一种电动阀式取样器的制作方法

1.本实用新型涉及取样器技术领域，特别涉及一种电动阀式取样器。


背景技术：

2.气象和其他学科实验室研究中常常会遇到要求向反应器皿中注入反应样气的情况。通常情况下，采用医用注射器或带有刻度的手动抽气唧筒完成取样任务。
3.然而，使用注射器为手动操作，稳定性不好，不同人员操作也会由于操作习惯不同的原因引入人为误差，使得取样精度不高；而且有时使用金属唧筒，可能由于静电吸附造成样气的损失；并且注射器不易密闭，注射器开口无密封措施，注射器取样容量有限。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种电动阀式取样器，通过驱动机构带动柱塞在取样筒内作往复运动，以便于实现了样气的自动抽取，而且具有取样效率高、取样稳定性好和取样精度高等特点。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种电动阀式取样器，包括：
7.载体；
8.设置于所述载体的取样筒；
9.设置于所述取样筒内，且可沿所述取样筒的轴向移动的柱塞；
10.设置于所述载体，用于驱使所述柱塞沿所述取样筒的轴向移动的驱动机构。
11.优选地，所述取样筒为石英玻璃取样筒。
12.优选地，所述柱塞包括皮碗和导向柱；
13.所述导向柱的外周壁与所述取样筒的内周壁贴合，所述导向柱的第一端与所述皮碗连接，第二端与所述驱动机构的活动端连接，所述皮碗的外周边与所述取样筒的内周壁接触配合。
14.优选地，所述皮碗沿其轴向为双层皮碗。
15.优选地，所述柱塞还包括：
16.沿周向设置于所述双层皮碗之间的间隙，且用于同所述取样筒的内周壁接触配合的密封液体。
17.优选地，所述载体为手持式载体，且所述驱动机构设置于所述手持式载体内。
18.优选地，所述手持式载体包括前端盖、手柄壳体和连接架；
19.所述连接架第一端连接于所述前端盖，第二端连接于所述手柄壳体；所述取样筒的第一端连接于所述前端盖，第二端连接于所述手柄壳体，且通过所述连接架支撑；所述驱动机构设置于所述手柄壳体内，且所述驱动机构的控制开关位于所述手柄壳体外。
20.优选地，所述前端盖设有连通于所述取样筒第一端的出入口；
21.所述电动阀式取样器还包括:
22.设置于所述前端盖内，用于控制所述出入口开闭的电磁阀。
23.优选地，所述驱动机构包括电动丝杠组件。
24.优选地，所述电动丝杠组件包括：丝杠组件、电机传动组件、开关组件和电池组件；
25.所述丝杠组件包括丝杠和螺母；所述螺母设置于所述手柄壳体内；所述丝杠的第一端穿过所述取样筒第二端，并位于所述取样筒内与所述柱塞连接，第二端位于所述手柄壳体外，中间部分与所述螺母配合；所述电机传动组件设置于所述手柄壳体内，用于驱使所述螺母转动；所述开关组件设置所述手柄壳体外，且与所述电机传动组件电连接；所述电池组件设置于所述手柄壳体，且分别与所述电机传动组件和所述开关组件电连接。
26.从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的电动阀式取样器，通过驱动机构带动柱塞在取样筒内作往复运动，以便于实现了样气的自动抽取，而且具有取样效率高、取样稳定性好和取样精度高等特点。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的电动阀式取样器的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的丝杠组件的传动配合示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的丝杠的结构示意图；
31.图4为本实用新型实施例提供的丝杠定位套的结构示意图。
32.其中，1为手柄壳体，2为锂电池，3为开关，4为换向开关，5为减速机壳体，6为直流电机，7为主齿轮，8为被动齿轮组，9为丝杠(不锈钢多头丝杠)，10为后连接体组件，11为第一连接过度螺套，12为取样筒(主体石英玻璃管)，13为刻度线，14为连接架，15为连接块，16为前端盖，17为电磁阀，18为皮碗(水密封皮碗)，19为导向柱，20为锁母，21为多头螺母，22为第二连接过度螺套，23为密封液体，24为取样接口24，25为出入口，26为螺母，27为铜套轴承，28为减速箱主体，29为丝杠定位套。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.本实用新型实施例提供的电动阀式取样器，如图1所示，包括：
