[发明专利]微流体阀、系统和相关方法

权利要求书

1.一种微流体阀，包括：

阀体，所述阀体在其中具有至少一个空腔；

闸门传动元件，所述闸门传动元件设置在所述空腔内，并且将所述空腔分成输入闸门端部和输出闸门端部，所述闸门传动元件包括柔性膜和耦合到所述柔性膜的柱塞；

闸门端口，所述闸门端口被配置为将驱动流体输送到所述输入闸门端部内，以对所述输入闸门端部加压；和

流体通道，所述流体通道包括入口端口、限制区域和出口端口，其中，所述流体通道被配置为从所述入口端口输送目标流体通过所述限制区域并且到达所述出口端口，

其中，所述闸门传动元件被配置为在所述空腔内移动以在所述输入闸门端部加压时限制所述限制区域，以抑制目标流体从所述入口端口流向所述出口端口，并且在所述输入闸门端部减压时，使所述限制区域膨胀以允许或增加目标流体从所述入口端口流向所述出口端口。

2.根据权利要求1所述的微流体阀，其中，所述限制区域至少部分地由柔性泡罩限定，所述柔性泡罩定位在所述输出闸门端部内、在所述入口端口和所述出口端口上方以及在所述柱塞与所述入口端口和所述出口端口之间。

3.根据权利要求2所述的微流体阀，其中，所述柔性泡罩将所述输出闸门端部分成在所述柔性泡罩内的所述限制区域和在所述柔性泡罩的外部与所述闸门传动元件之间的输出闸门排气室。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的微流体阀，其中，所述柱塞被配置为在所述输入闸门端部加压时挤压所述柔性泡罩以收缩所述限制区域。

5.根据权利要求3所述的微流体阀，其中，所述阀体还包括排气出口，所述排气出口被配置为将流体引导到所述输出闸门排气室和从所述输出闸门排气室引导流体；并且

其中，所述输出闸门排气室被配置为通过所述排气出口进行加压和减压。

6.根据权利要求2-5所述的微流体阀，其中，所述阀体包括：

闸门体部分，所述闸门体部分被设置在所述柔性膜和形成所述柔性泡罩的柔性材料之间，其中，可选地，所述柔性膜在所述空腔内的表面积大于所述柔性泡罩的表面积；

驱动体部分，所述驱动体部分被设置在所述柔性膜的与所述闸门体部分相反的一侧上并且包括所述闸门端口；和

流体通道体部分，所述流体通道体部分被设置在形成所述柔性泡罩的所述柔性材料的与所述闸门体部分相反的一侧上并且包括所述入口端口和所述出口端口。

7.根据权利要求1-6所述的微流体阀，其中，平行于所述柔性膜截取的所述空腔的横截面积为大约25mm²或更小。

8.根据权利要求1-7所述的微流体阀，其中，所述柱塞化学地结合到所述柔性膜。

9.根据权利要求1-8所述的微流体阀，其中，所述阀体包含以下项中的至少一项：

硅；

二氧化硅；

玻璃；

聚碳酸酯；或者

刚性聚合物。

10.根据权利要求1-9所述的微流体阀，其中，所述柔性膜包括聚合物材料。

11.根据权利要求1-10所述的微流体阀，还包括：

柔性泡罩，所述柔性泡罩定位在所述入口端口和所述出口端口之间的流体通道内，其中，所述柔性泡罩限定所述流体通道中的所述限制区域，所述柔性泡罩被配置为在所述输入闸门端部加压时被变形以阻塞所述入口端口和所述出口端口之间的所述流体通道，从而抑制目标流体从所述入口端口流向所述出口端口，并且在所述输入闸门端部减压时允许目标流体从所述入口端口流向所述出口端口；

驱动流体源，所述驱动流体源被配置为通过所述闸门端口将所述驱动流体输送到所述输入闸门端部中或者将所述驱动流体输送出所述输入闸门端部；

目标流体源，所述目标流体源被配置为将所述目标流体输送到所述入口端口；和

流体驱动机构，所述流体驱动机构被配置为从所述出口端口接收所述目标流体。