專(zhuān)利名稱(chēng)：微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于精密控制閥門(mén)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微流化 學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)。
背景技術(shù)：
分析測(cè)試技術(shù)是當(dāng)今最頻繁的科技活動(dòng)之一，當(dāng)今的尖端測(cè)試分 析技術(shù)已經(jīng)成為保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)家安全和實(shí)現(xiàn)國(guó)民生活水平不斷提 高的重要基礎(chǔ)條件。因此，微型分析測(cè)試儀器將從試驗(yàn)室走進(jìn)社區(qū)、 家庭、戰(zhàn)地，新一代分析測(cè)試儀器正迅速朝微型、自動(dòng)、快速、便攜的方向發(fā)展。上世紀(jì)末便出現(xiàn)了微型全分析系統(tǒng)(Miniaturized Total Analysis System, uTAS)的概念。uTAS通常在硅片、玻璃片 或其他的各種聚合物材料上刻劃出直徑幾十到幾百微米的管道，待測(cè) 物質(zhì)和各種試劑通過(guò)微型管道混合并發(fā)生反應(yīng)或進(jìn)行各種處理，從而 得到所需分析結(jié)果。微型閥是微流控制系統(tǒng)重要部件之一，它們必須 適應(yīng)微管道的操作要求:微型、低功耗、快速切換、低泄漏、控制操 作簡(jiǎn)便。目前，各種文獻(xiàn)中提出的微型閥種類(lèi)較多，它們主要采用壓 電、靜電、電磁、記憶合金、氣動(dòng)、熱氣動(dòng)等方法來(lái)進(jìn)行操作，但是 大多數(shù)還只是處于試驗(yàn)階段與概念階段，普通存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工 藝技術(shù)要求高，不能達(dá)到較理想的開(kāi)啟關(guān)斷效果等缺點(diǎn)，以國(guó)家知識(shí) 產(chǎn)權(quán)局2003年6月18日公布的專(zhuān)利號(hào)為02159507. 0的"微小型高
壓流體控制閥"為例，雖說(shuō)有效減小死區(qū)流量，提高控制精度,但由于 采用的彈性薄膜變形開(kāi)啟或封閉流體的出入口，實(shí)驗(yàn)閥控制功能，來(lái) 回變形易產(chǎn)生破裂，使用壽命低,還有一種是壓電陶瓷，其行程很小， 密封性較差，無(wú)法滿足相關(guān)需求。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種微流化學(xué)反應(yīng)器控 制閥門(mén)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)由電磁鐵、閥體、闊腔、導(dǎo)磁圓珠、入 口、出口組成；微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)其整體結(jié)構(gòu)采用失蠟澆注。 制作蠟?zāi)r(shí)將導(dǎo)磁圓珠作為閥芯包裹在蠟?zāi)Ｖ?，另依出入口需要預(yù)先 設(shè)置退火純銅絲或其他合適材料做模具，以適當(dāng)配方的聚二甲基硅氧 烷澆注閥體及相連的管道,待聚二甲基硅氧垸固化后，再適當(dāng)加熱使 石蠟熔化，抽出石蠟和純銅絲，使用溶劑清洗,去除殘留石蠟。導(dǎo)磁圓 珠由涂覆聚四氟乙烯的鋼珠組成，導(dǎo)磁圓珠預(yù)置于閥腔內(nèi)部，可沿橢 圓形閥腔上下移動(dòng)。閥腔位于整個(gè)閥體的正中央，在閥體的一側(cè)中間 部分預(yù)設(shè)有入口及相應(yīng)通道，直接連通至閥腔內(nèi)部；在閥體的另一側(cè)， 預(yù)設(shè)有兩出口，兩出口布置在以入口為中心的對(duì)立面的兩側(cè)，兩出口 直接連通至閥腔的內(nèi)部；在閥體的上下兩端各固定一只電磁鐵；微流 化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)需工作時(shí)，閥體上端電磁鐵通電，閥體下端電磁 鐵失電，導(dǎo)磁圓珠起到閥芯作用上移，堵住其一出口，試劑從入口流 入，從另一出口流出；當(dāng)閥體上方的電磁鐵失電，下方電磁鐵得電時(shí)，
導(dǎo)磁圓珠下移，堵住另一口，試劑改從另一出口流出，從而實(shí)現(xiàn)閥控功 能。由于閥體所使用材料具有一定的彈性，在壓力下可少許變形，能使 導(dǎo)磁圓珠與閥腔內(nèi)兩出口接觸密合，保證了液流的安全切斷。此外， 由于闊腔內(nèi)與被封閉出口管道之間存在一定的壓力差，即閥腔內(nèi)的壓 力大于被封閉出口管道的壓力，故導(dǎo)磁圓珠能夠自動(dòng)保持兩出口管道一斷一通的狀態(tài)，即導(dǎo)磁圓珠5具有位置自鎖的功能。因此，在閥門(mén) 完成切換操作后，可以減少甚至取消通電電磁鐵的電流，從而減少功 耗。


圖1為本實(shí)用新型微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、電磁鐵；2、電磁鐵；3、閥體；4、閥腔；5;導(dǎo)磁圓珠；6、入口； 7、出口 ； 8;出口具體實(shí)施方式
如圖1所示，微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)由電磁鐵1、電磁鐵2、 閥體3、閥腔4、導(dǎo)磁圓珠5、入口 6、出口 7和出口 8組成；微流化 學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)其整體結(jié)構(gòu)采用失蠟澆注。制作蠟?zāi)r(shí)將導(dǎo)磁圓珠 5作為閥芯包裹在蠟?zāi)Ｖ?，另依出入口需要預(yù)先設(shè)置退火純銅絲或其 他合適的材料做模具，以適當(dāng)配方的聚二甲基硅氧烷澆注閥體3及相 連的管道，待聚二甲基硅氧烷固化后,再適當(dāng)加熱使石蠟熔化，抽出石 蠟和純銅絲，使用溶劑清洗，去除殘留石蠟。導(dǎo)磁圓珠5由涂覆聚四氟 乙烯的鋼珠組成，導(dǎo)磁圓珠5預(yù)作為閥芯置于閥腔4內(nèi)部，可沿閥腔 4上下移動(dòng)，閥腔4的空間需保證一定的行程距離；閥腔4位于整個(gè)
