專利名稱：一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及微型泵，特別涉及一種以磁致伸縮薄膜作為驅動材料的微型泵。
背景技術：
微泵做為微流體系統的核心部分，在藥物微流量輸送、釋放、微量液體采樣、油料微量噴射、細胞分離、集成電子元件冷卻以及微量化學分 析、航天等領域有著非常廣闊的應用前景。目前研究較多的機械式薄膜型微泵驅動原理有壓電、靜電、電磁、熱氣動、熱流動、雙金屬效應和形狀記憶效應驅動等。壓電、靜電、電磁式屬于高頻驅動，流量較大，應用較廣，但驅動電壓過高，通常在上百伏，難以與IC電路控制電壓相匹配。而熱氣動、熱流動、雙金屬效應和形狀記憶效應驅動驅動頻率較低，輸出的流量也較小。基于磁致伸縮材料的微型泵驅動頻率可達幾百上千赫磁，且磁致伸縮材料是通過線圈提供的磁場伸縮，屬于非接觸式驅動，不會像壓電陶瓷出現電擊穿等失效形式。因此利用磁致伸縮材料作為驅動器可以提高微型泵的壽命和工作性能。

發明內容
本發明的目的是針對現有微泵存在的缺陷，利用超磁致伸縮材料的特性，提出一種新型的微型泵，以期提高微泵的輸出流量和輸出壓力。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵，其結構特點在于包括下泵體、依次壓疊在下泵體上的基片和上泵體，所述基片上側鍍有正磁致伸縮效應的薄膜，下側鍍有逆磁致伸縮效應的薄膜；基片的底面與下泵體構成泵腔體和閥腔體，泵腔體與閥腔體通過通孔連通；所述泵腔體連接有進液管道，所述閥腔體連接有出液管道，所述進液管道與泵腔體連通處設有進液閥膜，所述進液閥膜通過一端粘接在泵腔體內壁上形成懸臂梁閥結構；所述閥腔體與泵腔體連通處設有出液閥膜，所述出液閥膜通過一端粘接在閥腔體內壁上形成懸臂梁閥結構；所述泵體外設有線圈架，線圈架上饒有驅動線圈。本發明結構特點還在于所述正磁致伸縮效應薄膜由TbDyFe合金制成,所述逆磁致伸縮效應薄膜由SmFe合金制成；所述正磁致伸縮效應薄膜8和逆磁致伸縮效應薄膜12均由為兩片，分別鍍在沿泵腔體軸向的基片左右兩側。所述基片由具有聞張力的材質娃薄片制成。所述進液閥膜和出液閥膜由具有彈性、韌性、耐腐蝕的橡膠、塑膠或硅薄膜制成。本發明與現有技術相比，具有的有益的效果是I、本發明相比于現有的微泵，驅動電流小，通常小于1A，便于實現電路安全控制。2、本發明驅動頻率高，可提供較大流量和較大壓力的輸出。3、本發明磁場驅動屬于非接觸式驅動，無沖擊，噪音低。


圖I為本發明的結構原理示意圖。圖2為本發明的立體結構分解示意圖。圖中1、下泵體，2、進液閥膜，3、進液管道，4、泵腔體，5、線圈架，6、基片，7、驅動線圈，8、正磁致伸縮效應薄膜，9、上泵體，10、出液閥膜，11、閥腔體，12、逆磁致伸縮效應薄膜，13、出液管道。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。如圖所示，微型泵包括下泵體I、依次壓疊在下泵體I上的基片6和上泵體9，基片6上側鍍有正磁致伸縮效應的薄膜8，下側鍍有逆磁致伸縮效應的薄膜12 ;基片6的底面與下泵體構成泵腔體4和閥腔體11，泵腔體4與閥腔體11通過通孔處于連通狀態；泵腔體連 接有進液管道3，閥腔體連接有出液管道13，進液管道3與泵腔體4連通處設有進液閥膜2，進液閥膜2通過一端粘接在泵腔體內壁上形成懸臂梁閥結構；閥腔體11與泵腔體4連通處設有出液閥膜10，出液閥膜10通過一端粘接在閥腔體內壁上形成懸臂梁閥結構；泵體外設有線圈架5，線圈架5上饒有驅動線圈7 ;驅動線圈7在電流的作用下產生磁場，為磁致伸縮薄膜驅動器提供磁場驅動。具體實施時，正磁致伸縮效應薄膜8由TbDyFe合金(市售)制成，具有逆磁致伸縮效應薄膜12由SmFe合金(市售)制成；正磁致伸縮效應薄膜8和逆磁致伸縮效應薄膜12均由為兩片，分別鍍在沿泵腔體軸向的基片左右兩側。基片6由具有高張力的材質硅薄片制成。進液閥膜和出液閥膜可由具有足夠彈性、韌性、耐腐蝕的橡膠、塑膠或硅薄膜制成。