本實(shí)用新型屬于微流控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門。

背景技術(shù)：

微流控芯片在科研、臨床及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域正在得到越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，其工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)也得到了一定的發(fā)展。微閥是微流控芯片裝置的重要組成部分，主要用來實(shí)現(xiàn)流體流量大小的調(diào)節(jié)、流體管道的通斷控制以及流體方向的切換。在各種微流控芯片系統(tǒng)中，微閥都有著廣泛的應(yīng)用，例如微型化學(xué)分析系統(tǒng)、生物檢測系統(tǒng)等都需要使用微閥。

目前，常見的微閥主要包括氣動(dòng)閥、壓電閥、相變閥、扭矩閥等，但是這些閥或者加工技術(shù)復(fù)雜或者可靠性不高，使得儀器控制復(fù)雜或者操作繁瑣，不利于在實(shí)際產(chǎn)品中使用。因此，如何提供一種具有裝配簡單、制造方便的微流控閥門，從而有效控制微流體在管道內(nèi)的通斷，以實(shí)現(xiàn)芯片的功能，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，可靠性高，能有效控制微流體在管道內(nèi)的通斷以實(shí)現(xiàn)微流控芯片的功能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，其特征在于，該閥門包括：上端面設(shè)置有微孔的底座，將所述微孔完全覆蓋的彈性膜，以及將所述彈性膜的外沿壓緊固定在所述底座上的閥座；通過外力能夠使所述彈性膜未被壓緊的部分產(chǎn)生形變，以封閉或打開所述微孔，從而實(shí)現(xiàn)閥門的通斷。

無外力狀態(tài)時(shí)，所述彈性膜的中心向遠(yuǎn)離所述微孔的方向隆起形成與所述微孔相連通的閥腔，所述微孔打開，流體通過所述閥腔順暢通過，此時(shí)為閥門打開狀態(tài)；在有外力作用時(shí)，所述彈性膜能夠產(chǎn)生形變向所述微孔方向凹陷而將所述微孔密封，達(dá)到阻斷流體的作用，此時(shí)為閥門關(guān)閉狀態(tài)。

無外力狀態(tài)時(shí)，所述彈性膜的中心向內(nèi)凹陷緊貼所述微孔，將所述微孔封閉，達(dá)到阻斷流體的作用，此時(shí)為閥門關(guān)閉狀態(tài)；在有外力作用時(shí)，所述彈性膜能夠產(chǎn)生形變，使所述彈性膜中心向遠(yuǎn)離所述微孔的方向隆起形成與所述微孔相連通的閥腔，達(dá)到導(dǎo)通流體的作用，此時(shí)為閥門打開狀態(tài)。

所述底座的上端面開設(shè)有與所述微孔相連通的微腔，當(dāng)閥門為打開狀態(tài)時(shí)，所述彈性膜與所述底座的上端面平行，所述微腔形成與所述微孔相連通的閥腔，所述微孔打開，流體通過所述閥腔順暢通過；當(dāng)閥門為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述彈性膜向所述微孔方向凹陷而將所述微孔密封，達(dá)到阻斷流體的作用。

所述閥座包括環(huán)形連接板和設(shè)置于所述環(huán)形連接板內(nèi)側(cè)端部并垂直向內(nèi)凸起的環(huán)形壓板；所述底座上圍繞所述微孔設(shè)置有環(huán)形限位槽，所述環(huán)形連接板與所述環(huán)形限位槽相適配，所述閥座通過將所述環(huán)形連接板插入所述環(huán)形限位槽中，將所述閥座固定安裝在所述底座上；所述彈性膜內(nèi)嵌入所述閥座的所述環(huán)形連接板內(nèi)，并通過所述環(huán)形壓板壓緊固定在所述底座上。

所述閥座包括環(huán)形連接板和設(shè)置于所述環(huán)形連接板內(nèi)側(cè)端部并垂直向內(nèi)凸起的環(huán)形壓板；所述底座上設(shè)置有臺(tái)階限位孔，所述微孔設(shè)置在所述臺(tái)階限位孔的中心；所述環(huán)形連接板的外部尺寸與所述臺(tái)階限位孔的內(nèi)部尺寸相適配，所述閥座固定安裝在所述臺(tái)階限位孔內(nèi)；所述彈性膜內(nèi)嵌入所述閥座的所述環(huán)形連接板內(nèi)，并通過所述環(huán)形壓板壓緊固定在所述底座上。

