CN103212516B - 一种安培力驱动式微喷装置 - Google Patents

Abstract

一种安培力驱动式微喷装置，涉及微喷点胶装置。设有上置磁铁、上下盖板、中间挡板、导向板、下置磁铁、电极、柔性导电致动器、喷嘴、输液管、蓄液桶、气管、脉冲电流控制器和电源；上置磁铁固于上盖板表面，中间挡板和导向板固于下盖板表面，上盖板与下盖板连接，下置磁铁固于下盖板底面，电极与柔性导电致动器连接，柔性导电致动器位于上盖板底面与下盖板表面之间，上盖板、下盖板、导向板与柔性导电致动器共同围成喷射腔，喷嘴设于导向板上，喷嘴与外界相通，输液管一端与喷射腔连通，输液管另一端与蓄液桶出口连通，蓄液桶进口与气管一端连接，气管另一端外接压力气源，电源经脉冲电流控制器与电极电连接。结构简单，有很好的电控性能。

Description

一种安培力驱动式微喷装置

技术领域

本发明属于液体微喷技术，涉及微喷点胶装置，尤其是涉及一种安培力驱动式微喷装置。

背景技术

流体微喷点胶技术在液晶显示器、手机触摸屏、片上实验室生物技术、光学微透镜和MEMS器件等方面都有着广泛的应用，尤其在超大规模集成电路封装和表面贴装中，体现出至关重要的作用。作为未来点胶技术发展主流的非接触喷射点胶技术在从传统接触式点胶技术的转变过程中，其市场潜力不断被挖掘市场份额不断扩大。

根据点胶原理不同，点胶技术大致可分为接触式和非接触式。近年来，点胶技术正在经历一场由接触式向非接触式转变的革命，国外已有多家公司从事非接触式点胶设备研究和开发，例如美国Nordson集团的Asymtek、Picodostec和EFD公司都推出了各自的产品；然而，目前国内超过70%的点胶系统仍然采用传统的接触式针头点胶，并且主要是时间/压力型点胶头；非接触式喷射点胶市场份额不足10%，其发展和应用尚处于起始阶段。比如处于领军地位的厦门特盈自动化有限公司，在专业的点胶、封胶、涂胶设备的研发跟国内同行相比具有明显技术优势，但是喷射点胶的关键部件还是依赖进口。因此，针对我国目前点胶技术的发展状况，研究具有自主知识产权、高精度、高可靠性的流体点胶技术势在必行。

液体微喷装置是实现非接触式喷射点胶的核心技术，目前，按需喷射模式的微喷装置主要有压电式，热气泡式、超声聚焦式、气压驱动式和机械式等。中国专利CN200610138558.1公开一种气压驱动式微量液体喷射系统，主要应用于试剂微量分配场合，由于采用气压驱动，其频率不宜太高。中国专利CN201110332491.6公开一种流体脉冲喷射装置，系统采用被加压液体自身压力驱动微喷，适用于脉冲式微喷灌溉系统，属于一种连续式微喷装置，不适用于按需喷射场合。中国专利CN201110074206.5公开一种脉冲微喷灌溉系统，系统采用弹簧机构配合液体自身压力，实现正负压切换，获得液体的连续微喷，适合连续灌溉场合，也不适用于按需喷射场合。

发明内容

本发明的目的是提供可克服现有微喷装置机械结构复杂、对液体物化性要求高等缺陷，实现按需喷射微小液滴功能的一种安培力驱动式微喷装置。

本发明设有上置磁铁、上盖板、下盖板、中间挡板、导向板、下置磁铁、电极、柔性导电致动器、喷嘴、输液管、蓄液桶、气管、脉冲电流控制器和电源；

上置磁铁固于上盖板表面，中间挡板和导向板固于下盖板表面，上盖板与下盖板连接，下置磁铁固于下盖板底面，电极与柔性导电致动器连接，柔性导电致动器位于上盖板底面与下盖板表面之间，上盖板、下盖板、导向板与柔性导电致动器共同围成喷射腔，喷嘴设于导向板上，喷嘴与外界相通，输液管一端与喷射腔连通，输液管另一端与蓄液桶出口连通，蓄液桶进口与气管一端连接，气管另一端外接压力气源，电源经脉冲电流控制器与电极电连接。

