CN109882596A - 一种基于mems微流控芯片的气动比例阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，包括主阀体，主阀体自上而下依次设置有膜片腔、控压腔和气源腔，膜片腔内设置有膜片，膜片上连接有随膜片上下移动的阀芯，气源腔和控压腔之间设置有通孔，气源腔内设置有受阀芯驱动开闭通孔的阀座，主阀体上设置有MEMS微流控芯片，MEMS微流控芯片上设置有输出气体以控制膜片移动的控制口，控制口与膜片腔连通，本发明通过MEMS微流控芯片可以实现对控制口特定压力的输出的控制，以控制通孔开度的大小，从而控制排出主阀体的气体的压力，实现线性比例控制，使得气动比例阀结构小巧，可靠性高，应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于气动控制领域，具体涉及一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀。
背景技术
现在气动控制领域的比例控制阀虽然体积小、功耗低、反应快，但是只能实现开关功能，阀本身不具备比例调节功能，需要用两个阀组合与传感器配套使用才可实现可控的比例调节，结构较复杂，难以控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种具有比例调节功能的基于MEMS微流控芯片的气动比例阀。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，包括主阀体，主阀体自上而下依次设置有膜片腔、控压腔和气源腔，膜片腔内设置有膜片，膜片上连接有随膜片上下移动的阀芯，气源腔和控压腔之间设置有通孔，气源腔内设置有受阀芯驱动开闭通孔的阀座，主阀体上设置有MEMS微流控芯片，MEMS微流控芯片上设置有输出气体以控制膜片移动的控制口，控制口与膜片腔连通。
进一步的，MEMS微流控芯片上还设置有气源口和排气口，主阀体上设置有与气源腔连通的进气孔以及与控压腔连通的出气孔，进气孔与气源口连通。
进一步的，主阀体上还设置有位于气源腔下方的排气腔，排气腔上设置有排气孔，排气腔与排气口连通。
进一步的，主阀体上设置有与膜片腔连通的输入孔，控制口与输入孔连通。
进一步的，阀座和主阀体之间设置有推动阀座关闭通孔的弹性件。
进一步的，弹性件为弹簧。
进一步的，阀芯穿过膜片并通过膜片夹板固定在膜片上。
进一步的，主阀体包括用于固定MEMS微流控芯片的先导底板和与先导底板的底面相连的下阀体，先导底板和下阀体夹紧膜片。
进一步的，先导底板和下阀体相对的面上均设置有容纳槽，容纳槽内设置有压紧膜片的环形压板，膜片以及膜片上下两侧的环形压板通过螺栓固定。
进一步的，膜片的材质为橡胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、当对MEMS微流控芯片输入适当的激励信号时，MEMS微流控芯片的控制口打开，高压气体进入MEMS微流控芯片，然后从控制口进入膜片上方的膜片腔，高压气体的压力推动膜片的中间部分向下移动，膜片带动固定在膜片上的阀芯向下移动，阀芯向下推动阀座，使得通孔连通气源腔和控压腔，使得通过进入气源腔的高压气体通过通孔进入控压腔，进而从控压腔排出；因为MEMS微流控芯片的输入压力和输出压力之间成正比，所以MEMS微流控芯片可以实现对输出压力稳定的线性控制，即通过改变激励信号，可以实现对控制口特定压力的输出的控制，不同压力的高压气体进入膜片腔，使膜片产生不同数值的位移，膜片不同的位移控制通孔开度的大小，从而控制排出主阀体的气体的压力，实现了MEMS微流控芯片对整个阀体输出气体压力的线性控制，具有较快的响应速度和一定的线性调节区间，可实现线性比例控制，使得气动比例阀结构小巧，可靠性高，应用范围广。
2、当MEMS微流控芯片处于断开状态时，高压气体从气源口进入MEMS微流控芯片，然后从排气口排出，膜片腔内部的膜片上部无高压气体，气压稳定，膜片不移动，阀座在弹簧的弹力作用下封住通孔，没有高压气体通过通孔从气源腔进入控压腔，即没有气体从出气孔排出。
3、弹簧作为弹性件，当膜片向上移动恢复原状后，即阀芯不再与阀座相抵，阀座在弹簧的作用下自动重新密封住通孔，弹簧作为弹性件，弹性好、价格低廉且作用稳定。
4、膜片通过卡在容纳槽中的环形压板以及先导底板和下阀体之间的压紧力进行固定，使得膜片的中心位置在压力的作用下向下移动时，膜片的边缘牢固地固定在容纳槽中，防止膜片的边缘向中间收缩靠拢，使得膜片在发生形变的同时位置不发生改变。
5、橡胶材质的膜片加工简单快捷，成本低廉，同时橡胶的弹性较好，使得膜片的形变效果好。
