用于計(jì)量在微量范圍內(nèi)的介質(zhì)的閥的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于計(jì)量在微量范圍內(nèi)的介質(zhì)的閥
[0001]本發(fā)明涉及用于計(jì)量在少量和微量范圍內(nèi)的介質(zhì)的閥，且具體涉及根據(jù)例如從DE10 2007 020 361 Al中得知的權(quán)利要求1的前序的用于計(jì)量填充介質(zhì)和/或漿狀介質(zhì)的閥。
[0002]雖然可能使用在DE 10 2007 020 361 Al中描述的閥來(lái)計(jì)量少的介質(zhì)的量，但由于工業(yè)產(chǎn)品的小型化不斷進(jìn)一步增加，有必要在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)在微量范圍內(nèi)的漿狀介質(zhì)和/或填充介質(zhì)進(jìn)行非常精確的計(jì)量。
[0003]為了滿足該需求，在DE 10 2007 020 361 Al中描述的閥的兩個(gè)端部位置之間以振蕩方式來(lái)回推兩個(gè)穿孔閥板(perforated valve plate),其中這兩個(gè)穿孔閥板的穿孔只在這兩個(gè)端部位置之一彼此對(duì)準(zhǔn)，使得待計(jì)量的介質(zhì)可通過(guò)它們。雖然可基于在DE 102007 020 361 Al中描述的閥設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到高達(dá)大約IkHz的振蕩頻率，然而，閥打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，這是由于下列事實(shí):這兩個(gè)穿孔閥板的穿孔在兩個(gè)穿孔閥板的相對(duì)速度趨于零的時(shí)間點(diǎn)在來(lái)回振蕩運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)端部位置之一的區(qū)域中彼此對(duì)準(zhǔn)。這產(chǎn)生的結(jié)果是，閥在總周期長(zhǎng)度的大約三分之一期間是打開(kāi)的。
[0004]因?yàn)槭褂迷贒E 10 2007 020 361 Al中描述的閥設(shè)計(jì)也可能幾乎沒(méi)有進(jìn)一步減小該打開(kāi)時(shí)間，故用于進(jìn)一步減小計(jì)量的量的可能方法包括減小對(duì)介質(zhì)的壓力且從而減小其流動(dòng)速度，使得待計(jì)量的較少數(shù)量的介質(zhì)可在閥的打開(kāi)時(shí)間期間通過(guò)打開(kāi)的閥。然而，供應(yīng)壓力也可能不以任何期望的量減小，因?yàn)榉駝t能量不再足以突破待計(jì)量的介質(zhì)的表面張力，使得細(xì)小的液滴可從待計(jì)量的介質(zhì)釋放，如被稱為“噴射”的非接觸式計(jì)量期望的。
[0005]因?yàn)殚y的直徑可能尤其沒(méi)有按需要進(jìn)行減小以當(dāng)計(jì)量填充介質(zhì)時(shí)由于容納在其中的填充材料(例如具有大約50 μ m的直徑的玻璃珠)而減小計(jì)量的量，故仍然需要一種閥，特別是使用該閥可非常精確地計(jì)量在微量范圍內(nèi)的填充介質(zhì)和/或漿狀介質(zhì)。
[0006]因此本發(fā)明的根本目的是滿足該需求。
[0007]根據(jù)第一方面，該目的由具有權(quán)利要求1所述的特征的閥來(lái)滿足。
[0008]與在DE 10 2007 020 361 Al中描述的閥一樣，根據(jù)本發(fā)明的閥也具有帶有計(jì)量開(kāi)口的閥元件和平移地可移動(dòng)并具有流動(dòng)開(kāi)口(flow opening)的閥門(mén)，因此此時(shí)關(guān)于這兩個(gè)元件的另外的細(xì)節(jié)和關(guān)于用于引起閥門(mén)的平移運(yùn)動(dòng)的裝置明確參考在DE 10 2007 020361 Al中的相應(yīng)陳述，其因此通過(guò)引用DE 10 2007 020 361 Al—起被列入本文中。
[0009]與已經(jīng)知道的閥一樣，根據(jù)本發(fā)明的閥的閥門(mén)也配置成在閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口與閥元件的計(jì)量開(kāi)口暫時(shí)對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程中執(zhí)行振蕩雙沖程運(yùn)動(dòng)。然而，現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明做出規(guī)定:在閥門(mén)的每個(gè)雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口與閥元件的計(jì)量開(kāi)口兩次對(duì)準(zhǔn)，即，第一次在前進(jìn)沖程期間且第二次在返回沖程期間。
