DE10314387A1 - Valve for passages of construction elements of microtechnology has valve plate with inlet and outlet interconnected by passage formed in sealing plate mounted to slide on valve plate - Google Patents

Valve for passages of construction elements of microtechnology has valve plate with inlet and outlet interconnected by passage formed in sealing plate mounted to slide on valve plate Download PDF

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Manfred Dr. Wetzko
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Abstract

The valve for the passages of construction elements of microtechnology has a valve plate (2) with an inlet (5) and an outlet (6) which are interconnected by a passage (3K) which is formed in a sealing plate (3) mounted to slide on the valve plate. The valve plate and sealing plate are manufactured from silicon and are polished, and their dimensions come to only a few hundred microns. The inlet and the outlet, spaced apart from it, extend between the large boundary faces (2S,2U) of the valve plate. The sealing plate with the boundary face (3U) in which the passage is formed can slide on the boundary face of the valve plate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a Valve according to the generic term of claim 1.

Ein solches Ventil findet in der Mikrosystemtechnik eine Anwendung, wo es zum Öffnen und Schließen von Mikrokanälen genutzt wird, durch die Gase oder Flüssigkeiten geleitet werden.Such a valve takes place in the Microsystem technology an application where it is used to open and close microchannels is used through which gases or liquids are passed.

Solche Mikrokanäle sind beispielsweise innerhalb von Trägerelementen ausgebildet, die zur Aufnahme von Analysegeräten, Messeinrichtungen, Sensoren und Vorratsbehältern genutzt werden. Da diese Bauelemente sehr kleine Abmessungen aufweisen, sind sie oftmals schwer zu handhaben. Aus diesem Grund werden sie in solche Trägerelemente integriert. Die Kanäle eines solchen Trägerelements können ein ganzes Kanalsystem bilden. Innerhalb eines solchen Kanalsystems kann ein strömendes Medium beispielsweise auf mehre Kanäle umgelenkt werden, ein Kanal kann für den Durchlass eines strömenden Medium geöffnet und ein anderer Kanal geschlossen oder mehrere strömende Medien können gemeinsam in einen Kanal eingeleitet werden. Die bis jetzt in einem solchen Kanalsystem verwendeten Ventile ermöglichen das Öffnen, Schließen und Verbinden von Kanälen oftmals nicht so zuverlässig, wie das für die Analysen und Messungen und erforderlich ist, die mit den Bauelementen der Mikrotechnik durchgeführt werden.Such microchannels are, for example, within of carrier elements trained to accommodate analyzers, measuring devices, sensors and storage containers be used. Since these components have very small dimensions, they are often difficult to handle. Because of this, they will integrated in such support elements. The canals of such a support member can form entire channel system. Within such a channel system can be a pouring Medium can be diverted to multiple channels, for example, one channel can for the passage of a flowing Medium opened and another channel closed or several flowing media can together be introduced into a channel. So far in one Valve system used allow opening, closing and Connect channels often not so reliable, like that for the analyzes and measurements and is necessary with the components of microtechnology become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil aufzuzeigen, das sehr fest schließt, dessen Ansprechzeiten an die Reaktionszeiten der Mikrotechnik angepasst sind, und das auf einfache Weise in das Kanalsystem vom Bauelementen der Mikrotechnik integriert werden kann.The invention is based on the object Show valve that closes very tightly, its response times the response times are adapted to the microtechnology, and that on simple way in the channel system from components of microtechnology can be integrated.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is due to the characteristics of claim 1 solved.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Other inventive features are in the dependent claims characterized.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.The invention will follow Hand explained in more detail by schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein erfindungsgemäßes Ventil, 1 a valve according to the invention,

2 das in 1 dargestellte Ventil in geschlossenen Zustand, 2 this in 1 valve shown in the closed state,

3 das als Strömungsbegrenzer genutzte Ventil gemäß 1, 3 the valve used as a flow restrictor according to 1 .

