專利名稱：控制液體微小流量的器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及應(yīng)用在醫(yī)療、化工、實驗設(shè)備等領(lǐng)域中控制液體微小流量的元器
件，具體說是一種控制液體微小流量的器件。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療、化工、儀器等技術(shù)領(lǐng)域中，經(jīng)常需要控制某些液體如藥劑、化學(xué)藥劑等微 小流量的輸出或輸送。現(xiàn)有控制微小流量的方法和設(shè)備主要有3種a、采用節(jié)流管(閥) 控制方法，如收縮橡膠囊加節(jié)流管構(gòu)成的物理輸液泵，這種方法和設(shè)備造價低、故障少，但 流量精度低，受節(jié)流管(閥)前后壓力變化影響大；b、采用步進電機、螺桿推動活塞行程的 控制方法，如推注輸液泵、胰島素泵，這種方法和設(shè)備控制精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維護 成本較高；c、采用容積泵通過循環(huán)次數(shù)控制，如馬達凸輪擠壓硅膠管構(gòu)成的蠕動電子輸液 泵，這種方法和設(shè)備的控制精度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、制造和維護成本介于上述兩種方法之間。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可以實現(xiàn)高精 度、高可靠性，并能適應(yīng)復(fù)雜流量需求的控制液體微小流量的器件。 實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是 這種控制液體微小流量的器件，由殼體，殼體上的進液口、出液口和通氣口組成， 特點是在殼體中設(shè)有由收縮約束面和膨脹約束面構(gòu)成的定容積剛性腔體，在收縮約束面和 膨脹約束面之間固定連接有預(yù)先施加張緊力的彈性膜；收縮約束面經(jīng)連通口與由進液口和 出液口構(gòu)成的液體通道相連通；膨脹約束面經(jīng)通氣口與外部相連通。 所述的定容積剛性腔體的收縮約束面和膨脹約束面的形狀，可以是平面、球面、橢 球面或柱面等不同形狀的連續(xù)平面或曲面。 根據(jù)實施時的具體結(jié)構(gòu)和需要，收縮約束面上的連通口和膨脹約束面上的通氣口 可以是孔、孔組、網(wǎng)或柵格等不同形式。 為了限制張緊膜在連通口和通氣口處繼續(xù)變形，保證定容積剛性腔體的容積不 變，當收縮約束面和膨脹約束面上的連通口和出氣口的面積較大時，在連通口的近收縮約 束面端，以及出氣口的近膨脹約束面端，還可設(shè)有由孔、網(wǎng)、柵或大孔隙剛性體等構(gòu)成的剛 性限位件。 本實用新型的控制液體微小流量的器件，結(jié)構(gòu)極其簡單，主要構(gòu)件可選用現(xiàn)有金 屬、塑料等原材料，張緊膜選用任何無液體滲漏的天然或人造彈性材料，并采用常規(guī)的工藝 加工制作，容易實施。 根據(jù)不同的使用目的和技術(shù)指標，采用現(xiàn)有技術(shù)中的通用元器件，可以很方便的 在進液口和出液口分別連接進液管和出液管，并在進液管和出液管中分別連接進液閥和出 液閥，以及選用相應(yīng)的對進液閥和出液閥工作狀態(tài)的不同形式的程序控制系統(tǒng)等，即可組 成滿足不同流量需求的液體微小流量控制設(shè)備或系統(tǒng)，適用于醫(yī)療、化工、儀器中需要精確控制液體微小流量的各種場合，應(yīng)用范圍十分廣泛。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的控制液體微小流量的器件，結(jié)構(gòu)簡單容易制造、工 作穩(wěn)定不容易出現(xiàn)故障、制造和維護成本低；由于流量的準確度僅取決于定容積剛性腔體 的容積，而定容積剛性腔體的容積的制造精度可以做到十分精確，因此可以得到高準確度 的平均流量，準確度高；用這種控制液體微小流量的器件可以組成滿足不同流量要求的液 體微小流量控制設(shè)備或系統(tǒng)，工作時液體始終處于完全封閉狀態(tài)，安全可靠，對所需外圍元 器件及其控制系統(tǒng)的要求低。具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、使用方便、容易實施、成本低、性能 可靠、應(yīng)用范圍廣等特點，極具推廣價值。

圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實用新型另一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型又一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3沿中線的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是用實施例1組成的一種基本流量控制系統(tǒng)的示意圖。 圖中1剛性殼體，2進液口，3出液口，4通氣口，5收縮約束面，6膨脹約束面，7定 容積剛性腔體，8彈性膜，9連通口， 10聯(lián)通管，11剛性限位網(wǎng)，12剛性限位柵，13進液管，14 出液管，15進液常關(guān)電控閥，16出液常關(guān)電控閥，17電控閥時序控制電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和給出的實施例對本實用新型作進一步描述。
實施例1 : 參照圖l，這種控制液體微小流量的器件，由剛性殼體1、殼體上的進液口 2、出液 口 3和通氣口 4組成，在殼體中設(shè)有由球冠面的收縮約束面5和球冠面的膨脹約束面6構(gòu) 成的定容積剛性腔體7，在收縮約束面和膨脹約束面之間固定連接有預(yù)先施加張緊力的彈 性膜8。(不工作時，彈性膜應(yīng)收縮在收縮約束面上，為圖面清晰，附圖中的彈性膜均處于膨 脹在定容積剛性腔體中間的狀態(tài))在收縮約束面上設(shè)有連通口 9，連通口經(jīng)垂直布置的聯(lián) 通管10與進液口和出液口相連通。膨脹約束面上的通氣口與外部連通。 實施例2: 參照圖2，這種控制液體微小流量的器件的結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，由剛性殼體 1、殼體上的進液口 2、出液口 3和通氣口 4組成。只是收縮約束面5的形狀是平面，在平面 的收縮約束面和橢球面的膨脹約束面6之間構(gòu)成定容積剛性腔體7，并在收縮約束面和膨 脹約束面之間固定連接有預(yù)先施加張緊力的彈性膜8。在收縮約束面上設(shè)有連通口 9，連通 口經(jīng)垂直布置的聯(lián)通管IO與進液口和出液口連通。膨脹約束面上的通氣口與外部連通。在 連通口的近收縮約束面端以及通氣口的近膨脹約束面端，分別設(shè)有與收縮約束面和膨脹約 束面相同形狀的剛性限位網(wǎng)11。 實施例3 : 參照圖3、4，這種控制液體微小流量的器件，由剛性殼體1、殼體上的進液口 2、出 液口 3組成，在殼體中設(shè)有由柱面的收縮約束面5和橢球面的膨脹約束面6構(gòu)成的定容積
4剛性腔體7。在收縮約束面和膨脹約束面之間，固定連接有預(yù)先施加張緊力的彈性膜8。 本實施例的結(jié)構(gòu)和實施更為簡單，形成柱面收縮約束面的即是連通進液口和出液 口的聯(lián)通管10，聯(lián)通管的外表面就是柱面收縮約束面，在聯(lián)通管的周圍包裹一層管狀的彈 性膜。在聯(lián)通管的上下分別設(shè)有由剛性限位柵12構(gòu)成的連通口 9。在球冠面膨脹約束面的 上下分別設(shè)有由剛性限位柵12構(gòu)成的通氣口 4。 本實用新型申請人按實施例1，實施這種控制液體微小流量的器件，并用其組成如 圖5所示的基本流量控制系統(tǒng)。該流量控制系統(tǒng)在控制液體微小流量的器件的進液口和 出液口分別連接進液管13和出液管14，在進液管和出液管中分別連接進液常關(guān)電控閥15 和出液常關(guān)電控閥16，在進液常關(guān)電控閥和出液常關(guān)電控閥之間設(shè)有電控閥時序控制電路 17。 這種流量控制系統(tǒng)的初始工作狀態(tài)設(shè)定為進液常關(guān)電控閥前的液體壓力為Qtt ; 出液常關(guān)電控閥后液體的背壓為Qa ;張緊膜收縮最小時的預(yù)張緊壓力為& ;張緊膜膨脹到 完全受限時的張緊壓力為q2。當Qtt>化，并且& > Qa時，在電控閥時序控制電路控制下， 工作過程如下 首先，打開進液常關(guān)電控閥，因為Qa〉化在Qa作用下液體進入定容積剛性腔體中
