CN101893112B - 一种双稳态微阀 - Google Patents
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Abstract
一种双稳态微阀，包括两块环形永磁铁，同轴配置，在两块环形永磁铁之间配置有一个片状软磁体，片状软磁体通过致动器驱动，两个密封膜分别固定在两个有机玻璃结构的内腔底部，两块环形永磁铁分别固定在两个有机玻璃结构的内腔上，并分别压住两个密封膜，在两块环形永磁铁的中心孔中分别配置有一个可来回移动的可动件，当片状软磁体停留在某一块环形永磁铁一侧时，它受到的吸引力传递到相应密封膜上，可以实现对一侧流体通道的密封，对称结构中的另一侧的流体通道此时是打开的，当需要改变两个流体通道的开关状态，使用致动器将片状软磁体移动到另一侧即可，本发明具有节约能源的优点，同时便于开阀和闭阀控制。
Description
技术领域
本发明涉及微阀技术领域，具体涉及一种双稳态微阀。
背景技术
微阀是流体通断及流向控制的重要元器件，在过去二十年间得到不断发展。微阀一般可分为常开阀，常闭阀，双稳态阀。常开阀的工作特点是在没有外来致动力的作用下，微阀能够保持通流状态，流体在微阀正常工作范围内可自由流经微阀，而关闭流体流动则需要外加致动力，并维持此致动力直至开阀；常闭阀的工作特点是在没有外来制动力的作用下，微阀能够保持断流状态，流体在微阀正常工作范围内无法流经微阀，而打开流体流动通道需要外加致动力，并维持此致动力直至闭阀；双稳态阀是指，微阀能够在不需要外来致动力的情况下维持开阀状态或者闭阀状态，仅仅在改变微阀开关状态的时候需要外加致动力。双稳态特性是微阀元器件降低能量消耗的重要手段之一，能够弥补以使用高能量消耗驱动器为代价获得较大密封力和流量的微阀的不足，如：电磁驱动式微阀，热气驱动式微阀。之前报道的双稳态微阀主要利用了膜或梁因为初始形状或预应力而产生的双稳态结构，这种结构不便于制造，开阀或闭阀的状态易受环境温度影响，不方便控制。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双稳态微阀，能够降低微阀的能量消耗，具有便于制造，开阀或闭阀的状态不易受环境温度影响，控制方便的优点。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种双稳态微阀，包括第一有机玻璃结构8、第二有机玻璃结构9、第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2，第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2同轴配置，在第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2之间配置有一个片状软磁体3，片状软磁体3通过致动器10驱动，第一密封膜6和第二密封膜7分别固定在第一有机玻璃结构8的内腔底部和第二有机玻璃结构9的内腔底部，第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2分别固定在第一有机玻璃结构8的内腔和第二有机玻璃结构9的内腔上，并分别压住第一密封膜6和第二密封膜7，在第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2的中心孔中分别配置有可来回移动的第一可动件4和第二可动件5。
所述的片状软磁体3能够在致动器10的作用下在第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2之间移动并停留在两个稳态，与其中之一靠近或接触的状态都是稳态。
所述的致动器10包括高压气驱动器、电磁致动器或热气致动器。
本发明的工作原理为：
当片状软磁体3停留在第一环形永磁铁1或第二环形永磁铁2一侧时，它受到的吸引力传递到第一密封膜6或第二密封膜7上，可以实现对一侧流体通道的密封，对称结构中的另一侧的流体通道此时是打开的，当需要改变两个流体通道的开关状态，使用致动器10将片状软磁体3移动到另一侧即可。
由于本发明采用了两块环形永磁铁，能够使微阀的流体通道保持打开或关闭的状态而不消耗能量，仅在改变开关状态时需要致动器工作，因而具有节约能源的优点；同时永磁铁在工作温度范围内能提供稳定的磁场，微阀的性能受温度的影响不大，便于开阀和闭阀控制。
附图说明
附图为本发明的双稳态结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更详细的说明。
参照附图1，一种双稳态微阀，包括第一有机玻璃结构8、第二有机玻璃结构9、第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2，第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2同轴配置，在第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2之间配置有一个片状软磁体3，片状软磁体3通过致动器10驱动，第一密封膜6和第二密封膜7分别固定在第一有机玻璃结构8的内腔底部和第二有机玻璃结构9的内腔底部，用来密封流体通道，第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2分别固定在第一有机玻璃结构8的内腔和第二有机玻璃结构9的内腔上，并分别压住第一密封膜6和第二密封膜7，在第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2的中心孔中分别配置有可来回移动的第一可动件4和第二可动件5，第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2之间的距离不能过大，否则没有被片状软磁体3压住的第一可动件4或第二可动件5有可能滑出环形永磁铁的中心孔，第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2之间的距离可由第一有机玻璃结构8和第二有机玻璃结构9之间的距离进行调整。
所述的片状软磁体3能够在致动器10的作用下在第一环形永磁铁1和第二环形永磁铁2之间移动并停留在两个稳态，与其中之一靠近或接触的状态都是稳态。
所述的致动器10包括高压气驱动器、电磁致动器或热气致动器。
本发明的工作原理为：
当片状软磁体3靠近或接触第二环形永磁体2并停留在此稳态的时候，它受到的吸引力通过第二可动件5传递到第二密封膜7上，第二密封膜7被抵在阀的基座上，从而实现对流体通道的密封，由于此时第一活动件4没有受到力的作用，那么也就没有力作用在第一密封膜6上，于是对称结构中的另一侧的流体通道是打开的，当需要改变两个流体通道的开关状态，使用致动器10将片状软磁体3从磁性系统的一侧移动到另一侧即可。
附图中：1为第一环形永磁铁；2为第二环形永磁铁；3为片状软磁体；4为第一可动件；5为第二可动件；6为第一密封膜；7为第二密封膜；8为第一有机玻璃结构；9为第二有机玻璃结构；10为致动器。
Claims (2)
1.一种双稳态微阀，包括第一有机玻璃结构(8)、第二有机玻璃结构(9)、第一环形永磁铁(1)和第二环形永磁铁(2)，其特征在于：第一环形永磁铁(1)和第二环形永磁铁(2)同轴配置，在第一环形永磁铁(1)和第二环形永磁铁(2)之间配置有一个片状软磁体(3)，片状软磁体(3)通过致动器(10)驱动，第一密封膜(6)和第二密封膜(7)分别固定在第一有机玻璃结构(8)的内腔底部和第二有机玻璃结构(9)的内腔底部，第一环形永磁铁(1)和第二环形永磁铁(2)分别固定在第一有机玻璃结构(8)的内腔和第二有机玻璃结构(9)的内腔上，并分别压住第一密封膜(6)和第二密封膜(7)，在第一环形永磁铁(1)和第二环形永磁铁(2)的中心孔中分别配置有可来回移动的第一可动件(4)和第二可动件(5)；
所述的片状软磁体(3)能够在致动器(10)的作用下在第一环形永磁铁(1)和第二环形永磁铁(2)之间移动并停留在两个稳态，与其中之一靠近或接触的状态都是稳态。
2.根据权利要求1所述的一种双稳态微阀，其特征在于：所述的致动器(10)包括高压气驱动器、电磁致动器或热气致动器。
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