泵、促动器和相关装置以及用于制作的方法制造方法及图纸

一种微型隔膜泵。隔膜在排出冲程期间加载能量，且加载能量在泵冲程期间释放，这提高了微型泵的效率。能量经由固定到隔膜上的永磁铁加载。泵包括用于动态地控制隔膜的位置和泵的性能的处理器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵、促动器和相关装置以及用于制作的方法
技术介绍
微型泵是针对诸如化学分析和其它"芯片实验室(lab-on-a-chip)"应用领域的微流体应用制造的。这些微型泵中的许多是由电磁机构驱动的隔膜泵。永磁铁与电磁线圈(能够使其极性反转)之间的相互作用引起隔膜往复且驱动泵。隔膜通常固定到线圈或永磁铁上，且电磁配对的其它元件保持相对于隔膜固定。这样的布置可在泵送流体时或在没有较大压差的情况中有效地操作。然而，如果穿过此泵的隔膜的压差很大，则需要更大功率来驱动泵。在微型泵的背景下，可能难以在不产生非期望的问题如热累积的情况下将更大功率发送至电磁机构。大型泵通过使用机械能来在泵冲程期间协助推动隔膜来处理穿过隔膜的较大压差。例如，仅电磁力可在排出冲程期间驱动隔膜，而机械弹簧可在泵冲程期间协助驱动隔膜。也就是说，在排出冲程期间，机械弹簧压缩，且当电磁场反转时，机械弹簧卸载其加载的能量来使隔膜返回。然而，此布置在泵冲程开始时具有其最高能量，且在隔膜遇到高阻力的同时损失能量。此外，此机械加载在微型泵中不实际。这些挑战和其它可通过本文公开的实施例来解决。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例涉及用于提高微型隔膜泵且具体是由电磁促动器驱动的微型隔膜泵的效率的装置和方法。在一些实施例中，微型隔膜泵在排出冲程期间加载能量，且加载能量在泵冲程期间释放，这改善了微型泵的效率。在一些实施例中，补充永磁铁固定到微型电磁驱动的隔膜泵的隔膜上。补充永磁铁在泵的排出冲程期间与固定极磁铁分开，且在泵冲程期间磁性吸引至固定极磁铁。将永磁铁与极磁铁分开在排出冲程期间加载能量。本专利技术的某些实施例包括用于操作微型隔膜泵的控制系统。控制系统可包括控制、储存、感测和I/O构件。本专利技术的某些实施例包括动态地控制微型隔膜泵中的隔膜的位置和/或性能的处理器。在一些实施例中，偏移和/或增益响应于测得操作参数动态地控制，以便实现期望的操作特征。附图说明图1示出了根据本专利技术一个实施例的微型泵的透视图。图2示出了图1的透视图的截面。图3示出了根据本专利技术的实施例的微型泵的分解透视图。图4示出了图2中的截面视图的近视图。图5A和5B分别示出了根据某些实施例的微型泵的一部分的截面的透视图和平面视图。图6A和6B示出了根据某些实施例的促动器与微型泵的隔膜之间的相互作用的机构的简图。图7为根据本专利技术的实施例的使用附加加载磁铁的微型电磁隔膜泵与没有加载磁铁的电磁隔膜泵之间的效率比较的图解示图。图8A和8B分别示出了根据某些实施例的微型泵泵体的一部分的截面的透视图和平面视图。图9A示出了根据本专利技术的一些实施例的包括一定数目的控制、储存和I/O构件的控制和I/O子系统。图9B示出了根据本专利技术的一些实施例的由处理器执行一定数目的步骤以便根据由传感器测得的压力值动态地控制隔膜的流程图。图9C示出了根据本专利技术的一些实施例的上述若干参数在一定数目的泵循环内的示例性演变。图9D示出了由控制系统执行步骤来实施自动启动模式的示例性顺序。图10示出了微型泵的实施例的分解透视图。图11A和11B示出了排出阀的一个实施例的一部分的截面的不同视图。图12A和12B示出了根据本专利技术的一些实施例的排出阀的外部视图。图13A和13B示出了根据本专利技术的一些实施例的下泵泵体的不同视图。图14A、14B和14C示出了根据本专利技术的一些实施例的上泵泵体的不同视图。图15A、15B和15C示出了根据本专利技术的一些实施例的下阀组件体的不同视图。图16A和16B示出了根据本专利技术的一些实施例的上阀组件体的不同视图。具体实施方式在描述本装置和方法之前，将理解的是，本专利技术不限于所述特定实施例。还将理解的是，本文使用术语是仅为了描述特定实施例的目的，且不旨在为限制性的，因为本专利技术的范围将仅由所附权利要求限制。除非另外限定，则本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同意义。尽管与本文所述的那些类似或等同的任何方法和材料可在本专利技术的实施或测试中使用，但现在描述优选的方法和材料。本文所述的所有刊物通过引用并入本文来公开和描述刊物结合其引用的方法和/或材料。某些术语的简述在本专利技术的描述中提出。各个术语在描述、附图和实例各处阐释和列举。本描述中的术语的任何理解都应当考虑本文提出的完整描述、附图和实例。单数术语"一个"、"一种"和"该"包括复数指示物，除非上下文清楚地另外指出。因此，例如，提到的对象可包括多个对象，除非上下文清楚地另外指出。类似地，提到的多个对象可包括单个对象，除非上下文清楚地另外指出。术语"基本上(substantially)"、"基本(substantial)"等是指相当大的程度或范围。在连同事件或情形使用时，所述术语可(can)表示事件或情形准确发生的情况，以及事件或情形非常近似发生的情况，如，引起说明本文所述的实施例的典型公差水平或可变性。术语"大约"是指近似或接近基准值的值、量或程度。由术语"大约"涵盖的从基准值变化的程度是公差水平或测量条件中典型的。所有所述连接可为直接连接和/或经由中间结构的间接操作连接。一组元件包括一个或多个元件。除非另外指出，则执行两个元件之间的比较涵盖执行直接比较来确定一个元件大于(或大于等于)另一个，以及例如通过比较两个元件与阈值的比或差异的间接比较。图1示出了微型泵10的透视图，微型泵10包括入口端口12和出口端口14。微型泵10包括泵体11，其可为单件或可由多件形成。在图1中，泵体11包括上泵体11a和下泵体11b。微型泵10还包括促动器15。作为优选，促动器15是电磁音圈类型的促动器，如手机和其它电子装置中常用的那些。图2示出了微型泵10的图1的透视图的截面。图2示出了包括隔膜55的隔膜组件50。图2也示出了促动器15的上表面上的促动器膜片5。促动器膜片5联接到隔膜组件50上，且驱动微型泵的运动来起作用。图3示出了微型泵10的分解透视图。图3将隔膜组件50示为包括上隔离物53、隔膜55、磁铁57和壳体59。上隔离物53有助于限定隔膜55在其中往复的泵送室的上部。作为备选，上隔离物53可为下泵体11b的构件，如，模制构件。磁铁57附接到隔膜55的下表面上，且还附接到促动器膜片5的上表面上。壳体59附接到下泵体11b的下表面上。隔离物53构造成配合在壳体59的上区段的内周内。隔膜55的外缘夹在隔离物53的下表面与壳体59的内环的上表面之间，使得隔离物53和壳体59协作来保持隔膜55的外缘固定。隔膜55的边缘保持固定，同时隔膜55的内部能够向上和向下往复，且隔膜55因此用作微型泵10的容积位移机构。构成隔膜组件50的构件应当以不透流体和/或不透空气的方式连结。图3示出了下泵体11b，其可为结合微型泵10的许多流动通路和流动控制特征的模制部分。例如，入口阀凹口21a构造成收纳入口阀20a，且出口阀凹口21b构造成收纳出口阀20b。也在下泵体11b内的是开口和端口，其构造为与阀和隔膜布置互补，且允许气体或液体受控流动通过下泵体11b。图3示出了控制板70、排出阀60和传感器80，它们所有都可收纳在泵体内的凹入区域中。在图3中，上泵体11a和下泵体11b包括构造成收纳控制板70、排出阀60和传感器80的特征。总的来说，入口阀20a和出口阀20b的操作类似于正排量隔膜泵。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型泵，包括：音圈促动器[15]，其包括支承部件[5]、电磁线圈[3]和极磁铁[7]，其中所述电磁线圈联接到所述支承部件上；隔膜[55]，其联接到所述支承部件上，其中所述支承部件的运动相对于室[54]驱动所述隔膜中的运动；以及永磁铁[57]，联接到所述隔膜上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.29 US 61/871,832;2014.05.14 US 61/993,0411.一种微型泵，包括：音圈促动器[15]，其包括支承部件[5]、电磁线圈[3]和极磁铁[7]，其中所述电磁线圈联接到所述支承部件上；隔膜[55]，其联接到所述支承部件上，其中所述支承部件的运动相对于室[54]驱动所述隔膜中的运动；以及永磁铁[57]，联接到所述隔膜上。2.根据权利要求1所述的微型泵，其中所述永磁铁和所述极磁铁以第一距离分开，所述第一距离在所述电磁线圈排斥所述极磁铁时增大至第二距离。3.根据权利要求1所述的微型泵，其中所述极磁铁和所述永磁铁中的各个的磁极布置成使得所述极磁铁和所述永磁铁磁性吸引至彼此。4.根据权利要求1所述的微型泵，其中所述极磁铁和所述永磁铁在它们之间的空间中布置有所述电磁线圈。5.根据权利要求1所述的微型泵，所述微型泵还包括用于动态地控制所述隔膜的位置的处理器[224]。6.根据权利要求5所述的微型泵，其中所述处理器响应于测得的数据动态地控制所述隔膜。7.根据权利要求5所述的微型泵，所述微型泵还包括用于测量数据的传感器[...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·科尔多巴，A·古登堡，B·廷伯雷克，P·曼诺克斯，
申请(专利权)人：妮薇尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US