4 ein aus drei Bauelementen zusammengesetztes Ventil, 4 a valve composed of three components,

5 einen Vertikalschnitt durch das in 4 dargestellte Ventil, 5 a vertical section through the in 4 valve shown,

6 eine Variante des in 4 dargestellten Ventils, 6 a variant of the in 4 valve shown,

7 das Ventil gemäß 6 im Vertikalschnitt, 7 the valve according to 6 in vertical section,

8 eine weitere Ausführungsform eines Ventils, 8th another embodiment of a valve,

9 das teilweise zusammengebaute Ventil gemäß 8. 9 the partially assembled valve according to 8th ,

1 zeigt ein Ventil 1, das aus einer Ventilplatte 2 und einer Verschlussplatte 3 zusammengebaut ist. Die Ventilplatte 2 und die Verschlussplatte 3 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als gleich dicke Rechtecke ausgebildet, aus Silizium gefertigt und zudem poliert. Ihre Abmessungen liegen in einem Bereich von wenigen hun dert μm. Falls es die Gegebenheiten erfordern, können die beiden Platten 2 und 3 auch in einer anderen Art und Weise geformt werden. Die Ventilplatte 2 ist mit einem Zufluss 5 und einem Abfluss 6 versehen, die beide in einem definierten Abstand voneinander angeordnet sind. Der Zufluss 5 und der Abfluss 6 sind senkrecht zu der Längsachse der Ventilplatte 2 ausgerichtet. Beide erstrecken sich zwischen den beiden großen Begrenzungsflächen 2S und 2U der Ventilplatte 2, und sind nach außen voll durchgängig. Auf der ersten großen Begrenzungsfläche 2S der Ventilplatte 2 ist die Verschlussplatte 3 mit ihrer großen Begrenzungsfläche 3U so aufgelegt, dass diese auf der Begrenzungsfläche 2S gleiten kann. Die Verschlussplatte 3 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel etwas kürzer als die Ventilplatte 2 ausgebildet ist, dadurch kann sie leichter bewegt und auch auf der Ventilplatte 2 gehalten werden. 1 shows a valve 1 that from a valve plate 2 and a closing plate 3 is assembled. The valve plate 2 and the closing plate 3 are formed in the embodiment shown here as rectangles of equal thickness, made of silicon and also polished. Their dimensions are in the range of a few hundred μm. If the circumstances require, the two plates can 2 and 3 can also be shaped in a different way. The valve plate 2 is with an inflow 5 and a drain 6 provided, which are both arranged at a defined distance from each other. The inflow 5 and the drain 6 are perpendicular to the longitudinal axis of the valve plate 2 aligned. Both extend between the two large boundary surfaces 2S and 2U the valve plate 2 , and are fully consistent with the outside. On the first large boundary area 2S the valve plate 2 is the locking plate 3 with its large boundary area 3U placed so that this on the boundary surface 2S can slide. The closing plate 3 is somewhat shorter than the valve plate in the embodiment shown here 2 is formed, this makes it easier to move and also on the valve plate 2 being held.

In der großen Begrenzungsfläche 3U der Verschlussplatte 3, die gleitend auf der Begrenzungsfläche 2S der Ventilplatte 2 angeordnet ist, ist ein Kanal 3K ausgebildet. Der Kanal 3K ist beispielsweise in die Begrenzungsfläche 3U eingeätzt. Durch das Verschieben der Verschlussplatte 3 kann der Kanal 3K so über dem Zufluss 5 und dem Abfluss 6 angeordnet werden, dass er beide überdeckt. Die Länge des Kanals 3K ist so bemessen, dass durch ihn eine Verbindung zwischen dem Zufluss 5 und der Abfluss 6 herstellt werden kann. Ein strömendes Medium 20, das beispielsweise aus einer Leitung (hier nicht dargestellt) in den Zufluss 5 eingeleitet wird, kann bei der in 1 dargestellten Position der Verschlussplatte 3 bis in den Kanal 3K und von dort weiter in den Abfluss 6 strömen. Von dort kann das Medium 20 beispielsweise in einen Kanal (hier nicht dargestellt) fließen, der mit dem Eingang einer Messvorrichtung (hier nicht dargestellt) in Verbindung steht. Die Abmessungen des Kanals 3K und die Abmessungen des Zuflusses 5 und des Abflusses 6 sind so aufeinander abgestimmt, dass es bei vollständig geöffnetem Ventil 1 zu keinem Stau des Mediums 20 innerhalb des Ventils 1 kommt.In the large boundary area 3U the closing plate 3 that slide on the boundary surface 2S the valve plate 2 is arranged is a channel 3K educated. The channel 3K is, for example, in the boundary surface 3U etched. By moving the locking plate 3 can the channel 3K so over the inflow 5 and the drain 6 be arranged so that it covers both. The length of the channel 3K is dimensioned so that it connects the inflow 5 and the drain 6 can be manufactured. A flowing medium 20 , for example from a line (not shown here) into the inflow 5 can be initiated at the in 1 shown position of the closure plate 3 up into the canal 3K and from there into the drain 6 stream. From there the medium can 20 For example, flow into a channel (not shown here), which is connected to the input of a measuring device (not shown here). The dimensions of the channel 3K and the dimensions of the inflow 5 and the drain 6 are matched to each other so that when the valve is fully open 1 to no jamming of the medium 20 inside the valve 1 comes.

