[发明专利]新颖的静电寻址微型阀

权利要求书

1.一种微型阀，包括：

用于承载被控制主要流体的导管，所述导管包括两个壁，所述两 个壁由其之间的间隙分开；

促动开口层，其包括介电凝胶材料，所述介电凝胶材料具有第一 表面和相对的第二表面，所述介电凝胶材料包括由侧壁形成的孔，所 述孔完全在所述第一表面中限定的第一开口和所述第二表面中限定的 第二开口之间延伸；

柔性薄膜，其布置在所述促动开口层的第一表面和所述导管之间， 所述柔性薄膜包括面向所述促动开口层的第一侧，柔性薄膜的第二侧 面向所述导管并且在所述两个壁之间延伸使得所述第二侧形成所述导 管的一部分；以及

流动控制机构，其包括控制流体以及用于在微型阀操作期间在所 述促动开口层上产生电场的装置，所述电场通过在所述第一开口附近 施加第一极性的第一电荷并且在所述第二开口附近施加第二极性的第 二电荷来产生，使得所施加电荷之间的吸引产生布置在所述第一和第 二开口之间的凝胶材料上的电场，至凝胶材料的压缩力，所述压缩力 减小了所述第一开口和所述第二开口之间的距离；

其中，所述介电凝胶材料的弹性模量以及所述电场的强度的特征 在于所述电场在所述介电凝胶材料上产生的压缩力足以导致所述介电 凝胶材料的弹性变形，使得所述第一开口和所述第二开口之间的距离 减小并且所述孔的侧壁充分弯曲以关闭所述孔，由此防止所述控制流 体流过所述孔，所述压缩力导致流动路径关闭以防止所述控制流体流 过所述流动路径。

2.如权利要求1所述的微型阀，其特征在于，所述介电凝胶材料 具有5和95之间的肖氏硬度。

3.一种微型阀，包括：

用于承载被控制主要流体的导管，所述导管包括两个壁，所述两 个壁由其之间的间隙分开；

格栅层，其具有第一表面和相对的第二表面，并且包括孔，所述 孔完全在所述第一表面中限定的第一开口和所述第二表面中限定的第 二开口之间延伸；

柔性薄膜，其布置在所述格栅层的第一表面和所述导管之间，所 述柔性薄膜包括面向所述格栅层的第一侧，柔性薄膜的第二侧面向所 述导管并且在所述两个壁之间延伸使得所述第二侧形成所述导管的一 部分；

电流变流体，其抵靠所述格栅层的第二表面布置；以及

流动控制机构，其包括用于向所述电流变流体施加电场的装置；

其中，所述电场的强度以及所述电流变流体的粘度的特征在于所 述电流变流体在没有所述电场的情况下表现第一粘度使得所述电流变 流体流过所述孔到所述柔性薄膜的第一侧，并所述电流变流体在所述 电场高于预定水平的情况下表现第二粘度以防止流体流过所述孔。

4.如权利要求3所述的微型阀，其特征在于，所述电流变流体由 介电流体中的电绝缘颗粒悬浮物组成。

5.如权利要求3所述的微型阀，其特征在于，所述电流变流体由 不能互相混合的两种流体组成。

6.一种采用如权利要求1所述的微型阀控制主要流体的方法，包 括：

在柔性薄膜的第二侧上的导管内流动主要流体；

调节电场以便控制控制流体流过促动开口层内的促动开口，通过 控制流体流动来调节柔性薄膜的拉伸，柔性薄膜的拉伸量控制导管内 主要流体的流动。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调节电场将调节 围绕促动开口的壁上的压力，该压力使壁弯曲，由此控制促动开口的 开口尺寸。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，调节电场以便控制控 制流体流过促动开口层内的促动开口还包括：

将电场施加在促动开口内的ER流体上，ER流体的粘度随着电场施 加而变化，ER流体的粘度调节控制流体流过促动开口并由此调节柔性 薄膜的拉伸。