具有多个双腔体致动结构的流体输送装置的制作方法

专利名称：具有多个双腔体致动结构的流体输送装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种流体输送装置，尤指一种具有多个双腔体致动结构的流体输 送装置。
背景技术：
目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化 及微小化方向发展，其中微泵、喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的流 体输送结构为其关键技术，是以，如何借助创新结构突破其技术瓶颈，为发展的重 要内容。
请参阅图1,其是已知微泵结构的结构示意图，己知微泵结构10是由阀体座 11、阀体盖体12、阀体薄膜13、微致动器14及盖体15所组成，其中，阀体薄膜 13包含入口阀门结构131及出口阀门结构132，阀体座11包含入口通道111及出 口通道112、阀体盖体12与微致动器14间形成一压力腔室123，阀体薄膜13设置 在阀体座11与阀体盖体12之间。
当一电压作用在微致动器14的上下两极时，会产生一电场，使得微致动器14 在此电场的作用下产生弯曲，当微致动器14朝箭号x所指的方向向上弯曲变形， 将使得压力腔室123的体积增加，因而产生一吸力，使阀体薄膜13的入口阀门结 构131开启，使液体可自阀体座11上的入口通道1H被吸取进来，并流经阀体薄 膜13的入口阀门结构131及阀体盖体12上的入口阀片通道121而流入压力腔室 123内，反之当微致动器14因电场方向改变而朝箭号x的反方向向下弯曲变形时， 则会压縮压力腔室123的体积，使得压力腔室123对内部的流体产生一推力，并使 阀体薄膜13的入口阀门结构131、出口阀门结构132承受一向下推力，而出口阀 门结构132将开启，并使液体由压力腔室123经由阀体盖体12上的出口阀门通道 122、阀体薄膜13的出口阀门结构132，而从阀体座11的出口通道112流出微泵 结构10外，因而完成流体的传输过程。
虽然己知微泵结构10能够达到输送流体的功能，但是其是使用单一致动器配合单一压力腔室、单一流通管道、单一进出口以及单一对的阀门结构设计，若要使 用微泵结构10来提升流量，必须利用衔接机构将多个微泵结构1进行连接并堆迭 设置，然而此种连接方式除了需额外耗费衔接机构的成本外，多个微泵结构io所 组合起来的体积将过大，使得最终产品的体积增加而无法符合微小化的趋势。
因此，如何发展一种可克服上述现有技术缺失并达到增加流量且縮小体积的具 有多个双腔体致动结构的流体输送装置，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，以 解决以己知微泵结构来提升流量时，必须利用衔接机构将多个微泵结构进行连接并 堆迭设置，将额外耗费衔接机构的成本，且多个微泵结构所组合起来的体积过大， 无法符合产品微小化的趋势等缺点。
为达上述目的，本发明的一较广义实施样态为提供一种具有多个双腔体致动结 构的流体输送装置，用以传送一流体，其包含汇流装置，其具有两侧面，其相 互对应；多个第一流道及多个第二流道，其贯穿该两侧面；入口通道，其设置于两 侧面之间，并与多个第一流道相连通；出口通道，其设置于两侧面之间，并与多个 第二流道相连通；多个双腔体致动结构，彼此之间是并排设置于汇流装置上；其中， 每一双腔体致动结构具有第一腔体及第二腔体，其对称设置于汇流装置的两侧面 上，第一腔体及第二腔体各自包括阀体盖体，其设置于汇流装置上；阀体薄膜， 其设置于汇流装置与阀体盖体之间；以及致动装置，其周边设置于该阀体盖体上。


图1是已知微泵结构的结构示意图。
图2是本发明较佳实施例的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置的分解 结构示意图。
图3A是图2的组装完成后的结构示意图。
