ES2251595T3 - Microaccionadores pirotecnicos para microsistemas. - Google Patents

Abstract

Microaccionador (1, 60) que comprende una cámara (2, 63) realizada en forma de cavidad en un soporte sólido (3) y que contiene una carga pirotécnica (6), estando delimitada dicha cámara (2, 63) parcialmente por una membrana (4, 62) deformable, de forma que los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica (6) permiten aumentar el volumen de dicha cámara (2, 63) por deformación de dicha membrana (4, 62), manteniendo intactas las paredes sólidas de la cámara (2, 63) caracterizado porque la carga pirotécnica (6) está depositada sobre un conductor calentador y tiene un grosor de depósito inferior a 200 µm.

Description

Microaccionadores pirotécnicos para microsistemas.

El ámbito técnico de la invención es el de los microaccionadores destinados a cumplir funciones mecánicas, químicas eléctricas, térmicas o fluídicas en microsistemas, para aplicaciones microelectrónicas como los chips o biomédicas como las tarjetas de análisis que integran la microfluídica o síntesis química, como los microrreactores.

Los microaccionadores son objetos miniaturizados, fabricados en soportes sólidos que pueden ser semiconductores o aislantes, con el objetivo de formar microsistemas como, por ejemplo, microválvulas o microbombas en microcircuitos de fluido, o microinterruptores en microcircuitos electrónicos.

Hace tiempo que existen microaccionadores que utilizan efectos electrostáticos, piezoeléctricos, electromagnéticos y bimetálicos. Está empezando a aparecer una nueva generación de microaccionadores: los que utilizan el efecto pirotécnico. Con este objeto, la patente WO98/24719 describe una válvula en miniatura para el rellenado del depósito de un aparato de administración transdérmica. El principio de funcionamiento de esta válvula se basa en la fragmentación de un sustrato provocado por los gases de combustión de una carga pirotécnica, separando dicho sustrato inicialmente una reserva de fluido y un depósito vacío. Esta microválvula puede, según otra variante de realización de la invención, utilizarse con una envoltura hinchable. Lo gases de combustión provocan en primer lugar la ruptura del sustrato y después el hinchamiento de la envoltura con el objeto de empujar un fluido con el fin de evacuarlo. Estas microválvulas presentan el doble inconveniente de emitir unos fragmentos de sustrato en el microcircuito y de mezclar los gases de combustión con el fluido que se supone que deben liberar.

De forma general, los microaccionadores que intervienen en los microcircuitos deben ser muy eficaces en cuanto a las fuerzas que reparten, conservar unas dimensiones reducidas y permanecer como una entidad completa y autónoma durante su funcionamiento, sin posibilidad de partirse para evitar la emisión de las partículas en el microcircuito en el que están integrados, y sin posibilidad de que los gases de combustión contaminen su microcircuito. En el caso de un microcircuito de fluido, la aportación de la pirotecnia permite que los microaccionadores engendren unas fuerzas de presión entre 100 y 1000 veces mayores que las producidas por unos microaccionadores que funcionen a partir de una fuente piezoeléctrica o electrostática. Además, los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica pueden también servir para calentar un fluido o una parte de un micromecanismo sin mezclarse con éste. Un ejemplo de accionador pirotécnico según el estado de la técnica se representa en el documento US4111221.

Los microaccionadores según la invención responden a estas tres exigencias.

El objeto de la presente invención se refiere a un microaccionador, que comprende una cámara realizada en un soporte sólido y que contiene una carga pirotécnica caracterizado porque la cámara está delimitada parcialmente por una membrana deformable, de forma que los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica permiten incrementar el volumen de dicha cámara por deformación de dicha membrana, manteniendo intactas las paredes sólidas de la cámara, caracterizado porque la carga pirotécnica está depositada sobre un conductor calentador y tiene un grosor de depósito inferior a 200 \mum.

