CN101408164B - 大流量流体输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种大流量流体输送装置，包含：阀体座、阀体盖体、阀体薄膜以及致动装置，阀体薄膜设置于阀体座及阀体盖体之间，致动装置包含致动器以及具有震动薄膜、多个固定块、传动块以及转接板的震动单元，震动薄膜设置于阀体盖体上，固定块连接于震动薄膜，传动块与震动薄膜相连接，转接板连接于传动块上且延伸设于固定块上，致动器设置于转接板上；当施以操作频率10Hz-50Hz于致动器，将带动转接板产生形变，以推挤传动块及震动薄膜，使阀体盖体的压力腔室体积改变，驱动阀体薄膜的阀开关结构启闭，使流经压力腔室的流体达到10cc/min以上的大流量传输。

Description

大流量流体输送装置

技术领域

本发明是关于一种流体输送装置，尤指一种适用于微泵结构的大流量流体输送装置。

背景技术

目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微泵、喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的流体输送结构为其关键技术，因此，如何通过创新结构突破其技术瓶颈，为发展的重要内容。

请参阅图1(a)，其为现有微泵结构于未作动时的结构示意图，现有微泵结构10包含入口通道13、微致动器15、传动块14、隔层膜12、压缩室111、基板11以及出口通道16，其中基板11与隔层膜12间限定形成一压缩室111，主要用来储存液体，将因隔层膜12的形变影响而使得压缩室111的体积受到改变。

当一电压作用在微致动器15的上下两极时，会产生一电场，使得微致动器15在此电场的作用下产生弯曲而向隔层膜12及压缩室111方向移动，由于微致动器15设置于传动块14上，因此传动块14能将微致动器15所产生的推力传递至隔层膜12，使得隔层膜12也跟着被挤压变形，即如图1(b)所示，液体即可依图中箭号X的方向流动，使由入口通道13流入后储存于压缩室111内的液体受挤压，而经由出口通道16流向其它预先设定的空间，以达到供给流体的目的。

请再参阅图2，其为图1(a)所示的微泵结构的俯视图，如图所示，当微泵结构10作动时流体的输送方向是如图中标号Y的箭头方向所示，入口扩流器17为两端开口大小不同的锥状结构，开口较大的一端是与入口流道191相连接，而以开口较小的一端与微压缩室111连接，同时，连接压缩室111及出口流道192的扩流器18是与入口扩流器17同向设置，其因此开口较大的一端连接于压缩室111，而以开口较小的一端与出口流道192相连接，由于连接于压缩室111两端的入口扩流器17及出口扩流器18为同方向设置，故可利用扩流器两方向流阻不同的特性，及压缩室111体积的涨缩使流体产生单方向的净流率，以使流体可自入口流道191通过入口扩流器17流入压缩室111内，再由出口扩流器18经出口流道192流出。

此种无实体阀门的微泵结构10容易产生流体大量回流的状况，所以为促使流率增加，压缩室111需要有较大的压缩比，以产生足够的腔压，故需要耗费较高的成本在致动器15上。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的大流量流体输送装置，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种大流量流体输送装置，主要由阀体座、阀体薄膜、阀体盖体及致动装置堆迭而成，其是通过由致动装置的致动器作动时，将带动转接板产生形变，以推挤传动块及震动薄膜，使介于震动薄膜及阀体盖体间的压力腔室体积改变，以产生正负的压力差，同时，由于阀体薄膜上的阀门结构其开合反应迅速，使得压力腔室于涨缩的瞬间可产生较大的流体吸力与推力，故可使流体达到高效率的传输，并可有效阻挡流体的逆流，以解决现有技术的微泵结构于流体的传送过程中易产生流体回流的现象。

