一种双通道旋转压管阀
阅读说明：本技术 一种双通道旋转压管阀 (Double-channel rotary pipe pressing valve ) 是由 孙伟 黄海涛 旷兴龙 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：一种双通道旋转压管阀,涉及医疗设备的技术领域。包括用于控制步进电机的控制主板,步进电机的上部设置用于将步进电机转矩放大的行星减速机,行星减速机的上部连接阀座模组,阀座模组内部设置有与行星减速机相连接的转子模组,阀座模组上部设置管座模组,管座模组上设置用于承载软管的卡槽,管座模组的上部设置管盖。本发明提供一种双通道旋转压管阀,通过步进电机+行星减速机的传动方式,驱动转子沿行星减速机转轴做旋转运动,由限位开关构成闭环反馈系统,对角度和位置进行精确控制,由内部的光学传感器来检测管路是否安装或者安装到位,来实现对两个管路的开合(通断)的控制。(A dual-channel rotary pipe pressing valve relates to the technical field of medical equipment. Including the control mainboard that is used for controlling step motor, step motor's upper portion sets up the planetary reducer who is used for enlargiing step motor torque, and the disk seat module is connected on planetary reducer's upper portion, and the inside rotor module that is connected with planetary reducer that is provided with of disk seat module sets up the tube socket module on disk seat module, sets up the draw-in groove that is used for bearing the weight of the hose on the tube socket module, and the upper portion of tube socket module sets up the tube cap. The invention provides a double-channel rotary pipe pressing valve, which drives a rotor to rotate along a rotating shaft of a planetary reducer in a transmission mode of a stepping motor and the planetary reducer, forms a closed loop feedback system by a limit switch, accurately controls the angle and the position, and detects whether a pipeline is installed or is installed in place by an internal optical sensor to realize the control of the opening and closing (on-off) of the two pipelines.)
技术领域
本发明涉及医疗设备的技术领域，尤其涉及与软管配合的压管阀的技术领域。
背景技术
在医疗设备的使用过程中，通常使用软管配合相应的泵、阀、称重装置等零部件来实现对生物液体（如血液）的输送、转移以及定量控制。其中阀的作用是控制管路的通断，目前业内常用的有电磁夹管阀、旋塞阀等。
使用电磁夹管阀的优势是结构简单，缺点是电磁夹管阀只适用于单通道，在双通道的情况下，两条通道要么同时通断，要么就是通断相反，不够灵活，想要达到灵活控制的状态，1个电磁夹管阀只能控制1根软管的通断，造成在医疗设备上不得不安装多个电磁夹管阀，占用了宝贵的内部空间；同时，由于电磁夹管阀是采用线圈通电产生磁场来驱动阀芯，工作时线圈必须持续通电，不仅会消耗能源，增加整机功耗；同时线圈持续通电还会产生大量的热，有可能造成线圈性能下降乃至损坏。
使用旋塞阀的优势是阀本身结构简单、体积较小，缺点是其配套的耗材结构以及生产工艺相对复杂，对于大批量使用的耗材而言，成本较高；同时，对操作旋塞阀设备的医护人员要求较高，需要一定的培训成本；更严重的是当配套耗材因品控、误操作而导致本身性能下降或者损坏时，无论是设备本身还是操作人员均无法及时发现，从而可能造成更严重的后果。
无论是电磁阀还是旋塞阀，它们都不能检测管路是否安装或者安装到位，不能给操作者明确的反馈和提示。
发明内容
