FI90281C - Kytkevä mikrosähköventtiili, jossa on yksi ainoa kalvo - Google Patents

Description

1 90281

Kytkevå mikrosåhkOventtiili, jossa on yksi ainoa kalvo Tårna keksintO liittyy kytkevåån mikrosåhkOventtii-liin, joka on tarkoltettu kaytettavaksi minka tahansa va-5 liaineen kanssa ja erityisesti aggressiivisten tai saas-tuneiden nesteiden kanssa. Tarkemmin se liittyy mikrosah-kOventtiiliin, joka kasittaa keinuvivun ja yhden ainoan kalvon.

Tunnetaan mikrosahkOventtiileja, joihin sisaityy 10 kaksi joustavaa kalvoa valmistettuina muovimateriaalista ja niita voidaan deformoida sahkOmagneetin avulla tarkoi-tuksella sulkea tiettyja aukkoja ja avata toisia. Kuiten-kin jalkimmaisilia on joitakin haittoja, koska on vaikea koota mainitut mikroventtiilit johtuen niiden rakenneosien 15 monilukuisuudesta. FR-patenttijulkaisussa 2 609 518 on esitetty mikrosåhkOventtiili, joka on tarkoitettu voitta-maan nårnS haitat, jolloin mainittu kytkeva mikrosahkOvent-tiili, jossa on ainakin kaksi reittiå, kasittåå venttiili-rungon, jossa on ontelo, johon on kytketty vaiiaineen si-20 saantulo- ja ulostulojohdot ja liikkuva osa, joka toimii sulkuvaiineena mi tå tahansa johdoista vårten ja joka on aktivoitu sahkOmagneetin sydamen avulla. Mainitussa mik-rosahkttventtiilissa liikkuva valine on kalvo, jolla on suunnattu deformaatio, ja joka painetaan keinuvivun avulla 25 suljettavalle johdolle ja keinuvipua siirretaan sen tasa- painoasemista vastaten vastaavasti sen jompaa kumpaa sul-kuasemaa kalvolle ohjausvaiineen avulla, jota siirretaan venttiilin runkoa pitkin sahkOmagneetin sydamen avulla.

Edullisesti tåmå ohjausvaiine muodostuu holkista, 30 joka liukuu venttiilin runkoon, joka ohjausholkki on si-joitettu koloon, joka kulkee venttiilin rungon lapi sen pituusakselia pitkin. Toinen sen paistå vapauttaa pååsta avoimen ulostulon mainittuun koloon ja sen keskiosa kasittaa aukon, joka on tarkoitettu tarttumaan tankoon, joka on 35 yhtenainen keinuvivun kanssa. FR-patenttijulkaisussa 2 609 2 90281 518 on kuvattu edullinen suoritusmuoto, jossa keinuvipu on muotoiltu ylåosaksi, jossa on yksi edullisesti kartiopin-ta, joka tukeutuu jousivSlineen avulla sulkukalvon vastaa-vaan pintaan tarkoituksella painaa jaikimmMinen ainakin 5 yhdelle aukolle samalla kun vapautetaan ainakin viereinen aukko. Kalvo, joka on tåten kytketty keinuvivun liikkee-seen, kykenee kallistumaan akselin suhteen, kuulan, joka on sijoitettu venttiilirungon istukalle tarkoituksena tul-la keskitetyksi kalvolle, ollessa sovitettuna tåhån påå-10 han.

Rakenteellisten osien lukumaaran rajoittamiseksi sen asentamisen tekemiseksi helpommaksi, on aiottu suoraan valaa johdon pidin yhdessa sen kuulan kanssa ja myos muo-toilla kalvo yhtenaiseksi keinuvipunsa kanssa.

15 Hakijan taiia alalia tekema tuotekehitys on johta- nut hakijan tekemaan såhkGventtiilin sen mukaisesti mitå on esitetty FR-patenttijulkaisussa 2 609 518, mutta joka on parannettu miniatyyrisoinnin, rakenteen yksinkertaisuu-den ja sen toimintatarkkuuden suhteen.