出液閥膜一端粘接于閥腔體內壁，構成的懸臂梁閥可阻止閥腔體中的液體介質流回泵腔體，實現液體的單向輸出。工作原理為在驅動線圈7通入一定頻率的交流電，線圈在交流電的作用下產生相應的交變磁場，當電流增大時，磁場隨著電流的增大而增大，具有正磁致伸縮效應的薄膜8在磁場作用下伸長，而具有逆磁致伸縮效應的薄膜12在磁場的作用下縮短，從而帶動基片6向下偏轉，壓縮泵腔體4，使泵腔體4的壓力增大，推動出液閥膜10 —端打開，產生一定間隙，液體流入閥腔體11，再經出液管道對系統提供微量流體。進液閥膜在自身材料的彈性作用力和液體壓力作用下緊貼進液管道，阻止液體從進液管道流出，實現微泵的排液過程。
當通入線圈中的電流從電流的峰值減小到零時，磁場隨著電流的減小而減小，正磁致伸縮薄膜8縮短，逆磁致伸縮薄膜12伸長，從而帶動基片6向上偏轉，泵腔體4的體積增大，壓力減小，液體在大氣壓的作用下推開進液閥膜2的一端進入泵腔體4，出液閥膜在自身材料彈性作用力下緊貼出液管道阻止液體流出，從而實現微泵的吸油過程。微泵流量的大小由輸入線圈的電流大小和頻率控制，適用于低壓、高頻驅動的弱磁場驅動場合。
權利要求
1.一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵，其特征是包括下泵體(I)、依次壓疊在下泵體(I)上的基片(6)和上泵體(9)，所述基片(6)上側鍍有正磁致伸縮效應的薄膜(8)，下側鍍有逆磁致伸縮效應的薄膜(12);基片(6)的底面與下泵體構成泵腔體(4)和閥腔體(11)，泵腔體(4)與閥腔體(11)通過通孔連通；所述泵腔體連接有進液管道(3)，所述閥腔體連接有出液管道(13 )，進液管道(3 )與泵腔體(4 )連通處設有進液閥膜(2 )，進液閥膜(2 )通過一端粘接在泵腔體內壁上形成懸臂梁閥結構；所述閥腔體(11)與泵腔體(4)連通處設有出液閥膜(10)，出液閥膜(10)通過一端粘接在閥腔體內壁上形成懸臂梁閥結構；所述泵體外設有線圈架(5)，線圈架(5)上饒有驅動線圈(7)。
2.根據權利要求I所述的一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵，其特征在于所述正磁致伸縮效應薄膜(8)由TbDyFe合金制成，所述逆磁致伸縮效應薄膜(12)由SmFe合金制成；所述正磁致伸縮效應薄膜(8)和逆磁致伸縮效應薄膜(12)均由為兩片，分別鍍在沿泵腔體軸向的基片左右兩側。
3.根據權利要求I所述的一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵，其特征在于所述基片(6)由具有聞張力的材質娃薄片制成。
4.根據權利要求I所述的一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵，其特征在于所述進液閥膜和出液閥膜由具有彈性、韌性、耐腐蝕的橡膠、塑膠或硅薄膜制成。
全文摘要
本發明公開了一種基于超磁致伸縮薄膜驅動器的微型泵，包括下泵體(1)、依次壓疊在下泵體(1)上的基片(6)和上泵體(9)，基片(6)上側鍍有正磁致伸縮效應的薄膜(8)，下側鍍有逆磁致伸縮效應的薄膜(12)；基片(6)的底面與下泵體構成泵腔體(4)和閥腔體(11)，泵腔體(4)與閥腔體(11)通過通孔連通；泵腔體連接有進液管道(3)，閥腔體連接有出液管道(13)，并分別設有懸臂梁閥結構的閥膜；泵體外設有線圈架(5)，線圈架(5)上饒有驅動線圈(7)，具有磁致伸縮效應的薄膜在磁場的作用下帶動基片(6)上下擺動，壓迫泵腔體(11)內的液體產生單一方向的循環流動。本發明微型泵具有輸出壓力大，驅動頻率高、可控性強等特點。
文檔編號F04B43/04GK102797667SQ20121031941
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月1日 優先權日2012年9月1日
發明者王傳禮, 周禾清, 鄧海順, 吳曉磊 申請人:安徽理工大學