一種微閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種微閥，包括設(shè)有封閉腔區(qū)的閥體，設(shè)置于腔區(qū)內(nèi)的主致動(dòng)器、副致動(dòng)器、第一懸臂、第二懸臂以及止動(dòng)件。閥體上配置與腔區(qū)連通的第一閥口和第二閥口。主致動(dòng)器連接第一懸臂的連接端，第一懸臂的隨動(dòng)端安裝有打開和關(guān)閉第一閥口或第二閥口的開關(guān)件；副致動(dòng)器與第二懸臂的連接端連接；在主致動(dòng)器通電后通過推動(dòng)第一懸臂將開關(guān)件移動(dòng)至設(shè)定位置后，止動(dòng)件連接第二懸臂的隨動(dòng)端與開關(guān)件，以鎖定開關(guān)件。本發(fā)明在斷電情況下，依然能夠保持打開或者關(guān)閉狀態(tài)，故能大幅降低微閥的功耗。
【專利說明】
一種微閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及MEMS (Micro-Electro-Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于控制微流體的微閥。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控是一種精確控制和操控微尺度流體，尤其特指亞微米結(jié)構(gòu)的技術(shù)。微閥通常包括流體出入口、致動(dòng)器以及響應(yīng)致動(dòng)器而移動(dòng)到使流體出入口打開或關(guān)閉的閥部件。
[0003]美國(guó)專利N0.5058856公開了具有第一和第二基板的微閥。第一基板形成流體孔和閥座。第二基板形成對(duì)準(zhǔn)該流體孔的閥門面，還包括活動(dòng)的致動(dòng)器。致動(dòng)器包括熱膨脹系數(shù)不同的第一層和第二層，以及一端被固定的加熱部件。選擇性地加熱致動(dòng)器便可使致動(dòng)器因熱膨脹系數(shù)的差別而彎曲。致動(dòng)器的彎曲使閥門面遠(yuǎn)離或緊貼閥座，從而打開或關(guān)閉閥門，控制流體流過流體孔。
[0004]公開號(hào)為CN1322282A的專利申請(qǐng)公開了一種具有第一、第二和第三層的正比微閥。第一層形成具有入口和出口的腔，第二層上形成有具有流通區(qū)域的腔、移動(dòng)部件以及一個(gè)或多個(gè)熱膨脹致動(dòng)器，第三層形成該腔的一個(gè)壁，并提供熱膨脹致動(dòng)器用的電接觸部件。第二層內(nèi)的致動(dòng)器用于使移動(dòng)部件移到一個(gè)位置，該位置位于打開和關(guān)閉位置之間并包含打開和關(guān)閉的位置，以使流體流入或流出。
[0005]上述兩種結(jié)構(gòu)的微閥，其致動(dòng)器均通過材料的熱脹冷縮原理產(chǎn)生形變:通電時(shí)，通過電流熱效應(yīng)對(duì)致動(dòng)器進(jìn)行加熱膨脹，產(chǎn)生形變位移；斷電時(shí)，致動(dòng)器自動(dòng)收縮復(fù)位。但采用熱驅(qū)動(dòng)原理的微閥存在如下問題:1、微閥工作期間需要產(chǎn)生足夠的熱量以保證致動(dòng)器產(chǎn)生足夠大的位移將流體入口充分打開或關(guān)閉，這就需要足夠的電能輸入，在微閥長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的功耗較大。2、微閥內(nèi)流動(dòng)的流體會(huì)帶走微閥內(nèi)的熱量，導(dǎo)致微閥在工作時(shí)存在持續(xù)的電能消耗，為使微閥正常工作，需要在微閥工作期間提供持續(xù)的熱量補(bǔ)給。
3、對(duì)致動(dòng)器持續(xù)加熱，使微閥的閥體存在過熱的風(fēng)險(xiǎn)。上述問題均導(dǎo)致采用熱驅(qū)動(dòng)的微閥在一些要求低功耗、低發(fā)熱而又有微流體控制需求的應(yīng)用設(shè)備中難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種低功耗、低發(fā)熱的微閥。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種微閥，包括設(shè)有封閉腔區(qū)的閥體，配置于所述閥體上并與所述腔區(qū)連通的第一閥口和第二閥口，以及
[0008]設(shè)置于所述腔區(qū)內(nèi)的主致動(dòng)器、副致動(dòng)器、包括連接端和隨動(dòng)端的第一懸臂、包括連接端和隨動(dòng)端的第二懸臂、以及止動(dòng)件，其中，