图3B是本发明图3A的流体输送装置的汇流装置的A-A或是a-a剖面图。 图3C是本发明图3A的流体输送装置的汇流装置的C-C剖面图。 图3D是本发明图3A的流体输送装置的汇流装置的B-B剖面图。 图4A是本发明图3A的流体输送装置的第一双腔体致动结构的第一腔体的阀体 盖体的A-A剖面图。图4B是本发明图3A所示的第一、第二双腔体致动结构的第一腔体的阀体盖体 的C-C剖面图。
图4C是本发明图3A所示的第一、第二双腔体致动结构的第一腔体的阀体盖体 的B-B剖面图。
图5是图2所示的第一双腔体致动结构的第一腔体的阀体薄膜的结构示意图。
图6A是图3A的流体输送装置的A-A剖面于未作动状态的示意图。
图6B是图6A的压力腔室膨胀状态示意图。
图6C是图6A的压力腔室压縮状态示意图。
图7A是图3A的流体输送装置的B-B剖面图。
图7B是图7A的压力腔室膨胀状态示意图。
图7C是图7A的压力腔室压縮状态示意图。
图8A是图3A的流体输送装置的C-C剖面图。
图8B是图8A的压力腔室膨胀状态示意图。
图8C是图8A的压力腔室压縮状态示意图。
具体实施例方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解 的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其 中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明主要是借助由汇流装置及利用对称堆迭的方式，将多个双腔体致动结构 与汇流装置组成本发明的流体输送装置，能够提升流量及扬程，且流体输送装置的 体积不会过大，非常适合用于流量及扬程需求相对较高的应用场合。
请参阅图2，其是本发明较佳实施例的具有多个双腔体致动结构的流体输送装 置的分解结构示意图，如图所示，本实施例的流体输送装置2是由汇流装置21以 及多个双腔体致动结构所构成，于本发明实施例中，将以流体输送装置2包含2 个双腔体致动结构的实施态样提出说明，即第一双腔体致动结构22及第二双腔体 致动结构23，且第一双腔体致动结构22与第二双腔体致动结构23的结构是相同， 但是本发明的流体输送装置2可包含的双腔体致动结构并局限于2个，可依实际需 求增加设置。
本发明的流体输送装置2所包含的每一双腔体致动结构于汇流装置21的上下 侧面各包含一腔室，且每一双腔体致动结构彼此之间是并排设置于汇流装置21上，请再参阅图2并配合图3A，其中图3A是图2的组装完成后的结构示意图，本发明 的第一双腔体致动结构22于汇流装置21的第一侧面211上具有第一腔体22a，而 第二侧面212上具有第二腔体22b，第一腔体22a具有阀体盖体221a、阀体薄膜 222a、致动装置223a及盖体224a，而第二腔体22b同样具有阀体盖体221b、阀体 薄膜222b、致动装置223b及盖体224b等结构，且第一腔体22a、第二腔体22b 是以汇流装置21为中心镜像对称设置。
另外，本发明的第二双腔体致动结构23于汇流装置21的第一侧面211上同样 具有第一腔体23a，而第二侧面212上同样具有第二腔体23b，第一腔体23a具有 阀体盖体231a、阀体薄膜232a、致动装置233a及盖体234a,而第二腔体23b同 样具有阀体盖体231b、阀体薄膜232b、致动装置233b及盖体234b，且第一腔体 23a、第二腔体23b是以汇流装置21为中心镜像对称设置。
至于，本实施例的第一双腔体致动结构22是与第二双腔体致动结构23并排设 置于汇流装置21上，即第一双腔体致动结构22的第一腔体22a与第二双腔体致动 结构23的第一腔体23a并排设置于汇流装置21的第一侧面211上，而第一双腔体 致动结构22的第二腔体22b与第二双腔体致动结构23的第二腔体23b并排设置于 汇流装置21的第二侧面212上。
