JP5770391B2 - 安全弁装置を含むポンプ装置 - Google Patents
安全弁装置を含むポンプ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5770391B2 JP5770391B2 JP2014552557A JP2014552557A JP5770391B2 JP 5770391 B2 JP5770391 B2 JP 5770391B2 JP 2014552557 A JP2014552557 A JP 2014552557A JP 2014552557 A JP2014552557 A JP 2014552557A JP 5770391 B2 JP5770391 B2 JP 5770391B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- layer
- valve
- safety valve
- pump device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
- F04B43/043—Micropumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
- F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B45/047—Pumps having electric drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/1037—Flap valves
- F04B53/1047—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements
- F04B53/106—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements the valve being a membrane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
- F04B43/14—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action having plate-like flexible members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
- F04B45/08—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having peristaltic action
- F04B45/10—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having peristaltic action having plate-like flexible members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/1077—Flow resistance valves, e.g. without moving parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Micromachines (AREA)
Description
安全弁装置は、(マイクロ流体ポンプの流体のポンピング方向に関して)逆方向の自由流れの防止のための第1の安全弁を含むことができ、また、必要に応じて、順方向の自由流れを防止するための付加的な第2の安全弁を備えることができる。
マイクロポンプを介して制御されていない流れを防止するために、逆止弁は、マイクロポンプの入口および出口にそれぞれ配置することができる。
しかしながら、特定の用途において、これは、マイクロポンプのポンピング方向に対して特に逆方向に堅密なポンプ装置を必要とする。例えば酷使して使用されるドラッグ・デリバリー・システム(薬物送達システム)またはマイクロポンプ(移植型の)において、流体の逆方向の自由流れや漏れは、たとえば0.1μリットル/時間、非常に小さくなければならない。
しかし、これは、従来のシリコーン逆止弁の場合はほとんど達成できない。
また、従来のポンプ装置は、比較的大きなデッドボリュームを示し、そこではさらに流体継手が必要とされる。
さらに、このポンプ装置の発明の別の実装形態は、従属請求項に定義されている。
ポンプ装置は、さらに、第1の安全弁を有する安全弁装置を含み、第1の安全弁は、ポンプ出口とポンプ装置の出口との間に配置され、且つ、第1の弁座および第1の弁蓋を含む。
流体的に接続されたポンプ装置の出口と第1の流体領域は、ポンプ装置の第1の部分に形成され、第1の部分において、第1の弁蓋は、ポンプ装置の第2の統合部分に形成され、第1の弁座、ポンプ出口およびポンプ入口は、ポンプ装置の第3の統合部分の第2の表面にパターニングされる。
第2の統合部分は、第1の統合部分とポンプ装置の第3の部分との間に配置され、第1の流体領域は、第1の弁蓋に隣接しており、第1の流体領域内の圧力は、第1の安全弁に関して閉鎖効果を有する。
第2の弁座は、ポンプ装置の第3の統合部分の第2の表面にパターニング形成され、そこで、第2の弁蓋は、ポンプ装置の第2の統合部分に形成され、流体的に接続されるポンプ装置の入口および第2の流体領域は、さらに、ポンプ装置の第1の部分に形成され、第2の流体領域は、第2の弁蓋に隣接し、第2の流体領域における圧力は、第2の安全弁に関して閉鎖効果を有する。
