具有改进的密封机构的开关微型阀的制作方法
【专利说明】具有改进的密封机构的开关微型阀
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年8月14日提交的美国临时申请编号62/037,319的权益，其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体涉及用于控制流体通过流体回路的流动的微型阀。特别地，本发明涉及一种用于开关微型阀的改进结构，其抵抗与板式微型阀的可移动构件的自由运动的干扰，所述干扰否则可能会由包含在流过其中的流体中的颗粒污染物的存在产生。
【背景技术】
[0004]—般而言，微机电系统是这样一种系统，它不仅包括电气部件和机械部件两者，而且又在实体上较小，其通常包括具有在十微米的范围内或更小尺寸的特征。术语“微机械加工”通常被理解为涉及这样的微机电系统设备的三维结构和运动部件的生产。在过去，微机电系统中使用改良的集成电路(例如，计算机芯片)制造技术(诸如化学蚀刻)和材料(诸如硅半导体材料)，所述材料被微机械加工以提供这些非常小的电气和机械部件。然而，最近，其他的微机械加工技术和材料已变得可用。
[0005]如本文所使用的，术语“微机械加工设备”指的是包括具有的尺寸在微米的范围内或更小的特征的设备，并且由此至少部分地通过微机械加工形成。同样如本文所使用的，术语“微型阀”指的是包括具有的尺寸在微米的范围内或更小的特征的阀，并且由此至少部分地通过微机械加工形成。最后，如本文所使用的，术语“微型阀设备”指的是不仅包括微型阀并且还包括其他部件的微机械加工设备。应当注意的是，如果不是微型阀的部件包括在所述微型阀设备内，这些其他部件可以或者是微机械加工部件或者是标准尺寸(即更大)部件。类似地，微机械加工设备可既包括微机械加工部件又包括标准尺寸部件。
[0006]多种微型阀结构在本领域中已知用于控制流体通过流体回路的流动。一种公知的微型阀结构包括可移动构件，其支撑在设置于阀体中的封闭的内部空腔内，用于在关闭位置与打开位置之间的枢转运动、轴向运动或其他运动。当置于关闭位置时，所述可移动构件基本上堵塞了否则与第二流体端口流体连通的第一流体端口，从而防止流体在第一与第二流体端口之间的流动。当置于打开位置时，所述可移动构件基本没有堵塞第一流体端口与第二流体端口的流体连通，从而允许流体在第一与第二流体端口之间的流动。
[0007]在这种常规的微型阀结构中，封闭的内部腔体的厚度通常仅稍大于设置在其中的可移动构件的厚度。由此，相对较小的空间设置在可移动构件与微型阀的限定封闭内部腔体的相邻部分之间。当可移动构件被布置在关闭位置中时，这样做能够尽量减少穿过其中的不期望泄漏的量。然而，已经发现的是，当这种传统的微型阀结构用于控制含有固体颗粒(例如可能包含在流体中的颗粒污染物)的流体流动时，这样的颗粒可能变得卡在可移动构件与微型阀的限定封闭内部腔体的相邻部分之间。在某些情况下，这样的颗粒堵塞能够不期望地干扰可移动构件在关闭与打开位置之间的自由运动。由此，所期望的是提供一种用于微型阀的改进结构，其能够抵抗与微型阀的可移动构件的自由运动的干扰，所述干扰否则可能由包含在流过其中的流体内的颗粒污染物的存在产生。
【发明内容】
[0008]本发明涉及一种用于开关微型阀的改进结构，其抵抗与微型阀的可移动构件的自由运动的干扰，所述干扰否则可能由包含在流过其中的流体内的颗粒污染物的存在产生。开关微型阀包括第一板，其具有表面、设置在所述表面内的凹入区域、设置在所述凹入区域内的流体端口，和绕所述流体端口延伸的密封结构。第二板限定非可动部分和形成在第一开口内并具有轴线的可动部分。非可动部分的表面抵靠在第一板的表面上，所述非可动部分具有穿过其中形成的第一和第二开口。第一开口具有形成在它的两个纵向延伸侧壁中的每个上的凹口。可动部分限定了由形成在第二开口中的旋绕弹簧连接到非可动部分的可移动构件。可移动构件具有从它的两个纵向延伸侧壁中的每个向外延伸的突片，每个突片定位在一个凹口内。可移动构件在第一开口内的关闭位置与打开位置之间是滑动地并且轴向地可移动的，在所述关闭位置中，可移动构件与所述密封结构协作以防止通过流体端口的流体连通，在所述打开位置中，可移动构件与所述密封结构的至少一部分不协作，以防止通过流体端口的流体连通。凹口限定止动表面，其将可移动构件的行程限制在关闭位置与打开位置之间。
[0009]当考虑附图阅读时，本发明的多种方面从优选实施例的以下详细描述中对本领域技术人员将变得显而易见。
【附图说明】
[0010]图1是一种已知微型阀的分解透视图。
[0011]图2是一种根据本发明的改进的先导式开关板式微型阀的分解透视图。
[0012]图3是图2所示的盖板的内表面的平面图。
[0013]图4是图2所示的基板的内表面的平面图。
[0014]图5是图2中所示的微型阀的剖切正视图，其示出为组装好的并示出处于关闭位置的中间板。
[0015]图6是在图2和图5中示出的微型阀的第一可选剖切正视图，其示出了处于打开位置的中间板。
【具体实施方式】
[0016]现在参照附图，一种已知微型阀设备的实施例在图1中整体用10表示。所示微型阀设备10是先导式微型阀设备，类似于在Hunnicutt的美国专利编号6，540，203中公开的微型阀设备的实施例，其公开内容以其整体并入本文。
[0017]所述微型阀设备10包括在具有盖板、中间板和基板的一个设备中直接作用的先导阀和滑阀，其详细描述提供在美国专利编号6，540，203中。
[0018]如图1所示，微型阀设备1包括端口或基板12、中间板14和盖板16。基板12具有外表面18和内表面20。中间板14具有第一表面22和第二表面24，并限定了第一和第二可动部分或如下所述的微型阀30和32，以及非可动部分34。基板12具有内表面26和外表面28。
[0019]当微型阀设备10被组装时(未示出)，基板12的内表面20接合中间板14的非可动部分34的第一表面22，而盖板16的内表面26接合中间板14的非可动部分34的第二表面24。基板12、中间板14和盖板16可以以任何期望的方式被保持在这个朝向上。
[0020]基板12的内表面20的结构示于图1中。如其中所示，基板12包括第一凹入区域36、第二个凹入区域38和第三凹入区域40。第一和第二先导端口(分别是42和44)形成在第二凹入区域38的内表面20上。第一和第二排出端口(分别是46和48)以及第一和第二主端口(分别是50和52)形成在第三凹入区域40内的内表面20上。
[0021]也如图1所示，盖板16包括贯穿其中形成的第一和第二电引线开口(分别为54和56)。对应于凹入区域36、38和40的凹入区域(未示出)形成在盖板16的内表面26上。
[0022]中间板14的结构详细地示于图1中。如其中所示，中间板14包括构造为直接作用的先导阀30的第一微型阀，和构造为滑阀32的第二微型阀。中间板14还包括用于控制先导阀30的运动的致动器58。致动器58包括附接到先导阀30的横梁30a的细长脊60。先导阀30大致是T形的，并且包括在一端附接到致动器58的脊60的细长横梁30a，和附接到横梁30a的相对端的块部分30b。
[0023]滑阀32也大致是T形的，其布置在贯穿中间板14形成的阀开口62中，并且在打开位置与关闭位置之间可动。
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