专利名称：控制液体微小流量的器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用在医疗、化工、实验设备等领域中控制液体微小流量的元器
件，具体说是一种控制液体微小流量的器件。
背景技术：
在医疗、化工、仪器等技术领域中，经常需要控制某些液体如药剂、化学药剂等微 小流量的输出或输送。现有控制微小流量的方法和设备主要有3种a、采用节流管(阀) 控制方法，如收縮橡胶囊加节流管构成的物理输液泵，这种方法和设备造价低、故障少，但 流量精度低，受节流管(阀)前后压力变化影响大；b、采用步进电机、螺杆推动活塞行程的 控制方法，如推注输液泵、胰岛素泵，这种方法和设备控制精度高，但结构复杂，制造和维护 成本较高；c、采用容积泵通过循环次数控制，如马达凸轮挤压硅胶管构成的蠕动电子输液 泵，这种方法和设备的控制精度、结构复杂性、制造和维护成本介于上述两种方法之间。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述不足，提供一种结构简单、成本低，可以实现高精 度、高可靠性，并能适应复杂流量需求的控制液体微小流量的器件。 实现本实用新型目的的技术方案是 这种控制液体微小流量的器件，由壳体，壳体上的进液口、出液口和通气口组成， 特点是在壳体中设有由收縮约束面和膨胀约束面构成的定容积刚性腔体，在收縮约束面和 膨胀约束面之间固定连接有预先施加张紧力的弹性膜；收縮约束面经连通口与由进液口和 出液口构成的液体通道相连通；膨胀约束面经通气口与外部相连通。 所述的定容积刚性腔体的收縮约束面和膨胀约束面的形状，可以是平面、球面、椭 球面或柱面等不同形状的连续平面或曲面。 根据实施时的具体结构和需要，收縮约束面上的连通口和膨胀约束面上的通气口 可以是孔、孔组、网或栅格等不同形式。 为了限制张紧膜在连通口和通气口处继续变形，保证定容积刚性腔体的容积不 变，当收縮约束面和膨胀约束面上的连通口和出气口的面积较大时，在连通口的近收縮约 束面端，以及出气口的近膨胀约束面端，还可设有由孔、网、栅或大孔隙刚性体等构成的刚 性限位件。 本实用新型的控制液体微小流量的器件，结构极其简单，主要构件可选用现有金 属、塑料等原材料，张紧膜选用任何无液体渗漏的天然或人造弹性材料，并采用常规的工艺 加工制作，容易实施。 根据不同的使用目的和技术指标，采用现有技术中的通用元器件，可以很方便的 在进液口和出液口分别连接进液管和出液管，并在进液管和出液管中分别连接进液阀和出 液阀，以及选用相应的对进液阀和出液阀工作状态的不同形式的程序控制系统等，即可组 成满足不同流量需求的液体微小流量控制设备或系统，适用于医疗、化工、仪器中需要精确控制液体微小流量的各种场合，应用范围十分广泛。 与现有技术相比，本实用新型的控制液体微小流量的器件，结构简单容易制造、工 作稳定不容易出现故障、制造和维护成本低；由于流量的准确度仅取决于定容积刚性腔体 的容积，而定容积刚性腔体的容积的制造精度可以做到十分精确，因此可以得到高准确度 的平均流量，准确度高；用这种控制液体微小流量的器件可以组成满足不同流量要求的液 体微小流量控制设备或系统，工作时液体始终处于完全封闭状态，安全可靠，对所需外围元 器件及其控制系统的要求低。具有结构简单、设计合理、使用方便、容易实施、成本低、性能 可靠、应用范围广等特点，极具推广价值。
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。 图2是本实用新型另一种实施例的结构示意图。 图3是本实用新型又一种实施例的结构示意图。 图4是图3沿中线的纵向剖面结构示意图。 图5是用实施例1组成的一种基本流量控制系统的示意图。 图中1刚性壳体，2进液口，3出液口，4通气口，5收縮约束面，6膨胀约束面，7定 容积刚性腔体，8弹性膜，9连通口， 10联通管，11刚性限位网，12刚性限位栅，13进液管，14 出液管，15进液常关电控阀，16出液常关电控阀，17电控阀时序控制电路。
具体实施方式
以下结合附图和给出的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例1 : 参照图l，这种控制液体微小流量的器件，由刚性壳体1、壳体上的进液口 2、出液 口 3和通气口 4组成，在壳体中设有由球冠面的收縮约束面5和球冠面的膨胀约束面6构 成的定容积刚性腔体7，在收縮约束面和膨胀约束面之间固定连接有预先施加张紧力的弹 性膜8。(不工作时，弹性膜应收縮在收縮约束面上，为图面清晰，附图中的弹性膜均处于膨 胀在定容积刚性腔体中间的状态)在收縮约束面上设有连通口 9，连通口经垂直布置的联 通管10与进液口和出液口相连通。膨胀约束面上的通气口与外部连通。 实施例2: 参照图2，这种控制液体微小流量的器件的结构与实施例1基本相同，由刚性壳体 1、壳体上的进液口 2、出液口 3和通气口 4组成。只是收縮约束面5的形状是平面，在平面 的收縮约束面和椭球面的膨胀约束面6之间构成定容积刚性腔体7，并在收縮约束面和膨 胀约束面之间固定连接有预先施加张紧力的弹性膜8。在收縮约束面上设有连通口 9，连通 口经垂直布置的联通管IO与进液口和出液口连通。膨胀约束面上的通气口与外部连通。在 连通口的近收縮约束面端以及通气口的近膨胀约束面端，分别设有与收縮约束面和膨胀约 束面相同形状的刚性限位网11。 实施例3 : 参照图3、4，这种控制液体微小流量的器件，由刚性壳体1、壳体上的进液口 2、出 液口 3组成，在壳体中设有由柱面的收縮约束面5和椭球面的膨胀约束面6构成的定容积