所述底座上在所述環(huán)形限位槽的圍繞范圍內(nèi)還開設(shè)有與所述微孔相連通的微腔。

所述臺(tái)階限位孔內(nèi)還開設(shè)有與所述微孔相連通的微腔。

所述環(huán)形連接板的截面形狀與所述彈性膜的平面形狀相適配；所述環(huán)形連接板的截面形狀和彈性膜的平面形狀為圓形、矩形、多邊形或不規(guī)則圖形。

所述彈性膜為硅膠模、塑料膜或者PDMS膜。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型是一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，通過采用在外力作用下能夠產(chǎn)生變形的彈性膜將微孔密封或打開，結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，可靠性高，能有效控制微流體在管道內(nèi)的通斷以實(shí)現(xiàn)微流控芯片的功能。2、本實(shí)用新型的一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，制造方便，裝配簡單，可以廣泛應(yīng)用于微流控芯片中流體通斷的控制。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一閥門打開狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一閥門關(guān)閉狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一設(shè)置有微腔時(shí)閥門打開狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一設(shè)置有微腔時(shí)閥門關(guān)閉狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二閥門打開狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二閥門關(guān)閉狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二設(shè)置有微腔時(shí)閥門打開狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例二設(shè)置有微腔時(shí)閥門關(guān)閉狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例一設(shè)置有微腔且彈性膜與底座的上端面平行時(shí)閥門打開狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例二設(shè)置有微腔且彈性膜與底座的上端面平行時(shí)閥門打開狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例一：

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例提供的一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，其包括底座1、閥座2和彈性膜3。其中，底座1上端面設(shè)置有微孔11和圍繞微孔11的環(huán)形限位槽12；閥座2包括環(huán)形連接板21和設(shè)置于環(huán)形連接板21內(nèi)側(cè)端部并垂直向內(nèi)凸起的環(huán)形壓板22，環(huán)形連接板21與環(huán)形限位槽12相適配，閥座2通過將環(huán)形連接板21插入環(huán)形限位槽12中從而將閥座2固定安裝在底座1上；彈性膜3的外沿內(nèi)嵌入閥座2的環(huán)形連接板21內(nèi)并通過環(huán)形壓板22壓緊固定在底座1的上端面，彈性膜3完全覆蓋微孔11上方。無外力狀態(tài)時(shí)，由于四周環(huán)形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向遠(yuǎn)離微孔11的方向隆起形成與微孔11相連通的閥腔4。彈性膜3在外力作用下，能夠產(chǎn)生變形向微孔11方向凹陷而將微孔11密封，達(dá)到阻斷流體的作用，此時(shí)為閥門關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)外力撤銷后，彈性膜3恢復(fù)原狀，微孔11打開，流體通過閥腔4順暢通過，此時(shí)為閥門打開狀態(tài)時(shí)。

如圖3、圖4所示，在本實(shí)施例中，底座1的上端面在環(huán)形限位槽12圍繞的范圍內(nèi)還開設(shè)有與微孔11相連通的微腔13，可增大閥腔4的空間。

實(shí)施例二：

如圖5、圖6所示，本實(shí)施例提供的一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，其包括底座1、閥座2和彈性膜3。其中，底座1上端面設(shè)置有微孔11和臺(tái)階限位孔14，微孔11設(shè)置在臺(tái)階限位孔14的中心；閥座2包括環(huán)形連接板21和設(shè)置于環(huán)形連接板21內(nèi)側(cè)端部并垂直向內(nèi)凸起的環(huán)形壓板22，環(huán)形連接板21的外部尺寸與臺(tái)階限位孔14的內(nèi)部尺寸相適配，閥座2固定安裝在底座1的臺(tái)階限位孔14內(nèi)；彈性膜3的外沿內(nèi)嵌入閥座2的環(huán)形連接板21內(nèi)并通過環(huán)形壓板22壓緊固定在臺(tái)階限位孔14的底部，彈性膜3完全覆蓋微孔11上方。無外力狀態(tài)時(shí)，由于四周環(huán)形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向遠(yuǎn)離微孔11的方向隆起形成與微孔11相連通的閥腔4。彈性膜3在外力作用下，能夠產(chǎn)生變形向微孔11方向凹陷而將微孔11密封，達(dá)到阻斷流體的作用，此時(shí)為閥門關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)外力撤銷后，彈性膜3恢復(fù)原狀，微孔11打開，流體通過閥腔4順暢通過，此時(shí)為閥門打開狀態(tài)時(shí)。