请参阅图2、图3A并配合图3B、图3C及图3D，其中图3B是本发明图3A的 流体输送装置的汇流装置的A-A或是a-a剖面图，图3C是本发明图3A的流体输送 装置的汇流装置的C-C剖面图，图3D是本发明图3A的流体输送装置的汇流装置的 B-B剖面图，如图2所示，汇流装置21大致成一长条状矩形结构，具有相互对应 的第一侧面211及第二侧面212，且汇流装置21设置有多个第一流道、多个第二 流道、入口通道215以及出口通道216，如图3B至图3D所示，多个第一流道可为 垂直贯穿第一侧面211及第二侧面212的多个入口分流道213，而多个第二流道则 可为垂直贯穿第一侧面211及第二侧面212的多个出口汇流道214，换言之，入口 分流道213位于第一侧面211及第二侧面212上的开口是同轴线，而出口汇流道 214亦然，且入口分流道213及出口汇流道214彼此独立(如图3B所示)，因此第 一侧面211及第二侧面212可通过入口分流道213及出口汇流道214彼此相通。
请再参阅图3C及图3D，入口通道215及出口通道216则为配置在第一侧面211 及第二侧面212间的管线，入口通道215是用以使外部的流体输送至流体输送装置 2内，而出口通道216则是将流体由流体输送装置2的内部传送至外部，且入口通 道215与多个入口分流道213相连通(如图3D所示)，而出口通道216则与多个出口汇流道214连通(如图3C所示)，换言之，当流体输送装置2组装完成时， 多个入口分流道213可通过入口通道215与外界连通，而多个出口汇流道214则可 通过出口通道216与外界连通。
请参阅图3B及图3C，汇流装置21的多个出口汇流道214接近第一侧面211 的一端是向外扩充延伸，以与设置于第一侧面2H上的阀体薄膜222a及232a共同 形成一第二暂存室，即为图中所示的出口暂存腔2141a，当然，出口汇流道214接 近第二侧面212处同样也与阀体薄膜222b及232b设置出口暂存腔2141b，是以由 第一腔体22a、 23a及第二腔体22b、 23b汇入的流体可于出口暂存腔2141a、 2141b 稍作缓冲，再平顺地汇集于出口汇流道214并沿出口通道216而输出至流体输送装 置2外。
而汇流装置21的第一侧面211及第二侧面212上还分别设有多个凹槽结构， 其中凹槽217a、 218a、 217b、 218b是以入口分流道213为中心环绕设置于出口分 流道213外围，而凹槽219a、 219b则以出口汇流道214为中心环绕设置于出口汇 流道214外围，以利用凹槽217a-219a、 217b-219b对应容收多个密封环26(如图 6A所示)。
于本实施例中，汇流装置21可采用热塑性塑胶材料制成；至于密封环26则可 为耐化性佳的软性材质所构成的圆环结构，例如耐甲醇或耐醋酸的橡胶环，但皆 不以此为限。
请再参阅图2，第一、第二双腔体致动结构22、 23的第一腔体22a、 23a的阀 体薄膜222a及232a、阀体盖体221a及231a、致动装置223a、 233a以及盖体224a、 234a是堆迭设置于汇流装置21的第一侧面211上，其中阀体薄膜222a、 232a位 于汇流装置21的第一侧面211及阀体盖体221a、 231a之间，并对应于汇流装置 21及阀体盖体221a、 231a设置，而阔体盖体221a、 231a上相对应的位置则设置 有致动装置223a、 233a，其主要包括振动薄膜2231a、 2331a、以及致动器2232a、 2332a，且致动装置223a、 233a可受电压驱动而振动，以驱动流体输送装置2的作 动，至于盖体224a、 234a则设置于致动装置223a、 233a上相对于阀体盖体221a、 231a设置的一侧，用以密封整个第一腔体22a、 23a，而当阀体薄膜222a、 232a、 阀体盖体221a、 231a、致动装置223a、 233a及盖体224a、 234a依序堆迭并利用 锁固元件(未图示)等设置于汇流装置21的第一侧面211后，便可构成第一双腔体 致动结构22的第一腔体22a，第二双腔体致动结构23的第一腔体23a。而由于第 一双腔体致动结构22的第二腔体22b与第一腔体22a是以汇流装置21为中心地镜像对称设置在汇流装置21的第二侧面212上，以及第二双腔体致动结构23的第二 腔体23b与第一腔体23a是以汇流装置21为中心地镜像对称设置在汇流装置21 的第二侧面212上(如图2及图6A所示)，因此以下主要以第一双腔体致动结构22 的第一腔体22a为例，说明本发明流体输送装置2的细部结构。
