本發(fā)明屬于自動化裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及自動點(diǎn)膠設(shè)備，尤其是一種可更換的微流控點(diǎn)膠閥芯。

背景技術(shù)：

噴射式點(diǎn)膠閥為代表的非接觸式點(diǎn)膠技術(shù)消除了點(diǎn)膠裝置在Z軸方向上的位移所用時間，因此大大提高了點(diǎn)膠效率，傳統(tǒng)的噴射式點(diǎn)膠閥采用撞針配合進(jìn)氣裝置的方式實(shí)現(xiàn)膠粘劑的噴射。在公開的中國專利文獻(xiàn)中可見噴射式膠閥裝置的技術(shù)信息如公開號為CN201008812Y公開的一種噴射式點(diǎn)膠閥。然而由于噴頭的直徑很小，很難實(shí)現(xiàn)高粘度微小膠滴的點(diǎn)膠操作；此外撞針與噴頭的撞擊會產(chǎn)生噪音，并且會造成撞針頭部與噴頭的接觸部分的變形與消耗，影響點(diǎn)膠的一致性，由于撞針與噴頭屬于高硬度高強(qiáng)度零件，在精密點(diǎn)膠時噴頭的噴孔尺寸十分微小，造價高昂，加工困難，且容易堵塞，難以清理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種價格低廉，容易更換，且能夠?qū)崿F(xiàn)高黏度膠粘劑微量膠滴點(diǎn)膠分液的點(diǎn)膠閥芯。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種可更換的微流控點(diǎn)膠閥芯，所述閥芯為“十”字圓柱結(jié)構(gòu)，豎直方向?yàn)橹鏖y芯，水平方向?yàn)檩o助閥芯。主閥芯中心為貫穿的膠路，用于注射膠體；輔助閥芯中心為貫穿的氣路，用于噴射氣體；膠路與氣路交叉連通，氣路中噴射的氣體可以將膠路中流動的膠液切斷。

主閥芯膠路的頂端為注射器連接口，用于閥芯與膠液注射器接口連接；膠路以氣路為界分為兩段，上段膠路和下段膠路。上段膠路為漏斗孔，收口于氣路；下段膠路為圓柱通孔，孔徑大小與漏斗孔的下端孔徑相同。根據(jù)所使用膠液黏度以及膠滴顆粒度的不同，上段膠路漏斗孔的錐度設(shè)計為系列值，同時下段膠路通孔直徑也為系列值。

輔助閥芯氣路根據(jù)氣體通過的先后順序依次為進(jìn)氣連接口、進(jìn)氣段、出氣段和出氣連接口，進(jìn)氣段與出氣段以膠路為界。進(jìn)氣連接口用于安裝進(jìn)氣口接頭，出氣連接口用于安裝出氣口接頭。進(jìn)氣段和出氣段均具有兩種結(jié)構(gòu)，等徑通孔和變徑通孔，變徑通孔均收口于膠路。氣路分別具有如下結(jié)構(gòu)形式：A型：進(jìn)氣連接口、等徑進(jìn)氣段、等徑出氣段和出氣連接口；B型：進(jìn)氣連接口、變徑進(jìn)氣段、變徑出氣段和出氣連接口；C型：進(jìn)氣連接口、變徑進(jìn)氣段、等徑出氣段。

選擇C型氣路的閥芯時，右閥體的安裝平面中心安裝有氣路電磁閥，等徑出氣段開口與氣路電磁閥連通，氣路電磁閥的通斷可以實(shí)現(xiàn)等徑出氣段與外部的接通和斷開。

