DE102007045637A1 - Microdosing device for dosing small amounts of a medium - Google Patents

Microdosing device for dosing small amounts of a medium Download PDF

Info

Publication number
DE102007045637A1
DE102007045637A1 DE102007045637A DE102007045637A DE102007045637A1 DE 102007045637 A1 DE102007045637 A1 DE 102007045637A1 DE 102007045637 A DE102007045637 A DE 102007045637A DE 102007045637 A DE102007045637 A DE 102007045637A DE 102007045637 A1 DE102007045637 A1 DE 102007045637A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inlet
outlet
layer
cover layer
microdosing
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.)
Withdrawn
Application number
DE102007045637A
Other languages
German (de)
Inventor
Ralf Reichenbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102007045637A priority Critical patent/DE102007045637A1/en
Priority to PCT/EP2008/059796 priority patent/WO2009040165A1/en
Priority to EP08786456A priority patent/EP2203645A1/en
Priority to US12/600,959 priority patent/US20100166585A1/en
Publication of DE102007045637A1 publication Critical patent/DE102007045637A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • F04B43/028—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms with in- or outlet valve arranged in the plate-like flexible member
    • 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
    • F04B43/046—Micropumps with piezoelectric drive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mikrodosiervorrichtung zum Dosieren von Kleinstmengen eines Mediums, mit einer Einlasseinrichtung (1), einer Auslasseinrichtung (2), einer Pumpeinrichtung (3) und einem von der Einlasseinrichtung (1) zur Auslasseinrichtung (2) führenden Medienkanal (15), wobei die Einlasseinrichtung (1) eine Einlassöffnung (4) und ein Einlassventil (5) mit einem Einlassventilkolben (6), die Auslasseinrichtung (2) eine Auslassöffnung (7) und ein Auslassventil (8) mit einem Auslassventilkolben (9) und die Pumpeinrichtung (3) einen Pumpkolben (10) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Einlassventilkolben (6), der Aulassventilkolben (9) und der Pumpkolben (10) auf einer gemeinsamen Membranschicht (12) angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Mikrodosiervorrichtung hat den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.The invention relates to a microdosing device for dosing small quantities of a medium, comprising an inlet device (1), an outlet device (2), a pump device (3) and a media channel (15) leading from the inlet device (1) to the outlet device (2) the inlet device (1) has an inlet opening (4) and an inlet valve (5) with an inlet valve piston (6), the outlet device (2) an outlet opening (7) and an outlet valve (8) with an outlet valve piston (9) and the pumping device (3 ) has a pump piston (10). According to the invention, it is provided that the inlet valve piston (6), the exhaust valve piston (9) and the pump piston (10) are arranged on a common membrane layer (12). The microdosing device according to the invention has the advantage that it can be produced easily and inexpensively.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Mikrodosiervorrichtung zum Dosieren von Kleinstmengen eines Mediums, mit einer Einlasseinrichtung, einer Auslasseinrichtung und einer Pumpeinrichtung, wobei die Einlasseinrichtung eine Einlassöffnung und ein Einlassventil mit einem Einlassventilkolben, die Auslasseinrichtung eine Auslassöffnung und ein Auslassventil mit einem Auslassventilkolben und die Pumpeinrichtung einen Pumpkolben aufweist.The The invention relates to a microdosing device for dosing Small quantities of a medium, with an inlet device, a Outlet device and a pumping device, wherein the inlet device an intake port and an intake valve with an intake valve piston, the outlet means an outlet opening and an outlet valve with a Auslassventilkolben and the pumping means a pump piston having.

Mikrodosiervorrichtungen haben in verschiedenen Anwendungsgebieten, wie im medizintechnischen Bereich, eine große Bedeutung und dienen z. B. zur kontinuierlichen Insulinverabreichung bei einem Diabetes-Patienten. Dabei müssen kleinste Mengen eines Mediums genau dosiert und verabreicht werden.microdosing have in various fields of application, such as in medical technology Area, a great importance and serve z. B. for continuous Insulin administration in a diabetic patient. It must The smallest amounts of a medium can be precisely dosed and administered.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Realisierungen von Mikrodosiervorrichtungen bekannt. Die meisten dieser Mikrodosiervorrichtungen verwenden Silizium-Bulk-Mikromechanik zur Strukturierung von Silizium- oder Glas-Wafern, die anschließend meist durch Bonden aufeinander gefügt werden.Out In the prior art are various implementations of microdosing known. Most of these microdosage devices use silicon bulk micromechanics for structuring silicon or glass wafers, which subsequently usually be joined together by bonding.

Aus der DE 197 37 173 A1 ist eine Mikrodosiervorrichtung bekannt, die eine Mikromembranpumpe und einen mit dieser verbundenen Freistrahldosierer aufweist. Die Mikromembranpumpe und der Freistrahldosierer sind gemäß dieser Konstruktion in einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet, wobei diese Komponenten aus mehreren Halbleiterschichten aufgebaut sind. Als eigentliche pumpaktive Einrichtung weist die Mikromembranpumpe eine Pumpmembran auf, die mittels eines Aktors senkrecht zu ihrer Erstre ckungsebene auslenkbar ist. Auf diese Weise kann durch ein separat ausgebildetes Einlassventil Medium aus einem Reservoir angesaugt und dann über ein ebenfalls separat ausgebildetes Auslassventil an den Freistrahldosierer weitergegeben werden.From the DE 197 37 173 A1 there is known a microdosing device comprising a micromembrane pump and a free jet dispenser connected thereto. The micromembrane pump and the free-jet doser are formed according to this construction in a common component, wherein these components are composed of a plurality of semiconductor layers. As an actual pump-active device, the micromembrane pump has a pumping membrane, which is deflectable by means of an actuator perpendicular to its Erstre ckungsebene. In this way, can be sucked from a reservoir by a separately formed inlet valve medium and then passed through a likewise separately formed exhaust valve to the free jet dispenser.

Diese Konstruktion sowie andere aus dem Stand der Technik bekannte Konstruktionen sind damit sehr aufwändig, weisen nämlich häufig eine große Anzahl von Schichten auf, so dass die Herstellung kompliziert und teuer ist. Ferner ist es schwierig, die Dichtigkeit solcher Mikrodosiervorrichtungen zu gewährleisten, und zwar sowohl einlassseitig als auch auslassseitig.These Construction as well as other constructions known in the art are thus very complex, namely, they are common a large number of layers on, making the manufacture complicated and expensive. Furthermore, it is difficult, the tightness of such To ensure microdosage devices, both inlet side and outlet side.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Mikrodosiervorrichtung weist dem gegenüber den Vorteil auf, dass sie einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.The has microdosing device according to the invention It has the advantage of being simple and inexpensive can be produced.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Mikrodosiervorrichtung zum Dosieren von Kleinstmengen eines Mediums, mit einer Einlasseinrichtung, einer Auslasseinrichtung, einer Pumpeinrichtung und einem von der Einlasseinrichtung zur Auslasseinrichtung führenden Medienkanal, wobei die Einlasseinrichtung eine Einlassöffnung und ein Einlassventil mit einem Einlassventilkolben, die Auslasseinrichtung eine Auslassöffnung und ein Auslassventil mit einem Auslassventilkolben und die Pumpeinrichtung einen Pumpkolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventilkolben, der Auslassventilkolben und der Pumpkolben auf einer gemeinsamen Membranschicht vorgesehen sind.According to the invention this is achieved by a micro-dosing device for dosing small quantities a medium, with an inlet device, an outlet device, a pumping device and one of the inlet device to the outlet device leading media channel, wherein the inlet means a Inlet opening and an inlet valve with an inlet valve piston, the outlet means an outlet opening and an outlet valve with a Auslassventilkolben and the pumping means a pump piston characterized in that the inlet valve piston, the exhaust valve piston and the pump piston on a common Membrane layer are provided.