35.载体；
36.设置于载体的取样筒12；
37.设置于取样筒12内，且可沿取样筒12的轴向移动的柱塞；
38.设置于载体，用于驱使柱塞沿取样筒12的轴向移动的驱动机构。
39.需要说明的是，载体作为取样器的框架主体，用于安装取样筒12和驱动机构；此
外，取样筒12外壁设有刻度线13，以及其第一端(如图1中取样筒12的右端)为开口结构，并作为取样筒12的取样端；另外，柱塞可沿取样筒12的轴向往复移动，以便于实现样气的抽入和抽出；当然，如图1所示，驱动机构位于取样筒12第二端(如图1中取样筒12的左端)所在的一侧，以便于更好地实现柱塞的往复移动。
40.从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的电动阀式取样器，通过驱动机构带动柱塞在取样筒内作往复运动，以便于实现了样气的自动抽取，而且具有取样效率高、取样稳定性好和取样精度高等特点。
41.在本方案中，取样筒12为石英玻璃取样筒。如此一来，不仅保证了取样筒12的结构强度，使其不易损坏，而且还可避免静电吸附筒壁，从而有助于消除由于静电吸附筒壁而造成样气定量不准的问题。
42.具体地，如图1所示，柱塞包括皮碗18和导向柱19；
43.导向柱19的外周壁与取样筒12的内周壁贴合，导向柱19的第一端与皮碗18连接，第二端与驱动机构的活动端连接；如此一来，以便于实现皮碗18在取样筒12内的导向往复运动，使得皮碗18的往复运动更加稳定和平顺；皮碗18的外周边与取样筒12的内周壁接触配合，使得皮碗18的外周边与取样筒12的内周壁达到动密封的效果，从而保证了取样筒12工作区域的密封性。也就是说，本方案的柱塞如此设计，具有结构简单、运动平顺和密封性好等特点。
44.进一步地，为了使得皮碗18起到更好的密封效果，这就需要采用多层密封结构设计；相应地，如图1所示，皮碗18沿其轴向为双层皮碗，从而可进一步保证了取样筒12工作区域的密封性。
45.再进一步地，由于取样筒12为玻璃制品，皮碗相对于其作密封往复运动，这不能使得皮碗的外周边过大，如此一来，使得双层皮碗之间存在间隙；为了提升双层皮碗的密封效果；相应地，如图1所示，柱塞还包括：
46.沿周向设置于双层皮碗之间的间隙，且用于同取样筒12的内周壁接触配合的密封液体23。其中，密封液体23采用表面张力高的液体。更为具体地，密封液体23采用蒸馏水和表面张力比较大和能起润滑作用的有机脂混合而成。
47.在本方案中，为了实现取样器的便捷取样，这就需要取样器的设置主体(载体)手持方便、携带方便；相应地，本方案中的载体为手持式载体，且驱动机构设置于手持式载体内。
48.具体地，如图1所示，手持式载体包括前端盖16、手柄壳体1和连接架14；
49.连接架14第一端(如图1中连接架14的右端)连接于前端盖16，第二端(如图1中连接架14的左端)连接于手柄壳体1；取样筒12的第一端连接于前端盖16，第二端连接于手柄壳体1，且通过连接架14支撑，即为连接架14用于支撑取样筒12；本方案如此设计，可使得取样器的手持式结构连接更加稳固；也就是说，如图1所示，本方案取样器的结构为手枪式结构，便于取样和携带；驱动机构设置于手柄壳体1内，且驱动机构的控制开关位于手柄壳体1外。如此一来，便于对取样过程的操控。其中，连接架14和取样筒12两端的连接形式，可参照图1中的对应部件的连接结构，此处不再赘述。
50.进一步地，如图1所示，前端盖16设有连通于取样筒12第一端的出入口25；
51.本实用新型实施例提供的电动阀式取样器还包括:
52.设置于前端盖16内，用于控制出入口25开闭的电磁阀17。其中，在常态下，电磁阀17将出入口25控制为关闭状态。如此一来，以便于隔绝工作区域内的样气与外界环境，防止工作区域内的样气发生泄露，使得样气不受污染和溢漏。具体地，如图1所示，电磁阀17的出入端接入前端盖16的出入口25内。此外，前端盖16外端面还设有连通于出入口25，可适合不同尺寸进气管的取样接口24。
53.为了进一步优化上述技术方案，驱动机构包括电动丝杠组件。也就是说，本方案采用电动丝杠的形式带动柱塞的运动，可使得柱塞运动更加平稳、更加可靠，而且还有助于实现取样器精准取样的目的。当然，本方案中的驱动机构还可采用其它形式的驱动机构，比如推杆机构等；此外，驱动机构的动力方式不局限于电动，还可气动和液压驱动等。