根據(jù)膠路所選擇膠液的黏度和點(diǎn)膠的速度，從A、B、C型氣路閥芯中選擇。

膠路的選用：

當(dāng)膠液黏度大于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:5；

當(dāng)膠液黏度大于3000cps且小于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:10；

當(dāng)膠液黏度小于3000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:18。

氣路的選用：

點(diǎn)膠速度大于350mm/s時，氣路選用C型；

點(diǎn)膠速度大于100mm/s且小于350mm/s時，氣路選用B型；

點(diǎn)膠速度小于100mm/s時，氣路選用A型。

根據(jù)上述膠路和氣路的選用情況，閥芯共具有9種結(jié)構(gòu)。

上述可更換的微流控點(diǎn)膠閥芯可安裝于特制的點(diǎn)膠閥中，所述點(diǎn)膠閥由閥體、氣路接頭組成。其中閥體為左右結(jié)構(gòu)，分為左閥體和右閥體；氣路接頭具有兩種類型，進(jìn)氣口接頭和出氣口接頭。

左閥體主體為半圓柱體，上端面為定位平面，下端為半圓錐，半圓柱體中心為貫穿左閥體軸心的圓柱通槽；左閥體的圓柱面設(shè)計正方形安裝平面，安裝平面與半圓柱體豎直平面平行；安裝平面四個邊角位置處，具有螺紋連接孔用于緊固件連接右閥體；安裝平面中心具有貫穿左閥體徑向通孔。

右閥體結(jié)構(gòu)與左閥體結(jié)構(gòu)相同。

使用方法：

(1)根據(jù)膠液黏度和點(diǎn)膠速度，從9種結(jié)構(gòu)閥芯中選擇合適性能參數(shù)閥芯；

(2)輔助閥芯伸入左閥體和右閥體的徑向通孔，同時主閥芯位于左閥體和右閥體拼接后的中心圓柱通槽內(nèi)；

(3)使用緊固螺栓，通過安裝平面的螺紋連接孔實(shí)現(xiàn)左閥體和右閥體的固定連接，并將閥芯固定在閥體中心內(nèi)；

(4)若選用A型或者B型氣路閥芯，輔助閥芯進(jìn)氣連接口安裝進(jìn)氣口接頭，出氣連接口安裝出氣口接頭；

若選用C型氣路閥芯，輔助閥芯進(jìn)氣連接口安裝進(jìn)氣口接頭，出氣段端口安裝氣路電磁閥；

(5)注射器連接口與膠液注射器接口(圖中未示出)連接，進(jìn)氣口接頭與進(jìn)氣管(圖中未示出)連接，出氣口接頭與出氣管(圖中未示出)連接，氣路電磁閥與電磁閥控制器(圖中未示出)連接，進(jìn)氣管、出氣管分別與氣體供應(yīng)控制裝置(圖中未示出)連接；

(6)膠液注射器控制進(jìn)入膠路中的膠液量和膠液流動速度，氣體供應(yīng)控制裝置控制氣路進(jìn)氣和排氣的時間、頻率、氣壓，進(jìn)氣段中的瞬時高壓氣體穿過膠路從出氣段排除從而切斷膠路，實(shí)現(xiàn)膠滴點(diǎn)膠。

使用過程中氣路控制方案：

A型或者B型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進(jìn)氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進(jìn)氣段充氣形成高壓環(huán)境，出氣段抽氣形成負(fù)壓環(huán)境，且嚴(yán)格控制充氣和抽氣的時間和壓力，實(shí)現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進(jìn)氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體。

C型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進(jìn)氣段通入保壓氣壓氣體，出氣段出口處的氣路電磁閥關(guān)閉，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進(jìn)氣段充氣形成高壓環(huán)境，氣路電磁閥打開，控制充氣的時間和壓力，并確保充氣和氣路電磁閥打開同時進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進(jìn)氣段通入保壓氣壓氣體，同時將氣路電磁閥關(guān)閉。

本發(fā)明的效果和益處是：

(1)該基于微流控芯片的點(diǎn)膠閥，可以根據(jù)實(shí)際需求更換不同尺寸溝道的微流控芯片，所述微流控芯片可采用PMMA材料，通過超聲波壓印形成所需溝道尺寸，價格低廉，操作方便；

