一种抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵。

背景技术：

1、随着生命科学、生物医学、航空航天等学科的高速发展，其与微流控系统的联系日益紧密，如微量流体化学分析系统、用于治疗心肌梗塞的人工血泵、微量药物注射系统及航空飞船的微量燃料供给等领域都要求微流控技术朝向高精度、泵送高稳定性及可高度集成化方向发展。

2、微泵是微流控系统的执行元件，担任着微量流体精准传输、快速控制的作用，被誉为微流控系统的“心脏”。现阶段微泵的传动方式主要有压电式、静电式、电磁式、气动式等机械方式和电渗式、热气泡式和磁流体式等非机械方式，在这些机械式、非机械式微泵驱动方式中，磁流体驱动具有结构简单、泵送可靠性高和可高度集成化等优点，已经逐渐成为微泵发展的主流方向。

3、研究人员设计并研制了出了多种类型的磁流体驱动泵，现有的磁流体驱动泵目前依然存在以下弊端：经泵送循环后，存在部分液体的回流，降低了泵送稳定性和效率。一些从事该领域的科研人员提出增加主动阀或者被动阀从而消除或减弱回流现象，研究表明，增加阀门结构后对可以有效抑制回流，但是却增加了加工难度和微泵的结构复杂性，不利于微泵的集成化。且活塞磁流体与阀门磁流体的分离、融合过程如果控制不当，将发生自密封失效、阀门磁流体体积损失、部分磁流体脱落等问题，因此，如何兼顾集成化并抑制磁流体微泵回流和精准控制活塞磁流体与阀门磁流体分离、融合过程成为了限制其发展的关键技术难题。

技术实现思路

1、为了克服以上技术问题，本发明目的是提供一种抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，在环形的泵壳内，多个磁流体之间相互分离，对多个磁流体之间的流体进行分离式输送，使整个泵送周期内不存在微泵进、出口的联通现象，实现密封及抑制回流的效果，同时磁流体之间相对位置不变，没有磁流体之间的融合和分离过程，提高了磁流体驱动的可靠性。

2、本发明提供了如下的技术方案：

3、一种抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其包括环形密闭的泵壳(204)、所述泵壳(204)内的多个活塞磁流体和所述泵壳(204)外的用于驱动多个所述活塞磁流体旋转的驱动组件，所述活塞磁流体至少为三个，所述驱动组件驱动多个所述活塞磁流体分离旋转；所述泵壳(204)内多个所述活塞磁流体之间的空腔形成泵腔(207)；所述泵壳(204)上设有供流体进入的进口(205)和供流体流出的出口(206)，所述进口(205)和所述出口(206)之间形成两条通道，其中任一条通道中在任意时刻至少有一个所述活塞磁流体。

4、上述实施方式中，多个活塞磁流体相继担任阀门作用，将流体在进口和出口之间进行分离输送，其中任一条通道中在任意时刻至少有一个活塞磁流体，使整个泵送周期内不存在微泵进、出口的联通现象，从而实现密封及抑制回流的效果，同时省略了磁流体的融合和分离过程，提高了磁流体驱动的可靠性。

5、根据一些实施方式，所述泵壳(204)为圆形。

6、根据一些实施方式，多个所述活塞磁流体在所述泵壳(204)内均匀分布，以所述泵壳(204)的圆心为顶点，所述进口(205)和所述出口(206)之间短弧的夹角为θ；相邻的两个活塞磁流体之间所述泵腔(207)的夹角为φ，θ>φ。

7、在上述实施方式中，进口和出口之间扇形的夹角为θ，θ小于180°，θ>φ，使得进口和出口之间，任一时刻，两个通道分别都有至少一个活塞磁流体，起到抑制回流的作用。