[0009]所述主致動(dòng)器連接第一懸臂的連接端，第一懸臂的隨動(dòng)端安裝有打開和關(guān)閉第一閥口或第二閥口的開關(guān)件；
[0010]所述副致動(dòng)器與第二懸臂的連接端連接；
[0011]在所述主致動(dòng)器通電后通過推動(dòng)第一懸臂將所述開關(guān)件移動(dòng)至設(shè)定位置后，所述止動(dòng)件連接第二懸臂的隨動(dòng)端與所述開關(guān)件，以鎖定所述開關(guān)件。
[0012]優(yōu)選地，所述止動(dòng)件包括朝向相反的第一凸起部和第二凸起部；
[0013]第一凸起部設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端的端部；第二凸起部設(shè)置于所述開關(guān)件的端部；在所述主致動(dòng)器與所述所述副致動(dòng)器按預(yù)定順序設(shè)定通斷電后，第一凸起部和第二凸起部卡合。
[0014]作為另一優(yōu)選方案，所述止動(dòng)件包括第三凸起部和凹嵌部；
[0015]第三凸起部設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端的端部；所述凹嵌部設(shè)置于所述開關(guān)件的端部；在所述主致動(dòng)器與所述所述副致動(dòng)器按預(yù)定順序通斷電后，第三凸起部和所述凹嵌部卡合。
[0016]作為再一優(yōu)選方案，所述止動(dòng)件包括第三凸起部和凹嵌部；第三凸起部設(shè)置于所述開關(guān)件的端部，所述凹嵌部設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端的端部；在所述主致動(dòng)器與所述所述副致動(dòng)器按預(yù)定順序通斷電后，第三凸起部和所述凹嵌部卡合。
[0017]優(yōu)選地，所述開關(guān)件包括固定于第一懸臂隨動(dòng)端端部的滑塊和開于第一懸臂隨動(dòng)端的缺口 ；
[0018]所述滑塊與所述缺口并列設(shè)置，所述缺口與所述腔區(qū)連通；所述主致動(dòng)器在未通電狀態(tài)時(shí)，所述滑塊封堵第一閥口或第二閥口 ；在所述主致動(dòng)器處于通電狀態(tài)時(shí)，所述滑塊在所述主致動(dòng)器的推動(dòng)下移動(dòng)且所述缺口打開第一閥口或第二閥口。
[0019]進(jìn)一步地，所述滑塊的中間開有通孔，所述通孔的最大孔徑小于所述滑塊封堵的第一閥口或第二閥口的孔徑；所述主致動(dòng)器在未通電狀態(tài)時(shí)，所述滑塊中所述通孔外圍的那一部分用于封堵第一閥口或第二閥口。
[0020]作為另一優(yōu)選方案，所述開關(guān)件為擋塊。
[0021 ] 其中，所述主致動(dòng)器包括主支桿、包括移動(dòng)端和固定端的主肋桿以及主脊桿；
[0022]所述主肋桿的固定端和所述主支桿分別固定于所述腔區(qū)的內(nèi)壁上；
[0023]所述主脊桿的一端與所述主肋桿的移動(dòng)端連接，另一端與第一懸臂中靠近并距離其連接端端部設(shè)定距離的部位固定連接；
[0024]所述主脊桿、主支桿和第一懸臂組成以所述主支桿其中一個(gè)端部為支點(diǎn)、所述主脊桿為動(dòng)力、第一懸臂為動(dòng)力臂的杠桿結(jié)構(gòu)；第一懸臂隨動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向與所述主脊桿的施力方向一致。
[0025]所述副致動(dòng)器包括副支桿、包括移動(dòng)端和固定端的副肋桿以及副脊桿；
[0026]所述副肋桿的固定端和所述副支桿分別固定于所述腔區(qū)的內(nèi)壁上；
[0027]所述副脊桿的一端與所述副肋桿的移動(dòng)端連接，另一端與第二懸臂中靠近并距離其連接端端部設(shè)定距離的部位固定連接；
[0028]所述副脊桿、副支桿和第二懸臂組成以所述副支桿其中一個(gè)端部為支點(diǎn)、所述副脊桿為動(dòng)力、第二懸臂為動(dòng)力臂的杠桿結(jié)構(gòu)；第二懸臂隨動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向與所述副脊桿的施力方向一致。
[0029]優(yōu)選地，所述閥體包括第一基板、第二基板和第三基板，第二基板設(shè)置于第一和第三基板之間；
[0030]第二基板上設(shè)置空腔，所述空腔由第一和第三基板封閉形成所述腔區(qū)；
[0031]第一閥口和第二閥口均設(shè)置于第一基板上；
