[發明專利]一種磁致伸縮型雙腔膜式微泵

有效

• 申請號: 201310570994.6
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103629090A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 姜銀方;郭華杰;姜文帆;嚴琴;張偉;嚴有琪
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?微流量本發明屬于微量流體控制領域，涉及一種可按固定比例混合輸送兩種微量液體的流體輸送裝置。

背景技術

???在醫學領域，疾病的治療往往會用到兩到三種液體藥劑的混合輸送；此外，對于糖尿之類的疾病，一次注入較大劑量的胰島素，不僅造成浪費，而且藥物作用的時間也較短；同時，有些藥物（如強心劑、血管活性藥物）的輸送又有要求準確、輸入流速穩定的要求。也就是說，特殊的場合下，藥物輸送方式以及用量的合理性一定程度會影響到疾病治療的效果，合理的控制藥物的配比、流量對疾病的治療起著重要的作用。

???微泵是能夠控制輸入速度，以保證液體輸送的定量也液體用量的精確。近些年來，微電子系統、高性能材料（超磁致伸縮、形狀記憶合金）的研究促進了微泵也不斷的發展。超磁致伸縮材料具有響應迅速、應變大等優點，被廣泛應用于各類微型泵，現有相關微泵的專利CN?1908431A提供的一種超磁致伸縮驅動的膜式微泵，該泵將單個磁致伸縮棒的微小變形通過位移放大機構作用在彈性膜片上，使彈性膜片引起腔體容積發生改變，實現微量液體的輸送，該裝置不足之處在于，只采用了一級伸縮棒，只能完成單一液體的輸出。此外，該裝置中使用了柔性鉸鏈機構，柔性鉸鏈的加工精度要求高，制造困難。

???橢圓放大機構是一種不含柔性鉸鏈的位移放大機構，利用了壓力作用下橢圓環不同位置的彈性變形量不同的特點，使最大變形位置產生輸出位移，從而使得輸出位移是輸入位移的數倍，該結構不存在柔性鉸鏈且精度要求不高，加工制造容易，同時彈性變形容易恢復保證了響應的可靠性。

???在生物、化學、醫療領域，往往需要將兩到少量液體的混合配制，這就需要確定相關液體在微量輸送的時候還要保證一定的比例，以利于達到實驗或治療的目的。目前，尚無微型泵利用磁致伸縮執行器完成兩種微量液體固定比例、混合輸送的報道。

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發明內容

???本發明為了滿足按固定比例混合輸送兩種微量液體要求，提供一種棒狀磁致伸縮材料驅動的微型泵，將分為上級棒、下級棒的磁致伸縮棒組置于帶有線圈的線圈架中心通孔內，線圈通入控制電流引起空間磁場的變化，進而引起磁致伸縮材料長度伸縮變化，上級棒與下級棒伸縮效果疊加并作用在位移放大機構上，位移放大機構發生相應的彈性變形，并作用在雙腔泵殼左、右腔體上部的彈簧膜片上，彈簧膜片變形帶動兩個腔體容積變化且呈固定比例的，使得左右兩個腔體內的液體流量可按照固定比例輸出。

???本發明采用的技術方案是：一種磁致伸縮型雙腔膜式微泵，包括磁致伸縮驅動器，位移放大機構和泵體。所述的磁致伸縮驅動器部分包括螺釘、端蓋、筒狀外殼、上永磁鐵、線圈架、線圈、套筒、左磁致伸縮棒、中磁致伸縮棒、右磁致伸縮棒、下永磁鐵和插孔；螺釘連接端蓋和筒狀外殼，沿筒狀殼體的內壁由下到上依次布置圓筒狀的下永磁鐵、帶有線圈的線圈架、上永磁鐵；上永磁鐵和下永磁鐵提供靜態偏置磁場，線圈架內部中間通孔內裝有磁致伸縮棒組的套筒，套筒內部沿筒狀外殼的軸向平行設有三個圓柱狀非通腔體，三個圓柱狀非通腔體由左到右分別是上端開口下端封閉、下端開口上端封閉、上端開口下端封閉，三個圓柱狀非通腔體內布置有磁致伸縮棒組，由左到右分別是左磁致伸縮棒、中磁致伸縮棒、右磁致伸縮棒，左磁致伸縮棒和?右磁致伸縮棒為上級棒，中磁致伸縮棒為下級棒；位移放大機構放置在連接體腔體內，與中磁致伸縮棒下端接觸，左、右兩端嵌在連接體的凹槽中；在泵體部分，連接體和泵殼之間有密封墊、彈性膜片，并通過螺釘連接，泵殼兩個腔體分別設有進口閥和出口閥，泵殼體中凸起部分放置彈簧；此外，筒狀外殼上設有插孔，向線圈通入控制電流。