CN115450888A - 一种基于磁力控制的蠕动输送机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁力控制的蠕动输送机构，包含软管和多组磁力控制组件，磁力控制组件包含电磁部件、微孔弹性材料和磁性材料，微孔弹性材料设置在软管中；多组磁力控制组件的电磁部件依次控制通断，使多组磁力控制组件的微孔弹性材料依次打开或关闭，使流体在软管中蠕动流通；本方案可以根据软管的结构需要进行适应性布置，自由度高；流体的流量大小和流速的控制可以通过多组磁力控制组件的通断频率进行控制，对程序的依赖度也较低，进而降低了整体的使用成本；整体可以作为一个控制单元，连接在需要进行控制的管路上，适用范围非常广泛。

Description

一种基于磁力控制的蠕动输送机构

技术领域

本发明涉及一种基于磁力控制的蠕动输送机构，属于微流体流量控制技术领域。

背景技术

蠕动泵是微流体流量控制领域常用的装置，目前现有的蠕动泵大多都是通过转动机构带动球头等结构，通过回转移动不断循环挤压软管，使软管的负压空间在软管中不断前行，进而带动流体蠕动前行；这种蠕动泵的结构一般必须固定为回转结构，不能直接作用于直线软管，结构较为复杂；而且流体的流量大小和流速控制依赖于回转机构的转速控制，对程序的设定要求也较高，进而导致成本较高。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种基于磁力控制的蠕动输送机构。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种基于磁力控制的蠕动输送机构，包含软管和多组磁力控制组件，多组磁力控制组件沿着软管依次设置；每组磁力控制组件均包含电磁部件、微孔弹性材料和磁性材料，微孔弹性材料设置在软管中；所述电磁部件与磁性材料配合，带动微孔弹性材料处于压缩或松弛状态；所述微孔弹性材料在压缩状态时，微孔弹性材料堵住软管；微孔弹性材料在松弛状态时，微孔弹性材料可让流体通过；所述的多组磁力控制组件按顺序依次控制微孔弹性材料打开或关闭，使流体在软管中蠕动流通。

优选的，所述的磁力控制组件包含弹性部件，弹性部件位于电磁部件与微孔弹性材料之间；所述电磁部件不通电时，弹性部件压迫软管和微孔弹性材料，使微孔弹性材料处于压缩关闭状态，堵住软管；所述电磁部件通电时，电磁部件对磁性材料产生磁吸力，使磁性材料克服弹性部件的力，带动软管和微孔弹性材料打开，使微孔弹性材料可以让软管中的流体通过。

优选的，所述磁性材料是掺杂在微孔弹性材料中的磁性颗粒，磁性颗粒紧密结合在微孔弹性材料中。

优选的，所述的磁性颗粒是磁性微球。

优选的，所述磁性材料是设置在微孔弹性材料端部的磁性薄板，磁性薄板位于软管的内侧或外侧。

优选的，所述磁性材料是设置在微孔弹性材料中的多层磁性薄板。

优选的，所述软管为弹性软管。

优选的，所述弹性部件是弹簧或弹片。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的基于磁力控制的蠕动输送机构，采用多组磁力控制组件依次控制通断，在软管中形成蠕动控制结构，使流体可以蠕动前行；整体结构简单，可以根据软管的结构需要进行适应性布置，自由度高；流体的流量大小和流速的控制可以通过多组磁力控制组件的通断频率进行控制，对程序的依赖度也较低，进而降低了整体的使用成本；整体可以作为一个控制单元，连接在需要进行控制的管路上，适用范围非常广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明所述的一种基于磁力控制的蠕动输送机构的结构示意图；

附图2为本发明所述的基于磁力控制的蠕动输送机构的另一种实施方式的结构示意图；

附图3为本发明所述的微孔弹性材料和磁性材料的一种实施方式的示意图；

附图4为本发明所述的微孔弹性材料和磁性材料的另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1所示，本发明所述的一种基于磁力控制的蠕动输送机构，包含软管1和多组磁力控制组件，软管1中具有流道，多组磁力控制组件沿着软管1依次设置；本实施例以五组磁力控制组件为例。

每组所述的磁力控制组件均包含电磁部件2、微孔弹性材料4和磁性材料，其中，电磁部件2可以采用常规的电磁铁结构，微孔弹性材料4设置在软管1中，并充满软管1的截面。

所述的微孔弹性材料4可以是具有微孔甚至微纳米孔的弹性材料，微孔和微纳米孔无序排列；微孔弹性材料4也可以采用毛细管结构，毛细管有序排列；微孔弹性材料4可以是独立的部件，也可以是与软管1结合为一体的结构。

所述磁性材料可以是掺杂在微孔弹性材料4中的磁性颗粒，磁性颗粒可以在微孔弹性材料4的生产过程中，与微孔弹性材料4紧密结合，如3D打印；以防止流体在流动过程中，带走磁性颗粒。