本发明提供一种双通道旋转压管阀，通过步进电机+行星减速机的传动方式，驱动转子沿行星减速机转轴做旋转运动，由限位开关构成闭环反馈系统，对角度和位置进行精确控制，由内部的光学传感器来检测管路是否安装或者安装到位，来实现对两个管路的开合（通断）的控制。
一种双通道旋转压管阀，包括用于控制步进电机的控制主板，步进电机的上部设置用于将步进电机转矩放大的行星减速机，行星减速机的上部设置固定管座组件和转子模组的阀座模组，管座模组上设置用于承载软管的卡槽，转子模组连接行星减速机转轴，管座模组的上部设置管盖。
优选的是，本发明控制主板的上端面布置有磁感应编码器芯片，步进电机电机尾部设置磁铁固定座，磁铁固定座内固定安装磁铁，磁铁与磁感应编码器芯片对中。
优选的是，本发明的行星减速机与步进电机之间螺钉连接，行星减速机将步进电机转矩进行放大的同时转速降低；步进电机的转矩通过行星减速机转轴、平键输出。
优选的是，本发明的阀座模组包括连接板、光电传感器、阀座、定位销、深沟球轴承，连接板与行星减速机连接，光电传感器固定在连接板上，阀座与连接板连接；阀座上固定有定位销和深沟球轴承。
优选的是，本发明的管座模组包括管座、聚氨酯垫片、LED指示灯、光学传感器，管座上设置用于承载软管的卡槽，每个卡槽上设置用于检测软管是否安装的光学传感器，位于卡槽一侧的管座上布置用于补偿制造组装过程产生偏差的聚氨酯垫片；管座上设置用于显示旋转压管阀状态的LED指示灯。
优选的是，本发明的转子模组包括转子、滚轮、轴承锁紧螺钉、第一微型轴承、第二微型轴承、轴套，转子中心有通孔，通孔与行星减速机转轴连接，通过平键将行星减速机转轴输出的转矩传递到转子，从而使转子转动；转子上表面有固定轴承锁紧螺钉的螺纹孔，且螺纹孔的边缘有一圈用于对微型轴承的内圈起到支撑作用的凸起；轴承锁紧螺钉自上而下依次穿过第一微型轴承、轴套、滚轮、第二微型轴承后固定至转子，轴承锁紧螺钉锁紧时，作用力作用在第一微型轴承的内圈，通过轴套传递至第二微型轴承的内圈，最终作用在转子的凸起上，从而保证滚轮绕着轴承锁紧螺钉顺畅转动。
优选的是，本发明的转子模组通过深沟球轴承与阀座模组、行星减速机相连接。
本发明的双通旋转压管阀，通过步进电机+行星减速机的传动结构，步进电机经行星减速机转换的转矩比较大，关断状态也能更加稳定，因为有行星减速机的作用，到位后步进电机只需施加较小的保持电流，降低了电源负载，也减少了步进电机的发热； 当出现断电及其它意外情况时，因为减速机的逆向传动需要大扭矩，状态不会马上产生变化，在没有外力的作用下，通断状态也可以继续保持，在外力的作用下，也可以比较方便的取下管路。
本发明的双通旋转压管阀，与电磁夹管阀相比，旋转压管阀更加稳定，避免了电磁夹管阀在工作时线圈必须持续通电，由于消耗能源造成的整机功耗增加；同时也避免了线圈持续通电时产生大量的热所造成的线圈性能下降乃至损坏；进一步的避免了电磁夹管阀在控制两条管路的开合状态时，要么两条管路同时开合，状态一致，要么就是两条管路一开一合，状态相反。而本发明的旋压阀更加灵活，可以实现两条管路对应的4种状态，任意管路的通断都不受另一条管路的影响，而电磁夹管阀要实现相同的功能，则需要两个独立的电磁夹管阀。
本发明的双通旋转压管阀，与旋塞阀相比，旋转压管阀对耗材更加友好，不需要存在有泄露风险的旋转开关，旋压阀与目前市面上普遍使用的管夹原理相似，只需要是符合要求的输液管就可以实现管路的快速通断，耗材因为结构简单，也具有一定的成本优势。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是去除了管座模组和管盖的结构示意图。
图3是图1的纵向剖视图。
图4是转子模组的结构示意图。
图5是图4的俯视图。
图6是结合图1未放置软管的俯视图。
图7是结合图1放置了软管的俯视图。
图8是步进电机驱动行星减速机由初始状态顺时针旋转60度的位置示意图。
图9是步进电机驱动行星减速机由初始状态逆时针旋转60度的位置示意图。
图10是步进电机驱动行星减速机由初始状态逆时针旋转120度的位置示意图。
其中：1-控制主板，2-步进电机、3-行星减速机，4-阀座模组，5-管座模组，6-管盖，7-转子模组，11-磁感应编码器芯片，21-磁铁，22-磁铁固定座，31-行星减速机转轴，32-平键，41-连接板，42-光电传感器，43-阀座，44、44’-定位销，45-深沟球轴承，51-管座，52、52’-聚氨酯垫片，53、53’-LED指示灯，54、54’-光学传感器，71-转子，72a、72b、72c-滚轮，73a、73b、73c-轴承锁紧螺钉，74-第一微型轴承，74a-第二微型轴承，74’、74a’-微型轴承，75、75’、75”-轴套，71A-通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细描述：
如图1、图2、图3所示，一种双通道旋转压管阀包括用于控制步进电机2的控制主板1，步进电机2的上部设置用于将步进电机2转矩放大的行星减速机3，行星减速机3的上部设置用于安装管座模组和转子模组的阀座模组4，管座模组5上设置用于承载软管的卡槽，转子模组7连接行星减速机3的转轴，管座模组5的上部设置管盖6。