(2)所述基于微流控芯片的點(diǎn)膠閥利用氣泵將膠粘劑噴射，避免了點(diǎn)膠閥的Z軸移動，提高了點(diǎn)膠效率；

(3)通過利用微流控芯片中的橫向溝道配合斷膠氣壓的配合，可是實(shí)現(xiàn)微小膠滴的點(diǎn)膠操作；

(4)所述基于微流控芯片的點(diǎn)膠閥具有熱輔助功能，可對膠粘劑進(jìn)行加熱，從而降低膠粘劑粘度，配合通過超聲波壓印形成的微尺寸溝道能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上的更高粘度膠粘劑的點(diǎn)膠；

(5)，所述微流控芯片通過超聲波壓印形成的溝道內(nèi)具有微尺寸的鋸齒螺旋狀的導(dǎo)膠鰭，可以實(shí)現(xiàn)膠體順利地導(dǎo)入到膠路中。

附圖說明

圖1點(diǎn)膠閥結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2左閥體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3點(diǎn)膠閥截面圖。

圖4 A型氣路閥芯截面圖。

圖5 B型氣路閥芯截面圖。

圖6 C型氣路閥芯截面圖。

圖7 C型氣路閥芯安裝截面圖。

圖中：1左閥體；2右閥體；3閥芯；4進(jìn)氣口接頭；5出氣口接頭；11安裝平面；12定位平面；13圓柱通槽；14徑向通孔；30閥芯體；31注射器連接口；32上段膠路；33下段膠路；34進(jìn)氣連接口；35等徑進(jìn)氣段；36等徑出氣段；37出氣連接口；351變徑進(jìn)氣段；361變徑出氣段；51氣路電磁閥。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

一種可更換的微流控點(diǎn)膠閥芯，所述閥芯3為“十”字圓柱結(jié)構(gòu)，豎直方向?yàn)橹鏖y芯，水平方向?yàn)檩o助閥芯。主閥芯中心為貫穿的膠路，用于注射膠體；輔助閥芯中心為貫穿的氣路，用于噴射氣體；膠路與氣路交叉連通，氣路中噴射的氣體可以將膠路中流動的膠液切斷。

主閥芯膠路的頂端為注射器連接口，用于閥芯3與膠液注射器接口連接；膠路以氣路為界分為兩段，上段膠路32和下段膠路33。上段膠路32為漏斗孔，收口于氣路；下段膠路33為圓柱通孔，孔徑大小與漏斗孔的下端孔徑相同。根據(jù)所使用膠液黏度以及膠滴顆粒度的不同，上段膠路漏斗孔的錐度設(shè)計為系列值，同時下段膠路通孔直徑也為系列值。

輔助閥芯氣路根據(jù)氣體通過的先后順序依次為進(jìn)氣連接口34、進(jìn)氣段、出氣段和出氣連接口37，進(jìn)氣段與出氣段以膠路為界。進(jìn)氣連接口34用于安裝進(jìn)氣口接頭3，出氣連接口37用于安裝出氣口接頭5。進(jìn)氣段和出氣段均具有兩種結(jié)構(gòu)，等徑通孔和變徑通孔，變徑通孔均收口于膠路。氣路分別具有如下結(jié)構(gòu)形式：A型：進(jìn)氣連接口34、等徑進(jìn)氣段35、等徑出氣段36和出氣連接口37；B型：進(jìn)氣連接口34、變徑進(jìn)氣段351、變徑出氣段361和出氣連接口37；C型：進(jìn)氣連接口34、變徑進(jìn)氣段351、等徑出氣段36。

選擇C型氣路的閥芯時，右閥體的安裝平面中心安裝有氣路電磁閥51，等徑出氣段開口36與氣路電磁閥51連通，氣路電磁閥51的通斷可以實(shí)現(xiàn)等徑出氣段與外部的接通和斷開。