8、根据一些实施方式，所述驱动组件包括多个旋转永磁体、电机(105)和连接架(104)，多个旋转永磁体通过所述连接架(104)与所述电机(105)相连，所述电机(105)驱动多个旋转永磁体沿所述泵腔(207)转动，多个所述旋转永磁体对应驱动所述活塞磁流体在所述泵壳(204)内分离旋转，带动所述泵腔(207)内流体自进口(205)向所述出口(206)流动。

9、根据一些实施方式，所述连接架(104)为由中心向四周放射的放射型，其中心与所述电机(105)的转轴固定。

10、根据一些实施方式，制作所述连接架(104)的材料选自刚性材质。

11、根据一些实施方式，所述活塞磁流体为三个，所述旋转永磁体为对应的三个。

12、根据一些实施方式，制作所述泵壳(204)的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯。

13、在上述实施方式中，聚甲基丙烯酸甲酯具有透明度高、耐热性好、耐化学性能强、加工性好、物理性能优良的特性。

14、相比于现有技术，本发明具备以下有益效果：

15、本发明提供的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，该驱动泵根据几何结构和泵送原理设计了多活塞磁流体结构，在环形的泵壳内，进口和出口之间形成两条流体的通道，其中任一条通道中在任意时刻至少有一个活塞磁流体，多个活塞磁流体轮流担任阀门作用，使整个泵送周期内不存在微泵进、出口的联通现象，从而实现密封及抑制回流的效果；且该驱动泵无需固定永磁体、且没有磁流体的分离、融合过程，因此在保证微泵结构简易性和可集成化特点的同时增加了泵送稳定性。

技术特征：

1.一种抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其包括环形密闭的泵壳(204)、所述泵壳(204)内的多个活塞磁流体和所述泵壳(204)外的用于驱动多个所述活塞磁流体旋转的驱动组件，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：所述泵壳(204)为圆形。

3.根据权利要求2所述的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：多个所述活塞磁流体在所述泵壳(204)内均匀分布，以所述泵壳(204)的圆心为顶点，所述进口(205)和所述出口(206)之间短弧对应的圆心角为θ，相邻的两个活塞磁流体之间所述泵腔(207)对应的圆心角为φ，θ>φ。

4.根据权利要求3所述的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：所述驱动组件包括多个旋转永磁体、连接架(104)和电机(105)，多个旋转永磁体通过所述连接架(104)与所述电机(105)相连，所述电机(105)驱动多个旋转永磁体沿所述泵腔(207)转动，多个所述旋转永磁体对应驱动多个所述活塞磁流体在所述泵壳(204)内分离旋转，带动所述泵腔(207)内流体自进口(205)向所述出口(206)流动。

5.根据权利要求4所述的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：所述连接架(104)为由中心向四周放射的放射型，其中心与所述电机(105)的转轴固定。

6.根据权利要求5所述的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：制作所述连接架(104)的材料选自刚性材质。

7.根据权利要求5所述的抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：所述活塞磁流体为三个，所述旋转永磁体为对应的三个。

8.根据权利要求1～7任一所述抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，其特征在于：制作所述泵壳(204)的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯。

技术总结
本发明涉及医疗设备领域，公开了一种抑制回流且无磁流体分离的多活塞磁流体驱动泵，包括环形密闭的泵壳204、泵壳204内的多个活塞磁流体和泵壳204外用于驱动多个活塞磁流体旋转的驱动组件，活塞磁流体至少为三个，驱动组件驱动多个活塞磁流体分离旋转；泵壳204内多个活塞磁流体之间的空腔形成泵腔207；泵壳204上设有供流体进入的进口205和供流体流出的出口206，进口205和出口206之间形成两条通道，其中任一条通道中在任意时刻至少有一个活塞磁流体。本发明采用多个活塞磁流体相继担任阀门作用，使整个泵送周期内不存在微泵进、出口的联通现象，从而实现密封及抑制回流的效果，同时相比于现有技术，没有磁流体的融合和分离过程，提高了磁流体驱动过程的可靠性。

技术研发人员：李正贵,李望旭
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14