專利名稱：具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種流體輸送裝置，尤指一種具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸 送裝置。
背景技術(shù)：
目前于各領(lǐng)域中無論是醫(yī)藥、電腦科技、打印、能源等工業(yè)，產(chǎn)品均朝精致化 及微小化方向發(fā)展，其中微泵、噴霧器、噴墨頭、工業(yè)打印裝置等產(chǎn)品所包含的流 體輸送結(jié)構(gòu)為其關(guān)鍵技術(shù)，是以，如何借助創(chuàng)新結(jié)構(gòu)突破其技術(shù)瓶頸，為發(fā)展的重 要內(nèi)容。
請參閱圖1,其是已知微泵結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，己知微泵結(jié)構(gòu)10是由閥體座 11、閥體蓋體12、閥體薄膜13、微致動器14及蓋體15所組成，其中，閥體薄膜 13包含入口閥門結(jié)構(gòu)131及出口閥門結(jié)構(gòu)132，閥體座11包含入口通道111及出 口通道112、閥體蓋體12與微致動器14間形成一壓力腔室123，閥體薄膜13設(shè)置 在閥體座11與閥體蓋體12之間。
當(dāng)一電壓作用在微致動器14的上下兩極時，會產(chǎn)生一電場，使得微致動器14 在此電場的作用下產(chǎn)生彎曲，當(dāng)微致動器14朝箭號x所指的方向向上彎曲變形， 將使得壓力腔室123的體積增加，因而產(chǎn)生一吸力，使閥體薄膜13的入口閥門結(jié) 構(gòu)131開啟，使液體可自閥體座11上的入口通道1H被吸取進(jìn)來，并流經(jīng)閥體薄 膜13的入口閥門結(jié)構(gòu)131及閥體蓋體12上的入口閥片通道121而流入壓力腔室 123內(nèi)，反之當(dāng)微致動器14因電場方向改變而朝箭號x的反方向向下彎曲變形時， 則會壓縮壓力腔室123的體積，使得壓力腔室123對內(nèi)部的流體產(chǎn)生一推力，并使 閥體薄膜13的入口閥門結(jié)構(gòu)131、出口閥門結(jié)構(gòu)132承受一向下推力，而出口閥 門結(jié)構(gòu)132將開啟，并使液體由壓力腔室123經(jīng)由閥體蓋體12上的出口閥門通道 122、閥體薄膜13的出口閥門結(jié)構(gòu)132，而從閥體座11的出口通道112流出微泵 結(jié)構(gòu)10外，因而完成流體的傳輸過程。
雖然己知微泵結(jié)構(gòu)10能夠達(dá)到輸送流體的功能，但是其是使用單一致動器配合單一壓力腔室、單一流通管道、單一進(jìn)出口以及單一對的閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計，若要使 用微泵結(jié)構(gòu)10來提升流量，必須利用銜接機(jī)構(gòu)將多個微泵結(jié)構(gòu)1進(jìn)行連接并堆迭 設(shè)置，然而此種連接方式除了需額外耗費(fèi)銜接機(jī)構(gòu)的成本外，多個微泵結(jié)構(gòu)io所 組合起來的體積將過大，使得最終產(chǎn)品的體積增加而無法符合微小化的趨勢。
因此，如何發(fā)展一種可克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺失并達(dá)到增加流量且縮小體積的具 有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，實(shí)為目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，以 解決以己知微泵結(jié)構(gòu)來提升流量時，必須利用銜接機(jī)構(gòu)將多個微泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接并 堆迭設(shè)置，將額外耗費(fèi)銜接機(jī)構(gòu)的成本，且多個微泵結(jié)構(gòu)所組合起來的體積過大， 無法符合產(chǎn)品微小化的趨勢等缺點(diǎn)。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種具有多個雙腔體致動結(jié) 構(gòu)的流體輸送裝置，用以傳送一流體，其包含匯流裝置，其具有兩側(cè)面，其相 互對應(yīng)；多個第一流道及多個第二流道，其貫穿該兩側(cè)面；入口通道，其設(shè)置于兩 側(cè)面之間，并與多個第一流道相連通；出口通道，其設(shè)置于兩側(cè)面之間，并與多個 第二流道相連通；多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)，彼此之間是并排設(shè)置于匯流裝置上；其中， 每一雙腔體致動結(jié)構(gòu)具有第一腔體及第二腔體，其對稱設(shè)置于匯流裝置的兩側(cè)面 上，第一腔體及第二腔體各自包括閥體蓋體，其設(shè)置于匯流裝置上；閥體薄膜， 其設(shè)置于匯流裝置與閥體蓋體之間；以及致動裝置，其周邊設(shè)置于該閥體蓋體上。