安全弁装置は、逆方向(マイクロ流体ポンプのポンピングまたは流体の流れ方向に対して)のための第1の安全弁と、必要に応じて、マイクロ流体ポンプの順方向のための第2の安全弁とを含む。
また、順方向のための第2の(順方向)安全弁の任意の実装において、第2の安全弁の弁座は、マイクロ流体ポンプ装置の統合部分の同一面にパターニングされてもよい。
マイクロ流体ポンプの出口と、第1の安全弁の弁座と、そして、必要に応じて、第2の安全弁の弁座とは、統合部分の同一面に形成されていることから、第1の安全弁および任意に配置された第2の安全弁の弁座は、マイクロ流体ポンプの出口に直接形成してもよく、それによって、小さなデッドボリュームを実現し、且つ、結果として、マイクロ流体ポンプ装置の安価な設計に帰着する。
また、ポンプ出口も、同一表面にパターニングされてもよく、第1の安全弁の閉鎖効果を支持するポンプ装置の第1の流体領域に流体的に接続されている。
具体的には、同一のガスケットまたはシーリング要素は、第3の統合部分(例えば、パターニングされたシリコーン層/チップ)の内側に、第1の安全弁のUターンに加えて、別のUターンを配置することによって両方の安全弁を目的として使用することができる。
換言すれば、第1および第2の安全弁の両方にUターンが同一のシリコーンチップの周りに折り重ねることができる。
この実施に基づいて、"二重"の安全弁装置は、追加のチップサイズ、追加の生産工程および/または追加の固定部分なしに、マイクロ流体ポンプの出口の下流に実装することができる。
したがって、特定の安全弁装置を有する本発明のポンプ装置は、特に、少なくとも逆方向(または両方の方向に)に流体的に固定されたポンプを必要とするすべての技術的な用途、例えば酷使して使用される「移植可能な」ドラッグ・デリバリー・システム(薬物送達システム)、マイクロポンプに適用することができる。
このパターニング化された層のスタック(積み重ね)は、以後、第1の層10、第2の層12、第3の層14、第4の層16および第5の層18と称する。
図1の投影面に関して、第1の層10は、第1(上部)および第2の(底部)の表面を有する。
第2の層12は、第1の(上部)表面および第2の(底部)の表面を有する。
第3の層14は、第1(上部)および第2の(底部)表面を有する。
第4の層16は、第1の(上部)表面および第2の(底部)表面を有する。
第5の層18は、第1(上部)および第2の(底部)表面を有する。
実施形態によれば、第1の層10の第1の表面は、機械的に第2の層12の第2の表面に接続されている。
第2の層12の第1の表面は、第3の層14の第2の表面に、機械的に接続されている。
第3の層14の第1の表面は、第4の層16の第2の表面に、機械的に接続されている。
第4の層16の第1の表面は、第5の層18の第2の表面に、機械的に接続されている。
ポンプ入口22およびポンプ出口24は、第3の層14の第2の(底部)表面においてパターン化される。
ダイヤフラムポンプ20は、ポンプ入口22において、弁座26および弁フラップ28を備える受動的な逆止弁を含む。
弁座26は、第3の層14の第1の(上部)表面においてパターン化され、そして、弁フラップ28は、第4の層16においてパターン化される。
加えて、マイクロ流体ポンプ20は、ポンプ出口24で弁座30および弁フラップ32を備える受動的な逆止弁を含む。
弁座30は、第4の層16においてパターン化され、そして、弁フラップ32は、第3の層14の第1の(上部)表面においてパターン化される。
圧電セラミック素子36は、圧セラミック素子36を作動させることによって、ダイヤフラムポンプ20のポンプ室38の容積を変化させることができるように、ポンプダイヤフラム34に取り付けられている。
この目的のために、ポンプダイヤフラム34に結合された圧電セラミック素子36に電圧を印加するように、そして、図1に示される位置から、ポンプ室38の容積が減少される位置まで、それを歪ませるように、適当な手段(図示せず)が備えられている。
第1の安全弁40は、安全弁座42および安全弁フラップ44を含む。
安全弁座42は、第3の層14の底面においてパターン化される。
安全弁フラップ44は、第2の層12の一部分によって安全弁座42の反対側に形成される。
第3の層14は、その底部表面の第2の層12と弁室を定める凹部62を含む。
ポンプ装置出口48は、第1の流体領域50に流体的に接続されている。
ポンプ装置入口46、ポンプ装置出口48および第1の流体領域50は、第1の層10においてパターン化される。
このように、第1の流体領域50は、流体領域50の圧力P 50 が第1の安全弁40の開閉効果を有するように、第2の層12の底部に境を接する。
ポンプ装置入口46は、第2の層12の第1の開口部52を経て、ポンプ入口22に流体的に接続されている。
第1の安全弁40は、流路56に流体的に接続されている。そして、前記流路56は、次々に第2の層12の第2の開口部54を介して、出口48に流体的に接続されている。
図に示す実施形態では、流路56は、第3の層14および第4の層16に対応するパターンによって形成される。
安全弁の出口は、第3の層14の表面においてパターン化される。
第1の安全弁40を有する安全弁装置は、ポンプ出口24に下流に、すなわちポンプ出口24とポンプ装置の出口48との間に配置される。
第1の安全弁40は、第1の弁座42および第1の弁蓋44を含む。
第1の弁座42、ポンプ出口24およびポンプ入口22は、ポンプ装置1の第3の統合部分14の第2の表面においてパターン化される。
第1の弁蓋44は、ポンプ装置1の第2の統合部分12に形成される。
ポンプ装置の出口48および第1の流体領域50は、流体的に接続され、ポンプ装置1の第1の部分10に形成される。
