弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置的制作方法

本发明涉及微液滴生成，特别涉及一种弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置。

背景技术：

1、微液滴微流控是近年来在微流控芯片上发展起来的一种利用微流控芯片来操控微小体积液体的技术，利用液滴微流控技术能够提供新式的医学检测和实验分析方法，例如基于液滴微流控技术的数字pcr、单细胞测序、稀有细胞捕获和收集等。微液滴生成是液滴微流控技术的基础条件之一，通常采用专门的微液滴生成装置实现。例如专利cn218250307u公开的一种离心式微液滴生成装置、专利cn217663404u公开的微液滴生成装置和微液滴生成系统、专利cn114950580a公开的微液滴生成装置等。现有微液滴生成装置普遍存在诸如结构复杂、稳定性差、液滴不均匀、可控性差等缺点，所以有必要对现有技术进行改进，以提供更可靠的方案。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，包括：

3、微滴生成座，其内部具有沿水平方向设置的流道、形成于所述流道中部的锥形腔以及开设在所述锥形腔的锥底的微滴喷射孔；

4、压电振子，其呈片状，覆盖设置在所述锥形腔的上端口上，所述压电振子振动时的轴向弯曲形变与所述微滴喷射孔处于同一直线上，从而使得由所述流道流入到锥形腔的液体在压电振子的振动作用下通过锥底的微滴喷射孔喷出而形成微滴；

5、以及预压紧机构，其设置在所述微滴生成座上，用以对所述压电振子提供垂直向下的预压紧作用力。

6、优选的是，所述锥形腔的底部向下延伸并低于所述流道。

7、优选的是，所述预压紧机构包括与所述微滴生成座连接的固定外壳、设置在所述固定外壳内的安装腔中的压缩台以及设置在所述压缩台和压电振子之间的预紧压簧，所述压缩台用于限制所述预紧压簧的上端位置，以使得所述预紧压簧的下端对所述压电振子产生垂直向下的预压紧作用力。

8、优选的是，所述压缩台在安装腔中的位置可上下调节。

9、优选的是，所述预压紧机构还包括固定插设在所述安装腔中的调压筒、螺纹配合设置在所述调压筒内部开设的螺纹孔中的调压螺栓，所述压缩台的上端固定连接在所述调压螺栓的底部，以通过所述调压螺栓来调节所述压缩台的上下位置。

10、优选的是，所述调压筒和固定外壳之间留有走线空隙，所述压电振子的信号线通过所述走线空隙与外部的驱动器连接，通过所述驱动器驱使所述压电振子进行垂直方向的振动。

11、优选的是，所述调压筒的上端固接有连接法兰，所述连接法兰通过若干上固定螺栓与所述固定外壳的上端连接；

12、所述微滴生成座通过若干下固定螺栓与所述固定外壳的下端连接。

13、优选的是，所述微滴生成座的上表面开设有与所述锥形腔的上端口连通的密封槽，所述密封槽内配合设置有铜垫片，所述铜垫片完全覆盖所述锥形腔的上端口，所述压电振子设置在所述铜垫片的上方。

14、优选的是，所述密封槽的底面环绕所述锥形腔的上端口开设有环形密封槽，所述环形密封槽内设置有密封圈。

15、优选的是，所述铜垫片的上表面对称设置有两个弧形固定片，所述压电振子为圆形，两个弧形固定片的内壁与所述压电振子的圆形外壁配合接触，以对所述压电振子进行限位。

16、本发明的有益效果是：

17、本发明提供的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其基于压电原理，压电振子在预紧压簧弹性载荷阻尼助力下进行振动，驱动实现微液滴的生成与分离，并且通过调整不同驱动波形、调节波形参数以及调节预紧压簧的参数能够实现液滴的尺寸、速度、散射状态等参数的灵活、可控调节；

18、本发明结构简单、稳定性高，液滴均匀、灵活可控，可以实现微纳液滴的生成喷射，具有广阔的应用前景。

19、本上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述锥形腔的底部向下延伸并低于所述流道。

3.根据权利要求2所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述预压紧机构包括与所述微滴生成座连接的固定外壳、设置在所述固定外壳内的安装腔中的压缩台以及设置在所述压缩台和压电振子之间的预紧压簧，所述压缩台用于限制所述预紧压簧的上端位置，以使得所述预紧压簧的下端对所述压电振子产生垂直向下的预压紧作用力。

4.根据权利要求3所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述压缩台在安装腔中的位置可上下调节。

5.根据权利要求4所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述预压紧机构还包括固定插设在所述安装腔中的调压筒、螺纹配合设置在所述调压筒内部开设的螺纹孔中的调压螺栓，所述压缩台的上端固定连接在所述调压螺栓的底部，以通过所述调压螺栓来调节所述压缩台的上下位置。

6.根据权利要求5所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述调压筒和固定外壳之间留有走线空隙，所述压电振子的信号线通过所述走线空隙与外部的驱动器连接，通过所述驱动器驱使所述压电振子进行垂直方向的振动。

7.根据权利要求5所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述调压筒的上端固接有连接法兰，所述连接法兰通过若干上固定螺栓与所述固定外壳的上端连接；

8.根据权利要求1所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述微滴生成座的上表面开设有与所述锥形腔的上端口连通的密封槽，所述密封槽内配合设置有铜垫片，所述铜垫片完全覆盖所述锥形腔的上端口，所述压电振子设置在所述铜垫片的上方。

9.根据权利要求8所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述密封槽的底面环绕所述锥形腔的上端口开设有环形密封槽，所述环形密封槽内设置有密封圈。

10.根据权利要求9所述的弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，其特征在于，所述铜垫片的上表面对称设置有两个弧形固定片，所述压电振子为圆形，两个弧形固定片的内壁与所述压电振子的圆形外壁配合接触，以对所述压电振子进行限位。

技术总结
本发明公开了一种弹性阻尼弯曲式压电微液滴生成装置，包括：微滴生成座，其内部具有沿水平方向设置的流道、形成于流道中部的锥形腔以及开设在锥形腔的锥底的微滴喷射孔；压电振子，其呈片状，覆盖设置在锥形腔的上端口上；以及预压紧机构，其设置在微滴生成座上，用以对压电振子提供垂直向下的预压紧作用力。本发明基于压电原理，压电振子在预紧压簧弹性载荷阻尼助力下进行振动，驱动实现微液滴的生成与分离，并且通过调整不同驱动波形、调节波形参数以及调节预紧压簧的参数能够实现液滴的尺寸、速度、散射状态等参数的灵活、可控调节；本发明结构简单、稳定性高，液滴均匀、灵活可控，可以实现微纳液滴的生成喷射，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：李旺鑫,董文飞
受保护的技术使用者：济南国科医工科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13