CN1682053A - 阀门以及制造阀门的方法 - Google Patents

Abstract

公开了阀门以及制造该阀门的方法。该阀门由多个弹性聚合物层形成。射频结合过程等被用于在各层之间形成焊接部。通常，将阀门层结合到基片层形成子部件。该子部件被结合到第二元件，从而在阀门层与第二元件之间形成通道。该通道包括入口、出口和一对焊珠，焊珠位于入口内，将入口置于打开位置。

Description

阀门以及制造阀门的方法

技术领域

本发明涉及流体系统阀门。更具体地，本发明涉及聚合物阀门，以及制造这些限制、抑制或引导流体系统中流体流动的阀门的方法。

背景技术

现代的运动鞋产品通常包括两个主要组成部分，鞋帮和鞋底结构。鞋帮将脚舒适地固定到鞋底结构上，其可以由被缝合或粘合到一起的材料的结合形成，包括皮革、热固泡沫塑料以及织物。鞋底结构通常包括多层，习惯上被称为鞋内底、鞋中底和鞋外底。鞋内底是薄的填充部分，接近于脚放置以增加鞋的舒适性。鞋中底形成鞋底结构的中间层，通常包括有弹性的泡沫材料，例如聚亚安酯或EVA(ethylvinylacetate)，当鞋接触地面时，它减小冲击力并吸收能量。外底通常由耐用、耐磨的材料形成，并具有增加摩擦力的纹理。

除了泡沫材料，鞋中底可以包括流体系统，该流体系统依靠阀门引导系统中流体的流动。流体系统的使用可以实现多种优点，包括增强减震性能、改良的舒适性或鞋帮的透气性。关于减震流体系统，Huang的专利号为5,558,395和5,937,462的美国专利公开了流体系统，其利用周围空气使位于鞋中底内的一个或多个气囊加压。单向阀，也被称为止回阀，允许空气进入泵或充气系统中,但阻止或抑制流体反向流动。Johnson等人的专利号为4,446,634和Sadler的专利号为5,794,361的美国专利公开了自主式流体系统，其包括两个可传送流体的气囊。气囊由导管连接，导管包括用于引导流体流动的阀门。关于透气性，Cho的专利号为6,085,444的美国专利公开了一种透气的鞋产品，包括一系列气囊和单向阀，该单向阀将外部空气吸入系统然后将空气排放到鞋帮中，从而减小或消除直接环绕着脚的区域的湿气的出现。

以上讨论的流体系统利用多种阀门类型引导系统中的流体流动。Pekar的专利号为5,144,708以及Pekar等人.的专利号为5,564,143的美国专利公开了单向阀，由两个沿着相对的面结合以在层间形成通道的聚合物层形成。阀门被作为分离的部件制造，然后合并到流体系统中。阀门的制造包括使用隔离材料，当阀门合并到流体系统中时阻止阀门层彼此结合。

发明内容

本发明提供一种制造阀门的方法，该阀门适用于鞋的流体系统。该阀门可以和流体系统成一整体制造，或者该阀门可以作为单独的部件形成然后合并到流体系统中。根据本方法，通过在第一阀门层和第一基片层之间形成基片焊接部，构成第一子部件，第一阀门层具有入口端和相对的出口端。然后将第一子部件与第二元件对准，使第一阀门层位于第一基片层和第二组成部分之间。最后，通过在第一阀门层与第二组成部分之间形成一对隔开的通道焊接部(channel weld)，将第一阀门层与第二元件结合。通道焊接部限定了位于第一阀门层与第二元件之间和通道焊接部之间的通道。通道具有与阀门层入口端相邻的入口，以及相对的与阀门层出口端相邻的出口。

根据本方法形成的阀门主要是单向阀，也被称为止回阀。通道的一端形成阀门的入口，相对的一端形成出口。流体可以通过流进入口进入阀门。流体接着通过通道前进并通过出口流出阀门。流体的反向流动被通道出口的结构所限制。入口可以包括两个将入口置于打开形状的焊珠，从而促进流体的进入。出口可以具有多种几何形状，包括阀门层与第二元件之间的开口或形成在阀门层中的孔。

在形成第一子部件时，第一阀门层被结合到第一基片层，使本方法的后续步骤中第一阀门层位于第一基片层上的适当位置。第一焊接流动导向器被用于阻止至少一部分接合区域邻接处焊珠的形成。当将第一阀门层结合到第二元件时，第二焊接流动导向器也被用于阻止焊珠沿着通道形成，从而确保形成通道的层被设置为相互接触并阻止流体双向流动。然而，在入口区域内的部分区域没有焊接流动导向器，以促使入口焊珠的形成。

将阀门层结合到第二元件的边界效应是在第一阀门层合第一基片层之间也可以形成相应的焊接部。为了阻止该焊接部的形成，可以将阻挡材料应用到第一阀门层表面与第一基片层邻接的一部分，或将阻挡材料应用到第一基片层的表面。在一些实施例中，阻挡材料也可以位于第一阀门层与第二元件之间。可以置于阀门层之间的阻挡材料的例子包括聚四氟乙烯涂层或层。

上述方法可以被用于形成由多个聚合物层形成的多种阀门结构。为了提供各种阀门结构以及制造这些阀门结构的方法的示例，公开了三个实施例。在本发明的第一实施例中，使用四个聚合物层，第二元件由第二阀门层和第二基片层形成，通道形成在第一和第二阀门层之间。在本发明的第二实施例中，使用三个聚合物层，第二元件由第二基片层形成，通道形成在第一阀门层和第二基片层之间。因此，第一与第二实施例之间的一个区别在于第二实施例中没有第二阀门层。在本发明的第三实施例中，通道焊接部在出口区域内被连接，穿过其中一个阀门层形成一个出口孔。因而流体可以通过出口孔流出第三实施例的阀门。与第一和第二实施例的方法类似，第三实施例可以由三个或四个聚合物层构成。

作为本发明特征的新的优点和特性具体在后附的权利要求中指出。然而，为了更加明了新的优点和特性，可以参考下面的说明内容和附图，其描述和说明了与本发明有关的各种实施例和原理。

