具有改进的密封机构的板式微型阀的制作方法_2

文档序号:9664007阅读:来源:国知局
并且优选是矩形的板开口60以及相邻并且也优选是矩形的弹簧开口 62形成在中间板14中。弹簧开口 62优选地比板开口 60窄。板开口 60和弹簧开口 62彼此流体连通。
[0028]板开口 60具有第一端64,其与弹簧开口 62相邻并流体连通。板开口 60还具有与第一端64相对的第二端66。
[0029]中间板14还包括可移动构件或板68,其在板开口 60的第一端64与第二端66之间布置在板开口 60中。可移动板68在邻近板开口 60的第二端66的第一位置(如图1所示)与邻近板开口 60的第一端64的第二位置(未示出)之间是可移动的。
[0030]可移动板68大致是矩形的,并且具有最靠近板开口 60的第一端64布置的第一或指令端68a。可移动板68具有最靠近板开口 60的第二端66布置的第二或基准端68b。
[0031]可移动板68具有贯穿其中形成的第一和第二流体开口 70和72。压力平衡端口74和76也贯穿可移动板68而形成。
[0032]中间板14还包括旋绕弹簧78,其布置在弹簧开口 62中。旋绕弹簧78将中间板14的非可动部分42可动地连接到可移动板68,并优选地将可移动板68偏压到第一位置。旋绕弹簧78还将可移动板68保持在板开口 60中。
[0033]如在图3中最好地示出的,第一相对小的空间S1限定在设置于盖板12的内表面20上的第一凹入区域44与可移动板68的邻近第一表面22 (在观看图3时的下表面)之间。此第一相对小的空间S1的厚度常规上一直是约3 μπι,以防止通过微型阀10的过多泄漏。
[0034]类似地,第二相对小的空间S2限定在设置于基板16的内表面26上的第一凹入区域54与可移动板68的邻近第二表面24(在观看图3时的上表面)之间。此第二相对小的空间S2的厚度常规上一直是约3 μπι,以防止通过微型阀1的过多泄漏。
[0035]为了最小化通过图1至图3中所示的传统微型阀设备10的泄漏,所期望的是相对小的空间S1和S2的厚度尽可能地小。然而,由于这些相对小的空间S1和S2的厚度不仅相对较小,而且在可移动板68的整个表面区域上是恒定的,因而包含在通过这样的相对小的空间S1和S2泄漏的流体中的一个或多个颗粒(未示出)卡在其间的可能性增加。换句话说,颗粒可能或者卡在(1)设置在盖板12的内表面20上的第一凹入区域44与可移动板68的邻近第一表面22之间,或者卡在(2)设置在基板16的内表面26上的第一凹入区域54与可移动板68的邻近第二表面24之间。
[0036]图4至图12示出了一种总体表示为100的改进微型阀的一部分,其根据本发明第一实施例最小化了这种不期望堵塞的可能性。所示微型阀100是先导式板式微型阀,其包括在下面详细描述的改进密封结构。
[0037]如图4所示,微型阀100包括盖板102、中间板103和基板104。盖板102具有外表面105和内表面106。盖板102还具有贯穿其中形成的第一反馈端口 112和压力出口 114。中间板103具有第一表面107和第二表面108。基板104具有内表面109和外表面110。基板104还具有贯穿其中形成的第二反馈端口 116、压力入口 118和控制端口 120。
[0038]当微型阀100被如图9至图12所示地组装好时,盖板102的内表面106接合中间板103的非可动部分171的第一表面107,而基板104的内表面109接合中间板103的非可动部分171的第二表面108。盖板102、中间板103和基板104可以以任何期望的方式保持在这种朝向中。例如,盖板102和/或基板104的一部分可以通过上述用于粘结微型阀100的组成板的任何方法粘结到中间板103的非可动部分。盖板102、中间板103和基板104可以由任何期望的材料或材料的组合组成,诸如硅、单晶硅和/或类似的材料。
[0039]盖板102的内表面106的结构详细地示于图4和7中。如其中所示,盖板102包括设置在其内表面106上的第一凹入区域122、第二凹入区域124和第三凹入区域126。压力出口 114贯穿第一凹入区域122形成。压力均衡槽128也形成在第一凹入区域122内的内表面106上。第一反馈端口 112贯穿第二凹入区域124形成。
[0040]盖板102还包括第一密封结构130,其从第一凹入区域122的底表面延伸,并且完全围绕所述槽128的周边。第二密封结构132也从第一凹入区域122的底表面延伸,并且完全围绕第一凹入区域122的周边。第三密封结构134从第二凹入区域124的底表面延伸,并且完全围绕第一反馈端口 112的周边。
[0041]如图10所示,在所示实施例中,各密封结构130、132和134是壁,其通常是梯形横截面形状,并且在其顶部具有约70 μπι的宽度W。可选地,宽度W可以在大约40 μπι至120 μπι的范围内。各密封结构130、132和134包括四个直线延伸的壁段,其分别地邻近所述槽128、第二凹入区域124和第一反馈端口 112的四个边延伸。然而,密封结构130、132和134可以形成为具有任何期望的横截面形状或形状的组合,并且还可以以任何期望的方式(直线地或其他方式)绕所述槽128、第一凹入区域124和第一反馈端口 112延伸。例如,密封结构130、132和134可以基本上如图10和图12所示地形成,但也可以在相邻的直线延伸壁段之间具有圆角,具有一个或多个非直线延伸的壁段,或者是完全非直线的形状。
[0042]中间板103的结构详细地示于图4和图6中。如其中所示,较宽的并且优选地是矩形的板开口 170,和邻近的并且也优选地是矩形的弹簧开口 172形成在中间板103上。弹簧开口 172优选地比板开口 170窄。板开口 170与弹簧开口 172彼此流体连通。
[0043]板开口 170具有第一端174,其与弹簧开口 172邻近并且流体连通。板开口 170还具有与第一端174相对的第二端176。板开口 170的在第一端174与第二端176之间延伸的每个壁具有多个形成于其中的向外延伸的凹部178,其目的将在下面描述。
[0044]中间板103还包括可移动构件或板136,其在板开口 170的第一与第二端174与176之间布置在板开口 170中。板136在第一位置与第二位置之间是可动的,如在图6、10和11中最好地示出的,所述第一位置邻近板开口 170的第二端176,如在图12中最好地示出的,所述第二位置邻近板开口 170的第一端174。
[0045]所述板136大致是矩形的,并具有最靠近板开口 170的第一端174布置的第一或指令端136a。所述板136具有最靠近板开口 170的第二端176布置的第二或基准端136b。
[0046]可移动板136具有贯穿其中形成的第一和第二流体开口 140和142。平衡端口 144也邻近第一流体流动开口 140贯穿可移动板136而形成。
[0047]可移动板136还具有限定在其侧壁上的多个突起180,其在它的第一端136a与第二端136b之间延伸。当可移动板136处于第一位置时,各个突起180与形成在板开口 170的壁上的凹部178中的相应一个对准。当突起180与凹部178对准时,突
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