使收縮在收縮約束面上的張緊膜膨脹，直至被定容積剛性腔體的膨脹約束面限制，即液體 完全注滿定容積剛性腔體后，關(guān)閉進液常關(guān)電控閥。然后，打開出液常關(guān)電控閥，因為ql > (^，張緊膜可以克服背壓持續(xù)收縮，直至被定容積剛性腔體的收縮約束面限制，在張緊膜的 作用下注滿定容積剛性腔體的定容量液體從出液管輸出后，關(guān)閉出液常關(guān)電控閥。 重復(fù)上述步驟，即可實現(xiàn)液體的定容量間斷輸出。通過調(diào)整電控閥時序控制電路 的工作程序，即可調(diào)整輸出定容量液體的循環(huán)間隔時間，從而獲得不同的平均流量，以實現(xiàn) 對液體微小流量的控制。 本實用新型的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在醫(yī)療領(lǐng)域中構(gòu)成的輸液設(shè)備，既可以提供高精度 的平均流量，又可以提供精確的單次輸液量，達到低成本、高可靠、精密輸液的目的；在工業(yè) 領(lǐng)域中構(gòu)成的注液設(shè)備，適用于定容積注入微量液體的場合，特別是液體具有腐蝕性或需 要防止液體污染的場合，例如紐扣電池的電池液加注等；在日常生活領(lǐng)域中適用于液體定 量分配的場合，例如散裝飲料的售賣計量設(shè)備；在實驗室領(lǐng)域，組合使用本實用新型可以構(gòu) 造液體配比設(shè)備等；根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，也可以應(yīng)用在對較大液體流量的控制，具 有十分可觀的前景。
權(quán)利要求一種控制液體微小流量的器件，由殼體，殼體上的進液口、出液口和通氣口組成，其特征在于在殼體中設(shè)有由收縮約束面和膨脹約束面構(gòu)成的定容積剛性腔體，在收縮約束面和膨脹約束面之間固定連接有預(yù)先施加張緊力的彈性膜；收縮約束面經(jīng)連通口與由進液口和出液口構(gòu)成的液體通道相連通；膨脹約束面經(jīng)通氣口與外部相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制液體微小流量的器件，其特征在于定容積剛性腔體的收 縮約束面的形狀是平面、球面、橢球面或柱面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制液體微小流量的器件，其特征在于定容積剛性腔體的膨 脹約束面的形狀是平面、球面、橢球面或柱面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制液體微小流量的器件，其特征在于收縮約束面上的連通 口和膨脹約束面上的通氣口是孔、孔組、網(wǎng)或柵格。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制液體微小流量的器件，其特征在于在連通口的近收縮約 束面端或出氣口的近膨脹約束面端，設(shè)有由孔、網(wǎng)、柵或大孔隙剛性體構(gòu)成的剛性限位件。
專利摘要控制液體微小流量的器件，由殼體、進液口、出液口和通氣口組成，特點是在殼體中設(shè)有由收縮約束面和膨脹約束面構(gòu)成的定容積剛性腔體，在收縮約束面和膨脹約束面之間固定有預(yù)先施加張緊力的彈性膜；收縮約束面經(jīng)連通口與由進液口和出液口構(gòu)成的液體通道相連通；膨脹約束面經(jīng)通氣口與外部相連通。結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、不容易出現(xiàn)故障、制造和維護成本低。定容積剛性腔體可制造的十分精確，準確度高?？山M成滿足不同流量要求的液體微小流量控制設(shè)備或系統(tǒng)，工作時液體處完全封閉狀態(tài)，安全可靠，對所需外圍元器件及其控制系統(tǒng)的要求低。適用于醫(yī)療、化工、實驗設(shè)備等領(lǐng)域中需要精確控制液體微小流量的各種場合，應(yīng)用范圍十分廣泛，極具推廣價值。
文檔編號F16K7/17GK201547310SQ20092009484
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者劉繼軍, 劉雨平 申請人:劉繼軍