CN116428162A - 一种高频驱动机构及无阀压电泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压电泵技术领域，尤其涉及一种高频驱动机构及无阀压电泵，包括：压电陶瓷层和隔膜层，压电陶瓷层与隔膜层的其中一面固定连接，隔膜层的另一面与阀体构成泵腔；压电陶瓷层以高频驱动，使隔膜层形变时产生波浪结构，波浪结构包括波峰与波谷；其中，相邻波峰与波谷的距离小于泵腔内流体入口通道与出口通道的距离，波谷与阀体接触产生密封，对流体进行止逆，流体随波浪结构的运动，从入口通道转移至出口通道。本发明中，流体在隔膜层不断的波浪结构中循环往复的从中心向边缘运动，达到吸入与排出的单向流动，从而省去了在阀体内设置单向阀，使得压电泵可以做的更轻薄的基础上，实现很好的止逆效果。
Description
技术领域
本发明涉及压电泵技术领域，尤其涉及一种高频驱动机构及无阀压电泵。
背景技术
相较于传统泵，压电泵是一种全新的流体驱动器，它将驱动、传动、泵体三者合而为一，能够实现体积小、结构简单、能耗低、无电磁干扰等优势。其利用压电陶瓷的逆压电效应，由压电陶瓷的变形，驱动隔膜层产生形变，使得泵腔的容积变化，从而实现流体的吸入与泵出。
随着医疗器械及电子产品等的微型化，对于压电泵的厚度提出了更高的要求，传统的压电泵中存在供流体吸入与泵出时进行止逆的单向阀，导致压电泵的层数较多，而如果取消掉压电泵中的单向阀，则止逆性能较差，压电泵的性能指标也无法满足要求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种高频驱动机构及无阀压电泵，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高频驱动机构，包括：
压电陶瓷层和隔膜层，所述压电陶瓷层与隔膜层的其中一面固定连接，所述隔膜层的另一面与阀体构成泵腔；
所述压电陶瓷层以高频驱动，使所述隔膜层形变时产生波浪结构，所述波浪结构包括波峰与波谷；
其中，相邻所述波峰与波谷的距离小于泵腔内流体入口通道与出口通道的距离，所述波谷与阀体接触产生密封，对流体进行止逆，流体随所述波浪结构的运动，从入口通道转移至出口通道。
进一步地，所述高频为大于20kHz的频率。
进一步地，所述隔膜层在与所述压电陶瓷层固定的另一面，包括第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽与第二环形槽所处的圆同心，所述第一环形槽内为圆形凸起，所述圆形凸起与入口通道相对应，所述第一环形槽与第二环形槽之间为环形凸起，所述环形凸起与出口通道相对应。
进一步地，入口通道向所述隔膜层的投影，位于所述圆形凸起向所述隔膜层的投影内；
出口通道向所述隔膜层的投影，位于所述环形凸起向所述隔膜层的投影内。
进一步地，所述波峰位于所述圆形凸起上时，所述波谷位于所述环形凸起上。
本发明还包括一种无阀压电泵，包括如上述的高频驱动机构及阀体，所述阀体包括：
通道层，所述通道层位于靠近所述隔膜层的一端，且包括入口通道和出口通道，所述通道层与隔膜层之间构成所述泵腔；
出口流路层和入口流路层，所述出口流路层位于所述通道层与入口流路层之间。
进一步地，所述出口通道为环形，所述入口通道为圆形，所述出口通道与入口通道所处圆通心，所述入口通道位于所述出口通道内。
进一步地，所述出口流路层和入口流路层上分别设置有出口流路与入口流路，并与所述阀体外连通。
本发明的有益效果为：本发明通过将压电陶瓷层以高频驱动，压电陶瓷层在交流电源的作用下，持续收缩和延伸循环运动，由于其是高频驱动，导致压电陶瓷层中心与边缘运动不匹配，从而产生波浪结构，在中心的压电陶瓷层延伸运动时，此时中心的压电陶瓷层向上弯曲，变成波峰部分，将流体吸入泵腔，且由于入口通道与出口通道之间存在着波谷，流体无法从出口通道进入泵腔，形成止逆作用，在中心的压电陶瓷层收缩运动时，此部分向下弯曲，变成波谷部分，将入口通道堵住，此时由于入口通道与出口通道之间存在着波谷，所以流体从出口通道排出泵腔时，无法从入口通道排出，形成止逆作用，所以流体在隔膜层不断的波浪结构中循环往复的从中心向边缘运动，达到吸入与排出的单向流动，从而省去了在阀体内设置单向阀，使得压电泵可以做的更轻薄的基础上，实现很好的止逆效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为驱动机构的结构示意图；
图2和图3为波浪结构不同状态的结构示意图；
图4为隔膜层的结构示意图；
图5为压电泵的结构示意图；
图6为通道层的结构示意图；
图7为流体在压电泵中的流向图；
图8为压电泵的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至4所示：一种高频驱动机构，包括：
压电陶瓷层1和隔膜层2，压电陶瓷层1与隔膜层2的其中一面固定连接，隔膜层2的另一面与阀体构成泵腔；
压电陶瓷层1以高频驱动，使隔膜层2形变时产生波浪结构21，波浪结构21包括波峰211与波谷212；
其中，相邻波峰211与波谷212的距离小于泵腔内流体入口通道31与出口通道32的距离，波谷212与阀体接触产生密封，对流体进行止逆，流体随波浪结构21的运动，从入口通道31转移至出口通道32。
