CN104588230B - 液体微滴喷射方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液体微滴喷射方法及装置，该液体微滴喷射装置包括：磁场发生装置，用于产生稳定的磁场；柔性泵体，置于磁场中并具有一由柔性材质制成的外壁，该外壁构建形成一喷射腔，该外壁还形成有进液口和出液口；柔性线圈，固定绕设在柔性泵体上而与柔性泵体同步伸缩，该柔性线圈内通有交变电流；进液单向阀，设置在外壁的进液口处仅允许液体单向进入至喷射腔内；喷嘴，设置在外壁的出液口处以向外喷出液体微滴。与现有技术相比，本发明中交变电流无需通过液体，故液体无需采用液态金属，如此使得本发明可适用于任何液体，而不局限于液态金属，大大拓宽了整个微喷装置的适用范围。

Description

液体微滴喷射方法及装置
技术领域
本发明属于液体微喷领域，具体涉及的是一种适用于各式液体的微滴喷射方法及装置。
背景技术
中国专利文献CN103203294A公开一种电磁微喷装置，其设有上置磁铁、喷射腔体、下置磁铁、电极、供液管、供液槽、升降机构、步进电机和脉冲电流装置；上置磁铁和下置磁铁分别固于喷射腔体的上下表面；喷射腔体设有液体进口和液体喷嘴，电极设于喷射腔体两侧，并伸入喷射腔体内部，供液管一端与喷射腔体内腔连通，供液管另一端与供液槽连通，升降机构输入端与步进电机连接，升降机构输出端与供液槽连接，脉冲电流装置两端接于电极。
其将液态金属的可导电性，再利用磁场对液态金属产生安培力，此安培力能转化为液态金属的动能，驱动金属液体的喷射，极大地简化了喷射装置的机械结构，其更优选适合于脉冲式电流控制方式，易于对驱动力的大小、作用时间、喷射频率等方面的直接控制。
同样地，中国专利文献CN103212516A公开一种安培力驱动式微喷装置，其同样是利用安培力作为驱动力以驱动金属液体的喷射。
但是，上述两项专利文献的共同存在的缺点是，其仅能应用于液态金属，对于其它液态物质将无法实现应用，针对上述问题，本申请人深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种液体微滴喷射装置，其不仅可以实现微喷动作，而且还可以广泛适用于各种液态物质。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种液体微滴喷射装置，其中，包括：
磁场发生装置，用于产生稳定的磁场；
柔性泵体，置于磁场中并具有一由柔性材质制成的外壁，该外壁构建形成一喷射腔，该外壁还形成有进液口和出液口；
柔性线圈，固定绕设在柔性泵体上而与柔性泵体同步伸缩，该柔性线圈内通有交变电流；
进液单向阀，设置在外壁的进液口处仅允许液体单向进入至喷射腔内；
喷嘴，设置在外壁的出液口处以向外喷出液体微滴。
进一步，该液体微滴喷射装置还包括初始液压平衡机构，该初始液压平衡机构具有供液管道、供液腔、活塞和气压产生装置，该供液管道一端与进液单向阀相连，另一端与供液腔的出口相连，该活塞设置在供液腔的入口处并由气压产生装置产生的气压推动，该气压产生装置对供液管道所产生的压力用于使喷射腔中的液体处于喷射的临界状态。
进一步，该交变电流为具有相等幅值正脉冲和负脉冲的方波交流电。
进一步，该柔性线圈以螺旋的方式固定缠绕在柔性泵体的外壁上，该柔性线圈中电流的方向与磁场磁力线的方向垂直。
进一步，该进液口和出液口位于螺旋缠绕的柔性线圈的上下两端处。
进一步，该磁场发生装置具有螺旋式绕设的硬性线圈，该硬性线圈套设在柔性泵体与柔性线圈的外部，该硬性线圈中通有直流电。
进一步，该液体微滴喷射装置还包括若干根固定轴，该若干根固定轴平行设置并均固定在螺旋式硬性线圈的内侧。
进一步，该液体微滴喷射装置还包括壳体，该磁场发生装置、柔性泵体和柔性线圈均设置在壳体内，该壳体上还形成有供液体进入和流出的开口。
本发明的另一目的在于提供一种液体微滴喷射方法，其中，包括如下步骤：
①在稳定的磁场中置入柔性泵体，该柔性泵体具有一由柔性材质制成的外壁，该外壁构建形成一喷射腔，该外壁还形成有进液口和出液口；
②在柔性泵体上固定绕设有可与柔性泵体同步伸缩的柔性线圈，
③往喷射腔中注入液体并使液体处于临界喷射状态；
④往柔性线圈中通入交变电流，在柔性线圈上形成闭环安培力带动柔性泵体产生伸缩动作，以将喷射腔中液体通过出液口以液滴的方式喷射出去。
进一步，在步骤④中，当柔性线圈通过逆时针电流时，柔性线圈在磁场中受到指向中心的收缩力；当柔性线圈通过顺时针电流时，柔性线圈在磁场中受到的是背离中心的扩张力。
