专利名称：微流化学反应器控制阀门的制作方法
技术领域：
本实用新型属于精密控制阀门技术领域，特别涉及一种微流化 学反应器控制阀门。
背景技术：
分析测试技术是当今最频繁的科技活动之一，当今的尖端测试分 析技术已经成为保障经济发展、国家安全和实现国民生活水平不断提 高的重要基础条件。因此，微型分析测试仪器将从试验室走进社区、 家庭、战地，新一代分析测试仪器正迅速朝微型、自动、快速、便携的方向发展。上世纪末便出现了微型全分析系统(Miniaturized Total Analysis System, uTAS)的概念。uTAS通常在硅片、玻璃片 或其他的各种聚合物材料上刻划出直径几十到几百微米的管道，待测 物质和各种试剂通过微型管道混合并发生反应或进行各种处理，从而 得到所需分析结果。微型阀是微流控制系统重要部件之一，它们必须 适应微管道的操作要求:微型、低功耗、快速切换、低泄漏、控制操 作简便。目前，各种文献中提出的微型阀种类较多，它们主要采用压 电、静电、电磁、记忆合金、气动、热气动等方法来进行操作，但是 大多数还只是处于试验阶段与概念阶段，普通存在结构复杂、制造工 艺技术要求高，不能达到较理想的开启关断效果等缺点，以国家知识 产权局2003年6月18日公布的专利号为02159507. 0的"微小型高
压流体控制阀"为例，虽说有效减小死区流量，提高控制精度,但由于 采用的弹性薄膜变形开启或封闭流体的出入口，实验阀控制功能，来 回变形易产生破裂，使用寿命低,还有一种是压电陶瓷，其行程很小， 密封性较差，无法满足相关需求。实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种微流化学反应器控 制阀门。本实用新型采用的技术方案是微流化学反应器控制阀门由电磁铁、阀体、阔腔、导磁圆珠、入 口、出口组成；微流化学反应器控制阀门其整体结构采用失蜡浇注。 制作蜡模时将导磁圆珠作为阀芯包裹在蜡模中，另依出入口需要预先 设置退火纯铜丝或其他合适材料做模具，以适当配方的聚二甲基硅氧 烷浇注阀体及相连的管道,待聚二甲基硅氧垸固化后，再适当加热使 石蜡熔化，抽出石蜡和纯铜丝，使用溶剂清洗,去除残留石蜡。导磁圆 珠由涂覆聚四氟乙烯的钢珠组成，导磁圆珠预置于阀腔内部，可沿椭 圆形阀腔上下移动。阀腔位于整个阀体的正中央，在阀体的一侧中间 部分预设有入口及相应通道，直接连通至阀腔内部；在阀体的另一侧， 预设有两出口，两出口布置在以入口为中心的对立面的两侧，两出口 直接连通至阀腔的内部；在阀体的上下两端各固定一只电磁铁；微流 化学反应器控制阀门需工作时，阀体上端电磁铁通电，阀体下端电磁 铁失电，导磁圆珠起到阀芯作用上移，堵住其一出口，试剂从入口流 入，从另一出口流出；当阀体上方的电磁铁失电，下方电磁铁得电时，
导磁圆珠下移，堵住另一口，试剂改从另一出口流出，从而实现阀控功 能。由于阀体所使用材料具有一定的弹性，在压力下可少许变形，能使 导磁圆珠与阀腔内两出口接触密合，保证了液流的安全切断。此外， 由于阔腔内与被封闭出口管道之间存在一定的压力差，即阀腔内的压 力大于被封闭出口管道的压力，故导磁圆珠能够自动保持两出口管道一断一通的状态，即导磁圆珠5具有位置自锁的功能。因此，在阀门 完成切换操作后，可以减少甚至取消通电电磁铁的电流，从而减少功 耗。
图1为本实用新型微流化学反应器控制阀门内部结构示意图。其中1、电磁铁；2、电磁铁；3、阀体；4、阀腔；5;导磁圆珠；6、入口； 7、出口 ； 8;出口具体实施方式
