[發(fā)明專利]一種光圈式微流控流量調(diào)節(jié)器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011075277.2
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112324929A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟潤普;項楠;邱雨;陳盛智
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: F16K3/03
• 分類號: F16K3/03;F16K3/314;F16K3/316;F16K31/44;F16K99/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本發(fā)明涉及一種光圈式微流控流量調(diào)節(jié)器，包括流入部和流出部，在所述流入部和流出部之間設(shè)有光圈裝置，所述光圈裝置包括由多個葉片構(gòu)成的可調(diào)式葉片組件，所述葉片組件由調(diào)節(jié)件驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，整體沿徑向做開合式運動，從而形成孔徑變化的過流通道；流體從所述流入部進入，流經(jīng)所述孔徑變化的過流通道，經(jīng)流出部流出，以達(dá)到控制液體流量的目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用了通孔大小可調(diào)節(jié)的光圈裝置，放置于PDMS薄膜的下游側(cè)，通過調(diào)節(jié)件旋動，改變?nèi)~片組件構(gòu)成的過流通道的孔徑，從而可改變PDMS薄膜下陷形變大小，以達(dá)到連續(xù)性控制輸出流量的目的，可控性強且控制的穩(wěn)定性和精度得到極大提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流量調(diào)節(jié)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種光圈式微流控流量調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

微流控流量調(diào)節(jié)器最早是以彈性高分子材料薄膜(例如聚二甲基硅氧烷“PDMS薄膜”)為主要變形單元，通過改變薄膜變形的大小以及變形腔室的高度，從而控制液體流量的調(diào)節(jié)器。傳統(tǒng)的微流控流量調(diào)節(jié)器體積較小，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般用于醫(yī)療注射等領(lǐng)域。通常采用手動改變注射針管的推動速度來控制液體流速快慢和流量大小的方式，因而存在調(diào)節(jié)的連續(xù)性差、無法保持恒定速率進行液體注入導(dǎo)致控制精度低且費時費力，究其原因主要受限于變形腔室空間有限，較為復(fù)雜的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的運動很難在較小的范圍內(nèi)實施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的光圈式微流控流量調(diào)節(jié)器在傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，增加光圈裝置，可在有限空間范圍內(nèi)進行葉片開合的驅(qū)動，可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)開合的葉片，從而控制PDMS薄膜通過光圈內(nèi)孔下凹變形的程度，可實現(xiàn)流量的連續(xù)性調(diào)控，同時控制速率的穩(wěn)定性得以提高，從而提升調(diào)節(jié)精確度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種光圈式微流控流量調(diào)節(jié)器，包括流入部和流出部，在所述流入部和流出部之間設(shè)有光圈裝置，所述光圈裝置包括由多個葉片構(gòu)成的可調(diào)式葉片組件，所述葉片組件由調(diào)節(jié)件驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，整體沿徑向做開合式運動，從而形成孔徑變化的過流通道；流體從所述流入部進入，流經(jīng)所述孔徑變化的過流通道，經(jīng)流出部流出，以達(dá)到控制液體流量的目的。

所述光圈裝置還包括殼體，所述殼體固設(shè)于所述流入部和流出部之間，所述殼體中部設(shè)有通孔，所述殼體內(nèi)設(shè)有容納所述調(diào)節(jié)件和葉片組件的空間，每個所述葉片的一端設(shè)有與所述殼體轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)動點，在所述空間內(nèi)，所述調(diào)節(jié)件沿周向轉(zhuǎn)動時，帶動多個葉片分別繞各自的轉(zhuǎn)動點旋轉(zhuǎn)，向靠近或遠(yuǎn)離所述通孔中心的方向運動，從而實現(xiàn)葉片組件整體沿徑向做開合式運動；

當(dāng)葉片組件沿徑向完全張開后，在所述殼體中部形成的所述過流通道的孔徑最大，且小于等于所述通孔內(nèi)徑，當(dāng)葉片組件沿徑向完全閉合后，在所述殼體中部形成的所述過流通道的孔徑為零，即完全將所述通孔封閉。

所述調(diào)節(jié)件包括一調(diào)節(jié)環(huán)，所述調(diào)節(jié)環(huán)上設(shè)有第一連接部，每個葉片的中部設(shè)有與所述第一連接部對應(yīng)連接的第二連接部，當(dāng)調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動時，所述第一連接部帶動所述第二連接部，沿所述第一連接部的移動路徑進行移動，從而實現(xiàn)所述葉片繞所述轉(zhuǎn)動點旋轉(zhuǎn)。

所述第一連接部為設(shè)置在調(diào)節(jié)環(huán)上的多個導(dǎo)向槽，所述第二連接部為設(shè)置在葉片上的連接銷，每個導(dǎo)向槽上設(shè)有容納所述連接銷的槽道，當(dāng)調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動時，所述導(dǎo)向槽帶動所述連接銷，沿所述槽道的移動路徑進行移動，從而實現(xiàn)所述葉片繞所述轉(zhuǎn)動點旋轉(zhuǎn)。

構(gòu)成所述葉片組件的多個葉片沿周向均勻排布，每個葉片沿相同的角度延伸，相鄰兩葉片之間部分重疊并構(gòu)成相同的夾角，使葉片組件徑向開合運動過程中，葉片之間沒有縫隙；對應(yīng)地，多個導(dǎo)向槽也沿圓周方向均勻分布。

所述調(diào)節(jié)環(huán)的圓周邊緣設(shè)有撥動部，所述殼體上設(shè)有供所述撥動部沿周向轉(zhuǎn)動的槽孔。

所述殼體包括上殼和下殼，所述下殼的圓周邊緣設(shè)有邊槽，所述上殼和下殼扣合后，所述上殼和所述邊槽之間形成所述槽孔。