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CN107781144B - 一种双腔单振子压电泵 - Google Patents

一种双腔单振子压电泵 Download PDF

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CN107781144B CN201711070598.1A CN201711070598A CN107781144B CN 107781144 B CN107781144 B CN 107781144B CN 201711070598 A CN201711070598 A CN 201711070598A CN 107781144 B CN107781144 B CN 107781144B
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Abstract

本发明公布了一种双腔单振子压电泵,包括上泵体、中泵体、下泵体、双晶片压电振子、瓣膜阀;上、下泵体各有一个泵腔入口,在入口处安装瓣膜阀,下泵体和上泵体通过中泵体进行连接,在中泵体和下泵体之间安装双晶片压电振子,里侧的两个对称出口腔完全位于下泵体,外侧的两个对称出口腔通过中泵体出口腔和上泵体出口腔进行连通;施加交流电信号于双晶片压电振子,双晶片压电振子在电信号的刺激下产生弯曲变形,使上下泵体两个泵腔的容积产生交替性变化,利用容积的变化产生泵腔内外的压力差实现液体的吸入与输出。本发明具有输出液体流量大、阻回流效果好等优势,在微型机器人、药物运输等领域具有广阔的应用前景。

Description

一种双腔单振子压电泵
技术领域
本发明属于流体机械领域,具体为一种双腔单振子压电泵。
背景技术
在现代科技中,泵作为动力源在技术应用中起着重要的作用,但是由于其功率低、抗干扰能力差、结构复杂、体积大等缺点,使其很难在微小型精密仪器发挥起作用。微小型压电泵的出现,因其体积小、精度高、耗能低、动作响应快、不受电磁的干扰等特点而备受人们的欢迎,在小型机器人、精密设备冷却装置等技术领域有广阔的应用前景。
在传统微小型压电泵中,其结构一般由泵体、泵腔、压电振子组成,以压电振子为驱动元件,泵体上设有入口流道和出口流道,入口流道和出口流道位于同一平面内,在入口处和出口处皆设置一个单向阀以防止液体的回流。
上述传统微小型压电泵虽然能够做到输出液体,但是该微型压电泵存在着驱动力小、功率低、输出液体流量少、液体回流严重等缺陷,限制了其在精密设备领域上的发展。
发明专利内容
为了解决传统微小型压电泵的驱动力小、输出效率低等技术问题,本发明专利公开了一种双腔单振子压电泵。
为实现以上目的,本发明采用的技术方案是:所述主泵由上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)叠合组成,
所述中泵体(2)下部和下泵体(3)上部之间设置一个双晶片压电振子(4),所述上泵体(1)和中泵体(2)之间及中泵体(2)和下泵体(3)之间分别设置一个呈外窄内宽流线型泵腔,所述上泵体(2)与中泵体(3)之间设置环形密封槽结构,通过密封圈(7)进行密封,所述下泵体(3)与中泵体(2)之间对双晶片压电振子(4)进行胶粘密封,
所述上泵体(1)出口腔侧面开设有峭壁状阻流结构,
所述上、下泵体分别设置环形槽(1-1)和环形槽(3-1),与瓣膜阀(5)进行胶粘密封,所述下泵体(3)内侧设置两边对称的漏斗状出口腔(3-3),所述下泵体(3)出口腔一侧开设有导线孔(3-5)结构,
所述下泵体(3)外侧设置对称的出口腔(3-6),出口腔与中泵体(2)和上泵体(1)的腔道(1-3)进行连接,所述上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)分别圆周阵列四个螺纹孔,通过紧固螺钉(6)和紧固螺母(8)使上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)进行叠合组成一个整体。
本装置是这样实现其工作过程的,包括第一工作过程和第二工作过程:
第一工作过程:所述由于液体是通过瓣膜阀(5)连续进入上、下泵腔,双晶片压电振子(4)在交流电信号的激励下产生弯曲变形,当双晶片压电振子(4)向中泵体(2)弯曲变形时,上泵腔(1-2)的容积减少,压强增大,由于上泵腔(1-2)的压强增大,液体被压到上泵体出口腔(1-3)周围,通过上泵体出口腔(1-3)流出,与此同时,下泵体的泵腔(3-2)容积增大,此时下泵腔(3-2)的内部压强减小,液体通过瓣膜阀(5)进入下泵腔(3-2)。
