一种单向止回阀结构及其制作工艺制造技术

本发明专利技术属于单向阀技术领域，具体涉及一种单向止回阀结构及其制作工艺。本单向止回阀结构包括：由左至右设置的中间流道、分隔台、和中间出样通道，所述分隔台包括由左至右依次设置的平台部、斜面部和延伸部，分隔挡板的一端为固定在反压仓的左内侧壁下侧的固定端，另一端为盖置在分隔台的平台部上的活动端，以分隔中间流道与反压仓的主仓；其中当流体由左至右流动时，流体顶开分隔挡板的活动端后，经主仓、毛细通道流入中间出样通道；以及当流体由右至左流动时，反压仓内压力增大，以将分隔挡板的右端部压紧在分隔台的平台部上，防止流体由中间出样通道进入中间流道。出样通道进入中间流道。出样通道进入中间流道。

【技术实现步骤摘要】
一种单向止回阀结构及其制作工艺


[0001]本专利技术属于单向阀
，具体涉及一种单向止回阀结构及其制作工艺。

技术介绍

[0002]现有的微流控阀主要分为主动流量调节阀和被动流量调节阀（也称有源阀和无源阀）。主动流量调节阀（有源阀）主要通过在芯片外部接入控制元件来实现流体控制，如接入气动装置、电磁装置、离心装置等实现对微流体的流量控制。主动流量调节阀可以实现复杂的微流体控制，然而其外接的控制元件会大大增加微流控芯片的体积和制造成本。因此不适用于要求小型化低成本的微流控设备。
[0003]被动流量调节阀（无源阀）主要依赖自身结构或者材料对外界压力的机械形变实现流量调节，不需要外力且结构相对简单，因而在低成本、集成化的微流控系统中更有优势。常见的被动流量调节阀有薄膜阀和流体通道阀：薄膜阀是在控制流道和液体流道之间设置有弹性薄膜，利用薄膜的弹性形变与流体压力的相对变化来实现微流体阀控的开关；经典的流体通道阀，如特斯拉阀，是通过在流体通道内设计特定的回流角度，增加流体回流的阻力，以此实现一定意义上的单向流控。目前，被动流量调节阀都不能实现真正意义上的单向阀控，绝大部分薄膜阀实际上是双向阀，其阀控能力取决于薄膜弹力。流体通道阀需要及其精巧的设计和加工且没有实质上分割流体通道和反应腔体。特别是在特殊的应用场景中，如需要进行流体的加热和加压的反应时，被动流量阀极易由于阀控能力较差会使得流体四处逸散，反应体系难以稳定。
[0004]综上所述，现有的微流控阀无法兼具微流体的低成本和精确流控功能，有必要研制新型结构的微流控阀，提升被动流控阀的流控效果，以实现微流控仪器设备的低成本化，特别是满足在加热加压反应的应用场景下的微流体运行控制需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种单向止回阀结构及其制作工艺。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种单向止回阀结构，包括：由左至右设置的中间流道、分隔台、和中间出样通道，所述分隔台包括由左至右依次设置的平台部、斜面部和延伸部，且斜面部的斜面向右上方延伸；反压仓，位于分隔台上方，且分隔台的斜面部和延伸部伸入反压仓内，其中，反压仓的左内侧壁、顶壁、分隔台的斜面部形成与中间流道连通的主仓，反压仓的顶壁、右侧壁与延伸部的顶面、右侧面之间形成有毛细通道，且毛细通道连通主仓和中间出样通道；分隔挡板，为弹性材质，分隔中间流道与主仓，且其沿流体流动方向的两侧边固定，左端位于反压仓的投影外，右端位于反压仓的投影内且端部盖置在平台部上；其中当流体由左至右流动时，流体压力使分隔挡板发生弹性变形，即顶开右端后，流体经主仓、毛细通道流入中间出样通道；以及当流体由右至左流动时，反压仓内压力增大，以将分隔挡板的右端部压紧在分隔台的平台部上，防止流体由中间出样通道进入中间流道。
[0007]进一步的，所述分隔台位于延伸部的下方凹陷有回流孔，且与中间出样通道连通；所述毛细通道包括：横向通道，由反压仓的顶壁与延伸部的顶面形成；竖向通道，由反压仓的右侧壁与延伸部的右侧面形成；其中所述竖向通道连通横向通道和回流孔。
[0008]进一步的，所述反压仓的深度不大于1.5mm，斜面部的斜面坡度不大于45度且表面粗糙，毛细通道宽度不大于0.5mm。
[0009]进一步的，所述分隔挡板为乳胶膜、橡胶膜或PDMS膜。
[0010]进一步的，所述回流孔的宽度不小于0.5mm，高度比中间出样通道高出0.5～1mm。
[0011]进一步的，所述单向止回阀结构还包括：依次连通的流体入口、入口主通道、样品处理室，且样品处理室与中间流道连通；以及依次连通的加热反应室、出口主流道、流体出口，且加热反应室与中间出样通道连通。
[0012]进一步的，所述单向止回阀结构还包括：上层板，所述流体入口、流体出口和反压仓均设置在上层板上；下层板，所述入口主通道、样品处理室、中间流道、分隔台、中间出样通道、加热反应室、出口主流道均设置在下层板上；以及所述分隔挡板沿流体流动方向的两侧边固定在上层板和下层板之间。