附图说明

结合附图阅读，将更好地理解本发明的上述概括和下述的详细说明。

图1是根据本发明包括阀门的流体系统的透视图；

图2A是根据本发明第一实施例的第一阀门的透视图；

图2B是图2A中2B-2B线界定的第一阀门的第一个横截面图；

图2C是图2A中2C-2C线界定的第一阀门的第二个横截面图；

图2D是图2A中2D-2D线界定的第一阀门的第三个横截面图；

图2E是图2A中2E-2E线界定的第一阀门的第四个横截面图；

图2F是图2A中2F-2F线界定的第一阀门的第五个横截面图；

图2G是图2D中示出的焊珠的放大图；

图3A是根据本发明第一实施例在形成基片焊接部之前第一次结合操作的透视图；

图3B是图3A中3B-3B线界定的第一次结合操作在形成基片焊接部之前的横截面图；

图3C是图3B中所示的第一次结合操作在形成基片焊接部之后的横截面图；

图3D是根据本发明第一实施例第二次结合操作在形成通道焊接部之前的透视图；

图3E是图3D中3E-3E线界定的第二次结合操作在形成通道焊接部之前的横截面图；

图3F是图3E中所示的第二次结合操作在形成通道焊接部之后的横截面图；

图3G是图3D示出的第二次结合操作在形成通道焊接部之后的透视图；

图4A是根据本发明第二实施例的第二阀门的透视图；

图4B是图4A中4B-4B线界定的第二阀门的第一个横截面图；

图4C是图4A中4C-4C线界定的第二阀门的第二个横截面图；

图4D是图4A中4D-4D线界定的第二阀门的第三个横截面图；

图4E是图4A中4E-4E线界定的第二阀门的第四个横截面图；

图4F是图4A中4F-4F线界定的第二阀门的第五个横截面图；

图4G是图4D中示出的焊珠的放大图；

图5A是根据第二实施例的第一次结合操作的透视图；

图5B是图5A中5B-5B线界定的第一次结合操作在形成基片焊接部之前的横截面图；

图5C是图5B中示出的第一次结合操作在形成基片焊接部之后的横截面图；

图5D是根据第二实施例的第二次结合操作的透视图；

图5E是图5D中5E-5E线界定的第二次结合操作在形成通道焊接部之前的横截面图；

图5F是图5E中示出的第二次结合操作在形成通道焊接部之后的横截面图；

图5G是图5D中示出的第二次结合操作在形成通道焊接部之后的透视图；

图6A是根据本发明第三实施例的第三阀门的透视图；

图6B是图6A中6B-6B线界定的第三阀门的第一个横截面图；

图6C是图6A中6C-6C线界定的第三阀门的第二个横截面图；

图6D是图6A中6D-6D线界定的第三阀门的第三个横截面图；

图6E是图6A中6E-6E线界定的第三阀门的第四个横截面图；

图6F是图6A中6F-6F线界定的第三阀门的第五个横截面图；

图6G是图6D中示出的焊珠的放大图；

图7A是根据本发明第三实施例的第四阀门的透视图；

图7B是图7A中7B-7B线界定的第四阀门的第一个横截面图；

图7C是图7A中7C-7C线界定的第四阀门的第二个横截面图；

图7D是图7A中7D-7D线界定的第四阀门的第三个横截面图；

图7E是图7A中7E-7E线界定的第四阀门的第四个横截面图；

图7F是图7A中7F-7F线界定的第四阀门的第五个横截面图；

图7G是图7D中示出的焊珠的放大图；

图8A是根据第三实施例的第一次结合操作的透视图；

图8B是图8A中8B-8B线界定的第一次结合操作在形成基片焊接部之前的横截面图；

图8C是图8B中示出的第一次结合操作在形成基片焊接部之后的横截面图；

图8D是根据第三实施例的第二次结合操作的透视图；

图8E是图8D中8E-8E线界定的第二次结合操作在形成通道焊接部之前的横截面图；

图8F是图8E中示出的第二次结合操作在形成通道焊接部之后的横截面图；

图8G是图8D中示出的第二次结合操作在形成通道焊接部之后的透视图。

具体实施方式

下述讨论和附图公开了依照本发明的阀门以及制造这些阀门的各种方法。更具体地，这些讨论和附图涉及限制、抑制，或者引导流体在流体系统内流动的阀门以及制造这些阀门的方法。这些阀门，如所公开地，特别适用于鞋的流体系统和其它类型的运动装备。然而，下述讨论和附图中提出的原理也可以应用于例如医学、汽车和航空和航天工业中。因此，本发明旨在包括阀门和制造这些阀门的方法，其适用于各种制造领域的范围很广的产品。

图1示出了一个示例性的流体系统10，包括泵室20、导管30、阀门40，以及压力室50。导管30被设置为在泵室20和压力室50间传送流体。阀门40位于导管30内，被设置为控制流体经过导管30的流动，从而控制泵室20和压力室50之间的流体转移。通常，泵室20中包含的流体的压力随着泵室20被压缩而增大。当泵室20中流体的压力超过压力室50中流体的压力与相当于阀门40开启压力的差压之和时，泵室20中的一部分流体通过导管30和阀门40转移到压力室50。入口22为泵室20提供到系统10外部流体的通路，从而在流体转移到压力室50后允许泵室20中的流体得到补充。

导管30可以由两个聚合物材料层构成，该两个聚合物材料层的边缘利用边缘结合部60结合在一起，从而在两层之间形成通道。因此，在该边缘结合部60形成之前，形成阀门40的部件可以放置在形成导管30的层之间。流体系统10的其它部件，包括泵室20和压力室50，可以与导管30一体形成，或者和导管30分别形成然后再连接。

阀门40可以是单向阀，也被称为止回阀，它允许流体从泵室20流到压力室50，但是阻止或抑制流体反向流动。下面的讨论公开了多个阀门100、200和300，以及制造阀门100、200和300的方法，它们是阀门40的合适的替代物。阀门100、200和300也适用于流体系统10的其它部分。例如，阀门100、200和300的其中之一可以放置在入口22中以阻止流体通过入口22流出泵室20。此外，阀门100、200和300可以被用作安全阀，只有当流体系统的特定部分内达到了预定的压差后，才允许流体流出流体系统。

在本发明的第一实施例中公开了阀门100以及制造与流体系统的部分成一整体的阀门100的方法。阀门100也可以与流体系统分别制造，然后合并到流体系统中。在本发明的第二实施例中，公开了阀门200以及制造与流体系统的部分成一整体的阀门200的方法。本发明还公开了第三实施例，阀门300，其具有另一种出口几何形状，包括一个形成在其中一个阀门层上的孔。

流体系统10旨在提供一个适合于和本发明阀门合并的流体系统的例子。具有不同复杂程度的许多其它流体系统也应落入本发明的范围。本领域技术人员可以根据所使用的流体系统的特殊要求选择特定的流体系统结构。

第一实施例

现在将更详细地讨论图2所示的阀门100的部件和功能。阀门100包括位于第一基片层(substrate layer)120a和第二基片层120b之间的第一阀门层110a和第二阀门层110b。对于流体系统10，基片层120类似于形成例如泵室20、导管30或压力室50的两个聚合物层。然而，本领域技术人员将知道基片层120也可以是形成其它类型的流体系统部件的材料。

首先第一阀门层110a和第二阀门层110b沿相对的面结合在一起，形成两个通道焊接部130，并限定了一个位于阀门层110之间及通道焊接部130之间的通道140。通道140包括一个入口142和一个出口144。在结合第一阀门层110a和第二阀门层110b的过程中，入口142被两个入口焊珠(weld bead)146偏置(bias)于打开位置，入口焊珠146由聚集在入口142中并与通道焊接部1 30邻接的聚合物材料形成。出口144与入口142相对设置，可以由阀门层110未结合的部分形成。每个阀门层包括一个外表面112和一个相对的内表面114。对于阀门层110a，外表面112a与基片层120a相邻，内表面114a与阀门层110b相邻。类似地，阀门层110b包括与一个与基片层120b相邻的外表面112b和一个相对的与阀门层110a相邻的内表面114b。

阀门100还包括两个基片焊接部(substrate weld)150，其将阀门层110连接到基片层120上。更详细地，基片焊接部150将阀门层110a连接到基片层120a，并将阀门层110b连接到基片层120b。如图2所示，基片焊接部150与入口142相邻。基片焊接部150也可以与阀门100的其它部分相邻。

使用时，阀门100允许流体通过通道140从入口142流向出口144。然而，阀门100大大限制了流体的反向流动。正如指出的，入口焊珠将入口142偏置于打开位置。该结构确保流体系统中的流体至少可以进入通道140由入口142形成的部分。决定流体是否可以通过阀门100的主要因素是入口142中流体与出口144中流体之间的相对压差。当入口142中流体的压力超过出口144中流体的压力与阀门100开启压力之和时，入口142中流体施加到阀门层110内表面114的力足够克服出口144中流体施加到外表面112的力，从而允许阀门层110分开。当阀门层110分开时，流体可以通过通道140。然而，当入口142中流体的压力小于出口144中流体的压力时，入口142中流体施加到阀门层110内表面114的力不足以克服出口144中流体施加到外表面112的力，从而阻止阀门层110分开。当阀门层110不分开时，流体转移的通道140被有效地关闭。

通过确保阀门层110密封接触，出口144帮助阻止流体通过阀门100。注意通道焊接部130的延伸可以短于阀门层110的整个长度。因此，出口144可以包括阀门层110未结合的部分。出口144处不结合允许出口144处无阻碍的闭合，从而提供了阀门层110之间的密封接触，阻止流体在阀门层110之间流过。内表面114可以包括光滑、有粘性的表面，其有助于阀门110的闭合。因此，内表面114的特性也有助于密封接触和促进流体经过阀门100单向流动。

形成阀门层110和基片层120的材料应该具有几个特性。第一，该材料应该允许使用诸如热接触(thermal contact)、射频能量、激光和红外焊接等标准技术，使焊接部130和焊接部150安全地形成于各种材料层之间。第二，该材料还应该对于诸如空气等流体具有充分地气密性。第三，该材料应该具有充分地弹性从而允许阀门100进行上述操作。第四，该材料应该具有允许阀门100循环使用很多次的耐用性。第五，如果水或水气会出现在阀门100周围，可以选择抗水解，或抵抗由于水的存在产生的化学损坏的材料。基于这些考虑，合适的材料包括热塑性聚氨脂、尿烷、聚氯乙烯和聚乙烯。当阀门100由热塑性聚氨脂制成时，阀门层110的适当厚度是0.018英寸，但可以在例如0.004英寸到0.035英寸的范围内变化。类似地，基片层120的适当厚度是0.030英寸，但可以在例如0.015英寸到0.050英寸的范围内变化。然而，根据阀门1 00的特定应用、使用的材料和制造方法以及阀门100所要带给流体系统的特性，阀门层110的厚度和基片层120的厚度可以不在以上列出的范围内。

使基片焊接部150与入口142相邻的好处在于外表面112有相对大的区域暴露于出口144处的流体。如上面指出的，当入口142中流体的压力小于出口144处流体的压力时，入口142中流体施加到阀门层110的内表面114的力不足以克服出口144处流体施加到外表面112的压力，从而阻止阀门层110分开和阻止流体通过阀门100流动。通过设置阀门层110的位置，使外表面112的相对大的区域暴露于出口144处的流体，内表面114之间的接触区域按比例增加。阻止流体流过阀门100的主要机制是内表面114的密封接触特性。因此，通过使外表面112的相对大的部分暴露于出口144处的流体，取得了更好的功果。