第二工作过程:当双晶片压电振子(4)向下泵体(3)的泵腔弯曲时,此时下泵腔(3-2)的容积减小,下泵腔(3-2)的压强的增大,液体被压到下泵体出口腔(3-3)周围,通过下泵体出口腔(3-3)流出,同时上泵体的泵腔(1-2)容积增大,上泵腔(1-2)的内部压强减少,液体通过瓣膜阀(5)流入上泵腔(1-2),这样就完成了整个工作过程,经过两个工作过程的循环工作,就实现了液体的输入和流出。
作为上述技术方案的改进,所述上泵体(1)与下泵体(3)进口处分别设置环形槽(1-1)和环形槽(3-1);
作为上述技术方案的改进,所述上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)的泵腔分别为呈外窄内宽流线型泵腔;
作为上述技术方案的改进,所述下泵体(3)内侧出口腔为漏斗状出口腔(3-3);
作为上述技术方案的改进,所述上泵体(1)出口腔侧面开设有峭壁状阻流结构;
作为上述技术方案的改进,所述上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)之间设置环形密封槽结构,通过密封圈进行密封;
作为上述技术方案的改进,所述下泵体(3)内侧出口腔旁边开设有导线孔(3-3);
作为上述技术方案的改进,所述上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)圆周阵列四个螺纹孔结构;
作为上述技术方案的改进,所述瓣膜阀(5)由上卡环、膜片、下卡环组成,相邻两片膜片的顶端通过叠合进行配合,膜片的底端通过接触进行配合,单个膜片呈下凹上凸状,8片膜片相互叠合进行组装形成一个类空心锥形,组装后的锥形顶部形成一个圆形安全小孔,通过上卡环和下卡环的配合固定膜片底端突出的固支边,达到固定整个瓣膜阀(5)的效果。
本发明的有益效果:
1.瓣膜阀对于液体的进出进行了限制,保证其只能单方向的流入泵腔而不能通过此阀流出;
2、双晶片压电振子的上下振动得以利用,提高了其效率;
3、双晶片压电振子振动产生的压力增大,可以增大液体的输出压力;
4、上、下泵腔侧面采用流线型曲面减小了液体进入出水腔的阻力;
5、出水腔采用峭壁状阻流体,减小了液体的回流;
6、密封圈的使用阻止了液体通过缝隙向外部流出;
7、紧固螺钉和紧固螺母的使用使其整个泵得到固定。
附图说明
图1为本装置的剖视图。
图2为本装置爆炸示意图。
图3为上泵体结构示意图。
图4为中泵体结构示意图。
图5为下泵体结构示意图。
图6为瓣膜阀结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图所示,本发明的具体结构为:一种双腔单振子压电泵,由上泵体(1)、中泵体(2)、下泵体(3)、双晶片压电振子(4)、瓣膜阀(5)、紧固螺钉(6)、密封圈(7)、紧固螺母(8)组成。
所述主泵由上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)叠合组成,上泵体(1)进口腔水平侧的环形槽(1-1)结构,通过此结构与瓣膜阀(5)通过胶粘进行密封,阻止液体从缝隙之间的流出,瓣膜阀(5)由上卡环、膜片、下卡环组成,相邻两片膜片的顶端通过叠合进行配合,膜片的底端通过接触进行配合,单个膜片的整体形成一个下凹上凸的状态,8片膜片相互叠合进行组装形成一个类空心锥形,组装后的锥形顶部形成一个圆形小孔,通过上卡环和下卡环的配合固定膜片底端突出的固支边,达到固定整个瓣膜阀(5)的效果,所述上泵体(1)结构水平侧面呈外窄内宽流线型的环形泵腔(1-2)与中泵体(2)结构水平侧的内腔(2-1)进行重合配合装配,以增大泵腔的容积,所述上泵体(1)出口腔侧面开设有峭壁状阻流结构,可以阻止液体的回流;所述上泵体(1)结构水平侧面的两个出口腔(1-3)的外侧面与中泵体(2)结构的水平侧面的的出口腔(2-2)结构的外侧面进行重合配合,保证液体能够从出口腔流出,所述上泵体(1)结构水平侧面环形密封槽(1-4)与中泵体(2)结构水平侧面的环形密封槽(2-3)之间通过密封圈(7)进行密封,防止液体的内泄漏,所述上泵体(1)结构水平侧面的四个螺纹孔(1-5)与中泵体(2)结构水平侧面的四个螺纹孔(2-4)结构通过紧固螺钉(6)和紧固螺母(8)进行连接,保证上泵体与中泵体(2)连接的牢固性和良好的密封性。
