具有改进的密封机构的三端口微型阀的制作方法_2

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[0029]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布置的第二端68b。
[0030]可移动板68具有贯穿其中形成的第一流体开口70和多个第二流体开口 72。压力平衡端口 74也贯穿可移动板68而形成。
[0031]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64还将可移动板68保持在板开口 60中。
[0032]可变容积区域80限定在可移动板68的第二端68b之下第一凹入区域44与第一凹入区域54之间。压力平衡沟槽47和57提供第二流体端口 34与可变容积区域80之间的流体连通。
[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的厚度传统上一直是约3μπι,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1时的上表面)之间。此第二相对小的空间S2的厚度传统上一直是约3μπι,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10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是先导式压力控制三端口板式微型阀,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和端口或基板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共用端口 112。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常闭阀口 114、常开阀口 116和控制端口 118。
[0038]当微型阀100被如图9和图10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8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、第二凹入或控制区域124和第三凹入区域126。共用端口 112贯穿第一凹入区域122形成。第一和第二压力均衡槽128和129也形成在第一凹入区域122内的内表面106上。
[0040]盖板102还包括第一密封结构130和第二密封结构132,所述第一密封结构130从第一凹入区域122的底表面延伸并且完全围绕第一压力均衡槽128的周边,所述第二密封结构132也从第一凹入区域122的底表面延伸并且完全围绕第二压力均衡槽129的周边。第三密封结构134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。通道135形成在盖板102的内表面106上,并且贯穿一部分的第三密封结构134。通道135流体地连接所述第一凹入区域122与第三区域126,并且限定反馈端口。在所示实施例中,示出了两个通道135。可选地,可提供任何期望数量的通道135,包括一个通道135和三个或更多的通道135。
[0041]如图9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70μπι的宽度W。可选地,宽度W可以在大约40μπι至120μπι的范围内。各密封结构130、132和134包括四个直线延伸的壁段,其分别地邻近第一压力均衡槽128、第二压力均衡槽129和第一凹入区域122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)绕第一压力均衡槽128、第二压力均衡槽129和第一凹入区域122延伸。例如,密封结构130、132和134可以基本上如图9和图10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、图6和图7中。如其中所示,较宽并且优选地是矩形的板开口 170形成在中间板103上。
[0043]板开口170具有第一端174和与第一端174相对的第二端176。板开口 170在第一端174与第二端176之间延伸的每个壁170a和170b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。一对向内延伸的突片172也在板开口 170的第一端174和第二端176的中间形成在壁170a和170b上。
[0044]中间板103还包括构造为可移动构件或板136的可动部分,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。可移动板136大致是矩形的,其具有最靠近板开口 170的第一端174布置的并限定轴线A的第一端136a。可移动板136具有最靠近板开口170的第二端176布置的第二端136b。
[0045]可移动板136在维持位置与第一位置与第二位置之间是可动的,在所述维持位置中,如在图11中示出并在下面详细描述的,所述常闭阀口 114和常开阀口 116被关闭,在所述第一位置中,如在图6和图9中示出的,第二端136b与板开口 170的第二端176隔开,在所述第二位置中,如在图7和图10中最佳地示出的,第二端136b邻近板开口 170的第二端176。
[0046]可移动板136具有贯穿其中形成的相对较大并且居中地形成的流体流动开口140。压力平衡端口 144也贯穿可移动板136邻近流体流动开口 140形成。
[0047]可移动板136还具有限定在其侧壁上的多个突起180。如图6所示,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,突起180与凹部178之间的泄漏路径被最小化。突起180足够浅;即,具有最小化的厚度,以便不妨碍可移动板136在板开口 170内的行进。但是,当可移动板136在第一位置之外时,可移动板136上的向外延伸的突起180不再与相应的向外延伸的凹部178对准,并且所述突起180更靠近板开口 170的壁的非凹陷部分,并相对于所述非凹陷部分具有减小的间隙。
[0048]一对凹口 142也分别地在第一和第二端136a和136b的中间形成在可移动板136的侧壁上。每个凹口 142与形成在板开口 170的壁170a和170b上的突片172中的相应一个对准。突片172限定止动表面,其限制了可移
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