20 Taman mukaisesti keksinnOn kohteena on kytkeva mik- rosahkoventtiili, joka on kytkettavissa ainakin kahteen asentoon ja joka kasittaa venttiilirungon, joka ontelon kautta on kytketty sisaantuleviin ja ulosmeneviin vaiiai-nejohtoihin, ja yhden ainoan kalvon, joka toimii sulku-25 vaiineena mainittuja johtoja vårten aktivoituna sahkttmag- neetin sydamelia keinuvivun kautta, joka painaa mainitun kalvon jommalle kummalle johdolle liukuvan venttiilirun-gossa olevan holkin asennon mukaisesti, joka pituussuun-taisesti liikkuu venttiilirungon sisallå såhkOmagneettisen 30 sydåmen avulla, ja jossa mainittu kalvo ja keinuvipu muo-dostavat sovitelman, jolloin kalvo kåsittåå ulomman jous-tavan osan ja keskeisen osan, johon on upotettu keinuvipu, jonka yksi osa on muodostettu kalvon tasoon nåhden kohti-suoraksi sauvaksi olien tarkoitettu sijoitettavaksi mai-35 nitun holkin syvennykseen.

li 3 9Π281

KeksinnOn mukaiselle mikrosåhkOkalvolle on mainit-tuun FR-patenttijulkaisuun ja DE-patenttijulkalsuun 3 503 357, US-patenttijulkaisuihin 3 067 764 ja 4 251 053 sekå GB-patenttijulkaisuun 1 226 481 nShden tunnusomalsta, ettS 5 mainittu kalvo-keinuvipusovitelma on niveldity akseliin, joka kulkee keinuvivun låpi ja tukeutuu venttiilirungon kanssa yhtenåisiin siivekkeisiin.

Edullisesti kalvo on nipistetty venttiilirungon kylkeen muodostetun aukon reunojen ja muotoillun kannat-10 timen våliin, joka sulkee mainitun aukon, joka kylki on yleisesti muotoiltu poikkileikkaukseltaan laajasti avoimen V:n muotoon, jossa on kaksi V:n muotoista pituussuuntaista laippaa, jotka ympårdivåt aukkoa.

KeksinnOn muut edut ja erityiset piirteet ilmenevåt 15 luettaessa seuraava yhden suoritusmuodon kuvaus, jota on havainnollistettu oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 on kaaviollinen poikkileikkauskuva mikro-såhkOventtiilistå; kuvio 2 on poikkileikkauskuva venttiilin rungosta; 20 kuvio 3 on tasokuva venttiilirungon alasivusta; kuvio 4 on suurennettu poikkileikkauskuva venttii-lirunkoon kiinnitetystå kannattimesta; kuvio 5 on suurennettu tasokuva kuviossa 4 esitetyn kannattimen påålipinnasta ja 25 kuviot 6 ja 7 ovat vastaavasti taso- ja poikkileik- kauskuvia kalvosta keinuvipuineen.

Piirustuksessa esitetty mikrosåhkOventtiili on yleisesti muotoiltu suorakulmaiseksi laatikoksi, joka on valmistettu muovimateriaalista ja muodostaa venttiilirun-30 gon 1. Sylinterimåinen kolo 2, johon on sijoitettu ohjaus-holkki on porattu venttiilirungon 1 pituusakselia AA’ pit-kin. Mainitun holkin sylinterimåinen påa 4, joka holkki liukuu koloon 2, voi olla tasassa sen ulostulon kanssa. Kammio on muodostettu kolon pohjan ja holkin 3 toisen påån 35 våliin. TSmå kammio 6 on yhteydesså venttiilirungon 1 ul-ko-osan kanssa aukon kautta, joka ympårtti såhkOmagneetin 4 90281 liikkuvaa sydanta 7 (ei esitetty piirustuksissa). Main!tun sydamen toiseen paahan on muodostettu piikin 8 muotoinen sydamen laki muotoiltuun leukaan 5 tarttumista vårten, joka on muodostettu holkin 3 paahan. Jousi 10 on edelleen 5 sijoitettu kammion 6 pohjan ja holkin våliin. Jaikimmai-seen on muodostettu matala syvennys 12, jonka syvyys on pienempi kuin holkin vahvuus ja joka on såteettåisesti suunnattu akselin AA' suhteen.