さらに、第2の統合部分12は、第1の流体領域50が第1の弁蓋44に隣接して形成されるように、第3の統合部分14とポンプ装置の第1の部分10との間に配置される。 基本的なまたは初期状態において、即ち、第1の弁蓋が振れていないまたは閉じた状態で当該第1の弁蓋は、第1の弁座に対して当接している。
第1の流体領域が第1の弁蓋に隣接するように、圧力P 50 、例えば、ポンプ装置の出口48に(外側から)印加された背圧は、第1の安全弁40の閉鎖効果をサポートしている。
ポンプ入口22およびポンプ出口24は、第3の層14の第2の(底部)表面においてパターン化される。
ダイヤフラムポンプ20は、ポンプ入口22で、弁座26および弁フラップ28を備える受動的な逆止弁を含む。
弁座26は第3の層14の第1の(上部)表面においてパターン化され、そして、弁フラップ28は第4の層16においてパターン化される。
加えて、マイクロ流体ポンプ20は、ポンプ出口24で弁座30および弁フラップ32を備える受動的な逆止弁を含む。
弁座30は第4の層16においてパターン化され、そして、弁フラップ32は第3の層14の第1の(上部)表面においてパターン化される。
圧電セラミック素子36は、ポンプダイヤフラム34に取り付けられる。その結果、圧電セラミック素子36を作動させることによって、ダイヤフラムポンプ20のポンプ室38の容積を変化させることができる。
この目的のために、適当な手段(図示せず)は、ポンプダイヤフラム34に結合された圧電セラミック素子36に電圧を印加するため、そして、図1に示す位置から、ポンプ室38の容積が減少される位置まで、同じものを反らせるために設けられている。
この任意のシーリング要素11(密封要素)は、互いに隣接したマイクロポンプ装置1の内側領域、または、マイクロポンプ装置1の内側領域およびその周囲に、増大した液密性および密封を得るために、設けられている。
このため、任意のシーリング要素11は、例えば、チャンバ形成内壁領域あるいはポンプ装置1の外壁領域に提供される。
したがって、(構造化された)金属膜または金属層は、シリコーン膜12のシリコーン材料に、挿入することができるか、または埋め込むことができる(成形加工)。そこにおいて、第2の層12または少なくとも当該第2の層12の部分に補強効果を提供するために、金属膜43は、シリコーン膜またはシリコーン材料よりも高い剛性と安定性を有する。
すなわち、層12は、任意の付勢手段45によって、弁座42の方向に若干上向きに付勢され得る。
図1において、層12の上方への付勢の例示が、破線によって示されている。
任意の付勢要素45は、例えば、第1の層10に柱状に実施することができる。
このため、付勢要素45は、第1の層10と一体的に実施することができる。
また、任意の付勢要素45は、弁蓋44のシリコーン材料で、点形、線形あるいは面接触を確立し、且つ、弁座42の方向に弁蓋を付勢するために、ばね、固定式のラグ等として実現することができる。
第1の安全弁40は、第1の安全弁座42および第1の安全弁フラップ44を含む。
安全弁座42は、第3の層14の底部においてパターン化される。
第1の安全弁フラップ44は、第2の層12の一部によって、第1の安全弁座42の反対側に形成される。
第3の層14は、その底部に第2の層12を有する弁室を規定する凹部62を含む。
図2に示すように、第2の安全弁140は、ポンプ出口24に対して下流、例えばポンプ出口24および第1の安全弁40の間に配置される。
第2の安全弁140は、第2の弁座142と、第3の層14の底面においてパターン化される第2の弁蓋144とを含む。
ポンプ装置出口48は、第1の流体領域50に、流体的に接続される。
ポンプ装置入口46は、第2の流体領域51に、流体的に接続される。
ポンプ装置入口46、ポンプ装置出口48および第1の流体領域50は、第1の層10においてパターン化される。
さらに具体的には、第2の安全弁140は、ポンプ装置の第3の統合部分14の第2の表面においてパターン化される 第2の弁座142を含む。そこにおいて、第2の弁蓋144は、ポンプ装置2の第2の統合部分12において形成される。
流体的に接続されるポンプ装置2の入口46および第2の流体領域51は、さらに、ポンプ装置2の第1の部分10において形成される。
第2の流体領域51は、第2の弁蓋144と隣接されていて、そこでは、第2の圧力P51、例えば順方向(前方)の流体圧が、流体領域51において、第2の安全弁140に対する閉鎖効果をサポートする。
ポンプ装置2の第2の統合部分12は、第1の弁蓋44および第2の弁蓋144を形成する、フレキシブル層またはガスケット(例えば接触している)である。
フレキシブル層12は、各第1の弁座42および/または第2の弁座142に対して軟質の密封処理を提供するためのシリコーンダイヤフラムを含み得る。
さらにまた、第1の流体領域50および第2の流体領域51は、ポンプ装置2において、空間的に且つ流体的に切り離されて、例えば、耐圧仕切りは、第1および第2の流体領域/チャンバ間に配設されている点に、留意する必要がある。
流体領域51では、圧力P 51 (例えば前進圧力・前方向圧)が第2の安全弁140に対して閉鎖効果を及ぼすように、第2の流体領域51は、第2の安全弁140において第2の層12の底部に境を接する。
ポンプ装置入口46は、第2の層12の第1の開口部52を介して、ポンプ入口22に流体的に接続されている。
第2の安全弁140は、Uターン形の流路57を介して、第1の安全弁40に流体的に接続されている。
第1の安全弁40は、流路56に流体的に接続されていて、前記流路56は、順次、第2の層12において、第2の開口部54を経て出口48に流体的に接続されている。