閥體3的正中央,在閥體3的一側(cè)中間部分預(yù)設(shè)有入口 6及相應(yīng)通道， 直接連通至閥腔4內(nèi)部；在閥體3的另一側(cè)預(yù)設(shè)有兩出口 7和8，兩 出口 7和8布置在以入口 6為中心的對(duì)立面的兩側(cè)。兩出口 7和8直 接連通至閥腔4的內(nèi)部，閥腔4內(nèi)的出入口需按導(dǎo)磁圓珠5的外部形 狀狀預(yù)先設(shè)置相吻合的形狀，以保證接觸緊密。在閥體3的上下兩端 各固定一只電磁鐵1和2，微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)需工作時(shí)，閥體3 上端電磁鐵l通電，閥體3下端電磁鐵2失電，導(dǎo)磁圓珠5因受磁力 影響，起到閥芯作用上移，堵住其一出口7，試劑從入口6流入，從另 一出口 8流出；當(dāng)閥體3上方的電磁鐵1失電，下方電磁鐵2得電時(shí)， 導(dǎo)磁圓珠5下移，堵住另一出口 8，試劑改從另一出口 7流出，從而實(shí) 現(xiàn)閥控功能。由于閥體3所使用材料具有一定的彈性，在壓力下可少 許變形，能使導(dǎo)磁圓珠5與閥腔4內(nèi)兩出口接觸密合，保證了液流的安 全切斷。，此外，由于閥腔4內(nèi)與被封閉出口管道之間存在一定的壓力 差，即閥腔4內(nèi)的壓力大于被封閉出口管道的壓力，故導(dǎo)磁圓珠5能夠 自動(dòng)保持兩出口管道一斷一通的狀態(tài)，即導(dǎo)磁圓珠5具有位置自鎖的 功能。因此，在閥門(mén)完成切換操作后,可以減少甚至取消通電電磁鐵1 或2的電流，從而減少功耗。本實(shí)用新型使用壽命長(zhǎng)，閥腔內(nèi)部行程相 對(duì)較長(zhǎng)，密封性好，提高了控制精度，降低了生產(chǎn)成本,具有損耗小,方便 攜帶的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅僅是本實(shí)用新型的舉例，任何基于本實(shí)用新型的變換 都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、 一種微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)由電磁鐵、閥體、閥腔、導(dǎo)磁圓珠、入口、出口組成，其特征在于:所述的閥腔位于整個(gè)閥體的 正中央，在閥腔內(nèi)預(yù)先設(shè)有一導(dǎo)磁圓珠，閥體的一側(cè)中間預(yù)設(shè) 有入口及相應(yīng)通道，直接連通至閥腔內(nèi)部；閥體的上下兩端預(yù) 設(shè)有兩出口，兩出口設(shè)置在以入口為中心的對(duì)立面的兩端，兩出口直接連通至閥腔的內(nèi)部；在閥體的上下端各固定一電磁體， 通過(guò)電磁鐵的斷電和得電、使導(dǎo)磁圓珠沿閥腔的上下移動(dòng),實(shí)現(xiàn) 閥控功能。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述的微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)其特征在于所述 的導(dǎo)磁圓珠由涂覆聚四氟乙烯的鋼珠組成，在閥門(mén)完成切換操作后，可以減少或取消通電電磁鐵的電流。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述的微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)，其特征在于所述的閥體由具有彈性的材質(zhì)構(gòu)成，閥腔內(nèi)的出入口需按導(dǎo)磁圓 珠的外部形狀狀預(yù)先設(shè)置相吻合的形狀。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述的微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)，其特征在于所述的閥腔空間可供導(dǎo)磁圓珠做上下往返移動(dòng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)，由電磁鐵、閥體、閥腔、導(dǎo)磁圓珠、入口、出口組成，導(dǎo)電圓珠置于閥腔的內(nèi)部，閥腔位于整個(gè)閥體的正中央，在閥體的一側(cè)中間部分預(yù)設(shè)有入口及相應(yīng)的通道，在閥體的另一側(cè)預(yù)設(shè)有兩出口，出入口均直接連通至閥腔內(nèi)，在閥體的上下兩端各固定一只電磁鐵，通過(guò)對(duì)上下兩只電磁鐵的得電與失電控制，使導(dǎo)磁圓珠起到閥芯作用上移或下移，堵住微流化學(xué)反應(yīng)器控制閥門(mén)的一出口，閥體所使用材料具有一定的彈性，能使導(dǎo)磁圓珠與閥腔內(nèi)兩出口接觸密合，保證了液流的安全切斷，從而實(shí)現(xiàn)閥控功能；本實(shí)用新型使用壽命長(zhǎng)，閥腔內(nèi)部行程相對(duì)較長(zhǎng)，密封性好，提高了控制精度，降低了生產(chǎn)成本，具有損耗小、方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K11/044GK201037557SQ20072015386
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者朱立強(qiáng) 申請(qǐng)人:江南大學(xué)