为达上述目的，本发明的一较广义实施样态为提供一种大流量流体输送装置，用以传送流体，其包含：阀体座；阀体盖体，其设置于阀体座上，且具有压力腔室；阀体薄膜，其设置于阀体座及阀体盖体之间，并具有至少一个阀开关结构；以及致动装置，其包含致动器以及震动单元，其中震动单元具有震动薄膜、多个固定块、传动块以及转接板，震动薄膜设置于阀体盖体上，用以封闭压力腔室，多个固定块连接于震动薄膜的两侧边，传动块设置于多个固定块之间且与震动薄膜相连接，转接板连接于传动块上且两侧延伸固设于多个固定块上，致动器设置于转接板上且相对应设置于多个固定块之间；其中，当施以操作频率10Hz-50Hz于致动装置的致动器上，致动器将带动转接板产生形变，以推挤传动块及震动薄膜，使压力腔室体积改变，进而驱动阀开关结构的启闭作用，以使流经压力腔室的该流体达到10cc/min以上的大流量传输。

附图说明

图1(a)为现有微泵结构于未作动时的结构示意图。

图1(b)为图1(a)于作动时的结构示意图。

图2为图1(a)所示的微泵结构的俯视图。

图3为本发明第一较佳实施例的大流量流体输送装置的结构示意图。

图4为图3所示的阀体座侧面结构示意图。

图5(a)为图3所示的阀体盖体的背面结构示意图。

图5(b)为图5(a)的剖面结构示意图。

图6(a)至图6(c)为图3所示的阀体薄膜结构示意图。

图7(a)为图3所示的致动装置及阀体盖座的结构示意图。

图7(b)为图3所示的另一致动装置及阀体盖座的结构示意图。

图8(a)为本发明较佳实施例的大流量流体输送装置的未作动状态示意图。

图8(b)为图8(a)的压力腔室膨胀状态示意图。

图8(c)为图8(b)的压力腔室压缩状态示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图3，其为本发明第一较佳实施例的大流量流体输送装置的结构示意图，如图所示，本发明的大流量流体输送装置20可适用于医药生技、电脑科技、打印或是能源等工业，且可输送气体或是液体，但不以此为限，大流量流体输送装置20主要是由阀体座21、阀体盖体22、阀体薄膜23、多个暂存室、致动装置24及盖体25所组成，其中阀体座21、阀体盖体22、阀体薄膜23形成一流体阀座201，且在阀体盖体22及致动装置24之间形成一压力腔室226，主要用来储存流体。

该大流量流体输送装置20的组装方式是将阀体薄膜23设置于阀体座21及阀体盖体22之间，并使阀体薄膜23与阀体座21及阀体盖体22相对应设置，且在阀体薄膜23与阀体盖体22之间形成一第一暂存室，而在阀体薄膜23与阀体座21之间形成一第二暂存室，并且于阀体盖体22上的相对应位置还设置有致动装置24，致动装置24主要用以驱动大流量流体输送装置20的作动，最后，再将盖体25设置于致动装置24的上方，故其是依序将阀体座21、阀体薄膜23、阀体盖体22、致动装置24及盖体25相对应堆迭设置，以完成流体输送装置20的组装。

其中，阀体座21及阀体盖体22为本发明大流量流体输送装置20中导引流体进出的主要结构，请参阅图4并配合图3，其中图4为图3所示的阀体座的侧面结构示意图，如图所示，阀体座21具有一个入口流道211以及一个出口流道212，流体可由外界输入，通过入口流道211传送至阀体座21上表面210的一开口213，并且，于本实施例中，阀体薄膜23及阀体座21之间所形成的第二暂存室即为图中所示的出口暂存腔215，但不以此为限，其是由阀体座21的上表面210于与出口流道212相对应的位置产生部分凹陷而形成，并与出口流道212相连通，该出口暂存腔215是用以暂时储存流体，并使该流体由出口暂存腔215通过一开口214而输送至出口通道212，再流出阀体座21之外。以及，在阀体座21上更具有多个凹槽结构，用以供一密封环26(如图8(a)所示)设置于其上，于本实施例中，阀体座21具有环绕开口213周边的凹槽216、218，及环绕于出口暂存腔215周边的凹槽217。请参阅图5(a)并配合图3，其中图5(a)为图3所示的阀体盖体的背面结构示意图，如图所示，阀体盖座22具有一上表面220及一下表面228，以及在阀体盖座22上也具有贯穿上表面220至下表面228的入口阀门通道221及出口阀门通道222，且该入口阀门通道221设置于与阀体座21的开口213相对应的位置，而出口阀门通道222则设置于与阀体座21的出口暂存腔215内的开口214相对应的位置，并且，于本实施例中，阀体薄膜23及阀体盖体22之间所形成的第一暂存室即为图中所示的入口暂存腔223，且不以此为限，其是由阀体盖体22之下表面228于与入口阀门通道221相对应的位置产生部份凹陷而形成，且其连通于入口阀门通道221。