Erfindungsgemäß ist damit nur eine einzige Membranschicht erforderlich, die als Membran sowohl für das Einlassventil, das Auslassventil als auch für die Pumpeinrichtung wirkt. Dadurch, dass nur eine Membranschicht erforderlich ist, ist die Herstellung der Mikrodosiervorrichtung wesentlich erleichtert und es lässt sich eine kompakte Bauform der Gesamteinheit erzielen.According to the invention Thus, only a single membrane layer required as a membrane for both the intake valve, the exhaust valve and for the pumping device acts. Due to the fact that only one membrane layer is required, is the production of microdosing much easier and it can be a compact Achieve overall unit design.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendung einer gemeinsamen Membranschicht für das Einlassventil, das Auslassventil und die Pumpeinrichtung ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Einlassventilkolben, der Auslassventilkolben und der Pumpkolben jeweils auf voneinander verschiedenen Bereichen der Membranschicht angeordnet sind.at the inventively provided use of a common membrane layer for the inlet valve, the outlet valve and the pumping device is preferably provided that the inlet valve piston, the exhaust valve piston and the pump piston each on each other different areas of the membrane layer are arranged.

Diese Membranschicht mit den darauf angeordneten Einrichtungen stellt den am stärksten beanspruchten Teil der Mikrodosiervorrichtung dar. Dieser Teil wird vorzugsweise mittels klassischer Mikromechanik aus einem Verbund von einem Substrat mit einer Opferschicht und einer Funktionsschicht hergestellt. Dieser Verbund weist vorzugsweise einen SOI-Wafer, ein Silizium-Substrat mit SiO2-Opferschicht und einer epitaktisch gewachsenen polykristallinen (Epipoly-)Si-Funktionsschicht oder ein Silizium-Substrat mit SiGe-Opferschicht und einer Epipoly-Si-Funktionsschicht auf.This membrane layer with the devices arranged thereon represents the most stressed part of the microdosing device. This part is preferably produced by means of classical micromechanics from a composite of a substrate with a sacrificial layer and a functional layer. This composite preferably has an SOI wafer, a silicon substrate with an SiO 2 sacrificial layer and an epitaxially grown polycrystalline (epipoly) Si functional layer or a silicon substrate with an SiGe sacrificial layer and an epipoly-Si functional layer.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass oberhalb der Membranschicht eine obere Deckschicht oder/und unterhalb der Membranschicht eine untere Deckschicht vorgesehen ist, wobei die obere Deckschicht bzw. die untere Deckschicht vorzugsweise aus einem Polymersubstrat hergestellt sind. Auf diese Weise wird der am stärksten belastete Teil der erfindungsgemäßen Mikrodosiervorrichtung, nämlich die Membran mit ihren Einrichtungen, aus einem mechanisch hochwertigen Material realisiert, während die obere Deckschicht, die vorzugsweise die Einlassöffnung und die Auslassöffnung aufweist, und die untere Deckschicht, die vorzugsweise zusammen mit der Membran den Medienkanal bildet, durch den hindurch das Medium von der Einlasseinrichtung zu der Auslasseinrichtung förderbar ist, aus wesentlichen günstiger herstellbaren Materialien hergestellt sind. Alternativ sind für die obere Deckschicht und die untere Deckschicht auch strukturierte Glas-, Pyrex-, Quartz- oder Silizium-Wafer möglich. Das Fügen der einzelnen Schichten erfolgt vorzugsweise durch Kleben oder gegebenenfalls durch geeignete Wafer-Bond-Prozesse.A preferred embodiment of the invention is that above the membrane layer, an upper cover layer and / or below the membrane layer, a lower cover layer is provided, wherein the upper cover layer and the lower cover layer are preferably made of a polymer substrate. In this way, the most heavily loaded part of the microdosing device according to the invention, namely the membrane with its devices, is realized from a mechanically high-quality material, while the upper cover layer, which preferably has the inlet opening and the outlet opening, and the lower cover layer preferably together with the membrane forms the media channel, through which the medium from the inlet device to the outlet device is conveyed, are made of substantially cheaper producible materials. Alternatively, structured glass, pyrex, quartz or silicon wafers are also possible for the upper cover layer and the lower cover layer. The joining of the individual layers preferably takes place by gluing or optionally by suitable wafer bonding processes.

Zuvor ist gesagt worden, dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung vorzugsweise an der oberen Deckschicht vorgesehen sind. Bei einer entsprechenden Konstruktion ist vorzugsweise ferner vorgesehen, dass der Einlassventilkolben sowie der Auslassventilkolben zwischen der oberen Deckschicht und der Membranschicht angeordnet sind, so dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung mittels einer Bewegung der Membranschicht abdichtbar sind. Um die Membranschicht entsprechend zu bewegen, kann z. B. ein der Pumpeinrichtung zugeordneter Pumpaktor vorgesehen sein, der damit auf den Pumpkolben wirkt, was eine Bewegung der Membran im Bereich der Pumpeinrichtung senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene nach oben oder nach unten ermöglicht. Damit ist eine Pumpwirkung verbunden, aufgrund derer Medium durch das Einlassventil angesaugt bzw. durch das Auslassventil ausgestoßen werden kann, wie weiter unten im Detail beschrieben.before It has been said that the inlet opening and the outlet opening are preferably provided on the upper cover layer. At a corresponding construction is preferably further provided that the inlet valve piston and the exhaust valve piston between the upper cover layer and the membrane layer are arranged so that the inlet opening and the outlet opening by means a movement of the membrane layer are sealable. To the membrane layer move accordingly, z. B. associated with the pumping device Pump actuator be provided, which thus acts on the pump piston, which a movement of the membrane in the region of the pumping device vertically to its extension plane up or down allows. This is associated with a pumping action, due to which medium through the intake valve is sucked or discharged through the exhaust valve can, as described in detail below.