図の実施形態では、流路56が、第3の層14および第4の層16において対応するパターンによって形成される。
安全弁の出口は、第3の層14の表面においてパターン化される。
これはポンプ室38内に正圧を生成し、一方ではポンプ出口24の逆止弁を開放し、他方では安全弁フラップ44に圧力をかける。
同時に、ポンプ室38内の正圧は、ポンプ室の入口の逆止弁に対する閉鎖効果を有する。
このように、ポンプ行程と呼ばれるポンプダイヤフラム34の作動中に、流体は、ポンプ出口24の逆止弁および安全弁40を通してポンプ装置出口48に送られる。
このように、この吸込行程の間、流体は、ポンプ装置入口46を通して吸い込まれる。
印加される作動電圧の回数およびポンプダイヤフラム34の行程容積に応じて、所望の送出量を達成することができる。
ポンプ22が運転中でない場合、ポンプ出口48からポンプ入口46(逆方向において)へのポンプ装置による流れは防止される。その理由は、ポンプ装置の出口48に(外側から作用している)背圧P50が、第1の流体領域50を介して安全弁フラップ44の底部に作用し、それと同時に、流路56を介して安全弁フラップ44の上にも作用しているからである。
この背圧は、また、ポンプ出口24およびポンプ入口22の両方で逆止弁に閉鎖効果を及ぼす。
したがって、非作動状態では、後方(逆方向)における望ましくない自由な流れは、ポンプ装置の出口48において、背圧により確実に防止することができる。
ポンプ22が作動中でないときに、ポンプ入口46からポンプ出口48(前方向・順方向に)にポンプ装置を通しての流れが防止され、その理由は、ポンプ装置入口46での正圧P 51 が、流体領域51を介して安全弁フラップ44の底部に働くからであり、同時にポンプ20を介して安全弁フラップ44の上部に働き、その理由は、この正圧がポンプ入口22およびポンプ出口24の両方の逆止弁に対して開放効果を有するからである。
入口での正圧P 51 によって下方から安全弁フラップ44に働く力は、上方からそれに働く力より大きく、その結果、入口46での正圧は、安全弁フラップ44に対する閉鎖効果を有する。
下から働く力はより大きく、その理由は、下からの圧力は上からの圧力より大きなエリアに働くからである。
より正確に言うと、下からの圧力は可動フラップエリア全体に働くが、上からの圧力は弁座42によってカバーされる領域に働かないからである。
このように、非作動状態において、前進方向(順方向)の自由流れは、ポンプ装置入口での正圧によって確実に防止することができる。
この任意のシーリング要素11は、互いに隣接しているマイクロポンプ装置2の内側領域間に、あるいは、マイクロポンプ装置2の内側領域およびその周囲間に、流体密性および密封を得るために設けられている。
これのために、任意のシーリング要素11は、例えば、チャンバ形成の内壁領域またはポンプ装置1の外壁領域に設けられている。
したがって、(構造化された)金属膜または金属層は、層12のシリコーン材料に挿入するか埋め込むことができる(モールドされた)。そこにおいて、金属膜43は、第2の層12あるいは少なくとも第2の層12の部分に補強効果を提供するために、シリコーン膜のシリコーン材料または層12よりも高い剛性と安定性を有する。
任意の付勢要素45´によって、 すなわち、弁座142に向かう方向において、若干上向きに、層12が付勢し得る。
図1では、層12の上方への典型的な付勢が、破線によって示されている。
付加的な付勢要素は、第1の層10において、例えば、柱状体に実施することができる。
このため、付勢要素45´は、第1の層10によって一体的に実現され得る。
あるいは、任意の付勢要素45´は、また、弁蓋144のシリコーン材料との点接触、線接触または面接触を成立させ、そして、弁座142の方向に弁蓋を付勢するために、例えば、ばね、固定式のラグとして実現することができる。
付加的な付勢要素は、第1の流体領域50に配置することができ、また、図1の第1の安全弁40用の付勢要素45として、同一構造および機能を有し得る。
発明のポンプ装置は、複数の応用(用途)に適している。
続いて、最適の代表的な応用(用途)では、ポンプ入口での正圧の自由流れを防止することが重要であると言及される。
本発明のポンプ装置のこのような応用(用途)の実施例は、代表的に、燃料電池システムにおけるメタノール供給ポンプ、輸液ポンプ、移植可能なドラッグ・デリバリー・システム(薬物送達システム)、携帯型ドラッグ・デリバリー・システム(薬物送達システム)、呼吸空気を加湿するためのシステム、麻酔薬を投与するためのシステム、およびタイヤのマイクロポンプ等を含む代表的なものに使用されてふさわしいものである。
あるいは、本発明のポンプ装置は、ポンプ入口および/またはポンプ出口に常閉型作動弁を備えた蠕動マイクロポンプを含んでもよい。
この第2の統合部分は、ポンプ入口がポンプ装置の入口の流体領域を示す流体領域に流体的に接続され、これを介して少なくとも1つの開口部を含み得る。
また、実施形態において、ポンプ装置の出口の流体領域は、第3の部分に形成され、第2の統合部分は、安全弁の出口がポンプ装置の出口に流体的に接続され、それによって別の開口部を含んでもよい。
説明したように、開口部を設けてもよいし、基本的に均一な厚さの第2の統合部分は、減少された要素の数を含む本発明のポンプ装置を容易に製造することができる。
代替の実施形態において、第2の統合部分は、安全弁だけの領域に形成してもよい。
本発明の実施例は、特に、1つのポンプサイクル中のポンプ・ボリューム(ポンプ圧送量)がマイクロリットルおよびそれ以下の範囲であってもよいマイクロポンプを実施するために特に適している。
