[实用新型]用于流体的连续喷射的微流体设备和系统

说明书

本公开的各实施例涉及用于流体的连续喷射的微流体设备和系统。一种微流体设备，包括：横向界定腔室的半导体主体；形成膜的中间结构，每个膜在顶部界定对应腔室；以及覆盖中间结构的喷嘴主体。对于每个腔室，设备包括：对应的压电致动器；穿过中间结构并且与腔室连通的供应通道；以及穿过喷嘴主体并且与供应通道连通的喷嘴。每个致动器可以被控制以便：i)在静止状况下操作，以使对应腔室内的流体的压力等于如下值：以便流体穿过供应通道并且以连续流的形式从喷嘴中喷射；ii)在活动状况下操作，在活动状况中，它引起对应膜的变形，并且引起流体的压力的随之而来的变化，从而引起连续流的暂时中断。提供了喷嘴堵塞的风险低的微流体设备。

技术领域

本公开涉及用于流体的连续喷射的微流体设备和系统。

背景技术

众所周知，对于喷涂油墨、香料等，已经提出使用小尺寸的微流体设备，其可以使用低成本的MEMS(微电极机械系统)制造技术来获得。

通常，微流体设备包括多个单元，多个单元中的每个单元包括适于包含液体的腔室，并且包括喷嘴，在要打印的介质的方向上，液体可以通过喷嘴以液滴的形式从微流体设备离开。

更详细地，按需滴落(DoD)类型的微流体设备是已知的，其中单元具有通常是热或压电类型的致动器，该致动器可以被电子地控制以便强制单个液滴通过喷嘴的喷射；在没有致动器的作用的情况下，腔室中的液体没有足够的压力来使液滴能够通过喷嘴。因此，根据期望的打印来驱动单元的致动器。因此，可能发生的是，喷嘴针对较长的时间段未被油墨穿过，在这种情况下，可能在喷嘴中形成不期望的结垢。

同样已知的是具有连续喷射的油墨的类型的微流体设备，其使得能够通过每个喷嘴进行稳定的油墨流的喷射。此外，每个单元具有可用的相应的热致动器，该热致动器可以被控制，以引起上述流的扰动，以便使流分成液滴。特别地，热致动器加热该流的一部分，以便局部地降低粘度和表面张力，从而从油墨流开始引起一系列液滴的产生。液滴的尺寸取决于由热致动器生成的热脉冲的持续时间并且取决于流速。此外，较大尺寸的液滴被朝向要打印的介质被引导，而较小尺寸的液滴通过再循环系统被回收；换句话说，较小尺寸的液滴在到达要打印的介质之前被偏转，并且随后再次用于供应微流体设备的单元。

出于实际目的，连续喷射微流体设备的特征在于喷嘴堵塞的风险低，并且在于与打印的图像的类型和打印速度无关的寿命周期。然而，这种微流体设备以能够随温度变化而表现出粘度和/或表面张力的明显变化的油墨的使用为前提。因此，这种连续喷射微流体设备对可以使用的油墨施加了约束。

实用新型内容

因此，本公开的目的是提供一种连续喷墨微流体设备，其将至少部分地克服现有技术的缺点。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于流体的连续喷射的微流体设备，包括：半导体主体；主腔室，在半导体主体中，主腔室被配置为耦合到液压系统，液压系统被配置为利用流体填充主腔室；中间结构，中间结构包括界定主腔室的顶部的主膜；喷嘴主体，喷嘴主体覆盖中间结构；主压电致动器，布置在主膜上，主压电致动器被配置为被电控制，以使主膜经受变形并且使存在于主腔室中的流体的压力变化；主供应通道，主供应通道穿过中间结构，主供应通道在横向上与主膜相邻地被定位，并且与主腔室流体连通；以及主喷嘴，延伸穿过喷嘴主体并且与主供应通道流体连通，其中：主压电致动器被配置为被电控制以便在静止状况下操作，以使主腔室内的流体的压力等于基准值，以使流体穿过主供应通道并且以连续流的形式从主喷嘴喷射；并且主压电致动器被配置为被电控制以便在活动状况下操作，在活动状况中，主压电致动器引起主膜的变形，并且引起主腔室内的流体的压力相对于基准压力的随之而来的压力变化，压力变化引起连续流的暂时中断。