CN101238296A - 微型阀包装组件 - Google Patents

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CN101238296A CNA2006800284628A CN200680028462A CN101238296A CN 101238296 A CN101238296 A CN 101238296A CN A2006800284628 A CNA2006800284628 A CN A2006800284628A CN 200680028462 A CN200680028462 A CN 200680028462A CN 101238296 A CN101238296 A CN 101238296A
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Abstract

一种有助于保护微型阀或微型阀组件不受到环境影响的微型阀组件。这种微型阀组件可机械组装，而不使用粘合剂和/或会脱气和/或减小其中所含静电致动装置的性能的其它材料。特别是，微型阀组件包括底座固定件(16)、构造成附接在底座固定件上的夹紧固定件(10)以及布置在底座固定件和夹紧固定件之间的静电致动微型阀(12)。夹紧固定件可机械固定在底座固定件上。

Description

微型阀包装组件
技术领域
本发明总体涉及一种微型阀，并且更特别是涉及微型阀包装组件。特别是，本发明涉及可以在没有粘合剂的情况下机械固定在一起的微型阀包装组件。
背景技术
例如微型阀的阀是公知的。某些微型阀是静电致动的。例如静电致动微型阀的静电致动装置会对于例如湿气、灰尘和气体的环境情况非常敏感。在某些情况下，用于组装静电致动微型阀的包装件可包括本身脱气并造成静电致动微型阀内静摩擦的粘合剂。
因此，需要一种微型阀组件，该微型阀组件保护微型阀和微型阀组件不受到外部环境情况的影响。同样还需要一种没有粘合剂和/或会脱气和/或减小其中所含的静电致动装置性能的其它材料。
发明内容
本发明提供一种保护微型阀或微型阀组件不受到环境影响的微型阀组件。此外，本发明提供一种机械组装而不使用粘合剂和/或会脱气和/或减小其中所含的静电致动装置性能的其它材料的微型阀组件。
因此，本发明的所述实施例涉及一种微型阀组件，微型阀组件包括底座固定件、夹紧固定件和布置在底座固定件和夹紧固定件之间的静电致动微型阀。夹紧固定件机械固定在底座固定件上而没有粘合剂。
在某些情况下，底座固定件包括与夹紧固定件的尺寸和形状互补的凹入夹紧固定件接收区域，使得夹紧固定件至少大致配合在凹入夹紧固定件接收区域内。凹入夹紧固定件可包括凹入微型阀接收区域，而夹紧固定件可包括构造成至少大致与底座固定件的凹入微型阀接收区域对准的升高微型阀接收区域。
夹紧固定件的升高微型阀接收区域包括垫片接收凹口。垫片可布置在垫片接收凹口内。在某些情况下，垫片可有助于将静电致动微型阀固定在微型阀组件内以及有助于提供密封。静电致动微型阀可包括带有阀开口的阀开口构件层以及包括可有选择覆盖阀开口以便提供阀动作的瓣片的阀瓣片构件。在某些情况下，底座固定件可包括与阀开口流体连通的入口。
在某些情况下，升高微型阀接收区域可至少部分限定流体接收容积。夹紧固定件可包括与流体接收容积流体连通的出口。
在某些情况下，夹紧固定件还包括一个或多个夹紧固定件紧固开口，并且底座固定件还可包括至少大致与一个或多个夹紧固定件紧固开口对准的一个或多个底座固定件紧固开口。紧固装置可定位在夹紧固定件紧固开口和底座固定件紧固开口内，以便将夹紧固定件固定在底座固定件上。在某些情况下，紧固装置将夹紧固定件固定在底座固定件上，而不使用可以脱气或与静电致动微型阀的操作干涉的粘合剂。
