[发明专利]阀塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以与基板连接的活动流体部件。本发明还涉及一种具有基板和流体部件的组件。本发明尤其涉及大规模集成微流控芯片（microfluidics）的领域，其中不同的流体导管、分支、联接器、混合器结构或类似物设置在基板中（也称作流体芯片）。

背景技术

大规模集成的微流控芯片特别适于选择性地检查或分析非常小的流体量。这里使用的基板可以以低成本且高精确度制造，并且对于所述分析来说仅小量试剂或样品材料是必要的，这导致高效率的分析。在该分析以后，基板被处理以避免不同样品之间的交叉污染。

迄今为止，例如阀或泵的活动流体部件，不能以低成本集成到这种类型的基板中。因此基板通常构造为布置在大部分非常大且昂贵的周边装置（如卡盘）中的消极器件（passive parts），并且所述基板根据指令在所述周边装置中被接触或者导引。这种系统的实例是允许以高灵敏度和选择性方式分析非常小的流体量的所谓的芯片实验室系统或微全分析系统。

这里使用的基板主要由聚合物材料构成并且通过注模成型、喷射冲压或热冲压制造或模制。注模成型允许以成本有效的方式并且以恒定的质量制造大量基板。热冲压允许以高纵横比和高光学性能制造平行结构。然而，直到现在，都不能在两种制造类型中将诸如阀或泵的活动部件集成到制造过程中。基板或流体芯片由此经由压配合连接在周边装置中电和/或流体接触。另一种可能性在于通过物理作用力并且按照确定的流程图引导已经存在于基板中的流体通过流体导管结构，以便在空间分离的室中执行不同的分析。

还存在用于制造可以在这种类型的基板中使用的微阀的不同的方法。一种方法是通过在取放过程或批处理过程中的混合制造来在共同基板（主要是硅）上制造微阀。还存在如何能够平行于共同的聚合物流体切换板制造聚合物阀的测试。然而平行制造和集成的缺点在于阀不能以可逆方式与基板连接。因此单个阀的故障意味着整个系统的故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以以可逆方式与基板连接的活动流体部件。本发明的目的还在于提供一种具有基板和可拆卸地与该基板连接的流体部件的组件。

为了实现此目的，提供了一种用于与基板连接的活动流体部件，该活动流体部件具有可以以液密方式与基板连接的界面，以及布置在界面的区域中的磁体。本发明是基于将例如泵、切换阀或控制阀的活动流体部件构造为能够以可逆方式与基板可拆卸地连接的外部器件的基本理念。为此目的，提供产生足够高的静磁吸引力的磁体，通过该磁体可以实现用于期望应用情形的液封连接。必要时，例如在流体的分析以后，活动流体部件与基板分开并且该活动流体部件可以被再次使用，然而基板被丢弃。

根据一个有利的构造，规定磁体是环形磁体。这允许将活动流体部件完全地或部分地容纳在环形磁体的内部。环形磁体进一步确保在与适当的相对件（counter-piece）的配合中自动居中。

另选地，磁性连接还可以通过在角落位置处的立方磁体实现。

根据本发明的构造，规定了致动器在活动流体部件是切换阀的情形中被布置在环形磁体内部。通过这种方式，实现了致动器以保护方式布置在其中的非常紧凑的结构。

优选地，规定在界面作出用于覆盖致动器的密封件的准备。通过这种方式，所述致动器被可靠地保护以防污物。

所述密封件优选地附接到环形磁体的环形表面。通过这种方式，实现了连续、平坦的界面。

根据本发明的构造，规定将致动器布置在避开界面的环形磁体的侧面上。如果在环形磁体内可获得的空间不足以容置活动流体部件的活动器件，那么这便是有利的。

优选地，规定在环形磁体与致动器之间作出密封的准备以便保护致动器以防污物。

如果致动器布置在环形磁体的后侧上，则从界面通向密封件的两个连接导管优选地延伸通过环形磁体的内部，至少一个连接导管在切换隔膜处具有阀室。通过阀室和连接导管的适当的构造和尺寸设计，可以以期望的方式调节在切换阀处的压力比。当由于施加的流体压力使阀闭合时，例如可以产生作用在切换隔膜上的特定的预应力。

根据一种构造，规定将密封件构造为适于与阀座配合的切换隔膜。在此构造中，相对于待切换的介质，密封致动器的密封件由于还直接地用于切换流体，因此具有双重功能。

根据另选的构造，提供了一种适于与阀座配合的单独的切换隔膜。这允许由不同的材料构造切换隔膜和密封件，以使得它们能够以最佳方式适于相应的要求。

根据本发明的一种构造，规定致动器由形状记忆材料制成并且加热装置与其关联。通过这种方式，能够以非常小的尺寸产生相对较大的切换力。