心孔3和通气孔5十字交 叉。
如图1所示，阀芯6安装在阀体7的中心孔3中，具体地，阀芯6的 两端分别通过轴承2转动地安装在阀体7的中心孔3中。为了防止泄漏， 阀芯6的外圆周面与中心孔3的内周面紧密配合，而且，在轴承2、阀体 7和阀芯6之间形成密封空间，在该密封空间中设置密封圈4。在本实例 中，密封圈4采用格雷密封圈。但是，请注意，也可在上述密封空间中设 置其它任何公知的密封件。
继续参照图1，电机10的外壳通过联结法兰8与阀体7的一端相连， 阀体7的另一端安装有端盖1。电机10的输出轴(未图示)通过联轴器9 与阀芯6的一端连接，以便驱动阀芯6旋转，请注意，电机10的输出轴 也可通过键槽配合或其它任何适合的方式与阀芯6连接。在本实例中，电 机10可为伺服电机，但是，请注意，也可以采用其它类型的旋转驱动机 构。
图3和图4清楚地显示了本实用新型的阀芯6的结构。如图3和图4 所示，阀芯6中开设有两个连通孔101和102，在图3和图4的截面图中， 两个连通孔101和102都分别通过阀芯6的横截面的中心，并且两个连通 孔101禾口102十字正交。
具体地，在电机IO (参见图l)的驱动下，阀芯6可旋转到使一个连 通孔101与阀体7的通气孔5连通的位置(图3所示的位置，不妨称为连 通位置)，当阔芯6继续旋转一定角度后(在本实例中为45度)，阀芯6 就会到达使阀体7的通气孔5被阀芯6的实心部分(阴影线部分)截断的 位置(图4所示的位置，不妨称为非连通位置)。当阀芯6旋转到连通位 置时，高速开关阀43导通，气流或其它流体可自由通过高速开关阀43的 通气孔5;当阀芯6旋转到非连通位置时，高速开关阀43的通气孔5被阀芯6截断，气流或其它流体不能通过高速开关阀43的通气孔5。从而能够 控制气流或其它流体的通断。
在第一实施例中，当阀芯6旋转一周时，高速开关阀43将实现通断 四次。此时，假设电机转速为n (转/秒)，那么开关阀一次通断的周期T 为..
r-丄 (1)
那么开关阀的通断频率f为
/ = 4" (2) 如果要实现周期r《80m，那么可获得下面的公式
"~~^~~ = 3.125 (转/秒) (3) 4 x 80附51
因此，此时只要合理旋转电机转速n，就可实现通断周期小于80ms 的控制，即，只要电机转速n大于3.125转/秒，即n大于187.5转/分钟， 显然这是很容易实现的。
图5显示本实用新型的高速开关阀的第二实施例。具体地，图5是本 实用新型的高速幵关阀的第二实施例的阀芯横截面图。
本实用新型的第二实施例与第一实施例的不同点仅在于阀芯6的结构 不同。在第二实施例中，如图5所示，阀芯6中只设置一个连通孔201。
对于第二实施例，当阀芯6旋转一周时，高速开关阀43将实现通断 两次。
图6显示本实用新型的高速开关阀的第三实施例。具体地，图6是本 实用新型的高速开关阀的第三实施例的阀芯横截面图。
本实用新型的第三实施例与第一实施例的不同点仅在于阀芯6的结构 不同。在第三实施例中，如图6所示，阀芯6中设置有三个连通孔301、302、 303，在图6所示的横截面视图中，三个连通孔301、 302、 303均匀 分布，将阀芯6的横截面均匀地分成六等分。
对于第三实施例，当阀芯6旋转一周时，高速开关阀43将实现通断 六次。
请注意，阀芯6的结构不局限于上述三个实施例，例如，阀芯6中还 可开设四个连通孔或更多个连通孔，以便进一步提高开关阀的通断频率， 进一步降低电机转速，而且理论上连通孔的数量越多越好，但是受到尺寸 的限制的，连通孔的数量不可能无限扩大。
本实用新型的高速开关阀不仅可用于控制气路的通断，还可以用于控 制油路的通断，以及任何一种流体管路的通断，这些等同变化理应落入本 实用新型的保护范围内。