[0032]第三基板上設(shè)有第一通孔和第二通孔，第一通孔用于穿過連接所述主致動(dòng)器與電接觸部件的金屬線；第二通孔用于穿過連接所述副致動(dòng)器與電接觸部件的金屬線。
[0033]由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明中所述的微閥通過設(shè)置主、副致動(dòng)器及止動(dòng)件結(jié)構(gòu)，使微閥在斷電情況下，能夠保持打開或者關(guān)閉狀態(tài)，不再需要持續(xù)供電，因而能夠大幅降低微閥的功耗。
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的微閥的組裝示意圖；
[0036]圖2示出了圖1中第二基板的縱向截面圖；
[0037]圖3示出了副致動(dòng)器在通電狀態(tài)時(shí)第二懸臂的狀態(tài)圖；
[0038]圖4示出了主致動(dòng)器與副致動(dòng)器處于通電狀態(tài)時(shí)第一懸臂的狀態(tài)圖；
[0039]圖5示出了副致動(dòng)器斷電后第一懸臂與第二懸臂的狀態(tài)圖；
[0040]圖6示出了第一懸臂與第二懸臂連接處的局部放大圖。
[0041]圖示說明:
[0042]1-第一閥口，2-第二閥口，3-主致動(dòng)器，4-副致動(dòng)器，5-第一懸臂，6_第二懸臂，7-開關(guān)件，8-第一凸起部，9-第二凸起部，10-第一基板，11-第二基板，12-第三基板，13-第一通孔，14-第二通孔，30-主支桿、31-主肋桿，32-主脊桿，40-副支桿，41-副肋桿，42-副脊桿，70-滑塊，71-缺口。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)微閥中的致動(dòng)器均采用熱驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，在使用過程中需要電能的持續(xù)供給。正是由于持續(xù)的電能供給，導(dǎo)致微閥存在功耗大、閥體存在過熱危險(xiǎn)等缺陷。本發(fā)明從減少電能供給角度出發(fā)，改變微閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)。改變結(jié)構(gòu)后的微閥在正常工作狀態(tài)下不再消耗電能，只在啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)消耗電能，因此能夠最大程度地降低電能消耗。
[0044]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0045]圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的微閥的組裝示意圖。如圖1所示，微閥包括設(shè)有封閉腔區(qū)的閥體、第一閥口 1、第二閥口 2、主致動(dòng)器3、副致動(dòng)器4、第一懸臂5、第二懸臂6、開關(guān)件7以及止動(dòng)件。
[0046]作為各實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施例，本申請(qǐng)中的閥體包括第一基板10、第二基板11和第三基板12，第二基板11設(shè)置于第一基板10和第三基板12之間。第二基板11上設(shè)置空腔，該空腔由第一基板10和第三基板12封閉形成所述腔區(qū)。第三基板12上設(shè)有第一通孔13和第二通孔14。第一通孔13用于穿過連接主致動(dòng)器3與電接觸部件的金屬線，第二通孔14用于穿過連接副致動(dòng)器4與電接觸部件的金屬線。通過第一通孔13內(nèi)的金屬線的連接，電接觸部件與主致動(dòng)器3位于同一閉合電路。通過第二通孔14內(nèi)的金屬線的連接，電接觸部件與副致動(dòng)器4位于同一閉合電路。
[0047]第一閥口 I和第二閥口 2配置于第一基板上，第一閥口 I和第二閥口 2與封閉的腔區(qū)連通。第一閥口 I和第二閥口 2均可作為微閥的進(jìn)口，也可作為微閥的出口，只是在一者作為進(jìn)口時(shí)，另一者則為出口。本發(fā)明中將以第一閥口 I為進(jìn)口，第二閥口為出口為例展開描述。
[0048]需要說明的是，本實(shí)施例中閥體由三層基板組成的結(jié)構(gòu)只是示例性的，凡是能夠形成設(shè)定體積的封閉腔區(qū)，并能夠配置第一閥口、第二閥口、第一通孔和第二通孔的閥體結(jié)構(gòu)均落入本發(fā)明的范圍。
[0049]主致動(dòng)器3、副致動(dòng)器4、第一懸臂5、第二懸臂6、開關(guān)件7和止動(dòng)件均設(shè)置于閥體的封閉腔區(qū)內(nèi)。
