1379040 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種流體輸送裝置，尤指一種結構簡化及可 使整體體積縮小之流體輸送裝置。 【先前技術】 $ 目前於各領域中無論是醫藥、電腦科技、列印、能源等 工業，產品均朝精緻化及微小化方向發展，其中微泵浦、喷 霧器、噴墨頭、工業列印裝置等產品所包含之流體輸送結構 為其關鍵技術，是以，如何藉創新結構突破其技術瓶頸，為 發展之重要内容。 請參閱第一圖A，其係為習知微泵浦結構之剖面示意 圖，習知微泵浦結構10係由閥體座11、閥體蓋體12、閥體 薄膜13、微致動器14及蓋體15所組成，其中，閥體薄膜 • 13係包含入口閥門結構131及出口閥門結構132，閥體座 11包含入口通道111、出口通道112、密封環113以及出口 暫存腔114，閥體蓋體12與微致動器14間定義形成一壓力 腔室123，閥體蓋體12包含入口閥門通道121、出口閥門通 道122、入口暫存腔124以及密封環125，閥體薄膜13設置 在閥體座11與閥體蓋體12之間。 當一電壓作用在微致動器14的上下兩極時，會產生一 電場，使得微致動器14在此電場之作用下產生彎曲，當微 致動器14朝箭號a所指之方向向下彎曲變形，將使得壓力 4 1379040 腔室123之體積增加，因而產生一吸力，以使間體薄膜13 之入口閥門結構131開啟，液體可自閥體座11上之入口通 道111被吸取進來，並流經閥體薄膜13之入口閥門結構 131、入口暫存腔124及闊體蓋體12上之入口閥門通道121 而流入壓力腔室123内（如第一圖B所示），反之當微致動 器14因電場方向改變而朝箭號b之方向向上彎曲變形時， 則會壓縮壓力腔室123之體積，使得壓力腔室123對内部之 $ 流體產生一推力，並使閥體薄膜13之入口閥門結構131、 出口閥門結構132承受一向上推力，而出口閥門結構132 將開啟，並使液體由壓力腔室123經由閥體蓋體12上之出 口閥門通道122、閥體薄膜13之出口閥門結構132以及出 口暫存腔114，而從閥體座11之出口通道112流出微泵浦 結構10外，因而完成流體之傳輸過程（如第一圖C所示）。 雖然習知微泵浦結構10能夠達到輸送流體的功能，且 藉由閥體座11之密封環113與入口閥門結構131相抵頂， • 使位於凹槽内之密封環113頂觸閥體薄膜之入口閥門結構 131而產生一預力（Preforce)作用，使得入口閥門結構131 在未作動時於閥體座11之下表面形成一間隙，以及閥體蓋 體12之密封環125與出口閥門結構132相抵頂，出口闊門 結構132亦藉由將密封環125設至於凹槽中的相同方式與閥 體蓋體12之上表面形成一間隙，有助於流體釋出時產生更 大之預蓋緊效果以防止逆流，但是整體體積因其組成結構的 關係並無法縮小，且整體的組成結構較複雜。 因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之流體輸 5 1379040 送裝置，實為目前迫切需要解決之問題。 « 【發明内容】 本案之主要目的在於提供流體輸送裝置，俾解決習知流 體輸送裝置整體體積因其組成結構的關係無法縮小，且組成 結構較複雜等缺點。 為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種流 體輸送裝置，用以傳送一流體，其係包含：閥體座，其係具 • 有出口通道；閥體蓋體，其係部分與閥體座堆疊結合，且具 有入口通道及壓力腔室；間體薄膜，其係設置於閥體座及閥 體蓋體之間；致動裝置，其週邊係固設於閥體蓋體；入口密 封構件，其係設置於閥體蓋體與致動裝置之間，且具有入口 閥門，入口閥門係設置於壓力腔室及入口通道之間。 本案之另一較廣義實施樣態為提供一種流體輸送裝 置，用以傳送流體，其係包含：閥體座，其係具有出口通道； I .閥體蓋體，其係部分與閥體座堆疊結合，且具有入口通道及 壓力腔室；出口密封構件，其係設置於閥體座及閥體蓋體之 間，且具有出口閥門，出口閥門係與閥體座相抵觸；致動裝 置，其週邊係固設於閥體蓋體；入口密封構件，其係設置於 閥體蓋體與致動裝置之間，且具有入口閥門，入口閥門係設 置於壓力腔室及入口通道之間。 