Dicho de otra forma, los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica no tienen ninguna influencia en la geometría de la parte sólida de la cámara, ya sea por deformación de las paredes o por fragmentación de las mismas.

Estos microaccionadores pueden por sí mismos asegurar unas funciones en el seno de un microcircuito, como, por ejemplo, ejercer una presión sobre un fluido para contribuir a desplazarlo para evacuarlo, o bien cerrar una canalización de fluido por deformación de la membrana, pero suelen destinarse más a ser incluidos en microsistemas.

Un microsistema es un dispositivo multifuncional miniaturizado cuyas dimensiones máximas no exceden de varios milímetros. En el marco de un microcircuito de fluido un microsistema puede, por ejemplo, ser una microválvula o una microbomba, y en el marco de un microcircuito electrónico un microinterruptor o un microconmutador. Los microaccionadores se realizan en soportes semiconductores, como los de silicio por ejemplo, cuando se trata de una aplicación microelectrónica. Pueden ser concebidos en otros materiales, como en policarbonato, para otras aplicaciones y sobre todo en el ámbito biomédico. La conformación de la cámara es tal que bajo el efecto de los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica, crece su volumen. La cámara puede contener varias cargas pirotécnicas, no con el objetivo de aumentar la presión interna de dicha cámara por medio de un encendido simultáneo de dichas cargas, sino de forma que se mantenga un nivel de presión más o menos constante en el tiempo, para mitigar una eventual relajación prematura de la cámara, sobre todo en el caso de las microbombas. En este caso, la iniciación de las cargas se efectúa de forma secuencial, a intervalos temporales predeterminados. Preferentemente, dicha cámara define un espacio hermético una vez que se ha expandido. Dicho de otro modo, una vez que la combustión ha terminado, la cámara conserva una configuración correspondiente a un estado de expansión máximo.

De forma ventajosa, la carga pirotécnica está constituida por una composición con base de nitrocelulosa. De hecho, debido al reducidísimo tamaño de las cargas pirotécnicas utilizadas - su masa no excede de varios microgramos - es particularmente deseable emplear composiciones homogéneas.

Según otro modo de realización preferente de la invención, la carga pirotécnica está constituida por polinitruro de glicidila.

De forma preferencial, el volumen de la cámara es inferior a 1 cm^{3}. Ventajosamente, la densidad de carga, que es la relación entre la masa de la carga pirotécnica y el volumen de la cámara, está comprendida entre 0,01 \mug/mm^{3} y 0,1 mg/mm^{3}. Para un volumen de carga determinado, es perfectamente posible definir una carga pirotécnica en términos de masa, geometría y composición, apta para producir una energía determinada.

Según un primer modo de realización preferente de la invención, la carga pirotécnica está depositada sobre una pista conductora calentadora y ventajosamente tiene un grosor de depósito inferior a 200 \mum.

Según un segundo modo de realización preferente de la invención, la carga pirotécnica envuelve a un hilo conductor calentador que atraviesa la cámara, estando el diámetro de dicho hilo comprendido entre 10 \mum y 100 \mum. Aunque estos dos modos de iniciación permiten en la mayoría de los casos el encendido de la carga pirotécnica, se ha constatado sin embargo en ciertas configuraciones un problema relacionado con pérdidas térmicas por conducción, debido a la puesta en contacto del elemento conductor calentador con el soporte, necesitando dichas pérdidas un aumento de energía para conseguir el encendido de la carga, que viene acompañado por lo general de un recalentamiento significativo del microaccionador no deseable por sistema. Por lo tanto, según un tercer modo de realización preferente de la invención, la pista conductora calentadora está depositada sobre la carga pirotécnica por medio de técnicas ampliamente probadas en el ámbito de los microcircuitos como, por ejemplo, el depósito de una pintura o de una tinta conductora por serigrafía o chorro de tinta, de forma que se evita todo contacto directo entre dicha pista calentadora y el sustrato. Según un cuarto modo de realización preferente de la invención, la cámara comporta una cavidad hueca en el soporte y dicha carga pirotécnica se presenta en forma de una película que recubre dicha cavidad de forma, también en este caso, que se reducen, o incluso se eliminan, las pérdidas térmicas por conducción, aislando la carga pirotécnica de todo soporte sólido conductor de calor. Para esta última configuración, se puede utilizar materiales energéticos que posean una capacidad filmógena como, por ejemplo, el colodión.

