一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门的制作方法

本实用新型属于微流控技术领域，尤其涉及一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门。

背景技术：

微流控芯片在科研、临床及工业生产等领域正在得到越来越广泛的关注和应用，其工业化生产技术也得到了一定的发展。微阀是微流控芯片装置的重要组成部分，主要用来实现流体流量大小的调节、流体管道的通断控制以及流体方向的切换。在各种微流控芯片系统中，微阀都有着广泛的应用，例如微型化学分析系统、生物检测系统等都需要使用微阀。

目前，常见的微阀主要包括气动阀、压电阀、相变阀、扭矩阀等，但是这些阀或者加工技术复杂或者可靠性不高，使得仪器控制复杂或者操作繁琐，不利于在实际产品中使用。因此，如何提供一种具有装配简单、制造方便的微流控阀门，从而有效控制微流体在管道内的通断，以实现芯片的功能，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，结构简单，密封性好，可靠性高，能有效控制微流体在管道内的通断以实现微流控芯片的功能。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，其特征在于，该阀门包括：上端面设置有微孔的底座，将所述微孔完全覆盖的弹性膜，以及将所述弹性膜的外沿压紧固定在所述底座上的阀座；通过外力能够使所述弹性膜未被压紧的部分产生形变，以封闭或打开所述微孔，从而实现阀门的通断。

无外力状态时，所述弹性膜的中心向远离所述微孔的方向隆起形成与所述微孔相连通的阀腔，所述微孔打开，流体通过所述阀腔顺畅通过，此时为阀门打开状态；在有外力作用时，所述弹性膜能够产生形变向所述微孔方向凹陷而将所述微孔密封，达到阻断流体的作用，此时为阀门关闭状态。

无外力状态时，所述弹性膜的中心向内凹陷紧贴所述微孔，将所述微孔封闭，达到阻断流体的作用，此时为阀门关闭状态；在有外力作用时，所述弹性膜能够产生形变，使所述弹性膜中心向远离所述微孔的方向隆起形成与所述微孔相连通的阀腔，达到导通流体的作用，此时为阀门打开状态。

所述底座的上端面开设有与所述微孔相连通的微腔，当阀门为打开状态时，所述弹性膜与所述底座的上端面平行，所述微腔形成与所述微孔相连通的阀腔，所述微孔打开，流体通过所述阀腔顺畅通过；当阀门为关闭状态时，所述弹性膜向所述微孔方向凹陷而将所述微孔密封，达到阻断流体的作用。

所述阀座包括环形连接板和设置于所述环形连接板内侧端部并垂直向内凸起的环形压板；所述底座上围绕所述微孔设置有环形限位槽，所述环形连接板与所述环形限位槽相适配，所述阀座通过将所述环形连接板插入所述环形限位槽中，将所述阀座固定安装在所述底座上；所述弹性膜内嵌入所述阀座的所述环形连接板内，并通过所述环形压板压紧固定在所述底座上。

所述阀座包括环形连接板和设置于所述环形连接板内侧端部并垂直向内凸起的环形压板；所述底座上设置有台阶限位孔，所述微孔设置在所述台阶限位孔的中心；所述环形连接板的外部尺寸与所述台阶限位孔的内部尺寸相适配，所述阀座固定安装在所述台阶限位孔内；所述弹性膜内嵌入所述阀座的所述环形连接板内，并通过所述环形压板压紧固定在所述底座上。

所述底座上在所述环形限位槽的围绕范围内还开设有与所述微孔相连通的微腔。

所述台阶限位孔内还开设有与所述微孔相连通的微腔。

所述环形连接板的截面形状与所述弹性膜的平面形状相适配；所述环形连接板的截面形状和弹性膜的平面形状为圆形、矩形、多边形或不规则图形。

所述弹性膜为硅胶模、塑料膜或者PDMS膜。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型是一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，通过采用在外力作用下能够产生变形的弹性膜将微孔密封或打开，结构简单，密封性好，可靠性高，能有效控制微流体在管道内的通断以实现微流控芯片的功能。2、本实用新型的一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，制造方便，装配简单，可以广泛应用于微流控芯片中流体通断的控制。

附图说明

图1是本实用新型实施例一阀门打开状态的剖视结构示意图；

图2是本实用新型实施例一阀门关闭状态的剖视结构示意图；

图3是本实用新型实施例一设置有微腔时阀门打开状态的剖视结构示意图；

图4是本实用新型实施例一设置有微腔时阀门关闭状态的剖视结构示意图；

图5是本实用新型实施例二阀门打开状态的剖视结构示意图；

图6是本实用新型实施例二阀门关闭状态的剖视结构示意图；

图7是本实用新型实施例二设置有微腔时阀门打开状态的剖视结构示意图；

图8是本实用新型实施例二设置有微腔时阀门关闭状态的剖视结构示意图；

图9是本实用新型实施例一设置有微腔且弹性膜与底座的上端面平行时阀门打开状态的剖视结构示意图；

图10是本实用新型实施例二设置有微腔且弹性膜与底座的上端面平行时阀门打开状态的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