本发明的控制主板1起控制步进电机2的作用，控制主板1集成了驱动控制、增量式编码、状态反馈等功能，如图3所示，控制主板1有一颗磁感应编码器芯片11，处于控制主板1反面的正中心；步进电机2电机尾部通过磁铁固定座22将磁铁21安装固定，与控制主板1上编码器芯片11对中，在步进电机2转动时，控制主板1可以通过编码器芯片11获取步进电机2转动增量，从而达到位置的精确控制；控制主板1固定在步进电机2的尾部。
如图1、图2、图3所示，本发明的行星减速机3与步进电机2直接通过螺钉连接，行星减速机3可以将步进电机2的转矩进行放大，同时转速降低；转矩通过行星减速机转轴31、平键32输出。
如图1、图2、图3所示，本发明的阀座模组4包含：连接板41，光电传感器42，阀座43，两个定位销44、44’，深沟球轴承45。连接板41与行星减速机3直接连接，光电传感器42固定在连接板41上，阀座43与连接板41连接；阀座43上固定有定位销44、44’和深沟球轴承45；阀座模组4与行星减速机3相连接。
如图1、图3所示，本发明的管座模组5包含：管座51，聚氨酯垫片52、52’，LED指示灯53、53’，光学传感器54、54’。聚氨酯垫片52、52’可以补偿由于制造组装过程产生的偏差，使旋压阀滚轮72与管座51之间的间隙在一定范围内能够维持很好的阻断作用，也不会因为间隙较小，使滚轮转动阻力变得非常大；LED指示灯53、53’可以让使用者清楚旋压阀的状态，分别对应两条管道的通断状态。结合图6-图10所示；光学传感器54、54’可以检测管路是否安装，可以起到引导和警示的作用；管座模组5与阀座模组4相连接。
如图1-图5所示，本发明的转子模组7包含：转子71，三个滚轮72a、72b、72c，三颗轴承锁紧螺钉73a、73b、73c，6个微型轴承，三个轴套75、75’、75”。转子71中心有通孔71A，通孔71A与行星减速机转轴31连接，通过平键32将行星减速机转轴31输出的转矩传递到转子71，从而使转子71转动；转子71上表面有固定轴承锁紧螺钉73的螺纹孔，且螺纹孔的边缘有一圈小的凸起，凸起可以对微型轴承74的内圈起到支撑作用；如图4右侧所示，其中一颗轴承锁紧螺钉73依次穿过第一微型轴承74、轴套75、滚轮72、第二微型轴承74a，然后固定至转子71，此时轴承锁紧螺钉73锁紧时，作用力作用在第一微型轴承74的内圈，然后通过轴套75传递至第二微型轴承74a的内圈，最终作用在转子71的凸起上，从而保证滚轮72绕着轴承锁紧螺钉73顺畅转动；转子模组7通过深沟球轴承45与阀座模组4、行星减速机3相连接。
如图1、图3所示，管盖6直接与管座模组5相连接，用来遮挡部分滚轮。
如图1所示，本发明双通旋转压管阀的管座模组5具有两个卡槽5A、5A’，用来安装两条需要通断控制的管路。当旋压阀开始通电时，步进电机2开始工作，通过与阀座模组4、行星减速机3相连接的深沟球轴承45带动转子模组7随着旋转，转子模组7旋转到一定角度后触发光电传感器42，此时旋压阀停止运动并处于初始位置，如图6所示，卡槽5A、5A’处于开启状态，安装人员可以很轻松的将软管安装在阀的卡槽5A、5A’上，安装完成后如图7所示；当软管被安装到卡槽内部时，光学传感器54、54’检测的反射信号，LED指示灯53、53’停止闪烁并关闭。
如图8所示，当步进电机2在控制主板1的控制下，步进电机2驱动行星减速机3由初始状态顺时针旋转60度，转子模组7也随之转动，滚轮72a、72b、72c随着转子模组7一起转动，滚轮72b靠近输液管A，逐渐挤压输液管A，由于挤压位置一直在改变，如图5所示，滚轮72可以绕着轴承锁紧螺钉73b顺畅转动，因此，滚轮72b与输液管A的摩檫力会非常小，此时输液管A处于关闭状态，软管内的液体无法流通，输液管B处于开启状态，第一LED指示灯53点亮，第二LED指示灯53’关闭。
如图9所示，当步进电机2在控制主板1的控制下，步进电机2驱动行星减速机3由初始状态逆时针旋转60度，转子模组7也随之转动，滚轮72a、72b、72c随着转子模组7绕行星减速机转轴31做旋转，滚轮72a靠近输液管A，逐渐挤压输液管A，滚轮72c靠近输液管B，逐渐挤压输液管B，此时输液管A处于关闭状态，输液管B处于关闭状态，，软管内的液体无法流通，第一LED指示灯53点亮，第二LED指示灯53’点亮。
如附图10所示，当步进电机2在控制主板1的控制下，步进电机2驱动行星减速机3由初始状态逆时针旋转120度，转子模组7也随之转动，滚轮72a、72b、72c随着转子模组7绕行星减速机转轴（31）做旋转，滚轮（72b）靠近输液管B，逐渐挤压输液管B，此时输液管A处于开启状态，输液管B处于关闭状态，软管内的液体无法流通， 第一LED指示灯53关闭，第二LED指示灯53’点亮。
本发明为一种双通旋转压管阀，通过步进电机+行星减速机的传动方式，驱动转子沿行星减速机转轴做旋转运动，由限位开关构成闭环反馈系统，对角度和位置进行精确控制，由内部的光学传感器来检测管路是否安装或者安装到位，来实现对2条管路的开合（通断）的控制。
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