流体驱动装置与驱动方法

本发明涉及微流控，特别是涉及流体驱动装置与驱动方法。

背景技术：

1、微流体驱动作为微流控系统的重要组成部分，在化学分析、生物医疗、组织工程、机械控制与微型器件冷却等领域中都有较为广泛的应用。目前的微型流体驱动装置主要有非机械式微型流体驱动装置与机械式微型流体驱动装置，其中，机械式微型流体驱动装置由于具有更好的稳定性与更快的响应速度而更受青睐。然而，相关技术中，许多机械式微型流体驱动装置的结构较为复杂，需要专门制造特定形状的泵腔，使得制造难度与制造成本均较高。

技术实现思路

1、基于此，本发明提出一种流体驱动装置，该流体驱动装置无需专门制定特定形状的泵腔，整体结构较为简单，制造难度与制造成本有所降低。

2、流体驱动装置，包括：

3、管道组件，所述管道组件的内部中空，所述管道组件包括沿长度方向依次分布的管道组件第一部分、管道组件第二部分与管道组件第三部分，且所述管道组件第一部分的外端设有流入口，所述管道组件第三部分的外端设有流出口；

4、阀门组件，所述阀门组件包括第一阀门与第二阀门，所述第一阀门与所述第二阀门均与所述管道组件固定连接，所述第一阀门安装于所述管道组件第一部分与所述管道组件第二部分之间，所述第二阀门安装于所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分之间；

5、第一状态下，所述管道组件第二部分能够被外力挤压而发生弹性变形，所述第二阀门的流入侧的压强与所述第一阀门的流出侧的压强增大，以使所述第二阀门打开，所述第一阀门关闭；

6、第二状态下，所述管道组件第二部分能够在外力消失时反向运动，所述第一阀门的流出侧的压强与所述第二阀门的流入侧的压强减小，以使所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭，所述第一状态与所述第二状态交替出现。

7、在其中一个实施例中，所述管道组件第一部分、所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分连为一体，所述第一阀门与所述第二阀门均安装于所述管道组件内部，所述第一阀门位于所述管道组件第一部分与所述管道组件第二部分连通处，所述第二阀门位于所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分连通处。

8、在其中一个实施例中，所述管道组件第二部分的入口端设置有至少两个所述管道组件第一部分，以及/或者，所述管道组件第二部分的出口端设置有至少两个所述管道组件第三部分。

9、在其中一个实施例中，所述管道组件第一部分、所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分沿长度方向间隔分布，所述管道组件第一部分与所述管道组件第二部分之间通过所述第一阀门连接，所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分之间通过所述第二阀门连接。

10、在其中一个实施例中，所述管道组件第一部分、所述管道组件第二部分分别与所述第一阀门的两端可拆卸连接，所述管道组件第二部分、所述管道组件第三部分分别与所述第二阀门的两端可拆卸连接。

11、在其中一个实施例中，所述第一阀门与第二阀门均包括第一壳体、第二壳体与阀体，所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接，所述阀体安装于所述第一壳体与所述第二壳体限定出的安装腔内，所述第一壳体上远离所述第二壳体的一端设有朝外伸出的第一连接件，所述第二壳体上远离所述第一壳体的一端设有朝外伸出的第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件均内部中空且与所述安装腔连通；

12、所述第一连接件用于插入所述管道组件第一部分，所述第二连接件用于插入所述管道组件第二部分，所述第一连接件与所述第二连接件均包括沿径向凸出的凸出部，在远离所述阀体的所述长度方向上，所述凸出部的径向尺寸逐渐减小。

13、在其中一个实施例中，所述阀体包括固定部与开合部，所述固定部卡接于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述开合部具有弹性，所述开合部的至少部分区域能够相对于所述固定部转动；

14、自然状态下，所述开合部封堵所述安装腔；所述流入侧的压强增大至预设程度时，所述开合部相对于所述固定部转动以打开所述安装腔。

15、在其中一个实施例中，所述阀体包括至少两个所述开合部；自然状态下，多个所述开合部上远离所述固定部的一端相互抵持以封堵所述安装腔；所述流入侧的压强增大至预设程度时，多个所述开合部上远离所述固定部的一端均沿径向朝外转动以分离。