所述中泵体(2)结构水平侧面的出口腔(2-2)与下泵体(3)结构侧面的出口腔(3-6)进行同心装配,保证液体能够顺利的从出口腔流出,所述中泵体(2)结构的环形密封槽(2-3)与下泵体(3)结构水平侧面的环形密封槽(3-7)之间通过密封圈(7)进行密封,阻止液体的内泄漏,所述中泵体(2)结构水平侧面的螺纹孔(2-4)与下泵体(3)结构水平侧面的螺纹孔(3-8)之间通过紧固螺钉(6)进行连接固定,保证中泵体(2)和下泵体(3)连接的牢固性和其良好的密封性。
所述下泵体(3)进口腔水平侧的环形槽(3-1)与瓣膜阀(5)之间通过胶粘连接,阻止液体从缝隙流出,所述下泵体(3)开设有呈外窄内宽的泵腔(3-2)结构;所述下泵体(3)水平侧面环形槽(3-4)与双晶片压电振子(4)周围侧面进行胶粘,双晶片压电振子(4)上部与中泵体(2)下部进行胶粘,防止液体的内泄漏,所述导线通过下泵体(3)内腔壁的导线孔(3-5)与双晶片压电振子(4)进行连接,所述下泵体(3)水平侧面的两个出口腔(3-6)结构与中泵体(2)水平侧面的出口腔进行同心装配,以使液体能够顺利的从出口腔流出,所述下泵体(3)水平侧面的环形密封槽(3-7)结构与中泵体(2)水平侧面的环形密封槽(2-3)之间通过密封圈进行密封,所述下泵体(3)水平侧面的螺孔(3-8)与中泵体(2)侧面的螺孔(2-4)之间通过紧固螺钉(6)进行连接固定,保证了整个泵的牢固性和密封性。
本装置是这样实现其工作过程的,包括第一工作过程和第二工作过程:
第一工作过程:所述液体是通过瓣膜阀(5)连续进入上、下泵腔,双晶片压电振子(4)在某一交流电信号刺激下产生弯曲变形,当双晶片压电振子(4)向中泵体(2)弯曲变形时,上泵腔(1-2)的容积减少,压强增大,由于上泵腔(1-2)的压强增大,液体被压到上泵体出口腔(1-3)周围,通过上泵体出口腔(1-3)流出,与此同时,下泵体的泵腔(3-2)容积增大,此时下泵腔(3-2)的内部压强减小,液体通过瓣膜阀(5)进入下泵腔(3-2)。
第二工作过程:当双晶片压电振子(4)向下泵腔(3-2)弯曲变形时,此时下泵腔(3-2)的容积减小,此时由于下泵腔(3-2)的压力增大,液体被压到下泵体漏斗状出口腔(3-3)周围,液体通过下泵体出口腔(3-3)流出,与此同时,上泵体的泵腔(1-2)容积增大,上泵腔(1-2)的内部压强减少,液体通过瓣膜阀(5)流入上泵腔(1-2),这样就完成了整个工作过程,通过两个工作过程的循环工作,液体就实现了液体的吸入和排出。
本文中具体对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双腔单振子压电泵,其特征在于:主泵包括上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)叠合组成,所述上泵体(1)出口腔侧面开设有峭壁状阻流结构;所述中泵体(2)下部和下泵体(3)上部之间安放一个双晶片压电振子(4),所述上泵体(1)和中泵体(2)之间及中泵体(2)和下泵体(3)之间分别设置一个泵腔,所述上泵体(2)与中泵体(3)之间通过密封圈(7)进行密封,所述下泵体与中泵体(2)之间对双晶片压电振子(4)进行胶粘密封,所述上泵体(1)与下泵体(3)进口处分别设置一个环形开口槽(1-1)结构和环形槽(3-1)结构,利用瓣膜阀(5)作为单向阀,通过胶粘密封,所述下泵体(3)内侧设置两边对称的漏斗状出口腔(3-3),所述下泵体(3)出口腔一侧开设有导线孔(3-5),所述下泵体(3)外侧设置对称的出口腔(3-6),出口腔与中泵体(2)和上泵体(1)的腔道进行连接,所述上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)分别圆周阵列四个螺纹孔,通过紧固螺钉(6)和紧固螺母(8)使上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)进行叠合组成一个整体。
2.根据权利要求1所述的一种双腔单振子压电泵,其特征在于:上泵体(1)、下泵体(3)的泵腔分别为呈外窄内宽流线型泵腔(1-2)和泵腔(3-2)。
3.根据权利要求1所述的一种双腔单振子压电泵,其特征在于:所述上泵体(1)、中泵体(2)和下泵体(3)之间设置环形密封槽结构,通过密封圈(7)进行密封。
4.根据权利要求1所述的一种双腔单振子压电泵,其特征在于:所述瓣膜阀(5)由上卡环、膜片、下卡环组成,相邻两片膜片的顶端通过叠合进行配合,底端通过侧边接触进行配合,单个膜片呈下凹上凸状,8片膜片相互叠合进行组装形成一个类空心锥形,组装后的锥形顶部形成一个圆形安全小孔,通过上卡环和下卡环的配合固定膜片底端突出的固支边,达到固定整个瓣膜阀(5)的效果。
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