[0050]圖2示出了圖1中第二基板的縱向截面圖。如圖2所示，第一懸臂5與主致動(dòng)器3配合使用。第二懸臂6與副致動(dòng)器4配合使用。
[0051]第一懸臂5包括連接端和隨動(dòng)端。第一懸臂5的連接端與主致動(dòng)器3連接；第一懸臂5的隨動(dòng)端安裝開關(guān)件7。固定于第一懸臂隨動(dòng)端的開關(guān)件7位于第一閥口 I的一個(gè)側(cè)端，在第一懸臂隨動(dòng)端的推動(dòng)下開關(guān)件7打開和關(guān)閉第一閥口 I。需要說明的是，開關(guān)件7設(shè)置于第一閥口 I的那一側(cè)端與第一懸臂隨動(dòng)端的移動(dòng)軌跡有關(guān)，若第一懸臂隨動(dòng)端在腔區(qū)內(nèi)沿左右移動(dòng)，則開關(guān)件7可設(shè)置于第一閥口 I的左側(cè)或右側(cè)。若第一懸臂隨動(dòng)端在腔區(qū)內(nèi)沿上下移動(dòng)，則開關(guān)件7可設(shè)置于第一閥口 I的上側(cè)或下側(cè)。
[0052]作為各實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施例，本申請(qǐng)中的主致動(dòng)器3包括主支桿30、主肋桿31以及主脊桿32。主支桿30固定于腔區(qū)的內(nèi)壁上。主肋桿31包括移動(dòng)端和固定端，主肋桿31的固定端固定于腔區(qū)的內(nèi)壁上。主脊桿32的一端與主肋桿31的移動(dòng)端連接，另一端與第一懸臂中靠近并距離第一懸臂連接端端部設(shè)定距離的部位固定連接。主脊桿32、主支桿30和第一懸臂組成以主支桿30其中一個(gè)端部為支點(diǎn)、主脊桿32為動(dòng)力、第一懸臂為動(dòng)力臂的杠桿結(jié)構(gòu)。主脊桿32的著力點(diǎn)與第一懸臂的隨動(dòng)端位于杠桿支點(diǎn)的同側(cè)，則第一懸臂隨動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向與主脊桿32的施力方向一致。
[0053]本發(fā)明中的主致動(dòng)器3為電熱驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，在給主致動(dòng)器3的主肋桿31的兩端供電時(shí)，在電流的熱效應(yīng)作用下，主肋桿31受熱膨脹，產(chǎn)生形變，推動(dòng)主脊桿32移動(dòng)，主脊桿32的微小移動(dòng)經(jīng)杠桿放大后，第一懸臂的隨動(dòng)端推動(dòng)開關(guān)件7移動(dòng)。在主肋桿31的兩端斷電后，主脊桿32在主肋桿31的彈性力作用下反向移動(dòng)，第一懸臂的隨動(dòng)端隨主脊桿32的移動(dòng)方向復(fù)位。
[0054]第二懸臂6包括連接端和隨動(dòng)端。作為各實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施例，本申請(qǐng)中的副致動(dòng)器4包括副支桿40、包括移動(dòng)端和固定端的副肋桿41以及副脊桿42。副支桿40固定于腔區(qū)的內(nèi)壁上。副肋桿41的固定端固定于腔區(qū)的內(nèi)壁上。副脊桿42的一端與副肋桿41的移動(dòng)端連接，另一端與第二懸臂中靠近并距離第二懸臂連接端端部設(shè)定距離的部位固定連接。副脊桿42、副支桿40和第二懸臂組成以副支桿40其中一個(gè)端部為支點(diǎn)、副脊桿42為動(dòng)力、第二懸臂為動(dòng)力臂的杠桿結(jié)構(gòu)；第二懸臂隨動(dòng)端的施力方向與副脊桿42的施力方向一致。
[0055]優(yōu)選地，本發(fā)明中的副致動(dòng)器選用電熱驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，在給副致動(dòng)器的副肋桿41的兩端供電時(shí)，在電流的熱效應(yīng)作用下，副肋桿41受熱膨脹，產(chǎn)生形變，推動(dòng)副脊桿42移動(dòng)，副脊桿42的微小移動(dòng)經(jīng)杠桿放大后，第二懸臂的隨動(dòng)端進(jìn)行相應(yīng)位移的移動(dòng)。在副肋桿41的兩端斷電后，副脊桿42在副肋桿41的彈性力作用下反向移動(dòng)，第二懸臂的隨動(dòng)端隨副脊桿42的移動(dòng)方向逐漸復(fù)位。