通过将压电陶瓷层1以高频驱动，压电陶瓷层1在交流电源的作用下，持续收缩和延伸循环运动，由于其是高频驱动，导致压电陶瓷层1中心与边缘运动不匹配，从而产生波浪结构21，在中心的压电陶瓷层1延伸运动时，此时中心的压电陶瓷层1向上弯曲，变成波峰211部分，将流体吸入泵腔，且由于入口通道31与出口通道32之间存在着波谷212，流体无法从出口通道32进入泵腔，形成止逆作用，在中心的压电陶瓷层1收缩运动时，此部分向下弯曲，变成波谷212部分，将入口通道31堵住，此时由于入口通道31与出口通道32之间存在着波谷212，所以流体从出口通道32排出泵腔时，无法从入口通道31排出，形成止逆作用，所以流体在隔膜层2不断的波浪结构21中循环往复的从中心向边缘运动，达到吸入与排出的单向流动，从而省去了在阀体内设置单向阀，使得压电泵可以做的更轻薄的基础上，实现很好的止逆效果。
作为上述实施例的优选，高频为大于20kHz的频率。通过将压电陶瓷层1的驱动频率设置为大于20kHz的频率，从而超出了人耳可听到的声音的频率范围，在实现高频驱动的同时，大大减少了压电陶瓷层1振动所产生的噪音，使得产品更加安静。
在本实施例中，隔膜层2在与压电陶瓷层1固定的另一面，包括第一环形槽22和第二环形槽23，第一环形槽22与第二环形槽23所处的圆同心，第一环形槽22内为圆形凸起24，圆形凸起24与入口通道31相对应，第一环形槽22与第二环形槽23之间为环形凸起25，环形凸起25与出口通道32相对应。
通过设置第一环形槽22和第二环形槽23，使得流体在转移的过程中，可暂存在第一环形槽22和第二环形槽23内，增加泵腔的容积，从而提高可吸入泵出的流体的体积，提高压电泵的使用性能。
其中，入口通道31向隔膜层2的投影，位于圆形凸起24向隔膜层2的投影内；出口通道32向隔膜层2的投影，位于环形凸起25向隔膜层2的投影内，波峰211位于圆形凸起24上时，波谷212位于环形凸起25上。
通过对波峰211和波谷212的距离设置，使得入口通道31和出口通道32之间只存在一个波谷212进行止逆，来提升泵腔体积的利用率。
如图5至8所示，本实施例中还包括一种无阀压电泵，包括如上述的高频驱动机构及阀体，阀体包括：
通道层3，通道层3位于靠近隔膜层2的一端，且包括入口通道31和出口通道32，通道层3与隔膜层2之间构成泵腔；
出口流路层4和入口流路层5，出口流路层4位于通道层3与入口流路层5之间。
其中，出口通道32为环形，入口通道31为圆形，出口通道32与入口通道31所处圆通心，入口通道31位于出口通道32内。
作为上述实施例的优选，出口流路层4和入口流路层5上分别设置有出口流路与入口流路，并与阀体外连通。
如图7所示，图中箭头为流体在压电泵内的流向图，其中出口流路层4和入口流路层5为压电泵的常用结构，其具体形式并不限定为图中结构，本领域技术人员可进行适应性调整。
通过将压电陶瓷层1以高频驱动，压电陶瓷层1在交流电源的作用下，持续收缩和延伸循环运动，由于其是高频驱动，导致压电陶瓷层1中心与边缘运动不匹配，从而产生波浪结构21，在中心的压电陶瓷层1延伸运动时，此时中心的压电陶瓷层1向上弯曲，变成波峰211部分，将流体吸入泵腔，且由于入口通道31与出口通道32之间存在着波谷212，流体无法从出口通道32进入泵腔，形成止逆作用，在中心的压电陶瓷层1收缩运动时，此部分向下弯曲，变成波谷212部分，将入口通道31堵住，此时由于入口通道31与出口通道32之间存在着波谷212，所以流体从出口通道32排出泵腔时，无法从入口通道31排出，形成止逆作用，所以流体在隔膜层2不断的波浪结构21中循环往复的从中心向边缘运动，达到吸入与排出的单向流动，从而省去了在阀体内设置单向阀，使得压电泵可以做的更轻薄的基础上，实现很好的止逆效果。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种高频驱动机构，其特征在于，包括：
压电陶瓷层和隔膜层，所述压电陶瓷层与隔膜层的其中一面固定连接，所述隔膜层的另一面与阀体构成泵腔；
所述压电陶瓷层以高频驱动，使所述隔膜层形变时产生波浪结构，所述波浪结构包括波峰与波谷；
其中，相邻所述波峰与波谷的距离小于泵腔内流体入口通道与出口通道的距离，所述波谷与阀体接触产生密封，对流体进行止逆，流体随所述波浪结构的运动，从入口通道转移至出口通道。
2.根据权利要求1所述的高频驱动机构，其特征在于，所述高频为大于20kHz的频率。
3.根据权利要求1所述的高频驱动机构，其特征在于，所述隔膜层在与所述压电陶瓷层固定的另一面，包括第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽与第二环形槽所处的圆同心，所述第一环形槽内为圆形凸起，所述圆形凸起与入口通道相对应，所述第一环形槽与第二环形槽之间为环形凸起，所述环形凸起与出口通道相对应。
4.根据权利要求3所述的高频驱动机构，其特征在于，入口通道向所述隔膜层的投影，位于所述圆形凸起向所述隔膜层的投影内；
出口通道向所述隔膜层的投影，位于所述环形凸起向所述隔膜层的投影内。
5.根据权利要求4所述的高频驱动机构，其特征在于，所述波峰位于所述圆形凸起上时，所述波谷位于所述环形凸起上。
6.一种无阀压电泵，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的高频驱动机构及阀体，所述阀体包括：
通道层，所述通道层位于靠近所述隔膜层的一端，且包括入口通道和出口通道，所述通道层与隔膜层之间构成所述泵腔；
出口流路层和入口流路层，所述出口流路层位于所述通道层与入口流路层之间。