Die Verschlussplatte 3 wird so auf der Ventilplatte 2 bewegt, dass ihre Längsachse parallel zu der Längsachse der Verschlussplatte 3 verschoben wird. Das Verschieben der Verschlussplatte 3 erfolgt mit Hilfe eines Betätigungselements (hier nicht dargestellt), das die Verschlussplatte 3 in die jeweils gewünschte Position bewegt und auch gleich zeitig führt und hält. Wie 2 zu entnehmen ist, kann die Verschlussplatte 3 mindestens so weit verschoben werden, dass sich der Kanal 3K nur noch über dem Abfluss 6 befindet und der Zufluss 5 durch die Begrenzungsfläche 3U verschlossen wird. Damit ist der Fluss des Mediums 20 über den Kanal 3K in den Abfluss 6 unterbunden.The closing plate 3 so on the valve plate 2 moves its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the closure plate 3 is moved. Moving the locking plate 3 takes place with the help of an actuating element (not shown here), which is the closure plate 3 moved to the desired position and also leads and holds at the same time. How 2 can be seen, the locking plate 3 be shifted at least so far that the canal 3K just over the drain 6 located and the inflow 5 through the boundary surface 3U is closed. So that's the Flow of the medium 20 over the channel 3K in the drain 6 prevented.

Wie 3 zu entnehmen ist, kann das Ventil 1 auch als Durchflussbegrenzer für das Medium 20 genutzt werden. Hierfür wird die Verschlussplatte 3 in eine solche Position gebracht, dass von dem Medium 20 nur eine definierte Menge in den Kanal 3K und von dort in die Abfluss 6 strömen kann.How 3 can be seen, the valve 1 also as a flow limiter for the medium 20 be used. For this, the closure plate 3 placed in such a position that from the medium 20 only a defined amount in the channel 3K and from there to the drain 6 can flow.

Das Abdichten der Kontaktflächen 50 zwischen der Verteilerplatte 2 und der Verschlussplatte 3 erfolgt durch die aufeinander liegenden Begrenzungsfläche 2S und 3U. Da beide Platten 2 und 3 aus Silizium gefertigt und zudem poliert sind, werden alle Kontaktflächen 50 hierdurch optimal abgedichtet. Das trifft auch für die Kontaktflächen 50 zu, die sich zwischen dem Zufluss 5 und dem Kanal 3K bzw. zwischen dem Kanal 3K und Abfluss 6 befinden, wenn das Ventil 1, wie in den 2 und 3 gezeigt, teilweise oder vollständig geschlossen ist.Sealing the contact surfaces 50 between the distributor plate 2 and the closing plate 3 takes place through the superimposed boundary surface 2S and 3U , Since both plates 2 and 3 made of silicon and also polished, all contact surfaces 50 hereby optimally sealed. This also applies to the contact areas 50 to which is between the inflow 5 and the channel 3K or between the channel 3K and drain 6 if the valve 1 as in the 2 and 3 shown, is partially or completely closed.