[0013]又一方面，本专利技术还提供了一种如上所述的单向止回阀结构的制作工艺，包括：加工上层板和下层板，其中，上层板设置有流体入口、流体出口和反压仓，下层板设置有入口主通道、样品处理室、中间流道、分隔台、中间出样通道、加热反应室、出口主流道；加工分隔挡板，放置于中间流道和反压仓之间；将组装好的上层板、下层板和分隔挡板一体化。
[0014]进一步的，所述加工上层板和下层板的方法包括：机床加工、注塑或激光加工。
[0015]进一步的，所述一体化方法包括：胶粘材料粘合、热键合或超升键合；其中热键合条件为：压力0.065Mpa, 键合温度120℃，下压时间37min。
[0016]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术的单向止回阀结构无需外接控制装置材料简单易得，因此具有体积小，价格低廉，制造简单的优点适用于低成本小型化的微流控仪器设备；（2）针对于现有的被动阀无法实现真正的单向阀控问题，本专利技术通过结构设计构建反压仓，实现了真正意义的单向阀控，流控效果获得了极大的优化。
[0017]（3）本专利技术将传统被动阀三层结构设计简化为两层结构，获得更好的阀控效果的同时，加工难度和成本大大降低。
[0018]（4）本专利技术优化了单向阀密封原理，阀控能量来自分隔挡板的弹性、反压仓和毛细通道的气体压力、回流孔的阻流效应共同加强了微流控阀的阻回能力，因此可用的弹性薄膜材料种类增加。
[0019]（5）通过改变弹性薄膜材料的种类、反压仓及回流孔的深度，可以调节该流控阀的阀控能力，满足多样化的阀控需求。
[0020]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术的单向止回阀结构的优选实施例的剖视图；图2和图3是本专利技术的单向止回阀结构的优选实施例的局部剖视图；图4是本专利技术的单向止回阀结构的优选实施例的正向流动示意图；图5是本专利技术的单向止回阀结构的优选实施例的止回示意图；图6是本专利技术的单向止回阀结构的优选实施例的装配示意图；图7是本专利技术的单向止回阀结构的优选实施例的分隔挡板的打开示意图。
[0024]图中：上层板100、流体入口110、流体出口120、反压仓130、主仓131、毛细通道132、横向通道1321、竖向通道1322；下层板200、入口主通道210、样品处理室220、中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向止回阀结构，其特征在于，包括：由左至右设置的中间流道（230）、分隔台（240）、和中间出样通道（250），所述分隔台（240）包括由左至右依次设置的平台部（241）、斜面部（242）和延伸部（243），且斜面部（242）的斜面向右上方延伸；反压仓（130），位于分隔台（240）上方，且分隔台（240）的斜面部（242）和延伸部（243）伸入反压仓（130）内，其中，反压仓（130）的左内侧壁、顶壁、分隔台（240）的斜面部（242）形成与中间流道（230）连通的主仓（131），反压仓（130）的顶壁、右侧壁与延伸部（243）的顶面、右侧面之间形成有毛细通道（132），且毛细通道（132）连通主仓（131）和中间出样通道（250）；分隔挡板（300），为弹性材质，分隔中间流道（230）与主仓（131），且其沿流体流动方向的两侧边固定，左端位于反压仓（130）的投影外，右端位于反压仓（130）的投影内且端部盖置在平台部（241）上；其中当流体由左至右流动时，流体压力使分隔挡板（300）发生弹性变形，即顶开右端后，流体经主仓（131）、毛细通道（132）流入中间出样通道（250）；以及当流体由右至左流动时，反压仓（130）内压力增大，以将分隔挡板（300）的右端部压紧在分隔台（240）的平台部（241）上，防止流体由中间出样通道（250）进入中间流道（230）。2.根据权利要求1所述的单向止回阀结构，其特征在于，所述分隔台（240）位于延伸部（243）的下方凹陷有回流孔（244），且与中间出样通道（250）连通；所述毛细通道（132）包括：横向通道（1321），由反压仓（130）的顶壁与延伸部（243）的顶面形成；竖向通道（1322），由反压仓（130）的右侧壁与延伸部（243）的右侧面形成；其中所述竖向通道（1322）连通横向通道（1321）和回流孔（244）。3.根据权利要求2所述的单向止回阀结构，其特征在于，所述反压仓（130）的深度不大于1.5mm，斜面部（242）的斜面坡度不大于45度且表面粗糙，毛细通道（132）宽度不大于0.5mm。4.根据权利要求3所述的单向止回阀结构，其特征在于，所述分隔挡板（300...

【专利技术属性】
技术研发人员：关国良，陈巧玲，李琦，金诚，朱子明，
申请(专利权)人：常州先趋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：