[發(fā)明專利]具有改進的流體選定路線的微型閥裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980138833.1
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN102171134A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設計）人: H·亨尼卡特
• 申請（專利權）人: 麥克羅斯塔克公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81B7/02;F16K31/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王初

技術領域

總體而言，本發(fā)明涉及用于微型機電系統(tǒng)(MEMS)的裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及由閥元件形成的微型閥形式的微型閥裝置，該閥元件限定空腔，閥元件能夠在微型閥體內運動，微型閥體限定非線性流動路徑，該非線性流動路徑與在閥元件中限定的空腔相連通。

背景技術

MEMS(MicroElectroMechanical?Systems)是一類系統(tǒng)，這些系統(tǒng)實際上很小，具有尺寸在微米(micron)范圍中的特征。這些系統(tǒng)具有電氣和機械兩種元件。術語“微型加工”通常理解成是指MEMS裝置的三維結構和運動部分的生產(chǎn)。MEMS原始使用改性集成電路(計算機芯片)構造工藝(如化學蝕刻)和材料(如硅半導體材料)來微型加工這些非常小的機械裝置。當今有適用的更多微型加工技術和材料。在本申請中所使用的術語“微型加工而成的裝置”是指具有尺寸在微米范圍中的特征的裝置，并因而按定義至少部分地由微型加工形成。更具體地說，在本申請中所使用的術語“微型閥”是指具有尺寸在微米范圍中的特征的閥，并因而按定義至少部分地由微型加工形成。在本申請中所使用的術語“微型閥裝置”是指微型加工而成的裝置，該微型加工而成的裝置包括微型閥，并且可以包括其它元件。應該注意，如果除微型閥之外的元件包括在微型閥裝置中，則這些其它元件可以是微型加工而成的元件或標準尺寸(較大)的元件。類似地，微型加工而成的裝置可以既包括微型加工而成的元件又包括標準尺寸(較大)的元件。

已經(jīng)提出用來控制在流體回路內的流體流動的各種微型閥裝置。典型的微型閥裝置包括可移動部件或閥元件，該可移動部件或閥元件為了在關閉位置與完全敞開位置之間運動由本體可運動地支撐。當放置在關閉位置中時，閥元件基本上堵塞或關閉第一流體端口-該第一流體端口否則與第二流體端口相流體連通，由此防止在各流體端口之間流動。當閥元件從關閉位置移動到完全敞開位置時，逐漸允許流體在各流體端口之間流動。

美國專利No.6,505,811(其公開內容通過參考包括在這里)描述了一種微型閥裝置，該微型閥裝置包括兩個微型閥，一個微型閥起到先導閥(pilot?valve)的作用，并且第二微型閥起先導-操作閥(pilot-operated?valve)的作用。這些微型閥的每一個由材料的多個層制成，這些層被微型加工并且粘結在一起，以形成微型閥體、和在其中包含的各種微型閥元件。

在起先導閥作用的微型閥中，閥元件是樞轉元件，并且包括梁，該梁在一個端部處由本體彈性地支撐。在操作中，執(zhí)行器強迫梁繞該梁的支撐端部彎曲，從未致動位置向致動位置運動。梁由材料的中間層形成，并且在腔室內樞轉，該腔室由中間層和由與中間層緊相鄰的層限定。當執(zhí)行器斷電時，彎曲力使梁向未致動位置返回。以這種方式，通過在本體中的端口的流體流動路徑，可通過梁在堵塞端口的位置與不堵塞端口的位置之間的運動而被選擇性地堵塞。

在起到先導操作微型閥作用的微型閥中，閥元件是滑動元件，并且包括滑塊元件，該滑塊元件由材料的中間層形成。滑塊元件被導向成能夠在腔室內往復運動，該腔室由中間層和由與中間層緊相鄰的層限定。在操作中，按來自先導微型閥的加壓流體的形式的控制壓力作用在滑塊元件的第一縱向端面上，以推動滑塊元件從未致動位置向致動位置滑動。以這種方式，通過在本體中的端口的流體流動路徑，可通過滑塊元件在堵塞端口的位置與不堵塞端口的位置之間的運動而被選擇性地堵塞。在美國專利No.6,505,811中，滑塊元件由彈簧連接到中間層的固定部分上，該彈簧在由先導微型閥施加的流體壓力減小時，使滑塊元件返回到未致動位置。另外，流體壓力可施加到滑塊元件第二縱向端面(與第一縱向端面相對)上，以起到反饋壓力的作用，該反饋壓力與控制壓力相反地起作用。

各種開口(通氣口、孔道、或孔徑)可以穿過樞轉閥元件的閥元件、或穿過滑閥元件垂直地(就是說，與運動平面相垂直，閥元件被約束到在該運動平面內運動)形成，該樞轉閥元件總體而言類似于以上描述的先導微型閥的梁，該滑閥元件總體而言類似于以上描述的先導操作微型閥的滑塊元件。這樣的開口的一種作用幫助防止或減小在閥元件的垂直相對表面之間的壓力不平衡，從而閥元件不被推動成“平面外”運動從而抵靠與中間層(閥元件由該中間層構造)相鄰的材料層摩擦。