请参阅图4A、图4B、图4C并配合图2及图3A，其中图4A是本发明图3A的 流体输送装置的第一双腔体致动结构的第一腔体的阀体盖体的A-A剖面图，图4B 是本发明图3A所示的第一、第二双腔体致动结构的第一腔体的阀体盖体的C-C剖 面图，图4C是本发明图3A所示的第一、第二双腔体致动结构的第一腔体的阀体盖 体的B-B剖面图，如图2所示，第一双腔体致动结构22的第一腔体22a的阀体盖 体221a设置于汇流装置21的第一侧面211上，其具有一上表面2211a及一下表面 2212a，其是以下表面2212a面对汇流装置21的第一侧面211，并将阀体薄膜221a 夹设于下表面2212a与汇流装置21的第一侧面211之间，而阀体盖体221a包括贯 穿上表面2211a及下表面2212a的第一阀门通道及第二阀门通道，于本实施例中， 第一阀门通道可为入口阀门通道2213a，第二阀门通道则可为出口阀门通道2214a (如图2及图4B所示)，其中入口阀门通道2213a是对应于汇流装置21的入口分 流道213，出口阀门通道2214a则对应于出口暂存区2141a(如图2及图6A所示)。 此外，阀体盖体221a的入口阀门通道2213a接近下表面2212a处是向外扩充延伸， 以与阀体薄膜222a共同形成一第一暂存室，而本实施例的第一暂存室是由阀体盖 体221a的下表面2212a于与入口阀门通道2213a相对应的位置产生部份凹陷而形 成的入口暂存腔2215a，且其连通于入口阀门通道2213a(如图6A及图4C所示)。
请再参阅图2及图6A，阀体盖体221a的上表面2211a有部份凹陷，以与对应 设置的致动装置223a共同形成一压力腔室2216a，且压力腔室2216a是通过入口 阀门通道2213a与入口暂存腔2215a连通(如图4C所示)，同时压力腔室2216a亦 与出口阀门通道2214a相连通(如图4B所示)。此外，阀体盖体221a上具有多个 凹槽结构，其中阀体盖体221a的下表面2212a具有以入口阀门通道2213a为中心 环绕设置的凹槽22121a，以及以出口阀门通道2214a为中心环绕设置的凹槽 22122a、 22123a,而上表面2211a则设有环绕压力室2216a的凹槽22111a，以利 用凹槽22121a -22123a 、22111a容收密封环27(如图6A所示)。至于阀体盖体221a 的材质可为热塑性塑胶材料，且其可选用的材料种类与汇流装置21相同，而密封 环27的材质则可与密封环26相同，是以不再赘述。
请参阅图5并配合图2及图6A，其中图5是图2所示的第一双腔体致动结构的第一腔体的阀体薄膜的结构示意图，如图所示，阀体薄膜222a主要是以传统加 工、或平版印刷(黄光)蚀刻、或激光加工、或电铸加工、或放电加工等方式制出， 且为一厚度实质上相同的薄片结构，具有多个阀门结构，其是镂空的阀开关，于本 实施例中，阀体薄膜222a设有第一、第二镂空阀门结构，其分别为入口阀门结构 2221a及出口阀门结构2222a，其中入口阀门结构2221a对应于汇流装置21的入口 分流道213、阀体盖体221a的入口阀门通道2213a及入口暂存腔2215a，而出口阀 门结构2222a对应于汇流装置21的出口汇流道214、出口暂存腔2141a及阀体盖 体221a的出口阀门通道2214a(如图6A所示)。
请再参阅图5，入口阀门结构2221a具有入口阀片22211a及多个环绕入口阀 片22211a周边设置的镂空孔洞22212a，此外，在孔洞22212a之间还具有与入口 阀片22211a相连接的延伸部22213a。而出口阀门结构2222a的出口阀片22221a、 孔22222a及延伸部22223a的配置皆与入口阀门结构2221a相同，于此不再赘述。 于本实施例中，阀体薄膜222a实质上为厚度均一的可挠薄膜，且其材质可选自任 何耐化性佳的有机髙分子材料或金属材料，例如聚亚酰胺(Polyimide， PI)、铝、 镍、不锈钢、铜、铝合金、镍合金或铜合金等材质，然选用的材质并无所设限。