[0010]與從DE 10 2007 020 361 Al得知的閥不同，穿孔閥板的穿孔因此在閥門(mén)的雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中在閥門(mén)到達(dá)雙沖程運(yùn)動(dòng)的死點(diǎn)(dead center)的時(shí)間點(diǎn)未對(duì)準(zhǔn)；根據(jù)本發(fā)明更確切地做出規(guī)定:閥門(mén)在其雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中移動(dòng)越過(guò)閥元件，使得閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口在兩個(gè)死點(diǎn)之間與閥元件的計(jì)量開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)殚y門(mén)在該兩個(gè)死點(diǎn)之間的路徑的中間處達(dá)到其最大速度，故閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口因此只在一段非常小的持續(xù)時(shí)間與閥元件的計(jì)量開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)，由此，以期望的方式進(jìn)一步減小待計(jì)量的介質(zhì)數(shù)量變得可能。
[0011]為了確保閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口可在其雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中越過(guò)閥元件在兩側(cè)處移動(dòng)且具體為移動(dòng)越過(guò)閥元件的計(jì)量開(kāi)口，雙沖程運(yùn)動(dòng)的沖程從大約700 μ m到大約1000 μ m的增加在某些情況下可能是必要的；然而，這只在可達(dá)到的振蕩頻率中是稍微明顯的。然而相反，由于當(dāng)閥門(mén)在兩個(gè)死點(diǎn)之間達(dá)到其最大速度時(shí)兩個(gè)開(kāi)口彼此對(duì)準(zhǔn)的事實(shí)，閥打開(kāi)持續(xù)時(shí)間可從大約周期長(zhǎng)度的三分之一減小到大約周期長(zhǎng)度的十分之一，使得與可達(dá)到的振蕩頻率的任何減小比較，由此可關(guān)于計(jì)量的量的減小實(shí)現(xiàn)的益處是高度顯著的。
[0012]現(xiàn)在將在下面考慮閥的有利實(shí)施方式，另外的實(shí)施方式也從附圖的描述、附圖和從屬權(quán)利要求中得到。
[0013]因此根據(jù)實(shí)施方式做出規(guī)定:在位于兩個(gè)打開(kāi)位置之間的雙沖程運(yùn)動(dòng)的該部分期間，閥元件的計(jì)量開(kāi)口由閥門(mén)閉合，在該兩個(gè)打開(kāi)位置期間，閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口在閥門(mén)的雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中相應(yīng)地與閥元件的計(jì)量開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。因此，閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口移動(dòng)遠(yuǎn)到越過(guò)閥元件的計(jì)量開(kāi)口使得閥元件的計(jì)量開(kāi)口完全閉合。在這方面，當(dāng)閥門(mén)在其雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中位于其兩個(gè)死點(diǎn)之一處時(shí)，閥元件的計(jì)量開(kāi)口具體由閥門(mén)來(lái)閉合，使得沒(méi)有待計(jì)量的介質(zhì)可在閥門(mén)在兩個(gè)死點(diǎn)處的比較長(zhǎng)的停頓時(shí)間期間通過(guò)閥。