[0056]作為其中一種優(yōu)選方案，本申請(qǐng)中的致動(dòng)件包括朝向相反的第一凸起部8和第二凸起部9。其中，第一凸起部8設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端的端部；第二凸起部9設(shè)置于開關(guān)件7的端部。在主致動(dòng)器與副致動(dòng)器按預(yù)定順序設(shè)定通斷電后，第一凸起部8和第二凸起部9卡合，以鎖定開關(guān)件。
[0057]為實(shí)現(xiàn)第一凸起部8和第二凸起部9卡合，開關(guān)件的端部與第二懸臂隨動(dòng)端需存在一個(gè)高度差。在本實(shí)施例中，第二懸臂隨動(dòng)端高于開關(guān)件的端部，第一凸起部8設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端端部的底端且設(shè)置方向朝下，第二凸起部9設(shè)置于開關(guān)件的端部的頂端且設(shè)置方向朝上。第一凸起部8與第二凸起部9在左右方向上相隔設(shè)定距離。第一凸起部8底端端面所處的高度小于第二凸起部9頂端端面所處的高度，并在第一凸起部8向上運(yùn)動(dòng)至設(shè)定位置時(shí)，第一凸起部8底端端面所處的高度大于第二凸起部9頂端端面所處的高度。
[0058]當(dāng)開啟微閥時(shí)，首先為副致動(dòng)器的副肋桿41的兩端供電，圖3示出了副致動(dòng)器在通電狀態(tài)時(shí)第二懸臂的狀態(tài)圖。如圖3所示，第二懸臂的隨動(dòng)端在副脊桿42的推動(dòng)下向上移動(dòng)。在第二懸臂隨動(dòng)端的移動(dòng)完畢后，為主致動(dòng)器3的主肋桿31的兩端供電。圖4示出了主致動(dòng)器與副致動(dòng)器處于通電狀態(tài)時(shí)第一懸臂的狀態(tài)圖，如圖4所示，第一懸臂的隨動(dòng)端在主脊桿32的推動(dòng)下向左或左下方移動(dòng)，此時(shí)副致動(dòng)器仍處于通電狀態(tài)，第一凸起部8底端端面高于第二凸起部9頂端端面，不會(huì)干擾到開關(guān)件的移動(dòng)。
[0059]隨后依次將副、主致動(dòng)器3斷電。首先將副致動(dòng)器斷電，圖5示出了副致動(dòng)器斷電后第一懸臂與第二懸臂的狀態(tài)圖。如圖5所示，副肋桿41冷卻收縮，副脊桿42在彈性力的作用下向下復(fù)位運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而將第二懸臂隨動(dòng)端向下拉回到初始位置。此時(shí)第一凸起部8的底端運(yùn)動(dòng)到第二凸起部9的右側(cè)，即處于主致動(dòng)器3的復(fù)位路徑上。隨后主致動(dòng)器斷電，主致動(dòng)器上的主肋桿31冷卻收縮，主脊桿32在主肋桿彈性力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，第一懸臂的隨動(dòng)端帶動(dòng)開關(guān)件向右移動(dòng)。然而由于第一凸起部8和第二凸起部9的存在，形成卡扣結(jié)構(gòu)，開關(guān)件無(wú)法復(fù)位到初始位置，而是被鎖定在如圖5所示的位置。此時(shí)微閥處于打開狀態(tài)，流體在微閥內(nèi)部流動(dòng)情況如圖5中帶箭頭的實(shí)線所示，第一閥口 I與第二閥口 2之間完全連通。
[0060]由以上可知，關(guān)閉微閥，主致動(dòng)器與副致動(dòng)器的通斷電順序?yàn)?
[0061]副致動(dòng)器通電一主致動(dòng)器通電一副致動(dòng)器斷電一主致動(dòng)器斷電。
[0062]當(dāng)關(guān)閉微閥時(shí)，首先為主致動(dòng)器的主肋桿31的兩端供電，第一懸臂的隨動(dòng)端在主脊桿32的推動(dòng)下向左或左下方移動(dòng)，第二凸起部9隨之向左或左下方移動(dòng)。第二凸起部9逐漸遠(yuǎn)離第一凸起部8，兩者不再卡合。在第一懸臂隨動(dòng)端的移動(dòng)完畢后，為副致動(dòng)器的副肋桿41的兩端供電，第二懸臂的隨動(dòng)端在副脊桿42的推動(dòng)下向上移動(dòng)。在第一凸起部8底端端面高于第二凸起部9頂端端面后，為主致動(dòng)器的主肋桿的兩端斷電，第二凸起部9隨開關(guān)件向左移動(dòng)至初始位置，即開關(guān)件將第一閥口 I關(guān)閉。第一閥口 I與第二閥口 2之間不連通，則微閥關(guān)閉。隨后將副致動(dòng)器斷電，副肋桿41冷卻收縮，副脊桿42在彈性力的作用下向下復(fù)位運(yùn)動(dòng)，第二懸臂隨動(dòng)端及第一凸起部8均逐漸復(fù)位。
[0063]由以上可知，關(guān)閉微閥，主致動(dòng)器與副致動(dòng)器的通斷電順序?yàn)?