Zuvor ist auch gesagt worden, dass gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zwischen der Membranschicht und der unteren Deckschicht ein Medienkanal vorgesehen ist, durch den hindurch das Medium von der Einlasseinrichtung zu der Auslasseinrichtung förderbar ist. Bei einer derartigen Konstruktion ist vorzugsweise ferner vorgesehen, dass die Membranschicht im Bereich des Einlassventils und im Bereich des Auslassventils jeweils wenigstens eine Durchgangsöffnung zum Durchtritt des Mediums von dem Bereich zwischen der oberen Deckschicht und der Membranschicht in den Medienkanal aufweist. Dies ermöglicht eine derartige Funktionsweise der Mikrodosiervorrichtung, bei der durch eine entsprechende Bewegung des Pumpkolbens der Pumpeinrichtung die Membranschicht im Bereich der Pumpeinrichtung angehoben bzw. heruntergedrückt wird, was einem Vergrößern bzw. Verringern des Volumens des Medienkanals entspricht, wodurch bei entsprechend geöffnetem Einlassventil bzw. Auslassventil Medium über die Einlasseinrichtung angesaugt wird, durch die entsprechende Durchgangsöffnung in den Medienkanal hindurch tritt und bei einem Ausstoßvorgang durch die Durchgangsöffnung im Bereich der Austrittsvorrichtung aus dem Medienkanal austritt, so dass es bei entsprechend geöffnetem Auslassventil über die Auslassöffnung aus der Mikrodosiervorrichtung ausgestoßen werden kann.before It has also been said that according to a preferred Development of the invention between the membrane layer and the lower cover layer, a media channel is provided through the through the medium from the inlet device to the outlet device is eligible. In such a construction is preferred further provided that the membrane layer in the region of the inlet valve and in the region of the outlet valve in each case at least one passage opening for the passage of the medium from the area between the upper cover layer and the membrane layer in the media channel. this makes possible Such operation of the microdosing, in which a corresponding movement of the pump piston of the pumping device the membrane layer in the pumping device raised or is pressed down, causing an enlargement or decreasing the volume of the media channel, thereby with correspondingly open inlet valve or outlet valve Medium is sucked through the inlet device, through the corresponding passage opening in the media channel passes through and in an ejection process through the passage opening emerges from the media channel in the region of the outlet device, so that it with appropriately opened exhaust valve over the outlet port is ejected from the microdosing device can.

Grundsätzlich kann die Mikrodosiervorrichtung mit allen ihren zuvor angesprochenen Einrichtungen als eine gemeinsame Einheit ausgestaltet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Einlassventilkolben, der Auslassventilkolben und der Pumpkolben auf der gemeinsamen Membranschicht zusammen mit der oberen Deckschicht als entnehmbare Einheit in einem Gehäuse vorgesehen sind, das seinerseits die untere Deckschicht bereitstellt. Mit anderen Worten kann damit die Kombinationseinheit aus dem Einlassventilkolben, dem Auslassventilkolben, dem Pumpkolben und der gemeinsamen Membranschicht als Einwegeinrichtung vorgesehen werden, die in einem mehrfach verwendbaren Gehäuse angeordnet wird, das die Einwegeinheit nach unten mittels der unteren Deckschicht abschließt, um den Medienkanal zu bilden. Dabei kann dieses Gehäuse auf unterschiedliche Weisen hergestellt sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass es mittels eines kostengünstigen Spritzgussverfahrens hergestellt ist.in principle can the microdosing with all its previously mentioned Facilities be designed as a common entity. According to one preferred development of the invention, however, is provided that the intake valve piston, the exhaust valve piston and the pump piston on the common membrane layer together with the upper cover layer are provided as a removable unit in a housing, which in turn provides the lower cover layer. With others Words so that the combination unit from the intake valve piston, the outlet valve piston, the pump piston and the common membrane layer be provided as a disposable device in a reusable Housing is arranged, which means the disposable unit down the lower cover closes off to the media channel to build. This case can be on different Be made wise. According to a preferred Development of the invention, however, is provided that it means made of a low-cost injection molding process is.

Bevorzugte Weiterbildungen dieses Gehäuses liegen ferner dann, dass das Gehäuse ein vorzugsweise entnehmbares Medienreservoir aufweist. Auf diese Weise wird ein modula res System realisiert, bei dem immer nur die Komponenten ausgetauscht bzw. erneuert werden müssen, die erschöpft oder verbraucht sind. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Gehäuse den für die Pumpeinrichtung erforderlichen Pumpaktor zur Verfügung stellt. Ferner ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Gehäuse mit einer vorzugsweise entnehmbaren Energieversorgung, wie einer Batterie, versehen.preferred Further developments of this housing are then that the housing is a preferably removable media reservoir having. In this way, a modular system is realized, in which only the components are replaced or renewed need to be exhausted or used up. According to one preferred embodiment of the invention is further provided that the Housing required for the pumping device Pump actuator provides. Furthermore, according to a preferred embodiment of the invention with the housing a preferably removable power supply, such as a battery, Mistake.

Ganz besonders ist es bevorzugt, dass das Medienreservoir und die Pumpeinheit als eine entnehmbare Gesamt-Einheit ausgebildet sind, die ausgewechselt wird, sobald das Medium im Reservoir verbraucht oder abgelaufen/verfallen ist. Es kann also eine steril verpackte Wegwerfeinheit vorgesehen werden, die z. B. im Kühlschrank gelagert wird, mit der folgender Wechsel durchgeführt werden kann: Gehäuse öffnen, alte Einheit entfernen, sterilisieren und neue Einheit auspacken und einlegen.All It is particularly preferred that the media reservoir and the pumping unit are designed as a removable total unit that replaced as soon as the medium in the reservoir is used up or expired / expired is. It can therefore be provided a sterile packaged disposable unit be, z. B. is stored in the refrigerator, with the the following change can be made: open housing, remove old unit, sterilize and unpack new unit and insert.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Gehäuse eine elektronische Schaltung mit einer programmierbaren Schnittstelle zur Programmierung wenigstens einer Voreinstellung der Mikrodosiervorrichtung aufweist. Auf diese Weise kann z. B. individuell für jede Anwendung einstellbar sein, welche Mengen des Mediums zu welchen Zeiten dosiert und verabreicht werden sollen. Schließlich ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Gehäuse eine Sensorverbindung zur Verbindung mit einem Sensor aufweist, nach dessen Messwert die Dosierung des Mediums gesteuert wird. Diese Sensorverbindung kann kabelgebunden aber auch drahtlos ausgestaltet sein.Furthermore, it is preferred that the housing has an electronic circuit with a programmable interface for programming at least one presetting of the microdosing device. In this way, z. B. individually adjustable for each application, which quantities of the medium to be dosed and administered at what times. Finally, according to a preferred embodiment of the invention, it is also provided that the housing has a sensor connection for connection to a sensor, according to the measured value of which controls the metering of the medium becomes. This sensor connection can be configured wired or wireless.

