[发明专利]呼吸机用双碟簧式精密比例阀

说明书

本发明公开了一种呼吸机用双碟簧式精密比例阀，包括电磁驱动组件、密封组件、具有进气部和出气部的主阀体，主阀体的进气部和出气部之间设有气门，电磁驱动组件带动密封组件运动使气门实现不同的开度，所述电磁驱动组件包括动铁芯和静铁芯，所述动铁芯的一端与密封组件相连接，动铁芯的另一端经压簧与静铁芯相连接，所述压簧作用于动铁芯使动铁芯一端的密封组件抵住气门，动铁芯连接所述密封组件的一端还连接有下碟簧，动铁芯连接所述静铁芯的一端还连接有上碟簧。本发明在兼顾动态频响快的前提下同时做到了良好的抗干扰能力，稳定性高，具有较长的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种比例阀，特别是呼吸机用双碟簧式精密比例阀。

背景技术

新冠疫情全球盛行，医用呼吸机需求增加，呼吸机作为各大医院必备的抢救设备之一，是延长患者生命、为进一步治疗争取宝贵时间的重要医疗设备，高端呼吸机内部的一大核心是比例电磁阀，虽然国内气动技术产业起步较晚但发展迅速，在常规气动元件的研发和生产方面已经取得了显著成绩，部分产品的质量和性能已达到世界先进水平，但在电磁比例阀等关键气动元件的研发上则相对滞后，许多研究仍停留在理论和实验室阶段，呼吸机用微型比例电磁阀工况复杂，其流量特性具有非线性、时变性等特点，目前比例电磁阀研究的一大热门方向是动态频响快的产品，其能使得呼吸机的流量控制反应更加迅速，而动态频响快的产品往往无法兼顾到稳定性，也即现有的比例电磁阀普遍存在抗干扰能力较差的问题，这同时也会影响到比例电磁阀的使用寿命，制约动态频响快的比例电磁阀更多地被应用到高端呼吸机内。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种呼吸机用双碟簧式精密比例阀。本发明在兼顾动态频响快的前提下同时做到了良好的抗干扰能力，稳定性高，具有较长的使用寿命。

本发明的技术方案：呼吸机用双碟簧式精密比例阀，包括电磁驱动组件、密封组件、具有进气部和出气部的主阀体，主阀体的进气部和出气部之间设有气门，电磁驱动组件带动密封组件运动使气门实现不同的开度，所述电磁驱动组件包括动铁芯和静铁芯，所述动铁芯的一端与密封组件相连接，动铁芯的另一端经压簧与静铁芯相连接，所述压簧作用于动铁芯使动铁芯一端的密封组件抵住气门，动铁芯连接所述密封组件的一端还连接有下碟簧，动铁芯连接所述静铁芯的一端还连接有上碟簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明的动铁芯在两端分别连接有上碟簧和下碟簧，双碟簧的结构使得电磁驱动组件在通电时，动铁芯能受到压簧弹力、电磁力、上碟簧弹力和下碟簧弹力这四个力，相对于无碟簧的结构，本发明双碟簧的弹力能在通电后电流上升的初期给予电磁力以辅助，使得更小的电磁力即能驱动动铁芯，从而具有动态频响快的优点；相对于单碟簧的结构，由于碟簧力和电磁力均为非线性力，单碟簧的结构仅对动铁芯施加两个非线性力，碟簧力与电磁力的叠加需要尽量吻合以实现动铁芯的受力平衡，而非线性的力在叠加后是做不到完全吻合的，会有扰动，而本发明双碟簧的结构能使动铁芯受到三个非线性力的作用，相对于单碟簧结构，本发明增设的碟簧用于平衡单个碟簧力与电磁力叠加后的扰动，提高本发明的抗干扰性和瞬态稳定性，最终使得本发明流量调节稳定且调节精度高，还具有较长的使用寿命。

前述的呼吸机用双碟簧式精密比例阀中，当所述电磁驱动组件断电时，所述上碟簧和下碟簧作用于动铁芯的合力方向与压簧对动铁芯的作用力方向相反。

前述的呼吸机用双碟簧式精密比例阀中，当所述电磁驱动组件通电时，随着通电电流的增大，所述动铁芯向静铁芯端运动，所述上碟簧和下碟簧作用于动铁芯的合力由断电时的状态逐渐减小至零，随后反向逐渐增大。

前述的呼吸机用双碟簧式精密比例阀中，当所述电磁驱动组件断电时，所述上碟簧对动铁芯的作用力与所述下碟簧对动铁芯的作用力方向相同。

前述的呼吸机用双碟簧式精密比例阀中，当所述电磁驱动组件通电时，随着通电电流的增大，所述上碟簧对动铁芯的作用力逐渐变小，且方向始终保持与压簧对动铁芯的作用力方向相反。