如圖7、圖8所示，在本實(shí)施例中，臺(tái)階限位孔14內(nèi)還開設(shè)有與微孔11相連通的微腔13，可增大閥腔4的空間。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例提供的一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，其包括底座1、閥座2和彈性膜3。其中，底座1上端面設(shè)置有微孔11和圍繞微孔11的環(huán)形限位槽12；閥座2包括環(huán)形連接板21和設(shè)置于環(huán)形連接板21內(nèi)側(cè)端部并垂直向內(nèi)凸起的環(huán)形壓板22，環(huán)形連接板21與環(huán)形限位槽12相適配，閥座2通過將環(huán)形連接板21插入環(huán)形限位槽12中從而將閥座2固定安裝在底座1上；彈性膜3的外沿內(nèi)嵌入閥座2的環(huán)形連接板21內(nèi)并通過環(huán)形壓板22壓緊固定在底座1的上端面，彈性膜3完全覆蓋微孔11上方。無外力狀態(tài)時(shí)，由于四周環(huán)形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向內(nèi)凹陷緊貼微孔11，將微孔11封閉。彈性膜3在外力作用下，能夠產(chǎn)生變形使彈性膜3中心向遠(yuǎn)離微孔11的方向隆起形成與微孔11相連通的閥腔4，達(dá)到導(dǎo)通流體的作用，此時(shí)為閥門打開狀態(tài)；當(dāng)外力撤銷后，彈性膜3恢復(fù)原狀，將微孔11封閉，達(dá)到阻斷流體的作用，此時(shí)為閥門關(guān)閉狀態(tài)。

在本實(shí)施例中，底座1的上端面在環(huán)形限位槽12圍繞的范圍內(nèi)還開設(shè)有與微孔11相連通的微腔13，可增大閥腔4的空間。

實(shí)施例四：

本實(shí)施例提供的一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門，其包括底座1、閥座2和彈性膜3。其中，底座1上端面設(shè)置有微孔11和臺(tái)階限位孔14，微孔11設(shè)置在臺(tái)階限位孔14的中心；閥座2包括環(huán)形連接板21和設(shè)置于環(huán)形連接板21內(nèi)側(cè)端部并垂直向內(nèi)凸起的環(huán)形壓板22，環(huán)形連接板21的外部尺寸與臺(tái)階限位孔14的內(nèi)部尺寸相適配，閥座2固定安裝在底座1的臺(tái)階限位孔14內(nèi)；彈性膜3的外沿內(nèi)嵌入閥座2的環(huán)形連接板21內(nèi)并通過環(huán)形壓板22壓緊固定在臺(tái)階限位孔14的底部，彈性膜3完全覆蓋微孔11上方。無外力狀態(tài)時(shí)，由于四周環(huán)形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向內(nèi)凹陷緊貼微孔11，將微孔11封閉。彈性膜3在外力作用下，能夠產(chǎn)生變形使彈性膜3中心向遠(yuǎn)離微孔11的方向隆起形成與微孔11相連通的閥腔4，達(dá)到導(dǎo)通流體的作用，此時(shí)為閥門打開狀態(tài)；當(dāng)外力撤銷后，彈性膜3恢復(fù)原狀，將微孔11封閉，達(dá)到阻斷流體的作用，此時(shí)為閥門關(guān)閉狀態(tài)。

在本實(shí)施例中，臺(tái)階限位孔14內(nèi)還開設(shè)有與微孔11相連通的微腔13，可增大閥腔4的空間。

上述實(shí)施例中，如圖9、圖10所示，當(dāng)閥門為打開狀態(tài)時(shí)，彈性膜3也可以與底座1的上端面是平行的，而不是彈性膜3中心向遠(yuǎn)離微孔11的方向隆起，但要求此時(shí)底座1的上端面上開設(shè)有與微孔11相連通的微腔13，以形成閥腔4。

上述實(shí)施例中，閥座2的環(huán)形連接板21的截面形狀與彈性膜3的平面形狀相適配，環(huán)形連接板21的截面形狀和彈性膜3的平面形狀可以是圓形、矩形、多邊形及不規(guī)則圖形，或者其他任意形狀。

上述實(shí)施例中，彈性膜3可以采用硅膠膜、塑料膜、PDMS(Polydimethyl s i loxane，聚二甲基硅氧烷)膜等材料制成，彈性膜3也可以采用其他在機(jī)械外力、氣壓或其他外力作用下能發(fā)生變形，以實(shí)現(xiàn)微孔11密封或打開的材料制成。

上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。