图7是本实用新型的安全检测系统的结构示意图。如图7所示，安全 检测系统40包括气源41、供气管路42和安全检测门44，供气管路42连 通气源41和安全检测门44，用于向安全检测门44供应高压气流。
如图7所示，在供气管路42中串联有高速开关阀43，该高速开关阀 43可采用前述第一至第三实施例中的任一种结构。
由于本实用新型并不涉及高速开关阀43之外的其它结构的改进，因 此，对于安全检测系统40的气源41、供气管路42和安全检测门44的具 体结构不再详细说明，其可以采用现有技术中的任何一种公知的结构。即， 包括本实用新型的高速开关阀的任何安全检测系统都应落入本实用新型 的保护范围内。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术 人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这 些实施例进行变化，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求1. 一种高速开关阀，其特征在于所述高速开关阀包括阀体，所述阀体中设置有一个中心孔和一个通气孔，所述中心孔和所述通气孔交叉贯通；阀芯，所述阀芯转动地设置在阀体的中心孔中；和驱动机构，所述驱动机构驱动所述阀芯转动，所述阀芯上开设有至少一个连通孔，并且所述阀芯具有连通位置和非连通位置，当所述阀芯转动到连通位置时所述连通孔连通阀体的通气孔，当所述阀芯转动到非连通位置时阀芯截断阀体的通气孔。
2. 根据权利要求1所述的高速开关阀，其特征在于所述阀芯的两 端分别通过轴承转动地安装在阀体的中心孔中。
3. 根据权利要求2所述的高速开关阀，其特征在于在所述轴承、 阀体和阀芯之间形成密封空间，在所述密封空间中设置密封圈。
4. 根据权利要求3所述的高速开关阀，其特征在于所述密封圈为 格雷密封圈。
5. 根据权利要求1所述的高速开关阀，其特征在于所述驱动机构 为伺服电机。
6. 根据权利要求5所述的高速开关阀，其特征在于所述电机的输 出轴通过联轴器与阔芯连接。
7. 根据权利要求1 6中的任一项所述的高速开关阀，其特征在于-所述连通孔通过阀芯的横截面的中心。
8. 根据权利要求7中的任一项所述的高速开关阀，其特征在于所 述阔芯上开设有两个连通孔，所述两个连通孔十字正交。
9. 根据权利要求7中的任一项所述的高速开关阀，其特征在于所 述阀芯上开设有三个或更多个连通孔，所述三个或更多个连通孔均匀分 布。
10. —种安全检测系统，包括供气气路，其特征在于在所述供气气 路中串联权利要求1 9中的任一高速开关阀。
专利摘要本实用新型公开一种高速开关阀和使用该高速开关阀的安全检测系统。高速开关阀包括阀体，阀体中设置有一个中心孔和一个通气孔，中心孔和通气孔交叉贯通；阀芯，阀芯转动地设置在阀体的中心孔中；和电机，电机驱动阀芯转动，其中，阀芯上开设有至少一个连通孔，并且阀芯具有连通位置和非连通位置，当阀芯转动到连通位置时连通孔连通阀体的通气孔，当阀芯转动到非连通位置时阀芯截断阀体的通气孔。安全检测系统包括供气气路和串联在供气气路中的前述高速开关阀。与现有的普通电磁阀相比，由于本实用新型通过旋转阀芯来控制气路的通断，因此可以通过调节电机转速或阀芯上的连通孔的数量来控制气路的通断频率，所以能够很容易实现气路通断的高频控制。
文档编号G01N1/10GK201232793SQ20082010926
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者张金宇, 华 彭, 悦 李 申请人:同方威视技术股份有限公司