CN109114250A - 一种磁流体换向微阀装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁流体换向微阀装置及其使用方法，属于微流控技术领域。本发明通过控制通电后的电磁铁所吸附的磁性粉末，来控制流体通道的开启与闭合；使用聚二甲基硅氧烷材料制作阀体，材料透光性好、生物相容性佳以及良好的化学惰性，该材料韧性比较高，弹性好；该装置控制方式简单，操作方便，成本低，不漏气，精确度高，是一种很实用的微流微阀装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁流体换向微阀装置及其使用方法，属于微流控技术领域。
背景技术
微流体器件广泛用于集成电子、精密仪器、医疗设备和生物制药等领域，微流体器件适合各种流量控制系统的开发，其控制技术包括光、电、气、磁、热、气相变化等。用于流体处理的玻璃基板上的阀体结构，该结构的设计通过使用COMSOL Multiphysics进行仿真模拟，采用PDMS材料制作微通道结构，能够在一定的变形条件下恢复到原来的状态而结构没有发生永久性破坏。微小流体控制阀（简称微型阀）是微流体控制系统的关键部件之一，是微流量系统中不可缺少的重要组成部分，也是微流体通断和流向控制的重要元器件。它的性能直接影响着整个微流体控制系统的工作状况。随着微型阀在各个领域中的广泛应用，对其所能达到的精度要求越来越高。
发明内容
本发明提供了一种磁流体换向微阀装置及其使用方法，以用于通过磁性膜片运动从而关闭流体通道来达到控制阀通路的开闭。
本发明的技术方案是：一种磁流体换向微阀装置，包括阀体1、磁性膜片2、电磁铁Ⅰ3、出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5、电磁铁Ⅱ6、玻璃基片7；
其中阀体1安装在两个玻璃基片7之间，磁性膜片2将流体通道的出气口分成出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5上下两个部分且出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5关于磁性膜片2对称，玻璃基片7上部安装电磁铁Ⅰ3，玻璃基片7下部安装电磁铁Ⅱ6，电磁铁Ⅰ3和电磁铁Ⅱ6控制磁性膜片2的运动。
所述阀体1使用聚二甲基硅氧烷材料制作。
所述磁性膜片2的外壳体采用聚二甲基硅氧烷材料制作，外壳体内填充磁性粉末。
一种磁流体换向微阀装置的使用方法，
电磁铁Ⅰ3和电磁铁Ⅱ6共同断电，将流体通道的出气口分成出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5上下两个部分的磁性膜片2不产生形变，使流体从出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5流出；
电磁铁Ⅰ3通电，电磁铁Ⅱ6断电，磁性膜片2的顶部向上产生形变，将出气口Ⅰ4阻断，使流体从出气口Ⅱ5流出；
电磁铁Ⅱ6通电，电磁铁Ⅰ3断电，磁性膜片2的底部向下产生形变，将出气口Ⅱ5阻断，使流体从出气口Ⅰ4流出；
电磁铁Ⅰ3和电磁铁Ⅱ6共同通电，磁性膜片2的顶部向上产生形变，磁性膜片2的底部向下产生形变，将出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5阻断。
本发明的有益效果是：
1、通过控制通电后的电磁铁所吸附的磁性粉末，来控制流体通道的开启与闭合。
2、使用PDMS(聚二甲基硅氧烷)材料制作阀体，材料透光性好、生物相容性佳以及良好的化学惰性，该材料韧性比较高，弹性好。
3、该装置控制方式简单，操作方便，成本低，不漏气，精确度高，是一种很实用的微流微阀装置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中各标号为：1-阀体、2-磁性膜片、3-电磁铁Ⅰ、4-出气口Ⅰ、5-出气口Ⅱ、6-电磁铁Ⅱ、7-玻璃基片。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，种磁流体换向微阀装置，包括阀体1、磁性膜片2、电磁铁Ⅰ3、出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5、电磁铁Ⅱ6、玻璃基片7；
其中阀体1安装在两个玻璃基片7之间，磁性膜片2将流体通道的出气口分成出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5上下两个部分且出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5关于磁性膜片2对称，玻璃基片7上部安装电磁铁Ⅰ3，玻璃基片7下部安装电磁铁Ⅱ6，电磁铁Ⅰ3和电磁铁Ⅱ6控制磁性膜片2的运动。
进一步地，可以设置所述阀体1使用聚二甲基硅氧烷材料制作。
进一步地，可以设置所述磁性膜片2的外壳体采用聚二甲基硅氧烷材料制作，外壳体内填充磁性粉末。
一种磁流体换向微阀装置的使用方法，
电磁铁Ⅰ3和电磁铁Ⅱ6共同断电，将流体通道的出气口分成出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5上下两个部分的磁性膜片2不产生形变，使流体从出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5流出；
电磁铁Ⅰ3通电，电磁铁Ⅱ6断电，磁性膜片2的顶部向上产生形变，将出气口Ⅰ4阻断，使流体从出气口Ⅱ5流出；
电磁铁Ⅱ6通电，电磁铁Ⅰ3断电，磁性膜片2的底部向下产生形变，将出气口Ⅱ5阻断，使流体从出气口Ⅰ4流出；
电磁铁Ⅰ3和电磁铁Ⅱ6共同通电，磁性膜片2的顶部向上产生形变，磁性膜片2的底部向下产生形变，将出气口Ⅰ4、出气口Ⅱ5阻断。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种磁流体换向微阀装置，其特征在于：包括阀体（1）、磁性膜片（2）、电磁铁Ⅰ（3）、出气口Ⅰ（4）、出气口Ⅱ（5）、电磁铁Ⅱ（6）、玻璃基片（7）；
其中阀体（1）安装在两个玻璃基片（7）之间，磁性膜片（2）将流体通道的出气口分成出气口Ⅰ（4）、出气口Ⅱ（5）上下两个部分且出气口Ⅰ（4）、出气口Ⅱ（5）关于磁性膜片（2）对称，玻璃基片（7）上部安装电磁铁Ⅰ（3），玻璃基片（7）下部安装电磁铁Ⅱ（6），电磁铁Ⅰ（3）和电磁铁Ⅱ（6）控制磁性膜片（2）的运动。
2.根据权利要求1所述的磁流体换向微阀装置，其特征在于：所述阀体（1）使用聚二甲基硅氧烷材料制作。
3.根据权利要求1所述的磁流体换向微阀装置，其特征在于：所述磁性膜片（2）的外壳体采用聚二甲基硅氧烷材料制作，外壳体内填充磁性粉末。
4.一种使用权利要求1所述的磁流体换向微阀装置的方法，其特征在于：
电磁铁Ⅰ（3）和电磁铁Ⅱ（6）共同断电，将流体通道的出气口分成出气口Ⅰ（4）、出气口Ⅱ（5）上下两个部分的磁性膜片（2）不产生形变，使流体从出气口Ⅰ（4）、出气口Ⅱ（5）流出；
电磁铁Ⅰ（3）通电，电磁铁Ⅱ（6）断电，磁性膜片（2）的顶部向上产生形变，将出气口Ⅰ（4）阻断，使流体从出气口Ⅱ（5）流出；
电磁铁Ⅱ（6）通电，电磁铁Ⅰ（3）断电，磁性膜片（2）的底部向下产生形变，将出气口Ⅱ（5）阻断，使流体从出气口Ⅰ（4）流出；
电磁铁Ⅰ（3）和电磁铁Ⅱ（6）共同通电，磁性膜片（2）的顶部向上产生形变，磁性膜片（2）的底部向下产生形变，将出气口Ⅰ（4）、出气口Ⅱ（5）阻断。
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