在某些情况下，底座固定件开口可包括螺纹凹口，并且紧固装置可以是穿过夹紧固定件紧固开口并且与螺纹凹口螺纹接合以便将夹紧固定件固定在底部固定件上的螺纹紧固件。在某些情况下，紧固装置可以是摩擦配合在底座固定件紧固开口和夹紧固定件紧固开口内的杆。
本发明的所述概述不打算描述本发明的每个被披露的实施例或每个应用。下面的附图说明、具体实施方式和实例将更加特别的说明这些实施例。
附图说明
结合附图，考虑本发明的多个实施例的以下详细描述，可以更加完整地理解本发明，附图中：
图1是按照本发明实施例的微型阀组件的分解透视图；
图2是图1所示的底座固定件的透视图；
图3是图1的底座固定件的局部虚线透视图，表示内部流体通道；
图4是图1的底座固定件的局部虚线透视图，表示组件通道；
图5是图1所示的夹紧固定件的透视图；
图6是图1所示的垫片的透视图；
图7是图1的夹紧固定件的局部虚线透视图，表示内部流体通道；
图8是图1的夹紧固定件的局部虚线透视图，表示用于电传导的内部通道；
图9是图1的夹紧固定件的局部虚线透视图，表示组件通道；
图10是图1所示的微型阀底层的透视图；以及
图11是图1所示的微型阀层组件的透视图；
虽然本发明可以修改成不同变型和可选择形式，其说明将通过附图中的实例表示，并且将详细描述。但是应该理解到本发明不将本发明局限于所描述的特定实施例。相反，本发明覆盖落入本发明精神和范围内的所有变型、等同物和改型。
具体实施方式
应该参考附图阅读下面的说明，不同附图中的类似元件以类似方式标号。不需要按照比例的附图描述了所选实施例，并且不打算限制本发明的范围。虽然对于多种元件表示了构造、尺寸和材料的实例，本领域普通技术人员件理解到所提供的许多实例具有可以被利用的适当改型。
本发明总体涉及一种例如用于静电致动微型阀的微型阀包装组件。特别是，图1是包括静电致动微型阀的阵列12的微型阀组件10的分解透视图。虽然在图1中总体表示，每个静电致动微型阀14可包括构造成提供有选择操作阀开口的多个层。在某些实施例中，如所示，总共六个静电致动微型阀可布置在阵列12中。在其它实施例中，根据任何特定应用的需要，可以使用较多或较少数量的静电致动微型阀。
静电操作微型阀的阵列12可包括静电操作微型阀的任何特殊类型的构造。静电致动微型阀14的实例在图10和11中表示，在随后更加详细表示。与特殊静电操作微型阀相关的构造、材料和其它信息在同日提交申请并一同审查的申请“具有由多功能丙烯酸酯形成的介电层的MEMS器件”(律师案卷号1100.1284101)。此一同审查的申请的整个披露结合于此作为参考。
静电操作微型阀14的阵列12定位在底座固定件16和夹紧固定件18之间。在所示实施例中，垫片22的阵列20用于静电操作微型阀14的阵列12和夹紧固定件18之间。如图1所示，垫片22的阵列20与夹紧固定件18和静电致动微型阀14的阵列12相互作用，以有助于固定静电致动微型阀14的阵列12。底座固定件16的设计和构造参考图2-4更加详细地描述。夹紧固定件18的设计和构造参考图5和7-9更加详细地描述。
图2-4是底座固定件16的再现，每个附图表示底座固定件16的内部和外部结构的特定方面。特别是，图2是底座固定件16的外部结构的透视图。根据所需应用，底座固定件16可采取任何适当的尺寸和几何形状，在某些实施例中，如所示，底座固定件16可采用矩形块的形状。