圖1是已知微泵結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置的分解 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3A是圖2的組裝完成后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3B是本發(fā)明圖3A的流體輸送裝置的匯流裝置的A-A或是a-a剖面圖。 圖3C是本發(fā)明圖3A的流體輸送裝置的匯流裝置的C-C剖面圖。 圖3D是本發(fā)明圖3A的流體輸送裝置的匯流裝置的B-B剖面圖。 圖4A是本發(fā)明圖3A的流體輸送裝置的第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體 蓋體的A-A剖面圖。圖4B是本發(fā)明圖3A所示的第一、第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體蓋體 的C-C剖面圖。
圖4C是本發(fā)明圖3A所示的第一、第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體蓋體 的B-B剖面圖。
圖5是圖2所示的第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6A是圖3A的流體輸送裝置的A-A剖面于未作動狀態(tài)的示意圖。
圖6B是圖6A的壓力腔室膨脹狀態(tài)示意圖。
圖6C是圖6A的壓力腔室壓縮狀態(tài)示意圖。
圖7A是圖3A的流體輸送裝置的B-B剖面圖。
圖7B是圖7A的壓力腔室膨脹狀態(tài)示意圖。
圖7C是圖7A的壓力腔室壓縮狀態(tài)示意圖。
圖8A是圖3A的流體輸送裝置的C-C剖面圖。
圖8B是圖8A的壓力腔室膨脹狀態(tài)示意圖。
圖8C是圖8A的壓力腔室壓縮狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解 的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其 中的說明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
本發(fā)明主要是借助由匯流裝置及利用對稱堆迭的方式，將多個雙腔體致動結(jié)構(gòu) 與匯流裝置組成本發(fā)明的流體輸送裝置，能夠提升流量及揚(yáng)程，且流體輸送裝置的 體積不會過大，非常適合用于流量及揚(yáng)程需求相對較高的應(yīng)用場合。
請參閱圖2，其是本發(fā)明較佳實(shí)施例的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝 置的分解結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例的流體輸送裝置2是由匯流裝置21以 及多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，于本發(fā)明實(shí)施例中，將以流體輸送裝置2包含2 個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的實(shí)施態(tài)樣提出說明，即第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22及第二雙腔體 致動結(jié)構(gòu)23，且第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22與第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的結(jié)構(gòu)是相同， 但是本發(fā)明的流體輸送裝置2可包含的雙腔體致動結(jié)構(gòu)并局限于2個，可依實(shí)際需 求增加設(shè)置。
本發(fā)明的流體輸送裝置2所包含的每一雙腔體致動結(jié)構(gòu)于匯流裝置21的上下 側(cè)面各包含一腔室，且每一雙腔體致動結(jié)構(gòu)彼此之間是并排設(shè)置于匯流裝置21上，請再參閱圖2并配合圖3A，其中圖3A是圖2的組裝完成后的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明 的第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22于匯流裝置21的第一側(cè)面211上具有第一腔體22a，而 第二側(cè)面212上具有第二腔體22b，第一腔體22a具有閥體蓋體221a、閥體薄膜 222a、致動裝置223a及蓋體224a，而第二腔體22b同樣具有閥體蓋體221b、閥體 薄膜222b、致動裝置223b及蓋體224b等結(jié)構(gòu)，且第一腔體22a、第二腔體22b 是以匯流裝置21為中心鏡像對稱設(shè)置。
另外，本發(fā)明的第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23于匯流裝置21的第一側(cè)面211上同樣 具有第一腔體23a，而第二側(cè)面212上同樣具有第二腔體23b，第一腔體23a具有 閥體蓋體231a、閥體薄膜232a、致動裝置233a及蓋體234a,而第二腔體23b同 樣具有閥體蓋體231b、閥體薄膜232b、致動裝置233b及蓋體234b，且第一腔體 23a、第二腔體23b是以匯流裝置21為中心鏡像對稱設(shè)置。