さらに、例えばポンプダイヤフラムのポンプ・ストロークまたはポンプダイヤフラムの厚みなど、この種のマイクロポンプの関連する寸法は、マイクロメートの範囲であってもよい。
このようにして、本発明の実施形態は、各圧電セラミックおよび対応する取付け具または接続部を一部として含むポンプダイヤフラム部を考慮して、5ないし6つの部品または層で形成されるポンプ構成要素を実施することができる。
したがって、本発明の実施形態は、ポンプおよび弁間の別個の流体接続を必要としない。
デッドボリュームと所要空間の両方は、本発明の実施形態において最小限に抑えることができる。
本発明の実施形態は、簡単な実施とは別に、サイズ、重量およびコスト削減を可能にする。
この任意のシール要素11は、例えば、高い圧力差が発生する可能性がある位置、すなわち、マイクロポンプ装置1の内容積(チャンバ)またはマイクロポンプ装置1の内側領域および周囲間に隣接する位置に配設される。
同様に、圧縮シールを形成するための付加的な***または肥厚は、第1の層10(図3B参照)の方向あるいは任意に隣接する層10および14(図3C参照)の両方の方向に、実施することができる。
図3Dにおいて図示したように、少なくとも1つの***10−1は、隣接している第1の層10の表面部分に形成され、そして、シリコーン膜12に接している。
あるいは、また、少なくとも一つの付加的な***14−1は、シリコーン膜12と接触するように隣接する第3の層14(図3E参照)の表面部分に形成することができる。
あるいは、さらに、付加的なシーリング要素11は、第1の層10において、少なくとも1つの付加的な***10−1と、第3の層14において、少なくとも1つの付加的な***14−1とを含み得る。
ここでは、***部10−1および14−1は、互いにオフセットすることができるか、互いに反対側にも配置することができる。
所望のシーリング機能を得るために、たとえば三角形、矩形などの断面の実施も選択され得る。
したがって、***は、それぞれ、例えば、膨隆、円周***または環状の形態で形成され、密封された容積にするために付加的な壁領域で円周方向に延びている。
層12は、50〜300μmまたは100〜200μmの範囲内において、その2つの対向する主表面領域間の厚さd12を有することができる。
***(単数または複数)10−1,10−2は、50〜300μmまたは100〜200μmの高さd10(部分10の表面領域に垂直)を有し、50〜300μmまたは100〜200μmの幅d11(部分10の表面領域に平行)を有することができる。
***(単数または複数)14−1,14−2は、50〜300μmまたは100〜200μmの高さd14(部分14の表面領域に垂直)を有し、50〜300μmまたは100〜200μmの幅d15(部分14の表面領域に平行)を有することができる。
金属層43は、例えば、層12に完全に埋め込まれている。すなわち、層12に取り囲まれている。そして、そこにおいて、金属層43は、シリコーン膜3によって形成された流路を開放するままにしておく。
追加の金属層43は、例えば、第2の層12のクランプ位置で、第1および第3の層10および層14との間に固定される。
埋め込まれた金属層43は、例えば、高い圧力が第2の層12に印加される場合に、シリコーン膜12の望ましくない横方向の変形または横方向のずれを防止するために設けられている。
このようにして、追加の第1の安全弁40または第2の安全弁140(図1または図2の)は、気密性および信頼性のさらなる向上が得られる。
さらに、金属膜または金属層43は、10〜100μmまたは30〜60μmの範囲において、厚みd43を有することができる(d12≒3d43を備えた)。
金属層43は、ステンレス鋼(例えば、ばね鋼)で形成することができる。
また、異なる層または部分10,12,14,16,18は、副層またはサブ部分に細分化することができる(図には示されていない)。
従って、層または部分10,12,14,16,18の少なくとも一つは、複数の副層またはサブ部分を含んでもよく、層または部分10,12,14,16,18の少なくとも一つは、例えば、その主表面領域に対して、長手方向および/または垂直方向に、副層またはサブ部分に分割されていてもよい。
さらに具体的には、特定の安全弁構造を有する上記したポンプ装置は、タイヤ圧力測定に組み込まれることができて、装置を制御することができる。
したがって、本発明のマイクロポンプ装置は、タイヤ空気圧の監視および動作規制(調整)を提供することができる。そこでは、特に、空気圧膨張可能な構造体の内部から雰囲気または環境への方向に向けての望まれないか避けられない漏出を防ぐか、あるいは大幅に縮小することができる。
本発明の方法および構成を実現する多くの代替的方法があることにも留意すべきである。
それゆえ、以下の添付の特許請求の範囲には、そのような全ての変更、置換および本発明の真の精神および範囲内に等価物が含まれるものとして解釈されることが意図される。
Claims (12)
- マイクロ流体ポンプ(20)と、安全弁装置とを含む、ポンプ装置であって、
前記ポンプ装置は、積層されて互いの面が接続されている第1の層(10),第2の層(12)および第3の層(14)を含み、
前記マイクロ流体ポンプ(20)は、ポンプ入口(22)およびポンプ出口(24)を含み、前記マイクロ流体ポンプ(20)は、前記ポンプ入口(22)から前記ポンプ出口(24)に流体を圧送するように構成され、前記ポンプ入口(22)および前記ポンプ装置の入口(46)は、流体的に接続され、