底座固定件16如所示包括与夹紧固定件18的尺寸和形状互补的凹入夹紧固定件接收区域24，使得夹紧固定件18可至少大致配合在凹入夹紧固定件接收区域24内。在某些情况下，凹入夹紧固定件接收区域24可构造成使得夹紧固定件18完全配合在凹入夹紧固定件接收区域24内。
在某些情况下，凹入夹紧固定件接收区域24本身可包括可以构造成至少部分接收静电致动微型阀14的阵列12的凹入静电致动微型阀接收区域26(图1)。
底座固定件16可由任何适当材料并且使用任何适当技术形成。在某些情况下，底座固定件16可通过从例如丙烯酸塑料的任何适当聚合材料的矩形块上研磨或磨削材料形成。在某些情况下，底座固定件16可模制在该构造上，如图2所示。
图3是底座固定件16的局部虚线的透视图，表示例如底座固定件16的内部流体通道。特别是，底座固定件16可被看到包括总共六个内部流体通道28。每个内部流体通道28从外部流体口30延伸到内部流体口32，在某些情况下，与静电致动微型阀14所具有的阀开口相对应(图1)。内部流体口32可定位成，使其接触凹入静电致动微型阀接收区域26的底表面32。每个外部流体口30可构造成使得管道或其它外部流体通道固定在外部流体口30上。
每个内部流体通道28可以设置尺寸以便容纳使用中所需的特定流体。这里使用的术语“流体”可以包括气体、液体或气体和液体的组合。内部流体通道28可使用任何适当的技术形成。在某些情况下，内部流体通道28可通过机械钻入底座固定件16来形成。
在所示实施例中，外部流体口30位于底座固定件16的任一侧上。如果希望容纳更多数量的静电致动微型阀14(图1)，可以通过将静电致动微型阀14配置成两维阵列，那么如果希望，将外部流体口30定位在底座固定件16的底表面上。对于内部流体通道28进行适当变化当然需要满足这种变化。
图4是底座固定件16的局部虚线透视图，表示例如底座固定件16的组件通道。特别是，底座固定件16包括多个底座固定件紧固开口34。在所示实施例中，总共七个底座固定件紧固开口34沿着底座固定件16的任一侧定位。底座固定件紧固开口34可定位在凹入夹紧固定件接收区域24内并在凹入静电致动微型阀接收区域26之外。在某些情况下，底座固定件紧固开口34的至少一部分可制成螺纹，以便牢固接收例如螺钉或螺栓(未示出)的螺纹紧固件。
图5和7-9是夹紧固定件18的再现，每个附图表示夹紧固定件18的内部和外部结构的特殊方面。特别是，图5是夹紧固定件18的外部结构的透视图。根据所需应用，夹紧固定件18可采用任何适当尺寸和几何形状。在某些情况下，如所示，夹紧固定件18可采取矩形块的形状。在某些情况下，夹紧固定件18可包括构造成至少部分接收静电致动微型阀14的阵列12的升高静电致动微型阀接收区域36(图1)。
夹紧固定件18可由任何适当材料并使用任何适当技术形成。在某些情况下，夹紧固定件18可通过从例如聚丙烯塑料的任何适当聚合材料的矩形块研磨或磨削材料形成。在某些情况下，夹紧固定件18可模制成图5所示的构造。
如图5所示，升高静电致动微型阀接收区域36可包括限定可以与静电致动微型阀14结合使用的流体容积的一个或多个空腔38(图1)。在所示实施例中，升高静电致动微型阀接收区域36包括配置成线性阵列的总共六个空腔38。根据所需应用，可以采用以任何适当方式配置的较多或较少数量的空腔38。
图5还表示多个垫片接收凹口40。在所示实施例中，升高静电致动微型阀接收区域36包括配置成线性阵列的总共六个垫片接收区域40。根据所需应用，可以采用以任何适当方式配置的较多或较少数量的垫片接收区域40。在特殊实施例中，每个垫片接收区域40围绕相应空腔38布置。