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說 6 1379040 明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各 « 種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在 本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。 請參閱第二圖A，其係為本案第一較佳實施例之流體輸 送裝置之結構示意圖，如圖所示，本案之流體輸送裝置20 可適用於醫藥生技、電腦科技、列印或是能源等工業，且可 輸送氣體或是液體，但不以此為限，流體輸送裝置20主要 I 係由閥體座21、閥體蓋體22、閥體薄膜23、致動裝置24、 蓋體25以及入口密封構件26所組成，閥體蓋體22及致動 裝置24之間形成一壓力腔室226，主要用來儲存流體，該 流體輸送裝置2 0之組裝方式係將閥體薄膜2 3設置於閥體座 21及閥體蓋體22之間，並使閥體薄膜23與閥體座21及部 分闊體蓋體.22相互堆疊結合，並且於閥體蓋體22之相對應 位置設置有致動裝置24，至於入口密封構件26則設置於閥 體蓋體22與致動裝置24之間，致動裝置24係由一振動薄 • 膜241以及一致動器242組裝而成，用以驅動流體輸送裝置 20之作動，最後，再將蓋體25設置於致動裝置24上，故 其係依序將閥體座21、閥體薄膜23、閥體蓋體22、入口密 封構件26、致動裝置24及蓋體25相對應堆疊設置，以完 成流體輸送裝置20之組裝（如第二圖D所示）。 其中，閥體座21、閥體蓋體22及入口密封構件26係 為本案流體輸送裝置20中導引流體進出之主要結構，請再 參閱第二圖A並配合第二圖B及第三圖A，其中第二圖B係 為第二圖A所示之閥體座之背面結構示意圖，第三圖A係為 7 1379040 • 第一圖D之A-Λ剖面結構示意圖，如圖所示，閥體座21係 具有一出〇通道211，並且閥體薄膜23及閥體座21之間係 形成如第二圖B及第三圖A中所示之出口暫存腔212,但不 以此為限’其係由閥體座21與出口通道211相對應之位置 產生部分凹陷而形成，並與出口通道2丨1相連通，該出口暫 存腔212係用以暫時儲存流體，並使該流體由出口暫存腔 212輸送至出口通道211，再流出閥體座21之外。 • 請參閱第二圖B並配合第二圖a，其中第二圖B係為第 二圖A所示之閥體蓋體之背面結構示意圖’如圖所示，閥體 蓋體22係具有一上表面22〇及一下表面228，以及在閥體 盍體22上係具有貫穿上表面mo至下表面228之入口通道 221及出口閥門通道222，且該入口通道221係設置於與壓 力腔室226相對應之位置，而出口閥門通道222則設置於與 間體座21之出口暫存腔212相對應之位置，且與壓力腔室 226相連通。 ® 請再參閱第二圖A，閥體蓋體22之下表面228係部份 凹陷’以形成一壓力腔室226，其係與致動裝置24之致動 器242相對應設置，壓力腔室226係與出口閥門通道222 相連通，另外閥體蓋體22於環繞壓力腔室226的週邊係具 有一凹槽227，用以供入口密封構件26之密封主體261(如 第二圖A所示）設置於其上，主要藉由設置於凹槽227内之 密封主體261使閥體薄膜23與振動薄膜241之間緊密的貼 合，以防止流體外洩。 請再參閱第一圖A及第三圖a，入口密封構件2 6的組 8 1379040 成結構除了密封主體261外，更包含一入口閥門262，其係 * 與密封主體261相連接且設置於密封主體261之内圈中，可 為但不限為以一體成型的方式形成，入口閥門262係設置於 壓力腔室226及入口通道221之間。 以及，如第二圖B所示，閥體座21於環繞出口暫存腔 212週邊係具有一凹槽213,用以供一密封環27(如第二圖A 所示）設置於其上，閥體蓋體22之上表面220於環繞出口閥 _ 門通道222的週邊係具有一凹槽225，用以供密封環28(如 第二圖A所示）設置於其上，主要藉由設置於凹槽213内之 密封環27及凹槽225内之密封環28使閥體座21與閥體薄 膜23之間緊密的貼合，以防止流體外洩。 