[发明专利]一种多通道流体分配器外接导管簇的整体接口设计

说明书

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1显示了Valco Instruments Co.Inc.公司的Cheminert多位阀结构示意图(http://www.vici.com/cval/cval.php)，主阀体3的前方是定阀芯1，定阀芯1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1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1通过螺栓向主阀体3收紧固定后，定阀芯1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1贴紧密封的情况下，所述导通凹槽可连通定阀芯1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1中央的公共流体通道与定阀芯1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：

1.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。