CN209759428U - 一种可产生脉动流的流动腔系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可产生脉动流的流动腔系统，包括前储液器、前单向阀、脉动流生成装置、后单向阀、流动腔、后储液器和循环泵，所述循环泵与前储液器连接，所述前储液器与前单向阀连接，所述前单向阀与脉动流生成装置连接，所述脉动流生成装置与后单向阀连接，所述后单向阀与流动腔连接，所述流动腔和循环泵与后储液器连接；所述脉动流生成装置用于产生脉动流，所述循环泵用于保持流体的循环，所述前单向阀和后单向阀用于阻止流体回流，所述流动腔用于进行试验观察；本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统，可编程控制产生不同幅度和周期的脉动流场，具有防止回流的产生、实现长时间实验观察、成本较低，组装简单的优点。

Description

一种可产生脉动流的流动腔系统

技术领域

本实用新型涉及流动腔系统技术领域，具体涉及一种可产生脉动流的流动腔系统。

背景技术

目前，流动腔系统被广泛地应用于分子细胞生物学、生物力学、力学生物学等领域的研究。流动腔系统可在体外模拟血管内流场特性，为科研工作者研究流体环境下，细胞的功能（如细胞黏附、生长、凋亡、迁移、信号传导等），以及蛋白质的功能（如蛋白质的相互作用、反应动力学等）提供了高效而有力的工具。

目前，流动腔系统包括平行平板流动腔系统、非平行平板流动腔系统、Y型平行平板流动腔系统等。流动腔系统流体的驱动主要是通过活塞泵或循环泵来实现。活塞泵驱动方式的优势在于可提供可控的不同流速的稳定流场。然而，由于该驱动方式为开环系统，实验时长受到初始时流体量的限制，不能进行长时间的观察。由于循环泵驱动方式的流动腔系统为闭环系统，其优势在于可进行长时间的观察。然而，由于其转动部件的缺陷，流场不可控，稳定性低，甚至出现逆流的情况。此外，无论是活塞泵还是循环泵驱动方式的流动腔系统均不能提供与生理相似的脉动流场，因此不适用于考察生理脉动流场对细胞和蛋白功能的影响。

在这样的背景，本实用新型提出了可产生脉动流的流动腔系统。本系统包含了脉动流生成器装置，在该装置中，采用可编程控制的压电陶瓷或直线电机驱动注射器的往复运动，增加或减少生成器内腔的压力，进而产生可控的脉动流体。此外，本系统利用循环泵形成闭环的流动腔系统，可实现长时间的实验操作；脉动流生成器后的单向阀可防止流体的逆向流动。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种可产生脉动流的流动腔系统，可编程控制产生不同幅度和周期的脉动流场，具有防止回流的产生、实现长时间实验观察、成本较低，组装简单的优点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种可产生脉动流的流动腔系统，包括前储液器、前单向阀、脉动流生成装置、后单向阀、流动腔、后储液器和循环泵，所述循环泵与前储液器连接，所述前储液器与前单向阀连接，所述前单向阀与脉动流生成装置连接，所述脉动流生成装置与后单向阀连接，所述后单向阀与流动腔连接，所述流动腔和循环泵与后储液器连接；所述脉动流生成装置用于产生脉动流，所述循环泵用于保持流体的循环，所述前单向阀和后单向阀用于阻止流体回流，所述流动腔用于进行试验观察。

进一步地，所述脉动流生成装置包括腔体单元、注射器和步进电机，所述注射器活塞固定与步进电机上，所述注射器安装在腔体单位上。

进一步地，所述腔体单元包括外腔体和内腔体，所述外腔体由硬质材料制成，所述内腔体由聚二甲基硅烷膜制成，所述外腔体上设有注射器接口和排气口，所述注射器接口与注射器连接，所述外腔体与内腔体不连通。

进一步地，所述外腔体与内腔体的体积比为1:2～2:1，所述内腔体与塑料导管连接。

进一步地，所述前储液器、前单向阀、脉动流生成装置、后单向阀和流动腔处于同一水平面上。

进一步地，所述循环泵与前储液器之间、前储液器与前单向阀之间、前单向阀与脉动流生成装置之间、脉动流生成装置与后单向阀之间、后单向阀与流动腔之间、流动腔与后储液器之间、后储液器与循环泵之间均通过塑料导管连接。

进一步地，所述一种可产生脉动流的流动腔系统为闭环系统。

与现有技术比较，本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统可编程控制产生不同幅度和周期的脉动流场，具有防止回流的产生、实现长时间实验观察、成本较低，组装简单的优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统的结构示意图。