至于，本實(shí)施例的第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22是與第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23并排設(shè) 置于匯流裝置21上，即第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a與第二雙腔體致動 結(jié)構(gòu)23的第一腔體23a并排設(shè)置于匯流裝置21的第一側(cè)面211上，而第一雙腔體 致動結(jié)構(gòu)22的第二腔體22b與第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第二腔體23b并排設(shè)置于 匯流裝置21的第二側(cè)面212上。
請參閱圖2、圖3A并配合圖3B、圖3C及圖3D，其中圖3B是本發(fā)明圖3A的 流體輸送裝置的匯流裝置的A-A或是a-a剖面圖，圖3C是本發(fā)明圖3A的流體輸送 裝置的匯流裝置的C-C剖面圖，圖3D是本發(fā)明圖3A的流體輸送裝置的匯流裝置的 B-B剖面圖，如圖2所示，匯流裝置21大致成一長條狀矩形結(jié)構(gòu)，具有相互對應(yīng) 的第一側(cè)面211及第二側(cè)面212，且匯流裝置21設(shè)置有多個第一流道、多個第二 流道、入口通道215以及出口通道216，如圖3B至圖3D所示，多個第一流道可為 垂直貫穿第一側(cè)面211及第二側(cè)面212的多個入口分流道213，而多個第二流道則 可為垂直貫穿第一側(cè)面211及第二側(cè)面212的多個出口匯流道214，換言之，入口 分流道213位于第一側(cè)面211及第二側(cè)面212上的開口是同軸線，而出口匯流道 214亦然，且入口分流道213及出口匯流道214彼此獨(dú)立(如圖3B所示)，因此第 一側(cè)面211及第二側(cè)面212可通過入口分流道213及出口匯流道214彼此相通。
請再參閱圖3C及圖3D，入口通道215及出口通道216則為配置在第一側(cè)面211 及第二側(cè)面212間的管線，入口通道215是用以使外部的流體輸送至流體輸送裝置 2內(nèi)，而出口通道216則是將流體由流體輸送裝置2的內(nèi)部傳送至外部，且入口通 道215與多個入口分流道213相連通(如圖3D所示)，而出口通道216則與多個出口匯流道214連通(如圖3C所示)，換言之，當(dāng)流體輸送裝置2組裝完成時， 多個入口分流道213可通過入口通道215與外界連通，而多個出口匯流道214則可 通過出口通道216與外界連通。
請參閱圖3B及圖3C，匯流裝置21的多個出口匯流道214接近第一側(cè)面211 的一端是向外擴(kuò)充延伸，以與設(shè)置于第一側(cè)面2H上的閥體薄膜222a及232a共同 形成一第二暫存室，即為圖中所示的出口暫存腔2141a，當(dāng)然，出口匯流道214接 近第二側(cè)面212處同樣也與閥體薄膜222b及232b設(shè)置出口暫存腔2141b，是以由 第一腔體22a、 23a及第二腔體22b、 23b匯入的流體可于出口暫存腔2141a、 2141b 稍作緩沖，再平順地匯集于出口匯流道214并沿出口通道216而輸出至流體輸送裝 置2外。
而匯流裝置21的第一側(cè)面211及第二側(cè)面212上還分別設(shè)有多個凹槽結(jié)構(gòu)， 其中凹槽217a、 218a、 217b、 218b是以入口分流道213為中心環(huán)繞設(shè)置于出口分 流道213外圍，而凹槽219a、 219b則以出口匯流道214為中心環(huán)繞設(shè)置于出口匯 流道214外圍，以利用凹槽217a-219a、 217b-219b對應(yīng)容收多個密封環(huán)26(如圖 6A所示)。
于本實(shí)施例中，匯流裝置21可采用熱塑性塑膠材料制成；至于密封環(huán)26則可 為耐化性佳的軟性材質(zhì)所構(gòu)成的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，例如耐甲醇或耐醋酸的橡膠環(huán)，但皆 不以此為限。
請再參閱圖2，第一、第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)22、 23的第一腔體22a、 23a的閥 體薄膜222a及232a、閥體蓋體221a及231a、致動裝置223a、 233a以及蓋體224a、 234a是堆迭設(shè)置于匯流裝置21的第一側(cè)面211上，其中閥體薄膜222a、 232a位 于匯流裝置21的第一側(cè)面211及閥體蓋體221a、 231a之間，并對應(yīng)于匯流裝置 21及閥體蓋體221a、 231a設(shè)置，而闊體蓋體221a、 231a上相對應(yīng)的位置則設(shè)置 有致動裝置223a、 233a，其主要包括振動薄膜2231a、 2331a、以及致動器2232a、 2332a，且致動裝置223a、 233a可受電壓驅(qū)動而振動，以驅(qū)動流體輸送裝置2的作 動，至于蓋體224a、 234a則設(shè)置于致動裝置223a、 233a上相對于閥體蓋體221a、 231a設(shè)置的一側(cè)，用以密封整個第一腔體22a、 23a，而當(dāng)閥體薄膜222a、 232a、 閥體蓋體221a、 231a、致動裝置223a、 233a及蓋體224a、 234a依序堆迭并利用 鎖固元件(未圖示)等設(shè)置于匯流裝置21的第一側(cè)面211后，便可構(gòu)成第一雙腔體 致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a，第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第一腔體23a。而由于第 一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第二腔體22b與第一腔體22a是以匯流裝置21為中心地鏡像對稱設(shè)置在匯流裝置21的第二側(cè)面212上，以及第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第二 腔體23b與第一腔體23a是以匯流裝置21為中心地鏡像對稱設(shè)置在匯流裝置21 的第二側(cè)面212上(如圖2及圖6A所示)，因此以下主要以第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22 的第一腔體22a為例，說明本發(fā)明流體輸送裝置2的細(xì)部結(jié)構(gòu)。