Zum Ansaugen des Mediums aus einem Medienreservoir wird im Allgemeinen so vorgegangen, dass mittels der Pumpeinrichtung im Medienkanal ein Unterdruckt erzeugt wird, was dadurch bewirkt wird, dass das Volumen des Medienkanals durch ein Heraufbewegen des Pumpenkolbens zusammen mit der im Bereich der Pumpeinrichtung angeordneten Membranschicht nach oben vergrößert wird. Um eine klare Trennung des Einlassvorgangs von dem Auslassvorgang zu erreichen, was wesentlich ist für eine genaue Dosierung des Mediums ist, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Auslassventil bei einem Unterdruck in dem Medienkanal selbstsperrend ist. Außerdem kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Einlassventil bei einem Überdruck im Medienkanal selbstsperrend ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Einlassventils bzw. des Auslassventils ergibt sich der Vorteil, dass weder das Einlassventil noch das Auslassventil aktiv, z. B. mittels eines Ak tors geöffnet bzw. geschlossen werden müssen, da das Auslassventil beim Ansaugvorgang, der mit einem Unterdruck im Medienkanal verbunden ist, automatisch geschlossen ist und das Einlassventil bei einem Überdruck, der bei einem Ausstoßvorgang vorherrscht, ebenfalls automatisch geschlossen ist.To the Aspiration of the medium from a media reservoir generally becomes so proceeded that by means of the pumping device in the media channel a Negative pressure is generated, which is caused by the volume the media channel by moving up the pump piston together with the membrane layer arranged in the region of the pumping device is increased to the top. For a clear separation the intake process from the exhaust operation, which is essential is for an accurate dosage of the medium is, according to a preferred Further development of the invention provided that the exhaust valve at a negative pressure in the media channel is self-locking. In addition, can according to a preferred embodiment of the invention be provided that the inlet valve at an overpressure is self-locking in the media channel. In such an embodiment the inlet valve or the outlet valve has the advantage that neither the inlet valve nor the outlet valve is active, e.g. B. have to be opened or closed by means of an actuator, because the exhaust valve during the suction process, with a negative pressure connected in the media channel is automatically closed and the inlet valve at a positive pressure, in an ejection process prevails, is also automatically closed.

Wenn zuvor davon gesprochen worden ist, dass im Medienkanal ein Unterdruck bzw. ein Überdruck herrscht, so wird damit auf die Druckdifferenz gegenüber dem Bereich auf der anderen Seite des Einlassventils bzw. des Auslassventils abgestellt, also z. B. im Medienreservoir bzw. im Ausstoßbereich der Mikrodosiervorrichtung.If previously been spoken of that in the media channel, a negative pressure or an overpressure prevails, so it is compared to the pressure difference the area on the other side of the intake valve or the exhaust valve turned off, so z. B. in the media reservoir or in the discharge of the Microdosing.

Die zuvor beschriebene Mikrodosiervorrichtung findet vorzugsweise Anwendung in der Medizintechnik, z. B. bei der schon angesprochenen Insulinverabreichung, wie auch beider kontinuierlichen lokalen Verabreichung von Schmerzmitteln. Weitere Anwendungsgebiete liegen in der Automatisierungstechnik als Vor- bzw. Ansteuerventile für größere Ventile. Ferner seien die Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Bio/Life-Science, insbesondere bei Mikro-Analysesystemen, genannt.The The microdosing device described above is preferably used in medical technology, z. B. in the already mentioned insulin administration, as well as the continuous local administration of analgesics. Further fields of application are in automation technology as a pilot or control valves for larger valves. Furthermore, the application possibilities in the field of bio / life-science, especially in micro-analysis systems, called.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigen:following The invention is based on preferred embodiments described in detail with reference to the drawings. In the drawing demonstrate:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung mit den drei wesentlichen Funktionsblöcken einer Mikrodosiervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 3 shows a schematic cross-sectional view with the three essential functional blocks of a microdosing device according to a preferred embodiment of the invention,

2 eine schematische Querschnittsdarstellung der Mikrodosiervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beim Ansaugvorgang, 2 a schematic cross-sectional view of the microdosing device according to the preferred embodiment of the invention during the suction,

3 eine schematische Querschnittsdarstellung der Mikrodosiervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beim Ausstoßvorgang, 3 a schematic cross-sectional view of the microdosing according to the preferred embodiment of the invention in the ejection process,

4 eine schematisch Darstellung der Mikrodosiervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung als Kombination eines Einwegteils in einem Mehrweggehäuse im geschlossenen Zustand und 4 a schematic representation of the Mikrodosiervorrichtung according to the preferred embodiment of the invention as a combination of a disposable part in a reusable housing in the closed state and

5 eine schematisch Darstellung der Mikrodosiervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung als Kombination eines Einwegteils in einem Mehrweggehäuse im geöffneten Zustand. 5 a schematic representation of the Mikrodosiervorrichtung according to the preferred embodiment of the invention as a combination of a disposable part in a reusable housing in the open state.

Aus den 1 bis 3 ist jeweils eine schematische Querschnittsdarstellung einer Mikrodosiervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Diese Mikrodosiervorrichtung dient zum Dosieren von Kleinstmengen eines Mediums und weist eine Einlasseinrichtung 1, eine Auslasseinrichtung 2 und eine Pumpeinrichtung 3 auf, die in 1 der Übersichtlichkeit halber als drei voneinander getrennte Funktionsblöcke dargestellt sind. Tatsächlich werden diese drei Bestandteile der Mikrodosiervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung direkt als ein zusammenhängendes System auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt, wie im Folgenden noch ausgeführt wird.From the 1 to 3 in each case is a schematic cross-sectional view of a microdosing according to a preferred embodiment of the invention can be seen. This microdosing device is used for dosing small amounts of a medium and has an inlet device 1 , an outlet 2 and a pumping device 3 on that in 1 for the sake of clarity, three separate functional blocks are shown. In fact, according to the preferred embodiment of the invention, these three components of the microdosing device are manufactured directly as a coherent system on a common substrate, as will be explained below.

Die Einlasseinrichtung 1 weist eine Einlassöffnung 4 und ein Einlassventil 5 mit einem Einlassventilkolben 6 auf. In Analogie dazu weist die Auslasseinrichtung 2 eine Auslassöffnung 7, ein Auslassventil 8 und einen Auslassventilkolben 9 auf. Zwischen der Einlasseinrichtung 1 und der Auslasseinrichtung 2 ist die Pumpeinrichtung 3 vorgesehen, die einen Pumpkolben 10 aufweist, dem ein Pumpaktor 11 zugeordnet ist. Als Pumpaktor 11 ist gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Piezo-Stack vorgesehen. Es sind jedoch auch andere Prinzipien für den Pumpaktor 11 verwendbar, wie magnetische oder hydrodynamische. Im Übrigen kann auch ein Biege-Piezo verwendet werden. Sofern die erreichbaren Kräfte und Hübe ausreichen, kann auch eine piezoelektrische Dünnschicht zur Aktuierung des Pumpkolbens 10 vorgesehen sein.The inlet device 1 has an inlet opening 4 and an inlet valve 5 with an intake valve piston 6 on. By analogy, the outlet means 2 an outlet opening 7 , an outlet valve 8th and an exhaust valve piston 9 on. Between the inlet device 1 and the outlet device 2 is the pumping device 3 provided a pump piston 10 having a pumping actuator 11 assigned. As a pump actuator 11 is provided according to the presently described preferred embodiment of the invention, a piezo stack. However, there are other principles for the pump actuator 11 usable, such as magnetic or hydrodynamic. Incidentally, a bending piezo can also be used. If the achievable forces and strokes are sufficient, a piezoelectric thin layer can also be used to actuate the pump piston 10 be provided.