Pero la configuración optimizada para resolver de la mejor forma posible el problema relacionado con las pérdidas químicas por conducción consiste en depositar la carga pirotécnica en forma de película sobre una cavidad del soporte y asegurar su iniciación por parte de una pista conductora calentadora depositada a su vez sobre dicha carga. Por este cauce, los contactos directos entre la pista calentadora y el soporte son nulos y los que hay entre la carga y dicho soporte son casi inexistentes.

Debido a la miniaturización de la carga pirotécnica, su sistema de iniciación debe ser a su vez de unas dimensiones reducidas, sin dejar de ser de una gran fiabilidad. De forma más general, también es posible iniciar la carga pirotécnica por otros medios, y sobre todo los que implican un cristal piezoeléctrico o bien un rascador, con la condición de que respondan a la doble exigencia de miniaturización y fiabilidad, o bien mediante un haz de láser, energía pirotécnica por guía de ondas o fibra óptica.

Preferentemente, la cámara está delimitada parcialmente por una membrana flexible susceptible de hincharse bajo el efecto de los gases emitidos por la carga pirotécnica. Según las necesidades relacionadas con la utilización del accionador, la membrana puede presentar propiedades de extensibilidad más o menos marcadas.

Según otro modo de realización preferente de la invención, la cámara está delimitada parcialmente por una membrana flexible replegada en dicha cámara, siendo dicha membrana apta para desplegarse bajo el efecto de los gases emitidos por la carga pirotécnica. Según las configuraciones, la membrana puede estar replegada sobre sí misma o bien replegada en la cámara. De forma ventajosa, una vez que la membrana se ha desplegado bajo el efecto de los gases, el volumen final de la cámara es superior a su volumen inicial. De forma preferente, la membrana es de teflón. Ventajosamente, para aplicaciones microeléctricas, la membrana puede estar total o parcialmente recubierta de un material conductor.

La invención también se refiere a un microsistema que incluye un microaccionador según la invención caracterizado en que la deformación de la membrana provoca el desplazamiento de una pieza sólida. De hecho, los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica crean una sobrepresión en la cámara que tendrá tendencia a expandirse por deformación de la membrana. La membrana entra entonces en contacto con una pieza situada cerca del microaccionador y, cuando las fuerzas de presión alcanzan un valor límite, provocan el desplazamiento de dicha pieza.

Según un primer modo de realización preferente de un microsistema según la invención, la pieza sólida es susceptible de pasar a obstruir una canalización de fluido, tras el pivoteo de dicha pieza bajo el efecto de los gases de combustión. Para esta configuración, en la que el microaccionador se utiliza en el marco de un microcircuito de fluido, el microsistema puede asimilarse a una microválvula de cierre.

Según un segundo modo de realización preferente de la invención, la pieza sólida obstruye una canalización de fluido y el desplazamiento de dicha pieza por pivoteo acarrea la abertura de dicha canalización. Para esta configuración, el microsistema puede asimilarse a una microválvula de abertura.