实施例一：

如图1、图2所示，本实施例提供的一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，其包括底座1、阀座2和弹性膜3。其中，底座1上端面设置有微孔11和围绕微孔11的环形限位槽12；阀座2包括环形连接板21和设置于环形连接板21内侧端部并垂直向内凸起的环形压板22，环形连接板21与环形限位槽12相适配，阀座2通过将环形连接板21插入环形限位槽12中从而将阀座2固定安装在底座1上；弹性膜3的外沿内嵌入阀座2的环形连接板21内并通过环形压板22压紧固定在底座1的上端面，弹性膜3完全覆盖微孔11上方。无外力状态时，由于四周环形连接板21的挤压，弹性膜3中心向远离微孔11的方向隆起形成与微孔11相连通的阀腔4。弹性膜3在外力作用下，能够产生变形向微孔11方向凹陷而将微孔11密封，达到阻断流体的作用，此时为阀门关闭状态；当外力撤销后，弹性膜3恢复原状，微孔11打开，流体通过阀腔4顺畅通过，此时为阀门打开状态时。

如图3、图4所示，在本实施例中，底座1的上端面在环形限位槽12围绕的范围内还开设有与微孔11相连通的微腔13，可增大阀腔4的空间。

实施例二：

如图5、图6所示，本实施例提供的一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，其包括底座1、阀座2和弹性膜3。其中，底座1上端面设置有微孔11和台阶限位孔14，微孔11设置在台阶限位孔14的中心；阀座2包括环形连接板21和设置于环形连接板21内侧端部并垂直向内凸起的环形压板22，环形连接板21的外部尺寸与台阶限位孔14的内部尺寸相适配，阀座2固定安装在底座1的台阶限位孔14内；弹性膜3的外沿内嵌入阀座2的环形连接板21内并通过环形压板22压紧固定在台阶限位孔14的底部，弹性膜3完全覆盖微孔11上方。无外力状态时，由于四周环形连接板21的挤压，弹性膜3中心向远离微孔11的方向隆起形成与微孔11相连通的阀腔4。弹性膜3在外力作用下，能够产生变形向微孔11方向凹陷而将微孔11密封，达到阻断流体的作用，此时为阀门关闭状态；当外力撤销后，弹性膜3恢复原状，微孔11打开，流体通过阀腔4顺畅通过，此时为阀门打开状态时。

如图7、图8所示，在本实施例中，台阶限位孔14内还开设有与微孔11相连通的微腔13，可增大阀腔4的空间。

实施例三：

本实施例提供的一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，其包括底座1、阀座2和弹性膜3。其中，底座1上端面设置有微孔11和围绕微孔11的环形限位槽12；阀座2包括环形连接板21和设置于环形连接板21内侧端部并垂直向内凸起的环形压板22，环形连接板21与环形限位槽12相适配，阀座2通过将环形连接板21插入环形限位槽12中从而将阀座2固定安装在底座1上；弹性膜3的外沿内嵌入阀座2的环形连接板21内并通过环形压板22压紧固定在底座1的上端面，弹性膜3完全覆盖微孔11上方。无外力状态时，由于四周环形连接板21的挤压，弹性膜3中心向内凹陷紧贴微孔11，将微孔11封闭。弹性膜3在外力作用下，能够产生变形使弹性膜3中心向远离微孔11的方向隆起形成与微孔11相连通的阀腔4，达到导通流体的作用，此时为阀门打开状态；当外力撤销后，弹性膜3恢复原状，将微孔11封闭，达到阻断流体的作用，此时为阀门关闭状态。

在本实施例中，底座1的上端面在环形限位槽12围绕的范围内还开设有与微孔11相连通的微腔13，可增大阀腔4的空间。

实施例四：

本实施例提供的一种用于控制流体通断的微流控芯片阀门，其包括底座1、阀座2和弹性膜3。其中，底座1上端面设置有微孔11和台阶限位孔14，微孔11设置在台阶限位孔14的中心；阀座2包括环形连接板21和设置于环形连接板21内侧端部并垂直向内凸起的环形压板22，环形连接板21的外部尺寸与台阶限位孔14的内部尺寸相适配，阀座2固定安装在底座1的台阶限位孔14内；弹性膜3的外沿内嵌入阀座2的环形连接板21内并通过环形压板22压紧固定在台阶限位孔14的底部，弹性膜3完全覆盖微孔11上方。无外力状态时，由于四周环形连接板21的挤压，弹性膜3中心向内凹陷紧贴微孔11，将微孔11封闭。弹性膜3在外力作用下，能够产生变形使弹性膜3中心向远离微孔11的方向隆起形成与微孔11相连通的阀腔4，达到导通流体的作用，此时为阀门打开状态；当外力撤销后，弹性膜3恢复原状，将微孔11封闭，达到阻断流体的作用，此时为阀门关闭状态。

在本实施例中，台阶限位孔14内还开设有与微孔11相连通的微腔13，可增大阀腔4的空间。

上述实施例中，如图9、图10所示，当阀门为打开状态时，弹性膜3也可以与底座1的上端面是平行的，而不是弹性膜3中心向远离微孔11的方向隆起，但要求此时底座1的上端面上开设有与微孔11相连通的微腔13，以形成阀腔4。

上述实施例中，阀座2的环形连接板21的截面形状与弹性膜3的平面形状相适配，环形连接板21的截面形状和弹性膜3的平面形状可以是圆形、矩形、多边形及不规则图形，或者其他任意形状。

上述实施例中，弹性膜3可以采用硅胶膜、塑料膜、PDMS(Polydimethyl s i loxane，聚二甲基硅氧烷)膜等材料制成，弹性膜3也可以采用其他在机械外力、气压或其他外力作用下能发生变形，以实现微孔11密封或打开的材料制成。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。