图2为本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统脉动流生成装置的结构示意图。

图3为脉动流生成装置的出口流量示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的具体实施作进一步说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统的结构示意图，包括前储液器1、前单向阀2、脉动流生成装置、后单向阀6、流动腔7、后储液器8和循环泵10，所述循环泵10与前储液器连接1，所述前储液器1与前单向阀2连接，所述前单向阀2与脉动流生成装置连接，所述脉动流生成装置与后单向阀6连接，所述后单向阀6与流动腔7连接，所述流动腔7和循环泵10与后储液器8连接；所述脉动流生成装置用于产生脉动流，所述循环泵10用于保持流体的循环，所述前单向阀2和后单向阀6用于阻止流体回流，所述流动腔7用于进行试验观察。

如图2所示，为本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统脉动流生成装置的结构示意图，所述脉动流生成装置包括腔体单元5、注射器4和步进电机3，所述注射器4活塞固定与步进电机3上，所述注射器4安装在腔体单位5上。

优选的，所述腔体单元包括外腔体11和内腔体13，所述外腔体11由硬质材料（如金属）制成，所述内腔体13由聚二甲基硅烷膜12制成，所述外腔体11上设有注射器接口和排气口14，所述注射器接口与注射器4连接，所述外腔体11与内腔体13不连通。

优选的，所述外腔体11与内腔体13的体积比为1:2～2:1，所述内腔体11与塑料导管9连接。

优选的，所述前储液器1、前单向阀2、脉动流生成装置、后单向阀6和流动腔7处于同一水平面上。

优选的，所述循环泵10与前储液器1之间、前储液器1与前单向阀2之间、前单向阀2与脉动流生成装置之间、脉动流生成装置与后单向阀6之间、后单向阀6与流动腔7之间、流动腔7与后储液器8之间、后储液器8与循环泵10之间均通过塑料导管9连接。

优选的，所述一种可产生脉动流的流动腔系统为闭环系统。

开始工作时，注射器4内和外腔体11内注满水，在内腔体13表面产生均匀压力，内腔体13与塑料导管9连接，并充满实验所需液体，外腔体11上的排气口14关闭。通过改变步进电机3的参数，可以控制注射器4活塞往返运动的行程、频率，动态改变外腔体11和内腔体13的压力，在脉动流生成器出口产生可控的脉动流，其流速波形如图3所示。

综上所述，本实用新型的一种可产生脉动流的流动腔系统可编程控制产生不同幅度和周期的脉动流场，具有防止回流的产生、实现长时间实验观察、成本较低，组装简单的优点。

Claims (7)

1.一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：包括前储液器、前单向阀、脉动流生成装置、后单向阀、流动腔、后储液器和循环泵，所述循环泵与前储液器连接，所述前储液器与前单向阀连接，所述前单向阀与脉动流生成装置连接，所述脉动流生成装置与后单向阀连接，所述后单向阀与流动腔连接，所述流动腔和循环泵与后储液器连接；所述脉动流生成装置用于产生脉动流，所述循环泵用于保持流体的循环，所述前单向阀和后单向阀用于阻止流体回流，所述流动腔用于进行试验观察。

2.根据权利要求1所述的一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：所述脉动流生成装置包括腔体单元、注射器和步进电机，所述注射器活塞固定与步进电机上，所述注射器安装在腔体单元上。

3.根据权利要求2所述的一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：所述腔体单元包括外腔体和内腔体，所述外腔体由硬质材料制成，所述内腔体由聚二甲基硅烷膜制成，所述外腔体上设有注射器接口和排气口，所述注射器接口与注射器连接，所述外腔体与内腔体不连通。

4.根据权利要求3所述的一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：所述外腔体与内腔体的体积比为1:2～2:1，所述内腔体与塑料导管连接。

5.根据权利要求1所述的一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：所述前储液器、前单向阀、脉动流生成装置、后单向阀和流动腔处于同一水平面上。

6.根据权利要求1所述的一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：所述循环泵与前储液器之间、前储液器与前单向阀之间、前单向阀与脉动流生成装置之间、脉动流生成装置与后单向阀之间、后单向阀与流动腔之间、流动腔与后储液器之间、后储液器与循环泵之间均通过塑料导管连接。

7.根据权利要求1所述的一种可产生脉动流的流动腔系统，其特征在于：所述一种可产生脉动流的流动腔系统为闭环系统。