请参阅图5(b)，其为图5(a)的剖面结构示意图，如图所示，阀体盖体22的上表面220是部份凹陷，以形成一压力腔室226，其是与致动装置24的致动器242相对应设置，压力腔室226是通过入口阀门通道221连通于入口暂存腔223，并同时与出口阀门通道222相连通。

请参阅图7(a)并配合图3，其中图7(a)为图3所示的致动装置及阀体盖座的结构示意图，如图所示，本发明的致动装置24设置于阀体盖体22上，且主要是由一震动单元241以及一致动器242所构成，其中震动单元241则包含有震动薄膜2411、多个固定块2412、传动块2413以及转接板2414，阀体盖体22将因震动薄膜2411的形变影响而使得压力腔室226的体积受到改变，而震动薄膜2411固设于阀体盖体22上，可用来将压力腔室226的一侧边封闭。

多个固定块2412设置于震动薄膜2411的两侧边，而传动块2413同样设置于震动薄膜2411上且位于该多个固定块2412之间并相对应于压力腔室226设置，而转接板2414其连接于传动块2413上且两侧分别延伸固设于固定块2412上，至于，致动器242设置于转接板2414上且相对应设置于多个固定块2412之间，致动器242的两端为自由端并未被转接板2414固定住。

当一电压作用在致动器242时，会产生一方向向下的电场，使得致动器242在此电场的作用下会产生一形变作用，即如图7(a)所示X及Y方向所指的方向形变，因致动器242的底部连接于转接板2414上，转接板2414的两侧则固定于两固定块2412上，而中间则与传动块2413连接，可让转接板2414产生连动且跟着形变，即如图7(a)标号E的箭头方向所指虚线的形变，使得位于转接板2414下方的传动块2413能将转接板2414所产生的推力传递至震动薄膜2411，以推动震动薄膜2411产生致动位移量，即如图7(a)标号F的箭头方向所指虚线的形变，进而改变压力腔室226的体积，使得压力腔室226原先预存的流体，向其它预先设定的空间流动，达到供给流体的目的。

由于本实施例的致动器242的两端为一自由端，因此当致动器242受电场作用时，其不仅能产生形变，且其两端侧为自由端，相对可产生形变量较大，故整体产生形变量较不受到限制，进而能产生推动震动薄膜2411的位移量较大。

为了增加震动薄膜2411的体积变化量，传动块2413的宽度愈宽愈好，但该传动块2413的宽度愈宽，将使其与转接板2414接触面积也愈大，相对也会限制转接板2414所产生的弯曲位移量，因此，传动块2413的设计需与转接板2414及震动薄膜2411的尺寸相配合，以使震动薄膜2411得到最佳的位移量及其体积变化量，于本实施例中，传动块2413与转接板2414接触的面积可同于与震动薄膜2411接触的面积，但不以此为限，于一些实施例中，传动块2413的较佳形状可为呈现“凸”字形的凸形结构2415(如图7(b)所示)，凸形结构2415与转接板2414接触的面积是较小于与震动薄膜2411接触面积，可让转接板2414受到较少的限制，使转接板2414产生较大的致动位移量，而凸形结构2415与震动薄膜2411侧接触的面积较大，可让震动薄膜2411的等效体积变化量变大。