前記安全弁装置は、第1の安全弁(40)を有し、前記第1の安全弁(40)は、前記ポンプ出口(24)と前記ポンプ装置の出口(48)との間に配置され、第1の弁座(42)および第1の弁蓋(44)を含み、
前記ポンプ装置の出口(48)および第1の流体領域(50)は、流体的に接続され、且つ、前記ポンプ装置の第1の層(10)に形成され、
前記第1の弁蓋(44)は、前記ポンプ装置の第2の層(12)に形成され、
前記第1の弁座(42)と、前記ポンプ出口(24)と、前記ポンプ入口(22)とは、前記ポンプ装置の第3の層(14)にパターン形成され、
前記第2の層(12)は、前記第1の層(10)と前記第3の層(14)との間に配置され、前記第1の流体領域(50)は、前記第1の弁蓋(44)に隣接され、前記第1の流体領域(50)における圧力は、前記第1の安全弁(40)に対して閉鎖効果を有することを特徴とする、ポンプ装置。
- 前記安全弁装置は、第2の安全弁(140)を含み、前記第2の安全弁(140)は、前記ポンプ出口(24)の下流に配置され、第2の弁座(142)および第2の弁蓋(144)を含み、
前記第2の弁座(142)は、前記第3の層(14)にパターン形成され、前記第2の弁蓋(144)は、前記第2の層(12)に形成され、前記ポンプ装置の入口(46)および第2の流体領域(51)は、流体的に接続され、且つ、前記第1の層(10)に形成され、
前記第2の流体領域(51)は、前記第2の弁蓋(144)に隣接され、前記第2の流体領域(51)における圧力は、前記第2の安全弁(140)に対して閉鎖効果を有する、請求項1に記載のポンプ装置。
- 前記第2の安全弁(140)は、前記ポンプ出口(24)と前記第1の安全弁(40)の間に配置されることを特徴とする、請求項2に記載のポンプ装置。
- 前記ポンプ装置の前記第2の層(12)は、フレキシブル層であり、前記フレキシブル層は、前記第1の弁蓋(44)および前記第2の弁蓋(144)を形成する、請求項2または請求項3に記載のポンプ装置。
- 前記フレキシブル層は、シリコーンダイヤフラムを含む、請求項4に記載のポンプ装置。
- 前記第1の流体領域(50)および前記第2の流体領域(51)は、空間的且つ、流体的に分離されている、請求項2〜請求項5のいずれかに記載のポンプ装置。
- 前記ポンプ入口(22)および前記ポンプ装置の入口(46)は、前記第2の層(12)において、開口部(52)を介して流体的に接続されている、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のポンプ装置。
- 前記第2の層(12)は、前記第1の層(10)と前記第3の層(14)との間に配置された均一な厚さの層を含み、前記均一な厚さの層には、1つ以上の開口部(52)が形成されている、請求項1〜請求項7のいずれかに記載のポンプ装置。
- 前記第2の層(12)は、前記第1の層(10)および前記第3の層(14)を分離する、請求項8に記載のポンプ装置。
- 前記第2の層(12)は、リングシール(10−1、12−1、12−2、14−1)で形成されるシーリング要素(11)を含む、請求項1〜請求項9のいずれかに記載のポンプ装置。
- 前記第2の層(12)は、前記第2の層(12)のシリコーン材に埋め込まれた安定化要素(43)を含む、請求項1〜請求項10のいずれかに記載のポンプ装置。
- 前記第1の弁座(42)に向けて、前記第1の弁蓋(44)を付勢する付勢要素(45)、および、
前記第2の弁座(142)に向けて、前記第2の弁蓋(144)を付勢する付勢要素(45´)をさらに含む、請求項1〜請求項11のいずれかに記載のポンプ装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2012/076699 WO2014094879A1 (en) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | Pump arrangement comprising a safety valve arrangement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015505349A JP2015505349A (ja) | 2015-02-19 |
JP5770391B2 true JP5770391B2 (ja) | 2015-08-26 |
Family
ID=47522590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014552557A Active JP5770391B2 (ja) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | 安全弁装置を含むポンプ装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9546651B2 (ja) |
EP (1) | EP2766606B1 (ja) |
JP (1) | JP5770391B2 (ja) |
CN (1) | CN104169583B (ja) |
WO (1) | WO2014094879A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019063981A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 研能科技股▲ふん▼有限公司 | 流体システム |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015166749A1 (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | 株式会社村田製作所 | 吸入装置 |