[0064]主致動(dòng)器通電一副致動(dòng)器通電一主致動(dòng)器斷電一副致動(dòng)器斷電。
[0065]由上述技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)中的微閥通過設(shè)置主、副致動(dòng)器及止動(dòng)件結(jié)構(gòu)，使微閥在斷電情況下，能夠保持打開或者關(guān)閉狀態(tài)，而不需要持續(xù)供電，因而能夠大幅降低微閥的功耗。
[0066]作為另一優(yōu)選方案，止動(dòng)件包括第三凸起部和凹嵌部(圖中未示出)的結(jié)構(gòu)。其中，第三凸起部(結(jié)構(gòu)與第一凸起部相似，故省略)設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端的端部；凹嵌部設(shè)置于開關(guān)件端部的頂面。
[0067]第二懸臂隨動(dòng)端高于開關(guān)件端部的頂面，第三凸起部設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端端部的底端且設(shè)置方向朝下，第三凸起部與開關(guān)件左端面相隔設(shè)定距離。第三凸起部底端端面所處的高度小于凹嵌部頂面所處的高度，并在第三凸起部向上運(yùn)動(dòng)至設(shè)定位置時(shí)，第三凸起部底端端面所處的高度大于凹嵌部頂面所處的高度。
[0068]采用上述止動(dòng)件的微閥，開啟與關(guān)閉時(shí)，主致動(dòng)器與副致動(dòng)器的通斷順序及工作原理與止動(dòng)件包括第一凸起部8和第二凸起部9的微閥中主致動(dòng)器與副致動(dòng)器的通斷順序及工作原理相同，此處不再贅述。
[0069]作為再一優(yōu)選方案，止動(dòng)件中的第三凸起部設(shè)置于開關(guān)件的端部，凹嵌部設(shè)置于第二懸臂隨動(dòng)端端部的底面。
[0070]第二懸臂隨動(dòng)端高于開關(guān)件端部的頂面，第三凸起部設(shè)置于開關(guān)件端部的頂端且設(shè)置方向朝上，第三凸起部與第二懸臂右端面相隔設(shè)定距離。第三凸起部頂端端面所處的高度大于第二懸臂隨動(dòng)端底部凹嵌部底面所處的高度，并在凹嵌部底面隨第二懸臂隨動(dòng)端向上運(yùn)動(dòng)至設(shè)定位置時(shí)，第三凸起部頂端端面所處的高度小于凹嵌部底面所處的高度。
[0071]采用上述止動(dòng)件的微閥，開啟與關(guān)閉時(shí)，主致動(dòng)器與副致動(dòng)器的通斷順序及工作原理與止動(dòng)件包括第一凸起部8和第二凸起部9的微閥中主致動(dòng)器與副致動(dòng)器的通斷順序及工作原理相同，此處不再贅述。
[0072]需要說明的是，上述列舉出的止動(dòng)件的結(jié)構(gòu)用于說明但不限于上述結(jié)構(gòu)。凡是在微閥開啟后能夠?qū)㈤_關(guān)件進(jìn)行鎖定的止動(dòng)件的結(jié)構(gòu)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0073]本申請(qǐng)中，能夠?qū)⒌谝婚y口 I阻擋且其端部能夠設(shè)置凸起部或凹嵌部的結(jié)構(gòu)，均可作為本申請(qǐng)中開關(guān)件的結(jié)構(gòu)。作為各實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施例，本申請(qǐng)中的開關(guān)件可為擋塊。
[0074]開關(guān)件采用擋塊時(shí)，由第一閥口流入的流體作用于擋塊上，擋塊上受到的作用力沿圖2中垂直紙面向上的方向，擋塊中與第一閥口接觸的側(cè)面所受的壓力大于位于腔區(qū)內(nèi)那一側(cè)面所受的壓力。第一懸臂隨動(dòng)端推動(dòng)開關(guān)件向左側(cè)移動(dòng)，與擋塊兩側(cè)面的壓力差的方向垂直。當(dāng)擋塊兩側(cè)面的壓力差越大時(shí)，第一懸臂隨動(dòng)端推動(dòng)開關(guān)件向左側(cè)移動(dòng)的難度就越大，消耗的電能越多。
[0075]為進(jìn)一步減少能耗，減小開關(guān)件中與第一閥口 I相貼的側(cè)面與與其相反的位于腔區(qū)內(nèi)的側(cè)面之間的壓力差，優(yōu)選地，本申請(qǐng)中的開關(guān)件7包括固定于第一懸臂隨動(dòng)端端部的滑塊70和開于第一懸臂隨動(dòng)端的缺口 71。
