微泵系统技术方案

公开一种微泵，其包括泵本体，具有被划分为隔室的泵腔室，多个入口和出口和多个隔膜设置在泵腔室中以提供隔室。隔膜被锚固在泵本体的相对壁之间且承载电极，所述电极设置在隔膜的相对表面和泵本体的壁上。还公开微泵的应用，所述微泵被用作除热器和自容纳的连续正气道压力呼吸装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请根据35U.S.C.§119要求2014年2月28日提交的且标题为“微泵系统”的美国临时专利申请No.61/945,973和2015年2月26日提交的且标题为“微泵系统”的美国专利申请No.14/632,423的优先权，其全部内容通过引用合并于本文。
本专利技术涉及泵系统。
技术介绍
机械泵系统和压缩机系统是众所周知的。泵用于通过机械动作让流体(例如液体或气体或浆体)运动。泵可根据用于让流体运动的方法分类，例如直接提升泵(directliftpump)、容积式泵和重力泵。最近出现一种低姿态高压空气泵，其通过压电技术运行，由MurataManufacturing制造，型号为MZBIOOI的微风机，是一种微型压电空气泵。根据Murata，泵使用压电隔板，其在正弦波电压施加时上下振动，振动迫使空气进入微风机且通过装置顶部上的喷嘴排出。稍微常见的医学上的睡眠呼吸暂停症涉及在睡眠期间呼吸(气流)的减少或暂停。睡眠呼吸暂停在成年人中常见而在儿童中罕见。对睡眠呼吸暂停的治疗可包括外科手术过程或非手术治疗，其可涉及在改变行为的牙具和口内部件。一种非手术治疗涉及CPAP(连续正气道压力：continuouspositiveairwaypressure)装置。连续正气道压力(CPAP)是非手术治疗，其使用机器以供应空气压力，以将用户的气道保持打开，使得其不在睡眠期间缩闭。机器在压力下通过鼻罩或面罩输送空气。机器通过管吹出加热、加湿的空气到被贴合佩戴的罩，以防止空气泄露。罩有多种形式，包括鼻枕、鼻罩、全面罩。CPAP机器的稍微大于烤面包机。其是便携的且可在旅途中携带。然而，现有的CPAP治疗不易于使用，因为在戴着将空气吹入鼻部的罩不易于睡眠。
技术实现思路
根据一方面，微泵包括泵本体，泵本体具有被划分为多个隔室的泵腔室，泵腔室具有让流体进入泵腔室的第一多个入口端口和让流体从泵腔室离开的第二多个出口端口，第三多个隔膜设置在泵腔室中，第三多个隔膜锚固在泵本体的相对壁之间且为泵腔室提供多个隔室，且包括第四多个电极，第四多个电极中的第一对设置在泵本体的相对壁中的第二不同对上，且第四多个电极中的其余电极设置在隔膜的主表面上。以下是该方面范围内的一些实施例。入口和出口在泵本体的相同壁上。第一多个入口和第二多个出口在泵本体的相同壁上，且第一多个入口具有连接到源的第一组连接部，且第二多个出口具有连接到槽的第二不同组连接部，第二多个出口与第一组连接部隔离。入口和出口在泵本体的相对壁上。微泵包括第五多个阀，第五多个阀中的第一部分设置为邻近第一多个入口且阀的第二部分设置为邻近第二多个出口。第五多个阀是瓣阀。微泵配置为通过施加到第四多个电极的一组电信号驱动，以使得设置在泵腔室中的第三多个隔膜根据施加到第四多个电极的电压极性而挠曲。该一组电信号使得多个隔室中的第一个压缩，且使得与多个隔室中之一邻近的至少一个隔室基本上同时地膨胀。微泵包括驱动电路，以生产施加到电极的波形。根据额外方面，微泵包括第一和第二微泵模块，具有泵本体、带有在其主表面上的导电电极的隔膜、和形成泵隔室的泵端部，第一和第二微泵模块每一个具有让流体进入泵隔室的至少一个入口端口和让流体从泵隔室离开的出口端口，至少一个第三微泵模块具有泵本体和隔膜，所述隔膜具有在其主表面上的导电电极，第三微泵模块夹在第一和第二微泵模块之间。以下是该方面范围内的一些实施例。每一个模块的入口和出口在泵本体的相同壁上。