4 zeigt ein Ventil 1, das aus drei Platten 2, 3 und 4 zusammengebaut ist. Die Ventilplatte 2 und die Verschlussplatte 3 sind so ausgebildet und angeordnet wie die in 1 dargestellten und in der zugehörigen Beschreibung erläuterten Platten 2 und 3. Die dritte Platte 4, die als Sockelplatte vorgesehen ist, ist aus Silizium oder Glas gefertigt. Ihre Abmessungen sind an die Abmessungen der Ventilplatte 2 angepasst. Sie ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Kanälen 8 und 9 versehen. Diese sind in einer ersten großen Begrenzungsfläche 4S der Sockelplatte 4 ausgebildet. Jeweils einer der Kanäle 8, 9 ist von einer Außenkante der Sockelplatte 4 bis zu der Stelle geführt, an der in der Ventilplatte 2 der Zufluss 5 bzw. der Abfluss 6 ausgebildet ist. Wie an Hand von 5 zu sehen ist, wird die Sockelplatte 4 dauerhaft so mit der Ventilplatte 2 verbunden, dass die beiden Kanäle 8 und 9 der Ventilplatte 2 zugewandt sind. Die Ventilplatte 2 und die Sockelplatte 4 können beispielsweise durch Bonden miteinander verbunden werden. Die Verschlussplatte 3 ist auch bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel gleitfähig auf der Ventilplatte 2 gelagert. Mit Hilfe eines Betäti gungselements (hier nicht dargestellt) kann die Verschlussplatte 3 so positioniert werden, das der Kanal 3K den Zufluss 5 und den Abfluss 6 überdeckt, wie in 5 dargestellt. Nun kann ein Medium 20 in den Kanal 8 eingeleitet werden, und über den Zufluss 5, den Kanal 3K und den Abfluss 6 in den zweiten Kanal 9 der Sockelplatte 4 strömen. Wird die Verschlussplatte 3 parallel zur Längsachse der Ventilplatte 2 so weit verschoben, dass der Zufluss 5 durch die Fläche 3U der Verschlussplatte 3 verschlossen ist, so wird der Fluss des Mediums 20 durch das Ventil 1 unterbrochen. 4 shows a valve 1 that from three plates 2 . 3 and 4 is assembled. The valve plate 2 and the closing plate 3 are designed and arranged like that in 1 illustrated and explained in the associated description plates 2 and 3 , The third plate 4 , which is provided as a base plate, is made of silicon or glass. Their dimensions are based on the dimensions of the valve plate 2 customized. It is in the embodiment shown here with two channels 8th and 9 Mistake. These are in a first large boundary area 4S the base plate 4 educated. One of the channels at a time 8th . 9 is from an outer edge of the base plate 4 to the point where in the valve plate 2 the inflow 5 or the drain 6 is trained. As with 5 can be seen, the base plate 4 permanently so with the valve plate 2 connected that the two channels 8th and 9 the valve plate 2 are facing. The valve plate 2 and the base plate 4 can be connected to one another, for example, by bonding. The closing plate 3 is also slidable on the valve plate in the embodiment shown here 2 stored. With the help of an actuating element (not shown here), the closure plate 3 be positioned so that the channel 3K the inflow 5 and the drain 6 covered as in 5 shown. Now a medium 20 in the channel 8th be initiated, and via the inflow 5 , the channel 3K and the drain 6 in the second channel 9 the base plate 4 stream. Will the closure plate 3 parallel to the longitudinal axis of the valve plate 2 shifted so far that the inflow 5 through the area 3U the closing plate 3 is closed, so the flow of the medium 20 through the valve 1 interrupted.

Das in den 4 und 5 dargestellte Ventil 1 kann auch zur Strömungsbegrenzung des Mediums 20 genutzt werden. Hierfür wird die Verschlussplatte 3 so weit verschoben, dass der Zufluss 5 gerade so weit offen bleibt, dass die gewünschte Menge des Mediums 20 in den Kanal 3K strömen kann.That in the 4 and 5 valve shown 1 can also be used to limit the flow of the medium 20 be used. For this, the closure plate 3 shifted so far that the inflow 5 remains just so wide open that the desired amount of medium 20 in the channel 3K can flow.

Die Kanäle 3K, 8 und 9 sowie die Begrenzungsflächen 2S und 3U der Ventilplatte 2 und der Verschlussplatte 3 können zusätzlich mit einem korrosionsbeständigen Überzug (hier nicht dargestellt) aus einem Nitrid oder einem Carbid versehen werden. Ein solcher Überzug ist auch für die Optimierung der Gleiteigenschaften geeignet. Die Kanäle und gleitend aufeinander angeordneten Begrenzungsflächen aller anderen hier beschriebenen Ventile können ebenfalls damit beschichtet werden.The canals 3K . 8th and 9 as well as the boundary surfaces 2S and 3U the valve plate 2 and the closing plate 3 can also be provided with a corrosion-resistant coating (not shown here) made of a nitride or a carbide. Such a coating is also suitable for optimizing the sliding properties. The channels and sliding surfaces of all the other valves described here can also be coated with it.

Um eine optimale Führung für die Verschlussplatte 3 zu erreichen, können, wie 6 zeigt, in die Fläche 2S der Ventilplatte 2 und in die Begrenzungsfläche 3U der Verschlussplatte 3 jeweils zwei Rillen 21 und 22, bzw. 31 und 32 ausgebildet werden. Die Rillen 21 und 22 sind beidseitig der Längsachse der Ventilplatte 2 parallel zueinander ausgebildet. In entsprechender Weise sind in der Begrenzungsfläche 3U der Verschlussplatte 3 die Rillen 31 und 32 spiegelsymmetrisch dazu ausgebildet. Die Rillen 21, 22, 31, 32 weisen die gleichen Abmessungen auf. Ihre Querschnitte sind an die Form einer Halbkugel angepasst. Vor dem Aufeinanderlegen der Platten 2 und 3 wird in die beiden Rillen 21 und 22 jeweils eine Kugel 23, 24 gesetzt, wobei beide Kugeln 23 und 24 gleich groß sind. Durch das Aufeinanderlegen der Platten 2 und 3 werden, wie 7 zeigt, aus den Rillen 21 und 31 bzw. 22 und 32 geschlossene Führungen für die Kugeln 23 und 24 gebildet. Die Durchmesser der Kugeln 23 und 24 sind geringfügig kleiner ausgebildet als die Querschnitte der Führungen. Die Kugeln 23 und 24 bewegen sich deshalb beim Verschieben der Verschlussplatte 3 mit, wodurch diese in der gewünschten Position gehalten wird.For optimal guidance for the locking plate 3 can achieve how 6 shows in the area 2S the valve plate 2 and into the boundary surface 3U the closing plate 3 two grooves each 21 and 22 , respectively. 31 and 32 be formed. The grooves 21 and 22 are on both sides of the longitudinal axis of the valve plate 2 trained parallel to each other. Correspondingly, are in the boundary surface 3U the closing plate 3 the grooves 31 and 32 mirror-symmetrical. The grooves 21 . 22 . 31 . 32 have the same dimensions. Their cross sections are adapted to the shape of a hemisphere. Before placing the panels on top of each other 2 and 3 is in the two grooves 21 and 22 one ball each 23 . 24 set, both balls 23 and 24 are the same size. By stacking the plates 2 and 3 be like 7 shows from the grooves 21 and 31 respectively. 22 and 32 closed guides for the balls 23 and 24 educated. The diameter of the balls 23 and 24 are made slightly smaller than the cross-sections of the guides. The balls 23 and 24 therefore move when the locking plate is moved 3 with, which keeps it in the desired position.

In den 8 und 9 ist ein Ventil 1 dargestellt, das ebenfalls aus einer Ventilplatte 2, einer Verschlussplatte 3 und einer Sockelplatte 4 zusammengebaut ist. Die Ventilplatte 2 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Teilplatten 2A und 2B zusammengefügt, welche die gleichen Abmessungen aufweisen. Beide Teilplatten 2A und 2B sind aus Silizium gefertigt, wobei die nach außen gerichtete Begrenzungsfläche der Teilplatte 2B poliert ist. Die Teilplatte 2B ist mit einem Zufluss 5 und in einem definierten Abstand davon mit einem Abfluss 6 versehen. In den beiden miteinander zu verbindenden Begrenzungsflächen der Teilplatten 2A und 2B sind Kanäle (hier nicht dargestellt) ausgebildet, die spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Die Kanäle erstrecken sich von einem ersten Rand 2R der beiden Teilplatten 2A, 2B bis zu dem Zufluss 5 der Teilplatte 2B. Entsprechende Kanäle (hier nicht dargestellt) sind in den beiden Teilplatten 2A und 2B zwischen einem zweiten Rand 2V der beiden Teilplatten 2A und 2B und dem Abfluss 6 der Teilplatte 2B ausgebildet. Durch das deckungsgleiche, gasdichte Zusammenfügen der Teilplatten 2A und 2B wird eine Ventilplatte 2 mit einer polierten großen Begrenzungsfläche 2S, einem Zufluss 5 und einem Abfluss 6 gebildet, die über jeweils einen Kanal 11, 12 mit dem Außenbereich verbunden sind.In the 8th and 9 is a valve 1 shown, also from a valve plate 2 , a closing plate 3 and a base plate 4 is assembled. The valve plate 2 is in the embodiment shown here from two sub-plates 2A and 2 B put together, which have the same dimensions. Both partial plates 2A and 2 B are made of silicon, with the outward-facing boundary surface of the partial plate 2 B is polished. The partial plate 2 B is with an inflow 5 and at a defined distance from it with a drain 6 Mistake. In the two boundary surfaces of the partial plates to be connected to one another 2A and 2 B channels (not shown here) are formed, which are arranged mirror-symmetrically to each other. The channels extend from a first edge 2R of the two partial plates 2A . 2 B up to the inflow 5 the partial plate 2 B , Corresponding channels (not shown here) are in the two sub-plates 2A and 2 B between a second edge 2V of the two partial plates 2A and 2 B and the drain 6 the partial plate 2 B educated. Through the congruent, gas-tight assembly of the sub-panels 2A and 2 B becomes a valve plate 2 with a large polished surface 2S , an inflow 5 and a drain 6 formed, each via a channel 11 . 12 are connected to the outside area.