Der Einlassventilkolben 6, der Auslassventilkolben 9 und der Pumpkolben 10 sind auf einer gemeinsamen Membranschicht 12 vorgesehen, die als Epipoly-Si-Funktionsschicht ausgebildet ist. Oberhalb dieser Membranschicht 12 ist eine obere Deckschicht 13 ausgebildet, und unterhalb der Membranschicht 12 ist eine untere Deckschicht 14 ausgebildet. Gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die obere Deckschicht 13 und die untere Deckschicht 14 beide aus einem Polymersubstrat hergestellt. Die obere Deckschicht 13 weist die Einlassöffnung 4 sowie die Auslassöffnung 7 auf, während mittels der unteren Deckschicht 14 zwischen der Membran schicht 12 und der unteren Deckschicht 14 ein Medienkanal 15 definiert wird. Durch diesen Medienkanal 15 hindurch ist das zu dosierende Medium von der Einlasseinrichtung 1 zur Auslasseinrichtung 2 förderbar. Dazu weist die Membranschicht 12 im Bereich der Einlassvorrichtung 1 Durchgangsöffnungen 16 und im Bereich der Auslasseinrichtung 2 eine Durchgangsöffnung 17 auf. In dem oberhalb der Durchgangsöffnung 17 im Bereich der Auslasseinrichtung 2 vorgesehenen Auslassventilkolben 9 ist ferner eine Durchgangsöffnung 31 vorgesehen.The intake valve piston 6 , the outlet valve piston 9 and the pump piston 10 are on a common membrane layer 12 provided as Epipoly-Si functional layer is formed. Above this membrane layer 12 is an upper cover layer 13 formed, and below the membrane layer 12 is a lower cover layer 14 educated. According to the presently described preferred embodiment of the invention, the upper cover layer 13 and the lower cover layer 14 both made from a polymer substrate. The upper cover layer 13 has the inlet opening 4 as well as the outlet opening 7 on while using the lower cover layer 14 between the membrane layer 12 and the lower cover layer 14 a media channel 15 is defined. Through this media channel 15 through is the medium to be dosed from the inlet device 1 to the outlet device 2 conveyed. For this purpose, the membrane layer 12 in the area of the inlet device 1 Through openings 16 and in the area of the outlet 2 a passage opening 17 on. In the above the passage opening 17 in the area of the outlet device 2 provided outlet valve piston 9 is also a through hole 31 intended.

Die Zuführung des Mediums erfolgt über eine Zuleitung 18, die auf die Einlassöffnung 4 der Einlassvorrichtung 1 führt. Im Anschluss an die Auslassöffnung 7 in der Auslasseinrichtung 2 ist eine Abführleitung 19 vorgesehen, um das ausgestoßene Medium weiterzuleiten. Im Ergebnis ist damit folgender Betrieb der Mikrodosiervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich:
Wie aus 2 ersichtlich, wird durch eine Aufwärtsbewegung des Pumpaktors 11 der Pumpkolben 10 zusammen mit dem ihm zugeordneten Bereich der Membranschicht 12 nach oben bewegt, so dass sich das Volumen des Medienkanals 15 vergrößert. Auf diese Weise verringert sich der Druck im Medienkanal 15: Gegenüber dem Druck in der Zuleitung 18 entsteht ein Unterdruck. Daher öffnet sich das Einlassventil 5, indem der Einlassventilkolben 6 nach unten bewegt wird, so dass Medium aus der Zuleitung 18, wie in 2 mit einem Pfeil angedeutet, über die Durchgangsöffnungen 16 und den sich öffnenden Ringspalt in der Membranschicht 12 in den Medienkanal einströmen kann. Aufgrund des im Medienkanal 15 beim Ansaugvorgang erzeugten Unterdrucks sperrt das Auslassventil 8: Im Bereich der Auslasseinrichtung 2 wird die Membranschicht 12 an den unterhalb des Auslassventilkolbens 9 auf der unteren Deckschicht 14 vorgesehenen Auslassventilsitz 30 angedrückt, so dass kein Medium aus dem Medienkanal 15 entweichen kann.The supply of the medium via a supply line 18 pointing to the inlet opening 4 the inlet device 1 leads. Following the outlet opening 7 in the outlet 2 is a discharge line 19 provided to forward the ejected medium. As a result, the following operation of the microdosing device according to the preferred embodiment of the invention is possible:
How out 2 can be seen by an upward movement of the pump actuator 11 the pump piston 10 together with its associated region of the membrane layer 12 moved upwards, so that the volume of the media channel 15 increased. This reduces the pressure in the media channel 15 : Opposite the pressure in the supply line 18 creates a negative pressure. Therefore, the inlet valve opens 5 by the intake valve piston 6 is moved down, leaving medium from the supply line 18 , as in 2 indicated by an arrow over the passage openings 16 and the opening annular gap in the membrane layer 12 can flow into the media channel. Because of the in the media channel 15 The negative pressure created during the suction process blocks the outlet valve 8th : In the area of the outlet 2 becomes the membrane layer 12 at the below the exhaust valve piston 9 on the lower cover layer 14 provided exhaust valve seat 30 pressed, so no medium from the media channel 15 can escape.

Zur Einleitung des aus 3 ersichtlichen Ausstoßvorgangs wird nach Füllung des Medienkanals 15 mit dem Medium der Pumpaktor 11 nach unten bewegt, so dass der Pumpkolben 10 die Membranschicht 12 im Bereich der Pumpeinrichtung 3 nach unten auf die Oberseite der unteren Deckschicht 14 drückt. Durch den dabei im Medienkanal 15 erzeugten Überdruck sperrt das Einlassventil 5 automatisch und das Auslassventil 8 wird geöffnet, so dass das Medium durch die im Bereich der Auslasseinrichtung 2 in der Membranschicht 12 vorgesehene Durchgangsöffnung 17 und nachfolgend durch die Auslassöffnung 7 oberhalb des Auslassventils 8 in die Abführleitung 19 ausgestoßen wird.To initiate the 3 apparent ejection process is after filling the media channel 15 with the medium of the pump actuator 11 moved down so that the pump piston 10 the membrane layer 12 in the area of the pumping device 3 down to the top of the lower cover layer 14 suppressed. By doing so in the media channel 15 generated overpressure locks the inlet valve 5 automatic and the exhaust valve 8th is opened so that the medium through the in the area of the outlet 2 in the membrane layer 12 provided passage opening 17 and subsequently through the outlet opening 7 above the exhaust valve 8th in the discharge line 19 is ejected.

Gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nun auch vorgesehen, dass die obere Deckschicht 13 zusammen mit dem Einlassventilkolben 6, dem Auslassventilkolben 9 und dem Pumpkolben 10 auf der gemeinsamen Membranschicht 12 als entnehmbare Einheit 20 in einem externen Gehäuse 21 vorgesehen sind. Dies ist aus den 4 und 5 ersichtlich. Dabei ist das Gehäuse 21 aufklappbar, so dass die zuvor beschriebene entnehmbare Einheit 20 auf den unteren Teil 22 des Gehäuses aufgesetzt werden kann, das seinerseits somit die untere Deckschicht 14 der Mikrodosiervorrichtung bildet. Die entnehmbare Einheit 20 kann damit als ein Einwegteil vorgesehen sein, das nach seinem Einsatz aus dem mehrfach verwendbaren Gehäuse 21 entnommen und gegen ein neues ausgetauscht werden kann. Die Abdichtung des oberen Teils 23 des Gehäuses 21 gegenüber der entnehmbaren Einheit 20 erfolgt mittels O-Ring-Dichtungen 32. Zum Öffnen des Gehäuses 21 sind der obere Teil 23 und der untere Teil 22 zueinander verschwenkbar aneinander befestigt, z. B. mittels eines Filmscharniers 35. In geschlossenem Zustand sind das obere Teil 23 und das untere Teil 22 an ihrer jeweiligen dem Filmscharnier abgewandten Ende mittels Verriegelungseinrichtungen 33, 34 aneinander befestigt.According to the presently described preferred embodiment of the invention is now also provided that the upper cover layer 13 together with the intake valve piston 6 , the exhaust valve piston 9 and the pump piston 10 on the common membrane layer 12 as a removable unit 20 in an external housing 21 are provided. This is from the 4 and 5 seen. Here is the case 21 hinged so that the removable unit described above 20 on the lower part 22 of the housing can be placed, which in turn thus the lower cover layer 14 the microdosing device forms. The removable unit 20 can thus be provided as a disposable part, which after its use of the reusable housing 21 can be removed and replaced with a new one. The sealing of the upper part 23 of the housing 21 opposite the removable unit 20 carried out by means of O-ring seals 32 , To open the case 21 are the upper part 23 and the lower part 22 pivotally attached to each other, for. B. by means of a film hinge 35 , When closed, the upper part 23 and the lower part 22 at its respective end remote from the film hinge by means of locking devices 33 . 34 attached to each other.

Der obere Teil 23 des Gehäuses 21 weist gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Medienreservoir 24 auf, das mit der Einlasseinrichtung verbunden ist, so dass aus dem Medienreservoir 24 Medium zur Einlasseinrichtung 1 hin führbar ist. Ist das in dem Medienreservoir 24 bereitgestellte Medium verbraucht, so kann das Medienreservoir 24 entnommen und gegen ein neues getauscht werden.The upper part 23 of the housing 21 according to the presently described preferred first embodiment of the invention, a media reservoir 24 on, which is connected to the inlet device, so that from the media reservoir 24 Medium for inlet device 1 is feasible. Is this in the media reservoir 24 provided medium consumed, so the media reservoir 24 removed and exchanged for a new one.

Ferner ist im oberen Teil 23 des Gehäuses 21 eine entnehmbare Energieversorgung 25 in Form einer Batterie vorgesehen. Die damit zur Verfügung gestellte elektrische Energie ist z. B. für den Pumpaktor 11 erforderlich, der ebenfalls im oberen Teil 23 des Gehäuses 21 vorgesehen ist und, wie zuvor beschrieben, auf den Pumpkolben 11 der Pumpeinrichtung 3 wirkt. Außerdem ist im oberen Teil 23 des Gehäuses 21 eine elektronische Schaltung 26 mit einer programmierbaren Schnittstelle zur Programmierung wenigstens einer Voreinstellung der Mikrodosiereinrichtung vorgesehen, und zwar in Form eines Mikroprozessors.Furthermore, in the upper part 23 of the housing 21 a removable power supply 25 provided in the form of a battery. The thus made available electrical energy is z. B. for the pump actuator 11 necessary, which is also in the upper part 23 of the housing 21 is provided and, as described above, on the pump piston 11 the pumping device 3 acts. Also, in the upper part 23 of the housing 21 an electronic circuit 26 with a programmable interface for programming at least one presetting of the microdosing device, specifically in the form of a microprocessor.

Im Ergebnis wird damit eine Mikrodosiervorrichtung bereitgestellt, die folgende Vorteile aufweist:
Teures Silizium wird nur für die mechanisch wichtigsten Schichten verwendet. Dadurch ist auch die teure Bearbeitung des Siliziums begrenzt: Es werden lediglich drei mikromechanische Bearbeitungsschritte fällig, nämlich zweimal Trenchen und einmal das Ätzen einer Opferschicht.As a result, a microdosing device is provided with the following advantages:
Expensive silicon is only used for the mechanically most important layers. As a result, the expensive processing of silicon is limited: There are only three micromechanical processing steps due, namely twice Trenchen and once the etching of a sacrificial layer.

Durch den kostenreduzierenden Einsatz von günstigen und einfach zu bearbeitenden Polysubstraten, nämlich insbesondere für die obere Deckschicht 13 und die unter Deckschicht 14, wird die gesamte Vorrichtung sehr preiswert und damit sehr konkurrenzfähig.Due to the cost-reducing use of cheap and easy to process polysubstrates, namely in particular for the upper cover layer 13 and the under cover layer 14 , the whole device will be very cheap and therefore very competitive.

Die Größe der Strukturen bringt in Verbindung mit der Planartechnologie auch die Möglichkeit des Einsatzes der Dickschichttechnik mit sich, nämlich zum Auftragen von z. B. speziellen Antihaft- oder Abdichtungs-Schichten mittels Siebdruck im Pumpen- und Ventilsitzbereich.The Size of the structures communicates with the planar technology also the possibility of use the thick film technology with it, namely for application from Z. B. special non-stick or sealing layers means Screen printing in the pump and valve seat area.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19737173 A1 [0004] DE 19737173 A1 [0004]

Claims (10)