Según un tercer modo de realización preferente de la invención,

i)

una membrana flexible está situada en un espacio anular asimilable a una ranura,

ii)

la carga pirotécnica está situada en un espacio anular asimilable a una ranura de menores dimensiones que aquella en la que está situada la membrana flexible y colocada de forma concéntrica en relación con ésta, comunicándose ambas ranuras entre sí por al menos una abertura,

iii)

una pieza sólida plana se apoya contra el soporte, cubriendo el espacio anular en el que está situada la membrana flexible, estando la propia pieza recubierta por una membrana elástica y obstruyendo una canalización de fluido.

de forma que los gases emitidos por la combustión de la carga acarrean el desplazamiento de la membrana flexible situada en el espacio anular y provocan el desplazamiento de la pieza plana, induciendo una aspiración de fluido en el espacio que la membrana elástica crea al alejarse del soporte.

Para esta configuración, el microsistema puede asimilarse a una microbomba de depresión y la utilización de varias cargas pirotécnicas de encendido secuencial puede parecer particularmente apropiada, de forma que se mantiene un nivel de presión límite mínimo durante un tiempo determinado, evitándose así un reflujo natural prematuro del fluido.

Según un cuarto modo de realización preferente de la invención, la membrana se deforma bajo el efecto de los gases de combustión para pasar a obturar una canalización de fluido. Ventajosamente, la cámara está parcialmente delimitada por una membrana biestable, de forma que dicha membrana, inicialmente cóncava, pasa a ser convexa bajo el efecto de los gases emitidos por la carga. Para esta configuración, el microsistema, que hace el papel de microválvula de cierre, no desplaza a ninguna pieza y se confunde con el microaccionador. Ventajosamente, el elemento que obstruye la canalización de fluido, ya sea la pieza sólida plana o la membrana biestable, está rematada por una protuberancia flexible para asegurar una buena estanqueidad al nivel del cierre de dicha canalización, siendo dicha protuberancia asimilable a un tapón.

El microaccionador según la invención puede utilizarse en microcircuitos electrónicos, contribuyendo a la realización de microsistemas tales como microinterruptores o microconmutadores. De hecho, la membrana que delimita parcialmente la cámara y que está recubierta total o parcialmente por un material conductor puede hincharse o desplegarse de forma que cierra o abre un microcircuito eléctrico. Asimismo, el microaccionador según la invención, provisto de una membrana flexible no conductora, puede desplazar a una pieza sólida conductora de forma que cierra o abre un microcircuito eléctrico o asegura la doble función que consiste primero en abrir un microcircuito electrónico y, seguidamente, cerrar otro.

Los microaccionadores pirotécnicos según la invención tienen la ventaja de ser de gran eficacia y fiables, manteniéndose apropiados. Son apropiados en dos sentidos: en primer lugar, continúan intactos durante toda su fase de funcionamiento sin riesgo de fragmentarse, evitando liberar partículas sólidas parásitas en el microcircuito y, después, los gases emitidos por la carga pirotécnica están aprisionados en la cámara que delimita un espacio hermético, sin ninguna posibilidad de invadir el microcircuito. Además, los microaccionadores pirotécnicos según la invención son simples. Una cámara con membrana, una carga pirotécnica y un sistema de encendido son sus únicos elementos constitutivos y los fenómenos físico-químicos que se engendran siguen siendo básicos.

Finalmente, para un volumen de cámara determinado, la gran variabilidad de las composiciones pirotécnicas que pueden integrarse en los microaccionadores según la invención permite obtener una gama muy amplia de solicitaciones, lo que hace que sea adaptable a un gran número de configuraciones.

A continuación se ofrece una descripción detallada de un modo de realización preferente de un microaccionador según la invención, así como tres modos de realización preferentes de un microsistema que utiliza un microaccionador según la invención, en referencia a las figuras 1 a 7.

La figura 2 es una vista en sección axial longitudinal de una microválvula de cierre que funciona a partir de un microaccionador pirotécnico según la invención.

La figura 3 es una vista desde arriba de la chapeleta de cierre de la microválvula de la figura 2.

La figura 4 es una vista en sección axial longitudinal de una microválvula de abertura que funciona a partir de un microaccionador pirotécnico según la invención.

La figura 5 es una vista en sección según el plano V-V de la microválvula de abertura de la figura 4.