与现有技术相比，本发明通过MEMS微流控芯片可以实现对控制口特定压力的输出的控制，以控制通孔开度的大小，从而控制排出主阀体的气体的压力，实现线性比例控制，使得气动比例阀结构小巧，可靠性高，应用范围广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为MEMS微流控芯片断开状态的示意图；
图2为MEMS微流控芯片打开状态的示意图；
图3为本发明一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀的剖面示意图。
其中：1、主阀体；11、先导底板；12、下阀体；13、容纳槽；2、膜片腔；21、膜片；22、输入孔；3、控压腔；31、出气孔；4、气源腔；41、进气孔；42、通孔；43、阀座；44、弹簧；5、排气腔；51、排气孔；6、MEMS微流控芯片；61、控制口；62、气源口；63、排气口；7、阀芯；71、膜片夹板。
具体实施方式
参照图1至图3对本发明一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀的实施例做进一步说明。
一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，如图3所示，包括主阀体1和设置在主阀体1上的MEMS微流控芯片6，MEMS微流控芯片6上设置有气源口62、控制口61和排气口63；主阀体1自上而下依次设置有膜片腔2、控压腔3、气源腔4和排气腔5，膜片腔2内设置有材质为橡胶的膜片21，膜片21的中间连接有随膜片21上下移动的阀芯7，阀芯7穿过膜片21并通过膜片夹板71固定在膜片21上，主阀体1上设置有连通膜片腔2和控制口61的输入孔22；主阀体1上设置有与气源腔4连通的进气孔41以及与控压腔3连通的出气孔31，进气孔41与气源口62连通；气源腔4和控压腔3之间设置有连通气源腔4和控压腔3的通孔42，气源腔4内设置有受阀芯7驱动开闭通孔42的阀座43，阀座43和主阀体1之间设置有推动阀座43关闭通孔42的弹性件，弹性件为弹簧44；排气腔5上设置有排气孔51，排气腔5通过排气孔51与排气口63连通。
主阀体1包括用于固定MEMS微流控芯片6的先导底板11和与先导底板11的底面相连的下阀体12，先导底板11和下阀体12相对的面上均设置有容纳槽13，容纳槽13内设置有压紧膜片21的环形压板，膜片21以及膜片21上下两侧的环形压板通过螺栓固定，先导底板11和下阀体12通过容纳槽13夹紧膜片21。
如图1所示，当MEMS微流控芯片6处于断开状态时：
高压气体从气源口62进入MEMS微流控芯片6，然后从排气口63排出，膜片腔2内部的膜片21上部无高压气体，气压稳定，膜片21不移动，阀座43在弹簧44的弹力作用下封住通孔42，没有高压气体通过通孔42从气源腔4进入控压腔3，即没有气体从出气孔31排出。
如图2所示，当对MEMS微流控芯片6输入适当的激励信号时：
MEMS微流控芯片6的控制口61打开，高压气体从气源口62进入MEMS微流控芯片6，然后从控制口61经过输入孔22进入膜片21上方的膜片腔2，高压气体的压力推动膜片21的中间部分向下移动，膜片21带动固定在膜片21上的阀芯7向下移动，阀芯7向下推动阀座43，使得通孔42连通气源腔4和控压腔3，使得通过进气孔41进入气源腔4的高压气体通过通孔42进入控压腔3，进而通过出气孔31从控压腔3排出；因为MEMS微流控芯片6的输入压力和输出压力之间成正比，所以MEMS微流控芯片6可以实现对输出压力稳定的线性控制，即通过改变激励信号，可以实现对控制口61特定压力的输出的控制，不同压力的高压气体进入膜片腔2，使膜片21产生不同数值的位移，膜片21不同的位移控制通孔42开度的大小，从而控制出气孔31的气体的压力，实现了MEMS微流控芯片6对整个阀体输出气体压力的线性控制，具有较快的响应速度和一定的线性调节区间，可实现线性比例控制，使得气动比例阀结构小巧，可靠性高，应用范围广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，包括主阀体，主阀体自上而下依次设置有膜片腔、控压腔和气源腔，所述膜片腔内设置有膜片，膜片上连接有随膜片上下移动的阀芯，所述气源腔和控压腔之间设置有通孔，所述气源腔内设置有受阀芯驱动开闭通孔的阀座，其特征在于：所述主阀体上设置有MEMS微流控芯片，MEMS微流控芯片上设置有输出气体以控制膜片移动的控制口，控制口与所述膜片腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述MEMS微流控芯片上还设置有气源口和排气口，所述主阀体上设置有与气源腔连通的进气孔以及与控压腔连通的出气孔，所述进气孔与气源口连通。