第一多个入口和第二多个出口在泵本体的相同壁上，且第一多个入口具有连接到源的第一组连接部，且第二多个出口具有连接到槽的第二不同组连接部，第二多个出口与第一组连接部隔离。每一个模块的入口和出口在泵本体的相对壁上。微泵包括设置在入口和出口附近的多个阀。阀是具有梁构件和止动部的瓣阀。根据额外的方面，用于电部件的冷却装置包括微泵，其具有形成具有多个隔室的泵腔室的泵本体，泵腔室具有让流体进入泵腔室的隔室中的第一多个入口端口、和让流体从泵腔室的隔室离开的第二多个出口端口、和设置在泵腔室中的第三多个隔膜，第三多个隔膜锚固在泵本体的相对壁之间，且包括第四多个电极，第四多个电极中的第一对设置在泵本体的相对壁中的第二不同对上，且第四多个电极中的其余部分设置在每一个隔膜的表面上，热板具有配置为附接到电部件的第一表面和与微泵热连通的第二表面。以下是该方面范围内的一些实施例。微泵连接到热板。隔室中的端部隔室具有泵本体的相应壁，且第三多个隔膜中之一提供端部隔室，隔室中的中间隔室具有提供中间隔室的一对隔膜。根据额外的方面，气道压力呼吸装置包括环本体，具有通过环本体的空气通道，该空气通道终止于一对端部部分中，每一个端部部分具有在端部部分的第一表面中的至少一个出口，且微泵被环本体支撑，微泵配置为将环境空气泵送通过环本体中的空气通道以达到端部部分。以下是该方面范围内的一些实施例。气道压力呼吸装置包括电池以为微泵提供电源，电池被支撑在泵本体上。上述一个或多个方面可以提供一个或多个以下优点。微泵可使用微加工方法制造且可用于执行微泵送过程，其广泛地实施于工业、医疗和生物领域。微泵可以高流率输送流体。微泵可用作非常偏移且可一次性抛弃的设备以用于各种应用，包括用于按计量分配药剂，可用在人造器官中。微泵可基于其高压缩能力而用作真空泵且可用在例如燃料电池系统中的热传递应用中，代替传统的空气压缩机以让空气运动，以为燃料电池反应提供氧气和移除包括水蒸汽和废热在内的反应副产物。与传统的空气压缩机(其昂贵、噪音大、体积大、重、耗费高功率且容易磨损)相比，微泵成本低、安静、小(例如毫米尺度)、重量轻(例如毫克到克的尺度)，且通常与常规泵相比将消费相对低的功率。而且，微泵是机械鲁棒的。本专利技术的一个或多个实施例的细节在随附的附图和下文的描述中给出。从描述和附图且从权利要求可理解本专利技术的其他特征、目的和优点。附图说明图1A和1B是在泵送循环的两个相反相中运行的微泵的功能块示意图。图1C示出了图1A、1B的微泵，隔膜在额定未填充位置的隔膜。图1D示出了图1A、1B的具有瓣阀和驱动电路的微泵。图2A是经组装的模块层的堆叠结构的组装视图。图2B是模块层的分解视图。图2C是图2B的模块层的组装视图。图2D是中间模块层的分解视图。图3和4是用于应用于微泵电极的电压波形图。图5是示例性驱动电路的方块图。图6是布置在示例性网格构造中的微泵的方块图。图7是整合在模具框架中的微泵的透视图。图8A和8B是是冷却设备中示例性冷却装置的相应顶部侧视图和底部侧视图。图9A和9B是气道压力呼吸装置的相应透视图和正视图。图9C是替换的气道压力呼吸装置的透视图。图10A-10F是呼气阀的视图。图11A-11D显示了示例性滑阀的细节。具体实施方式概览微泵可使用微加工方法制造且可用于执行微泵送过程，其广泛地实施于工业、医疗和生物领域。例如，微泵可并入芯片实验室(lab-on-a-chip)系统、燃料电池、高通量电子冷却系统、和生化系统。微泵可以以小量准确测量的量输送流体，例如气体或液体。在一些实施方式中，微泵可以高流率(例如约每秒数微升到约数毫升)和/或以高压(例如约数千分之一psi到约数十分之一psi)输送流体。微泵可被设计为使得流体输送、流率和/或压力是可衡量的。