电渗泵和具有该电渗泵的流体泵送系统的制作方法_5

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5A,第一电极13产生阳离子,而第二电极15消耗阳离子。与此相反, 参考图15B,第二电极15产生阳离子,而第一电极13消耗阳离子。
[0233] 运种电渗累10的可逆电极反应可通过供给电压到所述第一电极13和第二电极15 同时交替地反转每个电压的极性而触发。W运种方式,通过允许电化学反应在正向方向和 反向方向上反复发生,累送力通过流体的反复的往复运动连续地产生。
[0234] 由于第一电极13和第二电极15能够引起可逆电化学反应,因此如果施加到第一电 极13和第二电极15中的每一个的电压的极性被反转,并且因此如果在第一电极13和第二电 极15发生的反应反转,那么流体的流动可W被改变到反向方向。
[0235] 详而言之,如图15A中所示,(+ )电压被施加到第一电极13,而(-)电压被施加到第 二电极15。此时,流体(在图3A和图3B通过此0表示)可从作为(+ )电极的第一电极13移动到 作为(-)电极的第二电极15。此外,如图15B所示,如果施加到第一电极13和第二电极15的电 压的极性被反转,即,如果(+ )电压被施加到第二电极15,而(-)电压被施加到第一电极13, 则流体可W从作为(+ )电极的第二电极15移动到作为(-)电极的第一电极13。
[0236] 如上所述,通过使用能够制造可逆电极反应的作为第一电极13和第二电极15的电 极材料,并通过施加电压到第一电极13和第二电极15同时交替地反转每个电压的极性,流 体的流动可W被改变。因此,由于电极反应沿反向方向发生,所W当流体沿正向方向流动 时,由正向反应消耗的电极活性材料的状态可W返回成原来的状态。
[0237] 也就是说,如果量与用于沿正向方向移动流体的电荷量相同程度的电压或电流被 沿反向方向施加到第一电极13和第二电极15中的每一个,那么与沿正向方向移动的量相同 的量的流体可W沿反向方向移动。因此,第一电极13和第二电极15的状态可W返回到初始 状态。
[0238] 也就是,由于第一电极13和第二电极15中的每一个再生的量可W与它们被消耗的 量一样多,因此在连续使用第一电极13和第二电极15时能够防止它们被消耗掉。结果,电渗 累10的寿命延长,并且通过使用电渗累10连续地移动传送目标流体是可能的。
[0239] 图16是根据第二示例性实施方式所述的电渗累的分解透视图,而图17是图解图16 中所示的电渗累的横截面图。
[0240] 参考图16和图17,膜11可具有圆板形状。运里,涂覆材料、屏蔽片、粘合片或类似物 可W附着到膜11的外周表面W防止流体流出。
[0241] 另外,第一电极13和第二电极15中的每一个可W具有与膜11的形状一致的圆板形 状,并且涂覆材料、屏蔽片、粘合片、或类似物也可W连接到所述第一电极13和第二电极15 中的每个的外周表面,W防止流体流出。
[0242] 该流体路径19包括连接到第一电极13的第一中空盖191。另外,流体路径19也可W 包括连接到第二电极15的第二中空盖193。
[0243] 第一中空盖191(第二中空盖193)的位于第一电极13(第二电极15)的相对侧上的 端部被连接到流体可W在其中移动的管195。
[0244] 运里,举非限制性实施例而言,管195可W娃管实现。
[0245] 此外,电渗累10还包括装配到所述第一电极13的外周表面的第一接触带131和装 配到第二电极15的外周表面的第二接触带151。
[0246] 第一接触带131和第二接触带151被连接到电源单元17,并且被配置为传送电压或 电流到第一电极13和第二电极15。
[0247] 第一接触带131和第二接触带151可W由导电材料制成。例如,第一接触带131和第 二接触带151可W包含银(Ag)或铜(化),但不受限于此。
[0248] 举例而言,如图16所示,第一接触带131和第二接触带151可W具有能够被装配到 第一电极13和第二电极15的外周表面周围的环形形状。
[0249] 现在,将对根据第二示例性实施方式所述的流体累送系统1000进行说明。然而,在 下面的描述中,如根据第一和第二示例性实施方式所述的电渗累10和根据第一示例性实施 方式所述的电渗累1000中的上面所述的相同或相似的部件将被分配相同的参考标号,并且 其反复的描述将被简化或省略。
