[發(fā)明專利]一種基于磁性微閥控制液體流通的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810349234.5
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108591609A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍威;王繼堯;陳婭君;吳蜜蜜;趙娜;柴輝;楊紹華;吳張永;蔡曉明;張曉龍;魏鏡弢;王庭有;莫子勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16K99/00
• 分類號(hào): F16K99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于磁性微閥控制液體流通的裝置，屬于微流控技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明包括芯片、液體通道、磁性微閥Ⅰ、磁性微閥Ⅱ、液體入口、液體出口Ⅰ、液體出口Ⅱ、玻璃基片、微通道Ⅰ和微通道Ⅱ，本發(fā)明通過用電磁鐵吸附磁性粉末下方的膜片來實(shí)現(xiàn)微閥通斷和節(jié)流要求，為了克服閥門關(guān)閉不嚴(yán)的問題，采用磁性粉末帶動(dòng)膜片運(yùn)動(dòng)從而關(guān)閉流體通道來達(dá)到控制微閥的開閉，微通道的兩側(cè)設(shè)置為帶有微閥結(jié)構(gòu)的裝置，通過控制電磁鐵的開關(guān)來控制流體通道的開啟與閉合，實(shí)現(xiàn)微閥開關(guān)功能，本發(fā)明裝置的電磁微閥封閉性能好，流通性能佳并且提高液體流動(dòng)的效率，本發(fā)明使用簡(jiǎn)單，成本低，具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于磁性微閥控制液體流通的裝置，屬于微流控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微流體器件廣泛用于集成電子、精密儀器、醫(yī)療設(shè)備和生物制藥等領(lǐng)域，微流體器件適合各種流量控制系統(tǒng)的開發(fā)，其控制技術(shù)包括光、電、氣、磁、熱、氣相變化等。用于實(shí)驗(yàn)室流體處理的玻璃基板上的芯片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通過使用COMSOL Multiphysics進(jìn)行仿真模擬，采用PDMS材料制作微通道結(jié)構(gòu)，能夠在一定的變形條件下恢復(fù)到原來的狀態(tài)而結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生永久性破壞。微小流體控制閥（簡(jiǎn)稱微型閥）是微流體控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，是微流量系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，也是微流體通斷和流向控制的重要元器件。它的性能直接影響著整個(gè)微流體控制系統(tǒng)的工作狀況。隨著微型閥在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，對(duì)其所能達(dá)到的精度要求越來越高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁性微閥控制液體流通的裝置，通過微閥開啟和關(guān)閉控制液體的流通，本發(fā)明通過用電磁鐵吸附磁性粉末下方的膜片來實(shí)現(xiàn)微閥通斷和節(jié)流要求，為了克服閥門關(guān)閉不嚴(yán)的問題，采用磁性粉末帶動(dòng)膜片運(yùn)動(dòng)從而關(guān)閉流體通道來達(dá)到控制微閥的開閉，微通道的兩側(cè)設(shè)置為帶有微閥結(jié)構(gòu)的裝置，通過控制電磁鐵的開關(guān)來控制流體通道的開啟與閉合，實(shí)現(xiàn)微閥開關(guān)功能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于磁性微閥控制液體流通的裝置，包括芯片、液體通道、磁性微閥Ⅰ、磁性微閥Ⅱ、液體入口、液體出口Ⅰ、液體出口Ⅱ、玻璃基片、微通道Ⅰ和微通道Ⅱ。

所述芯片設(shè)置在所述玻璃基片上，所述芯片上設(shè)有液體入口、液體出口Ⅰ和液體出口Ⅱ，所述芯片內(nèi)設(shè)有液體通道，所述液體通道包括微通道Ⅰ和微通道Ⅱ，所述微通道Ⅰ的一端與液體入口連通，所述微通道Ⅰ的另一端與所述微通道Ⅱ連通，且所述微通道Ⅱ的兩端分別與液體出口Ⅰ、液體出口Ⅱ連通，所述微通道Ⅱ上設(shè)有磁性微閥Ⅰ和磁性微閥Ⅱ。

所述磁性微閥Ⅰ包括磁性粉末、電磁鐵和膜片，所述磁性粉末設(shè)在膜片的上方，且所述膜片安裝在所述微通道Ⅱ的上方，所述電磁鐵設(shè)置在所述微通道Ⅱ的下方，所述磁性微閥Ⅱ和磁性微閥Ⅰ的結(jié)構(gòu)相同。

所述磁性微閥Ⅰ和磁性微閥Ⅱ的電磁鐵均接通直流電或交流電。

所述磁性微閥Ⅰ和磁性微閥Ⅱ的電磁鐵一個(gè)接通直流電，另一個(gè)接通交流電。

所述芯片采用PDMS聚二甲基硅氧烷材料制成，該材料透光性好，便于實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察流體的流動(dòng)特性，生物相容性佳以及良好的化學(xué)惰性，該材料韌性比較高，彈性好，耐久性和耐壓性比較高。

所述芯片長(zhǎng)50mm，寬20mm，高5mm，所述玻璃基片（8）長(zhǎng)75mm，寬35mm，高2mm。

所述液體入口、液體出口Ⅰ、液體出口Ⅱ均為圓形，且圓直徑為1mm。

所述微通道Ⅱ長(zhǎng)30mm，寬0.6mm，高0.6mm，所述微通道Ⅰ長(zhǎng)10mm，寬0.6mm，高0.6mm。

所述磁性微閥Ⅰ（4）、磁性微閥Ⅱ（5）的長(zhǎng)度與微通道Ⅱ（10）的寬度之比≥2：1，否則難以達(dá)到完全封閉的效果。

本發(fā)明的工作原理是：