請參閱圖4A、圖4B、圖4C并配合圖2及圖3A，其中圖4A是本發(fā)明圖3A的 流體輸送裝置的第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體蓋體的A-A剖面圖，圖4B 是本發(fā)明圖3A所示的第一、第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體蓋體的C-C剖 面圖，圖4C是本發(fā)明圖3A所示的第一、第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體蓋 體的B-B剖面圖，如圖2所示，第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a的閥體蓋 體221a設(shè)置于匯流裝置21的第一側(cè)面211上，其具有一上表面2211a及一下表面 2212a，其是以下表面2212a面對匯流裝置21的第一側(cè)面211，并將閥體薄膜221a 夾設(shè)于下表面2212a與匯流裝置21的第一側(cè)面211之間，而閥體蓋體221a包括貫 穿上表面2211a及下表面2212a的第一閥門通道及第二閥門通道，于本實(shí)施例中， 第一閥門通道可為入口閥門通道2213a，第二閥門通道則可為出口閥門通道2214a (如圖2及圖4B所示)，其中入口閥門通道2213a是對應(yīng)于匯流裝置21的入口分 流道213，出口閥門通道2214a則對應(yīng)于出口暫存區(qū)2141a(如圖2及圖6A所示)。 此外，閥體蓋體221a的入口閥門通道2213a接近下表面2212a處是向外擴(kuò)充延伸， 以與閥體薄膜222a共同形成一第一暫存室，而本實(shí)施例的第一暫存室是由閥體蓋 體221a的下表面2212a于與入口閥門通道2213a相對應(yīng)的位置產(chǎn)生部份凹陷而形 成的入口暫存腔2215a，且其連通于入口閥門通道2213a(如圖6A及圖4C所示)。
請再參閱圖2及圖6A，閥體蓋體221a的上表面2211a有部份凹陷，以與對應(yīng) 設(shè)置的致動裝置223a共同形成一壓力腔室2216a，且壓力腔室2216a是通過入口 閥門通道2213a與入口暫存腔2215a連通(如圖4C所示)，同時壓力腔室2216a亦 與出口閥門通道2214a相連通(如圖4B所示)。此外，閥體蓋體221a上具有多個 凹槽結(jié)構(gòu)，其中閥體蓋體221a的下表面2212a具有以入口閥門通道2213a為中心 環(huán)繞設(shè)置的凹槽22121a，以及以出口閥門通道2214a為中心環(huán)繞設(shè)置的凹槽 22122a、 22123a,而上表面2211a則設(shè)有環(huán)繞壓力室2216a的凹槽22111a，以利 用凹槽22121a -22123a 、22111a容收密封環(huán)27(如圖6A所示)。至于閥體蓋體221a 的材質(zhì)可為熱塑性塑膠材料，且其可選用的材料種類與匯流裝置21相同，而密封 環(huán)27的材質(zhì)則可與密封環(huán)26相同，是以不再贅述。
請參閱圖5并配合圖2及圖6A，其中圖5是圖2所示的第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)的第一腔體的閥體薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，閥體薄膜222a主要是以傳統(tǒng)加 工、或平版印刷(黃光)蝕刻、或激光加工、或電鑄加工、或放電加工等方式制出， 且為一厚度實(shí)質(zhì)上相同的薄片結(jié)構(gòu)，具有多個閥門結(jié)構(gòu)，其是鏤空的閥開關(guān)，于本 實(shí)施例中，閥體薄膜222a設(shè)有第一、第二鏤空閥門結(jié)構(gòu)，其分別為入口閥門結(jié)構(gòu) 2221a及出口閥門結(jié)構(gòu)2222a，其中入口閥門結(jié)構(gòu)2221a對應(yīng)于匯流裝置21的入口 分流道213、閥體蓋體221a的入口閥門通道2213a及入口暫存腔2215a，而出口閥 門結(jié)構(gòu)2222a對應(yīng)于匯流裝置21的出口匯流道214、出口暫存腔2141a及閥體蓋 體221a的出口閥門通道2214a(如圖6A所示)。