Venttiilirungon 1 kylki 34, jolla on yleisesti laa-10 jasti avoimen V:n muoto on edelleen varustettu poratulla pitkån omaisella aukolla 32, joka on suorassa kulmassa holkin syvennykseen 12 nåhden. Kuten on yksityiskohtaisem-min esitetty kuviossa 2 ja 3, tama pitkSnomainen aukko 32 on itsessåån keskitetty yleisesti soikiomaiseen kanteen, 15 jonka ontto osa on aikaansaatu valamalla venttiilirungon mainittuun paikkaan 34. Kansi 33 ja aukko 32 on keskitetty V:n kSrkeen. Tånrån mukaisesti onton kannen 33 pituussuun-taisten reunojen kullekin sivulle on muodostettu kaksi pituussuuntaista V:n muotoista laippaa, jotka riippuvat 20 onton kannen 33 ylitse ja ymparOivat sita ja aukkoa 32 sen pituussuuntaista reunaa pitkin. Kannen 33 reunat on muo-toiltu siten, etta ne muodostavat istukan tiivista kalvoa 23 vårten, joka on puserrettu venttiilirungon ja sulkukan-nattimen 16 våliin, joka kannatin on kierretty jaikimmai-25 seile. Kalvo muodostaa yhdessa sulkukannattimen 16 kanssa kammion, jolla on våhainen tilavuus 17. Kolme pienta joh-toa 18, 19 ja 20 vaiiaineen sydttca tai poistoa vårten on porattu kannattimen 16 lapi. Kukin johdoista avautuu mainittuun kammioon 17, kaksi johdoista 18 ja 19 on kytketty 30 kammioon 17 kannattimen 16 pohjan ulkonevassa korotetussa alueessa. Kolmas johto 20 on kytketty suoraan mainitun kannattimen pohjaan. Kannattimen 16 muoto ja profiili on esitetty lahemmin kuvioissa 4 ja 5. Niissa on esitetty ylempi V:n muotoinen pinta-alue, joka vastaa venttiilirun-35 gon sivua 34. Kolme johtoa 18, 29 ja 20 on kytketty onton li 5 90281 pitkSnomaisen kannen 41 pohjaan, johon kalvo 33 voi mytts kiinnittya. Sivurivat 42 on myds sovitettu kannattimen 16 kullekin sivuosalle ja sijoitettu vastapaata onton kannen 41 suhteen. Mainitut rivat on tarkoitettu toimimaan yhdes-5 sM vastaavien urien kanssa, jotka on muodostettu venttii-lirungon sivuosaan 34, jotta kannatin voidaan sijoittaa tarkasti venttiilirungolle ja sailyttaa akseli 21 aksiaa-lisesti oikeassa paikassa.

Kalvolla 23 on erikoinen rakenne, joka on paremmin 10 havainnollistettu kuvioissa 6 ja 7. Se muodostuu jousta-vasta ulkoisesta osasta 36, joka on hyvin pehmeå, kevyesti muotoiltu V:n muotoon samalla tavoin kuin venttiilin pro-fiili ja sillS on soikea muoto, jonka koko vastaa kannen 33 kokoa ja keskeinen pitkanomainen osa 37, johon on upo-15 tettu keinuvipu 24, jonka alempi pinta 25 sopii yhteen kalvon profiilin kanssa kun taas sen ylempi osa, joka on sauvamainen ja suorassa kulmassa kalvon tasoon nahden on viety aukon 32 lapi ja tyOntyy syvennykseen 12 holkissa 3. Keinuvipu 24 on varustettu lapikulkevalla poikittaisella 20 porauksella 38. Mainittu poraus on pitkanomainen, jotta vaitetaan kalvon 23 kaantyminen. Koska kalvo 23 on puris-tettu venttiilirungon 1 ja kannattimen 16 vaiiin, poraus 38 on linjassa venttiilirungon pituussuuntaisten laippojen V:n muotoiseen yiaosaan muodostettujen aukkojen 39 kanssa, 25 jotka laipat muodostavat sivusiivekkeet, jotka ulottuvat onton kannen 33 yli. Akseli 21, joka kulkee seka aukkojen 39 etta porauksen 38 lapi keinuvivussa varmistaa kalvon paikan ja muodostaa sen nivelakselin. Tulisi huomata, etta mainittu akseli on sijoitettu kalvon sita sivua pitkin, 30 joka ei ole kosketuksessa valiaineeseen.