图6是垫片22之一的放大透视图。垫片22设置尺寸并构造成至少部分配合在垫片接收区域40内(图5)。可以看出在某些实施例中，垫片22可用来提供围绕空腔38的密封(图5)。在夹紧固定件18(图1)在底座固定件16(图1)的凹入夹紧固定件接收区域26内(图2)固定就位时，垫片22还有助于件静电致动微型阀14(图1)固定就位。在特殊实施例中，垫片22的阵列20(图1)可将静电致动微型阀14的阵列12(图1)固定就位，而不需要粘合剂或会脱气的其它类似化学品。
图7是夹紧固定件18的局部虚线的透视图，表示例如夹紧固定件18的内部流体通道。特别是，夹紧固定件18可被看到包括总共三个内部流体通道42和三个内部流体通道48。
每个内部流体通道42从外部流体口44延伸到与空腔38的流体连通的内部流体口46。每个内部流体通道48从外部流体口50延伸到与空腔38流体连通的内部流体口52。每个外部流体口50可构造成使得管道或其它流体通道固定在外部流体口50上。
每个内部流体通道42和48设置尺寸以便容纳使用中所需的特殊流体。内部流通通道42和48可使用任何适当技术形成。在某些情况下，内部流体通道42和48可通过机械钻入夹紧固定件18来形成。
在所示实施例中，外部流体口44位于夹紧固定件18的顶表面5上，而外部流体口50沿着夹紧固定件18的侧部56定位。参考顶表面54，应该注意到出于说明目的，夹紧固定件18从固定在底座固定件16的位置(见图1)颠倒定向。
如果希望容纳较多数量的静电致动微型阀14(图1)，最好通过将静电致动微型阀14配置成两维阵列，并接着将外部流体口50定位在夹紧固定件18的顶表面54上。当然需要对于内部流体通道进行适当变化以便适应这种变化。
图8是夹紧固定件18的局部虚线透视图，表示例如用于经由夹紧固定件18电传导的内部传导通道。特别是，夹紧固定件18包括各自从顶表面54延伸到升高静电致动微型阀接收区域36的底表面62的多个传导开口60。
虽然在某些情况下传导开口60的内表面本身可电传导，考虑到传导开口60构造成容纳电传导构件(未示出)。任何适当的传导材料可用于形成电传导构件。在某些情况下，使用已经掺杂或另外调整的橡胶来承载电流。
在某些情况下，一对传导开口60与每个空腔38对准配置，并且可用来将电信号传递到布置在升高静电致动微型阀接收区域36上的静电致动微型阀14(图1)。特别是，第一对传导开口60可与第一空腔38(图1)对准，并且第二对传导开口60可以与第二空腔38(以及第二静电致动微型阀14)对准，等等。传导开口60可具有任何尺寸并且可使用任何适当技术形成。在某些实施例中，传导开口60可通过钻入夹紧固定件18来形成。
图9是夹紧固定件18的局部虚线透视图，表示例如夹紧固定件18的组件通道。特别是，夹紧固定件18包括从夹紧固定件18的顶表面54延伸到底表面66的多个夹紧固定件紧固开口64。在所示实施例中，每个组件通道64包括靠近顶表面54并构造成接收例如螺钉或螺栓未示出)的螺纹紧固件的顶部的变宽部分68。
不同于只部分延伸通过底座固定件16的底座固定件紧固开口34(图4)，每个夹紧固定件紧固开口68延伸到与夹紧固定件18的底表面66连通的底端70。在夹紧固定件18定位在凹入夹紧固定件接收区域24(图2)时，每个夹紧固定件紧固开口68可与底座固定件紧固开口34垂直对准。因此，通过提供穿过每个夹紧固定件紧固开口并进入相应底座固定件紧固开口34的适当紧固件，夹紧固定件18可固定在底座固定件16以并且在凹入夹紧固定件接收区域24内。
