[發(fā)明專利]一種精確溶液配比裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810050550.9
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101244371A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈傳亮;楊志剛;董景石;田豐君;孫曉峰;閆世偉
• 申請（專利權(quán)）人: 楊志剛
• 主分類號: B01F15/04
• 分類號: B01F15/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精確溶液配比裝置，尤其涉及一種采用壓電泵、膜片式容腔以及主動閥組成的溶液配比裝置，屬于精密流體控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，用于精確溶液配比的裝置中，多采用電機加活塞的方式進行液體的吸取與排出。如專利“比例可變稀釋器”(200520028891.8)中采用兩個直線步進電機直接驅(qū)動大小活塞，實現(xiàn)溶劑稀釋液與樣液的吸取與排出。若電機行程相同，活塞面積之比為稀釋液與樣液的體積之比；另外可通過電機行程的調(diào)節(jié)實現(xiàn)液體的變比例稀釋。此種溶液配比裝置一般包括2個單向閥(或電磁閥)、2個步進電機(或1旋轉(zhuǎn)個電機+曲柄連桿機構(gòu))、2個活塞及缸體、連接管路等部分，因此該裝置體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)節(jié)多，對加工制造水平要求高，不易保證其可靠性。另外，儀器裝置的發(fā)展趨勢為小型化、集成化，采用電機加活塞的方式無法滿足儀器裝置小型化、高可靠性、高精度的發(fā)展要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型的精確溶液配比裝置，以解決目前已有溶液配比裝置存在的精度及分辨率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大等問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

泵送稀釋液的壓電泵的輸出端與主動閥的進口連接、該主動閥的出口與泵送樣液的膜片式容腔的一端連接，電控單元與壓電泵、主動閥和膜片式容腔相連接。采用壓電泵作為稀釋劑的精確流體控制元件，代替電機與活塞組成的稀釋劑注射器式流體控制元件；利用膜片式容腔進行樣液的定量吸取，取代電機加活塞式吸取方式；壓電泵與膜片式容腔間采用主動閥代替被動閥。

本發(fā)明一個實施方案中，壓電泵采用單腔或多腔體結(jié)構(gòu)，并以串聯(lián)、并聯(lián)或者混聯(lián)方式相連接。

本發(fā)明一個實施方案中，膜片式容腔采用單膜片或多膜片來構(gòu)造，進行容腔體積變化量的控制。膜片式容腔的膜片可采用壓電元件、電致伸縮元件、磁致伸縮元件、電致聚合物或者電磁馬達。總的體積變化量為各個振子形成的容腔體積變化量之和；其中壓電元件為圓形結(jié)構(gòu)，周邊固支或簡支。

本發(fā)明一個實施方案中，主動閥可采用壓電驅(qū)動方式，利用壓電振子變形控制閥口開度，進而控制流體流動，或采用電致伸縮材料、磁致伸縮材料、電致聚合物或者電磁馬達。

本發(fā)明一個實施方案中，壓電材料形成的驅(qū)動元件為圓形結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一個實施方案中，采用常閉方式，在系統(tǒng)掉電的情況下為關(guān)閉狀態(tài)。

本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置由于采用上述技術(shù)方案，不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，并且具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置采用壓電泵作為稀釋劑的精確流體控制元件，代替電機與活塞組成稀釋劑注射器式流體控制元件，整個裝置的泵送裝置結(jié)構(gòu)大為簡化，體積與重量大大減小；

2、本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置可采用壓電式主動閥，利用壓電振子的彎曲變形與閥口結(jié)合進行流道打開與關(guān)閉控制，無機械摩擦、結(jié)構(gòu)簡單、其扁平結(jié)構(gòu)利于系統(tǒng)的小型化、集成化；

3、本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置利用壓電振子形狀變化形成容腔容積變化進行樣液的定量吸取，無機械摩擦，因而結(jié)構(gòu)簡單可靠、耐久壽命長；利用壓電振子極高分辨率的彈性變形實現(xiàn)容腔體積的高精度控制，大大提高了樣液吸取量的控制精度。

4、本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置中泵、閥、吸液容腔均可采用壓電振子作為驅(qū)動元件，提高泵送精度的同時，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成；所采用的壓電振子均為片式彎曲型壓電振子，采用層狀結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)三者的集成化、一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計；可以通過控制壓電泵輸入電壓波形的個數(shù)實現(xiàn)流體的精確泵送，控制波形個數(shù)的多少實現(xiàn)稀釋劑任意體積的泵送，最大限度的提高了稀釋比例的可變范圍，亦可通過泵送時間的長短進行泵送量的控制。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成原理框圖；

圖1b是本發(fā)明工作原理圖；

圖2a是本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置操作過程示意圖，圖中為吸取樣液；

圖2b是本發(fā)明壓電式精確溶液配比裝置操作過程示意圖，圖中為將吸取的稀釋液泵入樣液的杯中；

圖3是本發(fā)明單腔壓電泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明兩腔串聯(lián)壓電泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明兩腔并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明壓電式主動閥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明電磁馬達驅(qū)動主動閥示意圖；

圖8是本發(fā)明單振子壓電式容腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明電磁馬達式容腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明兩振子壓電式容腔結(jié)構(gòu)示意圖；