而磁性颗粒在微孔弹性材料4中的密度，可以根据需要从靠近电磁部件2的一端，由近及远逐渐稀疏，使磁性控制的部位主要集中在靠近电磁部件2的一端；也可以相反，或平均设置。

进一步的，所述的磁性颗粒是磁性微球，磁性高分子微球是近年发展起来的一种新型磁性材料，具有很好的物理性能和磁响应性，已广泛用于生物医学、细胞学和分离工程等诸多领域，但在蠕动微流体控制领域中的应用还是空白。

当然，磁性材料也可以采用常规的结构，参考图3、4，采用设置在微孔弹性材料4端部的磁性薄板5，磁性薄板5位于软管1的内侧或外侧；也可以根据需要在微孔弹性材料4中设置多层磁性薄板5，以提高磁性控制效果。

所述的基于磁力控制的蠕动输送机构的原理如下：

所述电磁部件2不通电时，微孔弹性材料4在软管1中处于自然松弛状态，使微孔弹性材料4可以让软管1中的流体通过。

所述电磁部件2通电后，电磁部件2对磁性材料产生磁吸力，磁性材料带动微孔弹性材料4和软管1压缩变形，使微孔弹性材料4处于压缩关闭状态，堵住软管1，软管1此时处于不流通状态。

所述软管1可以是弹性管，在电磁部件2断电之后，可以自动恢复原状态。

五组磁力控制组件应当控制适当的间距，甚至紧密排列，五组磁力控制组件的电磁部件2依次控制通断，使多组磁力控制组件的微孔弹性材料4依次打开，再依次关闭，即可在软管1中形成移动的负压空间，使流体在软管1中蠕动流通。

工作时，五组磁力控制组件依次打开，形成局部负压，吸收流体到泵；再依次关闭，形成局部正压，挤出泵内流体。通过以上两个过程蠕动推进流体前进。

图2给出了本发明的另一种实施方式，在电磁部件2与微孔弹性材料4之间设置了弹性部件3，弹性部件3位于软管1外侧；所述弹性部件3则可以采用弹簧或弹片，弹片和电磁铁的配合结构可以参考本申请人日前申请的多项弹片类电磁阀的专利。

所述电磁部件2不通电时，弹性部件3压迫软管1和微孔弹性材料4，使微孔弹性材料4处于压缩关闭状态，堵住软管1，软管1此时处于不流通状态。

所述电磁部件2通电时，电磁部件2对磁性材料产生磁吸力，使磁性材料克服弹性部件3的力，带动软管1和微孔弹性材料4打开，使微孔弹性材料4可以让软管1中的流体通过。

该实施方式的控制原理与图1相同，但电磁部件2的控制方向与图1相反。

本方案所述的流体可以是液体、气体等流动介质。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：包含软管(1)和多组磁力控制组件，多组磁力控制组件沿着软管(1)依次设置；每组磁力控制组件均包含电磁部件(2)、微孔弹性材料(4)和磁性材料，微孔弹性材料(4)设置在软管(1)中；所述电磁部件(2)与磁性材料配合，带动微孔弹性材料(4)处于压缩或松弛状态；所述微孔弹性材料(4)在压缩状态时，微孔弹性材料(4)堵住软管(1)；微孔弹性材料(4)在松弛状态时，微孔弹性材料(4)可让流体通过；所述的多组磁力控制组件按顺序依次控制微孔弹性材料(4)打开或关闭，使流体在软管(1)中蠕动流通。

2.根据权利要求1所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述的磁力控制组件包含弹性部件(3)，弹性部件(3)位于电磁部件(2)与微孔弹性材料(4)之间；所述电磁部件(2)不通电时，弹性部件(3)压迫软管(1)和微孔弹性材料(4)，使微孔弹性材料(4)处于压缩关闭状态，堵住软管(1)；所述电磁部件(2)通电时，电磁部件(2)对磁性材料产生磁吸力，使磁性材料克服弹性部件(3)的力，带动软管(1)和微孔弹性材料(4)打开，使微孔弹性材料(4)可以让软管(1)中的流体通过。

3.根据权利要求1或2所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述磁性材料是掺杂在微孔弹性材料(4)中的磁性颗粒，磁性颗粒紧密结合在微孔弹性材料(4)中。

4.根据权利要求3所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述的磁性颗粒是磁性微球。

5.根据权利要求1或2所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述磁性材料是设置在微孔弹性材料(4)端部的磁性薄板(5)，磁性薄板(5)位于软管(1)的内侧或外侧。

6.根据权利要求1或2所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述磁性材料是设置在微孔弹性材料(4)中的多层磁性薄板(5)。

7.根据权利要求1所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述软管(1)为弹性软管。

8.根据权利要求2所述的基于磁力控制的蠕动输送机构，其特征在于：所述弹性部件(3)是弹簧或弹片。

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