一種用于控制流體通斷的微流控芯片閥門的制作方法

本實用新型屬于微流控技術領域，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：

微流控芯片在科研、臨床及工業生產等領域正在得到越來越廣泛的關注和應用，其工業化生產技術也得到了一定的發展。微閥是微流控芯片裝置的重要組成部分，主要用來實現流體流量大小的調節、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中，微閥都有著廣泛的應用，例如微型化學分析系統、生物檢測系統等都需要使用微閥。

目前，常見的微閥主要包括氣動閥、壓電閥、相變閥、扭矩閥等，但是這些閥或者加工技術復雜或者可靠性不高，使得儀器控制復雜或者操作繁瑣，不利于在實際產品中使用。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的通斷，以實現芯片的功能，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

針對上述問題，本實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，結構簡單，密封性好，可靠性高，能有效控制微流體在管道內的通斷以實現微流控芯片的功能。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：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生形變，以封閉或打開所述微孔，從而實現閥門的通斷。

無外力狀態時，所述彈性膜的中心向遠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，此時為閥門打開狀態；在有外力作用時，所述彈性膜能夠產生形變向所述微孔方向凹陷而將所述微孔密封，達到阻斷流體的作用，此時為閥門關閉狀態。

無外力狀態時，所述彈性膜的中心向內凹陷緊貼所述微孔，將所述微孔封閉，達到阻斷流體的作用，此時為閥門關閉狀態；在有外力作用時，所述彈性膜能夠產生形變，使所述彈性膜中心向遠離所述微孔的方向隆起形成與所述微孔相連通的閥腔，達到導通流體的作用，此時為閥門打開狀態。

所述底座的上端面開設有與所述微孔相連通的微腔，當閥門為打開狀態時，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；當閥門為關閉狀態時，所述彈性膜向所述微孔方向凹陷而將所述微孔密封，達到阻斷流體的作用。

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

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

所述底座上在所述環形限位槽的圍繞范圍內還開設有與所述微孔相連通的微腔。

所述臺階限位孔內還開設有與所述微孔相連通的微腔。

所述環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、多邊形或不規則圖形。

所述彈性膜為硅膠模、塑料膜或者PDMS膜。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實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生變形的彈性膜將微孔密封或打開，結構簡單，密封性好，可靠性高，能有效控制微流體在管道內的通斷以實現微流控芯片的功能。2、本實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，可以廣泛應用于微流控芯片中流體通斷的控制。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一閥門打開狀態的剖視結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例一閥門關閉狀態的剖視結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例一設置有微腔時閥門打開狀態的剖視結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例一設置有微腔時閥門關閉狀態的剖視結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例二閥門打開狀態的剖視結構示意圖；

圖6是本實用新型實施例二閥門關閉狀態的剖視結構示意圖；

圖7是本實用新型實施例二設置有微腔時閥門打開狀態的剖視結構示意圖；

圖8是本實用新型實施例二設置有微腔時閥門關閉狀態的剖視結構示意圖；

圖9是本實用新型實施例一設置有微腔且彈性膜與底座的上端面平行時閥門打開狀態的剖視結構示意圖；

圖10是本實用新型實施例二設置有微腔且彈性膜與底座的上端面平行時閥門打開狀態的剖視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

實施例一：

如圖1、圖2所示，本實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上端面設置有微孔11和圍繞微孔11的環形限位槽12；閥座2包括環形連接板21和設置于環形連接板21內側端部并垂直向內凸起的環形壓板22，環形連接板21與環形限位槽12相適配，閥座2通過將環形連接板21插入環形限位槽12中從而將閥座2固定安裝在底座1上；彈性膜3的外沿內嵌入閥座2的環形連接板21內并通過環形壓板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。無外力狀態時，由于四周環形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向遠離微孔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，能夠產生變形向微孔11方向凹陷而將微孔11密封，達到阻斷流體的作用，此時為閥門關閉狀態；當外力撤銷后，彈性膜3恢復原狀，微孔11打開，流體通過閥腔4順暢通過，此時為閥門打開狀態時。

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

實施例二：

如圖5、圖6所示，本實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上端面設置有微孔11和臺階限位孔14，微孔11設置在臺階限位孔14的中心；閥座2包括環形連接板21和設置于環形連接板21內側端部并垂直向內凸起的環形壓板22，環形連接板21的外部尺寸與臺階限位孔14的內部尺寸相適配，閥座2固定安裝在底座1的臺階限位孔14內；彈性膜3的外沿內嵌入閥座2的環形連接板21內并通過環形壓板22壓緊固定在臺階限位孔14的底部，彈性膜3完全覆蓋微孔11上方。無外力狀態時，由于四周環形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向遠離微孔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，能夠產生變形向微孔11方向凹陷而將微孔11密封，達到阻斷流體的作用，此時為閥門關閉狀態；當外力撤銷后，彈性膜3恢復原狀，微孔11打開，流體通過閥腔4順暢通過，此時為閥門打開狀態時。

如圖7、圖8所示，在本實施例中，臺階限位孔14內還開設有與微孔11相連通的微腔13，可增大閥腔4的空間。

實施例三：

本實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上端面設置有微孔11和圍繞微孔11的環形限位槽12；閥座2包括環形連接板21和設置于環形連接板21內側端部并垂直向內凸起的環形壓板22，環形連接板21與環形限位槽12相適配，閥座2通過將環形連接板21插入環形限位槽12中從而將閥座2固定安裝在底座1上；彈性膜3的外沿內嵌入閥座2的環形連接板21內并通過環形壓板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。無外力狀態時，由于四周環形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向內凹陷緊貼微孔11，將微孔11封閉。彈性膜3在外力作用下，能夠產生變形使彈性膜3中心向遠離微孔11的方向隆起形成與微孔11相連通的閥腔4，達到導通流體的作用，此時為閥門打開狀態；當外力撤銷后，彈性膜3恢復原狀，將微孔11封閉，達到阻斷流體的作用，此時為閥門關閉狀態。

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

實施例四：

本實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上端面設置有微孔11和臺階限位孔14，微孔11設置在臺階限位孔14的中心；閥座2包括環形連接板21和設置于環形連接板21內側端部并垂直向內凸起的環形壓板22，環形連接板21的外部尺寸與臺階限位孔14的內部尺寸相適配，閥座2固定安裝在底座1的臺階限位孔14內；彈性膜3的外沿內嵌入閥座2的環形連接板21內并通過環形壓板22壓緊固定在臺階限位孔14的底部，彈性膜3完全覆蓋微孔11上方。無外力狀態時，由于四周環形連接板21的擠壓，彈性膜3中心向內凹陷緊貼微孔11，將微孔11封閉。彈性膜3在外力作用下，能夠產生變形使彈性膜3中心向遠離微孔11的方向隆起形成與微孔11相連通的閥腔4，達到導通流體的作用，此時為閥門打開狀態；當外力撤銷后，彈性膜3恢復原狀，將微孔11封閉，達到阻斷流體的作用，此時為閥門關閉狀態。

在本實施例中，臺階限位孔14內還開設有與微孔11相連通的微腔13，可增大閥腔4的空間。

上述實施例中，如圖9、圖10所示，當閥門為打開狀態時，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中心向遠離微孔11的方向隆起，但要求此時底座1的上端面上開設有與微孔11相連通的微腔13，以形成閥腔4。

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

上述實施例中，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械外力、氣壓或其他外力作用下能發生變形，以實現微孔11密封或打開的材料制成。

上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構、設置位置及其連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。