当致动器242受电压致动使致动装置24上凸变形，造成压力腔室226的体积膨胀而产生负压差，可使流体经入口阀门通道221流至压力腔室226内，其后，当施加于致动器242的电场方向改变后，致动器242将使致动装置24下凹变形压力腔室226收缩而体积减小，使压力腔室226与外界产生正压力差，促使流体由出口阀门通道222流出压力腔室226之外，于此同时，同样有部分流体会流入入口阀门通道221及入口暂存室223内，然而由于此时的入口阀门结构231(如图6(c)所示)为使受压而关闭的状态，故该流体不会通过入口阀片231而产生倒流的现象，至于暂时储存于入口暂存腔223内的流体，则于致动器242再受电压致动，重复使致动装置24再上凸变形而增加压力腔室226体积时，再由入口暂存腔223经至入口阀门通道221而流入压力腔室226内，以进行流体的输送。

另外，阀体盖体22上同样具有多个凹槽结构，以本实施例为例，在阀体盖座22的上表面220具有环绕压力腔室226而设置的凹槽227，而在下表面228上则具有环绕设置于入口暂存腔223的凹槽224、环绕设置于出口阀门通道222的凹槽225以及凹槽229，同样地，上述凹槽结构是用以供一密封环27(如图8(a)所示)设置于其中。

请参阅图6(a)并配合图3，其中图6(a)为图3所示的阀体薄膜的结构示意图，如图所示，阀体薄膜23主要因此传统加工、或黄光蚀刻、或激光加工、或电铸加工、或放电加工等方式制出，且为一厚度相同的薄片结构，其上具有多个镂空阀开关，包含第一阀开关以及第二阀开关，于本实施例中，第一阀开关为入口阀门结构231，而第二阀开关为出口阀门结构232，其中，入口阀门结构231具有入口阀片2313以及多个环绕入口阀片2313周边而设置的镂空孔洞2312，另外，在孔洞2312之间还具有与入口阀片2313相连接的延伸部2311，当阀体薄膜23承受一自压力腔室226传递而来向下的应力时，如图8(c)所示，入口阀门结构231是整个向下平贴于阀体座21之上，此时入口阀片2313会紧靠凹槽216上密封环26突出部分，而密封住阀体座21上的开口213，且其外围的镂空孔洞2312及延伸部2311则顺势浮贴于阀体座21之上，故因此入口阀门结构231的关闭作用，使流体无法流出。

而当阀体薄膜23受到压力腔室226体积增加而产生的吸力作用下，由于设置于阀体座21的凹槽216内的密封环26已提供入口阀门结构231一预力(Preforce)，因而入口阀片2313可通过由延伸部2311的支撑而产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，当因压力腔室226的负压而使入口阀门结构231往上产生位移(如图6(b)所示)，此时，流体则可通过镂空的孔洞2312由阀体座21流至阀体盖体22的入口暂存腔223，并通过入口暂存腔223及入口阀门通道221传送至压力腔室226内，如此一来，入口阀门结构231即可因应压力腔室226产生的正负压力差而迅速的开启或关闭，以控制流体的进出，并使流体不会回流至阀体座21上。

同样地，位于同一阀体薄膜23上的另一阀门结构则为出口阀门结构232，其中的出口阀片2323、延伸部2321以及孔洞2322的作动方式均与入口阀门结构231相同，因而不再赘述，惟出口阀门结构232周边的密封环26设置方向是与入口阀门结构231的密封环27反向设置，如图6(c)所示，因而当压力腔室226压缩而产生一推力时，设置于阀体盖体22的凹槽225内的密封环27将提供出口阀门结构232一预力(Preforce)，使得出口阀片2323可通过由延伸部2321的支撑而产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，当因压力腔室226的正压而使出口阀门结构232往下产生位移，此时，流体则可通过镂空的孔洞2322由压力腔室226经阀体盖体22而流至阀体座21的出口暂存腔215内，并可通过开口214及出口流道212排出，如此一来，则可通过出口阀门结构232开启的机制，将流体自压力腔室226内泄出，以达到流体输送的功能。

