本发明专利技术公开了一种压电式止回阀微泵及制作方法，所述微泵具有泵体，泵体包括泵腔、连接泵腔的入口流道和出口流道，在泵腔位置设置有压电振子，在入口流道和出口流道中设置有止回阀，入口流道具有入口宽口流道区和入口狭窄流道区，入口宽口流道区的截面面积大于入口狭窄流道区的截面面积，所述入口宽口流道区与泵腔连接，所述入口狭窄流道区与微泵入口管道连接，所述止回阀为圆柱形，设置在入口宽口流道区中。本发明专利技术提供的压电式止回阀微泵，较于同尺寸压电微泵，具有结构简单、性能优良、流量较大等优点。大等优点。大等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种压电式止回阀微泵及其制作方法
[0001]本专利技术涉及一种压电式止回阀微泵及其制作方法，属于微流控制
技术介绍
[0002]微泵作为微流控系统中心的核心控制元件，广泛应用于在药物输送、芯片与化学分析系统和精确控制等领域。
[0003]压电式微泵作为新型流体输送装置，相对于传统机械式泵而言，具有驱动方式简单、可集成度高、响应快、泵送效率高，且不受电磁信号干扰，对输送的流体介质不敏感等优点。压电式微泵属于往复式容积泵，其工作原理是利用压电材料的逆压电效应，将工作容积循环增大与变小，以实现机械能不断转化为输送流体的能力。
[0004]虽然压电式微泵相较于传统机械式泵具有较多优点，但是，现有的电压式微泵仍然存在较多的缺陷，包括：(1)微泵整体结构复杂，制作繁琐；(2)阀门气密性比较差，反向泄漏较大；(3)大多数压电驱动为块材压电陶瓷，不易于集成化、小型化；(4)能量转换利用率低影响输出流量。
[0005]因此，有必要对压电式微泵进行深入研究，以解决上述问题。
技术实现思路
[0006]为了克服上述问题，本专利技术人进行了深入研究，设计出一种压电式止回阀微泵，具有泵体，所述泵体包括泵腔、连接泵腔的入口流道和出口流道，
[0007]在泵腔位置设置有压电振子，在入口流道和出口流道中设置有止回阀。
[0008]在一个优选的实施方式中，所述入口流道具有入口宽口流道区和入口狭窄流道区，入口宽口流道区的截面面积大于入口狭窄流道区的截面面积，
[0009]所述入口宽口流道区与泵腔连接，所述入口狭窄流道区与微泵入口管道连接，
[0010]所述止回阀为圆柱形，设置在入口宽口流道区中，止回阀的截面面积大于入口狭窄流道区的截面面积，使得止回阀不能进入入口狭窄流道区。
[0011]在一个优选的实施方式中，所述出口流道具有出口宽口流道区和出口狭窄流道区，出口宽口流道区的截面面积大于出口狭窄流道区的截面面积，
[0012]所述出口宽口流道区与微泵出口管道连接，所述出口狭窄流道区与泵腔连接，
[0013]所述止回阀为圆柱形，设置在出口宽口流道区中，止回阀的截面面积大于出口狭窄流道区的截面面积，使得止回阀不能进入出口狭窄流道区。
[0014]在一个优选的实施方式中，在入口宽口流道区和出口宽口流道区中设置有阻挡块，所述止回阀设置在阻挡块与入口狭窄流道区或出口狭窄流道区之间。
[0015]在一个优选的实施方式中，所述压电振子包括PZT薄膜和PDMS薄膜，其中PDMS薄膜为基层，PZT薄膜覆盖在PDMS薄膜上。
[0016]在一个优选的实施方式中，所述压电式止回阀微泵包括基板和盖板，所述盖板盖在基板上，在基板上设置有泵体。
[0017]在盖板上设置有压电振子孔，使得压电振子能够部分露出，在盖板上设置有入液孔作为微泵入口管道，在盖板上设置有出液孔作为微泵出口管道。
[0018]在一个优选的实施方式中，所述基板为硅材料，所述盖板为玻璃，基板与盖板之间通过树脂粘接密封。
[0019]所述止回阀为光固化复合树脂材料。
[0020]本专利技术还提供了一种压电式止回阀微泵的制作方法，
[0021]将PDMS薄膜与PZT薄膜结合，形成压电振子；
[0022]在基板上开设泵体，在盖板上开设压电振子孔、入液孔和出液孔；
[0023]将基板与盖板粘合，在粘合前，将压电振子置于泵体中，且压电振子通过压电振子孔部分露出；
[0024]在泵体中设置止回阀。
[0025]在一个优选的实施方式中，所述基板为硅材料，通过MEMS技术腐蚀形成泵体。
[0026]在一个优选的实施方式中，将光固化复合树脂注入泵体的入口流道和出口流道，通过掩模版将紫外线光照射光固化复合树脂进行固化形成止回阀。
[0027]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0028](1)通过优化止回阀结构设计，更好的提高了止回阀的气密性，有效的减少了反向泄露；