請再參閱圖5，入口閥門結(jié)構(gòu)2221a具有入口閥片22211a及多個環(huán)繞入口閥 片22211a周邊設(shè)置的鏤空孔洞22212a，此外，在孔洞22212a之間還具有與入口 閥片22211a相連接的延伸部22213a。而出口閥門結(jié)構(gòu)2222a的出口閥片22221a、 孔22222a及延伸部22223a的配置皆與入口閥門結(jié)構(gòu)2221a相同，于此不再贅述。 于本實(shí)施例中，閥體薄膜222a實(shí)質(zhì)上為厚度均一的可撓薄膜，且其材質(zhì)可選自任 何耐化性佳的有機(jī)髙分子材料或金屬材料，例如聚亞酰胺(Polyimide， PI)、鋁、 鎳、不銹鋼、銅、鋁合金、鎳合金或銅合金等材質(zhì)，然選用的材質(zhì)并無所設(shè)限。
由于閥體薄膜222a是可撓薄片，因此當(dāng)閥體薄膜222a設(shè)置于匯流裝置21的 第一側(cè)面211及閥體蓋體221a之間時，若其承受壓力腔室2216a體積增加而產(chǎn)生 的吸力作用，入口閥門結(jié)構(gòu)2221a及出口閥門結(jié)構(gòu)2222a理應(yīng)皆順勢向壓力腔室 2216a的方向產(chǎn)生位移，然而由于閥體蓋體221a其下表面2212a鄰近入口閥門通 道2213a及出口閥門通道2214a處的結(jié)構(gòu)有所差異(如圖4A及圖6A所示)，因此當(dāng) 閥體薄膜222a受到壓力腔室2216a的負(fù)壓吸引時，實(shí)質(zhì)上僅入口閥門結(jié)構(gòu)2221a 可朝閥體蓋體221a的方向產(chǎn)生位移(如圖6B及圖7B所示)，出口閥門結(jié)構(gòu)2222a 則貼附于閥體蓋體221a的下表面2212a而無法幵啟(如圖6B及圖8B所示)，此時 流體僅能從閥體薄膜222a靠近匯流裝置21的一側(cè)通過入口閥門結(jié)構(gòu)2221a的孔 22212a流往靠近閥體蓋體22的一側(cè)(如圖6B及圖7B箭頭所示)，并流入閥體蓋體 221a的入口暫存腔2215a及入口閥門通道2213a而傳送至壓力腔室2216a內(nèi)，且 利用出口閥門結(jié)構(gòu)2222a的關(guān)閉防止流體逆流。
同樣地，由于匯流裝置21的第一側(cè)面211鄰近入口分流道213及出口匯流道 214處的結(jié)構(gòu)不同(如圖2及圖3B所示)，因此當(dāng)閥體薄膜222a受到壓力腔室2216a 的正壓推擠而承受自壓力腔室2216a傳遞而來的向下應(yīng)力時，實(shí)質(zhì)上僅出口閥門結(jié) 構(gòu)2222a可朝匯流裝置21的方向產(chǎn)生位移，入口閥門結(jié)構(gòu)2221a則向下貼附于匯流裝置21的第一側(cè)面211上而密封住匯流裝置21的入口分流道213，即入口閥門 結(jié)構(gòu)231并無法開啟(如圖6C及圖7C所示)，是以流體僅能由壓力腔室2216a經(jīng)出 口閥門結(jié)構(gòu)2222a的孔22222a流入?yún)R流裝置21的出口暫存腔2141a (如圖6C及圖 8C所示)，如此一來，入口閥門結(jié)構(gòu)2221a便可因應(yīng)壓力腔室2216a產(chǎn)生的負(fù)、正 壓力差而迅速的開啟或關(guān)閉，而出口閥門結(jié)構(gòu)2222a則可對應(yīng)于入口閥門結(jié)構(gòu) 2221a關(guān)閉或開啟，以控制流體的進(jìn)出并避免流體逆流。
請再參閱圖2，第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a的致動裝置223a包括 振動薄膜2231a以及致動器2232a，致動裝置223a主要是利用振動薄膜2231a的 周邊固設(shè)于閥體蓋體221a上，以與閥體蓋體221a共同形成壓力腔室2216a(如圖 6A所示)。致動裝置223a的振動薄膜2231a的材質(zhì)可為單層金屬結(jié)構(gòu)，例如不 銹鋼金屬或銅金屬，但不以此為限；當(dāng)然，于一些實(shí)施例中，振動薄膜2231a可于 金屬材料上貼附一層耐生化高分子薄板材料，以構(gòu)成一雙層結(jié)構(gòu)。至于致動器 2232a則可貼附于振動薄膜2231a上，致動器2232a是一壓電板，可采用高壓電系 數(shù)的鋯鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末制成。而蓋體224a則對應(yīng)設(shè)置于致動裝置223a 上，以利用蓋體224a及匯流裝置21的第一側(cè)面211共同將閥體薄膜222a、閥體 蓋體221a和致動裝置224a等結(jié)構(gòu)夾設(shè)于其間，以組成本發(fā)明流體輸送裝置2的第 一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a(如圖3A所示)。
請參閱圖6A并配合圖2及圖3A，其中圖6A是圖3A的流體輸送裝置的A-A 剖面于未作動狀態(tài)的示意圖，至于，如圖3A所示的流體輸送裝置的a-a剖面的結(jié) 構(gòu)及作動方式是與A-A相同，因此以下將僅以A-A剖面的結(jié)構(gòu)提出說明。如圖所示， 當(dāng)?shù)谝浑p腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a組裝設(shè)置于匯流裝置21的第一側(cè)面211 后，匯流裝置21的入口分流道213是對應(yīng)于閥體薄膜222a的入口閥門結(jié)構(gòu)2221a、 閥體蓋體221a的入口暫存腔2215a和入口閥門通道2213a，匯流裝置21的出口匯 流道214則對應(yīng)于出口暫存腔2141a、閥體薄膜222a上的出口閥門結(jié)構(gòu)2222a以 及閥體蓋體221a上的出口閥門通道2214a。的