Mikrodosiervorrichtung zum Dosieren von Kleinstmengen eines Mediums, mit einer Einlasseinrichtung (1), einer Auslasseinrichtung (2), einer Pumpeinrichtung (3) und einem von der Einlasseinrichtung (1) zur Auslasseinrichtung (2) führenden Medienkanal (15), wobei die Einlasseinrichtung (1) eine Einlassöffnung (4) und ein Einlassventil (5) mit einem Einlassventilkolben (6), die Auslasseinrichtung (2) eine Auslassöffnung (7) und ein Auslassventil (8) mit einem Auslassventilkolben (9) und die Pumpeinrichtung (3) einen Pumpkolben (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventilkolben (6), der Auslassventilkolben (9) und der Pumpkolben (10) auf einer gemeinsamen Membranschicht (12) vorgesehen sind.Microdosing device for dosing small quantities of a medium, with an inlet device ( 1 ), an outlet device ( 2 ), a pumping device ( 3 ) and one of the inlet device ( 1 ) to the outlet device ( 2 ) leading media channel ( 15 ), the inlet device ( 1 ) an inlet opening ( 4 ) and an inlet valve ( 5 ) with an inlet valve piston ( 6 ), the outlet device ( 2 ) an outlet opening ( 7 ) and an outlet valve ( 8th ) with an outlet valve piston ( 9 ) and the pumping device ( 3 ) a pump piston ( 10 ), characterized in that the inlet valve piston ( 6 ), the exhaust valve piston ( 9 ) and the pump piston ( 10 ) on a common membrane layer ( 12 ) are provided. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranschicht (12) als Silizium-Funktionsschicht ausgebildet ist.Microdosing device according to claim 1, characterized in that the membrane layer ( 12 ) is formed as a silicon functional layer. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Membranschicht (12) eine obere Deckschicht (13) oder/und unterhalb der Membranschicht (12) eine untere Deckschicht (14) vorgesehen ist, wobei die obere Deckschicht (13) bzw. die untere Deckschicht (14) vorzugsweise aus einem Polymersubstrat hergestellt ist.Microdosing device according to claim 1 or 2, characterized in that above the membrane layer ( 12 ) an upper cover layer ( 13 ) and / or below the membrane layer ( 12 ) a lower cover layer ( 14 ) is provided, wherein the upper cover layer ( 13 ) or the lower cover layer ( 14 ) is preferably made of a polymer substrate. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der unteren Deckschicht (14) und der Membranschicht (12) der Medienkanal (15) ausgebildet ist.Microdosing device according to claim 3, characterized in that between the lower cover layer ( 14 ) and the membrane layer ( 12 ) the media channel ( 15 ) is trained. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (4) und die Auslassöffnung (7) in der oberen Deckschicht (13) vorgesehen sind und der Einlassventilkolben (6) sowie der Auslassventilkolben (9) zwischen oberen Deckschicht (13) und der Membranschicht (12) angeordnet sind, so dass die Einlassöffnung (4) und die Auslassöffnung (7) mittels einer Bewegung der Membranschicht (12) abdichtbar sind.Microdosing device according to claim 3 or 4, characterized in that the inlet opening ( 4 ) and the outlet opening ( 7 ) in the upper cover layer ( 13 ) are provided and the inlet valve piston ( 6 ) and the exhaust valve piston ( 9 ) between upper cover layer ( 13 ) and the membrane layer ( 12 ) are arranged so that the inlet opening ( 4 ) and the outlet opening ( 7 ) by means of a movement of the membrane layer ( 12 ) are sealable. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranschicht (12) im Bereich des Einlassventils (5) und im Bereich des Auslassventils (8) jeweils wenigstens eine Durchgangsöffnung (16, 17) zum Durchtritt des Mediums von dem Bereich zwischen der oberen Deckschicht (13) und der Membranschicht (12) in den Medienkanal (15) aufweist.Microdosing device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the membrane layer ( 12 ) in the region of the inlet valve ( 5 ) and in the area of the exhaust valve ( 8th ) in each case at least one passage opening ( 16 . 17 ) for the passage of the medium from the area between the upper cover layer ( 13 ) and the membrane layer ( 12 ) into the media channel ( 15 ) having. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventilkolben (6), der Auslassventilkolben (9) und der Pumpkolben (10) auf der gemeinsamen Membranschicht (12) zusammen mit der oberen Deckschicht (13) als entnehmbare Einheit (20) in einem vorzugsweise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellten Gehäuses (21) vorgesehen sind, das die untere Deckschicht (14) bereitstellt.Microdosing device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the inlet valve piston ( 6 ), the exhaust valve piston ( 9 ) and the pump piston ( 10 ) on the common membrane layer ( 12 ) together with the upper cover layer ( 13 ) as a removable unit ( 20 ) in a preferably produced by an injection molding housing ( 21 ) are provided, the lower cover layer ( 14 ). Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) ein vorzugsweise entnehmbares Medienreservoir (24) und/oder einen Pumpaktor (11) und/oder eine vorzugsweise entnehmbare Energieversorgung (25) und/oder eine elektronische Schaltung (26) mit einer programmierbare Schnittstelle zur Programmierung wenigstens einer Voreinstellung oder/und eine Sensorverbindung zur Verbindung mit einem Sensor aufweist, nach dessen Messwert die Dosierung steuerbar ist.Microdosing device according to claim 7, characterized in that the housing ( 21 ) a preferably removable media reservoir ( 24 ) and / or a pump actuator ( 11 ) and / or a preferably removable power supply ( 25 ) and / or an electronic circuit ( 26 ) having a programmable interface for programming at least one default setting and / or a sensor connection for connection to a sensor, according to the measured value, the dosage is controllable. Mikrodosiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Medienreservoir (24) und die Pumpeinheit (20) als eine entnehmbare Gesamt-Einheit ausgebildet sind.Microdosing device according to claim 8, characterized in that the media reservoir ( 24 ) and the pump unit ( 20 ) are formed as a removable total unit. Mikrodosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (5) und/oder das Auslassventil (8) jeweils eine Dichtschicht zur Verbesserung der Abdichtung aufweisen, wobei die Dichtschicht vorzugsweise ein weiches und flexibles Material, wie ein Parylen oder ein Silikon, aufweist.Microdosing device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the inlet valve ( 5 ) and / or the outlet valve ( 8th ) each have a sealing layer for improving the seal, wherein the sealing layer preferably comprises a soft and flexible material, such as a parylene or a silicone.
DE102007045637A 2007-09-25 2007-09-25 Microdosing device for dosing small amounts of a medium Withdrawn DE102007045637A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007045637A DE102007045637A1 (en) 2007-09-25 2007-09-25 Microdosing device for dosing small amounts of a medium
PCT/EP2008/059796 WO2009040165A1 (en) 2007-09-25 2008-07-25 Microdosing device for dosing very small amounts of a medium
EP08786456A EP2203645A1 (en) 2007-09-25 2008-07-25 Microdosing device for dosing very small amounts of a medium
US12/600,959 US20100166585A1 (en) 2007-09-25 2008-07-25 Microdosing Device for Dosing of Smallest Quantities of a Medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007045637A DE102007045637A1 (en) 2007-09-25 2007-09-25 Microdosing device for dosing small amounts of a medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007045637A1 true DE102007045637A1 (en) 2009-04-02

Family

ID=39869947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007045637A Withdrawn DE102007045637A1 (en) 2007-09-25 2007-09-25 Microdosing device for dosing small amounts of a medium

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100166585A1 (en)
EP (1) EP2203645A1 (en)
DE (1) DE102007045637A1 (en)
WO (1) WO2009040165A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019072467A1 (en) * 2017-10-12 2019-04-18 Robert Bosch Gmbh Passive valve, micropump, and method for producing a passive valve
EP3527826A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-21 ams AG Pumping structure, particle detector and method for pumping

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029573A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-01 Robert Bosch Gmbh Pump, particularly micro-pump for use in pump arrangement, comprises pumping chamber, which is fluidically connected with inlet valve and outlet valve
DE102011015184B4 (en) * 2010-06-02 2013-11-21 Thinxxs Microtechnology Ag Device for transporting small volumes of a fluid, in particular micropump or microvalve
JP5776793B2 (en) * 2011-12-09 2015-09-09 株式会社村田製作所 Gas control device
JP6126948B2 (en) * 2013-08-30 2017-05-10 高砂電気工業株式会社 Piezoelectric pump
CN104117110A (en) * 2014-07-01 2014-10-29 南通市三和生物工程有限公司 Micro infusion pump
TWI721241B (en) * 2018-01-22 2021-03-11 研能科技股份有限公司 Fluid system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737173A1 (en) 1997-08-26 1999-03-18 Eppendorf Geraetebau Netheler Microdosing system

