[发明专利]一种气压驱动精密微泵

说明书

本发明涉及一种气压驱动精密微泵，包括气压模块，包括气囊；单向阀组，包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀的入口通向外界大气，出口通向气囊，第二单向阀的入口通向气囊，出口通向蓄液模块；蓄液模块，包括空腔和蓄液池，空腔与蓄液池之间通过第一弹性膜片间隔，空腔为封闭腔体，蓄液池通过第二单向阀与气囊连接；调流模块，包括第一流道和第二流道，第一流道和第二流道均连通蓄液池，第一流道出口封闭，第二流道出口通向调流模块外，第一流道和第二流道通过第二弹性膜片间隔。该微泵具有启动压力低、流体输运稳定、体积小巧易集成等优势，满足微流体的稳定驱动与控制需求。

技术领域

本发明涉及微流控芯片领域，具体涉及一种气压驱动精密微泵。

背景技术

样品液的连续、稳定、精确进样是微流控系统中必不可少的关键环节，且微流体输运的精度与稳定性直接影响微流控芯片的功能表现。目前，商业仪器(如精密注射泵、精密气泵等)仍然是微流控实验与应用中使用频率最高的微流体控制手段。利用精密传感装置与机械、电子控制，这类仪器可以实现非常精确的微流体驱动与控制。然而，考虑到昂贵的价格与笨重的体积，该类仪器并不适用于集成低成本、便携式的微流控系统。

为实现低成本、精确微流体控制，科研工作者们提出了各类微流体操控技术，主要有压缩空气驱动、电渗流驱动、毛细作用力驱动、水动力驱动、离心力驱动等。虽然上述技术在特定的应用环境下可以实现较好的微流体控制功能，然而有些技术需要依赖复杂的外部控制设备，在流体操控的便捷性方面仍然不够完善，且这些技术在流体操控的精度方面较差，不能满足某些高精度流体需求的应用场合。

除上述微流体操控技术外，微泵和微阀技术也是微流控领域中较为常见的微流体操控手段。作为流体操控的功能器件，前者常用于微流体的驱动应用，作为流体运动的动力单元而存在；后者则主要用于微流体的控制应用，作为流体控制的执行单元而存在。由微泵和微阀的设计功能可以看出，微泵主要作为流体驱动的动力源，不能实现精确流体控制；而微阀则用于流体的运动控制，不具备流体驱动的能力。对于微泵和微阀的研究，目前主要聚焦于单独研究这两种器件的功能设计与拓展应用，而将这两种器件进行有机整合，实现同时具有流体驱动与精确控制的微泵系统则鲜有报道。因此，有必要对上述微泵系统进行深入研究，集成微泵的动力源功能与微阀的精密流体控制功能，构建低成本、微型化的微流体精确驱动与控制微泵系统，为微流控芯片实验室、即时检测仪器等应用提供技术支撑。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种气压驱动精密微泵。该微泵具有启动压力低、流体输运稳定、体积小巧易集成等优势，满足微流体的稳定驱动与控制需求。

本发明为了实现上述目的，所述采取的技术方案为：一种气压驱动精密微泵，包括气压模块，包括气囊；

单向阀组，包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的入口通向外界大气，出口通向所述气囊，所述第二单向阀的入口通向气囊，出口通向蓄液模块；

蓄液模块，包括空腔和蓄液池，所述空腔与蓄液池之间通过第一弹性膜片间隔，所述空腔为封闭腔体，所述蓄液池通过第二单向阀与所述气囊连接；

调流模块，包括第一流道和第二流道，所述第一流道和第二流道均连通所述蓄液池，所述第一流道出口封闭，所述第二流道出口通向调流模块外，所述第一流道和所述第二流道通过第二弹性膜片间隔。

进一步的，所述气囊由底板和曲面壁围成，所述曲面壁为弹性材料，所述底板上设有外孔、第一内孔和第二内孔，所述外孔连通所述第一单向阀的入口，所述第一内孔连接所述第一单向阀的出口，所述第二内孔连接所述第二单向阀的入口。

进一步的，所述第一单向阀和所述第二单向阀均包括气流通道、第三弹性膜片和凸台，所述凸台设置在所述气流通道的内壁，所述弹性膜片横跨于所述气流通道内，所述弹性膜片一侧固定连接所述气流通道内壁，一侧贴合在所述凸台上。