是回彈性彈性體而是針對耐化學品性選擇的膜而言 是首次注意到的。這類中的特定膜是夾在聚乙烯層之間的聚對苯二甲酸乙二醇酯或偏二氯 乙烯的共層合體,這對于其耐化學品性是有價值的。這種材料以商品名SARANEX?4肖 售。我們發現,在正常使用條件下,天然膜的第一噴射行程體積顯著小于現場成型拉伸膜的 第二或第三噴射行程體積。
[0129] 圖11為微泵1100的剖面圖。具有圍裙狀物1101的隔膜可以看到具有凸的"氣泡" 或泡罩外觀1110。泡罩在非彈性過拉伸隔膜的情況下是可伸縮泡罩,而在彈性隔膜的情況 下是彈性泡罩。另外在圖中還示出了圍裙狀物1101,其用來密封氣動殼體構件(上部層) 和流體殼體構件(下部層)之間的隔膜。在這里例子中,圍裙狀物與膠粘層1102接觸,該 膠粘層將流體面粘接到裝置的氣動面,表示層合構造。然而,模制部件的層合也是可以想到 的,從而用于制造混合隔膜裝置的構造細節可以是變化的,并且并不是層合或模制專用的。
[0130] 圖12A和12B為用于微泵的現場成型隔膜構件的平面圖和正視圖,用于測量幾毫 米的直徑。泵隔膜構件可以通過邊緣粘接剪貼工藝由彈性體、微孔聚合物、可拉伸的聚合物 現場形成,并且例如根據應用而可選地在之后進行非彈性變形過程。
[0131] 圖13A和13B示出了行程體積的形成。可拉伸塑料膜在拉伸超過屈服點之前(前) 和之后(后)的噴射行程體積示出為導致行程體積增大。關于質量控制和操作再現性的問 題,已經證實有利的是,在釋放產品之前執行該拉伸過程,或者在使用具有這些隔膜的流體 濾筒之前在現場進行"熱身"操作。有利地,一旦完成,拉伸的隔膜就以固定的行程體積進 行操作,該行程體積不再通過膜的彈性而衰減(這是現有技術的泵和閥中存在的問題)。
[0132] 如圖13A所示,通過拉伸,用于直徑為大約1. 08cm的SARANEX?隔膜的噴射 行程體積從大約90微升(前)增加到150微升(后)。泵送腔室的標稱尺寸進一步限制了 拉伸,并且確保了制造的產品的高度一致性。
[0133] 相似地,如圖13B所示,發現的是,直徑為大約0. 88cm的隔膜的噴射行程體積在拉 伸之前為50微升(前),在拉伸之后為90微升(后)。再者,泵腔室的尺寸阻止了膜的進 一步拉伸。已經拉伸的膜在松弛時呈現泵腔室的形狀,并且能夠以不會進一步變形的方式 進行存儲。
[0134] 圖14A和14B為微閥1300結構的橫截面圖,示出了閥隔膜的"開"和"關"的氣動 控制。閥隔膜構件例如可以通過邊緣粘接剪貼工藝由彈性體、微孔聚合物、可拉伸的聚合物 形成。
[0135] 閥本體由四個層和模制芯部形成,這些層包括兩個外側封堵層,模制芯部通過氣 動板構件和流體板構件的融合而形成。封堵層示出為子組件的一部分,其中液壓本體構件 和底部封堵層形成第一子組件1310,氣動本體構件和頂部封堵層形成第二子組件1311。隔 膜夾在兩個板之間,并且座置在閥座上。兩個流體通道示出為通過閥座中的雙端口進入閥 腔體;端口通過閥盤分隔開。在關閉位置中,閥隔膜座置在閥盤上,并且被加壓(氣動致動 端口 1305),以抵抗流體從一個通道到另一個通道的流動。在打開位置(圖14A)中,隔膜縮 回到閥腔體中,流體自由地流過閥盤。
[0136] 微閥形成在塑料本體中,該塑料本體在這里示出為具有4層。微閥包括:閥腔體, 其中閥腔體由第一表面和第二表面限定,第一表面和第二表面之間封閉閥腔體,第一表面 限定了閥座,第二表面在界定了腔體的唇緣處與第一表面并列;隔膜構件,圍繞該隔膜構件 的周邊限定有圍裙狀物,其中圍裙狀物在唇緣下方密封地插入到本體中,以便將第一表面 與第二表面分隔開;第一流體通道,其在第一端口處通過閥座進入閥腔體;第二流體通道, 其在第二端口處通過閥座進入閥腔體;閥盤,其在第一端口和第二端口之間限定在第一表 面上;進一步地,其中隔膜構件能夠靠著閥盤可逆地撓曲并且能夠從閥盤縮回,由此具有用 于允許或不允許流體在第一通道和第二通道之間流動的"開"位置和"關"位置。