由于阀体薄膜222a是可挠薄片，因此当阀体薄膜222a设置于汇流装置21的 第一侧面211及阀体盖体221a之间时，若其承受压力腔室2216a体积增加而产生 的吸力作用，入口阀门结构2221a及出口阀门结构2222a理应皆顺势向压力腔室 2216a的方向产生位移，然而由于阀体盖体221a其下表面2212a邻近入口阀门通 道2213a及出口阀门通道2214a处的结构有所差异(如图4A及图6A所示)，因此当 阀体薄膜222a受到压力腔室2216a的负压吸引时，实质上仅入口阀门结构2221a 可朝阀体盖体221a的方向产生位移(如图6B及图7B所示)，出口阀门结构2222a 则贴附于阀体盖体221a的下表面2212a而无法幵启(如图6B及图8B所示)，此时 流体仅能从阀体薄膜222a靠近汇流装置21的一侧通过入口阀门结构2221a的孔 22212a流往靠近阀体盖体22的一侧(如图6B及图7B箭头所示)，并流入阀体盖体 221a的入口暂存腔2215a及入口阀门通道2213a而传送至压力腔室2216a内，且 利用出口阀门结构2222a的关闭防止流体逆流。
同样地，由于汇流装置21的第一侧面211邻近入口分流道213及出口汇流道 214处的结构不同(如图2及图3B所示)，因此当阀体薄膜222a受到压力腔室2216a 的正压推挤而承受自压力腔室2216a传递而来的向下应力时，实质上仅出口阀门结 构2222a可朝汇流装置21的方向产生位移，入口阀门结构2221a则向下贴附于汇流装置21的第一侧面211上而密封住汇流装置21的入口分流道213，即入口阀门 结构231并无法开启(如图6C及图7C所示)，是以流体仅能由压力腔室2216a经出 口阀门结构2222a的孔22222a流入汇流装置21的出口暂存腔2141a (如图6C及图 8C所示)，如此一来，入口阀门结构2221a便可因应压力腔室2216a产生的负、正 压力差而迅速的开启或关闭，而出口阀门结构2222a则可对应于入口阀门结构 2221a关闭或开启，以控制流体的进出并避免流体逆流。
请再参阅图2，第一双腔体致动结构22的第一腔体22a的致动装置223a包括 振动薄膜2231a以及致动器2232a，致动装置223a主要是利用振动薄膜2231a的 周边固设于阀体盖体221a上，以与阀体盖体221a共同形成压力腔室2216a(如图 6A所示)。致动装置223a的振动薄膜2231a的材质可为单层金属结构，例如不 锈钢金属或铜金属，但不以此为限；当然，于一些实施例中，振动薄膜2231a可于 金属材料上贴附一层耐生化高分子薄板材料，以构成一双层结构。至于致动器 2232a则可贴附于振动薄膜2231a上，致动器2232a是一压电板，可采用高压电系 数的锆钛酸铅(PZT)系列的压电粉末制成。而盖体224a则对应设置于致动装置223a 上，以利用盖体224a及汇流装置21的第一侧面211共同将阀体薄膜222a、阀体 盖体221a和致动装置224a等结构夹设于其间，以组成本发明流体输送装置2的第 一双腔体致动结构22的第一腔体22a(如图3A所示)。
请参阅图6A并配合图2及图3A，其中图6A是图3A的流体输送装置的A-A 剖面于未作动状态的示意图，至于，如图3A所示的流体输送装置的a-a剖面的结 构及作动方式是与A-A相同，因此以下将仅以A-A剖面的结构提出说明。如图所示， 当第一双腔体致动结构22的第一腔体22a组装设置于汇流装置21的第一侧面211 后，汇流装置21的入口分流道213是对应于阀体薄膜222a的入口阀门结构2221a、 阀体盖体221a的入口暂存腔2215a和入口阀门通道2213a，汇流装置21的出口汇 流道214则对应于出口暂存腔2141a、阀体薄膜222a上的出口阀门结构2222a以 及阀体盖体221a上的出口阀门通道2214a。的