请参阅图8(a)，其为本发明较佳实施例的大流量流体输送装置的未作动状态示意图，于本实施例中，所有的凹槽结构216、217、218分别设置密封环26，而凹槽224、225、229内也分别设置密封环27，其材质为可耐化性佳的橡胶材料，且不以此为限，其中，设置于阀体座21上环绕开口213的凹槽216内的密封环可为一圆环结构，其厚度是大于凹槽216深度，使得设置于凹槽216内的密封环26是部分凸出于阀体座21的上表面210构成一微凸结构，因而使得贴合设置于阀体座21上的阀体薄膜23的入口阀门结构231的入口阀片2313因密封环26的微凸结构而形成一向上隆起，而阀体薄膜23的其余部分是与阀体盖体22相抵顶，如此微凸结构对入口阀门231顶推而产生一预力(Preforce)作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流，且由于密封环26向上隆起的微凸结构是位于阀体薄膜23的入口阀门结构231处，故使入口阀门结构231在未作动时使入口阀片2313与阀体座21的上表面210之间具有一间隙，同样地，当密封环27设置于环绕出口阀门通道222的凹槽225内时，由于其密封环27设置于阀体盖体22的下表面228，因而该密封环27是使阀体薄膜23的出口阀门结构向下凸出而形成一向下隆起于阀体盖体22的微凸结构，此微凸结构仅其方向与形成于入口阀门结构231的微凸结构为反向设置，然而其功能均与前述相同，因而不再赘述。至于其余分别设置于凹槽结构217、218及224、229以及227内的密封环26、27及28，主要用来分别使阀体座21与阀体薄膜23、阀体薄膜23与阀体盖体22以及阀体盖体22与致动装置24之间紧密贴合时，防止流体外泄。

当然，上述的微凸结构除了使用凹槽及密封环来搭配形成外，于一些实施例中，阀体座21及阀体盖体22的微凸结构也可采用半导体工艺，例如：黄光蚀刻或镀膜或电铸技术，直接在阀体座21及阀体盖体22上形成。

请同时参阅图8(a)、(b)、(c)，如图所示，当盖体25、致动装置24、阀体盖体22、阀体薄膜23、密封环26以及阀体座21彼此对应组装设置后，阀体座21上的开口213是与阀体薄膜23上的入口阀门结构231以及阀体盖体22上的入口阀门通道221相对应，且阀体座21上的开口214则与阀体薄膜23上的出口阀片232以及阀体盖体22上的出口阀门通道222相对应，并且，由于密封环26设置于凹槽216内，使得阀体薄膜23的入口阀门结构231微凸起于阀体座21之上，并通过由位于凹槽216内的密封环26顶触阀体薄膜23而产生一预力((Preforce)作用，使得入口阀门结构231在未作动时则与阀体座21的上表面210形成一间隙，同样地，出口阀门结构232也通过由将密封环27设至于凹槽225中的相同方式与阀体盖体22的下表面228形成一间隙。

当以一电压驱动致动器242时，致动装置24发生弯曲变形，如图8(b)所示，致动装置24是朝箭号a所指的方向向上弯曲变形，使得压力腔室226的体积增加，因而产生一吸力，使阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受一向上的拉力，并使已具有一预力(Preforce)的入口阀门结构231的入口阀片2313迅速开启(如图6(b)所示)，使液体可大量地自阀体座21上的入口通道211被吸取进来，并流经阀体座21上的开口213、阀体薄膜23上的入口阀门结构231的孔洞2312、阀体盖体22上的入口暂存腔223、入口阀片通道221而流入压力腔室226之内，此时，由于阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受该向上拉力，故位于另一端的出口阀门结构232因该向上拉力使得位于阀体薄膜23上的出口阀片2323密封住出口阀门通道222，而使得出口阀门结构232关闭，因而流体逆流。