[0029](2)极大地提高了微泵的驱动能力，提升微泵的输出流量，提高微泵对流体输运的控制范围；
[0030](3)利于实现微泵的集成化、小型化，实现批量化生产；
[0031](4)微泵具有结构简单、性能优良、流量较大等优点，相较于传统的有阀压电微泵，可以更广泛的运用于生物医药等微流体系统中。
附图说明
[0032]图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的压电式止回阀微泵爆炸结构示意图；
[0033]图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的压电式止回阀微泵俯视结构示意图；
[0034]图3示出根据本专利技术一种优选实施方式的压电式止回阀微泵压电振子向上运动后流体运动示意图；
[0035]图4示出根据本专利技术一种优选实施方式的压电式止回阀微泵压电振子向下运动后流体运动示意图；
[0036]图5示出实施例1中止回阀关闭状态示意图；
[0037]图6示出实施例1中止回阀打开状态示意图；
[0038]图7示出实施例1中供电频率与微泵流量的关系。
[0039]附图标号说明
[0040]1‑
泵体；
[0041]2‑
压电振子；
[0042]3‑
止回阀；
[0043]4‑
基板；
[0044]5‑
盖板；
[0045]11
‑
泵腔；
[0046]12
‑
入口流道；
[0047]13
‑
出口流道；
[0048]14
‑
阻挡块；
[0049]21
‑
PDMS薄膜；
[0050]22
‑
PZT薄膜；
[0051]51
‑
压电振子孔；
[0052]52
‑
入液孔；
[0053]53
‑
出液孔；
[0054]121
‑
入口宽口流道区；
[0055]122
‑
入口狭窄流道区；
[0056]131
‑
出口宽口流道区；
[0057]132
‑
出口狭窄流道区。
具体实施方式
[0058]下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0059]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0060]根据本专利技术提供的一种压电式止回阀微泵，具有泵体1，其特征在于，所述泵体1包括泵腔11、连接泵腔11的入口流道12和出口流道13，
[0061]在泵腔11位置设置有压电振子2，在入口流道12和出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压电式止回阀微泵，具有泵体(1)，其特征在于，所述泵体(1)包括泵腔(11)、连接泵腔(11)的入口流道(12)和出口流道(13)，在泵腔(11)位置设置有压电振子(2)，在入口流道(12)和出口流道(13)中设置有止回阀(3)。2.根据权利要求1所述的压电式止回阀微泵，其特征在于，所述入口流道(12)具有入口宽口流道区(121)和入口狭窄流道区(122)，入口宽口流道区(121)的截面面积大于入口狭窄流道区(122)的截面面积，所述入口宽口流道区(121)与泵腔(11)连接，所述入口狭窄流道区(122)与微泵入口管道连接，所述止回阀(3)为圆柱形，设置在入口宽口流道区(121)中，止回阀(3)的截面面积大于入口狭窄流道区的截面面积，使得止回阀(3)不能进入入口狭窄流道区(122)。3.根据权利要求1所述的压电式止回阀微泵，其特征在于，所述出口流道(13)具有出口宽口流道区(131)和出口狭窄流道区(132)，出口宽口流道区(131)的截面面积大于出口狭窄流道区(132)的截面面积，所述出口宽口流道区(131)与微泵出口管道连接，所述出口狭窄流道区(132)与泵腔(11)连接，所述止回阀(3)为圆柱形，设置在出口宽口流道区(131)中，止回阀(3)的截面面积大于出口狭窄流道区的截面面积，使得止回阀(3)不能进入出口狭窄流道区(132)。4.根据权利要求2或3所述的压电式止回阀微泵，其特征在于，在入口宽口流道区(121)和出口宽口流道区(131)中设置有阻挡块(14)，所述止回阀(3)设置在阻挡块(14)与入口...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红梅，宋佳明，赵晓锋，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：
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