在某些情况下，可以使用例如螺纹紧固件的紧固件。适当螺纹紧固件包括螺栓和螺钉。在其它情况下，可以采用摩擦固定的紧固件。在所示实施例中，总共七个夹紧固定件紧固开口68沿着夹紧固定件18的任一侧定位。
在图1中，静电致动微型阀14的阵列12被示意表示，以便表示阵列12如何配合在底座固定件16和夹紧固定件18之间，并且表示阵列12实际上如何在其中固定。所示的静电致动微型阀14具有两个独特的层或构件。图10和11分别表示示例性的阀开口层或构件以及阀瓣片层或构件。
图10表示阀开口构件74的阵列72。每个阀开口构件74包括阀开口76。在某些实施例中，阀开口76可与定位在底座固定件16(图3)内的内部流体口32流体连通。每个阀开口构件74还包括电开口80。
电开口80可用力提供与阀开口构件74内所具有的一个或多个电极(未示出)的电连通。电开口80可经由延伸穿过传导开口60(图8)的传导构件(未示出)电连通。
图11表示阀瓣片构件84的阵列82。每个阀瓣片构件84包括在某些情况下与空腔38(图5)的位置相对应的空穴86，并且空穴85覆盖空腔38。延伸到空穴86内的是阀瓣片88。在阀瓣片构件84的阵列82布置在阀开口构件74(图10)的阵列72之上时，每个阀瓣片88在相应的阀开口76(图10)之上延伸。
每个阀瓣片88包括在施加适当电压时造成每个阀瓣片88朝着或离开阀开口76(图10)运动的电极(未示出)。因此，每个阀瓣片构件84可包括第一电开口90和第二电开口92。在某些情况下，第一电开口90提供与阀瓣片88内所具有的电极电连通，而第二电开口92代表与电开口80(图10)形成电接触的开口。
在特殊实施例中，第一电开口90可提供与阀瓣片88内所具有的电极电连接的通路，并且可通过延伸穿过传导开口60(图8)的传导构件(未示出)供能。第二电开口92可以是延伸穿过传导开口60(图8)的传导构件(未示出)由其与电开口80(图10)电接触的开口。在某些实施例中，与阀开口构件74(图10)内所具有的电极和阀瓣片88(图11)内所具有的电极电连通或接触可以在阀开口构件74的阵列72和阀瓣片构件84的阵列82固定在底座固定件16(图1)和夹紧固定件18(图1)之间之后来形成。
垫片22(图1)可以布置在阀瓣片构件84的阵列82之上，或者作为选择，垫片22可插入垫片接收凹口40(图5)，并且夹紧固定件18(图1)可布置在底座固定件16的凹入夹紧固定件接收区域26(图2)内。使用延伸穿过每个夹紧固定件紧固开口68(图9)并进入每个相应底座固定件紧固开口34(图4)的紧固件，夹紧固定件18可固定在底座固定件16上。
一旦组件由此完成，与阀开口构件74(图10)内所具有的电极和阀瓣片88(图11)所具有的电极电连通或接触可通过将例如传导橡胶插塞的传导构件插入穿过每个传导开口60(图8)来形成。
在某些实施例中，第一传导橡胶插塞可插入穿过传导开口60(图8)，使其接触或进入电开口90(图11)，并因此提供与瓣片88内所具有的电极(未示出)的电连通。第二传导橡胶插塞可插入穿过相邻传导开口60，使其穿过电开口92(图11)，并且接触或进入电开口80(图10)，并因此提供与阀开口构件74(图10)内所具有的电极(未示出)的电连通。
不应该认为本发明局限于所述的特定实例，而是应该理解到如同所附权利要求那样覆盖本发明的所有方面。本领域普通技术人员在阅读当前说明书时容易理解本发明可以适用的多种改型、等同方法以及多种结构。

Claims (24)

1.一种微型阀组件，包括：
底座固定件；
夹紧固定件；以及
布置在底座固定件和夹紧固定件之间的静电致动微型阀；
其中夹紧固定件在没有粘合剂的情况下机械固定在底座固定件上。