此外，匯流裝置21的第一側(cè)面211上環(huán)繞入口分流道213的凹槽217a(如圖 3B所示)內(nèi)的密封環(huán)26厚度是大于凹槽217a的深度，是以密封環(huán)26將部分凸出 于凹槽217a，并構(gòu)成一微凸結(jié)構(gòu)，使得閥體薄膜222a的入口閥門結(jié)構(gòu)2221a的入 口閥片22211a形成一向上隆起，如此微凸結(jié)構(gòu)將抵觸閥體薄膜222a而對入口閥門 結(jié)構(gòu)2221a頂推以產(chǎn)生一預(yù)力(Prgforce)作用，有助于流體釋出時產(chǎn)生更大的預(yù)蓋 緊效果以防止逆流，并使入口閥片22211a與匯流裝置21的第一側(cè)面211之間產(chǎn)生一間隙，以于流體進(jìn)入時利于入口閥門結(jié)構(gòu)2221a順勢開啟。同樣地，設(shè)置于閥體 蓋體221a的下表面2212a并環(huán)繞出口閥門通道2214a外圍的凹槽22122a與密封環(huán) 27亦形成一微凸結(jié)構(gòu)，使閥體薄膜222a的出口閥門結(jié)構(gòu)2222a向下凸出而相對于 閥體蓋體221a形成一向下隆起，并使出口閥片22221a與閥體蓋體222a的下表面 2212a間產(chǎn)生一間隙，而出口閥門結(jié)構(gòu)2222a、入口閥門結(jié)構(gòu)2221a的微凸結(jié)構(gòu)僅 方向反向設(shè)置，但其功能相仿，因此不再贅述。上述的微凸結(jié)構(gòu)除了使用凹槽217a、 22122a及密封環(huán)26、 27搭配形成外，于一些實(shí)施例中亦可采用半導(dǎo)體制程，例如 平版印刷蝕刻、鍍膜或電鑄技術(shù)，直接在匯流裝置21及閥體蓋體221a上形成該些 微凸結(jié)構(gòu)，或者直接在匯流裝置21及閥體蓋體222a上采與基材一體射出成型形成， 其中該基材可采用熱塑性塑膠材料。至于閥體薄膜222a的其余部分則服貼于閥體 蓋體222a及匯流裝置21之間，并通過設(shè)置于凹槽218a、 219a及22121a、 22123a、 22111a內(nèi)的密封環(huán)26、 27使各結(jié)構(gòu)之間緊密貼合，以防止流體外溢。
請再參閱圖6A，第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第二腔體22b的閥體薄膜222b、閥 體蓋體221b、致動裝置223b以及蓋體224b設(shè)置于匯流裝置21的第二側(cè)面212上， 并以匯流裝置21為中心而與第一腔體22a的該些結(jié)構(gòu)鏡像對稱，由于第二腔體22b 的各結(jié)構(gòu)、功能皆與第一腔體22a相同，至于第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第一腔體 23a及第二腔體23b的各結(jié)構(gòu)、功能皆與第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a 及第二腔體23a相同，因此，為了簡化說明，以下僅以第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的 第一腔體22a為例詳述流體的輸送過程，然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明流體輸送裝置2 實(shí)際運(yùn)作時，第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第二腔體22b與第一腔體22a，以及第二 雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第二腔體23b與第一腔體23a是以完全相同且同步的方式作 動以進(jìn)行流體的輸送。
請參閱圖6B，其是圖6A的壓力腔室膨脹狀態(tài)示意圖。以第一腔體22a為例， 當(dāng)利用電壓驅(qū)動致動器2232a時，致動裝置223a將會如圖所示，朝箭號a所指的 方向彎曲變形，使得壓力腔室2216a的體積增加而產(chǎn)生負(fù)壓差，因而形成一股吸力， 故閥體薄膜222a的入口閥門結(jié)構(gòu)2221a及出口閥門結(jié)構(gòu)2222a將因負(fù)壓而承受向 外的拉力，此時由于入口閥門結(jié)構(gòu)2221a所對應(yīng)的是入口暫存腔2215a的空間，因 此其入口閥片22211a便可借助凹槽217a及密封環(huán)26所構(gòu)成的微凸結(jié)構(gòu)提供的預(yù) 力順勢迅速開啟(如圖6B及圖7B所示)，使流體大量地由匯流裝置21的入口通道 215被吸取進(jìn)來，流入?yún)R流裝置21并于入口分流道213分流而使部分流體流往第 一腔體22a，并通過閥體薄膜222a上的入口閥門結(jié)構(gòu)2221a的鏤空孔22212a進(jìn)入閥體蓋體221a上的入口暫存區(qū)2215a、入口閥門通道2213a，進(jìn)而傳送至壓力腔室 2216a內(nèi)，此時，由于閥體薄膜222a的出口閥門結(jié)構(gòu)2222a同時承受與入口閥門 結(jié)構(gòu)2221a相同方向的拉力，且因閥體蓋體221a的下表面2212a對應(yīng)出口閥門結(jié) 構(gòu)2222a處的結(jié)構(gòu)與對應(yīng)入口閥門結(jié)構(gòu)2221a的結(jié)構(gòu)不同，又凹槽22122a及密封 環(huán)27可提供一預(yù)蓋緊效果，故位于閥體薄膜222a上的出口閥門結(jié)構(gòu)2222a將因該 拉力使得出口閥片22221a密封住出口閥門通道2214a，因此流體不會逆流(如圖6B 及圖8B所示)。