7.根据权利要求6所述的无阀压电泵，其特征在于，所述出口通道为环形，所述入口通道为圆形，所述出口通道与入口通道所处圆通心，所述入口通道位于所述出口通道内。
8.根据权利要求6所述的无阀压电泵，其特征在于，所述出口流路层和入口流路层上分别设置有出口流路与入口流路，并与所述阀体外连通。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118582373A (zh) * | 2024-08-06 | 2024-09-03 | 成都汇通西电电子有限公司 | 一种阵列排布的超薄高频超声气泵恒流模组 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6227824B1 (en) * | 1995-09-15 | 2001-05-08 | HAN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT FüR ANGEWANDTE FORSCHUNG E.V. | Fluid pump without non-return valves |
| US20090148318A1 (en) * | 2006-12-09 | 2009-06-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric Pump |
| CN101568728A (zh) * | 2007-10-16 | 2009-10-28 | 株式会社村田制作所 | 压电微型鼓风器 |
| US20160377072A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Koge Micro Tech Co., Ltd. | Piezoelectric pump and operating method thereof |
| CN111980888A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-24 | 常州威图流体科技有限公司 | 一种流体输送装置及压电泵 |
| CN212337587U (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-12 | 常州威图流体科技有限公司 | 一种压电微泵的错层支承结构及气体控制装置 |
| CN214304287U (zh) * | 2020-09-21 | 2021-09-28 | 常州威图流体科技有限公司 | 一种微型流体泵 |
-
2023
- 2023-04-14 CN CN202310402005.6A patent/CN116428162B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6227824B1 (en) * | 1995-09-15 | 2001-05-08 | HAN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT FüR ANGEWANDTE FORSCHUNG E.V. | Fluid pump without non-return valves |
| US20090148318A1 (en) * | 2006-12-09 | 2009-06-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric Pump |
| CN101568728A (zh) * | 2007-10-16 | 2009-10-28 | 株式会社村田制作所 | 压电微型鼓风器 |
| US20160377072A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Koge Micro Tech Co., Ltd. | Piezoelectric pump and operating method thereof |
| CN111980888A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-24 | 常州威图流体科技有限公司 | 一种流体输送装置及压电泵 |
| CN212337587U (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-12 | 常州威图流体科技有限公司 | 一种压电微泵的错层支承结构及气体控制装置 |
| CN214304287U (zh) * | 2020-09-21 | 2021-09-28 | 常州威图流体科技有限公司 | 一种微型流体泵 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118582373A (zh) * | 2024-08-06 | 2024-09-03 | 成都汇通西电电子有限公司 | 一种阵列排布的超薄高频超声气泵恒流模组 |
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| Publication number | Publication date |
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