可動真空裝置的製作方法

2023-05-05 03:27:11 1

專利名稱：可動真空裝置的製作方法
技術領域：
本發明可動真空裝置，屬於真空密封領域，特別適用於在製造微流控芯 片的熱壓、鍵合設備中實現密封腔頻繁開合的側壁真空密封。
背景技術：
微流控晶片是當前微全分析系統發展的重點，在生化分析領域有著廣泛 的應用前景和市場。目前在微流控晶片的製造中，隨著微加工特徵尺度的 不斷減小，除溫度、壓力和時間三個重要的晶片熱壓工藝參數外，空氣對 晶片的製造質量也產生了重要的影響，真空的實現就顯得尤為重要。傳統 真空腔室的密封通常採用端面密封方式，即利用真空腔室壓緊密封填料來 實現密封，但這樣通常需要一個大型的真空腔室將整套設備封閉起來，增 加了真空實現成本，也會對自動化生產的銜接構成影響。而如果在運動熱 壓部件上實現局部真空採用傳統的端面密封方式，晶片實際受力與端面密 封圈受力的合力才是壓力傳感器實測的力，這樣在端面上產生的不定的較 大密封力就會使晶片受力無法精確測量。故為使晶片受力得到準確控制， 就需要避免採用端面密封的方式。可以採用側壁密封方式，該方式對於芯 片受力的影響近為恆值，可以通過對壓力傳感器採集值進行補償的方式來 解決。但在該種方式中，頻繁的開合對上下兩充氣密封腔室的加工精度和 其間的配合精度都有很高的要求。而且密封腔壓入密封圈時會對設備產生 壓力衝擊，密封圈會磨損甚至被撕裂。
美國專利說明書US-005667224A公開了一種能夠調節的真空密封結構， 但該結構雖然能夠使密封腔能夠相對運動，但該裝置不便於腔室頻繁開合， 因此需要一種能夠實現在對密封無影響的情況下，密封腔能快速頻繁開合， 並且在真空密封后上下腔室能做相對運動的裝置來解決該問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠實現在對密封無影響的情況下，密封腔能 快速頻繁開合，並且在真空密封后上下腔室在外界動力源的牽引下能做相 對運動的裝置，以提高微流控晶片的製造質量。
本發明採取的技術方案是 一種可動真空裝置，由上密封腔2、下密封
腔4、抽真空管6和氣液軟管7組成:.上密封腔2為圓柱形，內腔為圓環形， 上密封腔2頂部平面上均勻安裝有多個與外部動力源聯接的內六角圓柱頭 螺釘l;下密封腔4為圓柱形，有間隙的安裝在上密封腔2的內腔中，下密 封腔4的下平面上均勻安裝有多個與外部機構固定的內六角圓柱頭螺釘1; 下密封腔4的圓柱面上有環形凹槽b，氣液軟管7逆時針旋繞於下密封腔4
環形凹槽b中，氣液軟管封閉端8粘接於下密封腔4的環形凹槽b內，氣 液軟管7的另一端從下密封腔4側壁上的氣液軟管引出孔(c)中引出，與外 界氣源封接；充氣後的氣液軟管7填充在上密封腔2和下密封腔4側壁間 隙中，並使整個裝置的腔室實現了密封；
下密封腔4的安裝孔d內安裝有空心的中空密封螺栓3，抽真空管 6插入在中空密封螺栓3的內孔中，中空密封螺栓3的頭部橫向開有 一個與內孔垂直連通的小孔e，通過密封螺母5將中空密封螺栓3固 定於下密封腔4內。
本發明的效果是密封方式實用性好、適用性強，在對密封無影響的情況 下，腔室能夠實現快速頻繁開合及在真空密封后做相對運動，同吋降低了 對真空腔室側壁的加工精度和相互配合精度，尤其是同心度的要求，製造 成本低，運動靈活且精度高。