Kuten kuviossa 1 on esitetty keinuvivun varsi 27 on sijoitettu siten, etta se on hivenen kalteva muhvin 3 sy-vennyksessa 12 ja siten pidetty tuettuna syvennyksen reu-naa vasten. Tama kallistus aiheuttaa kalvon 23 kallistuk-35 sen, jonka pehmea osa 37 tailOin joutuu tiiviisti johdon 6 90281 aukkoa 19 vasten samalla kun johto 18 on vapaasti kytketty kanunloon. TSinS asento on s&hkOventtiilin "lepoasento" sah-kttmagneetin ollessa tailOin virraton. Esijannitettyna jou-sen 10 avulla holkkl 3 pidetaan, kuten piirustuksessa on 5 esitetty eteenpain eriliaan olevassa paikassa sen paan ollessa tasassa kolon kaksl aukon kanssa. Kanunloon 17 joh-don 20 kautta sydtetty valiaine virtaa siten vapaasti joh-toa 18 kohden.

Kun virta kytketaan sahkttmagneettiin, sydan 7 koh-10 distaa vetovaikutuksen holkin 3 paahan 5 sen tartuntapaan 8 avulla, jolloin vastaesijannitetaan jousen 10 aiheuttama paine. Taildin holkki 10 siirtyy vasemmalle kuviossa 1 esitetysta asennostaan. Mainitun liikkeen aikana ontelon 12 reuna on koskettanut sauvan 27 reunaa ja saattanut kei-15 nuvivun 24 kallistumaan. Kalvo 23 on tailijin kallistunut samalla kun se on kåantynyt akselinsa 21 suhteen asentoon, joka on kaanteinen aikaisempaan nahden, jolloin se irtau-tuu johdosta tullakseen painetuksi johdolle 18. vaiiaineen kulku mahdollistetaan tailOin johtojen 20 ja 19 vaiilia. 20 Johtuen johtojen 19, 20 paiden ulkonemasta kannen pohjan suhteen kalvon 23 osa 37 voidaan pakottaa istukalleen, jolloin valtetaan mahdollinen vaara tiukkuus johtuen li-kaantumisesta.

Kun sahkdmagneetti ei ole enåa virrallinen, holkki 25 3 esijannitetaan jalleen jousen 10 avulla kuviossa 1 esi- tettyyn alkuasemaansa ja jousen paine keinuvivun kautta varmistaa lukittumisen tahan asentoon. Tulisi huomata, etta kayttaja kykenee myds kayttamåån itse holkkia paina-malla paata 4, joka on tasassa sahkdventtiilin sivun kans-30 sa, toisin sanoen venttiili voidaan manuaalisesti aktivoi-da sahkOmagneetin toiminnan epåonnistuessa.

Koska kammio 17 kalvon 23 ja kannattimen 16 vaiissa on kooltaan pieni, kuollut vaiiainetilavuus on vahainen, mika helpottaa puhdistusta. Edelleen yksi ainoa kalvo ei 35 toimi ainoastaan sulkulevynå istukallaan vaan my5s varmis-

II

7 90281 taa tarkan tiiveyden ulkoisen vaiiaineen ja sisemman kolon 2 vaiilia, jossa holkki 3 liukuu. Tama tiukkuus varmiste-taan paineistettujen nestemaisten valiaineiden samoin kuin kaasumaisten valiaineiden suhteen, joilla on korkea tai 5 alhainen paine ehka myds tyhjdssé. Venttiilirungon 1 tila-vuus pienenee rajoittamatta tassa suhteessa valiainevayian poikkileikkausta johtojen 18, 19 ja 20 lapi.