采用上述结构后，本发明涉及的一种液体微滴喷射装置，其利用柔性泵体作为核心部件，柔性线圈上流动的交变电流为驱动因子，在磁场发生装置所产生的磁场下，柔性线圈会被电磁力带动而对柔性泵体产生挤压力或膨胀力，由此基于进液单向阀对液体的单向导通，使得液体会不断地从外壁的进液口进（同时防止液体回流），再从外壁出液口的喷嘴处以微小液滴的方式喷出，进而实现控制液体流向的作用。
与现有技术相比，本发明中交变电流无需通过液体，故液体无需采用液态金属，如此使得本发明可适用于任何液体，而不局限于液态金属，大大拓宽了整个微喷装置的适用范围。
附图说明
图1 为本发明涉及一种液体微滴喷射装置的整体结构示意图。
图2为图1中磁场发生装置、柔性泵体和柔性线圈三者组合的结构示意图；
图3为图1中磁场发生装置的结构示意图；
图4为图1中柔性泵体和柔性线圈两者组合的结构示意图；
图5为本发明涉及一种液体微滴喷射装置处于出液状态的原理示意图；
图6为本发明涉及一种液体微滴喷射装置处于进液状态的原理示意图。
图7为本发明涉及一种液体微喷装置另一实施例的结构示意图。
图中：
磁场发生装置-1；硬性线圈-11；固定轴-12；
柔性泵体-2；外壁-21；喷射腔-22；
进液口-23；出液口-24；柔性线圈-3；
进液单向阀-4；喷嘴-5；壳体-6；
供液管道-71；供液腔-72；活塞-73；密封盖-74。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1至图6所示，本发明涉及的一种液体微滴喷射装置，包括磁场发生装置1、柔性泵体2、柔性线圈3、进液单向阀4和喷嘴5，其中：
该磁场发生装置1，用于产生稳定的磁场；
该柔性泵体2，置于磁场中并具有一由柔性材质制成的外壁21，该外壁21构建形成一喷射腔22，该外壁21还形成有进液口23和出液口24；
该柔性线圈3，固定绕设在柔性泵体2上而与柔性泵体2同步伸缩，该柔性线圈3内通有交变电流；
该进液单向阀4，设置在外壁21的进液口23处仅允许液体单向进入至喷射腔22内；
该喷嘴5，设置在外壁21的出液口24处以向外喷出液体微滴。
这样，本发明涉及的一种液体微滴喷射装置，其利用柔性泵体2作为核心部件，柔性线圈3上流动的交变电流为驱动因子，在磁场发生装置1所产生的磁场下，柔性线圈3会被电磁力带动而对柔性泵体2产生挤压力或膨胀力，由此基于进液单向阀4对液体的单向导通，使得液体会不断地从外壁21的进液口23进，再从外壁21出液口24的喷嘴5处以微小液滴的方式喷出，进而实现控制液体流向的作用。
具体地，在本实施例中，该磁场发生装置1具有螺旋式绕设的硬性线圈11，该硬性线圈11套设在柔性泵体2与柔性线圈3的外部，该硬性线圈11中通有直流电，以在柔性泵体2和柔性线圈3所处的空间处形成一个磁场强度和方向均稳定的磁场。作为此硬性线圈11的一种具体固定方式，该液体微滴喷射装置还包括若干根固定轴12，该若干根固定轴12平行设置并均固定在螺旋式硬性线圈11的内侧。
该交变电流是作为让整个液体微滴喷射装置可以实现进液和出液的驱动因子，作为更优选的实施方案，该交变电流为具有相等幅值正脉冲和负脉冲的方波交流电。
如图2和图4所示，该柔性线圈3以螺旋的方式固定缠绕在柔性泵体2的外壁21上，该柔性线圈3中电流的方向与磁场磁力线的方向垂直。如此可以让柔性线圈3在磁场中所产生的电磁力能恰好垂直于柔性泵体2，达到最大的压缩和膨胀效用。
如图4所示，该进液口23和出液口24位于螺旋缠绕的柔性线圈3的上下两端处，根据挤压原理，将进液口23和出液口24设置在此处，可以让进出液效果达到最佳。
如图1所示，该液体微滴喷射装置还包括壳体6，该磁场发生装置1、柔性泵体2和柔性线圈3均设置在壳体6内，该壳体6上还形成有供液体进入和流出的开口。
如图5所示，其为本发明涉及液体微滴喷射装置处于出液状态的示意图，首先在电流I1的作用下，在整个硬性线圈11内部会产生垂直纸面向里的磁场，在柔性线圈3中通入了逆时针方向转动的电流I2，此时在安培力的作用下，柔性线圈3将会带动柔性泵体2产生压缩，此时进液单向阀4处于截止状态，而喷嘴5处于打开状态，实现整个液体微滴喷射装置向外喷射微小液滴。
如图6所示，其为本发明涉及液体微滴喷射装置处于进液状态的示意图，首先在电流I1的作用下，在整个硬性线圈11内部会产生垂直纸面向里的磁场，在柔性线圈3中通入了顺时针方向转动的电流I2，此时在安培力的作用下，柔性线圈3将会带动柔性泵体2产生膨胀，此时进液单向阀4处于打开状态，实现整个液体微滴喷射装置的进液。