[0250] 图18是根据第二示例性实施方式的流体累送系统的结构图。
[0251 ] 所述流体累送系统1000包括上面图13到图17所述的电渗累10。
[0252] 如上所说明的,由于第一电极13和第二电极15仅由多孔碳制成,因此在形成该电 极时可W省略在电极上电沉积另一种材料的工艺。因此,W较简单的方式生产电渗累10是 可行的。
[0253] 所述流体累送系统1000被配置为通过使用从电渗累10产生的累送力将传送目标 流体从一个容器转移到另一个容器或到外部。
[0254] 在此,传送目标流体可W包括不同种类的流体,例如化学液体、水溶液、有机溶液 等等,但不受限于此。
[0255] 所述流体累送系统1000包括分离构件30。分离构件30设置在电渗累10的至少一个 端部,并且被配置W分离所述流体和传送目标流体。
[0256] 此外,分离构件30也用于限定其中包含所述流体的空间和其中包含所述传送目标 流体的空间,W免所述流体和所述传送目标流体混合,并且还用于将由所述流体的移动所 产生的累送力传送到所述传送目标流体。
[0257] 如W上所述的分离构件30可W通过形成油隙的油、由具有弹性的薄膜制成的橡胶 隔膜或金属板、聚合物膜、滑块或类似物来实现,但不受限于此。
[0258] 如前所述,多孔碳能够引起可逆电化学反应。通过提供电压给第一电极13和第二 电极15,同时交替地反转每一电压的极性,使得电化学反应能交替地沿正向方向和反向方 向反复地发生。通过反复运些流体的往复运动,可产生累送力。
[0259] 举例而言,电渗累10能够反复地传送吸引力和排斥力到传送目标流体。如果吸引 力被传递到传送目标流体,则传送目标流体可从容器60排入传送管线50。在另一方面,如果 排斥力被传递到传送目标流体,则传送目标流体可W从传送管线50排放到外面。也就是,由 电渗累10产生的累送力可W是吸引力和排斥力。
[0260] 此外,如前所述,第一电极13和第二电极15中的每一个包含引起可逆电化学反应 的多孔碳。因此,如果电压被施加到第一电极13和第二电极15,同时交替地反转每个电压的 极性,第一电极13和第二电极15被再生的可W与它们被消耗的一样多。因此,电渗累10的寿 命可W延长,并且大量的传送目标流体可被连续地传送。
[0261] 所述流体累送系统1000配备有被配置为提供路径的传送管线50,通过该路径,所 述传送目标流体通过来自电渗累10的累送力传送。
[0262] 传送管线50的一端连接到容器60,并且其另一端被连接到外部。用运样的结构,传 送管线50提供路径,传送目标流体通过该路径传送。举非限制性实施例而言,传送管线50可 W是管道或软管,并且可由适当的材料制成,具体取决于传送目标流体的特性。
[0263] 所述流体累送系统1000还包括分别被设置在传送管线50的两端并被配置成打开 或者关闭W允许或阻止传送目标流体的流动的第一打开/关闭构件20和第二打开/关闭构 件40。
[0264] 也就是,第一打开/关闭构件20和第二打开/关闭构件40中的每一个可W被打开W 允许流体流过或被关闭W阻止流体的流动。举非限制性示例而言,第一开口构件20和第二 开口构件40中的每一个可W通过阀来实现,并且,更具体地,可W是被配置为仅允许流体沿 单一的方向流动的止回阀。
[0265] 运里,第一打开/关闭构件20与第二打开/关闭构件40的打开/关闭状态是彼此相 反的。如果打开/关闭构件20和40中的一个打开,则另一个关闭。
[0266] 例如,如果吸引力被传递到传送目标流体中,那么第一打开/关闭构件20打开,而 第二打开/关闭阀40关闭。相反,如果排斥力传递到传送目标流体,那么第一打开/关闭构件 20关闭,而第二打开/关闭构件40打开。
[0267] 参考图18,如果电渗累10的流体沿方向①移动,那么分离构件30也沿方向①移动。 因此,传送目标流体受一定方向上的吸引力影响,从而其朝向电渗累10流动。此时,需要存 在于容器60中的传送目标流体流出进入传送管线50,而目标流体一旦流入到外部就应阻止 其再进入传送管线50。为此,如果吸引力被传递到传送目标流体,那么第一打开/关闭构件 20打开,从而使得传送目标流体能从容器60移动进入传送管线50。此时,传送目标流体沿方 向這)移动。然后,当第二打开/关闭阀40关闭时,所述目标流体一旦排放到外部就可W被阻 止从外部再次流入传送管线50中。