Tama kytkeva mikroventtiili voidaan asentaa kiin-teasti rajoitetiuun tilaan samalla sivulla sijaitsevien 10 johtojen ollessa helpot asentaa. Mikroventtiilit voidaan edullisesti valmistaa materiaaleista, jotka sietavat agg-ressiivisia vaiiaineita ja sita voidaan edullisesti kayt-taa laaketieteellisissa analyysilaitteissa ja my6s ravin-toainetehtaissa ja vastaavissa.

Claims (6)

8 9 Π 2 81

1. Kytkeva mikrosahkOventtiili, joka on kytketta-vissa ainakin kahteen asentoon ja joka kasittaa venttiili- 5 rungon (1), joka ontelon (17) kautta on kytketty sisaantu-leviin ja ulosmeneviin v&liainejohtoihin (18, 19, 20), ja yhden ainoan kalvon (23), joka toimii sulkuvaiineena mai-nittuja johtoja vårten aktivoituna sShkomagneetin sydamel-ia keinuvivun (24) kautta, joka painaa mainitun kalvon 10 jommalle kummalle johdolle liukuvan venttiilirungossa ole-van holkin (3) asennon mukaisestl, joka pituussuuntaisesti liikkuu venttiilirungon sisallå sahkdmagneettisen sydamen avulla, ja jossa mikrosahkOventtiilisså mainittu kalvo (23) ja keinuvipu (24) muodostavat sovitelman, jolloin 15 kalvo kasittaa ulomman joustavan osan (36) ja keskeisen osan (37), johon on upotettu keinuvipu (24), jonka yksi osa on muodostettu kalvon tasoon nahden kohtisuoraksi sau-vaksi (27) olien tarkoitettu sijoitettavaksi mainitun holkin (3) syvennykseen (12), tunnettu siita, etta 20 mainittu kalvo-keinuvipusovitelma (23, 24) on niveldity akseliin (21), joka kulkee keinuvivun lapi ja tukeutuu venttiilirungon (1) kanssa yhtenaisiin siivekkeisiin (35).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikrosahkOvent-tiili, tunnettu siita, etta syvennys (12), jonka 25 sisaan asettuu keinuvivun sauvamainen osa (27), on mata-la, sen syvyyden ollessa vahaisempi kuin holkin (3) vah-vuus ja se on aksiaalisesti suunnattu venttiilirungon (1) akselin (AA') suhteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikrosahkdvent-30 tiili kasittaen kalvon (23), joka on puristettu venttiilirungon sivuosaan (34) muodostetun aukon reunojen ja muo-toillun kannatinlevyn (16) valiin, joka sulkee mainitun aukon, tunnettu siita, etta mainitulla sivuosalla (34) on yleinen profiili, joka on muotoiltu laajasti avoi- 35 meksi V:ksi, jolla on kaksi pituussuuntaista laippaa (35), jotka ovat myds V:n muotoisia ja ymparoivat aukkoa (32). II 9 9Π281

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mikrosahkdvent-tiili, tunnettu siita, etta mainittu aukko (32) on keskitetty kanteen, jolla on yleisesti soikea muoto ja joka on tehty ontoksi valamalla venttiilirungon sivuosaan 5 (34), joka kansi toimii istukkana tiivista kalvoa (23) vårten.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mikrosahkOvent-tiili, tunnettu siita, etta venttiilirungon sivuosaan (34) on muodostettu syvennykset (35), jotka toimivat 10 yhdessa kannatinlevyn (16) molemmilla sivuilla olevien vastaavien sivuripojen (42) kanssa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikrosahkOvent-tiili, tunnettu siita, etta akseli kulkee kappa-leen (38) lapi, jolla on pitkanomainen poikkileikkaus ja 15 joka on sijoitettu poikittain keinuvipuun (24). 10 90 2 81