2.如权利要求1所述的微型阀组件，其特征在于，还包括位于静电致动微型阀和夹紧固定件之间的垫片。
3.如权利要求1所述的微型阀组件，其特征在于，底座固定件包括与夹紧固定件的尺寸和形状互补的凹入夹紧固定件接收区域，使得夹紧固定件至少大致配合在凹入夹紧固定件接收区域内。
4.如权利要求3所述的微型阀组件，其特征在于，凹入夹紧固定件接收区域包括凹入微型阀接收区域。
5.如权利要求4所述的微型阀组件，其特征在于，夹紧固定件包括在夹紧固定件定位在底座固定件内时至少大致与凹入微型阀接收区域对准的升高微型阀接收区域。
6.如权利要求5所述的微型阀组件，其特征在于，升高微型阀接收区域包括垫片接收凹口。
7.如权利要求6所述的微型阀组件，其特征在于，还包括至少部分布置在垫片接收凹口内的垫片。
8.如权利要求1所述的微型阀组件，其特征在于，静电致动微型阀包括具有阀开口的阀开口构件以及包括覆盖阀开口的瓣片的阀瓣片构件。
9.如权利要求8所述的微型阀组件，其特征在于，底座固定件还包括与阀开口流体连通的入口。
10.如权利要求5所述的微型阀组件，其特征在于，升高微型阀接收区域限定流体接收容积。
11.如权利要求10所述的微型阀组件，其特征在于，夹紧固定件还包括与流体接收容积流体连通的出口。
12.如权利要求1所述的微型阀组件，其特征在于，夹紧固定件还包括夹紧固定件紧固开口。
13.如权利要求12所述的微型阀组件，其特征在于，底座固定件还包括至少大致与夹紧固定件紧固开口对准的底座固定件紧固开口。
14.如权利要求13所述的微型阀组件，其特征在于，还包括定位在固定件紧固开口和底座固定件紧固开口内的紧固装置，由此将夹紧固定件固定在底座固定件上。
15.如权利要求14所述的微型阀组件，其特征在于，紧固装置在没有粘合剂的情况下将夹紧固定件固定在底座固定件上。
16.如权利要求14所述的微型阀组件，其特征在于，底座固定件紧固开口包括螺纹凹口，并且紧固装置包括穿过夹紧固定件紧固开口布置并与螺纹凹口螺纹接合的螺纹紧固件。
17.如权利要求14所述的微型阀组件，其特征在于，紧固装置包括摩擦配合在底座固定件紧固开口和夹紧固定件紧固开口内的杆。
18.一种微型阀组件，包括：
底座固定件；
插入底座紧固件的夹紧固定件；
布置在底座固定件和夹紧固定件之间的静电致动微型阀；以及
布置在静电致动微型阀和夹紧固定件之间的垫片；
其中夹紧固定件机械固定在底座固定件上。
19.如权利要求18所述的微型阀组件，其特征在于，底座固定件还包括流体入口。
20.如权利要求18所述的微型阀组件，其特征在于，夹紧固定件还包括流体出口。
21.一种微型阀组件，包括：
底座固定件，包括凹入夹紧固定件接收区域和布置在凹入夹紧固定件接收区域内的凹入微型阀接收区域；
夹紧固定件，构造成至少大致配合在底座固定件的凹入夹紧固定件接收区域内，夹紧固定件包括至少大致与底座固定件的凹入微型阀接收区域对准的升高微型阀接收区域；以及
布置在底座固定件和夹紧固定件之间的静电致动微型阀阵列；
其中夹紧固定件在没有粘合剂的情况下机械固定在底座固定件上。
22.如权利要求21所述的微型阀组件，其特征在于，升高微型阀接收区域包括多个垫片接收凹口。
23.如权利要求22所述的微型阀组件，其特征在于，还包括至少部分布置在多个垫片接收凹口内的多个垫片。
24.如权利要求21所述的微型阀组件，其特征在于，还包括多个输入端和多个输出端，多个输入端的每个输入端和多个输出端的每个输出端与多个静电致动微型阀之一流体连通。
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