如图1所示，微流化学反应器控制阀门由电磁铁1、电磁铁2、 阀体3、阀腔4、导磁圆珠5、入口 6、出口 7和出口 8组成；微流化 学反应器控制阀门其整体结构采用失蜡浇注。制作蜡模时将导磁圆珠 5作为阀芯包裹在蜡模中，另依出入口需要预先设置退火纯铜丝或其 他合适的材料做模具，以适当配方的聚二甲基硅氧烷浇注阀体3及相 连的管道，待聚二甲基硅氧烷固化后,再适当加热使石蜡熔化，抽出石 蜡和纯铜丝，使用溶剂清洗，去除残留石蜡。导磁圆珠5由涂覆聚四氟 乙烯的钢珠组成，导磁圆珠5预作为阀芯置于阀腔4内部，可沿阀腔 4上下移动，阀腔4的空间需保证一定的行程距离；阀腔4位于整个
阀体3的正中央,在阀体3的一侧中间部分预设有入口 6及相应通道， 直接连通至阀腔4内部；在阀体3的另一侧预设有两出口 7和8，两 出口 7和8布置在以入口 6为中心的对立面的两侧。两出口 7和8直 接连通至阀腔4的内部，阀腔4内的出入口需按导磁圆珠5的外部形 状状预先设置相吻合的形状，以保证接触紧密。在阀体3的上下两端 各固定一只电磁铁1和2，微流化学反应器控制阀门需工作时，阀体3 上端电磁铁l通电，阀体3下端电磁铁2失电，导磁圆珠5因受磁力 影响，起到阀芯作用上移，堵住其一出口7，试剂从入口6流入，从另 一出口 8流出；当阀体3上方的电磁铁1失电，下方电磁铁2得电时， 导磁圆珠5下移，堵住另一出口 8，试剂改从另一出口 7流出，从而实 现阀控功能。由于阀体3所使用材料具有一定的弹性，在压力下可少 许变形，能使导磁圆珠5与阀腔4内两出口接触密合，保证了液流的安 全切断。，此外，由于阀腔4内与被封闭出口管道之间存在一定的压力 差，即阀腔4内的压力大于被封闭出口管道的压力，故导磁圆珠5能够 自动保持两出口管道一断一通的状态，即导磁圆珠5具有位置自锁的 功能。因此，在阀门完成切换操作后,可以减少甚至取消通电电磁铁1 或2的电流，从而减少功耗。本实用新型使用寿命长，阀腔内部行程相 对较长，密封性好，提高了控制精度，降低了生产成本,具有损耗小,方便 携带的优点。以上所述仅仅是本实用新型的举例，任何基于本实用新型的变换 都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、 一种微流化学反应器控制阀门由电磁铁、阀体、阀腔、导磁圆珠、入口、出口组成，其特征在于:所述的阀腔位于整个阀体的 正中央，在阀腔内预先设有一导磁圆珠，阀体的一侧中间预设 有入口及相应通道，直接连通至阀腔内部；阀体的上下两端预 设有两出口，两出口设置在以入口为中心的对立面的两端，两出口直接连通至阀腔的内部；在阀体的上下端各固定一电磁体， 通过电磁铁的断电和得电、使导磁圆珠沿阀腔的上下移动,实现 阀控功能。
2、 根据权利1所述的微流化学反应器控制阀门其特征在于所述 的导磁圆珠由涂覆聚四氟乙烯的钢珠组成，在阀门完成切换操作后，可以减少或取消通电电磁铁的电流。
3、 根据权利1所述的微流化学反应器控制阀门，其特征在于所述的阀体由具有弹性的材质构成，阀腔内的出入口需按导磁圆 珠的外部形状状预先设置相吻合的形状。
4、 根据权利1所述的微流化学反应器控制阀门，其特征在于所述的阀腔空间可供导磁圆珠做上下往返移动。
专利摘要本实用新型提供了一种微流化学反应器控制阀门，由电磁铁、阀体、阀腔、导磁圆珠、入口、出口组成，导电圆珠置于阀腔的内部，阀腔位于整个阀体的正中央，在阀体的一侧中间部分预设有入口及相应的通道，在阀体的另一侧预设有两出口，出入口均直接连通至阀腔内，在阀体的上下两端各固定一只电磁铁，通过对上下两只电磁铁的得电与失电控制，使导磁圆珠起到阀芯作用上移或下移，堵住微流化学反应器控制阀门的一出口，阀体所使用材料具有一定的弹性，能使导磁圆珠与阀腔内两出口接触密合，保证了液流的安全切断，从而实现阀控功能；本实用新型使用寿命长，阀腔内部行程相对较长，密封性好，提高了控制精度，降低了生产成本，具有损耗小、方便携带的优点。
文档编号F16K11/044GK201037557SQ20072015386
公开日2008年3月19日 申请日期2007年5月28日 优先权日2007年5月28日
发明者朱立强 申请人:江南大学