蠕动微型泵制造技术

一蠕动微型泵，包括：第一膜区域（１２）、第二膜区域（１４），以及第三膜区域（１６）；一泵体（３０）与该第一膜区域（１２）一起形成一第一阀（６２），其通道开口（３２）在该第一膜区域（１２）的未启动状态中开启可以借由启动该第一膜区域（１２）而关闭，该泵体（３０）与该第二膜区域（１４）一起形成一泵室（４２）；该泵体（３０）与该第三膜区域（１６）一起形成一第二阀（６４），其通道开口（３４）在该第三膜区域（１６）的未启动状态中开启并可以借由启动该第三膜区域（１６）而关闭；该第一与第二阀（６２，６４）与该泵室（４２）流体连通。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术与一种微型泵有关，且特别地是与根据一蠕动抽吸原则所工作的微型泵有关。
技术介绍
根据一蠕动抽吸原则所工作的微型泵在现有技术中是被熟知的。由Li Cao等人发表于Sensors and Actuators，A94(2001)，第117至125页的文章″使用微电机系统技术的注射医药传输系统的设计与仿真(Design and simulation of animplantable medical drug delivery system using microelectromechanicalsystems technology)″，处理了包括一入口，三泵室，三硅膜，三一般关闭活动阀，三锆酸盐钛酸盐的压力叠堆启动器，介于该泵室间的微通道，以及一出口的蠕动微型泵。该三个泵室具有同样的尺寸并被刻蚀至一硅晶片中。由WO 87/07218也可了解一蠕动微型泵是在一连续基质范围中具有三膜区域。在一支撑该基质与一相关背面层的支撑层中，一泵通道被形成的，其与一流体供应相连接。在该泵通道中，在一入口阀与一出口阀的区域中，一转换支撑(rib)是形成在一位于该非启动状态中的相关膜部分上，以关闭该入口阀，且该出口阀是于非启动状态中。介于与该入口阀与出口阀有关的分离可启动膜区域之间，配置被个别启动的第三个膜区域。借由启动该第三膜区域，介于该两阀区域之间的腔室容积是被增加的。因此，以该三膜区域的相关时序，介于入口阀与出口阀之间的一蠕动泵作用便可达成。根据WO 87/07218，该作用器单元是由包括金属膜，连续陶瓷层，与分段电极配置的三单元的组合而组成。该陶瓷层必须以一分段的方式被极化，其在技术上是困难的。这样的一分段压力弯曲单元因此昂贵并仅形成一小的冲程容积，因此这样的泵不能以一容忍气泡式(bubble-tolerant)与自吸式(self-priming)的方式中作用。从DE 19719862 A1，一微膜泵不能根据该蠕动原则而作用是被熟知的，其中连接一泵室的泵膜可以一压力作用器而启动。为被动检核阀而该泵室设有流体入口与流体出口。根据此文献，该微型泵的压缩比率，换言之该泵膜的冲程容积对总体泵室容积的比率，是根据与该阀几何与阀湿润度有关的该最大压力值所调整，其必须用来开启阀，以让该微膜泵的的容忍气泡式(bubble-tolerant)与自吸式(self-priming)操作进行。除了该上述的压力作用器以外，其也可能使用静电作用器来操纵微型泵，其中，该静电作用器无论如何仅形成一非常小的冲程。替代地，气动式驱动的操纵是可能的，然而，就外部气动式而言其需要高耗费，就如同为此所需要的切换阀一样。气动式驱动代表了昂贵、高成本以及空间密集的方式，以操纵膜偏斜。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单的蠕动微膜泵，且其允许容忍气泡式(bubble-tolerant)与自吸式(self-priming)操作。本专利技术提供一蠕动微型泵，包括一第一膜区域，带有用来启动该第一膜区域的第一压力作用器；一第二膜区域，带有用来启动该第二膜区域的第二压力作用器；一第三膜区域，带有用来启动该第三膜区域的第三压力作用器；以及一泵体，其与该第一膜部分区域一起形成第一阀，其通道开口是在该第一膜区域的未启动状态中开启，且其通道开口可由启动该第一膜区域而关闭，其与该第二膜区域一起形成泵室，其容积可以启动该第二膜区域而减少，并与该第三膜区域一起形成第二阀，其通道开口是在该第三膜区域的未启动状态中开启，且其通道开口可由启动该第三膜区域而关闭，其中该第一与第二阀是流体连通至该泵室。本专利技术因此提供一蠕动微型泵，其中该第一与第二阀是在未启动状态中开启，且其中该第一与第二阀可以朝着该泵体移动该膜而被关闭，而该泵室的容积是也借由朝着该泵体移动该第二膜区域而减少。通过此结构，本专利技术蠕动微型泵可进行容忍气泡式(bubble-tolerant)与自吸式(self-priming)的操作，即使配置在该膜上的压力单元是作为压力作用器。