La figura 6 es una vista en sección axial longitudinal de una microválvula de cierre que utiliza un microaccionador pirotécnico según la invención, provista de una membrana biestable.

La figura 7 es una vista en sección axial longitudinal de una microbomba que utiliza un microaccionador pirotécnico según la invención, antes de que dicho microaccionador haya funcionado.

La figura 8 es una vista desde arriba de la pieza plana sólida objeto de desplazamiento y que corresponde a la microbomba presentada en la figura 7.

La figura 9 es una vista en sección axial longitudinal de la microbomba de la figura 7, después de que haya funcionado el microaccionador.

La figura 10 es una vista en sección axial longitudinal de una segunda variante de realización de una microbomba que utiliza un microaccionador según la invención, después de que haya funcionado el microaccionador.

En referencia a la figura 1, un microaccionador 1 según la invención comprende una cámara 2 realizada en un soporte 3 en policarbonato y que tiene forma cilíndrica. Dicho soporte 3 resulta de un apilamiento de hojas de policarbonato pegadas entre sí. Dicha cámara 2, que está por tanto delimitada por el soporte 3, presenta una cara circular obturada por una membrana 4 flexible de teflón, fijada en dicho soporte 3. Dicha cámara 2 está atravesada por un hilo calentador 5 revestido por una capa de composición pirotécnica 6 con base de nitrocelulosa.

El modo de funcionamiento de este accionador 1 es el siguiente. Se transmite una corriente eléctrica al hilo calentador 5, cuya temperatura aumenta hasta alcanzar la temperatura de inflamación de la composición pirotécnica 6. La combustión de dicha composición 6 acarrea la producción de gases, que crean una sobrepresión en la cámara 2. La membrana 4, solicitada de esta forma, reacciona hinchándose.

En referencia a la figura 2, una microválvula de cierre 10 está realizada en un soporte de policarbonato y comprende un microaccionador 1 análogo al descrito en el párrafo anterior y situado cerca de un microcircuito de fluido 11 caracterizado por una canalización 12 rectilínea que atraviesa una cámara cilíndrica 14 situada en la prolongación de la cámara cilíndrica 2 del microaccionador 1, y que tiene aproximadamente el mismo diámetro, estando ambas cámaras 2, 14 separadas entre sí por la membrana 4 del microaccionador 1. La cámara 14, que está atravesada por la canalización 12, está llena de fluido y contiene una chapeleta 15 de cierre. En referencia a la figura 3, la chapeleta está constituida por una pieza rendondeada 16 sostenida por cuatro columnas 18 de policarbonato entre las que circula el fluido, reposando dichas columnas 18 sobre la membrana 4. Dicha pieza 16 redondeada, que está realizada en material flexible, como en caucho, no está por tanto en contacto directo con la membrana 4. El volumen de la cámara 2 es de 0,3 cm^{3} y la masa de la carga pirotécnica 6 es de 0,5 \mug.

El modo de funcionamiento de esta microválvula 10 de cierre es el siguiente. El encendido de la carga pirotécnica 6 acarrea una sobrepresión en la cámara 2, que provoca en ese momento el desplazamiento en traslación de la chapeleta 15 en la cámara 14, llena de fluido. Este desplazamiento se efectúa hasta que la pieza flexible 16 se encastra en la canalización 12 interrumpiendo la circulación de fluido. La parte de la canalización destinada a recibir la pieza flexible 16 está ligeramente ensanchada, de forma que se asegura un cierre estanco de la canalización. Una vez la combustión de la carga pirotécnica 6 ha terminado, la chapeleta 15 no vuelve a su posición inicial, ya que la cámara 2 define un espacio hermético.