根據(jù)膠路所選擇膠液的黏度和點(diǎn)膠的速度，從A、B、C型氣路閥芯中選擇。

膠路的選用：

當(dāng)膠液黏度大于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:5；

當(dāng)膠液黏度大于3000cps且小于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:10；

當(dāng)膠液黏度小于3000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:18。

氣路的選用：

點(diǎn)膠速度大于350mm/s時，氣路選用C型；

點(diǎn)膠速度大于100mm/s且小于350mm/s時，氣路選用B型；

點(diǎn)膠速度小于100mm/s時，氣路選用A型。

根據(jù)上述膠路和氣路的選用情況，閥芯共具有9種結(jié)構(gòu)。

上述可更換的微流控點(diǎn)膠閥芯可安裝于特制的點(diǎn)膠閥中，所述點(diǎn)膠閥由閥體、氣路接頭組成。其中閥體為左右結(jié)構(gòu)，分為左閥體1和右閥體2；氣路接頭具有兩種類型，進(jìn)氣口接頭4和出氣口接頭5。

左閥體1主體為半圓柱體，上端面為定位平面，下端為半圓錐，半圓柱體中心為貫穿左閥體軸心的圓柱通槽13；左閥體1的圓柱面設(shè)計正方形安裝平面，安裝平面與半圓柱體豎直平面平行；安裝平面四個邊角位置處，具有螺紋連接孔用于緊固件連接右閥體；安裝平面中心具有貫穿左閥體徑向通孔14。

右閥體2結(jié)構(gòu)與左閥體1結(jié)構(gòu)相同。

使用方法：

(1)根據(jù)膠液黏度和點(diǎn)膠速度，從9種結(jié)構(gòu)閥芯3中選擇合適性能參數(shù)閥芯3；

(2)輔助閥芯伸入左閥體1和右閥體2的徑向通孔14，同時主閥芯位于左閥體1和右閥體2拼接后的中心圓柱通槽13內(nèi)；

(3)使用緊固螺栓，通過安裝平面的螺紋連接孔實(shí)現(xiàn)左閥體1和右閥體2的固定連接，并將閥芯3固定在閥體中心內(nèi)；

(4)若選用A型或者B型氣路閥芯3，輔助閥芯進(jìn)氣連接口34安裝進(jìn)氣口接頭4，出氣連接口37安裝出氣口接頭5；

若選用C型氣路閥芯，輔助閥芯進(jìn)氣連接口34安裝進(jìn)氣口接頭4，出氣段端口37安裝氣路電磁閥51；

(5)注射器連接口與膠液注射器接口(圖中未示出)連接，進(jìn)氣口接頭4與進(jìn)氣管(圖中未示出)連接，出氣口接頭5與出氣管(圖中未示出)連接，氣路電磁閥51與電磁閥控制器(圖中未示出)連接，進(jìn)氣管、出氣管分別與氣體供應(yīng)控制裝置(圖中未示出)連接；

(6)膠液注射器控制進(jìn)入膠路中的膠液量和膠液流動速度，氣體供應(yīng)控制裝置控制氣路進(jìn)氣和排氣的時間、頻率、氣壓，進(jìn)氣段中的瞬時高壓氣體穿過膠路從出氣段排除從而切斷膠路，實(shí)現(xiàn)膠滴點(diǎn)膠。

使用過程中氣路控制方案：

A型或者B型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進(jìn)氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進(jìn)氣段充氣形成高壓環(huán)境，出氣段抽氣形成負(fù)壓環(huán)境，且嚴(yán)格控制充氣和抽氣的時間和壓力，實(shí)現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進(jìn)氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體。

C型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進(jìn)氣段通入保壓氣壓氣體，出氣段出口處的氣路電磁閥關(guān)閉，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進(jìn)氣段充氣形成高壓環(huán)境，氣路電磁閥打開，控制充氣的時間和壓力，并確保充氣和氣路電磁閥打開同時進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進(jìn)氣段通入保壓氣壓氣體，同時將氣路電磁閥關(guān)閉。

該基于微流控芯片的點(diǎn)膠閥，可以根據(jù)實(shí)際需求更換不同尺寸溝道的微流控芯片，所述微流控芯片可采用PMMA材料，通過超聲波壓印形成所需溝道尺寸，微流控芯片通過超聲波壓印形成的溝道內(nèi)具有微尺寸的鋸齒螺旋狀的導(dǎo)膠鰭，可以實(shí)現(xiàn)膠體順利地導(dǎo)入到膠路中。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)，不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。