54.具体地，电动丝杠组件包括：丝杠组件、电机传动组件、开关组件和电池组件；
55.如图1所示，丝杠组件包括丝杠9和螺母26；螺母26设置于手柄壳体1内；丝杠9的第一端穿过取样筒12的第二端，并位于取样筒12内与柱塞连接；其中，如图1所示，导向柱19第二端(如图1中导向柱19的左端)开设有凹槽；多头螺母21设置于凹槽内，并与丝杠9的第一端螺纹连接，并再通过锁母20将多头螺母21固定于凹槽内，从而实现了丝杠9的第一端与柱塞(导向柱19)的连接；也就是说，锁母20是连接在导向柱19上，用于锁住丝杠9前端的多头螺母21，多头螺母21是用于锁住丝杠9；丝杠9的第二端位于手柄壳体1外，中间部分与螺母26配合；
56.电机传动组件设置于手柄壳体1内，用于驱使螺母26转动；如图1所示，电机传动组件包括直流电机6、主齿轮7和被动齿轮组8等部件，其部件之间的配合方式请参照图1和图2所示；其中，直流电机6带动齿轮的咬合，然后使得被动齿轮组8带动螺母26的转动，再通过螺母26与丝杠9的配合，以实现了丝杠9推动柱塞的往复运动(如图1中的左右运动)；当然，本方案中的丝杠9只作直线往复移动，没有自转运动；其中，本方案中设有用于同丝杠9配合的止转结构，防止螺母26带动丝杠9自转，以确保丝杠9的直线移动；具体地，如图2所示，该止转结构为设置于变速箱主体28，用于同丝杠9止转配合的丝杠定位套29。其中，丝杠9的结构可参照图3所示，丝杠定位套29的结构可参照图4所示，两者通过内外多边型面的配合实现了丝杠9止转的目的。
57.开关组件设置手柄壳体1外，且与电机传动组件电连接；其中，如图1所示，开关组件包括均设置手柄壳体1外的开关3和换向开关4；电池组件设置于手柄壳体1，且分别与电机传动组件和开关组件电连接。当然，电池组件可采用设置于手柄壳体底部的锂电池2。
58.下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
59.气象和其他学科实验室研究中常常会遇到要求向反应器皿中注入反应样气的问题。针对样气体积较小、精度要求不高的时候，往往是借助一些已有的医用或其他应用的现成的注射器，如100ml医用玻璃注射器等。但是，此类成品往往容积固定，不易密闭，手动操作使精度控制难度大，操作不当容易损坏还可能存在安全隐患，如果是金属类注射器的还可能存在样气由于静电吸附器壁造成样品气体定量不准等问题。
60.为了解决上述问题，本实用新型设计一种非金属类、电动控制、密闭性能好、又有一定容积(可满足通常实验要求)的实验样气取样器。
61.本实用新型设计的电动阀式取样器，是实验室气体样本以及检测检定标准气体的引入装置。
62.本实用新型的技术方案：
63.本机构主体功能是，以外筒(即为取样筒，下同)为石英玻璃，内为聚酯或橡胶制作的柱塞皮碗(即为柱塞，下同)使其往复运动，从而实现吸入和呼出。
64.外筒为石英玻璃并根据标定作刻度线和相应阿拉伯数字。
65.柱塞皮碗是取样器往复运动部件并保证工作区域密封及样品不受污染和溢漏。
66.柱塞皮碗密封实现原理：柱塞皮碗是由导向柱和双层皮碗组成。导向柱主要是在筒内运动过程中起到稳定皮碗，使其运动平顺，并起到连接动力部件(如丝杠组件)。双层皮碗是由双层中间充满表面张力高的液体组成。由于外筒为玻璃制品与内皮碗作相应运动并密封，还不能使皮碗过硬太大和弹性过高，所以利用表面张力高的液体来拟补。
67.电动阀式取样器的动力：电源为可充电锂电池来驱动减速电机并带动丝杠使其推动柱塞皮碗作往复运动。
68.在出入口设有常闭电磁阀，它的作用为与外界隔离，不会使工作区域内样品污染和泄漏并保持设定压力，也不因外界压强变化而产生泄漏。
69.电动阀式取样器为携带方便，操作简单的实验室样品采集和气源的气压保持器。
70.电动阀式取样器的应用；其为实验室气体或液体样品采集和保存设备，也可以作为气压检测(气象等专业)的气源。
71.本实用新型的的关键点和欲保护点：
72.本设计外筒采用石英玻璃避免静电吸附；柱塞皮碗由导向柱和双层皮碗组成；外筒和内皮碗做相对运动并且保持密封；导向柱保证皮碗运动平顺，并连接动力部件。双层皮碗起到更好的密封作用；出入口设置电磁阀起到样气与外界隔绝的作用。
73.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
74.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。