如图7所示，其为本发明涉及一种液体微喷装置另一实施例的结构示意图，该液体微滴喷射装置还包括初始液压平衡机构，该初始液压平衡机构具有供液管道71、供液腔72、活塞73和气压产生装置，该供液管道71一端与进液单向阀相连，另一端与供液腔72的出口相连，该活塞73设置在供液腔72的入口处并由气压产生装置产生的气压推动，该气压产生装置对供液管道71所产生的压力用于使喷射腔中的液体处于喷射的临界状态。如此，在气压的作用下，活塞73推顶着供液腔72中的液体，让喷射腔中液体处于临界喷射状态，优选地，该初始液压平衡机构还包括一密封盖74，以起到防止气体泄露的目的。
另外，本发明还涉及一种液体微滴喷射方法，其中，包括如下步骤：
①在稳定的磁场中置入柔性泵体，该柔性泵体具有一由柔性材质制成的外壁，该外壁构建形成一喷射腔，该外壁还形成有进液口和出液口；
②在柔性泵体上固定绕设有可与柔性泵体同步伸缩的柔性线圈；
③往喷射腔中注入液体并使液体处于临界喷射状态；
④往柔性线圈中通入交变电流，在柔性线圈上形成闭环安培力带动柔性泵体产生伸缩动作，以将喷射腔中液体通过出液口以液滴的方式喷射出去；具体地，在步骤④中，当柔性线圈通过逆时针电流时，柔性线圈在磁场中受到指向中心的收缩力；当柔性线圈通过顺时针电流时，柔性线圈在磁场中受到的是背离中心的扩张力。
与现有技术相比，本发明中交变电流无需通过液体，故液体无需采用液态金属，如此使得本发明可适用于任何液体，而不局限于液态金属，大大拓宽了整个微喷装置的适用范围。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种液体微滴喷射装置，其特征在于，包括：
磁场发生装置，用于产生稳定的磁场；
柔性泵体，置于磁场中并具有一由柔性材质制成的外壁，该外壁构建形成一喷射腔，该外壁还形成有进液口和出液口；
柔性线圈，固定绕设在柔性泵体上而与柔性泵体同步伸缩，该柔性线圈内通有交变电流；
进液单向阀，设置在外壁的进液口处仅允许液体单向进入至喷射腔内；
喷嘴，设置在外壁的出液口处以向外喷出液体微滴。
2.如权利要求1所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该液体微滴喷射装置还包括初始液压平衡机构，该初始液压平衡机构具有供液管道、供液腔、活塞和气压产生装置，该供液管道一端与进液单向阀相连，另一端与供液腔的出口相连，该活塞设置在供液腔的入口处并由气压产生装置产生的气压推动，该气压产生装置对供液管道所产生的压力用于使喷射腔中的液体处于喷射的临界状态。
3.如权利要求1所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该交变电流为具有相等幅值正脉冲和负脉冲的方波交流电。
4.权利要求1所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该柔性线圈以螺旋的方式固定缠绕在柔性泵体的外壁上，该柔性线圈中电流的方向与磁场磁力线的方向垂直。
5.如权利要求4所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该进液口和出液口位于螺旋缠绕的柔性线圈的上下两端处。
6.如权利要求1所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该磁场发生装置具有螺旋式绕设的硬性线圈，该硬性线圈套设在柔性泵体与柔性线圈的外部，该硬性线圈中通有直流电。
7.如权利要求6所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该液体微滴喷射装置还包括若干根固定轴，该若干根固定轴平行设置并均固定在螺旋式硬性线圈的内侧。
8.如权利要求1所述的液体微滴喷射装置，其特征在于，该液体微滴喷射装置还包括壳体，该磁场发生装置、柔性泵体和柔性线圈均设置在壳体内，该壳体上还形成有供液体进入和流出的开口。
9.一种液体微滴喷射方法，其特征在于，包括如下步骤：
①在稳定的磁场中置入柔性泵体，该柔性泵体具有一由柔性材质制成的外壁，该外壁构建形成一喷射腔，该外壁还形成有进液口和出液口；
②在柔性泵体上固定绕设有可与柔性泵体同步伸缩的柔性线圈；
③往喷射腔中注入液体并使液体处于临界喷射状态；
④往柔性线圈中通入交变电流，在柔性线圈上形成闭环安培力带动柔性泵体产生伸缩动作，以将喷射腔中液体通过出液口以液滴的方式喷射出去。
10.如权利要求9所述的液体微滴喷射方法，其特征在于，在步骤④中，当柔性线圈通过逆时针电流时，柔性线圈在磁场中受到指向中心的收缩力；当柔性线圈通过顺时针电流时，柔性线圈在磁场中受到的是背离中心的扩张力。
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