当致动装置24因电场方向改变而如图8(c)所示的箭号b向下弯曲变形时，则会压缩压力腔室226的体积，使得压力腔室226对内部的流体产生一推力，并使阀体薄膜23的入口阀门结构231、出口阀门结构232承受一向下推力，此时，设置于凹槽225内的密封环27上出口阀门结构232的出口阀片2323其可迅速开启(如图6(c)所示)，并使液体瞬间大量宣泄，由压力腔室226通过阀体盖体22上的出口阀门通道222、阀体薄膜23上的出口阀门结构232的孔洞2322、阀体座21上的出口暂存腔215、开口214及出口通道212而流出流体输送装置20之外，因而完成流体的传输过程，同样地，此时由于入口阀门结构231是承受该向下的推力，因而使得入口阀片2313密封住开口213，因而关闭入口阀门结构231，使得流体不逆流，并且，通过由入口阀门结构231及出口阀门结构232配合设置于阀体座21及阀体盖体22上的凹槽216、225内的密封环26、27的设计，可使流体于传送过程中不会产生回流的情形，达到高效率的传输。

另外，于本实施例中，阀体座21以及阀体盖体22的材质可采用热塑性塑胶材料，例如聚碳酸酯树酯(Polycarbonate PC)、聚讽(Polysulfone，PSF)、ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene)、纵性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PolyphenyleneSulfide，PPS)、对位性聚苯乙烯(SPS)、聚苯醚(PPO)、聚缩醛(Polyacetal，POM)、聚对苯二甲酸二丁酯(PBT)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、环状烯烃聚合物(COC)等热塑性塑胶材料，但不以此为限，且于本实施例中，压力腔室226的深度是介于100μm至300μm之间，直径介于10mm～30mm之间，且不以此为限。

于本实施例中，该阀体薄膜23与阀体座21及阀体盖体22之间之间隙距离可为10μm至790μm，且最佳者为180μm至300μm，且于一些实施例中，该致动装置24的震动薄膜2411与阀体盖体22间的分隔距离，即间隙，可为10μm至790μm，较佳者为100μm至300μm。

而阀体薄膜23是可以传统加工或黄光蚀刻或激光加工或电铸加工或放电加工等方式制出，其材质可为任何耐化性佳的有机高分子材料或金属，当阀体薄膜23采用该高分子材料，其弹性系数为2Gpa～20Gpa，例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)，其弹性系数，即杨氏系数(E值)可为10GPa，当阀体薄膜23采用金属材料时，例如铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金或不锈钢等金属材料，其杨氏系数为2GPa～240GPa，若该金属材料为铝金属，其弹性系数为70GPa，或是镍金属，其弹性系数为210GPa，或是不锈钢金属，其弹性系数为240GPa等，且不以此为限。至于阀体薄膜23的厚度可介于10μm至50μm，最佳者为21μm至40μm。

以下分别就阀体薄膜23使用不同材质时所制成的方法提出说明。

当阀体薄膜23的材质为聚亚酰胺(Polyimide，PI)时，其制造方法主要是利用反应离子气体干蚀刻(reactive ion etching，RIE)的方法，以感旋光性光刻胶涂布于阀门结构之上，并曝光显影出阀门结构图案后，再以进行蚀刻，由于有光刻胶覆盖处会保护聚亚酰胺(Polyimide，PI)片不被蚀刻，因而可蚀刻出阀体薄膜23上的阀门结构。