此外，汇流装置21的第一侧面211上环绕入口分流道213的凹槽217a(如图 3B所示)内的密封环26厚度是大于凹槽217a的深度，是以密封环26将部分凸出 于凹槽217a，并构成一微凸结构，使得阀体薄膜222a的入口阀门结构2221a的入 口阀片22211a形成一向上隆起，如此微凸结构将抵触阀体薄膜222a而对入口阀门 结构2221a顶推以产生一预力(Prgforce)作用，有助于流体释出时产生更大的预盖 紧效果以防止逆流，并使入口阀片22211a与汇流装置21的第一侧面211之间产生一间隙，以于流体进入时利于入口阀门结构2221a顺势开启。同样地，设置于阀体 盖体221a的下表面2212a并环绕出口阀门通道2214a外围的凹槽22122a与密封环 27亦形成一微凸结构，使阀体薄膜222a的出口阀门结构2222a向下凸出而相对于 阀体盖体221a形成一向下隆起，并使出口阀片22221a与阀体盖体222a的下表面 2212a间产生一间隙，而出口阀门结构2222a、入口阀门结构2221a的微凸结构仅 方向反向设置，但其功能相仿，因此不再赘述。上述的微凸结构除了使用凹槽217a、 22122a及密封环26、 27搭配形成外，于一些实施例中亦可采用半导体制程，例如 平版印刷蚀刻、镀膜或电铸技术，直接在汇流装置21及阀体盖体221a上形成该些 微凸结构，或者直接在汇流装置21及阀体盖体222a上采与基材一体射出成型形成， 其中该基材可采用热塑性塑胶材料。至于阀体薄膜222a的其余部分则服贴于阀体 盖体222a及汇流装置21之间，并通过设置于凹槽218a、 219a及22121a、 22123a、 22111a内的密封环26、 27使各结构之间紧密贴合，以防止流体外溢。
请再参阅图6A，第一双腔体致动结构22的第二腔体22b的阀体薄膜222b、阀 体盖体221b、致动装置223b以及盖体224b设置于汇流装置21的第二侧面212上， 并以汇流装置21为中心而与第一腔体22a的该些结构镜像对称，由于第二腔体22b 的各结构、功能皆与第一腔体22a相同，至于第二双腔体致动结构23的第一腔体 23a及第二腔体23b的各结构、功能皆与第一双腔体致动结构22的第一腔体22a 及第二腔体23a相同，因此，为了简化说明，以下仅以第一双腔体致动结构22的 第一腔体22a为例详述流体的输送过程，然而应当理解，本发明流体输送装置2 实际运作时，第一双腔体致动结构22的第二腔体22b与第一腔体22a，以及第二 双腔体致动结构23的第二腔体23b与第一腔体23a是以完全相同且同步的方式作 动以进行流体的输送。
请参阅图6B，其是图6A的压力腔室膨胀状态示意图。以第一腔体22a为例， 当利用电压驱动致动器2232a时，致动装置223a将会如图所示，朝箭号a所指的 方向弯曲变形，使得压力腔室2216a的体积增加而产生负压差，因而形成一股吸力， 故阀体薄膜222a的入口阀门结构2221a及出口阀门结构2222a将因负压而承受向 外的拉力，此时由于入口阀门结构2221a所对应的是入口暂存腔2215a的空间，因 此其入口阀片22211a便可借助凹槽217a及密封环26所构成的微凸结构提供的预 力顺势迅速开启(如图6B及图7B所示)，使流体大量地由汇流装置21的入口通道 215被吸取进来，流入汇流装置21并于入口分流道213分流而使部分流体流往第 一腔体22a，并通过阀体薄膜222a上的入口阀门结构2221a的镂空孔22212a进入阀体盖体221a上的入口暂存区2215a、入口阀门通道2213a，进而传送至压力腔室 2216a内，此时，由于阀体薄膜222a的出口阀门结构2222a同时承受与入口阀门 结构2221a相同方向的拉力，且因阀体盖体221a的下表面2212a对应出口阀门结 构2222a处的结构与对应入口阀门结构2221a的结构不同，又凹槽22122a及密封 环27可提供一预盖紧效果，故位于阀体薄膜222a上的出口阀门结构2222a将因该 拉力使得出口阀片22221a密封住出口阀门通道2214a，因此流体不会逆流(如图6B 及图8B所示)。