4刚性腔体7。在收縮约束面和膨胀约束面之间，固定连接有预先施加张紧力的弹性膜8。 本实施例的结构和实施更为简单，形成柱面收縮约束面的即是连通进液口和出液 口的联通管10，联通管的外表面就是柱面收縮约束面，在联通管的周围包裹一层管状的弹 性膜。在联通管的上下分别设有由刚性限位栅12构成的连通口 9。在球冠面膨胀约束面的 上下分别设有由刚性限位栅12构成的通气口 4。 本实用新型申请人按实施例1，实施这种控制液体微小流量的器件，并用其组成如 图5所示的基本流量控制系统。该流量控制系统在控制液体微小流量的器件的进液口和 出液口分别连接进液管13和出液管14，在进液管和出液管中分别连接进液常关电控阀15 和出液常关电控阀16，在进液常关电控阀和出液常关电控阀之间设有电控阀时序控制电路 17。 这种流量控制系统的初始工作状态设定为进液常关电控阀前的液体压力为Qtt ; 出液常关电控阀后液体的背压为Qa ;张紧膜收縮最小时的预张紧压力为& ;张紧膜膨胀到 完全受限时的张紧压力为q2。当Qtt>化，并且& > Qa时，在电控阀时序控制电路控制下， 工作过程如下 首先，打开进液常关电控阀，因为Qa〉化在Qa作用下液体进入定容积刚性腔体中
使收縮在收縮约束面上的张紧膜膨胀，直至被定容积刚性腔体的膨胀约束面限制，即液体 完全注满定容积刚性腔体后，关闭进液常关电控阀。然后，打开出液常关电控阀，因为ql > (^，张紧膜可以克服背压持续收縮，直至被定容积刚性腔体的收縮约束面限制，在张紧膜的 作用下注满定容积刚性腔体的定容量液体从出液管输出后，关闭出液常关电控阀。 重复上述步骤，即可实现液体的定容量间断输出。通过调整电控阀时序控制电路 的工作程序，即可调整输出定容量液体的循环间隔时间，从而获得不同的平均流量，以实现 对液体微小流量的控制。 本实用新型的应用领域广泛，在医疗领域中构成的输液设备，既可以提供高精度 的平均流量，又可以提供精确的单次输液量，达到低成本、高可靠、精密输液的目的；在工业 领域中构成的注液设备，适用于定容积注入微量液体的场合，特别是液体具有腐蚀性或需 要防止液体污染的场合，例如纽扣电池的电池液加注等；在日常生活领域中适用于液体定 量分配的场合，例如散装饮料的售卖计量设备；在实验室领域，组合使用本实用新型可以构 造液体配比设备等；根据本实用新型的技术方案，也可以应用在对较大液体流量的控制，具 有十分可观的前景。
权利要求一种控制液体微小流量的器件，由壳体，壳体上的进液口、出液口和通气口组成，其特征在于在壳体中设有由收缩约束面和膨胀约束面构成的定容积刚性腔体，在收缩约束面和膨胀约束面之间固定连接有预先施加张紧力的弹性膜；收缩约束面经连通口与由进液口和出液口构成的液体通道相连通；膨胀约束面经通气口与外部相连通。
2. 根据权利要求1所述的控制液体微小流量的器件，其特征在于定容积刚性腔体的收 縮约束面的形状是平面、球面、椭球面或柱面。
3. 根据权利要求1所述的控制液体微小流量的器件，其特征在于定容积刚性腔体的膨 胀约束面的形状是平面、球面、椭球面或柱面。
4. 根据权利要求1所述的控制液体微小流量的器件，其特征在于收縮约束面上的连通 口和膨胀约束面上的通气口是孔、孔组、网或栅格。
5. 根据权利要求1所述的控制液体微小流量的器件，其特征在于在连通口的近收縮约 束面端或出气口的近膨胀约束面端，设有由孔、网、栅或大孔隙刚性体构成的刚性限位件。
专利摘要控制液体微小流量的器件，由壳体、进液口、出液口和通气口组成，特点是在壳体中设有由收缩约束面和膨胀约束面构成的定容积刚性腔体，在收缩约束面和膨胀约束面之间固定有预先施加张紧力的弹性膜；收缩约束面经连通口与由进液口和出液口构成的液体通道相连通；膨胀约束面经通气口与外部相连通。结构简单、容易制造、不容易出现故障、制造和维护成本低。定容积刚性腔体可制造的十分精确，准确度高。可组成满足不同流量要求的液体微小流量控制设备或系统，工作时液体处完全封闭状态，安全可靠，对所需外围元器件及其控制系统的要求低。适用于医疗、化工、实验设备等领域中需要精确控制液体微小流量的各种场合，应用范围十分广泛，极具推广价值。
文档编号F16K7/17GK201547310SQ20092009484
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者刘继军, 刘雨平 申请人:刘继军