CN118110655A - 提高输出压力的流体泵、工作方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高输出压力的流体泵、工作方法及设备，流体泵包括泵壳、致动器和连通通道，致动器安装在泵壳内，将泵壳内的空间分隔为第一腔体和第二腔体，第一腔体的正对致动器中心的位置配置有第一单向阀和第二单向阀，第二腔体的正对致动器中心的位置配置有第三单向阀和第四单向阀，以第一单向阀的外侧为进流侧，以第三单向阀的外侧为排流侧，连通通道连通第二单向阀的外侧和第四单向阀的外侧；其中，当致动器朝向第一腔体侧运动时，第一单向阀和第三单向阀均关闭，第二单向阀和第四单向阀均打开；当致动器朝向第二腔体侧运动时，第一单向阀和第三单向阀均打开，第二单向阀和第四单向阀均关闭。本发明能够提高输出压力，性能更优。

Description

提高输出压力的流体泵、工作方法及设备

技术领域

本发明涉及流体输送领域，具体涉及一种提高输出压力的流体泵、工作方法及设备。

背景技术

传统的流体泵，包括泵壳的致动器，致动器安装在泵壳内，将泵壳内的空间分隔为两个腔体，泵体的两侧的正对致动器中心的位置分别设置有一个单向阀，偏离中心的位置设置有连通两个腔体的连通通道，为了防止回流，连通通道的出入口位于波节处或波节附近，流体在由一个腔体进入另一个腔体的过程中，压力不能够得到增加，如本专利申请的申请人以往申请的公开号为CN117189554A，专利名称为声压泵、工作方法及应用设备的专利申请中，就是采用这种结构。这种结构的声压泵(流体泵)，尽管能够实现可以同时实现较高的压力和流量，但是对压力的增量有限，不能够适用于更高压力的产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种提高输出压力的流体泵，它能够提高输出压力，性能更优。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种提高输出压力的流体泵，包括泵壳、致动器和连通通道，所述致动器安装在所述泵壳内，将所述泵壳内的空间分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的正对所述致动器中心的位置配置有第一单向阀和第二单向阀，所述第二腔体的正对所述致动器中心的位置配置有第三单向阀和第四单向阀，以所述第一单向阀的外侧为进流侧，以所述第三单向阀的外侧为排流侧，所述连通通道连通所述第二单向阀的外侧和所述第四单向阀的外侧；其中，

当所述致动器朝向所述第一腔体侧运动时，所述第一单向阀和所述第三单向阀均关闭，所述第二单向阀和所述第四单向阀均打开；当所述致动器朝向所述第二腔体侧运动时，所述第一单向阀和所述第三单向阀均打开，所述第二单向阀和所述第四单向阀均关闭。

进一步，所述致动器被配置为，在振动的过程中其中心位置产生波腹，所述第一单向阀、所述第二单向阀、所述第三单向阀和所述第四单向阀均正对所述波腹。

进一步，还包括进流通道和排流通道，所述进流通道连通所述进流侧，所述排流通道连通所述排流侧。

进一步，所述泵壳还具有：

设置在所述第一单向阀和所述第二单向阀外侧的空间内的第一隔板，所述第一隔板将所述第一单向阀和所述第二单向阀外侧的空间分隔为连通所述第一单向阀的第一分空间和连通所述第二单向阀的第二分空间；

设置在所述第三单向阀和所述第四单向阀外侧的空间内的第二隔板，所述第二隔板将所述第三单向阀和所述第四单向阀外侧的空间分隔为连通所述第三单向阀的第三分空间和连通所述第四单向阀的第四分空间。

进一步，所述第一单向阀和所述第三单向阀相对齐，所述第二单向阀和所述第四单向阀相对齐。

进一步，所述第一单向阀和所述第二单向阀分布于所述泵壳的一直径的两侧。

进一步，所述第一单向阀和所述第二单向阀配置在一阀体上，所述第三单向阀和所述第四单向阀配置在另一阀体上，所述阀体包括依次层叠的第一阀板、阀瓣、支撑体和第二阀板，所述支撑体设置有A通孔和B通孔；其中，

所述第一阀板的正对所述A通孔的位置设置有多个第一阀板A孔，正对所述B通孔的位置交替设置有多个第一阀板B孔一和多个第一阀板B孔二；

所述阀瓣的正对所述A通孔的位置设置有多个错开所述第一阀板A孔的阀瓣A孔，正对所述B通孔的位置设置有多个错开所述第一阀板B孔一且正对所述第一阀板B孔二的阀瓣B孔；

所述第二阀板的正对所述A通孔的位置交替设置有多个第二阀板A孔一和多个第二阀板A孔二，正对所述B通孔的位置设置有多个第二阀板B孔，所述第二阀板A孔一正对所述第一阀板A孔，所述第二阀板A孔二正对所述阀瓣A孔，所述第二阀板B孔正对所述第一阀板B孔一。

