[发明专利]流体设备

说明书

提出一种流体设备（1），所述流体设备具有被构造用于容纳流体（6）的流体室（5），所述流体室共同地由设备壳体（3）和弯曲弹性膜元件（4）限定。所述膜元件（4）利用外围边缘区域（17）固定在所述设备壳体（3）处，其中通过压电执行器（7）在执行冲程运动（28）情况下能够使所述膜元件（4）的由所述外围边缘区域（17）围绕的膜工作片段（27）偏转，以便改变所述流体室（5）的容积。所述膜元件（4）是所述压电执行器（7）的功能性组成部分，其方式是所述膜元件直接构成所述压电执行器（7）的电极装置（34）的导电电极（35）。

技术领域

本发明涉及一种流体设备，所述流体设备具有被构造用于容纳流体的流体室，所述流体室共同地由设备壳体和弯曲弹性膜元件限定，所述弯曲弹性膜元件具有主延伸层面中的平面延伸，其中膜元件在其外围边缘区域处固定在设备壳体处，并且其中为了改变流体室的容积，通过流体设备的压电执行器在沿横向于主延伸层面取向的工作方向执行冲程运动情况下能够使膜元件的由外围边缘区域围绕的膜工作片段弹性地偏转，其中压电执行器具有电极装置，可以将引起膜工作片段的冲程运动的操控电压以可变的水平施加到所述电极装置处。

背景技术

从JP-H03-12917 A中已知这种类型的流体设备在制造半导体时被使用，并且提供反吸位于流体通道中的流体的可能性，以便避免在输出开口处不期望的滴落。反吸效应可通过负压引起，所述负压可在流体设备的流体室中产生，上述流体通道与所述流体室连接。流体室共同地由设备壳体以及由在边缘侧固定在设备壳体处的膜元件限定。通过以下方式可以产生负压，即借助于压电执行器使膜元件的限定流体室的膜工作片段偏转，使得流体室的容积变化。压电执行器被构造为堆叠传送器（Stapeltranslator）并且被紧固在弯曲弹性膜元件上。压电执行器与膜元件无关地具有多个电极，可以将操控电压施加到所述电极处，所述操控电压根据逆压电效应引起压电执行器的变形，其中膜元件的膜工作片段遭受相应的变形。

在从DE 198 10 657 A1中已知的反吸阀情况下，借助于可变形的膜可以产生引起流体反吸的负压，活塞攻击所述膜，所述活塞通过弹簧被预加应力，并且所述活塞的运动可以通过另一膜的受控流体冲击来控制。

EP 0 504 465 A1公开一种电可控阀的电流体转换器，所述电可控阀配备有压电驱动装置，所述压电驱动装置被构造为盘式传送器（Scheibentranslator）。

发明内容

本发明所基于的任务是采取使得能够简单和精确地改变流体设备的流体室的容积的措施。

为了解决上述任务，具有开头所提及的特征的流体设备的特征在于，膜元件是压电执行器的功能组成部分，其方式是所述膜元件直接构成电极装置的导电电极。

在根据本发明的流体设备情况下，可以借助于压电执行器改变流体室的容积，所述压电执行器利用其电极装置的电极直接地自身构成流体室的可移动限制壁。压电执行器具有电极装置，可以对所述电极装置施加可变水平的操控电压，从所述操控电压根据逆压电效应得出压电执行器的可逆形状变化。直接作为膜元件用于限制流体室所使用的电极在其膜工作片段的区域中经受形状变化，这在横向于代表膜元件的电极的主延伸层面的冲程运动中表现出来。根据由操控电压引起的偏转的程度，流体室的容积或多或少强烈地改变，其中例如可以使用容积增大用于在流体室中产生负压。由于作为膜元件不使用与压电执行器的功能无关的独立器件，而是直接使用压电执行器本身的电极，因此可以非常成本低地和紧凑地实现流体设备。此外，与在组合压电执行器与相对于此分开的膜元件情况下相比，有可能更精确地设定期望的流体室容积。可以非常简单地成比例地操控压电执行器，以便设定不同的冲程位置来预给定不同的容积。利用低能量水平进行运行是可能的，使得尽管直接操控也不存在相关的自加热。压电概念此外在需要时在膜工作片段偏转时允许位置调节，使得重复精确的设定是可能的。

从从属权利要求中得出本发明的有利改进方案。

构成压电执行器的电极的膜元件适宜地由导电金属制成。使用不锈钢膜被认为是特别适宜的。