[0014]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式做出規(guī)定:在閥門(mén)的速度在其雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中在雙沖程運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)死點(diǎn)之間達(dá)到最大值時(shí)的每種情況下，閥門(mén)的流動(dòng)開(kāi)口在閥門(mén)的每個(gè)雙沖程運(yùn)動(dòng)期間至少與閥元件的計(jì)量開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。雖然可由此以前面已經(jīng)解釋的方式實(shí)現(xiàn)待計(jì)量的介質(zhì)數(shù)量的實(shí)質(zhì)減小，因?yàn)榇┛组y板的穿孔彼此對(duì)準(zhǔn)的持續(xù)時(shí)間被最小化，然而同樣可能的是，閥元件的計(jì)量開(kāi)口被布置成或可布置成相對(duì)于閥門(mén)的雙沖程運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)死點(diǎn)稍微偏離中心，因?yàn)閾?jù)此，閥的打開(kāi)時(shí)間可以用簡(jiǎn)單的方式改變且因此計(jì)量的數(shù)量可以用簡(jiǎn)單的方式改變。
[0015]如可從上面的陳述中看到的，使用根據(jù)本發(fā)明的閥減小計(jì)量的量而無(wú)需為了這個(gè)目的必須減小供應(yīng)壓力是可能的，因?yàn)殚y門(mén)在其雙沖程運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中越過(guò)閥元件的計(jì)量開(kāi)口在兩側(cè)移動(dòng)。因此由供應(yīng)壓力提供足夠的能量以克服待計(jì)量的介質(zhì)的表面張力，使得單個(gè)液滴可從介質(zhì)釋放。
[0016]為了能夠更進(jìn)一步減小計(jì)量的量，通常也有以前面已經(jīng)解釋的方式減小供應(yīng)壓力并因此減小介質(zhì)的流動(dòng)速度的可能性。然而，如果供應(yīng)壓力變得太小，則在某些情況下可能不再提供足夠的能量來(lái)克服待計(jì)量的介質(zhì)的表面張力使得單個(gè)液滴可從介質(zhì)釋放。
[0017]因此，根據(jù)第二方面，本發(fā)明的根本目的進(jìn)一步由具有權(quán)利要求5所述的特征并優(yōu)選地與根據(jù)權(quán)利要求1的閥的閥元件下游處的閥元件的計(jì)量開(kāi)口流體連通的閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。公認(rèn)優(yōu)選地，根據(jù)權(quán)利要求1的閥與根據(jù)權(quán)利要求5的閥結(jié)合使用，以便因此能夠借助于根據(jù)權(quán)利要求1的閥進(jìn)一步減小可達(dá)到的計(jì)量的量。然而也可將常規(guī)的計(jì)量閥(例如在DE10 2007 020 361 Al中描述的閥)與根據(jù)權(quán)利要求5的閥連同組合，以便因此能夠只通過(guò)減小供應(yīng)壓力來(lái)進(jìn)一步減小計(jì)量的量，而這不以液滴釋放為代價(jià)。
[0018]對(duì)根據(jù)權(quán)利要求5的閥做出規(guī)定:該閥具有彈性壓縮或收縮體，該彈性壓縮或收縮體具有在其中形成的壓縮腔，壓縮腔在所述閥元件(例如權(quán)利要求1所述的閥的閥元件)的下游與閥元件的計(jì)量開(kāi)口流體連通。在這方面，由于壓縮體的彈性，壓縮腔的容積可減小，使得分配到壓縮腔中的計(jì)量介質(zhì)被擠壓或者加速通過(guò)噴嘴，噴嘴與壓縮腔在下游流體連通。計(jì)量介質(zhì)由此具有足夠的能量來(lái)克服表面張力以節(jié)流(meter out)液滴并將它應(yīng)用到基質(zhì)。
[0019]在下文中，將考慮根據(jù)本發(fā)明的第二方面(權(quán)利要求5)的閥的優(yōu)選實(shí)施方式，另外的實(shí)施方式也能夠從附圖的描述、附圖和從屬于權(quán)利要求5的各項(xiàng)權(quán)利要求得到。
[0020]因此根據(jù)實(shí)施方式做出規(guī)定:在閥元件的計(jì)量開(kāi)口和與壓縮腔在下游流體連通的噴嘴之間延伸的壓縮腔的容積可在計(jì)量開(kāi)口和噴嘴之間壓縮，用于在流動(dòng)方向上和/或垂直于流動(dòng)方向的容積減小。例如，壓縮腔可由彈性體(例如軟管)形成，彈性體可在徑向方向上進(jìn)行壓縮以便因此引起期望的容積減小。根據(jù)另一實(shí)施方式，壓縮腔可例如由例如大體上球形的彈性囊(bubble)形成，該囊可在計(jì)量開(kāi)口和噴嘴之間在流動(dòng)方向的軸向方向上被壓縮，以便因此能夠引起期望的容積減小。
[0021]根據(jù)另一實(shí)施方式，閥具有至少一個(gè)致動(dòng)器，具體為至少