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4152098A (en) * 1977-01-03 1979-05-01 Clark Ivan P Micropump
US4303376A (en) * 1979-07-09 1981-12-01 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Flow metering cassette and controller
NL8302860A (en) * 1983-08-15 1985-03-01 Stichting Ct Voor Micro Elektr PIEZO ELECTRIC MICRO PUMP.
US5088515A (en) * 1989-05-01 1992-02-18 Kamen Dean L Valve system with removable fluid interface
US4911616A (en) * 1988-01-19 1990-03-27 Laumann Jr Carl W Micro miniature implantable pump
CA2033181C (en) * 1989-06-14 2000-10-24 Harald T. G. Van Lintel Two valve micropump with improved outlet
US5171132A (en) * 1989-12-27 1992-12-15 Seiko Epson Corporation Two-valve thin plate micropump
US5096388A (en) * 1990-03-22 1992-03-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Microfabricated pump
ATE119241T1 (en) * 1990-07-10 1995-03-15 Westonbridge Int Ltd VALVE, METHOD FOR PRODUCING THIS VALVE AND MICROPUMP PROVIDED WITH THIS VALVE.
DE69104585T2 (en) * 1990-10-30 1995-05-18 Hewlett Packard Co Micropump.
DE4332720C2 (en) * 1993-09-25 1997-02-13 Karlsruhe Forschzent Micro diaphragm pump
US5499909A (en) * 1993-11-17 1996-03-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Of Kariya Pneumatically driven micro-pump
EP0737273B1 (en) * 1993-12-28 1998-05-20 Westonbridge International Limited Micropump
DE4402119C2 (en) * 1994-01-25 1998-07-23 Karlsruhe Forschzent Process for the production of micromembrane pumps
US5593290A (en) * 1994-12-22 1997-01-14 Eastman Kodak Company Micro dispensing positive displacement pump
DE19802367C1 (en) * 1997-02-19 1999-09-23 Hahn Schickard Ges Microdosing device array and method for operating the same
DE19720482C5 (en) * 1997-05-16 2006-01-26 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Micro diaphragm pump
US6116863A (en) * 1997-05-30 2000-09-12 University Of Cincinnati Electromagnetically driven microactuated device and method of making the same
AU9739898A (en) * 1997-08-20 1999-03-08 Westonbridge International Limited Micro pump comprising an inlet control member for its self-priming
JP3620316B2 (en) * 1998-11-16 2005-02-16 株式会社日立製作所 Micropump and manufacturing method thereof
JP2000314381A (en) * 1999-03-03 2000-11-14 Ngk Insulators Ltd Pump
US6520753B1 (en) * 1999-06-04 2003-02-18 California Institute Of Technology Planar micropump
JP3814132B2 (en) * 1999-10-27 2006-08-23 セイコーインスツル株式会社 Pump and driving method thereof
US7005078B2 (en) * 2000-05-25 2006-02-28 Debiotech Sa Micromachined fluidic device and method for making same
US7198250B2 (en) * 2000-09-18 2007-04-03 Par Technologies, Llc Piezoelectric actuator and pump using same
US7094040B2 (en) * 2002-03-27 2006-08-22 Minolta Co., Ltd. Fluid transferring system and micropump suitable therefor
DE10238600A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Peristaltic micropump
US7186383B2 (en) * 2002-09-27 2007-03-06 Ast Management Inc. Miniaturized fluid delivery and analysis system
US20040120836A1 (en) * 2002-12-18 2004-06-24 Xunhu Dai Passive membrane microvalves
US7090471B2 (en) * 2003-01-15 2006-08-15 California Institute Of Technology Integrated electrostatic peristaltic pump method and apparatus
DE10334240A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-24 Robert Bosch Gmbh Method for producing a micromechanical component, preferably for fluidic applications, and micropump with a pump membrane made of a polysilicon layer
US7284966B2 (en) * 2003-10-01 2007-10-23 Agency For Science, Technology & Research Micro-pump
DE102006003744B3 (en) 2006-01-26 2007-09-13 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Device for moving liquids and / or gases

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737173A1 (en) 1997-08-26 1999-03-18 Eppendorf Geraetebau Netheler Microdosing system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019072467A1 (en) * 2017-10-12 2019-04-18 Robert Bosch Gmbh Passive valve, micropump, and method for producing a passive valve
EP3527826A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-21 ams AG Pumping structure, particle detector and method for pumping
WO2019158377A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-22 Ams Ag Pumping structure, particle detector and method for pumping
CN112204254A (en) * 2018-02-16 2021-01-08 ams有限公司 Pumping structure, particle detector and pumping method
CN112204254B (en) * 2018-02-16 2022-07-26 ams有限公司 Pumping structure, particle detector and pumping method
US11732705B2 (en) 2018-02-16 2023-08-22 Ams Ag Pumping structure, particle detector and method for pumping

Also Published As

Publication number Publication date
US20100166585A1 (en) 2010-07-01
EP2203645A1 (en) 2010-07-07
WO2009040165A1 (en) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007045637A1 (en) Microdosing device for dosing small amounts of a medium
EP2531760B1 (en) Micro-fluidic component for manipulating a fluid, and microfluidic chip
EP1179139B1 (en) Micromechanic pump
WO2009065427A1 (en) Pump arrangement having safety valve
DE10202996A1 (en) Piezoelectrically controllable microfluidic actuators
DE102012200501A1 (en) Microdosing pump and method for manufacturing a microdosing pump
EP2576065A1 (en) Flow cell with cavity and diaphragm
EP1320686A1 (en) Micro valve normally in a closed position
WO2009052842A1 (en) Membrane pump
EP0613535B1 (en) Micromechanical valve for micromechanical dosing devices
EP2556282A1 (en) Micro-valve having an elastically deformable valve lip, method for producing same and micro-pump
DE102011078976A1 (en) Microfluidic device and method for producing a microfluidic device
EP1534431A1 (en) Disposable cassette
DE102005014572B4 (en) pipetting
EP1576294A1 (en) Microvalve that is doubly closed in a normal manner
EP1531937A1 (en) Pipetting device and method for operating a pipetting device
DE102015205906A1 (en) Storage unit, method for producing a storage unit and method for releasing a stored in a storage unit fluid
WO2006066541A1 (en) Electronically controllable micropump based on hydrogel
EP2567092A1 (en) Microfluidic component, in particular a peristaltic micropump, and method for producing same
DE102007045638A1 (en) Microdosing apparatus with reliable seal, e.g. for dosing insulin, includes pump, medium channel between inlet and outlet, self-sealing outlet valve and controllable valve actuators
DE102008056751A1 (en) Fluidic device i.e. bidirectional peristaltic micropump, for delivering medicament, has spring elements bearing force from side of inlet opening, and membrane section pressed against pusher by force for movement into pre-stressed position
DE102013200363A1 (en) Microfluidic channel system with bubble catcher and method for removing gas bubbles
WO1980002506A1 (en) Needle for a perfusion device
DE102010029573A1 (en) Pump, particularly micro-pump for use in pump arrangement, comprises pumping chamber, which is fluidically connected with inlet valve and outlet valve
DE19922612C2 (en) Micromechanical pump

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20140926