而当施加于致动器2232a的电场方向改变而如图6C所示的朝箭号b的方向弯 曲变形时，致动器2232a将使致动装置223a朝汇流装置21方向变形，进而压縮压 力腔室2216a的体积，使压力腔室2216a的体积减小而与外界产生正压力差，进而 对压力腔室2216a内部的流体产生一推力，使流体瞬间大量宣泄而由出口阀门通道 2214a流出压力腔室2216a外，于此同时，由于阀体薄膜222a的入口阀门结构2221a 及出口阀门结构2222a亦承受压力腔室2216a的正压产生的朝汇流装置21方向的 推力，因此设置于密封环27上的出口阀门结构2222a的出口阀片22221a便可借助 一预力顺势迅速开启，使流体可由压力腔室2216a通过阀体盖体221a的出口阀门 通道2214a、阀体薄膜222a的出口阀门结构2222a的孔22222a进入汇流装置21 上的出口暂存区2141a及出口汇流道214(如图6C及图8C所示)，最后再由出口通 道216流出流体输送装置2的外，因而完成流体的传输过程。
另一方面，当入口阀门结构2221a承受该朝汇流装置21方向的推力时，由于 汇流装置21的第一侧面211a靠近入口分流道213处的结构与靠近出口汇流道214 处不同，且密封环26可提供预盖紧效果，使得入口阀片22211a令入口阀门结构 2221a受压成关闭状态，进而密封住入口分流道213 (如图6C及图7C所示)，故流 体无法通过入口阀门结构2221a，因此便不会产生倒流的现象。
至于暂时储存于入口暂存腔2215a内的流体，其将于致动器2232a再受电压致 动且重复使致动装置223a上凸变形而增加压力腔室2216a的体积时，再由入口暂 存腔2215a经入口阀门通道2213a而流入压力腔室2216a内，并于致动装置223 压縮变形时自压力腔室2216a排出，由此可知，通过改变电场方向，便可驱动致动 装置223a往复运动而使流体输送装置2汲取、释出流体，以达到流体的输送的目 的。
请再参阅图7A 图7C以及图8A 图8C，其中图7A是图3A的流体输送装置 的B-B剖面图，图8A是图3A的流体输送装置的C-C剖面图，如图7A所示，入口通道215是配置在汇流装置21的第一侧面211及第二侧面212间的管线，主要用 来使外部的流体输送至流体输送装置2内，并与多个入口分流道213相连通，用以 通过入口分流道213将流体分送至第一双腔体致动结构22的第一腔体22a及第二 腔体22b，以及，第二双腔体致动结构23的第一腔体23a及第二腔体23b，以进行 流体的传送程序。如图8A所示，出口通道216是配置在汇流装置21的第一侧面 211及第二侧面212间的管线，主要用来将流体输送至流体输送装置2外部，并与 多个出口汇流道214相连通，用以通过出口汇流道214及出口通道216将由第一双 腔体致动结构22的第一腔体22a及第二腔体22b，以及，第二双腔体致动结构23 的第一腔体23a及第二腔体23b所输出的流体汇流并排至外部。
请参阅图7B及图8B，如图7B所示，流体流入入口通道215时，部分流体会 先于第一双腔体致动结构22所对应的入口内流道213进入两侧的第一腔体22a及 第二腔体22b，其余再往内流至第一双腔体致动结构23所对应的入口内流道213 并进入两侧的第一腔体23a及第二腔体23b后排出，若有横向三组以上则依此类推。
当第一双腔体致动结构22的第一腔体22a及第二腔体22b，以及第二双腔体 致动结构23的第一腔体23a及第二腔体23b所包含的致动器受相同振动频率的电 压驱动时，所有的致动装置将外凸，将导致所有的入口阀门结构开启并汲取流体进 入腔体(如图7B所示)，此时出口阀门结构更为紧闭，避免流体回流(如图8B 所示)，至于详细的作动关系己于上述图6B中提出说明，于此不再赘述。
反之，请再参阅图7C及图8C，当第一双腔体致动结构22的第一腔体22a及 第二腔体22b,以及第二双腔体致动结构23的第一腔体23a及第二腔体23b所包 含的致动器受相同振动频率的电压驱动时，所有的致动装置将内凹而压縮压力腔室 且产生正压时，将导致所有的出口阀门结构开启并排出流体(如图8C所示)，此 时所有入口阀门结构更为紧闭(如图7C所示)，避免流体回流，至于详细的作动 关系己于上述图6C中提出说明，于此不再赘述。