若阀体薄膜23的材质为不锈钢金属，则可以黄光蚀刻、激光加工及机械加工等制出阀门结构，其中黄光蚀刻的方式得到在不锈钢片上的阀门结构的光刻胶图案，再浸泡于FeCl₃加HCl溶液中进行湿蚀刻，与前述方法类似，有光刻胶覆盖处会保护不锈钢片不被蚀刻，因而可蚀刻出阀体薄膜23上的阀门结构。

以及，若是阀体薄膜23的材质为金属镍，则是利用电铸成形的方法，同样利用黄光蚀刻方法，得到在不锈钢基板上的阀门结构的光刻胶图案，然后进行镍电铸，有光刻胶覆盖处不会电铸，当电铸的镍金属达一定厚度后，将其从不锈钢基板上脱离，则可得到具阀门结构231、232的阀体薄膜23。

另外，除了上述的制造方法之外，应用于阀体薄膜23的所有材质均可用精密冲孔的加工方法，或是应用传统机械加工方式、激光加工或电铸加工或放电加工等方式制作出其上的阀片结构，但不以此为限。

而，致动装置24内的致动器242为一压电板，可采用高压电系数的锆钛酸铅(PZT)系列的压电粉末制造而成，其中致动器242的厚度可介于100μm至500μm之间，较佳厚度为150μm至250μm，杨氏系数为100GPa至150GPa，且不以此为限。

而震动薄膜2411的厚度为10μm至300μm，较佳厚度为100μm至250μm，其材质可为一单层金属所构成，例如不锈钢金属，其杨氏系数为240Gpa，厚度是介于140μm至160μm，例如铜，其杨氏系数为100Gpa，厚度是介于190μm至210μm，且不以此为限，或其材质可为金属材料上贴附一层耐生化高分子薄板以构成的双层结构，。

为了因应大流量流体传输的需求，可于致动装置24的致动器242上施予操作频率为10Hz-50Hz，并配合以下条件：

致动器242的厚度约为100μm至500μm的刚性特性，较佳厚度为150μm至250μm，杨氏系数约为100-150Gpa。

以及震动薄膜2411的厚度为10μm至300μm之间，较佳厚度为100μm至250μm，杨氏系数为60-300GPa，其材质可为一单层金属所构成，例如不锈钢金属，其杨氏系数为240Gpa，厚度是介于140μm至160μm，例如铜，其杨氏系数为100Gpa，厚度是介于190μm至210μm，且不以此为限，或其材质可为金属材料上贴附一层耐生化高分子薄板以构成的双层结构。

该压力腔室226的深度是介于100μm至300μm之间，直径介于10~30mm之间。

阀体薄膜23上的阀门结构231、232的厚度为10μm至50μm，杨氏系数为2Gpa～240Gpa，可为任何耐化性佳的有机高分子材料或金属，该阀体薄膜23采用该高分子材料，其弹性系数为2Gpa～20Gpa，例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)，其弹性系数，即杨氏系数(E值)可为10Gpa，该阀体薄膜23采用金属材料，例如铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金或不锈钢等金属材料，其杨氏系数为2Gpa～240GPa，铝金属弹性系数为70GPa，或是镍金属弹性系数为210GPa，或是不锈钢金属弹性系数为2406pa以及，阀体薄膜23与阀体座21及阀体盖体22之间之间隙距离可为10μm至790μm，且最佳者为180μm至300μm。

由上述致动器242、震动薄膜2411、压力腔室226及阀体薄膜23等相关参数条件搭配，则可驱动阀体薄膜23的入口阀门结构231及出口阀门结构232进行启闭作用，驱使流体进行单向流动，并使流经压力腔室226的流体能达到每分钟10cc以上的大流量输出。

本发明的大流量流体传输装置20可通过致动装置24的驱动，且阀体薄膜23及其上一体成形的入口阀门结构231可配合设置于阀体座21的凹槽216内的软性密封环26，使入口阀门结构231开启而将流体输送至压力腔室226，再因致动装置24改变压力腔室226的体积，因而使出口阀门结构232配合设置于阀体盖体22上的凹槽225内的软性密封环27而开启，以使流体输送至压力腔室226之外，由于压力腔室226于体积涨缩的瞬间可产生较大的流体吸力与推力，配合阀体薄膜23上的阀门结构其迅速的开合反应，使得故可使流体达到大流量的传输，并有效阻挡流体的逆流。