进一步，所述致动器被配置为在20KHz以上的周期性电压信号的驱动下周期性振动。

本发明还提供了一种提高输出压力的流体泵的工作方法，基于提高输出压力的流体泵，方法包括：

驱动所述致动器周期性振动；

当所述致动器朝向第一腔体侧运动时，第一腔体内的流体从第二单向阀排入连通通道，再从第四单向阀处进入第二腔体内；

当所述致动器朝向第二腔体侧运动时，流体经第一单向阀进入第一腔体内，第二腔体内的流体经第三单向阀排出。

本发明还提供了一种设备，包括提高输出压力的流体泵。

采用上述技术方案后，本发明的流体泵的两个腔体采用串联结构，流体由第一腔体进入第二腔体的过程中存在静压差，能够得到更高的压力输出，性能得以提升，并且体积小，可以广泛应用在各种需要提供更高压力的产品上。

附图说明

图1为本发明的提高输出压力的流体泵的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为致动器朝向第二腔体侧运动时的流体流向示意图；

图6为致动器朝向第一腔体侧运动时的流体流向示意图；

图7为本发明的阀体的剖视图；

图中，1、泵壳；101、上盖；102、下盖；2、致动器；201、金属片；202、柔性线路板；203、压电陶瓷；3、连通通道；4、第一腔体；5、第二腔体；6、第一单向阀；7、第二单向阀；8、第三单向阀；9、第四单向阀；10、进流通道；11、排流通道；12、第一隔板；13、第一分空间；14、第二分空间；15、第二隔板；16、第三分空间；17、第四分空间；18、第一阀板；181、第一阀板A孔；182、第一阀板B孔一；183、第一阀板B孔二；19、阀瓣；191、阀瓣A孔；192、阀瓣B孔；20、支撑体；201、A通孔；202、B通孔；21、第二阀板；211、第二阀板A孔一；212、第二阀板A孔二；213、第二阀板B孔。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-7所示，一种提高输出压力的流体泵，包括泵壳1、致动器2和连通通道3，致动器2安装在泵壳1内，将泵壳1内的空间分隔为第一腔体4和第二腔体5，第一腔体4的正对致动器2中心的位置配置有第一单向阀6和第二单向阀7，第二腔体5的正对致动器2中心的位置配置有第三单向阀8和第四单向阀9，以第一单向阀6的外侧为进流侧，以第三单向阀8的外侧为排流侧，连通通道3连通第二单向阀7的外侧和第四单向阀9的外侧；其中，

当致动器2朝向第一腔体4侧运动时，第一单向阀6和第三单向阀8均关闭，第二单向阀7和第四单向阀9均打开；当致动器2朝向第二腔体5侧运动时，第一单向阀6和第三单向阀8均打开，第二单向阀7和第四单向阀9均关闭。

具体地，致动器2在周期性电压信号的驱动下做周期性振动，假设第一单向阀6外侧的压力为P，在致动器2朝向第二腔体5侧运动的过程中，流体的流向如图5所示，流体经第一单向阀6进入第一腔体4内，压力变为P+ΔP，第二腔体5内的流体经第三单向阀8排出；在致动器2朝向第一腔体4侧运动的过程中，流体的流向如图6所示，第一腔体4内的流体从第二单向阀7排入连通通道3内，流体压力变为P+2*ΔP，连通通道3内的流体经第四单向阀9进入第二腔体内，流体压力变为P+3*ΔP，由于第二腔体5内的流体经第三单向阀8排出时压力增量也为ΔP，所以第三单向阀8外侧的压力为P+4*ΔP，综上，流体从进入流体泵时的压力为P，排出流体泵时，压力为P+4*ΔP，压力增大4*ΔP，明显提高了输出压力，相比于背景技术中提到的声压泵，输出压力增大了2*ΔP，性能得到显著提升。

实施例二

在实施例一的基础上，致动器2被配置为，在振动的过程中其中心位置产生波腹，第一单向阀6、第二单向阀7、第三单向阀8和第四单向阀9均正对波腹。

具体地，在致动器2振动的过程中，形成驻波，驻波的波腹产生的声压及第一腔体4和第二腔体5空间变化产生的压力共同作用于四个单向阀，通过高频单向阀实现流体的单向传输，也能进一步提高输出压力。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，如图1-6所示，提高输出压力的流体泵还包括进流通道10和排流通道11，进流通道10连通进流侧，排流通道11连通排流侧。

具体地，如此设置，方便流体泵与外部设置之间建立连接。

实施例四

在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，泵壳1还具有：

设置在第一单向阀6和第二单向阀7外侧的空间内的第一隔板12，第一隔板12将第一单向阀6和第二单向阀7外侧的空间分隔为连通第一单向阀6的第一分空间13和连通第二单向阀7的第二分空间14；