ES2846834T3 (es) * | 2015-02-17 | 2021-07-29 | Daiken Medical Co Ltd | Unidad de bomba y procedimiento para fabricar la misma |
DE102016220107B4 (de) | 2016-10-14 | 2020-01-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Entgasungsvorrichtung |
DE102017218198A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Robert Bosch Gmbh | Passives Ventil, Mikropumpe und Verfahren zur Herstellung eines passiven Ventils |
USD836743S1 (en) | 2017-11-22 | 2018-12-25 | Ravin Crossbows, Llc | Nock for an archery arrow |
CN208564922U (zh) * | 2018-06-29 | 2019-03-01 | 深圳华星恒泰泵阀有限公司 | 一种微型隔膜水泵 |
CN111750142B (zh) * | 2019-03-29 | 2022-10-14 | 研能科技股份有限公司 | 微流体致动器模块 |
IT201900005804A1 (it) * | 2019-04-15 | 2020-10-15 | St Microelectronics Srl | Valvola microfluidica a membrana ad attuazione piezoelettrica e relativo procedimento di fabbricazione |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3416724A (en) * | 1966-07-21 | 1968-12-17 | Worthington Corp | Low resistance strip valve |
US4555719A (en) * | 1983-08-19 | 1985-11-26 | Videojet Systems International, Inc. | Ink valve for marking systems |
CA2169826A1 (en) * | 1993-09-24 | 1995-03-30 | Cynthia R. Nelson | Micromachined valve apparatus |
CH689836A5 (fr) * | 1994-01-14 | 1999-12-15 | Westonbridge Int Ltd | Micropompe. |
CA2391842C (en) * | 1999-09-24 | 2005-08-16 | California Institute Of Technology | A normally closed in-channel micro check valve |
JP4005297B2 (ja) * | 2000-05-08 | 2007-11-07 | セイコーインスツル株式会社 | マイクロバルブおよびマイクロポンプ |
DE10238600A1 (de) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Peristaltische Mikropumpe |
DE50304618D1 (de) * | 2003-03-11 | 2006-09-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Normal doppelt geschlossenes mikroventil |
CN1320275C (zh) * | 2003-05-06 | 2007-06-06 | 王勤 | 具有双向过压保护功能的微量薄膜泵及其应用 |
US7284966B2 (en) * | 2003-10-01 | 2007-10-23 | Agency For Science, Technology & Research | Micro-pump |
CN101213392B (zh) * | 2005-06-30 | 2012-06-27 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 阀装置 |
WO2007111049A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | マイクロポンプ |
FR2905429A1 (fr) | 2006-09-04 | 2008-03-07 | Debiotech Sa | Dispositif de delivrance d'un liquide comportant une pompe et une valve |
US8382452B2 (en) * | 2007-11-23 | 2013-02-26 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Pump arrangement comprising a safety valve |
CN101581291B (zh) * | 2008-05-16 | 2012-03-21 | 研能科技股份有限公司 | 流体输送装置 |