Die Sockelplatte 4 ist auch hierbei aus Glas oder Silizium gefertigt. Ihre mit der Ventilplatte 2 zu verbindende große Begrenzungsfläche 4S ist nach außen zu rundum mit einem nach oben weisenden Rand 4R versehen. Innerhalb dieses Randes 4R ist Ventilplatte 2 angeordnet. Die Abmessungen der Sockelplatte 4 sind so gewählt, das die Ventilplatte 2 gerade in diesen abgegrenzten Bereich der Sockelplatte 4 eingesetzt werden kann. Damit die Kanäle 11 und 12 der Ventilplatte 2 zugänglich sind, und mit jeweils einer Leitung 13, 14 verbunden werden können, ist der Rand 4R, wie in 9 dargestellt, gegenüber den Kanälen 11 und 12 mit jeweils einer Ausnehmung 4Z versehen.The base plate 4 is also made of glass or silicon. Yours with the valve plate 2 large boundary area to be connected 4S is too round on the outside with an upward-facing edge 4R Mistake. Within that margin 4R is valve plate 2 arranged. The dimensions of the base plate 4 are chosen so that the valve plate 2 especially in this delimited area of the base plate 4 can be used. So that the channels 11 and 12 the valve plate 2 are accessible, and with one line each 13 . 14 can be connected is the edge 4R , as in 9 shown opposite the channels 11 and 12 with one recess each 4Z Mistake.

Die Verschlussplatte 3 ist auch hierbei mit einem Kanal 3K versehen, der in der großen Begrenzungsfläche 3U ausgebildet ist, die gleitfähig auf der Begrenzungsfläche 2S der Ventilplatte 2 angeordnet wird. Die Abmessungen des Kanals 3K sind so bemessen, dass der Zufluss 5 und der im Abstand davon angeordnete Abfluss 6 von dem Kanal 3K vollständig überbrückt werden können. Die Abmessungen der Verschlussplatte 3 sind so gewählt, dass sie nach dem Aufsetzen auf die Ventilplatte 2 parallel zu der Längsachse der Ventilplatte 2 so bewegt werden kann, dass der Zufluss 5 und der Abfluss 6 über den Kanal 3K miteinander verbunden werden können, oder der Zufluss 5 ganz oder teilweise durch die Begrenzungsfläche 3U der Verschlussplatte 3 verschließbar ist. Das Abdichten der Kontaktflächen erfolgt auch hierbei durch die polierten Begrenzungsfläche 2S und 3U.The closing plate 3 is also here with a channel 3K provided in the large boundary area 3U is formed, which is slidable on the boundary surface 2S the valve plate 2 is arranged. The dimensions of the channel 3K are sized so that the inflow 5 and the drain spaced apart 6 from the channel 3K can be completely bridged. The dimensions of the closing plate 3 are selected so that they are placed on the valve plate 2 parallel to the longitudinal axis of the valve plate 2 can be moved so that the inflow 5 and the drain 6 over the channel 3K can be connected, or the inflow 5 in whole or in part through the boundary surface 3U the closing plate 3 is lockable. The contact surfaces are also sealed here by the polished boundary surface 2S and 3U ,

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr umfasst sie alle Variationen des Ventils, die dem Kern der Erfindung zugeordnet werden können.The invention is limited not only on the exemplary embodiments described here. Rather includes they all variations of the valve associated with the essence of the invention can be.

Claims (11)

