一种用于控制气压的微阀的制作方法

本发明涉及一种微阀，具体涉及一种用于控制气压的微阀，用于微驱动或气动微流控芯片控制等应用场合，属于微流控领域。

背景技术：

目前，微小流量控制已成为流体控制技术的重要发展方向，在微驱动、微量注射以及微流控芯片领域成为必不可少的技术之一，目前常规的气动伺服阀/比例阀结构尺寸较大，由于阀芯所受摩擦力和阀口特性等的限制，无法实现气压微小流量的稳定控制，限制了微小流量控制的实现和应用。

技术实现要素：

本发明为解决现有常规伺服阀的阀体积庞大、结构复杂、价格高、摩擦力影响微小流量控制特性的问题，进而提供一种用于控制气压的微阀。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：它包括微阀入气端流道、微阀出气端流道、微流道和两个电磁阀，两个电磁阀之间设有微流道，且两个电磁阀通过微流道密封连通，其中一个电磁阀通过微阀入气端流道与外部气源连接，另一个电磁阀通过微阀出气端流道与外部出气口连接。

本发明的有益效果是：

本发明采用小型电磁驱动器，其体积远远小于常规尺寸的伺服阀比例阀，结构简单；方便携带，2、阀体3-2材料采用目前气动微流控芯片常用材料PDMS，不同于目前各种常规尺寸伺服阀/比例阀的硬质材料，易于作为一个控制模块与微流控系统进行整体集成；3、PDMS材料价格便宜、工艺简单、在普通实验室条件下几个小时内即可封装完成；4)气压控制微阀体积小、结构简单、易于封装并且便于携带。4、本发明利用微流道4-4和两个电磁阀4-1组成一个三通气压控制微阀，三通气压控制微阀是气阀，用于控制气体通/断和调节气体流量，气动微流控系统进行集成，通过对其进行逻辑控制，来实现气动微流控系统一条气动微流道中压力的变化。5、本发明提出了基于PDMS的气压控制微阀，避免了常规气压控制阀阀芯和阀体之间的摩擦力和阀口特性对微小流量控制的影响，能够更好地满足微小流量控制需要。6、本发明通过电磁驱动器3-1通电并与衔铁1-5产生相反磁性的吸力，且衔铁1-5和电磁驱动器3-1产生的电磁吸力大于复位弹簧1-6的反作用力使阀芯1-10远离阀膜2-1使微阀开启，当电磁驱动器3-1断电时复位弹簧1-6使阀芯1-10靠近阀膜2-1并通过阀膜2-1将于阀芯1-10相对的微流道2-3堵塞，起到微阀关闭的作用。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图,图2是电磁驱动器3-1的整体结构示意图，图中电磁驱动器3-1断电铁芯1-4无磁性时阀芯1-10倒置的圆台体尖端将阀膜2-1压在基片2-2上微流道2-3内，使微阀关闭的示意图，图3是电磁驱动器3-1的整体结构示意图，图中电磁驱动器3-1通入24V电压时电铁芯1-4有磁性，并吸引衔铁1-5使阀芯1-10远离阀膜2-1使微阀开启的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，它包括微阀入气端流道4-2、微阀出气端流道4-3、微流道4-4和两个电磁阀4-1，两个电磁阀4-1之间设有微流道4-4，且两个电磁阀4-1通过微流道4-4密封连通，其中一个电磁阀4-1通过微阀入气端流道4-2与外部气源4-5连接，另一个电磁阀4-1通过微阀出气端流道4-3与外部出气口连接。

具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，电磁阀4-1包括电磁驱动器3-1和阀体3-2，电磁驱动器3-1靠近阀体3-2设置,其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，电磁驱动器3-1包括塑料壳体1-1、铁磁壳体1-2、线圈1-3、铁芯1-4、衔铁1-5、复位弹簧1-6、定位插销1-7、阀座1-8、底座1-9和阀芯1-10，线圈1-3缠绕在铁芯1-4上，复位弹簧1-6套设在衔铁1-5上，衔铁1-5的下端与阀芯1-10的顶端固定连接，铁芯1-4固定安装在铁磁壳体1-2的内壁上，铁磁壳体1-2固定安装在塑料壳体1-1的内壁上，阀座1-8中部加工有通孔，定位插销1-7固定安装在阀座1-8通孔的侧壁上，衔铁1-5和阀芯1-10设置在阀座1-8的通孔内，阀芯1-10的顶端设置在定位插销1-7上，塑料壳体1-1设置在阀座1-8上端面上，底座1-9固定安装在阀座1-8的下端面上，衔铁1-5和铁芯1-4相对设置，且复位弹簧1-6的一端卡在铁磁壳体1-2的一端上，复位弹簧1-6的另一端顶在阀芯1-10的一端上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，阀芯1-10的下端加工有倒置的圆台体，且倒置的圆台体的尖端直径为1mm，阀芯1-10下端倒置的圆台体的尖端至底座1-9下端面的距离为120μm。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，阀体3-2包括阀膜2-1和基片2-2，基片2-2上端面加工有微流道2-3，阀膜2-1设置在基片2-2的上端面上，阀芯1-10下端倒置的圆台体的尖端设置在微流道2-3的上方，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，阀芯1-10是由聚氯乙烯或聚丙烯材料制成的阀芯。阀芯1-10具有塑性好、韧性高、不易发生脆性断裂，且长久暴露于空气中无裂纹节的功能，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，阀膜2-1是由透明的PDMS材料制成的阀膜。基片2-2是由透明的PDMS材料制成的基片，基片2-2的厚度为3mm～8mm，基片2-2具有塑性好，防止使用时因受力而发生变形，材料透明便于电磁驱动器3-1与阀体3-2封装时肉眼对齐。封装的多个微型阀组成阀组能够作为一个模块，便于与气动微流控芯片或系统进行整体集成，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。PDMS为聚二甲基硅氧烷的材料。

具体实施方式八：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，阀膜2-1的厚度为100μm～500μm，阀膜2-1平整而柔软，变形能力强，不易断裂，而且能够充当弹垫的作用，防止电磁微阀关闭时漏气；其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，电磁驱动器3-1驱动电压为直流24V电压。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式十：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种用于控制气压的微阀，当气动微流控系统出现紧急断电时，通道型常闭式电磁微阀可及时切断外部气源4-5，保护气动微流控系统。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。