En referencia a la figura 4, una microválvula de abertura 20 está realizada en un soporte de policarbonato y comprende un microaccionador 1 análogo al descrito en el párrafo relativo a la figura 1 y situado cerca de un microcircuito de fluido. Inmediatamente junto a dicho microaccionador 1 y, más en particular, junto a su membrana 4, está situada una lámina 21 flexible de policarbonato unida al soporte hecho del mismo material. En referencia a la figura 5, la lámina flexible 21 es una pieza plana de grosor constante, que presenta un cuerpo redondeado 22 prolongado por una parte 23 más estrecha que tiene un extremo redondeado. La lámina 21 está unida al soporte por medio de una lengüeta 24, de menor grosor, que une dicho soporte al extremo del cuerpo redondeado 22 de la lámina 21, la más alejada del extremo redondeado de la parte 23 más estrecha que la prolonga. El extremo redondeado de dicha parte estrecha 23 lleva una protuberancia 25 flexible de forma aproximadamente hemisférica, obturando dicha protuberancia 25 una canalización 26. El esfuerzo necesario para el mantenimiento de la estanqueidad, incluso en caso de contrapresión debido al fluido de la canalización 26, se obtiene mediante una flexión inicial de la lámina 21.

El modo de funcionamiento de esta microválvula 20 de abertura es el siguiente. El encendido de la carga pirotécnica 6 acarrea una sobrepresión en la cámara 2 que provoca en ese momento el hinchamiento de la membrana 4, que pasa a apoyarse contra la lámina 21 flexible. Las fuerzas de presión ejercidas sobre dicha lámina 21 provocan que pivote alrededor de la lengüeta 24 que la une al soporte, permitiendo la abertura de la canalización 26 inicialmente obturada por la protuberancia 25 de dicha lámina 21. Durante su desplazamiento, la lámina 21 permanece rígida sin deformarse y hace por lo tanto el papel de una chapeleta pivotante.

En referencia a la figura 6, un modelo de microválvula 30 de cierre comprende una cámara 31 fabricada en un soporte 32 de policarbonato y que tiene forma cilíndrica. Dicha cámara 31, que está por tanto delimitada por el soporte 32, presenta una cara circular obturada por una membrana 33 biestable que tiene forma cóncava y que posee en el centro, sobre su superficie externa respecto a la cámara 31, una protuberancia 34 flexible de forma hemisférica. La cara de la cámara 31 opuesta a la que está delimitada por la membrana 33 posee una cavidad 35 cilíndrica central, estando dicha cara recubierta por una pista conductora 36. Una carga pirotécnica 37 de poco grosor y de longitud inferior al diámetro de la cavidad 35 está depositada sobre la superficie de dicha pista 36, en una posición opuesta a la de dicha cavidad 35 respecto a la pista 36. La membrana 33 delimita parcialmente una circulación de fluido.

El modo de funcionamiento de este tipo de microválvula 30 de cierre es el siguiente.

El encendido de la carga pirotécnica 37 induce una sobrepresión en la cámara 31 que acarrea el retorno de la membrana 33, que adopta inmediatamente una forma convexa, incrementando significativamente el volumen de dicha cámara 31. La protuberancia 34 se encastra en una canalización de fluido 38 que interrumpe la circulación de fluido. Al ser estable la nueva forma convexa de la membrana 33, el cierre de la canalización 38 sigue siendo permanente.