圖1是可動真空裝置開啟狀態的軸側視圖。
圖2是氣液軟管的軸側視圖。
圖3是本發明可動真空裝置密封狀態的主視圖。
圖4是圖3的A-A向剖面視圖。
圖5是本發明可動真空裝置密封狀態的左視圖。
圖6是圖5的B-B向剖面視圖。
其中l-內六角圓柱頭螺釘；2-上密封腔；3-中空密封螺栓；4_下密封
腔；5-密封螺母；6-抽真空管；7-氣液軟管；8-氣液軟管封閉端a-環形柱 面；b-環形凹槽；C-氣液軟管引出孔；d-中空密封螺栓安裝孔；e-小孔。
圖7是可動真空裝置氣路液路系統圖。其中6-抽真空管；7-氣液軟管； 100-真空密封腔室；200-真空管路；201-真空計；202-二位三通真空電磁 閥；203-真空泵；300-充氣液管路；301-充氣液節流閥；302-二位二通電 磁閥；303-空氣壓縮機或其他氣體、液體泵；400-輔助管路。
具體實施例方式
以下結合附圖詳細說明一個實施例的具體實施方式
。
如圖1所示， 一種可動真空裝置，其密封圈採用氣液軟管7替代通常用 作可動側壁密封的0型密封圈，通過向氣液軟管7內充入壓力氣體或液體 使軟管膨脹，來實現腔室密封，同時還可以利用氣液軟管7抽出氣體或液
體後的收縮，將兩腔室頻繁快速的分離與接合。
如圖2和7所示，中空密封螺栓3的頭部橫向開有一個與內孔垂直連通 的小孔e，小孔e起輔助抽真空的作用。氣液軟管7的氣液軟管封閉端8粘 接於下密封腔4的環形凹槽b上，逆時針旋繞該管於下密封腔4側壁上的 環形凹槽b內，另一端從下密封腔4側壁上的氣液軟管引出孔C中引出，
與外界氣源封接。氣液軟管7的交疊部分在充入氣體或液體後會J齊緊，當 上密封腔2和下密封腔4裝配完成後氣液軟管7外徑略小於上密圭寸腔2的 內壁直徑。
如圖3至6所示，上密封腔2和下密封腔4分別為兩個半封閉的空腔， 合起來構成真空密封腔室100，兩腔室側壁之間有較大間隙，間隙中填充有 起密封作用的氣液軟管7。該軟管為一種能夠在較大密封壓力下不至於產生 較大形變的軟管，通過向氣液軟管7內充入壓力氣體或液體使軟管膨脹來 實現腔室密封，利用真空泵通過中空密封螺栓3抽取腔室內空氣實現真空 密封腔室100。氣液軟管7旋繞安裝在下密封腔4側壁上的環形凹槽b內， 一側接觸下密封腔4的環形凹槽b，另一側接觸上密封腔2的環形柱面a， 在外界動力源的作用下可以調節兩腔室在抽真空前及真空狀態下的相對位 置，同時還可以利用氣液軟管7釋放氣體或液體狀態時的收縮特性，能在 外界動力源的作用下將兩腔室頻繁快速的分離與接合。以此實現真空密封 腔室100在真空狀態時上密封腔2在外界動力源的牽引下能相對下密封腔4 軸向做上下升降移動。
圖7是該側壁軟管內注入氣體(或液體)密封的可動真空裝置的氣路液 路實現方法，如下所述抽真空管6接入真空管路中200，再順序連接二位 三通真空電磁閥202和真空泵203。 二位三通真空電磁閥202工作狀態時使 真空密封腔室100與工作著的真空泵203相連通。氣液軟管7在充氣液管 路300中分為兩路其中一路順序連接充氣液節流閥301、 二位二通電磁閥 302和空氣壓縮機或其他氣體、液體泵303，另一路為輔助管路400通過二 位三通真空電磁閥202連接真空泵203。 二位二通電磁閥302在工作狀態時 使氣液軟管7與空氣壓縮機或其他氣體、液體泵303相連通，通過充氣液 節流閥301調節上述管路中氣體或液體的流速。
該可動真空裝置成本低、實用性好、適用性強，運動靈活，精度高。不 但能夠實現熱壓、鍵合設備上局部快速抽真空，而且不影響自動化生產， 便於維護。
權利要求
1.一種可動真空裝置，由上密封腔(2)、下密封腔(4)、抽真空管(6)和氣液軟管(7)組成，其特徵是上密封腔(2)為圓柱形，內腔為圓環形，上密封腔(2)頂部平面上均勻安裝有多個與外部動力源聯接的內六角圓柱頭螺釘(1)；下密封腔(4)為圓柱形，有間隙的安裝在上密封腔(2)的內腔中，下密封腔(4)的下平面上均勻安裝有多個與外部機構固定的內六角圓柱頭螺釘(1)；下密封腔(4)的圓柱面上有環形凹槽(b)，氣液軟管(7)逆時針旋繞於下密封腔(4)環形凹槽(b)中，氣液軟管封閉端(8)粘接於下密封腔(4)的環形凹槽(b)內，氣液軟管(7)的另一端從下密封腔(4)側壁上的氣液軟管引出孔(c)中引出，與外界氣源封接；充氣後的氣液軟管(7)填充在上密封腔(2)和下密封腔(4)側壁間隙中，並使整個裝置的腔室實現了密封；下密封腔(4)的安裝孔(d)內安裝有空心的中空密封螺栓(3)，抽真空管(6)插入在中空密封螺栓(3)的內孔中，中空密封螺栓(3)的頭部橫向開有一個與內孔垂直連通的小孔(e)，通過密封螺母(5)將中空密封螺栓(3)固定於下密封腔(4)內。
全文摘要
本發明一種可動真空裝置，屬於真空密封領域，特別適用於在製造微流控晶片的熱壓、鍵合設備中實現密封腔頻繁開合的側壁真空密封。一種可動真空裝置由上密封腔、下密封腔、抽真空管和氣液軟管組成，上密封腔為圓柱形，內腔為圓環形，上密封腔頂部平面上均勻安裝有多個與外部動力源聯接的內六角圓柱頭螺釘；下密封腔為圓柱形，有間隙的安裝在上密封腔的內腔中，下密封腔的下平面上均勻安裝有多個與外部機構固定的內六角圓柱頭螺釘；下密封腔的圓柱面上有環形凹槽，氣液軟管逆時針旋繞於下密封腔環形凹槽中。本發明密封方式實用性好、適用性強，腔室能夠實現快速頻繁開合及在真空密封后做相對運動，降低了製造成本低，運動靈活且精度高。
文檔編號G01N33/50GK101101062SQ200710011709
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月12日 優先權日2007年6月12日
發明者衝 劉, 戴旭東, 李經民, 勇 梁, 王曉東, 王立鼎, 磊 蘇, 剛 陳 申請人:大連理工大學