现在将参照图3讨论与基片层120成一整体的阀门100的制造方法。本领域技术人员将知道通过省略方法中涉及基片层120的步骤，阀门100也可以与基片层120分别制造，然后再合并到流体系统中。通常，该方法包括两次结合操作。如图3A-3C所示，第一次结合操作形成第一子部件和第二子部件，每一子部件包括一个基片层120和一个阀门层110。更详细地，通过将阀门层110a的一部分结合到基片层120a以形成基片焊接部150a，第一次结合操作形成了第一子部件。通过包括将阀门层110b的一部分结合到基片层120b以形成基片焊接部150b的类似操作，第一次结合操作还形成了第二子部件。如图3D-3F所示，在第二次结合操作中，子部件被对准使阀门层110产生接触且阀门层110定位于基片层120之间。接着形成通道焊接部130和入口焊珠146，从而完成阀门100的制造。如以下更详细的描述，阻挡材料可以被用于阀门层110的外表面112，以阻止第二次结合操作过程中阀门层110与基片层120之间形成另外的结合。可选地，阻挡材料可以被用于基片层120的表面，或者阻挡材料可以是位于阀门层110与基片层120之间材料的附加成分。然而，阻挡材料对于制造阀门100并不是必须的。

在执行第一次结合操作之前，阀门层110是单独形成的。阀门层110被示出为具有矩形的几何形状，但是可以具有多种同样适于形成阀门100的可替代的几何形状，包括正方形、圆形、梯形或不规则几何形状。关于阀门层110几何形状的一个考虑是通道140的最终长度。例如，相对长的通道140比相对短的通道140可以具有较大的开启压力或较小的流速。类似地，阀门层110未结合部分具有相对大的表面区域比阀门层110未结合部分具有相对小的表面区域，更有利于出口144的有效密封。出口144也可以成形为围绕着通道140与出口144相邻的部分向外展开。因此，阀门层110可以具有多种几何形状，所选择的特定几何形状应该依据被使用的阀门100的特定应用和阀门100所要具有的特定特性。可以被几何形状或材料的变化影响的特性的例子包括开启压力、流速以及回流速率。对于流体系统10，具有高的开启压力的阀门100可以被用作压力室50的安全阀，从而限制压力室50中总的压力。流体系统10的阀门22也可以被设计为具有特定的开启压力以限制泵室20与压力室50中的压力。

一旦阀门层110形成，其被相对于基片层120放置。通常，基片层120成为流体系统的一个或多个部件。例如，对于系统10，基片层120可以形成导管30相对的面。因此，阀门层110应该定位于基片层120上，这样导管30与泵室20相邻一例的流体可以到达入口142，同时导管30与压力室50相邻一侧的流体可以到达出口144，因此泵室20与压力室50间可进行流体的传送。

阀门层110a相对于基片层120a定位之后，可以形成基片焊接部150a。利用射频能量的射频(RF)焊接是一种可以用于结合两个或多个聚合物层的技术。其它适用的结合技术包括热接触、激光以及红外焊接。关于射频焊接，射频模具(RF die)压在预期的结合区域并启动，使接触区域被特定级别的射频能量辐射预定的时间。射频能量被聚合物层吸收，聚合物层的温度上升直到聚合物层部分熔化。施加到熔化的聚合物层的压力和随后的冷却在聚合物层之间的接触面形成焊接部。通常，由于射频模具施加到接触区域上的压力，熔化的聚合物层的一部分聚集到射频模具的边缘。聚集的聚合物随后冷却，在焊接区域周围形成了一个原先熔化的聚合物材料的焊珠。在不需要焊珠或者在某处不需要焊珠的应用中，可以在射频模具上添加焊接流动导向器(weld flow director)。射频模具通常包括一个接触、加压和加热聚合物层的表面。焊接流动导向器是该接触表面的延伸，其不产生在聚合物层之间形成结合的射频能量。相反，焊接流动导向器将射频模具的压力分散到更大的区域，从而阻止焊珠的形成。焊接流动导向器通常由非传导材料或比射频模具的结合部分传导性差的材料制成。注意可以利用在特定位置上不使用焊接流动导向器而在该特定位置放置焊珠。

参照图3A和3B，示出了阀门层110a、基片层120a以及射频模具160进行第一次结合操作时的相对位置。注意射频模具160包括结合部分162和焊接流动导向器部分164。结合部分162产生形成基片焊接部150a的射频能量。结合部分162的接触表面具有矩形形状，其尺寸至少足以跨越入口142的宽度将阀门层110a结合到基片层120a。因此，结合部分162将加热和结合至少阀门层110a宽度的一部分到基片层120a。焊接流动导向器部分164被设置为阻止焊珠形成在与基片焊接部层150a相邻且在阀门层110a和基片层120a的其它部分之间的位置。因此，焊接流动导向器部分164在阀门层110a想要与基片层120a保持不结合的部分上施加另外的压力。然而，焊接流动导向器部分164不被设置为阻止焊珠在基片焊接部150a的其它部分的周围形成。在更多的实施例中，焊接流动导向器部分164可以部分地或完全地围绕着结合部分162延伸。

为了形成基片焊接部150a，基片层120a和阀门层110a被定位于射频模具160和另一个表面之间并被压住，该另一个表面为平板或另一个模具(未示出)。图3B是横截面图，示出了结合前射频模具160、基片层120a和阀门层110a的位置。图3C示出了基片焊接部150a形成之后的部件。一旦焊接部形成，第一子部件就完成了。

示出的射频模具160在结合部分162和焊接流动导向器部分164之间具有阶梯状的结构。当结合部分162发射射频能量时，阀门层110a与结合部分162接触的部位和基片层120a的对应部位将熔化。部分熔化的聚合物材料将流出结合区域，从而减小与结合部分162邻接的层110a和120a的总厚度，如图3C所示。因此，结合部分162将沉入基片层120a，但是焊接流动导向器部分1 64将保持在基片层120的平面上。如上所述，用于阀门层110和基片层120的一种适合的材料是热塑性聚亚安酯。当焊接区域的厚度减小到焊接前层的总厚度的大约一半时，在两个热塑性聚亚安酯层之间形成的焊接部具有足够的强度和耐用性。因此，通过上述阶梯状结构，结合部分162可以被设置为沉入基片层120a，沉入深度为阀门层110a和基片层120a未焊接厚度的一半。

在形成第一子部件之后，第二子部件可以使用类似的步骤形成。第二子部件包括被结合在一起形成基片焊接部150b的第二基片层120b和第二阀门层110b。上述讨论的关于第一子部件形成的原理也适用于第二子部件。因此，现在将集中讨论制造过程的剩余部分。

第二次结合操作将第一子部件与第二子部件连接形成阀门100。当将阀门100合并到比流体系统10更复杂的流体系统时，可能需要进一步的结合操作以形成流体系统的其它部件。然而，阀门100通常能够由这里描述的两次结合操作形成。本领域技术人员将能够对这里描述的方法进行修改以将阀门100结合到更复杂的流体系统中。

参照图3D和3E，第一和第二子部件被对准，使第一阀门层110a与第二阀门层110b贴近，同时第一基片焊接部150a与第二基片焊接部150b贴近。即，阀门层110被放置于基片层120之间，并且第一阀门层110a的部分与第二阀门层110b的相应部分对准。可以用常规方法将第一子部件与第二子部件适当对准。例如，在制造中可以使用对应于每个子部件上的孔的定位销来安全、简单地对准子部件。定位销也可以被用于方法的前面部分以形成子部件，从而确保阀门层110在与基片层120结合的过程中被适当定位。

一旦子部件被适当对准，射频模具170a和与其分离的射频模具170b分别放置在对准的子部件的其中一边，用于形成通道焊接部130。例如，射频模具170也可以包括将基片层120彼此结合以形成流体系统10中导管30的部分。注意第二次结合操作可以用单个射频模具170完成。一个射频模具170包括结合部分170和焊接流动导向器部分174。图3D示出的射频模具170中省略了用于将基片层120彼此结合的部分。因此，现在将集中讨论阀门层110的结合。

除了形成通道焊接部130，第二次结合操作抑制除入口142区域外的与通道焊接部130相邻的入口焊珠146的形成。结合部分172被设置为使通道焊接部130在邻接于入口142处形成。焊接流动导向器部分174位于结合部分172的负责形成通道焊接部130的部分的周围。因此，焊接流动导向器部分174位于结合部分172的形成通道焊接部的部分之间，以阻止通道140中焊珠的形成。焊接流动导向器部分174还在出口144区域上延伸，但并不在结合部分172的位于入口142区域内的部分之间延伸。该结构促使了在阀门层110之间且在入口142内的入口焊珠146的形成。如上所述，入口焊珠146将入口142置于打开位置，从而帮助流体进入入口142。

一旦子部件与射频模具170对准，子部件被压在射频模具170之间以形成通道焊接部130。此外，阀门层110的多余的熔化部分在邻近入口142处聚集形成入口焊珠146，因为该区域没有焊接流动导向器部分174。图3E是示出了第二次结合操作前的射频模具170和子部件的横截面图。图3F示出通道焊接部130形成后的部件。

图3D-3F中射频模具170的不同区域被示出为具有的阶梯状或偏移结构。但是射频模具160包括两个偏移面，一个用于结合部分162，第二个用于焊接流动导向器部分164，射频模具170包括三个偏移面。对前面讨论和附图的仔细回顾将揭示每个通道焊接部130的第一部分结合阀门层110的用于形成部分基片焊接部150的部分，每个通道焊接部130的第二部分结合阀门层110先前未结合的部分。因此，每个结合部分172的第一部分被设置为安装在基片焊接部150形成的缺口中，如图3E和3F所示；每个结合部分172的第二部分与结合部分172的第一部分偏移，被设置为结合阀门层110先前未结合的部分；焊接流动导向器部分174进一步偏移，被设置为压住阀门层110和基片层120以阻止焊珠形成。

在上述方法中，在第一次结合操作中形成的基片焊接部150是阀门层110与基片层120之间唯一的连接部位。为了阻止第二次结合操作中阀门层110与基片层120之间的另外的结合，可以在第一次结合操作前将阻挡材料用于外表面112部分。可选的，阻挡材料可以用于基片层120的表面，或者阻挡材料可以是位于阀门层110与基片层120之间的材料的附加成分。阻挡材料阻止两个相邻层的熔化的聚合物混合，从而提供了阻止结合的有效方法。阻挡材料应该用于或者邻接于外表面112的不要发生结合的部分，而不是外表面112的想要发生结合的部分。例如，阻挡材料不应用于外表面112的想要产生基片焊接部150的区域，从而促进第一次结合操作过程中基片焊接部150的形成。在外表面112施用阻挡材料的合适位置包括与内表面114被结合形成通道焊接部130但不与入口142相邻的部分相对应的区域。合适的阻挡材料包括含有例如聚四氟乙烯、硅树脂或聚脂薄膜的层或涂层。可选的，在第二次结合操作过程中，可以省去外表面112的阻挡材料，从而在基片层120与阀门层110之间形成结合。对于一些流体系统，当在基片层120和阀门层110之间形成结合时，阀门100正确地工作。

第二实施例

现在将更详细地讨论图4所示的阀门200的部件和功能。阀门200包括位于第一基片层220a和第二基片层220b之间的阀门层210。对于流体系统10，基片层220类似于形成例如泵室20、导管30或压力室50的两个聚合物层。然而，本领域技术人员将知道基片层220也可以是形成其它类型流体系统部件的材料。

阀门层210包括与基片层220a邻接的第一表面212a和与基片层220b邻接的第二表面212b。基片焊接部250形成于第一表面212a和基片层220a之间以阻止流体在阀门层210与基片层220a之间流动。一对通道焊接部230形成于第二表面212b和基片层220b之间，以限定位于通道焊接部230之间和阀门层210与基片层220b之间的通道240。通道240包括入口242和出口244。在阀门层210和基片层220b的结合过程中，入口242被两个入口焊珠246偏置于打开位置，入口焊珠246由聚集在入口242内并与通道焊接部230相邻的聚合物材料形成。出口244相对于入口242设置，并可以由阀门层210与基片层220b未结合的部分构成。在第一实施例中，阀门100包括位于阀门层110之间的一个入口142和一个出口144。然而，在第二实施例中，入口242和出口244形成在阀门层210与基片层220b之间。

使用时，阀门200允许流体通过通道240从入口242流向出口244。然而，阀门200大大限制了流体反向流动。如所指出的，入口焊珠246将入口242偏置在打开位置。该结构确保流体系统中的流体至少可以进入入口242形成的通道240部分。决定流体是否可以通过阀门200的主要因素是入口242中流体与出口244中流体之间的相对压差。当入口242中流体的压力超过出口244处流体的压力与阀门200开启压力之和时，入口242中流体施加到阀门层210第二表面212b的力足够克服出口244处流体施加到第一表面212a的力，从而允许阀门层210与基片层220b分开。当阀门层210与基片层220b分开时，流体可以通过通道240。然而，当入口242中流体的压力小于出口244处流体的压力时，入口242中流体施加到阀门层210的第二表面212b的力不足以克服出口244处流体施加到第一表面212a的力，从而阻止阀门层210与基片层220b分开。当阀门层110不与基片层220b分开时，流体转移的通道140被有效地关闭。

通过确保阀门层210与基片层220b密封接触，出口244帮助阻止流体通过阀门200。注意通道焊接部230的延伸可以短于阀门层210的整个长度。因此，出口244可以包括阀门层210与基片层220b的未结合的部分。出口244处不结合允许出口244处无阻碍地闭合，从而提供了阀门层210与基片层220b之间的密封接触，可阻止流体通过阀门200。第二表面212b和基片层220b与其面对的表面可以是光滑的、有粘性的表面，其有助于阀门200的闭合。因此，第二表面212b和基片层220b的表面的特性也有助于密封接触和促进流体经过阀门200单向流动。

本领域技术人员将知道阀门100和阀门200在两个重要的方面不同。第一，阀门200只使用一个阀门层210而不是两个阀门层110。该结构具有减小流体系统环绕阀门200的区域总的厚度的能力。该结构还减少用于形成阀门200的材料的量，从而减小总的费用。第二，阀门200依靠基片层220b形成部分通道240，从而利用现有的流体系统部件来形成阀门200部分。

形成阀门层210和基片层220的材料应该具有几个特性。第一，该材料应该允许使用诸如热接触、射频能量、激光以及红外焊接等标准技术，使焊接部230和焊接部250安全地形成于各种材料层之间。第二，该材料还应该对于诸如空气等流体具有充分的气密性。第三，该材料应该具有充分的弹性以允许阀门200进行上述操作。第四，该材料应该具有允许阀门200循环使用很多次的耐用性。第五，如果水或水气会出现在阀门200周围，可以选择抗水解，或抵抗由于水的存在产生的化学损坏的材料。基于这些考虑，合适的材料包括热塑性聚氨脂、尿烷、聚氯乙烯以及聚乙烯。当阀门200由热塑性聚氨脂形成时，阀门层210的适当厚度是0.018英寸，但可以在例如0.004英寸到0.035英寸的范围内变化。类似地，基片层220的适当厚度是0.030英寸，但可以在例如0.015英寸到0.050英寸的范围内变化。然而，根据阀门200的特殊应用，使用的材料和制造方法，以及想要阀门200带给流体系统的特性，阀门层210的厚度和基片层220的厚度可以不在以上列出的范围内。

如图4所示，将基片焊接部250与入口242邻接的好处在于第一表面212a相对大的区域暴露于出口244处的流体。如上面指出的，当入口242中流体的压力小于出口244处流体的压力时，入口242中流体施加到阀门层210第二表面212b的力不足以克服出口244处流体施加到第一表面212a的力，从而阻止阀门层210分开和阻止流体通过阀门200的流动。通过设置阀门层210的位置使第一表面212a的相对大的区域暴露于出口144处的流体，第二表面212b与基片层220b之间的接触区域按比例增加。阻止流体流过阀门200的主要机制之一是第二表面212b与基片层220b的密封接触特性。因此，通过使第一表面212a的相对大的区域暴露于出口244处的流体，取得了更好的效果。

现在将参照图5讨论与基片层220成一整体的阀门200的制造方法。第一次结合操作形成包括基片层220a与阀门层210的第一子部件。更详细地，通过将阀门层210的一部分结合到基片层220a以形成基片焊接部250，第一次结合操作形成了第一子部件。在第二次结合操作中，子部件被对准，使阀门层210与基片层220b的适当部分接触，并且阀门层210被放置在基片层220之间。接着形成通道焊接部230和入口焊珠246，从而完成阀门200的制造。如以下更详细的描述，阻挡材料可以用于阀门层210的第一表面212a，以阻止第二次结合操作中在阀门层210与基片层220a之间形成另外的结合。可选地，阻挡材料可以用于基片层220a的表面，或者阻挡材料可以是位于阀门层210与基片层220a之间的材料的附加成分。然而，阻挡材料对于制造阀门200并不是必须的。

在执行第一次结合操作之前形成阀门层210。阀门层210被示出为具有矩形的几何形状，但是可以具有多种也适于形成阀门200的可选的几何形状，包括正方形、圆形、梯形或不规则几何形状。关于阀门层210几何形状的一个考虑是通道240的最终长度和宽度。例如，相对长的通道240比相对短的通道240可以具有更大的开启压力或较小的流速。例如，宽度相对大的通道240也可以具有增大的流速和较小的开启压力。类似地，阀门层210未结合部分具有相对大的表面区域比阀门层210未结合部分具有相对小的表面区域，更有利于出口244的有效密封。出口244也可以成形为围绕着通道240与出口244相邻的部分向外展开。因此，阀门层210可以具有多种几何形状，所选择的特定几何形状应该依据所使用阀门200的特定应用和阀门200所要具有的特定特性。可以被几何形状或材料的变化影响的特性的例子包括开启压力、流速及回流速率。

在阀门层210形成后，其被相对于基片层220放置。通常，基片层220成为流体系统的一个或多个部件。例如，对于系统10，基片层220可以形成导管30相对的面。因此，阀门层210应该置于基片层220b上，这样导管30与泵室20相邻一侧的流体可以到达入口242，同时导管30与压力室50相邻一侧的流体可以到达出口244，因此泵室20与压力室50间可进行流体的传送。

一旦阀门层210被相对于基片层220a放置，可以形成基片焊接部250。参照图5A和5B，示出了阀门层210、基片层220a和射频模具260的相对位置。注意射频模具260包括结合部分262和焊接流动导向器部分264。结合部分262产生形成基片焊接部250的射频能量。结合部分262的接触表面具有矩形形状，其尺寸至少足以跨越入口242的宽度，将阀门层210结合到基片层220a。因此，结合部分262将加热和结合至少阀门层210宽度的一部分到基片层220a。焊接流动导向器部分264被设置为阻止焊珠形成在邻接于焊接部250且在阀门层210和基片层220a的其它部分之间的位置。因此，焊接流动导向器部分264在阀门层210想要与基片层220a保持不结合的部分上施加另外的压力。在图5A所示的结构中，焊接流动导向器部分264不被设置为阻止焊珠在基片焊接部250的其它部分的周围形成。在更多的实施例中，焊接流动导向器部分264可以部分地或完全地围绕着结合部分262延伸。如同第一实施例的射频模具160，射频模具260可以具有阶梯状的结构，其减小了层210和220在基片焊接部250区域的总的厚度

为了形成基片焊接部250，基片层220a和阀门层210被放置在射频模具260和另一个表面之间并被压住，该另一个表面例如是平板或另一个模具(未示出)。图5B是横截面图，示出了结合之前的射频模具260、基片层220a和阀门层210的位置。图5C示出了基片焊接部150a形成之后的部件。一旦基片层250形成，第一子部件就完成了。注意该第一子部件与第一实施例中的第一子部件基本相同。

第二次结合操作将第一子部件与基片层220b连接形成阀门200。当将阀门200合并到比流体系统10更复杂的流体系统时，可能需要进一步的结合操作以形成流体系统的其它部件。然而，阀门200通常能够由这里描述的两次结合操作形成。本领域技术人员将能够对这里描述的方法进行修改从而将阀门200结合到更复杂的流体系统中。

参照图5D和5E，第一子部件被对准，使阀门层210与基片层220b相邻。即，阀门层210被放置在基片层220之间。可以用常规方法将第一子部件与基片层220b适当对准。例如，可以使用对应于第一子部件和基片层220b上的孔的定位销。定位销也可以被用于方法的前面部分以形成第一子部件，从而确保阀门层210在与基片层220a结合的过程中被适当定位。

一旦第一子部件被适当对准，射频模具270a和与其分离的射频模具270b分别放置在对准的子部件的其中一边，用于形成通道焊接部230。射频模具270也可以包括将基片层220彼此结合以形成流体系统部件的部分，例如流体系统10中的导管30。每个射频模具270包括结合部分272和焊接流动导向器部分274。在图5D示出的射频模具270省略了用于将基片层220彼此结合的射频模具270的部分。因此，现在将集中讨论阀门层210的第二面212b与基片层220b的结合。

除了形成通道焊接部230，第二次结合操作抑制除入口142区域外的与通道焊接部130相邻的焊珠的形成。结合部分272被设置为使通道焊接部230在邻接于入口242处形成。焊接流动导向器部分274位于结合部分272的负责形成通道焊接部230的部分的周围。因此，焊接流动导向器部分274位于结合部分272的形成通道焊接部的部分之间，以阻止在通道240中形成焊珠。焊接流动导向器部分274还在出口244区域上延伸，但并不在结合部分272位于入口242区域内的部分之间延伸。该结构促使入口焊珠246形成在入口142内阀门层210与基片层220b之间。如上所述，入口焊珠246将入口242置于打开位置，从而帮助流体进入入口242。

一旦第一子部件和基片层220b与射频模具270对准，它们被压在射频模具270之间以形成通道焊接部230。此外，多余的熔化部分在邻近入口242处聚集形成入口焊珠246，由于该区域没有焊接流动导向器部分274。图5E是横截面图，示出了第二次结合操作前的射频模具270、第一子部件和基片层220b。图5F示出了通道焊接部230形成之后的部件。如同第一实施例的射频模具170，射频模具270a可以具有包括三个偏移面的阶梯状结构。然而，射频模具270b在结合部分272b和焊接流动导向器部分274b之间可以只有如图5E和5F示出的两个偏移面。可选的，射频模具270b可以有一个水平的表面，不包含图5E和5F中所示的最高台阶。

在上述方法中，在第一次结合操作中形成的基片焊接部150是阀门层210与基片层220a之间的唯一的连接部位。为了阻止在第二次结合操作过程中阀门层210与基片层220a之间的另外的结合，可以在第一次结合操作前将阻挡材料用于第一表面212a的一部分。阻挡材料应该用于或者邻接于第一表面212a的不要发生结合的部分，而不是第一表面212a的想要发生结合的部分。例如，阻挡材料不应用于第一表面212a的想要产生基片焊接部150的区域，从而促进第一次结合操作过程中基片焊接部250的形成。将阻挡材料施用于第一表面212a的合适位置包括与第二表面212b被结合形成通道焊接部230但不与入口242相邻的部分相对应的区域。可选的，在第二次结合操作的过程中，可以省去第一表面212a的阻挡材料，从而在基片层220与阀门层210之间形成结合。

第三实施例

现在将更详细地讨论图6所示的阀门300的部件和功能。阀门300包括位于第一基片层320a和第二基片层320b之间的第一阀门层310a和第二阀门层310b。对于流体系统10，基片层320与类似于形成例如泵室20、导管30或压力室50的两个聚合物层。然而，本领域技术人员将知道基片层320也可以是形成其它类型流体系统部件的材料。

第一阀门层310a和第二阀门层310b被一对通道焊接部330结合在一起，通道焊接部330限定了位于阀门层310之间和通道焊接部330相对的边之间的通道340。通道340包括入口342和出口344。在结合第一阀门层310a和第二阀门层310b的过程中，入口342被两个入口焊珠346偏置于打开位置，焊珠346由聚集在入口342内且与通道焊接部330邻接的聚合物材料形成。与第一实施例的阀门100不同，通道焊接部330在出口344的区域连接并围住出口344。因此，穿过阀门层310a形成一个出口孔348。每个阀门层包括一个外表面312和一个内表面314。例如，对于阀门层310a，外表面312a与基片层320a相邻并被结合到基片层320a。阀门层310a还包括一个与阀门层310b相邻的内表面314a。类似地，阀门层310b包括一个与基片层320b相邻的外表面312b和一个与内表面314a相邻的相对的内表面314b。

阀门300还包括两个将阀门层310连接到基片层320上的基片焊接部350。更具体地，基片焊接部350将阀门层310a连接到基片层320a，并将阀门层310b连接到基片层320b。如图6所示，基片焊接部350与入口342相邻。基片焊接部350也可以与阀门300的其它部分相邻。阀门300的工作方式与第一实施例的阀门100类似。流体通过通道340从入口342流向出口344。接着流体通过出口孔348流出阀门300。然而，阀门300大大限制了流体的反向流动。正如指出的，入口焊珠346将入口342偏置于打开位置。该结构确保流体系统中的流体至少可以进入通道340由入口342形成的部分。如同前面的实施例，决定流体是否可以通过阀门300的主要因素是入口342中流体与出口344处流体之间的相对压差。当入口342中流体的压力超过出口344处流体的压力与阀门300开启压力之和时，入口342中流体施加到阀门层310内表面314的力足够克服出口344处流体施加到外表面312的力，从而允许阀门层310分开。当阀门层310分开时，流体可以通过通道340并经出口孔348流出阀门。然而，当入口342中流体的压力小于出口344处流体的压力时，入口342中流体施加到阀门层310内表面314的力不足以克服出口344处流体施加到外表面312的力，从而阻止阀门层310分开。当阀门层310不分开时，传送流体的通道340被有效地关闭。

通过确保阀门层310密封接触，出口344帮助阻止流体通过阀门300。阀门300被构造为通道焊接部330围绕出口孔348，但同时与出口孔348分隔。分隔确保了阀门层310可以在出口孔348的周围产生密封接触，从而阻止流体在阀门层310之间通过。内表面314可以包括光滑的、有粘性的表面，其有助于阀门300的闭合。因此，内表面314的特性也有助于密封接触和促进流体经过阀门300单向流动。讨论过的关于阀门100和200的考虑因素也与阀门300有关。因此，用于阀门层310和基片层320的合适材料包括热塑性聚氨脂、尿烷、聚氯乙烯以及聚乙烯。基于上述讨论，阀门300在结构上与阀门100相似，主要区别涉及通道焊接部330和出口344的几何形状。

作为另一种可选的结构，如图7所示，一种类似的阀门400可以由单个阀门层410形成，而不是上面提出的两个阀门层310。因此，阀门层410可以位于两个基片层420之间，且一对通道焊接部430形成在阀门层410与基片层420b之间以限定阀门层410与基片层420b之间的通道440。通道焊接部430在出口444的区域连接并围绕着出口孔448。因此，在结构上，阀门400与阀门200相似，主要区别涉及通道焊接部430与出口444的几何形状。

本领域技术人员应该知道阀门300与400在结构、功能和制造方法上的相似之处，不需要对阀门400分开讨论。因此，下面关于制造方法的讨论将主要集中于阀门300，应该知道相似的原理一般也适用于阀门400。

现在将参照图8讨论阀门300的制造方法。通常，本方法包括两次结合操作。第一次结合操作，如图8A-8C所示，形成第一子部件和第二子部件，每个包括一个基片层320和一个阀门层310。更具体地，通过将阀门层310a的一部分结合到基片层320a以用射频模具360形成基片焊接部350a，第一次结合操作形成第一子部件，其中射频模具360包括结合部分362和焊接流动导向器部分364。通过包括将阀门层310b的一部分结合到基片层320b以形成基片焊接部350b的类似操作，第一次结合操作还形成第二子部件。在第二次结合操作中，如图8D-8G所示，子部件被对准，使阀门层310发生接触且阀门层310位于基片层320之间。接着形成通道焊接部330和入口焊珠346，从而完成阀门300的制造。焊珠346也可以具有另一种可选的结构，其至少部分地延伸到通道340以下。如以下更详细的描述，阻挡材料可以用于阀门层310的外表面312，阻止在第二次结合操作中在阀门层310与基片层320之间形成另外的结合。可选地，阻挡材料可以用于基片层320的表面，或者阻挡材料可以是位于阀门层310与基片层320之间的材料的附加成分。

在执行第一次结合操作之前，阀门层310是单独形成的。阀门层310被示出为具有矩形的几何形状，并带有形成出口344的圆形部分，但是可以具有多种也适合于形成阀门300的可选的几何形状，包括正方形、圆形、梯形或不规则几何形状。此外，出口孔348形成在阀门层310a中。一旦阀门层310形成，其被相对于基片层320放置。通常，基片层320成为流体系统的一个或多个部件。例如，对于系统10，基片层120可以形成导管30相对的面。因此，阀门层310应该位于基片层320上，这样导管30与泵室20相邻一侧的流体可以到达入口342，同时导管30与压力室50相邻一例的流体可以到达出口344，从而使泵室20和压力室50之间可进行流体传送。

在基片层320a相对于阀门层310a定位之后，基片焊接部350a可以通过例如射频焊接来形成。参照图8A和8B，示出了为了第一次结合操作的阀门层310a、基片层320a和射频模具360的相对位置。注意射频模具360包括结合部分362和焊接流动导向器部分364。结合部分362产生形成基片焊接部350a的射频能量。结合部分362的接触表面具有矩形形状，其宽度与阀门层310a在入口342区域内的宽度一致。因此，结合部分362将加热和结合该宽度的阀门层310a到基片层320a。焊接流动导向器部分364被设置为阻止焊珠形成在相邻于基片层350a且在阀门层310a和基片层320a的其它部分之间的位置。因此，焊接流动导向器部分364在阀门层310a的想要与基片层320a保持不结合的部分上施加另外的压力。然而，焊接流动导向器部分364不被设置为阻止焊珠在基片焊接部350a其它部分的周围形成。在更多的实施例中，焊接流动导向器部分364可以部分地或完全地围绕着结合部分362延伸。

为了形成基片焊接部350a，基片层320a和阀门层310a放置在射频模具360和另一个表面之间并被压住，该另一个表面例如为平板或另一个模具(未示出)。图8B是横截面图，示出了结合之前射频模具360、基片层320a和阀门层310a的位置。图8C示出了基片焊接部350a形成之后的部件。一旦基片焊接部350a形成，第一子部件就完成了。如同射频模具160和260，射频模具360可以具有阶梯状的结构。

在第一子部件形成之后，第二子部件可以用类似的步骤形成。第二子部件包括被结合在一起以形成基片焊接部350b的第二基片层320b和第二阀门层310b。上述讨论的关于第一子部件形成的原理适用于第二子部件。因此，现在将集中讨论制造过程的剩余部分。

第二次结合操作将第一子部件与第二子部件连接以形成阀门300。当将阀门300合并到比流体系统10更复杂的流体系统时，可能需要进一步的结合操作以形成流体系统的其它部件。然而，阀门300通常能够用这里描述的两次结合操作形成。本领域技术人员将能够对这里描述的方法进行修改从而将阀门300结合到更复杂的流体系统。

参照图8D和8E，第一和第二子部件被对准，使第一阀门层310a与第二阀门层310b相邻，且第一基片焊接部350a与第二基片焊接部350b相邻。即，阀门层310被放置在基片层320之间，并且第一阀门层310a的部分与第二阀门层310b的相应部分对准。可以应用常规方法将第一子部件与第二子部件适当对准。例如，在制造中可以使用对应于每个子部件中的孔的定位销，以安全和简单地对准子部件。定位销也可以被用于方法的前面部分以形成子部件，从而确保阀门层310在与基片层320结合的过程中被适当定位。

一旦子部件被适当地对准，射频模具370a和与其分离的射频模具370b被分别放置于对准的部件的其中一边，并被用于形成通道焊接部330。例如，射频模具170也可以包括将基片层320彼此结合以形成流体系统10中导管30的部分。然而，如果阀门300被用作腔室的入口阀，则射频模具370可以包括用于形成腔室周边结合的部分。注意第二次结合操作可以用单个射频模具370完成，但该布置可能导致热分布不均匀，引起层310熔化不均衡。每个射频模具370包括结合部分372和焊接流动导向器部分374。图8D示出的射频模具170中省略了射频模具370的用于将基片层320彼此结合的部分。因此，现在将集中讨论阀门层310的结合。

除了形成通道焊接部330外，第二次结合操作抑制除入口342区域外的与通道焊接部330相邻的入口焊珠346的形成。结合部分372被设置为使通道焊接部330相邻于入口342形成。焊接流动导向器部分374位于结合部分372内。因此，焊接流动导向器部分374位于形成通道焊接部330的结合部分372的区域内，以阻止在出口344的区域内形成焊珠。焊接流动导向器部分374不在结合部分372位于入口342区域内的部分之间延伸。该结构促使在阀门层3 10之间且在入口342内的入口焊珠346的形成。如上所述，入口焊珠346将入口342置于打开位置，从而帮助流体进入入口342。

射频模具370的几何形状与射频模具170和270的几何形状不同。为了连接通道焊接部330，结合部分372在出口344周围延伸，并在出口344区域内连接。焊接流动导向器部分374被放在出口孔348周围的中心位置，以阻止出口348区域内形成焊珠。

一旦子部件与射频模具370对准，子部件被压在射频模具370之间以形成通道焊接部330。此外，阀门层310的多余的熔化部分在与入口142相邻处聚集形成入口焊珠346，因为该区域没有焊接流动导向器部分374。图8E是示出第二次结合操作前的射频模具370与子部件的横截面图。图8F和8G示出了通道焊接部330形成后的子部件。如同射频模具170和270，射频模具370的不同区域可以具有阶梯状或偏移的结构。作为第二次结合操作的边界效应，焊珠可能形成在阀门层310与基片层320之间，除非在这些区域使用阻挡材料。

本领域技术人员将知道阀门300也可以与基片层320分别制造，然后通过方法中涉及基片层320的省略步骤合并到流体系统中。根据阀门300的最终用途，阻挡材料可以放置在入口342中，以阻止阀门300被合并到流体系统中时阀门层310彼此结合。

本发明在上文和关于多个实施例的附图中被公开。然而，公开的目的是提供关于本发明的各种特征和原理的例子，而不是限制本发明的范围。本领域技术人员将知道在不脱离附加的权利要求所限定的本发明范围的情况下，可以对上述的实施例进行许多变化和修改。

Claims (74)

1、一种用于制造由多个弹性聚合物层构成的阀门的方法，该方法包括以下步骤：

通过在第一阀门层和第一基片层之间形成第一基片焊接部，构造第一子部件，所述第一阀门层具有入口部分和出口部分；

将所述第一子部件与第二元件对准，使所述第一阀门层位于所述第一基片层与所述第二元件之间；以及

通过在所述第一阀门层和所述第二元件之间形成一对隔开的通道焊接部，将所述第一阀门层与所述第二元件结合，所述通道焊接部限定了位于所述第一阀门层和所述第二元件之间及所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有与所述入口部分相邻的入口，以及与所述出口部分相邻的出口。

2、如权利要求1所述的制造阀门的方法，进一步包括形成第二子部件为所述第二元件的步骤，所述第二子部件通过在第二阀门层和第二基片层之间形成第二基片焊接部来构造。

3、如权利要求1所述的制造阀门的方法，进一步包括由第二基片层形成所述第二元件的步骤。

4、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述第一子部件的步骤包括在邻近于所述入口部分处设置所述第一基片焊接部。

5、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述第一子部件的步骤包括由使用射频模具的射频焊接过程形成所述第一基片焊接部。

6、如权利要求5所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述第一子部件的步骤包括通过将焊接流动导向器合并到所述射频模具，阻止在所述第一基片焊接部的相邻位置形成焊珠。

7、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二元件的步骤包括将所述通道焊接部与所述出口部分开设置，使所述第一阀门层与所述第二元件在所述出口部分处未结合。

8、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二元件的步骤包括由使用一对射频模具的射频焊接过程形成所述通道焊接部。

9、如权利要求8所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二元件的步骤包括通过将一对焊接流动导向器合并到所述一对射频模具，阻止在所述通道焊接部的至少一部分的相邻位置形成焊珠。

10、如权利要求9所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二元件的步骤包括通过在所述一对焊接流动导向器的与所述入口对应的区域设置一个缺口，促使一对入口焊珠在所述入口内形成，所述入口焊珠将所述入口置于打开位置。

11、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二元件的步骤包括在所述入口内形成一对入口焊珠。

12、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在所述第一阀门层和所述第一基片层之间放置阻挡材料，所述阻挡材料阻止在结合所述第一阀门层和所述第二元件的所述步骤中，所述第一阀门层和所述第一基片层之间形成另外的结合。

13、如权利要求1所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二元件的步骤包括在所述出口部分连接所述通道焊接部，并在所述第一阀门层中形成出口孔。

14、一种制造由多个弹性聚合物层构成的阀门的方法，所述聚合物层包括第一阀门层、第一基片层、第二阀门层和第二基片层，该方法包括以下步骤：

通过在所述第一阀门层和所述第一基片层之间形成第一基片焊接部，构造第一子部件，所述第一阀门层具有第一入口部分和第一出口部分；

通过在所述第二阀门层和所述第二基片层之间形成第二基片焊接部，构造第二子部件，所述第二阀门层具有第二入口部分和第二出口部分；

对准所述第一子部件和所述第二子部件，使所述第一阀门层覆盖于且相邻于所述第二阀门层，且所述基片层围住所述阀门层；以及

通过在所述阀门层之间形成一对分隔的通道焊接部，结合所述第一阀门层和所述第二阀门层，所述通道焊接部限定了位于所述阀门层之间和所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有与所述入口部分相邻的入口，以及相对的与所述出口部分相邻的出口。

15、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在相邻于所述阀门层的所述入口部分处设置所述基片焊接部。

16、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括由使用射频模具的射频焊接过程形成所述基片焊接部。

17、如权利要求16所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括通过将焊接流动导向器合并到所述射频模具，阻止焊珠在所述基片焊接部的相邻位置形成。

18、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述对准所述子部件的步骤包括在相邻于所述第二入口部分处放置所述第一入口部分，并在相邻于所述第二出口部分处放置所述第一出口部分。

19、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括将所述通道焊接部与所述出口部分分开设置，使所述阀门层在所述出口部分处彼此未结合。

20、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括由使用一对射频模具的射频焊接过程形成所述通道焊接部。

21、如权利要求20所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括通过将一对焊接流动导向器合并到所述一对射频模具，阻止所述通道焊接部的至少一部分的相邻位置形成焊珠。

22、如权利要求21所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括通过在所述一对焊接流动导向器的与所述入口对应的区域设置一个缺口，促使一对入口焊珠在所述入口内形成，所述入口焊珠将所述入口置于打开位置。

23、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在所述阀门层和所述基片层之间放置阻挡材料，所述阻挡材料阻止在结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的所述步骤中，所述阀门层和所述基片层之间形成另外的结合。

24、如权利要求14所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括在所述出口部分连接所述通道焊接部，并在所述第一阀门层中形成出口孔。

25、一种制造由多个弹性聚合物层构成的阀门的方法，所述聚合物层包括第一阀门层、第一基片层、第二阀门层和第二基片层，该方法包括以下步骤：

通过在所述第一阀门层和所述第一基片层之间形成第一基片焊接部，构造第一子部件，所述第一阀门层具有第一入口端和相对的第一出口端；

通过在所述第二阀门层和所述第二基片层之间形成第二基片焊接部，构造第二子部件，所述第二阀门层具有第二入口端和相对的第二出口端；

对准所述第一子部件和所述第二子部件，使所述第一阀门层覆盖并相邻于所述第二阀门层，且所述基片层围住所述阀门层；以及

通过在所述阀门层之间形成一对分隔的通道焊接部，结合所述第一阀门层和所述第二阀门层，并形成一对入口焊珠，所述通道焊接部限定了位于所述阀门层之间和所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有与所述入口端相邻的入口和相对的与所述出口端相邻的出口，所述入口焊珠位于所述入口内，将所述入口置于打开位置。

26、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在相邻于所述阀门层的所述入口端处设置所述基片焊接部。

27、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括由使用射频模具的射频焊接过程形成所述基片焊接部。

28、如权利要求27所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括通过将焊接流动导向器合并到所述射频模具，阻止焊珠在所述基片焊接部的相邻位置形成。

29、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述对准所述子部件的步骤包括在相邻于所述第二入口端处放置所述第一入口端，在相邻于所述第二出口端处放置所述第一出口端。

30、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括将所述通道焊接部与所述出口端分开设置，使在所述出口端处所述阀门层彼此未结合。

31、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括由使用一对射频模具的射频焊接过程形成所述通道焊接部。

32、如权利要求31所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括通过将一对焊接流动导向器合并到所述一对射频模具，阻止所述通道焊接部的至少一部分的相邻位置形成焊珠。

33、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在所述阀门层和所述基片层之间放置阻挡材料，所述阻挡材料阻止在结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的所述步骤中，所述阀门层和所述基片层之间形成另外的结合。

34、如权利要求25所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括在所述出口端处连接所述通道焊接部，并在所述第一阀门层中形成出口孔。

35、一种制造由多个弹性聚合物层构成的阀门的方法，所述聚合物层包括第一阀门层、第一基片层、第二阀门层和第二基片层，该方法包括以下步骤：

通过使用第一射频模具在所述第一阀门层和所述第一基片层之间形成第一基片焊接部，构造第一子部件，所述第一射频模具包括阻止焊珠在所述第一基片焊接部相邻处形成的第一焊接流动导向器，所述第一阀门层具有第一入口端和相对的第一出口端；

通过使用第二射频模具在所述第二阀门层和所述第二基片层之间形成第二基片焊接部，构造第二子部件，所述第二射频模具包括阻止焊珠在所述第二基片焊接部相邻处形成的第二焊接流动导向器，所述第二阀门层具有第二入口端和相对的第二出口端；

对准所述第一子部件和所述第二子部件，使所述第一阀门层覆盖并相邻于所述第二阀门层，且所述基片层围住所述阀门层；以及

通过在所述阀门层之间形成一对分隔的通道焊接部，结合所述第一阀门层和所述第二阀门层，并形成一对入口焊珠，所述通道焊接部和所述入口焊珠由使用一对焊接流动导向器的一对射频模具形成，所述通道焊接部限定了位于所述阀门层之间和所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有与所述入口端相邻的入口和相对的与所述出口端相邻的出口，所述入口焊珠位于所述入口内，将所述入口置于打开位置。

36、如权利要求35所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在相邻于所述阀门层的所述入口端处设置所述基片焊接部。

37、如权利要求35所述的制造阀门的方法，其中所述对准所述子部件的步骤包括在相邻于所述第二入口端处放置所述第一入口端，在相邻于所述第二出口端处放置所述第一出口端。

38、如权利要求35所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括将所述通道焊接部与所述出口端分开设置，使所述阀门层在所述出口端处彼此未结合。

39、如权利要求35所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在所述阀门层和所述基片层之间放置阻挡材料，所述阻挡材料阻止在结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的所述步骤中，所述阀门层和所述基片层之间形成另外的结合。

40、如权利要求35所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二阀门层的步骤包括在所述出口端处连接所述通道焊接部，并在所述第一阀门层中形成出口孔。

41、一种阀门，包括：

第一阀门层和第二阀门层，每个所述阀门层具有入口部分和出口部分；

一对位于所述阀门层之间的分隔的通道焊接部，所述通道焊接部将所述阀门层彼此结合；

位于所述阀门层之间和所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有相邻于所述入口部分设置的入口和相邻于所述出口部分设置的出口；以及

一对位于所述入口内并与所述通道焊接部相邻的焊珠，所述焊珠将所述入口置于打开位置。

42、如权利要求41所述的阀门，其中所述阀门层由弹性聚合物材料形成。

43、如权利要求41所述的阀门，其中所述阀门层的所述出口部分延伸超过所述通道焊接部，使所述出口部分的至少一部分彼此未结合。

44、如权利要求41所述的阀门，其中所述阀门位于第一基片层和第二基片层之间，所述第一阀门层与所述第一基片层之间形成有第一基片焊接部，所述第二阀门层与所述第二基片层之间形成有第二基片焊接部。

45、如权利要求41所述的阀门，其中所述通道焊接部在所述出口部分处连接，且在至少一个所述阀门层中形成出口孔。

46、一种阀门，包括：

第一阀门层，具有第一入口端和相对的第一出口端，所述第一阀门层在所述第一出口端限定了出口孔；

第二阀门层，具有第二入口端和相对的第二出口端；

一对位于所述阀门层之间的分隔的通道焊接部，所述通道焊接部将所述阀门层彼此结合，且所述通道焊接部在所述出口端连接；

位于所述阀门层之间和所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有入口和出口，所述入口相邻于所述入口端设置，所述出口孔形成所述出口；以及

一对焊珠，位于所述入口内并相邻于所述通道焊接部，所述焊珠将所述入口置于打开位置。

47、如权利要求46所述的阀门，其中所述阀门层由弹性聚合物材料形成。

48、如权利要求46所述的阀门，其中所述阀门位于第一基片层和第二基片层之间，所述第一阀门层与所述第一基片层之间形成有第一基片焊接部，所述第二阀门层与所述第二基片层之间形成有第二基片焊接部。

49、一种制造由多个弹性聚合物层构成的阀门的方法，所述聚合物层包括阀门层、第一基片层和第二基片层，该方法包括以下步骤：

通过在所述阀门层和所述第一基片层之间形成基片焊接部，构造一子部件，所述阀门层具有入口部分和相对的出口部分；

对准所述子部件和所述第二基片层，使所述阀门层位于所述基片层之间；以及

通过在所述阀门层和所述第二基片层之间形成一对分隔的通道焊接部，结合所述阀门层和所述第二基片层，所述通道焊接部限定了位于所述阀门层和所述第二基片层之间以及所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有与所述入口部分相邻的入口相对的与所述出口部分相邻的出口。

50、如权利要求49所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在相邻于所述阀门层的所述入口部分处设置所述基片焊接部。

51、如权利要求49所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括由使用射频模具的射频焊接过程形成所述基片焊接部。

52、如权利要求51所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括通过将焊接流动导向器合并到所述射频模具，阻止焊珠在所述基片焊接部的相邻位置形成。

53、如权利要求49所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述阀门层和所述第二基片层的步骤包括将所述通道焊接部与所述出口部分分开设置，使所述阀门层在所述出口部分处与所述第二基片层未结合。

54、如权利要求49所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二基片层的步骤包括由使用射频模具的射频焊接过程形成所述通道焊接部。

55、如权利要求54所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二基片层的步骤包括通过将一对焊接流动导向器合并到所述一对射频模具，阻止在所述通道焊接部的至少一部分的相邻位置形成焊珠。

56、如权利要求55所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二基片层的步骤包括通过在所述一对焊接流动导向器的与所述入口对应的区域设置一个缺口，促使一对入口焊珠在所述入口内形成，所述入口焊珠将所述入口置于打开位置。

57、如权利要求49所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在所述阀门层和所述基片层之间放置阻挡材料，所述阻挡材料阻止在结合所述第一阀门层和所述第二基片层的所述步骤中，所述阀门层和所述第一基片层之间形成另外的结合。

58、如权利要求49所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述阀门层和所述第二基片层的步骤包括在所述出口部分处连接所述通道焊接部，并在所述阀门层中形成出口孔。

59、一种制造由多个弹性聚合物层构成的阀门的方法，所述聚合物层包括阀门层、第一基片层和第二基片层，该方法包括以下步骤：

通过在所述阀门层和所述第一基片层之间形成基片焊接部构造子部件，所述阀门层具有入口端和相对的出口端；

对准所述子部件和所述第二基片层，使所述阀门层位于所述基片层之间；以及

通过在所述阀门层和所述第二基片层之间形成一对分隔的通道焊接部，结合所述阀门层与所述第二基片层，并形成一对入口焊珠，所述通道焊接部限定了位于所述阀门层与所述第二基片层之间以及所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有与所述入口端相邻的入口和相对的与所述出口端相邻的出口，所述入口焊珠位于所述入口内，将所述入口置于打开位置。

60、如权利要求59所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在相邻于所述阀门层的所述入口端处放置所述基片焊接部。

61、如权利要求59所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括由使用射频模具的射频焊接过程形成所述基片焊接部。

62、如权利要求61所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括通过将焊接流动导向器合并到所述射频模具，阻止焊珠在所述基片焊接部的相邻位置形成。

63、如权利要求59所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述阀门层与所述第二基片层的步骤包括将所述通道焊接部与所述出口端分开设置，使所述阀门层在所述出口端处与所述第二基片层未结合。

64、如权利要求59所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层与所述第二基片层的步骤包括由使用一对射频模具的射频焊接过程形成所述通道焊接部。

65、如权利要求64所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述第一阀门层和所述第二基片层的步骤包括通过将一对焊接流动导向器合并到所述一对射频模具，阻止在所述通道焊接部的至少一部分的相邻位置形成焊珠。

66、如权利要求59所述的制造阀门的方法，其中所述构造所述子部件的步骤包括在所述阀门层和所述第一基片层之间放置阻挡材料，所述阻挡材料阻止在结合所述第一阀门层和所述第二基片层的所述步骤中，所述阀门层和所述第一基片层之间形成另外的结合。

67、如权利要求59所述的制造阀门的方法，其中所述结合所述阀门层和所述第二基片层的步骤包括在所述出口端处连接所述通道焊接部，并在所述阀门层中形成出口孔。

68、一种阀门，包括：

一阀门层，具有入口部分和相对的出口部分；

第一基片层和第二基片层，所述阀门层位于所述基片层之间；

形成于所述第一基片层与所述阀门层之间的基片焊接部，所述基片焊接部结合所述阀门层与所述第一基片层；

一对分隔的通道焊接部，位于所述阀门层与所述第二基片层之间，所述通道焊接部结合所述阀门层与所述第二基片层；

位于所述阀门层和所述第二基片层之间以及所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有相邻于所述入口部分的入口和相邻于所述出口部分的出口；以及

一对焊珠，位于所述入口内并相邻于所述通道焊接部，所述焊珠将所述入口置于打开位置。

69、如权利要求68所述的阀门，其中所述阀门层、所述第一基片层和所述第二基片层由弹性聚合物材料形成。

70、如权利要求68所述的阀门，其中所述阀门层的所述出口部分延伸超过所述通道焊接部，使所述出口部分的至少一部分与所述第二基片层未结合。

71、如权利要求68所述的阀门，其中所述通道焊接部在所述出口部分处连接，并在所述阀门层中形成出口孔。

72、一种阀门，包括：

一阀门层，具有入口端和相对的出口端，所述阀门层在所述出口端处限定了出口孔；

第一基片层和一第二基片层，所述阀门层位于所述基片层之间；

形成于所述第一基片层与所述阀门层之间的基片焊接部，所述基片焊接部结合所述阀门层与所述第一基片层；

一对分隔的通道焊接部，位于所述阀门层与所述第二基片层之间，所述通道焊接部结合所述阀门层和所述第二基片层，所述通道焊接部在所述出口端处连接；

位于所述阀门层和所述第二基片层之间以及所述通道焊接部之间的通道，所述通道具有入口和出口，所述入口相邻于所述入口端设置，所述出口孔形成所述出口；以及

一对焊珠，位于所述入口内并相邻于所述通道焊接部，所述焊珠将所述入口置于打开位置。

73、如权利要求72所述的阀门，其中所述阀门层、所述第一基片层，和所述第二基片层由弹性聚合物材料形成。

74、如权利要求72所述的阀门，其中所述阀门层的所述出口端延伸超过所述通道焊接部，使所述出口端的至少一部分未与所述第二基片层结合。

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