在医学应用中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微泵，包括：泵本体，泵本体具有被划分为多个隔室的泵腔室，泵腔室具有让流体进入泵腔室的第一多个入口端口和让流体从泵腔室离开的第二多个出口端口；第三多个隔膜，设置在泵腔室，第三多个隔膜锚固在泵本体的相对壁之间且为泵腔室提供多个隔室；和第四多个电极，第四多个电极中的第一对设置在泵本体相对壁中的第二不同对上，且第四多个电极中其余的那些设置在隔膜的主表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 US 61/945,973;2015.02.26 US 14/632,4231.一种微泵，包括：泵本体，泵本体具有被划分为多个隔室的泵腔室，泵腔室具有让流体进入泵腔室的第一多个入口端口和让流体从泵腔室离开的第二多个出口端口；第三多个隔膜，设置在泵腔室，第三多个隔膜锚固在泵本体的相对壁之间且为泵腔室提供多个隔室；和第四多个电极，第四多个电极中的第一对设置在泵本体相对壁中的第二不同对上，且第四多个电极中其余的那些设置在隔膜的主表面上。2.如权利要求1所述的微泵，其中入口和出口在泵本体的相同壁上。3.如权利要求1所述的微泵，其中第一多个入口和第二多个出口在泵本体的相同壁上，且第一多个入口具有连接到源的第一组连接部，且第二多个出口具有连接到槽的第二不同组连接部，第二多个出口与第一组连接部隔离。4.如权利要求1所述的微泵，其中入口和出口在泵本体的相对壁上。5.如权利要求1所述的微泵，进一步包括第五多个阀，第五多个阀中的第一部分设置为邻近第一多个入口且阀的第二部分设置为邻近第二多个出口。6.如权利要求1所述的微泵，其中第五多个阀是瓣阀或滑阀。7.如权利要求1所述的微泵，其中微泵配置为通过施加到第四多个电极的一组电信号驱动，以使得设置在泵腔室中的第三多个隔膜根据施加到第四多个电极的电压极性而挠曲。8.如权利要求1所述的微泵，其中该一组电信号使得多个隔室中的第一个压缩，且使得与多个隔室中之一邻近的至少一个隔室基本上同时地膨胀。9.如权利要求1所述的微泵，进一步包括驱动电路，以生产施加到电极的波形。10.一种微泵，包括：第一和第二微泵模块，具有泵本体、带有在其主表面上的导电电极的隔膜、和形成泵隔室的泵端部，第一和第二微泵模块每一个具有让流体进入泵隔室的至少一个入口端口和让流体从泵隔室离开的出口端口；至少一个第三微泵模块，具有泵本体和在其主表面上带有导电电极的隔膜，第三微泵模块夹在第一和第二微泵模块之间。11.如权利要求10所述的微泵，其中每一个模块的入口和出口在泵本体的相同壁上，且微泵包括电子驱动电路。12.如权利要求10所述的微泵，其中第一多个入口和第二多个出口在泵本体的相同壁上，且第一多个入口具有连接到源的第一组连接部，且第二多个出口具有连接到槽的第二不同组连接部，第二多个出口与第一组连接部隔离。13.如权利要求10所述的微泵，其中每一个模块的入口和出口在泵本体的相对壁上。14.如权利要求10所述的微泵，进一步包括多个阀，设置为邻近入口和出口。15.如权利要求10所述的微泵，其中阀是具有梁构件和止动部的瓣阀。16.一种用于电部件的冷却装置，冷却装置包括：微泵，具有形成具有多个隔室的泵腔室的泵本体，泵腔室具有让流体进入泵腔室的隔室中的第一多个入口端口、和让流体从泵腔室的隔室离开的第二多个出口端口、和设置在泵腔室中的第三多个隔膜，第三多个隔膜锚固在泵本体的相对壁之间，且包括第四多个电极，第四多个电极中的第一对设置在泵本体的相对壁中的第二不同对上，且第四多个电极中的其余部分设置在每一个隔膜的表面上；热板，具有配置为附接到电部件的第一表面和与微泵热连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬A马什，
申请(专利权)人：斯蒂芬A马什，
类型：发明
国别省市：美国;US