請再參閱第二圖A，閥體薄膜23主要係以傳統加工、 或黃光i虫刻、或雷射加工、或電鑄加工、或放電加工等方式 製出，且為一厚度實質上相同之薄片結構，於本實施例中， 閥體薄膜23係為一出口閥門結構，其中，閥體薄膜23係具 φ 有出口閥片233以及複數個環繞出口閥片233週邊而設置之 鏤空孔洞232,另外，在孔洞232之間更具有與出口閥片233 相連接之延伸部231。 請再參閱第二圖A、第二圖C並配合第三圖A，於閥體 蓋體22之上表面220之出口閥門通道222的邊緣係環繞設 置一微凸結構224，其係包含一水平接觸面2241，該水平接 觸面2241係與閥體薄膜23之出口閥片233相抵頂，可使得 貼合設置於閥體蓋體22上之閥體薄膜23之出口閥片233 因微凸結構224而形成一向上隆起，而閥體薄膜23之其餘 9 1379040 部分係與閥體蓋體22相抵頂，如此微凸結構224對出口閥 片233頂推而產生一預力作用，一旦’入口密封構件26之 入口閥門262開啟而使流體流入壓力腔室226内部時，閥體 薄膜23仍能與微凸結搆224形成一段封閉面的接觸，能產 生更大更佳之預蓋緊防止逆流的效果，且藉由微凸結構224 之水平接觸面2241可使闊體薄膜23在未作動時使出口閥片 233與閥體蓋體22之上表面220之間具有一間隙。 請再參閱第二圖C並配合第三圖A，於閥體蓋體22之 下表面228之入口通道221的邊緣係環繞設置一微凸結構 223 ’其係包含一水平接觸面2231，該水平接觸面2231係 與入口密封構件26之入口閥門262相抵頂·，可使得貼合設 置於閥體蓋體23上之入口閥門262因微凸結構223而形成 一向下隆起’如此微凸結構223對入口閥門262頂推而產生 一預力作用’一旦，出口閥片233開啟而使流體釋出時，入 口閥門2 6 2仍能與微凸結構2 2 3形成一段封閉面的接觸，能 產生更大更佳之預蓋緊防止逆流的效果，且藉由微凸結構 223之水平接觸面2231可使入口閥門262在未作動時使入 口閥門262與閥體蓋體22之下表面228之間具有一間隙。 當然，上述之微凸結構223及224可採用半導體製程， J如用光钱刻或鑛膜或電~技術，直接在閥體蓋體22上 成或疋直接與閥體蓋體22以一體射出成型的方式形 成，以使閥體薄膜23與閥體座21以及入口閥門262與闊體 蓋體22之間分別產生一間隙，而對入口閥門2犯及出口闊 片233頂推以產生一預力作用，有助於開啟。 1379040 因此，當致動器242受電壓致動使致動裝置24變形， ' 造成壓力腔室226之體積膨脹而產生負壓差，可使入口閥門 262開啟流體將經入口通道221流至壓力腔室226内（如第 三圖B所示），而闊體薄膜23之出口閥片233係整個平貼於 閥體座21之上，此時出口閥片233會緊貼於微凸結構224 之水平接觸面2241，而密封住閥體座21上之出口閥門通道 222，且其外圍的鏤空孔洞232及延伸部231則順勢浮貼於 I 閥體蓋體22之上，故因此閥體薄膜23之關閉作用，使流體 無法流出。其後，當施加於致動器242的電場方向改變後， 致動器242將使致動裝置24變形以使壓力腔室226收縮而 體積減小，使壓力腔室226與外界產生正壓力差，促使流體 可經由鏤空之孔洞232由壓力腔室226經出口閥門通道222 而流至閥體座21之出口暫存腔212内，並可經由出口通道 211排出，於此同時，入口密封構件26之入口閥門262(如 第三圖C所示）係會緊貼於微凸結構223之水平接觸面 • 2231，而密封住閥體蓋體22上之入口通道221，故該流體 不會通過入口閥門262而產生倒流的現象。 當以一電壓驅動致動器242時，致動裝置24產生彎曲 變形，如第三圖B所示，致動裝置24係朝箭號c所指之方 向向下彎曲變形，使得壓力腔室226之體積增加，因而產生 一吸力，使閥體薄膜23以及入口密封構件26之入口閥門 262承受一向下之拉力，並使已具有一預力之入口閥門262 迅速開啟（如第三圖B所示），使液體可大量地自閥體蓋體 22上之入口通道221被吸取進來，而流入壓力腔室226之 11 1379040 内。 . 此時，閥體薄膜23係因該向下拉力使得位於閥體薄膜 23上之出口閥片233密封住出口閥門通道222,再加上微凸 結構224與出口閥片233接觸之表面為一水平接觸面2241 型態，一旦入口閥門262開啟而使流體流入閥體蓋體22内 部時，閥體薄膜23之出口閥片233仍能與微凸結構224形 成一段封閉面的接觸，能產生更大更佳之預蓋緊防止逆流的 鲁 效果。 當致動裝置24因電場方向改變而如第三圖C所示之箭 號d向上彎曲變形時，則會壓縮壓力腔室226之體積，使得 壓力腔室226對内部之流體產生一推力，並使閥體薄膜23 及入口閥門262承受一向上推力，此時，設置於微凸結構 224上之出口閥片233其可迅速開啟（如第三圖C所示），並 使液體瞬間大量宣洩，由壓力腔室226經由閥體蓋體22上 之出口閥門通道222、閥體薄膜23上之孔洞232、閥體座 • 21上之出口暫存腔212及出口通道211而流出流體輸送裝 置20之外，因而完成流體之傳輸過程，同樣地，此時由於 入口閥門262係承受該向上之推力，因而使得入口闊門262 密封住入口通道221，再加上微凸結構223與入口閥門262 接觸之表面為一水平接觸面2231型態，一旦出口閥片233 開啟而使流體釋出時，入口閥門262仍能與微凸結構223 形成一段封閉面的接觸，能產生更大更佳之預蓋緊防止逆流 的效果，因此，藉由入口閥門262及出口閥片233配合設置 於閥體蓋體22上之微凸結構223及224之設計，可使流體 12 1379040 於傳送過程中不會產生回流的情形，達到高效率之傳輸。 ' 請參閱第四圖，其係為本案第二較佳實施例之流體輸送 裝置未作動狀態時之剖面結構示意圖，於一些實施例中，入 口通道221及出口通道211的實施態樣可為側進側出的形 式，但不以此為限，可依實際設計需要變更。 請參閱第五圖A，其係為本案第三較佳實施例之流體輸 送裝置未作動狀態時之剖面結構示意圖，如圖所示，流體輸 送裝置30主要係由閥體座21、閥體蓋體22、致動裝置24、 蓋體25、入口密封構件26以及出口密封構件31所組成， 其中閥體座21、閥體蓋體22、致動裝置24、蓋體25、入口 密封構件26之結構、設置位置及所能達成之目的及功效係 已詳述於第一較佳實施例中，因此不再贅述。 於本實施例中，主要以出口密封構件31來取代第一較 佳實施例所述之閥體薄膜23及密封環27，且其運作原理及 結構係與入口密封構件26相同，請參閱第五圖A，出口密 φ 封構件31具有一密封主體311以及一出口閥門312，密封 主體311係設置於閥體座21之凹槽213内，主要用來使閥 體座21與閥體蓋體22之間緊密的貼合，以防止流體外洩， 而出口閥門312係與密封主體311相連接且設置於密封主體 311之内圈中，可為但不限為以一體成型的方式形成，出口 閥門312係設置於出口暫存腔212内且與閥體蓋體21之微 凸結構224相抵觸。 微凸結構224之水平接觸面2241與出口密封構件31 之出口閥門312相抵頂，可使得貼合設置於閥體蓋體23上 13 1379040 之出口閥門312因微凸結構224而形成一向上隆起，如此微 * 凸結構224對出口閥門312頂推而產生一預力作用，且藉由 微凸結構224之水平接觸面2241可使出口閥門312在未作 動時使出口閥門312與閥體蓋體22之間具有一間隙。 當以一電壓驅動致動器242時，致動裝置24產生彎曲 變形，如第五圖B所示，致動裝置24係朝箭號c所指之方 向向下彎曲變形，使得壓力腔室226之體積增加，因而產生 一吸力，使出口密封構件31之出口閥門312以及入口密封 構件26之入口閥門262承受一向下之拉力，並使已具有一 預力之入口閥門262迅速開啟，使液體可大量地自閥體蓋體 22上之入口通道221被吸取進來，而流入壓力腔室226之 内。 此時，出口密封構件31係因該向下拉力使得位於出口 閥門312密封住出口閥門通道222，再加上微凸結構224與 出口閥門312接觸之表面為一水平接觸面2241型態，一旦 φ 入口閥門262開啟而使流體流入閥體蓋體22内部時，出口 閥門312仍能與微凸結構224形成一段封閉面的接觸，能產 生更大更佳之預蓋緊防止逆流的效果。 