[0076]滑塊70與缺口 71并列設(shè)置，滑塊70的中間開有通孔，通孔的最大孔徑小于滑塊封堵的第一閥口 I的孔徑。主致動(dòng)器在未通電狀態(tài)時(shí)，滑塊70中通孔外圍的那一部分用于封堵第一閥口 I。缺口 71與腔區(qū)連通，在主致動(dòng)器處于通電狀態(tài)時(shí)，滑塊70在主致動(dòng)器的推動(dòng)下移動(dòng)，缺口 71打開第一閥口。
[0077]滑塊70的中心配置通孔，第一懸臂推動(dòng)滑塊70 —部分后，滑塊70中的通孔連通第一閥口與閥體內(nèi)的腔區(qū)，腔區(qū)與閥體外部壓力相同，第一懸臂隨動(dòng)端可輕松將滑塊70推動(dòng)，并使缺口 71成比例地與第一閥口重合。與采用擋塊方案相比，該方案由于實(shí)施閥體內(nèi)外壓力平衡措施，能夠進(jìn)一步節(jié)約電能。
[0078]或者，開關(guān)件也可設(shè)置于第二閥口 2的位置，封堵微閥中的第一閥口或第二閥口2，均可將微閥關(guān)閉。
[0079]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中的微閥，在第一懸臂、開關(guān)件及第二懸臂的周邊均設(shè)置有一定間隙，此作為腔區(qū)中的壓力平衡通道。圖6示出了第一懸臂與第二懸臂連接處的局部放大圖。圖6中虛線箭頭所示的空間即為微閥的壓力平衡通道。壓力平衡通道用于快速平衡主致動(dòng)器瞬時(shí)移動(dòng)產(chǎn)生的瞬間壓差，防止因瞬時(shí)壓差造成的主致動(dòng)器和副致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)不暢。
[0080]綜上，本申請(qǐng)中的技術(shù)方案能夠使微閥在斷電情況下，依然能夠保持打開或者關(guān)閉狀態(tài)，因而能夠大幅降低微閥的功耗。
[0081]本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。
[0082]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微閥，包括設(shè)有封閉腔區(qū)的閥體，配置于所述閥體上并與所述腔區(qū)連通的第一閥口(I)和第二閥口(2)，其特征在于，還包括: 設(shè)置于所述腔區(qū)內(nèi)的主致動(dòng)器(3)、副致動(dòng)器(4)、包括連接端和隨動(dòng)端的第一懸臂(5)、包括連接端和隨動(dòng)端的第二懸臂￠)以及止動(dòng)件，其中， 所述主致動(dòng)器(3)連接第一懸臂(5)的連接端，第一懸臂(5)的隨動(dòng)端安裝有打開和關(guān)閉第一閥口(I)或第二閥口(2)的開關(guān)件(7); 所述副致動(dòng)器(4)與第二懸臂￠)的連接端連接； 在所述主致動(dòng)器(3)通電后通過推動(dòng)第一懸臂(5)將所述開關(guān)件(7)移動(dòng)至設(shè)定位置后，所述止動(dòng)件連接第二懸臂￠)的隨動(dòng)端與所述開關(guān)件(7)，以鎖定所述開關(guān)件(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微閥，其特征在于，所述止動(dòng)件包括朝向相反的第一凸起部(8)和第二凸起部(9); 第一凸起部(8)設(shè)置于第二懸臂￠)隨動(dòng)端的端部；第二凸起部(9)設(shè)置于所述開關(guān)件(7)的端部；在所述主致動(dòng)器(3)與所述所述副致動(dòng)器(4)按預(yù)定順序設(shè)定通斷電后，第一凸起部⑶和第二凸起部(9)卡合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微閥，其特征在于，所述止動(dòng)件包括第三凸起部和凹嵌部； 第三凸起部設(shè)置于第二懸臂(6)隨動(dòng)端的端部；所述凹嵌部設(shè)置于所述開關(guān)件(7)的端部；在所述主致動(dòng)器(3)與所述所述副致動(dòng)器(4)按預(yù)定順序通斷電后，第三凸起部和所述凹嵌部卡合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微閥，其特征在于，所述止動(dòng)件包括第三凸起部和凹嵌部；第三凸起部設(shè)置于所述開關(guān)件(7)的端部，所述凹嵌部設(shè)置于第二懸臂(6)隨動(dòng)端的端部；在所述主致動(dòng)器(3)與所述所述副致動(dòng)器(4)按預(yù)定順序通斷電后，第三凸起部和所述凹嵌部卡合。