[0137] 微閥的進一步的特征可以是封裝在其中的隔膜構件的種類。隔膜材料可以是例 如:共層合塑料膜,其具有的屈服強度使得閥的首次致動使膜永久性變形,以貼合腔體表 面的凹形輪廓就位;膜,其具有設置在以商品名SARANEX?銷售的聚乙烯層之間的 偏二氯乙烯聚合物層;膜,其包括低密度聚乙烯/乙烯-乙酸乙烯酯/聚偏二氯乙烯/乙 烯-乙酸乙烯酯和低密度聚乙烯;可透氣塑料膜,使得即使在被潤濕時氣體也響應于氣動 壓力而雙向地傳遞;膜,其由疏水性微孔可透氣體的聚氨酯構成;或者膜,其由但并不限于 FABTEX?構成。例如,針對其現場成型特性而選擇SARANEX?,聚偏二氯乙烯乙 烯-乙酸乙烯酯;針對其彈性而選擇FABTEX?;針對其透氣性而選擇FABTEX?, 以制造疏水性不可透液體的/可透氣體的屏障膜、通風口和可透氣隔膜。應用所關注的是, 隔膜材料為線性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、雙軸向取向的聚丙烯、聚偏二氯乙烯、 微孔聚氨酯、聚丙烯和聚烯烴。
[0138] 圖15為具有模制本體特征結構的4層本體中的微閥的剖視圖。示出了入口 1401、 出口 1402和氣動致動端口 1403,但是入口和出口的標記是任意的。在具有屈服隔膜的一個 實施例中,閥隔膜在減壓之后保持其拉伸形狀,從而用于"開"位置。穿過氣動控制管線的 壓力的施加使隔膜靠著閥座皺縮,并且使閥快速轉到"關"。
[0139] 平面圖和正視圖示出了具有圍裙狀物1405和隔膜幅材的閥隔膜,該隔膜幅材處 于彈性可回復或非彈性可伸縮的泡罩形狀1410,具有大致"花生"形狀。在圖16A中可以更 清楚地看到花生形狀。圖16B為用于流體微閥的現場成型隔膜構件的正視圖/透視圖。
[0140] 圖17為微閥1600的透視剖視圖。在該例子中,閥的印跡具有大致花生形狀,具有 界定了閥盤的明顯腰部。閥本體由四個本體層形成,頂部封堵層1601、氣動層1602、具有閥 座1603的液壓層以及底部封堵層1604,在這里示出為具有入口 1605和出口 1606通道。另 外還示出了氣動腔體1607和致動端口 1608。隔膜1610在膨脹時具有特征泡罩外觀。隔膜 可以是彈性體,使得泡罩顯示何時通過抽吸端口 1608施加抽吸作用,并且在松弛時平坦地 抵靠閥座。作為另外一種選擇,隔膜可以是聚合物,其在拉伸超過其彈性極限的過程中已經 屈服。該方法允許根據構造下的流體回路的特性來選擇隔膜材料。
[0141] 如圖18所示,本發明的實施例可以用來插入具有零死空間的微閥,該微閥在運輸 時處于流體"開"或流體"關"。向流體側施加壓力脈沖(以及可選地在氣動側上施加零壓 力或抽吸壓力)易于允許閥打開(圖18A)。"關"閥構造如圖18B所示。
[0142] 閥可以通過層合進行構造,或者可以通過模制本體各部分的融合而進行構造,如 本文所示。這里所示的是頂部封堵層1702、隔膜1701、氣動本體層1703、液壓層(1704a、 1704b)和底部封堵層1705。另外還示出了閥座1707、氣動腔體1708、液壓腔體1709、第一 流體通道1710、第二流體通道1711和氣動致動回路1712。深色箭頭表示閥處于"開"位置 時的流體流動(圖18A)。雙箭頭表示從"開"位置到"關"位置的過渡,其中閥座1707上的 膨脹的隔膜堵塞流體流動(圖18B)。簡而言之,閥可以操作以被動地打開,這是本領域中的 改進。
[0143] 圖19為屈服就位的雙葉式拉伸的隔膜或"泡罩"的視圖,例如將在裝置1700的本 體中形成就位,并且被圍裙狀物1721圍繞,例如圍繞邊緣壓緊在本體層之間,以將微閥的 液壓腔體和氣動腔體密封地分隔開。