CN102307632B (zh) * | 2008-08-17 | 2014-03-26 | 美泰有限公司 | 游戏装置 |
JP5668582B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2015-02-12 | 株式会社村田製作所 | 流体制御装置 |
-
2012
- 2012-12-21 WO PCT/EP2012/076699 patent/WO2014094879A1/en active Application Filing
- 2012-12-21 JP JP2014552557A patent/JP5770391B2/ja active Active
- 2012-12-21 CN CN201280021022.5A patent/CN104169583B/zh active Active
- 2012-12-21 EP EP12813001.0A patent/EP2766606B1/en active Active
-
2013
- 2013-09-16 US US14/027,522 patent/US9546651B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019063981A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 研能科技股▲ふん▼有限公司 | 流体システム |
JP7030655B2 (ja) | 2017-09-29 | 2022-03-07 | 研能科技股▲ふん▼有限公司 | 流体システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104169583A (zh) | 2014-11-26 |
US20140178227A1 (en) | 2014-06-26 |
JP2015505349A (ja) | 2015-02-19 |
EP2766606B1 (en) | 2015-12-16 |
EP2766606A1 (en) | 2014-08-20 |
US9546651B2 (en) | 2017-01-17 |
CN104169583B (zh) | 2017-03-01 |
WO2014094879A1 (en) | 2014-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5770391B2 (ja) | 安全弁装置を含むポンプ装置 | |
US8382452B2 (en) | Pump arrangement comprising a safety valve | |
JP4531563B2 (ja) | 蠕動マイクロポンプ | |
US10502331B2 (en) | One way valve | |
EP2107246B1 (en) | Fluid transportation device having multiple double-chamber actuating structures | |
JP5494658B2 (ja) | バルブ、流体装置及び流体供給装置 | |
WO2012141113A1 (ja) | バルブ、流体制御装置 | |
WO2009152775A1 (zh) | 一种微型泵 | |
US20130068325A1 (en) | Valve, layer structure comprising a first and a second valve, micropump and method of producing a valve | |
US20100166585A1 (en) | Microdosing Device for Dosing of Smallest Quantities of a Medium | |
JP2018123796A (ja) | マイクロダイヤフラムポンプ | |
US9732743B2 (en) | Pneumatic micropump | |
US8684973B2 (en) | Micropump | |
JP2008180171A (ja) | マイクロポンプ | |
KR101132657B1 (ko) | 단일 제어 신호에 의해 구동되는 연동형 마이크로 펌프 및 그 제조 방법 | |
JP6643845B2 (ja) | マイクロポンプ用漏出防止弁 | |
US20240125315A1 (en) | Microfluidic pump | |
JP2014077384A (ja) | 気体制御装置 | |
WO2006090773A1 (ja) | バルブおよびそのバルブを有する容積変動型ポンプ | |
JP2009264247A (ja) | 流体搬送装置 | |
TWM494861U (zh) | 閥門結構 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20141208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141216 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150602 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150624 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5770391 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |