DE102019004450A1

DE102019004450A1 - Mikropumpensystem und Verfahren zur Führung eines kompressiblen Fluids

Info

Publication number: DE102019004450A1
Application number: DE102019004450.9A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Hansmann
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-12-31
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: CN112145398B; DE102019004450B4; US11739745B2; CN112145398A; US20200408202A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikropumpensystem (100) zur Führung eines kompressiblen Fluids (102) mit einer Mehrzahl von Mikropumpen (110), eine Anzahl von starren Strömungskanalelementen (120), einer Steuereinheit (130) und einer oder zwei Leiterplatten (140). Die Mikropumpen weisen jeweils eine Ansaugöffnung (112) und eine Ausgangsöffnung (114) für das Fluid auf. Die starren Strömungskanalelemente sind über einen jeweiligen elastisch abgedichteten Anschluss (122) mit einer jeweiligen Mikropumpe verbunden und bilden zusammen mit der Mehrzahl von Mikropumpen einen Strömungspfad (104) für das Fluid. Die eine oder die zwei Leiterplatten sind angeordnet und ausgebildet, die Steuereinheit mit der Mehrzahl von Mikropumpen elektrisch zu verbinden, wobei jede Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpen über ein jeweiliges Befestigungsmittel starr an der einen oder den zwei Leiterplatten befestigt ist, und wobei ein durch die Mehrzahl von Mikropumpen kaskadierter Druckaufbau des im Einsatz die Mehrzahl von Mikropumpen durchströmenden Fluids an einem Systemausgang (106) des Mikropumpensystems bereitgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikropumpensystem zur Führung eines kompressiblen Fluids und ein Verfahren zur Führung eines kompressiblen Fluids.
Die Verwendung von Mikropumpen zur Führung von Flüssigkeiten oder kompressiblen Fluiden, wie beispielsweise Gasen, ist in verschiedenen technischen Bereichen bekannt. So werden Mikropumpen beispielsweise zur Kühlung elektronischer Bauteile verwendet.
US 8,678,787 B2 beschreibt eine Mikropumpe, die eine über ein piezoelektrisches Element betriebene Schwungeinheit aufweist. Hierbei führt eine wiederholte Veränderung der Ausdehnung des piezoelektrischen Elements dazu, dass eine Membran der Schwungeinheit sich in einer vorbestimmten Frequenz bewegt und sich durch die beschriebene Architektur der Mikropumpe eine Flussrichtung eines zu führenden Gases einstellt. Typischerweise werden derartige Mikropumpen im hochfrequenten Bereich betrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Mikropumpensystem, insbesondere ein Mikropumpensystem, welches besonders einfach bereitgestellt werden kann und besonders sicher ist, zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Mikropumpensystem zur Führung eines kompressiblen Fluids vorgeschlagen, mit einer Mehrzahl von Mikropumpen, eine Anzahl von starren Strömungskanalelementen, einer Steuereinheit und einer oder zwei Leiterplatten.
Die Mikropumpen aus der Mehrzahl von Mikropumpen weisen jeweils eine Ansaugöffnung und eine Ausgangsöffnung für das Fluid auf und sind jeweils ausgebildet, während eines Einsatzes des Mikropumpensystem das sie durchströmende Fluid durch eine elektrisch gesteuerte Schwungeinheit der jeweiligen Mikropumpe durch die Ansaugöffnung anzusaugen und durch die Ausgangsöffnung auszugeben.
Die Strömungskanalelemente aus der Anzahl von starren Strömungskanalelementen sind über einen jeweiligen elastisch abgedichteten Anschluss mit der Ansaugöffnung oder Ausgangsöffnung einer jeweiligen Mikropumpe verbunden und bilden zusammen mit der Mehrzahl von Mikropumpen einen Strömungspfad für das Fluid.
Die Steuereinheit ist ausgebildet, einen Betrieb der Mehrzahl von Mikropumpen zu steuern.
Die eine oder die zwei Leiterplatten sind angeordnet und ausgebildet, die Steuereinheit mit der Mehrzahl von Mikropumpen elektrisch zu verbinden, wobei jede Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpen über ein jeweiliges Befestigungsmittel starr an der einen oder den zwei Leiterplatten befestigt ist, und wobei ein durch die Mehrzahl von Mikropumpen kaskadierter Druckaufbau des im Einsatz die Mehrzahl von Mikropumpen durchströmenden Fluids an einem Systemausgang des Mikropumpensystems bereitgestellt wird.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass eine besonders einfache Montage einer Mehrzahl von Mikropumpen durch eine entsprechend bereitgestellte Montageebene auf der einen oder den zwei Leiterplatten möglich ist. Weiterhin wurde erkannt, dass die starre Befestigung der Mikropumpe über das jeweilige Befestigungsmittel und die starre Verbindung der Mikropumpe untereinander über die starren Strömungskanalelemente dazu beitragen können, dass Toträume innerhalb des Mikropumpensystems vermieden werden.
Durch die erfindungsgemäße Vermeidung von Toträumen kann eine Ansprechzeit zu Beginn des Betriebs des Mikropumpensystems verringert und die Effizienz des Mikropumpensystems verbessert werden. So wird durch das erfindungsgemäße Mikropumpensystem vermieden, dass Pumpleistung für die Verformung von elastischen Verbindungselementen genutzt wird, anstatt sie für die gewünschte Führung des kompressiblen Fluids zu nutzen.
Die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene kompakte Bauweise des Mikropumpensystems trägt zusätzlich zur Vermeidung von Toträumen bei. Weiterhin ermöglicht die vorgeschlagene kompakte Bauweise die Verwendung einer geringen Anzahl und einer geringen Größe von starren Strömungskanalelementen. Schließlich erlaubt die vorgeschlagene Struktur aus Leiterplatte oder Leiterplatten mit den starr verbundenen Mikropumpen eine besonders geringe Größe des Mikropumpensystems.
Weiterhin erlaubt die Verwendung einzelner starrer Strömungskanalelemente, die erfindungsgemäß hohl ausgebildet sind um dadurch den Strömungspfad zu bilden, den einfachen Austausch eines einzelnen Strömungskanalelements für die Reinigung oder Reparatur dieses Strömungskanalelements. Typischerweise ist ein jeweiliges Strömungskanalelement gestreckt ausgebildet und weist einen von einer jeweiligen starren Wandung umgebenen Hohlraum auf, dessen Öffnungen durch mindestens zwei Anschlussbereiche für den elastisch abgedichteten Anschluss mit einer jeweiligen Öffnung einer Mikropumpe ausgebildet sind.
Die vorgeschlagenen starren Befestigungen und die starren Verbindungen der Mikropumpe untereinander führen weiterhin zu einer geringen Vibration einer jeweiligen Mikropumpe innerhalb des Mikropumpensystems. Hierdurch ist das vorgeschlagen Mikropumpensystem auch für hochfrequent betriebene Mikropumpe besonders sicher und leise.
Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Mikropumpensystem ist der bereitgestellte kaskadierte Druckaufbau, durch den ein besonders hoher Gesamtpumpendruck des Mikropumpensystems bereitgestellt werden kann. Dadurch ist das Mikropumpensystem für besonders viele Anwendungen geeignet, für die nun anstelle einer einzelnen Pumpe mit hohem Pumpendruck eine Mehrzahl an Mikropumpe mit geringen Pumpendruck genutzt werden kann.
Eine bevorzugte Anwendung des vorgeschlagenen Mikropumpensystems liegt im medizinischen Bereich. So kann durch das bereitgestellte kompakte Mikropumpensystem auf besonders effizient Weise ein Patientengas zu einem damit zu versorgenden Patienten geführt werden.
Der vorgeschlagene strukturierte Aufbau des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems ermöglicht vorteilhaft eine automatisierte Herstellung, wodurch geringe Herstellungskosten ermöglicht werden. Insbesondere ermöglicht dieser strukturierte Aufbau, dass Mikropumpensysteme für verschiedene Anwendungen mit verschiedenen zusätzlichen Systemelementen jeweils mit der gleichen Struktur montiert werden können. So ist vorteilhaft, abhängig von den zusätzlichen Systemelementen, auch eine Verwendung der gleichen Leiterplatte oder der gleichen Leiterplatten für verschiedene Mikropumpensysteme und insbesondere für verschiedene Anwendungen möglich.
Der Strömungspfad für das Fluid führt durch mindestens eine durchströmte Mikropumpe und durch mindestens ein starres Strömungskanalelement, das mit dieser Mikropumpe über den elastisch abgedichteten Anschluss verbunden ist.
Erfindungsgemäß kann die Anzahl von starren Strömungskanalelementen aus einem einzigen Strömungskanalelement bestehen.
Die Mehrzahl von Mikropumpen umfasst mindestens zwei Mikropumpen, vorzugsweise mindestens vier Mikropumpen.
Die Steuereinheit kann fest an der einen oder den zwei Leiterplatten angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsform ist die Steuereinheit beabstandet von der Leiterplatte ausgebildet.
Der kaskadierte Druckaufbau wird erfindungsgemäß dadurch bereitgestellt, dass mindestens zwei Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpe das am Systemausgang bereitgestellte Fluid, insbesondere das bereitgestellte Gas, ausgegeben haben. Diese Ausgabe kann beispielsweise durch eine serielle oder parallele Verschaltung der mindestens zwei Mikropumpe innerhalb des Mikropumpensystems erfolgt sein, wie dies im Rahmen der Figurenbeschreibung detailliert beschrieben wird.
Der grundsätzliche Aufbau von Mikropumpe, wie sie im Rahmen des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems verwendet werden können, ist dem Fachmann bekannt und wird daher im Folgenden nicht detailliert beschrieben. Eine grobe Struktur eines solchen Aufbaus ist im Rahmen von 6 erläutert.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems beschrieben.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verbindet mindestens ein starres Strömungskanalelement die jeweilige Ausgangsöffnung einer relativ zur Strömungsrichtung des durchströmenden Fluids vorgelagerten Mikropumpe mit der jeweiligen Ansaugöffnung einer relativ zu dieser Strömungsrichtung nachgelagerten Mikropumpe miteinander starr. Eine solche starre Verbindung führt vorteilhaft zu einer seriellen Verschaltung von zwei Mikropumpen. Durch die serielle Verschaltung von zwei Mikropumpen kann ein doppelter Pumpendruck im Vergleich zu einer einzelnen Mikropumpe bereitgestellt werden. In dieser Ausführungsform wird mithin vorteilhaft die kompakte Verbindung mehrerer Mikropumpen innerhalb des Mikropumpensystems genutzt, um einen erhöhten Pumpendruck am Systemausgang bereitzustellen.
In einer Variante der vorhergehenden Ausführungsform sind alle Mikropumpen aus der Mehrzahl von Mikropumpen miteinander durch die starren Strömungskanalelemente verbunden durch die entsprechende Verbindung einer Ausgangsöffnung einer jeweiligen vorgelagerten Mikropumpe mit einer Ansaugöffnung einer jeweiligen nachgelagerten Mikropumpe. In dieser Variante besteht das erfindungsgemäße Mikropumpensystem aus einer einzigen seriellen Verschaltung der bereitgestellten Mikropumpen aus der Mehrzahl von Mikropumpen. Hierdurch wird besonders effizient die Mehrzahl von Mikropumpen genutzt, um einen hohen Gesamtpumpendruck bereitzustellen. Hierbei führt eine Anzahl von N Mikropumpen zu einem N-fachen Pumpendruck im Vergleich zu einer einzelnen Mikropumpe.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Anzahl von Strömungskanalelementen derart ausgebildet und angeordnet, dass sie eine Zuführleitung, die mit allen Ansaugöffnungen der Mehrzahl von Mikropumpen starr verbunden ist, und eine Abführleitung bilden, die mit allen Ausgangsöffnungen der Mehrzahl von Mikropumpen starr verbunden ist. In dieser Ausführungsform sind sämtliche Mikropumpen zueinander parallel verschaltet. Hierdurch wird am Systemausgang des Mikropumpensystems der einfache Pumpendruck einer einzelnen Mikropumpe bereitgestellt, jedoch ein entsprechend der Mehrzahl von Mikropumpen erhöhter Fluss. Hierbei führt eine Anzahl von N parallel verschalteten Mikropumpen zu einem N-fachen Fluss des das Mikropumpensystem durchströmenden Fluids im Vergleich zu einer einzelnen Mikropumpe. Hierdurch können folglich besonders große Mengen des kompressiblen Fluids über das Mikropumpensystem bewegt werden.
In einer weiteren Ausführungsform besteht das Mikropumpensystem sowohl aus zueinander seriell verschalteten Mikropumpen, als auch aus zueinander parallel verschalteten Mikropumpen aus der Mehrzahl von Mikropumpen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um einen im Vergleich zu einer einzelnen Mikropumpe erhöhten Fluss des Fluids und zugleich einen im Vergleich zu einer einzelnen Mikropumpe erhöhten Gesamtpumpendruck bereitzustellen.
Bei dem kompressiblen Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Gas.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der jeweilige elastisch abgedichtete Anschluss über einen O-Ring elastisch abgedichtet. Hierdurch kann die Abdichtung des abgedichteten Anschlusses besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Weiterhin führt die Verwendung eines O-Ringes zu einer gleichmäßigen thermischen Ausdehnung im Falle eines Aufheizens des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems. Hierdurch wird eine einseitige Belastung der Abdichtung vermieden und auch bei erhöhten Temperaturen ein zuverlässiger Betrieb des Mikropumpensystems ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungsmittel zur starren Befestigung einer jeweiligen Mikropumpe an eine Leiterplatte durch einen Lötpad oder einen Lötstift oder eine starre Steckverbindung gebildet. In dieser Ausführungsform kann das Befestigungsmittel besonders kostengünstig hergestellt werden. Weiterhin erlaubt die Verwendung von Lötpad und/oder Lötstift eine besonders einfache und zuverlässige Befestigung einer jeweiligen Mikropumpe an einer Leiterplatte. Weiterhin kann eine derartige Befestigung besonders einfach im Rahmen eines automatisierten Verfahrens bereitgestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Systemausgang des Mikropumpensystems ein Rückschlagventil zur Sicherstellung eines durch das Mikropumpensystem bereitgestellten Mindestdrucks angeordnet. In einer vorteilhaften Variante ist das Rückschlagventil ebenfalls an einer Leiterplatte des Mikropumpensystems starr befestigt. Vorteilhaft führt ein starres Strömungskanalelement aus der Anzahl von starren Strömungskanalelementen das Fluid von mindestens einer Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpen zu dem Rückschlagventil. Die Sicherstellung des Mindestdruckes erlaubt ein schnelles Erkennen eines Fehlers innerhalb des Mikropumpensystems, wie beispielsweise eines Ausfalls einer Mikropumpe.
In einer zu der vorherigen Ausführungsform ergänzenden oder alternativen Ausführungsform ist an dem Systemausgang des Mikropumpensystems ein Drucksensor zur Sicherstellung eines durch das Mikropumpensystem bereitgestellten Mindestdrucks angeordnet. In einer vorteilhaften Variante ist der Drucksensor ebenfalls an einer Leiterplatte des Mikropumpensystems starr befestigt. Vorteilhaft führt ein starres Strömungskanalelement aus der Anzahl von starren Strömungskanalelementen das Fluid von mindestens einer Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpen zu dem Drucksensor.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Mikropumpensystem eine Leiterplatte auf, die eine ebene Leiterplatte ist und auf der die Mehrzahl von Mikropumpen mit dem jeweiligen starren Befestigungsmittel derart befestigt sind, dass alle Mikropumpen in einer gemeinsamen Befestigungsebene auf der Leiterplatte angeordnet sind, und wobei die Befestigungsebene parallel zu der durch die Leiterplatte gebildeten Ebene ist. Eine derartige Unterteilung von Befestigungsebene und Leiterplatte führt zu einer besonders strukturierten Anordnung des Mikropumpensystems und reduziert dadurch Fehlerquellen bei Montage und Betrieb dieses Mikropumpensystems. Weiterhin erlaubt diese Struktur eine besonders einfache automatisierte Fertigung des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl von Strömungskanalelementen derart mit den Mikropumpen verbunden, dass sie eine gemeinsame Verbindungsebene bilden. Hierdurch wird eine besonders einfache Struktur des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems sichergestellt. Durch eine sichergestellte Zugänglichkeit zur Verbindungsebene kann die Montage der Strömungskanalelemente besonders einfach sein. Weiterhin werden durch diese strukturierte Anordnung Fehlerquellen bei Montage und Betrieb dieses Mikropumpensystems reduziert. Weiterhin erlaubt diese Struktur eine besonders einfache automatisierte Fertigung des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems.
In einer besonders vorteilhaften Variante der beiden vorhergehenden Ausführungsformen ist die Verbindungsebene weiterhin parallel zu der durch die Leiterplatte gebildeten Ebene. Dies führt zu einer zusätzlichen Vereinfachung der Struktur des Mikropumpensystems. Eine derartige Bauweise mit mehreren zueinander parallel angeordneten Elementen kann weiterhin dazu beitragen, dass das Mikropumpensystem besonders kompakt ausgestaltet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die jeweilige elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte und Mikropumpe gebildet durch eine Lötstelle, ein elektrisches Kabel und/oder eine Steckverbindung. Diese elektrischen Verbindungen können besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Weiterhin erlauben diese elektrischen Verbindungen die Herstellung des Mikropumpensystems durch ein einfaches automatisierbares Verfahren.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Mikropumpensystem zwei Leiterplatten die zueinander parallel ausgerichtet sind. Dabei sind die Mikropumpen aus der Mehrzahl von Mikropumpen jeweils an einer der beiden sich gegenüberliegenden Seiten zwischen den beiden Leiterplatten befestigt. Die parallele Ausrichtung der beiden Leiterplatten erlaubt vorteilhaft eine besonders kompakte Bauweise des Mikropumpensystems. Die Befestigung der Mikropumpe an den sich gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatten ermöglicht vorteilhaft die Verbindung von Mikropumpen unterschiedlicher Leiterplatten durch ein kurzes Strömungskanalelement.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Mikropumpensystem zusätzlich mindestens ein weiteres Systemelement, wie beispielsweise einen Filter, einen Strömungswiderstand oder eine Kaverne auf.
Vorzugsweise ermöglicht eine kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Mikropumpensystems die Verwendung kurzer starrer Strömungskanalelemente, durch die weiterhin Toträume vermieden werden und die eine Elastizität oder Dehnbarkeit des gesamten Systems oder von Teilen des Systems verringern.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird das erfindungsgemäße Mikropumpensystem verwendet innerhalb eines medizinischen Systems, insbesondere innerhalb eines medizinischen Beatmungssystems.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zur Führung eines kompressiblen Fluids vorgeschlagen. Erfindungsgemäß weist dieses Verfahren die folgenden Schritte auf:

- Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikropumpen, die jeweils eine Ansaugöffnung und eine Ausgangsöffnung für das Fluid aufweisen und die jeweils ausgebildet sind, während eines Einsatzes eines entsprechend gebildeten Mikropumpensystems das sie durchströmende Fluid durch eine elektrisch gesteuerte Schwungeinheit der jeweiligen Mikropumpe durch die Ansaugöffnung anzusaugen und durch die Ausgangsöffnung auszugeben,
- Bilden eines Strömungspfades für das Fluid durch ein Verbinden einer Anzahl von starren Strömungskanalelementen mit einer jeweiligen Mikropumpe über einen jeweiligen elastisch abgedichteten Anschluss,
- elektrisches Verbinden von einer oder zwei Leiterplatten mit der Mehrzahl von Mikropumpen und starres Befestigen jeder Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpen über ein jeweiliges Befestigungsmittel an der einen oder den zwei Leiterplatten,

Die Führung des Fluids gemäß diesem Verfahren erlaubt vorteilhaft das Vermeiden von Toträumen innerhalb des Strömungspfades.
Weiterhin führen die starren Strömungskanalelemente und die starre Befestigung zwischen Mikropumpe und Leiterplatte zu einer geringen Dehnbarkeit und einer geringen Anfälligkeit der bereitgestellten Führung für Vibrationen, wie sie während des Betriebs einer Mikropumpe üblicherweise vorliegen.
Schließlich erlaubt der kaskadierte Druckaufbau einen hohen Gesamtpumpendruck in dem erfindungsgemäß bereitgestellten Strömungspfad. Dies erlaubt eine große Bandbreite an möglichen Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, da ein derart bereitgestellter Strömungspfad hinsichtlich des transportierten Fluidvolumens und des bereitgestellten Gesamtpumpendrucks sehr unterschiedlich dimensioniert werden kann.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren angewendet innerhalb eines medizinischen Systems, insbesondere innerhalb eines medizinischen Beatmungssystems.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch dargestellten, vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von diesen zeigen im Einzelnen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems, bei dem einzelne Mikropumpen seriell verschaltet sind;
2, 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems, bei dem einzelne Mikropumpen parallel verschaltet sind, in einer Seitenansicht (2) und in einer Draufsicht (3);
4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems, bei dem einzelne seriell verschaltete Mikropumpen parallel zueinander verschaltet sind;
5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems, bei dem Mikropumpen auf zwei Leiterplatten angeordnet sind;
6 eine schematische Darstellung einer Mikropumpe zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Mikropumpensystem;
7 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems, bei dem im Bereich eines Systemausgangs ein Rückschlagventil angeordnet ist;
8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems 100, bei dem einzelne Mikropumpen 110 seriell verschaltet sind.
Das dargestellte Mikropumpensystem 100 zur Führung eines kompressiblen Fluids 102, insbesondere eines Gases, weist eine Mehrzahl von Mikropumpen 110, eine Anzahl von starren Strömungskanalelementen 120, eine Steuereinheit 130 und eine Leiterplatte 140 auf.
Die Mikropumpen 110 aus der Mehrzahl von Mikropumpen 110 weisen jeweils eine Ansaugöffnung 112 und eine Ausgangsöffnung 114 für das Fluid 102 auf und sind jeweils ausgebildet, während eines Einsatzes des Mikropumpensystems 100 das sie durchströmende Fluid 102 durch eine elektrisch gesteuerte Schwungeinheit (in 6 beschrieben) der jeweiligen Mikropumpe 110 durch die Ansaugöffnung 112 anzusaugen und durch die Ausgangsöffnung 114 auszugeben. Dabei sorgt die Architektur der jeweiligen Mikropumpe 110 dafür, dass eine Strömungsrichtung mit einem entsprechenden Strömungspfad 104 vorgegeben ist. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sorgt ein Rückschlagventil innerhalb der jeweiligen Mikropumpe dafür, dass die Strömungsrichtung des die Mikropumpe durchströmenden Fluids vorgegeben ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Mehrzahl von Mikropumpen 110 genau vier Mikropumpen 110, die sämtlich baugleich ausgebildet sind.
Die Anzahl von starren Strömungskanalelementen 120 verfügt über jeweils zwei Anschlüsse 122, die derart ausgebildet sind, dass sie elastisch abgedichtet mit einer jeweiligen Mikropumpe 110 verbunden sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Bereitstellung eines jeweiligen elastisch abgedichteten Anschlusses 122 über einen jeweiligen O-Ring. In einem nicht dargestellten Beispiel ist ein Material zur Abdichtung auf den Rand eines jeweiligen Anschlusses aufgetragen. Zusammen mit der Mehrzahl von Mikropumpen 110 bilden die starren Strömungskanalelemente 120 den Strömungspfad 104 für das Fluid 102. Die Anzahl von Strömungskanalelementen 120 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem einzigen Strömungskanalelement gebildet, das auf sämtliche Pumpen aufgesteckt wird, und über ein jeweiliges Blockierelement 124 im Bereich einer jeweiligen Mikropumpe 110 derart verfügt, dass das Fluid durch die entsprechende Mikropumpe 110 geführt wird. Weiterhin sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei der vier Mikropumpen 110 äquidistant zueinander ausgerichtet und lediglich eine Mikropumpe 110 im Bereich eines Systemausgangs 106 des Mikropumpensystems 100 ist beabstandet zu den weiteren Mikropumpen 110 ausgebildet.
Die Steuereinheit 130 ist auf der zu den Mikropumpe 110 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 140 angeordnet und ist ausgebildet, einen Betrieb der Mehrzahl von Mikropumpen 110 zu steuern.
Die Leiterplatte 140 ist angeordnet und ausgebildet, die Steuereinheit 130 mit der Mehrzahl von Mikropumpen 110 elektrisch zu verbinden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische Verbindung durch eine jeweilige Lötstelle 142, insbesondere einen Lötstift und/oder einen Lötpad, über die jede der Mikropumpen 110 jeweils starr an der Leiterplatte 140 befestigt ist. Bei der Leiterplatte 140 handelt es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine bedruckte Leiterplatte.
Die dargestellte Struktur der Mikropumpen 110 auf der Leiterplatte 140 mit dem entsprechend bereitgestellten Strömungspfad 104 führt zu einem kaskadierten Druckaufbau des im Einsatz die Mehrzahl von Mikropumpen 110 durchströmenden Fluids 102 an dem Systemausgang 106 des Mikropumpensystems 100. Angesichts des Strömungspfades 104 sind die vier Mikropumpen 110 seriell zueinander geschaltet, so dass am Systemausgang 106 ein Gesamtpumpendruck bereitgestellt ist, der dem vierfachen Pumpendruck einer einzelnen Mikropumpe 110 entspricht.
Der Systemausgang 106 ist relativ zu einem Systemeingang 108 auf einer gegenüberliegenden Seite des Mikropumpensystems 100 auf der Leiterplatte 140 angeordnet.
Das dargestellte Mikropumpensystem 100 ist für Anwendungen geeignet, bei denen ein höherer Pumpendruck erforderlich ist, als er durch eine einzelne Mikropumpe bereitgestellt werden könnte. Insbesondere ist das dargestellte Mikropumpensystem 100 für eine medizinische Anwendung, vorzugsweise eine medizinische Anwendung innerhalb eines Beatmungsgerätes vorgesehen.
2 und 3 zeigen eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems 200, bei dem einzelne Mikropumpen 110 parallel verschaltet sind, in einer Seitenansicht (2) und in einer Draufsicht (3).
Im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Mikropumpensystem 100 sind sowohl die Ansaugöffnungen 212 der dargestellten vier baugleichen Mikropumpen 210 leicht versetzt angeordnet, als auch das starre Strömungskanalelement 220 verschieden zu dem Strömungskanalelement 120 ausgebildet.
Das Strömungskanalelement 220 weist eine Zuführleitung 226 auf, die mit allen Ansaugöffnungen 212 der Mikropumpen 210 starr verbunden ist. Weiterhin weist das Strömungskanalelement 220 eine Abführleitung 228 auf, die mit allen Ausgangsöffnungen 214 der Mehrzahl von Mikropumpen 210 verbunden ist. Die Zuführleitung 226 und die Abführleitung 228 sind Teile eines einzigen gemeinsamen Strömungskanalelements 220.
Durch die dargestellte Anordnung ist der Systemausgang 206 im Bereich eines Systemeingangs 208 ausgebildet.
Der Strömungspfad 204 ist durch die dargestellte Anordnung in zueinander parallele Pfade aufgegliedert. Zwischen dem Systemeingang 208 und dem Systemausgang 206 wird das den Strömungspfad 204 durchströmende Fluid durch eine einzige Mikropumpe geführt. Im Ergebnis führt die dargestellte Anordnung daher zu einem vierfachen Gesamtfluss des durchströmenden Fluid am Systemausgang 206 im Vergleich zu einer einzelnen Mikropumpe, bei einem Gesamtpumpendruck, der demjenigen Pumpendruck einer einzelnen Mikropumpe entspricht.
Wie bereits in dem Mikropumpensystem 100, sind auch in dem Mikropumpensystem 200 die Strömungskanalelemente derart gebildet, dass eine gemeinsame Verbindungsebene durch diese vorgegeben ist. Diese Verbindungsebene ist parallel zu der Leiterplatte 140.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems 400, bei dem einzelne seriell verschaltete Mikropumpen 110 parallel zueinander verschaltet sind.
Wie bereits in den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen wird die Anzahl von starren Strömungskanalelementen durch ein einziges Strömungskanalelement 420 gebildet.
Das Mikropumpensystem 400 weist zwei Systemeingänge 408, 408' auf, für zwei parallel zueinander verlaufende Strömungspfade 404, 404', die jeweils aus zwei seriell zueinander verschalteten Mikropumpen 110 gebildet sind. Die beiden Strömungspfade 404, 404' enden an dem gemeinsamen Systemausgang 406.
Hierdurch liegt an dem Systemausgang 406 ein Gesamtpumpendruck an, der doppelt so groß ist wie der Pumpendruck einer einzelnen Mikropumpe 110. Gleichzeitig ist der Gesamtfluss des dargestellten Mikropumpensystems 400 durch die parallele Führung über die beiden Strömungspfade 404, 404' doppelt so groß wie der durch eine einzelne Mikropumpe 110 bereitgestellte Fluss des Fluids 102.
Die Steuereinheit 130 ist beabstandet von der Leiterplatte 140 angeordnet und mit dieser über ein Kabel 432 verbunden. Über das Kabel 432 und die Leiterplatte 140 steuert die Steuereinheit 130 die Mikropumpen 110 an.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems 500, bei dem Mikropumpen 110 auf zwei Leiterplatten 140, 140' angeordnet sind.
Die beiden ebenen Leiterplatten 140, 140' sind parallel zueinander ausgerichtet. Die Mikropumpen 110, die auf der zweiten Leiterplatte 140' angeordnet sind, liegen denjenigen Mikropumpen 110, die auf der ersten Leiterplatte 140 angeordnet sind gegenüber, so dass eine Verbindung über ein starres Strömungskanalelement 520 bereitgestellt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Leiterplatten Kabel-basiert mit der Steuereinheit 130 verbunden.
Das Mikropumpensystem 500 umfasst drei Mikropumpen 110, von denen zwei auf der ersten Leiterplatte 140 und eine auf der zweiten Leiterplatte 140' angeordnet sind. Diese drei Mikropumpe 110 sind zueinander seriell verschaltet, so dass an dem Systemausgang 506 als Gesamtpumpendruck der dreifache Pumpendruck einer einzelnen Mikropumpe bereitgestellt wird.
Die beiden Leiterplatten werden vorzugsweise über mindestens ein Abstandshalterelement (nicht dargestellt) in einer vorbestimmten Position relativ zueinander gehalten.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Mikropumpe 110 zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Mikropumpensystem.
Die Mikropumpe 110 weist ein äußeres Gehäuse 111 auf, das eine einzige Ansaugöffnung 112 und eine einzige Ausgangsöffnung 114 bildet. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Mikropumpe eine Mehrzahl an Ansaugöffnungen auf.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Öffnungen 112, 114 an einer Oberseite des Gehäuses angeordnet. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine oder sind beide Öffnungen auf einer von der Oberseite verschiedenen Seite des Gehäuses angeordnet. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Strömungsführung, die das angesaugte Fluid 102 in einen zentralen Bereich der Mikropumpe 110 führt. Ein piezoelektrisches Element 116 ist in einer Membran 118 angeordnet, um eine elektrische Ansteuerung einer Schwingung der Membran 118 über eine Biegung des piezoelektrischen Elements 116 zu ermöglichen. Die Membran 118 und das piezoelektrische Element 116 bilden die Schwungeinheit 115. Die Schwungeinheit 115 ist an einer entsprechenden Aufhängung 119 angeordnet. Die elektrische Ansteuerung der Schwungeinheit 115 wird durch eine elektrische Verbindung (nicht dargestellt) des piezoelektrischen Elements 116 mit der Leiterplatte realisiert.
Durch die dargestellte Architektur, wird das durchströmende Fluid 102 durch die Ausgangsöffnung gepresst. Hierbei führt insbesondere eine Führungsöffnung 113 einer durch die Membran 118 begrenzten Kammer 117 zu einer gerichteten Führung des Fluids 102 von der Ansaugöffnung 112 zu der Ausgangsöffnung 114 aufgrund der Bewegung der Membran 118.
Weitere mögliche Architekturen von Mikropumpen sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Mikropumpensystem nicht auf eine konkrete Ausgestaltung der Mikropumpe und/oder der Schwungeinheit beschränkt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Richtung des Strömungspfads durch ein Rückschlagventil innerhalb des Mikropumpensystems und/oder der Mikropumpe vorgegeben.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikropumpensystems 700, bei dem im Bereich des Systemausgangs 706 ein Rückschlagventil 760 angeordnet ist.
Das Rückschlagventil 750 stellt sicher, dass durch das Mikropumpensystem 700 ein Mindestdruck als Gesamtpumpendruck bereitgestellt wird. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein solcher Mindestdruck durch einen Drucksensor innerhalb des Mikropumpensystems, insbesondere im Bereich des Systemausgangs sichergestellt.
Anders als in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind die beiden Mikropumpen 110 in dem dargestellten Mikropumpensystem 700 über eine Steckverbindung 760 an der Leiterplatte 140 befestigt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mikropumpe durch ein Lötpad an der Leiterplatte befestigt.
Weiterhin besteht die Anzahl von Strömungskanalelementen 720 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei verschiedenen Strömungskanalelementen 720, die jeweils eine starre Verbindung mit den daran angeschlossenen Mikropumpen ermöglichen.
Die jeweilige elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte 140 und Mikropumpe 110 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein separates elektrisches Versorgungskabel 770 realisiert. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische Verbindung über eine Steckverbindung zwischen Mikropumpe und Leiterplatte.
Die Steuereinheit 130 kann an verschiedenen Positionen auf der Leiterplatte oder beabstandet von der Leiterplatte ausgebildet sein.
In sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen ist jede der Mikropumpen 110 aus der Mehrzahl von Mikropumpen mit dem jeweiligen starren Befestigungsmittel derart an der ebenen Leiterplatte 140 befestigt, dass alle Mikropumpen in einer gemeinsamen Befestigungsebene auf der Leiterplatte angeordnet sind. Lediglich bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Leiterplatten, liegen zwei derartige Befestigungsebenen vor. Die Befestigungsebene ist dabei vorzugsweise parallel zu der durch die Leiterplatte 140 gebildeten Ebene.
Die Ausführungsbeispiele mit einer einzigen Leiterplatte stellen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele dar, da durch eine einzige Leiterplatte eine besonders einfache und kompakte Struktur des Mikropumpensystems möglich ist.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mikropumpen innerhalb des Mikropumpensystems in mindestens zwei verschiedenen Befestigungsebenen angeordnet, die vorzugsweise beide parallel zu einer gemeinsamen Leiterplatte zur Steuerung dieser Mikropumpen angeordnet sind.
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 800 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren 800 zur Führung eines kompressiblen Fluids, weist dabei die im Folgenden beschriebenen Schritte auf.
Ein erster Schritt 810 umfasst ein Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikropumpen, die jeweils eine Ansaugöffnung und eine Ausgangsöffnung für das Fluid aufweisen und die jeweils ausgebildet sind, während eines Einsatzes eines entsprechend gebildeten Mikropumpensystems das sie durchströmende Fluid durch eine elektrisch gesteuerte Schwungeinheit der jeweiligen Mikropumpe durch die Ansaugöffnung anzusaugen und durch die Ausgangsöffnung auszugeben.
Ein weiterer Schritt 820 umfasst ein Bilden eines Strömungspfades für das Fluid durch ein Verbinden einer Anzahl von starren Strömungskanalelementen mit einer jeweiligen Mikropumpe über einen jeweiligen elastisch abgedichteten Anschluss.
Ein darauffolgender Schritt 830 umfasst ein elektrisches Verbinden von einer oder zwei Leiterplatten mit der Mehrzahl von Mikropumpen und ein starres Befestigen jeder Mikropumpe aus der Mehrzahl von Mikropumpen über ein jeweiliges Befestigungsmittel an der einen oder den zwei Leiterplatten. Dabei wird ein durch die Mehrzahl von Mikropumpen kaskadierter Druckaufbau des im Einsatz die Mehrzahl von Mikropumpen durchströmenden Fluids an einem Systemausgang des Mikropumpensystems bereitgestellt.
Die drei Schritte 810, 820, 830 dieses Verfahrens werden sämtlich bei der Herstellung des Mikropumpensystems einmalig ausgeführt. Der Betrieb des Mikropumpensystems schließt den Betrieb der jeweiligen Mikropumpe ein, deren abwechselndes Ansaugen und Ausgeben bereits bekannt ist.
Der durch das Verfahren 800 ermöglichte kaskadierte Druckaufbau durch die Mehrzahl von Mikropumpen erlaubt sowohl eine Einstellung eines ausgegebenen Gesamtpumpendrucks über eine Anzahl an seriell verschalteten Mikropumpen, als auch eine Einstellung eines ausgegebenen Gesamtflusses des Fluids über eine Anzahl an parallel verschalteten Mikropumpen.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin ein Bilden einer gemeinsamen Befestigungsebene auf der Leiterplatte, in der sämtliche Mikropumpen über die starren Befestigungsmittel befestigt sind. Diese Befestigungsebene wird vorteilhaft parallel zu der ebenen Leiterplatte angeordnet.
Bezugszeichenliste

100, 200, 400, 500, 700: Mikropumpensystem
102: Fluid
104: Strömungspfad
106, 206, 406, 506, 706: Systemausgang
108, 208, 408, 408': Systemeingang
110: Mikropumpe
111: Gehäuse
112,212: Ansaugöffnung
113: Führungsöffnung
114,214: Ausgangsöffnung
115: Schwungeinheit
116: piezoelektrisches Element
117: Kammer
118: Membran
119: Aufhängung
120, 220, 420, 520, 720: Strömungskanalelement
122: Anschluss
124: Blockierelement
130: Steuereinheit
140, 140': Leiterplatte
142: Lötstelle
226: Zuführleitung
228: Abführleitung
432: Kabel
750: Rückschlagventil
760: Steckverbindung
770: Versorgungskabel
800: Verfahren
810, 820, 830: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8678787 B2 [0003]

Claims

Mikropumpensystem (100) zur Führung eines kompressiblen Fluids (102), mit - einer Mehrzahl von Mikropumpen (110), die jeweils eine Ansaugöffnung (112) und eine Ausgangsöffnung (114) für das Fluid (102) aufweisen und die jeweils ausgebildet sind, während eines Einsatzes des Mikropumpensystems (100) das sie durchströmende Fluid (102) durch eine elektrisch gesteuerte Schwungeinheit (115) der jeweiligen Mikropumpe (110) durch die Ansaugöffnung (112) anzusaugen und durch die Ausgangsöffnung (114) auszugeben, - einer Anzahl von starren Strömungskanalelementen (120), die über einen jeweiligen elastisch abgedichteten Anschluss (122) mit der Ansaugöffnung (112) oder Ausgangsöffnung (114) einer jeweiligen Mikropumpe (110) verbunden sind und zusammen mit der Mehrzahl von Mikropumpen (110) einen Strömungspfad (104) für das Fluid (102) bilden, - einer Steuereinheit (130), die ausgebildet ist, einen Betrieb der Mehrzahl von Mikropumpen (110) zu steuern; - einer oder zwei Leiterplatten (140), die angeordnet und ausgebildet sind, die Steuereinheit (130) mit der Mehrzahl von Mikropumpen (110) elektrisch zu verbinden, wobei jede Mikropumpe (110) aus der Mehrzahl von Mikropumpen (110) über ein jeweiliges Befestigungsmittel starr an der einen oder den zwei Leiterplatten (140) befestigt ist, und wobei ein durch die Mehrzahl von Mikropumpen (110) kaskadierter Druckaufbau des im Einsatz die Mehrzahl von Mikropumpen (110) durchströmenden Fluids (102) an einem Systemausgang (106) des Mikropumpensystems (100) bereitgestellt wird.
Mikropumpensystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei mindestens ein starres Strömungskanalelement (120) die jeweilige Ausgangsöffnung (114) einer relativ zur Strömungsrichtung des durchströmenden Fluids (102) vorgelagerten Mikropumpe (110) mit der jeweiligen Ansaugöffnung (112) einer relativ zu dieser Strömungsrichtung nachgelagerten Mikropumpe (110) miteinander starr verbindet.
Mikropumpensystem (100) gemäß Anspruch 2, wobei alle Mikropumpen (110) aus der Mehrzahl von Mikropumpen (110) miteinander durch die starren Strömungskanalelemente (120) verbunden sind durch die entsprechende Verbindung einer Ausgangsöffnung (114) einer jeweiligen vorgelagerten Mikropumpe (110) mit einer Ansaugöffnung (112) einer jeweiligen nachgelagerten Mikropumpe (110).
Mikropumpensystem (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Anzahl von Strömungskanalelementen (220) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie eine Zuführleitung (226), die mit allen Ansaugöffnungen (212) der Mehrzahl von Mikropumpen (110) starr verbunden ist, und eine Abführleitung (228) bilden, die mit allen Ausgangsöffnungen (214) der Mehrzahl von Mikropumpen (110) starr verbunden ist.
Mikropumpensystem (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige elastisch abgedichtete Anschluss über einen O-Ring elastisch abgedichtet ist.
Mikropumpensystem (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigungsmittel zur starren Befestigung einer jeweiligen Mikropumpe (110) an eine Leiterplatte (140) durch einen Lötpad, einen Lötstift oder eine Steckverbindung (760) gebildet ist.
Mikropumpensystem (700) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Systemausgang (706) des Mikropumpensystems (700) ein Rückschlagventil (750) zur Sicherstellung eines durch das Mikropumpensystem (700) bereitgestellten Mindestdrucks angeordnet ist.
Mikropumpensystem (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Leiterplatte (140) aufweist, die eine ebene Leiterplatte ist und auf der die Mehrzahl von Mikropumpen (110) mit dem jeweiligen starren Befestigungsmittel derart befestigt ist, dass alle Mikropumpen (110) in einer gemeinsamen Befestigungsebene auf der Leiterplatte (140) angeordnet sind, und wobei die Befestigungsebene parallel zu der durch die Leiterplatte (140) gebildeten Ebene ist.
Mikropumpensystem (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl von Strömungskanalelementen (120) derart mit den Mikropumpen (110) verbunden ist, dass sie eine gemeinsame Verbindungsebene bilden.
Mikropumpensystem (100) gemäß Anspruch 8 und 9, wobei die Verbindungsebene weiterhin parallel zu der durch die Leiterplatte (140) gebildeten Ebene ist.
Mikropumpensystem (100) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweilige elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte (140) und Mikropumpe (110) gebildet wird durch eine Lötstelle (142), ein elektrisches Kabel (770) und/oder eine Steckverbindung (760).
Mikropumpensystem (500) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mikropumpensystem (500) zwei Leiterplatten (140, 140') umfasst die zueinander parallel ausgerichtet sind, und wobei die Mikropumpen (110) aus der Mehrzahl von Mikropumpen (110) jeweils an einer der beiden sich gegenüberliegenden Seiten zwischen den beiden Leiterplatten (140, 140') befestigt sind.
Verfahren (800) zur Führung eines kompressiblen Fluids (102), aufweisend die Schritte - Bereitstellen einer Mehrzahl von Mikropumpen (110), die jeweils eine Ansaugöffnung (112) und eine Ausgangsöffnung (114) für das Fluid (102) aufweisen und die jeweils ausgebildet sind, während eines Einsatzes eines entsprechend gebildeten Mikropumpensystems (100) das sie durchströmende Fluid (102) durch eine elektrisch gesteuerte Schwungeinheit (115) der jeweiligen Mikropumpe (110) durch die Ansaugöffnung (112) anzusaugen und durch die Ausgangsöffnung (114) auszugeben, - Bilden eines Strömungspfades (104) für das Fluid (102) durch ein Verbinden einer Anzahl von starren Strömungskanalelementen (120) mit einer jeweiligen Mikropumpe (110) über einen jeweiligen elastisch abgedichteten Anschluss (122), - elektrisches Verbinden von einer oder zwei Leiterplatten (140) mit der Mehrzahl von Mikropumpen (110) und starres Befestigen jeder Mikropumpe (110) aus der Mehrzahl von Mikropumpen (110) über ein jeweiliges Befestigungsmittel an der einen oder den zwei Leiterplatten (140), wobei ein durch die Mehrzahl von Mikropumpen (110) kaskadierter Druckaufbau des im Einsatz die Mehrzahl von Mikropumpen (110) durchströmenden Fluids (102) an einem Systemausgang (106) des Mikropumpensystems (100) bereitgestellt wird.