[0144] 參考圖18,四層本體示出了為形成微閥。隔膜層夾在均為模制部件的氣動本體構 件和液壓本體構件之間。頂部和底部上的封堵層用來密封本體芯部(中心兩層)的外側表 面上的輔助回路。因此,實現了 4層裝置,其可選地可以在沒有中間ACA膠粘層的情況下進 行組裝。隔膜可以是彈性體,或者可以是已經超過其屈服強度而屈服的過拉伸聚合物。
[0145] 以引用的方式結合
[0146]本說明書中涉及的所有美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、外國專 利、外國專利申請和非專利公開,以及相關的申請數據表,包括但不限于美國專利申請 No. 61/745, 335,全文以引用方式并入本文中。
[0147] 除非上下文中需要,否則在整個說明書及后附的權利要求書中,詞語"包括"及其 衍生詞,例如"包含"和"具有",是開放式的表達,即為"包括但不限于"。權利要求中所用的 術語"一"并不排除多個。
[0148]所附權利要求不能解釋為包括裝置加功能的限制,除非這樣的限制利用"用 于……的裝置"的短語明確地記載在給定的權利要求中。
[0149] 雖然本文提供了本發明優選實施例的完全和完整的公開,但是其并不是用來將本 發明限制為所示和所述的確切的構造、尺寸關系和操作特征。在不脫離本發明的真實精神 和范圍的情況下,本領域技術人員容易做出且可以適當地采用各種修改、可選構造、改變和 等同形式。這樣的改變可能涉及可供選擇的部件、結構布置、尺寸、形狀、形式、功能、操作特 征等。
[0150] 通常,在以下的權利要求中,說明書中所用的術語不應當看做是將權利要求限制 為本文中為說明目的而描述的特定實施例,而應當包括所有可能的實施例,具體的和一般 性的,以及權利要求有權做出的所有等同形式的范圍。因此,權利要求并不限于公開內容。
【主權項】
1. 一種流體裝置,其包括本體,所述本體由四個疊堆的本體層形成,這些本體層為本體 層1、本體層2、本體層3和本體層4,所述本體封閉用于使流體運動的液壓微回路,其中所述 流體裝置被構造成使得所述流體在所述液壓微回路中的運動由與所述液壓微回路操作性 地連接的氣動微回路的至少一個隔膜構件提供動力并進行控制。2. 根據權利要求1所述的流體裝置,其中所述疊堆的所述液壓微回路形成在所述疊堆 的所述第二本體層中,并且所述疊堆的所述氣動微回路形成在所述疊堆的所述第三本體層 中。3. 根據權利要求1或2所述的流體裝置,其中所述至少一個隔膜構件密封地夾在所述 第二本體層和所述第三本體層之間。4. 根據權利要求1-3中任一項所述的流體裝置,其中所述第一本體層和所述第四本體 層是封堵層。5. 根據權利要求1-4中任一項所述的流體裝置,其中所述第二層和所述第三層是模制 構件。6. 根據權利要求1-4中任一項所述的流體裝置,其中所述第二層和所述第三層是層合 構件。7. 根據權利要求1-6中任一項所述的流體裝置,其中所述至少一個隔膜構件由邊緣粘 接剪貼工藝形成。8. 根據權利要求1-7中任一項所述的流體裝置,其中多個隔膜構件密封地夾在所述第 二本體層和所述第三本體層之間。9. 根據權利要求8所述的流體裝置,其中所述多個隔膜構件包括多種薄膜材料,其中 所述多種薄膜材料是相異的。10. 根據權利要求8所述的流體裝置,其中所述多個隔膜構件包括選自以下類型的至 少兩種薄膜類型: a) 彈性體薄膜; b) 能夠不可逆地拉伸的薄膜; c) 可透氣薄膜; d) 彈性體可透氣薄膜; e) 能夠不可逆地拉伸的可透氣薄膜; f) 親水性薄膜; g) 疏水性薄膜; h) 破裂敏感薄膜;以及 i) 抗破裂薄膜。11. 一種流體裝置,其包括本體,所述本體封閉用于使流體運動的液壓微回路,其中所 述流體裝置被構造成使得所述流體在所述液壓微回路中的運動由與所述