[发明专利]流体流动控制组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年12月6日提交的美国临时申请No.61/120,412的权益。

技术领域

本发明一般涉及用于控制流体流动的阀，尤其涉及用于控制沿两个流动方向的流体流动的流体流动控制组件。

背景技术

阀被广泛地用于控制流体从加压流体源到载荷装置或从载荷装置到低压储存器的流动。经常地，提供泵或其他装置作为加压流体源。流体的流动由阀选择性地控制，从而控制载荷装置的操作。

一种类型的阀是微型阀。微型阀系统是通常与半导体机电装置相关的微型机电系统(MEMS)。

MEMS是形体小并且具有尺寸在微米范围内或更小的特征的一类系统。MEMS装置是至少部分地形成这样的系统的一部分的装置。这些系统具有电气部件和机械部件。术语“微加工”通常被理解为表示制造MEMS装置的三维结构和移动部分。

MEMS最初使用改进的集成电路(计算机芯片)制造技术(例如化学蚀刻)和材料(例如硅半导体材料)来微加工这些很小的机械装置。如今有更多的微加工技术和材料可用。

当在本申请中使用时，术语“微型阀”表示具有尺寸在微米范围内或更小的特征的阀，并且因此根据定义至少部分地通过微加工而形成。当在本申请中使用时，术语“微型阀装置”表示包括微型阀并且可以包括其他部件的装置。应当注意的是，如果除了微型阀以外的部件被包括在微型阀装置中，则这些其他部件可以是经微加工的部件或标准尺寸(较大)部件，也被称为大尺寸部件。

已经提出了各种微型阀装置用于控制流体回路内的流体流动。典型的微型阀装置包括可移位构件或阀，该可移位构件或阀由主体可移动地支撑并且可操作地联接到致动器以用于在关闭位置和完全打开位置之间移动。当置于关闭位置时，所述阀阻塞或关闭被布置为与第二流体口流体连通的第一流体口，由此防止流体在所述流体口之间流动。当所述阀从关闭位置移动到完全打开位置时，逐渐地允许流体在所述流体口之间流动。

一种类型的微型阀是微型滑阀。微型滑阀典型地由经微加工的阀芯组成，所述阀芯布置在形成于多层阀壳体的中间层中的腔中。通过壳体的层的各种口提供与所述腔的流体连通。经微加工的阀芯在所述腔中是可移动的，从而根据预期结果通过阻塞特定的口而可选择地允许通过所述腔的流体连通。在操作中，在经微加工的阀芯上施加差压以将经微加工的阀芯移动到预期位置。典型地，差压由导阀控制。

通常用作导阀的另一种类型的微型阀由在一个端部由主体弹性地支持的横梁组成。在操作中，致动器迫使横梁围绕横梁的被支撑端部弯曲。为了弯曲横梁，致动器必须生成足以克服与横梁相关的弹簧力的力。一般而言，当横梁的移位需求增加时，致动器弯曲或移位横梁所需的输出力增加。

除了生成足以克服与横梁相关的弹簧力的力之外，致动器必须生成能够克服抵抗横梁的预期移位的作用于横梁的流体流动力的力。当通过流体口的流率增加时这些流体流动力通常增加。

因而，当横梁的移位需求增加时和/或当通过流体口的流率需求增加时，致动器的输出力需求和因此致动器的尺寸和驱动致动器一般所需的动力必须增加。

一种具体类型的微型阀系统是导阀操作的微型阀。典型地，这样的微型阀装置包括由如上所述的类型的微型阀导阀操作的微型滑阀。例如，美国专利Nos.6,494,804；6,540,203；6,637,722；6,694,998；6,755,761；6,845,962和6,994,115公开了导阀操作的微型阀和用作导阀的微型阀，上述专利的公开内容通过引用的方式合并于本文中。