3.根据权利要求2所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述主阀体上还设置有位于气源腔下方的排气腔，排气腔上设置有排气孔，所述排气腔与所述排气口连通。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述主阀体上设置有与膜片腔连通的输入孔，所述控制口与输入孔连通。
5.根据权利要求1所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述阀座和主阀体之间设置有推动阀座关闭通孔的弹性件。
6.根据权利要求5所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述弹性件为弹簧。
7.根据权利要求1所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述阀芯穿过膜片并通过膜片夹板固定在膜片上。
8.根据权利要求7所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述主阀体包括用于固定MEMS微流控芯片的先导底板和与先导底板的底面相连的下阀体，所述先导底板和下阀体夹紧膜片。
9.根据权利要求8所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述先导底板和下阀体相对的面上均设置有容纳槽，容纳槽内设置有压紧膜片的环形压板，膜片以及膜片上下两侧的环形压板通过螺栓固定。
10.根据权利要求1所述的一种基于MEMS微流控芯片的气动比例阀，其特征在于：所述膜片的材质为橡胶。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201802693U (zh) * | 2010-08-21 | 2011-04-20 | 无锡气动技术研究所有限公司 | 常闭式气动延时换向阀 |
| CN205956463U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-02-15 | 上海册帆工业设备有限公司 | 一种轨道列车制动系统的新型三通阀 |
| CN205997875U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-03-08 | 上海册帆工业设备有限公司 | 电力机车单独缓解控制装置 |
| US20170211809A1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-07-27 | Dunan Microstaq, Inc. | Two-Stage Fluid Control Valve Having A First Stage Mechanical Valve And A Second Stage Microvalve |
| CN206549664U (zh) * | 2017-02-20 | 2017-10-13 | 宁波奥丞生物科技有限公司 | 一种多指标检测用微流控芯片 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201802693U (zh) * | 2010-08-21 | 2011-04-20 | 无锡气动技术研究所有限公司 | 常闭式气动延时换向阀 |
| US20170211809A1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-07-27 | Dunan Microstaq, Inc. | Two-Stage Fluid Control Valve Having A First Stage Mechanical Valve And A Second Stage Microvalve |
| CN205956463U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-02-15 | 上海册帆工业设备有限公司 | 一种轨道列车制动系统的新型三通阀 |
| CN205997875U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-03-08 | 上海册帆工业设备有限公司 | 电力机车单独缓解控制装置 |
| CN206549664U (zh) * | 2017-02-20 | 2017-10-13 | 宁波奥丞生物科技有限公司 | 一种多指标检测用微流控芯片 |
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