综上所述，本发明的大流量流体输送装置是适用于微泵结构，主要由阀体座、阀体薄膜、阀体盖体、震动薄膜及致动装置堆迭而成，其是通过由致动器的压电致动，使得压力腔室的体积改变，进而开启或关闭成形于同一阀体薄膜上的入口/出口阀门结构，配合软性密封环及设置于阀体座或阀体盖体上的凹槽，而进行流体的输送，由于本发明的大流量流体输送装置是可输送气体及流体，不仅有极佳的流率与输出压力，可于初始状态自我汲取液体，还具有高精度控制性，且因其可输送气体，因此于流体输送过程更可排除气泡，以达到高效率的传输。

另外，致动器的底部是与转接板连接固定，而转接板两端连接固定于两固定块上，使得转接板在致动器的带动下也可视为一可形变体，且致动器的两端并未连接固定于固定块上可视为一自由端，当致动器受电场作用时，致动器不仅能产生形变，且其两端侧为自由端，相对可产生形变量较大，故整体产生形变量较不受到限制，进而能提升推动震动薄膜的位移量。因此，本发明的大流量流体输送装置极具产业的价值。

Claims (13)

1.一种大流量流体输送装置，用以传送一流体，其包含：

一阀体座；

一阀体盖体，其设置于该阀体座上，且具有一压力腔室；

一阀体薄膜，其设置于该阀体座及该阀体盖体之间，并具有至少一个阀开关结构；以及

一致动装置，其包含一致动器以及一震动单元，其中该震动单元具有一震动薄膜、多个固定块、一传动块以及一转接板，该震动薄膜设置于该阀体盖体上，用以封闭该压力腔室，多个固定块连接于该震动薄膜的两侧边，该传动块设置于该多个固定块之间且与该震动薄膜相连接，该转接板连接于该传动块上且两侧延伸固设于该多个固定块上，该致动器设置于该转接板上且相对应设置于该多个固定块之间；

其中，当施以操作频率10Hz-50Hz于该致动装置的该致动器上，该致动器将带动该转接板产生形变，以推挤该传动块及该震动薄膜，使该压力腔室体积改变，进而驱动该阀开关结构的启闭作用，以使流经该压力腔室的该流体达到10cc/min以上的大流量传输。

2.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该传动块与该转接板接触的面积是较小于该传动块与该震动薄膜接触的面积。

3.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该传动块与该转接板接触的面积是等同于该传动块与该震动薄膜接触的面积。

4.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该传动块为一凸形结构。

5.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该阀体座及该阀体盖体分别具有一微凸结构，且该微凸结构是由于该阀体座及该阀体盖体上的多个凹槽内分别设置一密封环所形成，而该密封环是部份突出于该凹槽。

6.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该阀体薄膜的材质为高分子材料，且其弹性模数为2GPa～20GPa。

7.根据权利要求5所述的大流量流体输送装置，其特征在于该阀体薄膜的该阀开关结构是分别与该阀体座及该阀体盖体的该微凸结构相抵触以形成一预力，并使该阀开关结构与该阀体座以及该阀体盖体之间分别形成一间隙，且该间隙的距离为10μm至790μm。

8.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该震动薄膜的厚度为10μm至300μm。

9.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该震动薄膜的厚度为100μm至250μm。

10.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该震动薄膜的杨氏系数为60GPa至300GPa。

11.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该致动器的杨氏系数为100GPa至150GPa。

12.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该致动器的厚度为100μm至500μm。

13.根据权利要求1所述的大流量流体输送装置，其特征在于该致动器的最佳厚度为150μm至250μm。

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