16、在其中一个实施例中，所述管道组件第二部分的内径大于所述管道组件第一部分与所述管道组件第三部分的内径。

17、上述流体驱动装置，第一阀门安装于管道组件第一部分与管道组件第二部分之间，第二阀门安装于管道组件第二部分与管道组件第三部分之间，第一状态下，管道组件第二部分能够被外力挤压而发生弹性变形，此时第二阀门打开，第一阀门关闭，此前积聚于管道组件第二部分内的流体可以从管道组件第二部分流入管道组件第三部分，进而从流出口流出，同时，从流入口流入的流体被第一阀门阻挡，在管道组件第一部分内不断积聚；第二状态下，管道组件第二部分能够在外力消失时反向运动，此时第一阀门打开，第二阀门关闭，此前积聚于管道组件第一部分内的流体能够流入管道组件第二部分，第一状态与第二状态不断切换时，流体便能间歇的从流出口流出。该流体驱动装置中，阀门组件与管道组件为两个独立的组件，阀门组件只需要与管道组件固定连接即可，无需像常规方式一样专门制定特定形状的泵腔，因此，整体结构更加简单，制造难度与制造成本也更低。

18、本发明还提出一种基于上述流体驱动装置的流体驱动方法，包括如下步骤：

19、s10将流体从所述流入口通入所述管道组件第一部分内；

20、s20按压所述管道组件第二部分，以关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门；

21、s30停止按压所述管道组件第二部分，以打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门；

22、s40循环进行s20与s30。

23、上述流体驱动方法，通过使用上述的流体驱动装置，使得该流体驱动方法得以实施的制造难度与制造成本有所降低。

技术特征：

1.流体驱动装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，所述管道组件第一部分、所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分连为一体，所述第一阀门与所述第二阀门均安装于所述管道组件内部，所述第一阀门位于所述管道组件第一部分与所述管道组件第二部分连通处，所述第二阀门位于所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分连通处。

3.根据权利要求2所述的流体驱动装置，其特征在于，所述管道组件第二部分的入口端设置有至少两个所述管道组件第一部分，以及/或者，所述管道组件第二部分的出口端设置有至少两个所述管道组件第三部分。

4.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，所述管道组件第一部分、所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分沿长度方向间隔分布，所述管道组件第一部分与所述管道组件第二部分之间通过所述第一阀门连接，所述管道组件第二部分与所述管道组件第三部分之间通过所述第二阀门连接。

5.根据权利要求4所述的流体驱动装置，其特征在于，所述管道组件第一部分、所述管道组件第二部分分别与所述第一阀门的两端可拆卸连接，所述管道组件第二部分、所述管道组件第三部分分别与所述第二阀门的两端可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的流体驱动装置，其特征在于，所述第一阀门与第二阀门均包括第一壳体、第二壳体与阀体，所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接，所述阀体安装于所述第一壳体与所述第二壳体限定出的安装腔内，所述第一壳体上远离所述第二壳体的一端设有朝外伸出的第一连接件，所述第二壳体上远离所述第一壳体的一端设有朝外伸出的第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件均内部中空且与所述安装腔连通；

7.根据权利要求6所述的流体驱动装置，其特征在于，所述阀体包括固定部与开合部，所述固定部卡接于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述开合部具有弹性，所述开合部的至少部分区域能够相对于所述固定部转动；

8.根据权利要求7所述的流体驱动装置，其特征在于，所述阀体包括至少两个所述开合部；自然状态下，多个所述开合部上远离所述固定部的一端相互抵持以封堵所述安装腔；所述流入侧的压强增大至预设程度时，多个所述开合部上远离所述固定部的一端均沿径向朝外转动以分离。

9.根据权利要求1所述的流体驱动装置，其特征在于，所述管道组件第二部分的内径大于所述管道组件第一部分与所述管道组件第三部分的内径。

10.基于权利要求1至9中任一项所述的流体驱动装置的流体驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种流体驱动装置与驱动方法。流体驱动装置包括：管道组件，管道组件第一部分设有流入口，管道组件第三部分设有流出口；阀门组件包括第一阀门与第二阀门，第一阀门与第二阀门均与管道组件固定连接，第一阀门安装于管道组件第一部分与管道组件第二部分之间，第二阀门安装于管道组件第二部分与管道组件第三部分之间；第一状态下，管道组件第二部分能被外力挤压而弹性变形，第二阀门打开，第一阀门关闭；第二状态下，管道组件第二部分能在外力消失时反向运动，第一阀门打开，第二阀门关闭，第一状态与第二状态交替出现。该流体驱动装置无需专门制定特定形状的泵腔，整体结构较简单，制造难度与制造成本降低。

技术研发人员：杨兴,徐立平,贾炎燊,王博
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11