而當(dāng)施加于致動器2232a的電場方向改變而如圖6C所示的朝箭號b的方向彎 曲變形時，致動器2232a將使致動裝置223a朝匯流裝置21方向變形，進(jìn)而壓縮壓 力腔室2216a的體積，使壓力腔室2216a的體積減小而與外界產(chǎn)生正壓力差，進(jìn)而 對壓力腔室2216a內(nèi)部的流體產(chǎn)生一推力，使流體瞬間大量宣泄而由出口閥門通道 2214a流出壓力腔室2216a外，于此同時，由于閥體薄膜222a的入口閥門結(jié)構(gòu)2221a 及出口閥門結(jié)構(gòu)2222a亦承受壓力腔室2216a的正壓產(chǎn)生的朝匯流裝置21方向的 推力，因此設(shè)置于密封環(huán)27上的出口閥門結(jié)構(gòu)2222a的出口閥片22221a便可借助 一預(yù)力順勢迅速開啟，使流體可由壓力腔室2216a通過閥體蓋體221a的出口閥門 通道2214a、閥體薄膜222a的出口閥門結(jié)構(gòu)2222a的孔22222a進(jìn)入?yún)R流裝置21 上的出口暫存區(qū)2141a及出口匯流道214(如圖6C及圖8C所示)，最后再由出口通 道216流出流體輸送裝置2的外，因而完成流體的傳輸過程。
另一方面，當(dāng)入口閥門結(jié)構(gòu)2221a承受該朝匯流裝置21方向的推力時，由于 匯流裝置21的第一側(cè)面211a靠近入口分流道213處的結(jié)構(gòu)與靠近出口匯流道214 處不同，且密封環(huán)26可提供預(yù)蓋緊效果，使得入口閥片22211a令入口閥門結(jié)構(gòu) 2221a受壓成關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)而密封住入口分流道213 (如圖6C及圖7C所示)，故流 體無法通過入口閥門結(jié)構(gòu)2221a，因此便不會產(chǎn)生倒流的現(xiàn)象。
至于暫時儲存于入口暫存腔2215a內(nèi)的流體，其將于致動器2232a再受電壓致 動且重復(fù)使致動裝置223a上凸變形而增加壓力腔室2216a的體積時，再由入口暫 存腔2215a經(jīng)入口閥門通道2213a而流入壓力腔室2216a內(nèi)，并于致動裝置223 壓縮變形時自壓力腔室2216a排出，由此可知，通過改變電場方向，便可驅(qū)動致動 裝置223a往復(fù)運(yùn)動而使流體輸送裝置2汲取、釋出流體，以達(dá)到流體的輸送的目 的。
請再參閱圖7A 圖7C以及圖8A 圖8C，其中圖7A是圖3A的流體輸送裝置 的B-B剖面圖，圖8A是圖3A的流體輸送裝置的C-C剖面圖，如圖7A所示，入口通道215是配置在匯流裝置21的第一側(cè)面211及第二側(cè)面212間的管線，主要用 來使外部的流體輸送至流體輸送裝置2內(nèi)，并與多個入口分流道213相連通，用以 通過入口分流道213將流體分送至第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a及第二 腔體22b，以及，第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第一腔體23a及第二腔體23b，以進(jìn)行 流體的傳送程序。如圖8A所示，出口通道216是配置在匯流裝置21的第一側(cè)面 211及第二側(cè)面212間的管線，主要用來將流體輸送至流體輸送裝置2外部，并與 多個出口匯流道214相連通，用以通過出口匯流道214及出口通道216將由第一雙 腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a及第二腔體22b，以及，第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23 的第一腔體23a及第二腔體23b所輸出的流體匯流并排至外部。
請參閱圖7B及圖8B，如圖7B所示，流體流入入口通道215時，部分流體會 先于第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)22所對應(yīng)的入口內(nèi)流道213進(jìn)入兩側(cè)的第一腔體22a及 第二腔體22b，其余再往內(nèi)流至第一雙腔體致動結(jié)構(gòu)23所對應(yīng)的入口內(nèi)流道213 并進(jìn)入兩側(cè)的第一腔體23a及第二腔體23b后排出，若有橫向三組以上則依此類推。
當(dāng)?shù)谝浑p腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a及第二腔體22b，以及第二雙腔體 致動結(jié)構(gòu)23的第一腔體23a及第二腔體23b所包含的致動器受相同振動頻率的電 壓驅(qū)動時，所有的致動裝置將外凸，將導(dǎo)致所有的入口閥門結(jié)構(gòu)開啟并汲取流體進(jìn) 入腔體(如圖7B所示)，此時出口閥門結(jié)構(gòu)更為緊閉，避免流體回流(如圖8B 所示)，至于詳細(xì)的作動關(guān)系己于上述圖6B中提出說明，于此不再贅述。