替代地，根据本专利技术，所谓的压力叠堆也可被使用作为压力作用器，然而其对于压力薄膜转换器为较不利的，因为其较大且昂贵，而对该叠堆与膜之间的连结技术方面，以及对该叠堆的调整方面产生问题，而要全部连接则是高耗费的。为了确保本专利技术蠕动微型泵可在容忍气泡式(bubble-tolerant)与自吸式(self-priming)的方式中操作，其较佳地是被尺寸化，以使得冲程容积与死区容积的比率大于该传送压力(传递压力)与大气压力的比率，其中该冲程容积为由该泵膜所位移的容积，该死区容积为该微型泵的入口开口与出口开口之间维持的容积，当该泵膜是被启动，且该阀其中之一是被关闭，另一被开启时，该大气压力是大约为1050百帕(hPa)的最大值(最差情况考量)，且该传送压力为在该微型泵的流体腔室区域，也就是在该压力室中所需的压力，以移动一液体/气体接口通过一在该为蠕动泵中代表流动束缩(瓶颈)的位置，换言之，介于该泵室与该第一或第二阀的通道开口之间，并包括该通道开口。如果该冲程容积与死区容积的比率，其被称为压缩比率，满足上述的条件，其确保该蠕动微型泵可在容忍气泡式(bubble-tolerant)与自吸式(self-priming)的方式中操作。为了传送流体，该蠕动微型泵的两方使用的应用，在一般为空气气泡的气体气泡到达该泵的流体区域，且本专利技术微型泵是使用作为一气体泵时，当被传输的气体的水气是非故意凝结时，一气体/液体接口便会在该泵的流体区域中产生。满足上述条件的压缩比例，例如可利用将该泵式的容积具体化为，大于在该各阀膜区域与对面的泵体部分之间所形成的阀室容积而被实现。在较佳地实施例中，此是由膜与表面之间的距离所实现，且在该泵室区域中的泵室表面是大于在该阀室中的区域。本专利技术蠕动微型泵的额外增加的压缩比率，可以调整在该泵室中的泵室结构形状至该泵膜的弯曲线而达成，换言之，在该启动状态的弯曲线轮廓，因此开泵膜大体上可替代在启动状态中所有的泵室容积。此外，形成在泵体中阀室的轮廓也可相应地调整至该个别对面膜部分的弯曲线，因此在最佳情况中，该启动膜区域的大体上取代在关闭状态中的完全阀室容积。附图说明这些与其它的目的以及本专利技术的特点，将从后续结合附图的描述变得更清楚，其中图1为在一流体系统中，本专利技术实施例的蠕动微型泵剖面示意图；图2a至2f是用以说明压力膜转换器的示意图；图3a至3c是用以说明该冲程容积与死区容积项目的剖面示意图；图4是说明在一抽吸循环中，该容积/压力状态曲线图；图5a至5c是用以说明该传送压力项目的示意图；图6a至6c是本专利技术的替代实施例的微型泵示意图；图7是图6b的区域放大的示意图；图8是图7的一修正区域的放大剖面示意图；图9a，9b与9c是可能的泵室设计的示意图；图10a与10b是本专利技术的替代实施例的微型泵的示意图；图11至图13为图10a与10b说明范例的修正的放大区域的剖面示意图；图14是本专利技术另一替代实施例的微型泵的剖面示意图；图15是本专利技术多重微型泵的示意图；以及图16是本专利技术替代实施例的微型泵的示意图。具体实施例方式整合于流体系统的中的专利技术蠕动微型泵，其第一实施例是于图1中显示。该微膜泵包括一具有三膜部分12，14与16的膜组件10。每个膜部分12，14与16分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蠕动微型泵，包括：一第一膜区域（１２），其具有用以启动该第一膜区域的一第一压力作用器（２２；４６０）；一第二膜区域（１４），其具有用以启动该第二膜区域的一第二压力作用器（２４；４６２）；一第三膜区域（１６）具有用 以启动该第二膜区域的一第三压力作用器（２６；４６４）；以及一泵体（３０；３０２；３４０；４４０）；其中该泵体与该第一膜区域（１２）一起形成一第一阀（６２），其通道开口（３２）在该第一膜区域的非启动状态时开放，且其通道开口可借 由启动该第一膜区域而关闭；其中该泵体与该第二膜区域（１４）一起形成一泵室（４２；３０４；３３０；３４２；４５２），其容积可以借由启动该第二膜区域而减少；并且其中该泵体与该第三膜区域（１６）一起形成一第二阀（６４），其通道开口 （３４）在该第三膜区域的非启动状态时开放，且其通道开口可借由启动该第三膜区域而关闭；其中该第一与第二阀（６２，６４）与该泵室流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁李奇特尔，马丁瓦克尔雷，约瑟康格尔，朱利亚尼森，
申请(专利权)人：德商弗朗霍夫应用研究促进学会，
类型：发明
国别省市：DE[德国]