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的微閥，其特征在于，所述開關(guān)件(7)包括固定于第一懸臂(5)隨動(dòng)端端部的滑塊(70)和開于第一懸臂(5)隨動(dòng)端的缺口(71); 所述滑塊(70)與所述缺口(71)并列設(shè)置，所述缺口(71)與所述腔區(qū)連通；所述主致動(dòng)器(3)在未通電狀態(tài)時(shí)，所述滑塊(70)封堵第一閥口(I)或第二閥口(2);在所述主致動(dòng)器(3)處于通電狀態(tài)時(shí)，所述滑塊(70)在所述主致動(dòng)器(3)的推動(dòng)下移動(dòng)且所述缺口(71)打開第一閥口(I)或第二閥口(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微閥，其特征在于，所述滑塊(70)的中間開有通孔，所述通孔的最大孔徑小于所述滑塊(70)封堵的第一閥口(I)或第二閥口(2)的孔徑；所述主致動(dòng)器(3)在未通電狀態(tài)時(shí)，所述滑塊(70)中所述通孔外圍的那一部分用于封堵第一閥口(I)或第二閥口(2)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微閥，其特征在于，所述開關(guān)件(7)為擋塊。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微閥，其特征在于，所述主致動(dòng)器(3)包括主支桿(30)、包括移動(dòng)端和固定端的主肋桿(31)以及主脊桿(32); 所述主肋桿(31)的固定端和所述主支桿(30)分別固定于所述腔區(qū)的內(nèi)壁上； 所述主脊桿(32)的一端與所述主肋桿(31)的移動(dòng)端連接，另一端與第一懸臂(5)中靠近并距離其連接端端部設(shè)定距離的部位固定連接； 所述主脊桿(32)、主支桿(30)和第一懸臂(5)組成以所述主支桿(30)其中一個(gè)端部為支點(diǎn)、所述主脊桿(32)為動(dòng)力、第一懸臂(5)為動(dòng)力臂的杠桿結(jié)構(gòu)；第一懸臂(5)隨動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向與所述主脊桿(32)的施力方向一致。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微閥，其特征在于，所述副致動(dòng)器(4)包括副支桿(40)、包括移動(dòng)端和固定端的副肋桿(41)以及副脊桿(42); 所述副肋桿(41)的固定端和所述副支桿(40)分別固定于所述腔區(qū)的內(nèi)壁上； 所述副脊桿(42)的一端與所述副肋桿(41)的移動(dòng)端連接，另一端與第二懸臂(6)中靠近并距離其連接端端部設(shè)定距離的部位固定連接； 所述副脊桿(42)、副支桿(40)和第二懸臂(6)組成以所述副支桿(40)其中一個(gè)端部為支點(diǎn)、所述副脊桿(42)為動(dòng)力、第二懸臂(6)為動(dòng)力臂的杠桿結(jié)構(gòu)；第二懸臂(6)隨動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)方向與所述副脊桿(42)的施力方向一致。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微閥，其特征在于，所述閥體包括第一基板(10)、第二基板(11)和第三基板(12)，第二基板(11)設(shè)置于第一和第三基板之間； 第二基板(11)上設(shè)置空腔，所述空腔由第一和第三基板封閉形成所述腔區(qū)； 第一閥口(I)和第二閥口(2)均設(shè)置于第一基板(10)上； 第三基板(12)上設(shè)有第一通孔(13)和第二通孔(14)，第一通孔(13)用于穿過連接所述主致動(dòng)器(3)與電接觸部件的金屬線；第二通孔(14)用于穿過連接所述副致動(dòng)器(4)與電接觸部件的金屬線。
【文檔編號(hào)】F16K99/00GK105822829SQ201510009301
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日
【發(fā)明人】樓軍, 劉正, 鄭夢(mèng)建
【申請(qǐng)人】浙江盾安人工環(huán)境股份有限公司