En referencia a la figura 7, una microbomba 40 de depresión comprende un microaccionador 60 según la invención, fabricado en un soporte 61 de policarbonato y que comporta una membrana flexible 62 situada en un espacio anular 63 asimilable a una ranura. De forma más precisa, dicha membrana 62 tapiza el fondo de la ranura 63, fijándose a dicha ranura 63 al nivel de su parte superior. Una carga pirotécnica está situada en un espacio anular asimilable a una ranura de menores dimensiones que aquella 63 en la que está situada la membrana 62 y colocada en relación a ésta 63 de forma concéntrica, comunicándose ambas ranuras entre sí mediante cuatro aberturas espaciadas regularmente sobre una pared circular que separa ambas ranuras. La ranura que encierra la carga pirotécnica está oculta en el soporte 61 en el momento en que la ranura 63 que está tapizada por la membrana 62 flexible está abierta en su parte superior. Una hoja 64 del soporte 61 de policarbonato cubre dicha ranura 63. En referencia a la figura 8, dicha hoja 64 está cortada de forma que está constituida por una banda anular 80 plana, periférica, unida a un disco plano central 81 por medio de cuatro fijaciones deformables 82 en forma de S. El disco central 81 recubre íntegramente la ranura anular 63. Entre dicho disco plano central 81 y la banda anular periférica 80 queda un espacio anular hueco 83. Al otro lado de la hoja 64 está dispuesto, en el soporte 61, un espacio libre 65 cilíndrico cuyo diámetro es superior al de dicha hoja 64, poseyendo dicho espacio 65 dos respiraderos 66. La hoja 64 está recubierta de una membrana elástica 67, de forma circular y de diámetro superior al del espacio libre 65 situado más allá de dicha hoja 64. Dicha membrana elástica 67 está fijada en dicho espacio libre 65, en su parte más próxima a la hoja 64. Una canalización 68 de fluido, hueca en el soporte 61 al nivel de la parte central de la ranura que contiene la carga pirotécnica, desemboca en el espacio libre 65 de dicho soporte 61.

El modo de funcionamiento de este tipo de mcrobomba de depresión es la siguiente. En referencia a las figuras 7, 8 y 9, la combustión de la carga pirotécnica engendra unos gases que invaden, por las cuatro aberturas, la ranura 63 externa tapizada por la membrana flexible 62 que, inmediatamente, inicia una fase de retorno para acabar emergiendo de dicha ranura 63 en la que se encontraba, en forma de un reborde neumático 69. La formación de este reborde 69 acarrea el desplazamiento del disco 81 de la hoja 64. El desplazamiento de dicho disco 81 se hace posible gracias los cuatro fijaciones deformables 82 en forma de S que se tensan sin romperse para mantener una unión con la banda anular 80. Dicho desplazamiento induce una aspiración de fluido en el espacio que crea la membrana elástica alejándose del soporte 61. La membrana elástica 67 asegura una buena estanqueidad del espacio en el que es aspirado el fluido. El aire del espacio situado detrás de la membrana elástica 67 se evacua por los dos respiraderos 66 del espacio libre 65 cuyo volumen no deja de decrecer.

En referencia a la figura 10, una segunda variante de realización de una microbomba 100 que utiliza un microaccionador según la invención sólo difiere de la microbomba descrita anteriormente en el nivel de la hoja 102 y de la membrana 101 que la recubre. De hecho, la hoja 102 se presenta en forma de un disco plano 103 ensanchado cuyo diámetro es sensiblemente igual al espacio libre cilíndrico correspondiente al designado por el punto de referencia 65 de la figura 7 y situado al otro lado de dicha hoja 102. Dicho disco 103 está unido al soporte 104 por medio de cuatro fijaciones deformables 105 en forma de S. De esta forma, la membrana 101 que recubre la hoja 103 está fijada en dicho espacio libre cilíndrico, de forma que tapiza íntegramente dicho espacio, tanto el fondo como la pared lateral interna. Dicha membrana 101 está fijada en dicho espacio, al nivel de su pared lateral interna, a su parte más alejada de dicha hoja 102. El principio de funcionamiento de este tipo de microbomba 100 es análogo al descrito para la primera variante. La ventaja técnica otorgada por este tipo de configuración es una ganancia de volumen del espacio en el que se aspira el fluido, ya que este espacio es sensiblemente el que hay más allá de la hoja 102 antes de que haya funcionado el microaccionador.

