CN205759062U - 一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，包括：阀体和设置于阀体内部的阀芯以及用于驱动阀芯位移的驱动机构，所述阀体包括用于连接注射管线的左上腔体和右上腔体，所述阀芯位于左上腔体和右上腔体之间，左上腔体或右上腔体具有锥度缩径结构空间；所述驱动机构包括位于左下腔体内的阀座和位于右下腔体内的步进电机，步进电机通过其转轴上的螺杆与阀座螺纹连接，阀芯通过杠杆销子连接与阀座上，阀座在电机驱动下，沿螺杆径向运动，进而带动阀芯在锥度缩径结构空间发生位移，通过小型单片机即可对通过改变阀芯阀座间的位置关系来改变该处的通流面积，从而达到精确控制流体流量的目的。

Description

一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门

技术领域：

本实用新型属于控制阀门领域，具体涉及一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门。

背景技术：

随着现代工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，微机电系统在现代工业中占有越来越重要的地位。微流体控制系统是微机电系统的一个活跃的分支，主要用于控制和驱动微量流体的流动。以往的流体控制系统通常结构较大，其应用在许多领域受到限制。目前，微流体控制系统以广泛应用于工业微量气/液过程控制、微量化学分析、药物输送、环境检测、生物芯片、高精度喷墨打印、微型推进系统、微型发电机和微型燃料电池等发面。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，它的性能直接影响着整个微流体控制系统的工作状况。

针对精密调节的微型可控阀门，现已研制成功的是由记忆合金致动的微型气动开关阀。阀的内径是4mm，长度是15mm。驱动元件采用NiTi合金，将其做成螺旋弹簧形式。低温时母相转变为马氏体相，形状记忆合金弹簧变软，由于气体压力的作用，形状记忆合金弹簧被压缩，关闭阀门。温度上升到高温时形状记忆合金弹簧中的马氏体逆相变为母体相，产生较大的形状回复力，克服气体压力，使形状记忆合金弹簧伸长，打开阀门。

现有技术中的微型可控阀门要吗结构复杂成本较高，要吗工艺限制导致体积不能够做到足够小。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，其结构简单，控制更趋合理，进而能够实现更小尺寸生产。

本实用新型一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，包括：阀体和设置于阀体内部的阀芯以及用于驱动阀芯位移的驱动机构，所述阀体包括用于连接注射管线的左上腔体和右上腔体，所述阀芯位于左上腔体和右上腔体之间，左上腔体或右上腔体具有锥度缩径结构空间，使得阀芯的位移导致该处的通流面积改变，进而精确控制流量；所述驱动机构包括位于左下腔体内的阀座和位于右下腔体内的步进电机，步进电机通过其转轴上的螺杆与阀座螺纹连接，阀芯通过杠杆销子连接与阀座上，阀座在电机驱动下，沿螺杆径向运动，进而带动阀芯在锥度缩径结构空间发生位移。

作为改进：还包括用于封装的壳体及其注塑密封件，所述壳体包括左外壳和右外壳，以及中外壳；所述注塑密封件包括用于密封阀体外围的腔体以及延长为一体的阀芯，阀芯内紧密连接杠杆销子上端。注塑密封件可选用高压聚丙烯。

作为进一步改进：所述左下腔体端头还设置用于支撑螺杆的左堵头。

作为优选方案：所述阀芯具有圆形的位移端头。

本实用新型微型步进电机致动，微型步进电机由小型单片机控制。步进电机的旋转来带动螺杆旋转，通过螺纹螺杆传动机构，将步进电机的轴向移动转换为径向移动，再通过杠杆转换为阀芯的移动。即将电机的转动转换为阀芯的位移，以实现阀门开度的调节。

阀芯的位移形成开度的曲线变化对应微型步进电机控制参数，通过小型单片机即可对通过改变阀芯阀座间的位置关系来改变该处的通流面积，当流体流经这一突变截面时会产生巨大的能量损失，从而达到控制流体流量的目的。

注塑密封件的设置保证下腔体内不会有液体流入，给微型步进电机创造了一个良好的工作环境。

附图说明：

图1、为本实用新型的实施例结构示意图。

具体实施方式

如图1所示意，本实用新型一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，包括：阀体和设置于阀体内部的阀芯3以及用于驱动阀芯3位移的驱动机构，所述阀体包括用于连接注射管线的左上腔体2和右上腔体5，所述阀芯3位于左上腔体2和右上腔体5之间，左上腔体2或右上腔体5具有锥度缩径结构空间，使得阀芯3的位移导致该处的通流面积改变，进而精确控制流量；所述驱动机构包括位于左下腔体12内的阀座9和位于右下腔体7内的步进电机8，步进电机8通过其转轴上的螺杆11与阀座9螺纹连接，阀芯3通过杠杆销子10连接与阀座9上，阀座9在电机驱动下，沿螺杆11径向运动，进而带动阀芯3在锥度缩径结构空间发生位移。

还包括用于封装的壳体及其注塑密封件，所述壳体包括左外壳1和右外壳6，以及中外壳4；所述注塑密封件包括用于密封阀体外围的腔体以及延长为一体的阀芯3，阀芯3内紧密连接杠杆销子10上端。注塑密封件选用高压聚丙烯

所述左下腔体12端头还设置用于支撑螺杆11的左堵头13。

所述阀芯3具有圆形的位移端头。

所设计的微型可控阀门满足了以下条件：

(1)阀门能够对管内药物的流量进行连续性调节；

(2)阀门出、入口直径可以为仅为2mm，可置于人体中，外形结构要便于安装，不影响人体的舒适度；；

(3)通过实验及数值模拟研究，阀门全开，阀门出口流体流速为1.3m/s时，阀门压损不超过2kPa；

(4)阀门使用步进电机致动，要保证步进电机与阀内流体良好的隔离。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，包括：阀体和设置于阀体内部的阀芯（3）以及用于驱动阀芯（3）位移的驱动机构，其特征在于：所述阀体包括用于连接注射管线的左上腔体（2）和右上腔体（5），所述阀芯（3）位于左上腔体（2）和右上腔体（5）之间，左上腔体（2）或右上腔体（5）具有锥度缩径结构空间，使得阀芯（3）的位移导致该处的通流面积改变，进而精确控制流量；所述驱动机构包括位于左下腔体（12）内的阀座（9）和位于右下腔体（7）内的步进电机（8），步进电机（8）通过其转轴上的螺杆（11）与阀座（9）螺纹连接，阀芯（3）通过杠杆销子（10）连接与阀座（9）上，阀座（9）在电机驱动下，沿螺杆（11）径向运动，进而带动阀芯（3）在锥度缩径结构空间发生位移。

2.根据权利要求1所述的一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，其特征在于：还包括用于封装的壳体及其注塑密封件，所述壳体包括左外壳（1）和右外壳（6），以及中外壳（4）；所述注塑密封件包括用于密封阀体外围的腔体以及延长为一体的阀芯（3），阀芯（3）内紧密连接杠杆销子（10）上端。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，其特征在于：所述左下腔体（12）端头还设置用于支撑螺杆（11）的左堵头（13）。

4.根据权利要求1或2所述的一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，其特征在于：所述阀芯（3）具有圆形的位移端头。

5.根据权利要求3所述的一种应用于微量精确注射的医用微型自动可控阀门，其特征在于：所述阀芯（3）具有圆形的位移端头。