[0268] 此外,如果向第一电极13和第二电极15施加具有与在流体沿方向①移动时所施加 的电压的极性相反的极性的电压,那么流体沿方向②移动,并且分离构件30也通过流体的 推动而沿方向②移动。因此,传送目标流体受到一定方向的排斥力的影响,从而使其远离电 渗累10。此时,存在于传送管线50中的传送目标流体需要被传送到外部,同时其在排出后被 阻止重新进入容器50。为此,如果该排斥力传递到传送目标流体,那么第二打开/关闭构件 40被打开,从而使得传送目标流体能从传送管线50移动到外部。此时,传送目标流体沿方向 (技移动。然后,当第一打开/关闭阀20关闭时,传输目标流体可W被制止从传送管线50回流 到容器60。
[0269] 在运里,如果第一打开/关闭构件20与第二打开/关闭构件40是止回阀,那么通过 在传送管线50内安装方向相反的两个止回阀,那么由第一打开/关闭构件20与第二打开/关 闭构件40进行的上述操作(即,使得传送目标流体仅能沿期望的方向流出的操作)可W容易 地实现。
[0270] 如上所述,流体累送系统1000通过反复反转施加到第一电极13的端部和第二电极 15的端部两者的电压的极性而交替地传递吸引力和排斥力到传送目标流体。通过经由第一 打开/关闭构件20和第二打开/关闭构件40允许或阻止目标传送流体流动,连续地传送所述 传送目标流体是可行的。
[0271] 所述流体累送系统1000还包括累送管线70,累送管线70是从第一打开/关闭构件 20和第二打开/关闭构件40的一部分分支出来的,且被连接到电渗累10。累送管线70被配置 成传递累送力到传送管线50。
[0272] 由于累送管线70是从第一打开/关闭构件20和第二打开/关闭构件40之间的传送 管线50的一部分分支,所W累送管线70能够传递累送力到第一打开/关闭构件20和第二打 开/关闭构件40两者。
[0273] 分离构件30可设置在累送管线70内。通过该配置,通过电渗累10产生的累送力可 传递到传送目标流体。
[0274] 所述流体累送系统1000还包括止动件80,止动件80被构造成当分离构件30因流体 的移动而移动时,限制分离构件30的移动距离。
[0275] 举例而言,止动件80能够防止分离部件30移动到累送管线70的端部并脱离。此外, 止动件80也能够制止因传送目标流体的推动而导致的分离构件30与电渗累10的接触。
[0276] 止动件80可W设置在分离构件30的每一侧。此时,邻近电渗累10设置的止动件80 防止分离构件30与电渗累10接触,W及邻近传送管线50设置的止动件80制止分离构件30脱 离累送管线70。
[0277] 如上所述,在根据本发明的第二示例性实施方式所述的电渗累10和流体累送系统 1000中,第一电极13和第二电极15仅由多孔碳形成,并通过多孔碳本身的电化学反应产生 累送力。因此,当形成第一电极13和第二电极15时,可W省略电沉积另一种材料的工艺,从 而使电渗累10能够W较简单的方式来生产。
[0278] 此外,在电渗累10和流体累送系统1000中,由于第一电极13和第二电极15由多孔 碳形成,其表面通过使用等离子体或酸性溶液进行酸处理,可W获得更稳定的和改进的累 送性能。
[0279] 此外,在电渗累10和流体累送系统1000中,第一电极13和第二电极15含有能够引 起可逆电化学反应的多孔碳。因此,通过向第一电极13和第二电极15施加极性与先前施加 的电压极性相反的电压,电极反应可W在反向方向上发生,使得电极活性物质一旦在使流 体沿正向方向流动时被消耗就可返回到原来的状态。因此,在电渗累10和流体累送系统 1000中,大量的流体可W移动持续一段长的时间而没有伴随气体产生,同时保持两个电极 13和15的尺寸和配置如同它们最初一样。因此,电渗累10和流体累送系统1000具有长的寿 命和广泛的应用范围。
[0280] 下面,第二示例性实施方式的效果将根据多种实施例和比较实施例进行研究。然 而,应当注意的是,本发明并不限于W下实施例:
[02川(实施例1)
[0282] 在实施例1中,通过使用300纳米的二氧化娃形成的并具有厚度为2mm且直径为8mm 的盘状膜被用作膜,并且使用具有厚度为0.25mm和密度为0.5克/cm 3的Spec化acarb
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