Claims (16)

1. Microaccionador (1,60) que comprende una cámara (2,63) realizada en forma de cavidad en un soporte sólido (3) y que contiene una carga pirotécnica (6), estando delimitada dicha cámara (2,63) parcialmente por una membrana (4,62) deformable, de forma que los gases emitidos por la combustión de la carga pirotécnica (6) permiten aumentar el volumen de dicha cámara (2,63) por deformación de dicha membrana (4,62), manteniendo intactas las paredes sólidas de la cámara (2,63) caracterizado porque la carga pirotécnica (6) está depositada sobre un conductor calentador y tiene un grosor de depósito inferior a 200 \mum.

2. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (2, G3) comporta una cavidad hueca en el soporte (3) y la carga pirotécnica (6) se presenta en forma de una película que recubre dicha cavidad.

3. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (2,G3) define un espacio hermético una vez que se ha expandido.

4. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque la carga pirotécnica (6) está constituida por una composición con base de nitrocelulosa.

5. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque el volumen de la cámara (2,63) es inferior a 1 cm^{3}.

6. Microaccionador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizado porque la densidad de carga que es la relación entre la masa de la carga pirotécnica (6) y el volumen de la cámara (2,63) está comprendida entre 0,01 \mug/mm^{3} y 0,1 mg/mm^{3}.

7. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (2) está delimitada parcialmente por una membrana flexible (4) susceptible de hincharse bajo el efecto de los gases emitidos por la carga pirotécnica (6).

8. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (63) está delimitada parcialmente por una membrana flexible replegada (62) en dicha cámara (63), siendo apta dicha membrana (63) para desplegarse bajo el efecto de los gases emitidos por la carga pirotécnica (6).

9. Microaccionador según una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la membrana (4,62) es de teflón.

10. Microaccionador según la reivindicación 1, caracterizado porque la carga pirotécnica (6) envuelve a un hilo conductor (5) calentador que atraviesa la cámara (2), estando el diámetro de dicho hilo (5)comprendido entre 10 \mum y 100 \mum.

11. Microsistema que incluye un microaccionador (1,60) conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque la deformación de la membrana (4,62) provoca el desplazamiento de una pieza sólida (15,21,64).

12. Microsistema según la reivindicación 11, caracterizado porque la pieza sólida (15) pivota bajo el efecto de los gases de combustión y pasa a obstruir una canalización de fluido (12).

13. Microsistema que incluye un microaccionador (60) conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 ó 10, caracterizado porque

i)

una membrana flexible (G2) está situada en un espacio anular (63) asimilable a una ranura,

ii)

la carga pirotécnica está situada en un espacio anular asimilable a una ranura de menores dimensiones que aquella en la que está situada la membrana flexible (62) y colocada de forma concéntrica en relación con ésta, comunicándose ambas ranuras entre sí por al menos una abertura,

iii)

una pieza sólida plana (64) se apoya contra el soporte (61), cubriendo el espacio anular en el que está situada la membrana flexible (62), estando la propia pieza (64) recubierta por una membrana elástica (67) y obstruyendo una canalización de fluido (68)

de forma que los gases emitidos por la combustión de la carga acarrean el desplazamiento de la membrana flexible (62) situada en el espacio anular (G3) y provocan el desplazamiento de la pieza plana (64), induciendo una aspiración de fluido en el espacio que la membrana elástica (67) crea al alejarse del soporte (61).

14. Microsistema que incluye un microaccionador conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ó 10, caracterizado porque la membrana (4) se deforma bajo el efecto de los gases de combustión para pasar a obturar una canalización de fluido.

15. Microsistema según la reivindicación 14, caracterizado porque la cámara (31) está parcialmente delimitada por una membrana biestable (33) de forma que dicha membrana (33), inicialmente cóncava, pasa a ser convexa bajo el efecto de los gases emitidos por la carga (37).

16. Microsistema según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 14, caracterizado porque el elemento (15,31) que pasa a obstruir la canalización (12,38) de fluido está rematado por una protuberancia (16,34) para asegurar una buena estanqueidad en el nivel del cierre de dicha canalización (12,38).