反之，請再參閱圖7C及圖8C，當(dāng)?shù)谝浑p腔體致動結(jié)構(gòu)22的第一腔體22a及 第二腔體22b,以及第二雙腔體致動結(jié)構(gòu)23的第一腔體23a及第二腔體23b所包 含的致動器受相同振動頻率的電壓驅(qū)動時，所有的致動裝置將內(nèi)凹而壓縮壓力腔室 且產(chǎn)生正壓時，將導(dǎo)致所有的出口閥門結(jié)構(gòu)開啟并排出流體(如圖8C所示)，此 時所有入口閥門結(jié)構(gòu)更為緊閉(如圖7C所示)，避免流體回流，至于詳細(xì)的作動 關(guān)系己于上述圖6C中提出說明，于此不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置主要是利用匯流 裝置將多個流體輸送腔體整合為一，亦即將兩組閥體薄膜、閥體蓋體、致動裝置分 別堆迭設(shè)置于匯流裝置的第一、第二側(cè)面，以形成具有兩個鏡像對稱的流體輸送腔 體的雙腔體致動結(jié)構(gòu)，并再利用將多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)并排設(shè)置于匯流裝置上的方 式，以達(dá)到在橫向進(jìn)行多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的擴(kuò)充整合，可將流體輸送裝置的流體 流量及揚(yáng)呈提升為數(shù)倍，但體積確非多個已知單腔體的流體輸送裝置的加總，是以 可確實(shí)符合產(chǎn)品微小化的趨勢。因此，本發(fā)明的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置極具產(chǎn)業(yè)的價值。
權(quán)利要求
1.一種具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，用以傳送一流體，其包含一匯流裝置，其具有兩側(cè)面，其相互對應(yīng)；多個第一流道及多個第二流道，其貫穿該兩側(cè)面；一入口通道，其設(shè)置于該兩側(cè)面之間，并與該多個第一流道相連通；一出口通道，其設(shè)置于該兩側(cè)面之間，并與該多個第二流道相連通；多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)，彼此之間是并排設(shè)置于該匯流裝置上；其中，每一該雙腔體致動結(jié)構(gòu)具有一第一腔體及一第二腔體，其是對稱設(shè)置于該匯流裝置的該兩側(cè)面上，該第一腔體及該第二腔體各自包括一閥體蓋體，其設(shè)置于該匯流裝置上；一閥體薄膜，其設(shè)置于該匯流裝置與該閥體蓋體之間；以及一致動裝置，其周邊設(shè)置于該閥體蓋體上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該閥體薄膜具有一第一閥門結(jié)構(gòu)及一第二閥門結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)該第一流道及該第二流道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該閥體薄膜與該閥體蓋體之間還包括一第一暫存室，而該闊體薄膜與該匯流裝置之間還包括一第二暫存室。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該第一腔體及該第二腔體的該第一閥門結(jié)構(gòu)、該第一暫存區(qū)及該第一閥門通道是 對應(yīng)于該匯流裝置的該第一流道，而該第二暫存區(qū)、該第二閥門結(jié)構(gòu)及該第二閥門 通道是對應(yīng)于該匯流裝置的該第二流道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該致動裝置與該閥體蓋體形成一壓力腔室。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該流體包括氣體及液體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該致動裝置包括一致動器及一振動薄膜。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于該第一流道是入口分流道，該第二流道是出口匯流道。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，其特征在 于多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的該第一腔體及該第二腔體所包含的該致動裝置的振動頻 率是相同。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)的流體輸送裝置，用以傳送流體，包含匯流裝置，具有兩側(cè)面，相互對應(yīng)；多個第一流道及多個第二流道，貫穿兩側(cè)面；入口通道，設(shè)置于兩側(cè)面之間，并與多個第一流道相連通；出口通道，設(shè)置于兩側(cè)面之間，并與多個第二流道相連通；多個雙腔體致動結(jié)構(gòu)，彼此之間并排設(shè)置于匯流裝置上；其中，每一雙腔體致動結(jié)構(gòu)具有第一腔體及第二腔體，且對稱設(shè)置于匯流裝置的兩側(cè)面上，第一腔體及第二腔體各自包括閥體蓋體、閥體薄膜及致動裝置。
文檔編號F04B43/04GK101550925SQ20081009095
公開日2009年10月7日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者余榮侯, 周宗柏, 張英倫, 邱士哲, 陳世昌 申請人:研能科技股份有限公司