當致動裝置24因電場方向改變而如第五圖C所示之箭 號d向上彎曲變形時，則會壓縮壓力腔室226之體積，使得 壓力腔室226對内部之流體產生一推力，並使出口閥門312 及入口閥門262承受一向上推力，此時，設置於微凸結構 224上之出口閥門312其可迅速開啟，並使液體瞬間大量宣 •洩，由壓力腔室226經由閥體蓋體22上之出口閥門通道 14 1379040 222、閥體座21上之出口暫存腔212及出口通道211而流出 * 流體輸送裝置30之外，因而完成流體之傳輸過程，同樣地， 此時由於入口閥門2 6 2係承受該向上之推力，因而使得入口 閥門262密封住入口通道221，再加上微凸結構223與入口 閥門262接觸之表面為一水平接觸面2231型態，一旦出口 閥門312開啟而使流體釋出時，入口閥門262仍能與微凸結 構223形成一段封閉面的接觸，能產生更大更佳之預蓋緊防 止逆流的效果，因此，藉由入口閥門262及出口閥門312 配合設置於閥體蓋體22上之微凸結構223及224之設計， 可使流體於傳送過程中不會產生回流的情形，達到高效率之 傳輸。 综上所述，本案之流體輸送裝置藉由入口密封構件將習 知入口暫存腔去除，直接讓入口通道與壓力腔室相連接，可 縮小整體體積，且藉由入口密封構件除了可使閥體蓋體與致 動裝置緊密結合外，更可利用入口閥門的開啟或關閉來控制 φ 流體的進入及防止逆流。另外，更可利用出口密封構件來取 代閥體薄膜，可使閥體蓋體與閥體座緊密結合外，更可利用 出口閥門的開啟或關閉來控制流體的排出及防止逆流。是 以，本案之流體輸送裝置極具產業之價值，爰依法提出申請。 本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然 皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 15 1379040 【圖式簡單說明】 第一圖A:其係為習知微泵浦結構之剖面示意圖。 第一圖B:其係為第一圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 第一圖C:其係為第一圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圓。 第二圖A :其係為本案第一較佳實施例之流體輸送裝置之結 構示意圖。 第二圖B:其係為第二圖A所示之閥體座之背面結構示意圖。 第二圖C:其係為第二圖A所示之閥體蓋體之背面結構示意 圖。 第二圖D:其係為第二圖A之組裝結構示意圖。 第三圖A:其係為第二圖D之A-A剖面結構示意圖。 第三圖B :其係為第三圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 第三圖C :其係為第三圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 第四圖：其係為本案第二較佳實施例之流體輸送裝置未作動 狀態時之剖面結構示意圖。 第五圖A :其係為本案第三較佳實施例之流體輸送裝置未作 動狀態時之剖面結構示意圖。 第五圖B:其係為第五圖A之壓力腔室膨脹狀態示意圖。 第五圖C:其係為第五圖A之壓力腔室壓縮狀態示意圖。 16 1379040 【主要元件符號說明】 微泵浦結構：10 閥體座：11、21 入口通道：111、221 出口通道:112、211 密封環：113、125、27、28 出口暫存腔：114、212 閥體蓋體:12、22 入口閥門通道：121 出口閥門通道：122、222 壓力腔室：123、226 入口暫存腔：124 閥體薄膜：13、23 入口閥門結構：131 出口闊門結構：132 微致動器：14 蓋體：15、25 流體輸送裝置：20、30 上表面：220 下表面：228 微凸結構：223、224 水平接觸面：2231、2241 延伸部：231 孔洞：232 入口閥門：262 出口閥片：233 致動裝置：24 振動薄膜：241 致動器：242 凹槽：213、225、227 入口密封構件·‘ 26 密封主體：261、311 出口密封構件：31 出口閥門：312 17