综上所述，本发明的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置主要是利用汇流 装置将多个流体输送腔体整合为一，亦即将两组阀体薄膜、阀体盖体、致动装置分 别堆迭设置于汇流装置的第一、第二侧面，以形成具有两个镜像对称的流体输送腔 体的双腔体致动结构，并再利用将多个双腔体致动结构并排设置于汇流装置上的方 式，以达到在横向进行多个双腔体致动结构的扩充整合，可将流体输送装置的流体 流量及扬呈提升为数倍，但体积确非多个已知单腔体的流体输送装置的加总，是以 可确实符合产品微小化的趋势。因此，本发明的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置极具产业的价值。
权利要求
1.一种具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，用以传送一流体，其包含一汇流装置，其具有两侧面，其相互对应；多个第一流道及多个第二流道，其贯穿该两侧面；一入口通道，其设置于该两侧面之间，并与该多个第一流道相连通；一出口通道，其设置于该两侧面之间，并与该多个第二流道相连通；多个双腔体致动结构，彼此之间是并排设置于该汇流装置上；其中，每一该双腔体致动结构具有一第一腔体及一第二腔体，其是对称设置于该汇流装置的该两侧面上，该第一腔体及该第二腔体各自包括一阀体盖体，其设置于该汇流装置上；一阀体薄膜，其设置于该汇流装置与该阀体盖体之间；以及一致动装置，其周边设置于该阀体盖体上。
2. 根据权利要求1所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该阀体薄膜具有一第一阀门结构及一第二阀门结构分别对应该第一流道及该第二流道。
3. 根据权利要求2所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该阀体薄膜与该阀体盖体之间还包括一第一暂存室，而该阔体薄膜与该汇流装置之间还包括一第二暂存室。
4. 根据权利要求3所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该第一腔体及该第二腔体的该第一阀门结构、该第一暂存区及该第一阀门通道是 对应于该汇流装置的该第一流道，而该第二暂存区、该第二阀门结构及该第二阀门 通道是对应于该汇流装置的该第二流道。
5. 根据权利要求1所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该致动装置与该阀体盖体形成一压力腔室。
6. 根据权利要求1所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该流体包括气体及液体。
7. 根据权利要求1所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该致动装置包括一致动器及一振动薄膜。
8. 根据权利要求1所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于该第一流道是入口分流道，该第二流道是出口汇流道。
9. 根据权利要求1所述的具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，其特征在 于多个双腔体致动结构的该第一腔体及该第二腔体所包含的该致动装置的振动频 率是相同。
全文摘要
本发明是一种具有多个双腔体致动结构的流体输送装置，用以传送流体，包含汇流装置，具有两侧面，相互对应；多个第一流道及多个第二流道，贯穿两侧面；入口通道，设置于两侧面之间，并与多个第一流道相连通；出口通道，设置于两侧面之间，并与多个第二流道相连通；多个双腔体致动结构，彼此之间并排设置于汇流装置上；其中，每一双腔体致动结构具有第一腔体及第二腔体，且对称设置于汇流装置的两侧面上，第一腔体及第二腔体各自包括阀体盖体、阀体薄膜及致动装置。
文档编号F04B43/04GK101550925SQ20081009095
公开日2009年10月7日 申请日期2008年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者余荣侯, 周宗柏, 张英伦, 邱士哲, 陈世昌 申请人:研能科技股份有限公司