Ventil für die Kanäle (6) von Bauelementen der Mikrotechnik, gekennzeichnet, durch eine Ventilplatte (2) mit einem Zufluss (5) und einem Abfluss (6), die über einen Kanal (3K) miteinander verbindbar sind, der in einer gleitfähig auf der Ventilplatte (2) gelagerten Verschlussplatte (3) ausgebildet ist.Valve for the channels ( 6 ) of microtechnology components, characterized by a valve plate ( 2 ) with an inflow ( 5 ) and a drain ( 6 ) over a channel ( 3K ) can be connected to one another in a sliding manner on the valve plate ( 2 ) mounted locking plate ( 3 ) is trained. Ventil, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (2) und die Verschlussplatte (3) aus Silizium gefertigt und poliert sind, und deren Abmessungen nur wenige hundert μm betragen, dass der Zufluss (5) und der in einem vorgebbaren Abstand davon angeordnete Abfluss (6) sich zwischen den großen Begrenzungsflächen (2S und 2U) der Ventilplatte (2) erstrecken, und nach außen voll durchgängig sind, und dass die Verschlussplatte (3) mit der Begrenzungsfläche (3U), in welcher der Kanal (3K) ausgebildet ist, gleitfähig auf der Begrenzungsfläche (2S) der Ventilplatte (2) angeordnet ist.Valve according to claim 1, characterized in that the valve plate ( 2 ) and the closing plate ( 3 ) are made of silicon and polished, and their dimensions are only a few hundred μm that the inflow ( 5 ) and the drain arranged at a predeterminable distance from it ( 6 ) between the large boundary surfaces ( 2S and 2U ) the valve plate ( 2 ), and are completely open to the outside, and that the closing plate ( 3 ) with the boundary surface ( 3U ) in which the channel ( 3K ) is designed to slide on the boundary surface ( 2S ) the valve plate ( 2 ) is arranged. Ventil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten großen Begrenzungsfläche (3U) der Verschlussplatte (3), ein Kanal (3K) mit einer solchen Länge ausgebildet ist, dass der Zufluss (5) und der Abfluss (6) darüber verbindbar sind, und dass die Abmessungen des Kanals (3K), des Zuflusses (5) und des Abflusses (6) aufeinander abgestimmt sind.Valve according to one of claims 1 and 2, characterized in that in the second large boundary surface ( 3U ) the closing plate ( 3 ), one channel ( 3K ) is designed with a length such that the inflow ( 5 ) and the drain ( 6 ) can be connected and that the dimensions of the channel ( 3K ), the inflow ( 5 ) and the drain ( 6 ) are coordinated. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Verschlussplatte (3) parallel zu der Längsachse der Ventilplatte (3) verschiebbar ist, dass zum Verschieben und Führen der Verschlussplatte (3) ein Betätigungselement vorgesehen ist, und dass der Kanal (3K) gleichzeitig über dem Zufluss (5) und dem Abfluss (6), nur bereichsweise über dem Zufluss (5) und Abfluss (6) oder nur über dem Abfluss (6) positionierbar ist.Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the longitudinal axis of the closure plate ( 3 ) parallel to the longitudinal axis of the valve plate ( 3 ) is displaceable that for moving and guiding the locking plate ( 3 ) an actuating element is provided and that the channel ( 3K ) at the same time over the inflow ( 5 ) and the drain ( 6 ), only in some areas above the inflow ( 5 ) and drain ( 6 ) or just above the drain ( 6 ) can be positioned. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass eine Sockelplatte (4) aus Silizium oder Glas vorgesehen ist, deren Abmessungen sind an die Abmessungen der Ventilplatte (2) angepasst oder geringfügig großer gewählt sind.Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that a base plate ( 4 ) made of silicon or glass, the dimensions of which correspond to the dimensions of the valve plate ( 2 ) are adjusted or selected slightly larger. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sockelplatte (4) mit zwei Kanälen (8 und 9) versehen ist, die in einer ersten großen Begrenzungsfläche (4S) der Sockelplatte (4) ausgebildet sind, dass jeweils einer der Kanäle (8, 9) von einer Außenkante der Sockelplatte (4) bis zu der Stelle geführt ist, an der in der Ventilplatte (2) der Zufluss (5) bzw. der Abfluss (6) ausgebildet sind, dass die Sockelplatte (4) dauerhaft so mit der Ventilplatte (2) verbunden ist, und dass die beiden Kanäle (8 und 9) der Ventilplatte (2) zugewandt sind.Valve according to claim 5, characterized in that the base plate ( 4 ) with two channels ( 8th and 9 ) which is provided in a first large boundary surface ( 4S ) the base plate ( 4 ) are designed so that one of the channels ( 8th . 9 ) from an outer edge of the base plate ( 4 ) to the point where the valve plate ( 2 ) the inflow ( 5 ) or the drain ( 6 ) are designed so that the base plate ( 4 ) permanently with the valve plate ( 2 ) is connected and that the two channels ( 8th and 9 ) the valve plate ( 2 ) are facing. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Begrenzungsflächen (2S, 3U) der Ventilplatte (2) und der Verschlussplatte (3) jeweils zwei Rillen (21 und 22 bzw. 31 und 32) beidseitig der Längsachsen der Platten (2 ,3) parallel zueinander ausgebildet sind, dass die Querschnitte aller Rillen (21, 22 bzw. 31, 32) an die Form einer Halbkugel angepasst und mit den gleichen Abmessungen versehen sind, dass in jeder Rille (21 und 22) der Ventilplatte (2) jeweils eine Kugel (23, 24) angeordnet ist, und beide Kugeln (23, 24) gleich groß sind, dass die Ventilplatte (2) und die Verschlussplatte (3) deckungsgleich aufeinander gelegt und die Rillen (21, 31 bzw. 22 und 32) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the boundary surfaces ( 2S . 3U ) the valve plate ( 2 ) and the closing plate ( 3 ) two grooves each ( 21 and 22 respectively. 31 and 32 ) on both sides of the longitudinal axes of the plates ( 2 . 3 ) are designed parallel to each other so that the cross sections of all grooves ( 21 . 22 respectively. 31 . 32 ) adapted to the shape of a hemisphere and provided with the same dimensions that in each groove ( 21 and 22 ) the valve plate ( 2 ) one ball each ( 23 . 24 ) is arranged, and both balls ( 23 . 24 ) are of the same size that the valve plate ( 2 ) and the closing plate ( 3 ) placed congruently on top of each other and the grooves ( 21 . 31 respectively. 22 and 32 ) are arranged mirror-symmetrically to each other. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (2) aus zwei gleich großen, aus Silizium gefertigte Teilplatten (2A und 2B) zusammengefügt ist, dass die Teilplatte (2B) mit einem Zufluss (5) und in einem definierten Abstand davon mit einem Abfluss (6) versehen und die nach außen gerichtete Begrenzungsfläche der Teilplatte (2B) poliert ist, dass in den beiden gasdicht miteinander verbundenen Begrenzungsflächen der beiden Teilplatten (2A und 2B) Kanäle ausgebildet sind, die von einem ersten Rand (2R) der beiden Teilplatten (2A, 2B) bis zu dem Zufluss (5) und von einem zweiten Rand (2V) der beiden Teilplatten (2A und 2B) bis zu dem Abfluss (6) der Teilplatte (2B) geführt sind, dass die beiden Teilplatten (2A und 2B) zu einer Ventilplatte (2) mit einem Zufluss 5 und einem Abfluss 6 zusammengefügt sind, die über jeweils einen Kanal (11, 12) mit dem Außenbereich verbunden sind.Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve plate ( 2 ) from two equal-sized partial plates made of silicon ( 2A and 2 B ) is assembled that the partial plate ( 2 B ) with an inflow ( 5 ) and at a defined distance from it with a drain ( 6 ) and the outward-facing boundary surface of the partial plate ( 2 B ) is polished that in the two gas-tightly connected boundary surfaces of the two partial plates ( 2A and 2 B ) Channels are formed which are formed by a first edge ( 2R ) of the two partial plates ( 2A . 2 B ) up to the inflow ( 5 ) and a second border ( 2V ) of the two partial plates ( 2A and 2 B ) to the drain ( 6 ) of the partial plate ( 2 B ) that the two partial plates ( 2A and 2 B ) to a valve plate ( 2 ) with an inflow 5 and a drain 6 are put together, each via a channel ( 11 . 12 ) are connected to the outside area. Ventil, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Ventilplatte (2) verbundene Begrenzungsfläche (4S) der Sockelplatte (4) an den Außenkanten rundum mit einem senkrecht zur Begrenzungsfläche (4S) ausgerichteten Rand (4R) versehen ist, innerhalb dessen die Ventilplatte (2) angeordnet ist, und dass der Rand (4R) mit jeweils einer nach außen offenen Ausnehmung (4Z) gegenüber den Kanälen (11 und 12) versehen ist.Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve plate ( 2 ) connected boundary surface ( 4S ) the base plate ( 4 ) on the outer edges all around with a perpendicular to the boundary surface ( 4S ) aligned edge ( 4R ) is provided, within which the valve plate ( 2 ) is arranged and that the edge ( 4R ) with one recess open to the outside ( 4Z ) opposite the channels ( 11 and 12 ) is provided. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3K, 8 und 9) sowie die Begrenzungsflächen (2S, 2U, 3S, 3U, 4S) der Ventilplatte (2), der Verschlussplatte (3) und der Sockelplatte (4) mit einem korrosionsbeständigen Überzug aus einem Nitrid oder einem Carbid versehen sind.Valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the channels ( 3K . 8th and 9 ) and the boundary surfaces ( 2S . 2U . 3S . 3U . 4S ) the valve plate ( 2 ), the closing plate ( 3 ) and the base plate ( 4 ) are provided with a corrosion-resistant coating made of a nitride or a carbide. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kontaktflächen zwischen der Ventilplatte (2) und der Verschlussplatte (3) durch die aufeinander liegenden und polierten Begrenzungsflächen (2S und 3U) der Ventilplatte (2) und der Verschlussplatte (3) abgedichtet sind.Valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that all contact surfaces between the valve plate ( 2 ) and the closing plate ( 3 ) due to the superimposed and polished boundary surfaces ( 2S and 3U ) the valve plate ( 2 ) and the closing plate ( 3 ) are sealed.
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