所述中间挡板最好设于下盖板侧边缘表面，所述导向板最好为V字形导向板，所述喷嘴最好设于V字形导向板的中心线尖角处。

所述上置磁铁、上盖板、下盖板、下置磁铁、电极和柔性导电致动器最好均为长方形板状体。

与现有技术比较，本发明的工作原理及有益效果如下：

本发明使用时，可根据被喷射液体的粘度情况，设定一定气压，气压通过气管施加在畜液桶中的液体，使液体通过输液管和输液进口恒压地供应到喷射腔中；上置磁铁与下置磁铁用于在柔性导电致动器区域产生磁场；电源和脉冲电流控制器连接在电极两端，为柔性导电致动器提供脉冲电流；获得脉冲电流的柔性导电致动器在磁场的作用下发生形变，这种变形使喷射腔的体积迅速减小；随着喷射腔体积的减小，内部压力急剧上升，迫使一部份液体从喷嘴处喷射而出；脉冲电流过后，柔性导电致动器恢复原来形状，使喷射腔体积往增大的趋势变化，形成一定负压；这个负压便于拉断喷射腔中液体与喷射出的液体，使喷射出的微量液体形成微小液滴；同时在气压的作用下，畜液桶中的液体迅速补充到喷射腔中；通过改变喷嘴大小、脉冲电流的幅值和脉宽，可改变喷射液滴的大小及喷射频率。

由此可见，本发明结构十分简单，并具有很好的电控性能；可通过改变柔性导电致动器的弹性模量、喷嘴直径、脉冲电流的幅值及脉宽，来改变喷射液滴的大小。因此在液滴尺寸控制方面，具有多渠道、多选择的控制方式；柔性导电致动器可选择固态金属，也可选择液态金属加保护膜的形式，所有导电可变形材料都可被用作备选的致动器。

附图说明

图1为本发明实施例的分解结构示意图。

图2为本发明实施例的外观示意图。

具体实施方式

参见图1和2，本发明实施例设有上置磁铁1、上盖板2、下盖板7、中间挡板5、导向板6、下置磁铁9、电极3、柔性导电致动器4、喷嘴8、输液管10、蓄液桶11、气管12、脉冲电流控制器13和电源14。

上置磁铁1固于上盖板2表面。中间挡板5和导向6板固于下盖板7表面。上盖板2与下盖板7连接。下置磁铁9固于下盖板7底面。电极3与柔性导电致动器4两端连接。柔性导电致动器4位于上盖板2底面与下盖板7表面之间。上盖板2、下盖板7、导向板6与柔性导电致动器4共同围成喷射腔。喷嘴8设于导向板6上，喷嘴8与外界相通，导向板6为V字形导向板，所述喷嘴8设于V字形导向板6的中心线尖角处。输液管10一端与喷射腔连通，输液管10另一端与蓄液桶11出口连通，蓄液桶11进口与气管12一端连接，气管12另一端外接压力气源。电源经脉冲电流控制器13与电极3电连接。

所述上置磁铁1、上盖板2、下盖板7、下置磁铁9和柔性导电致动器4均为长方形板状体。

图1中的箭头“I”表示脉冲电流方向；箭头“B”表示上置磁铁1与下置磁铁9形成的磁场方向；箭头“F”表示柔性导电致动器4受力变形方向。

Claims (3)

1.一种安培力驱动式微喷装置，包括上置磁铁、下置磁铁、柔性导电致动器、喷嘴和电源；其特征在于，还包括上盖板、下盖板、中间挡板、导向板、电极、输液管、蓄液桶、气管和脉冲电流控制器；

上置磁铁固于上盖板表面，中间挡板和导向板固于下盖板表面，上盖板与下盖板连接，下置磁铁固于下盖板底面，电极与柔性导电致动器连接，柔性导电致动器位于上盖板底面与下盖板表面之间，上盖板、下盖板、导向板与柔性导电致动器共同围成喷射腔，喷嘴设于导向板上，喷嘴与外界相通，输液管一端与喷射腔连通，输液管另一端与蓄液桶出口连通，蓄液桶进口与气管一端连接，气管另一端外接压力气源，电源经脉冲电流控制器与电极电连接。

2.如权利要求1所述的一种安培力驱动式微喷装置，其特征在于所述中间挡板设于下盖板侧边缘表面，所述导向板为V字形导向板，所述喷嘴设于V字形导向板的中心线尖角处。

3.如权利要求1所述的一种安培力驱动式微喷装置，其特征在于所述上置磁铁、上盖板、下盖板、下置磁铁、电极和柔性导电致动器均为长方形板状体。