设置在第三单向阀8和第四单向阀9外侧的空间内的第二隔板15，第二隔板15将第三单向阀8和第四单向阀9外侧的空间分隔为连通第三单向阀8的第三分空间16和连通第四单向阀9的第四分空间17。

具体地，第一隔板12能够保证第一单向阀6和第二单向阀7的外侧隔离开来，彼此之间不连通，第二隔板15能够保证第三单向阀6和第四单向阀7的外侧隔离开来，彼此之间不连通，外界进来的流体直接进入第一分空间13内，从第三单向阀8排出的流体直接进入第三分空间16内，连通通道3连通第二分空间14和第四分空间17即可。如此设置，方便实现整个流体泵的结构。

需要注意的是，第一隔板12和第二隔板15要做的尽可能薄，从而减少能量损失。

实施例五

在实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的基础上，如图2、4、5、6、7所示，第一单向阀6和第三单向阀8相对齐，第二单向阀7和第四单向阀9相对齐。

需要注意的是，第一单向阀6和第三单向阀8相对齐，第二单向阀7和第四单向阀9相对齐，只是一种优选的方案，也可以设置成第一单向阀6和第四单向阀9相对齐，第二单向阀7和第三单向阀8相对齐。还可以设置成彼此不对齐。

实施例六

在实施例五的基础上，如图2、4、5、6、7所示，第一单向阀6和第二单向阀7分布于泵壳1的一直径的两侧。

当然，第一单向阀6和第二单向阀7可以同心设置，第三单向阀8和第四单向阀9也随之同心设置，优选如图2、4、5、6、7所示的对置设置，如此对置设置，能够保证流体在致动器2振动产生的声压及第一腔体4和第二腔体5空间变化产生的压力的共同作用下经过四个单向阀时压力的增量基本相等。

其中，如图2、4、5、6、7所示，四个单向阀的俯视图均呈半圆形，第一单向阀6和第二单向阀7共同形成圆形，第三单向阀8和第四单向阀9也共同形成圆形。四个单向阀的俯视图还可以为三角形、正方形、长方形、扇形、等等，在此不做限制。

实施例七

在实施例一-实施例六任一实施例的基础上，第一单向阀6和第二单向阀7配置在一阀体上，第三单向阀8和第四单向阀9配置在另一阀体上，阀体包括依次层叠的第一阀板18、阀瓣19、支撑体20和第二阀板21，支撑体20设置有A通孔201和B通孔202；其中，阀体的结构如图7所示：

第一阀板18的正对A通孔201的位置设置有多个第一阀板A孔181，正对B通孔202的位置交替设置有多个第一阀板B孔一182和多个第一阀板B孔二183；

阀瓣19的正对A通孔201的位置设置有多个错开第一阀板A孔181的阀瓣A孔191，正对B通孔202的位置设置有多个错开第一阀板B孔一182且正对第一阀板B孔二183的阀瓣B孔192；

第二阀板21的正对A通孔201的位置交替设置有多个第二阀板A孔一211和多个第二阀板A孔二212，正对B通孔202的位置设置有多个第二阀板B孔213，第二阀板A孔一211正对第一阀板A孔181，第二阀板A孔二212正对阀瓣A孔191，第二阀板B孔213正对第一阀板B孔一182。

当图7所示的阀体为靠近第一腔体4侧的阀体时，左侧为第一单向阀6，右侧为第二单向阀7。当图7所示的阀体为靠近第二腔体5侧的阀体时，左侧为三单向阀8，右侧为第四单向阀9。

在此，以图7左侧的为第一单向阀6，右侧为第二单向阀7为例进行说明。当致动器2朝向第一腔体4侧运动时，第一单向阀6关闭，阀瓣19封堵第一阀板A孔181。第二单向阀7打开，流体的流向为，第二阀板B孔213→B通孔202→阀瓣B孔192→第一阀板B孔二183。当致动器2朝向第二腔体5侧运动时，第一单向阀6打开，流体的流向为，第一阀板A孔181→第一阀板18和阀瓣19之间的间隙→阀瓣A孔191→A通孔201→第二阀板A孔二212。第二单向阀7关闭，阀瓣19封堵第二阀板B孔213。

需要注意的是，第一单向阀6、第二单向阀7、第三单向阀8和第四单向阀9，还可以是单独的单向阀，选用市面上常见的单向阀即可。

实施例八

在实施例一至实施例七任一实施例的基础上，致动器2被配置为在20KHz以上的周期性电压信号的驱动下周期性振动。

如此，能够实现流体的高频传输，提高流体流量，且工作在超声频段，人耳无法听到噪音，具有静音、体积小及节能的优点。

实施例九

一种提高输出压力的流体泵的工作方法，基于实施例一至实施例八任一实施例中提高输出压力的流体泵，方法包括：

驱动致动器2周期性振动；

当致动器2朝向第一腔体4侧运动时，第一腔体4内的流体从第二单向阀7排入连通通道3，再从第四单向阀9处进入第二腔体5内；

当致动器2朝向第二腔体5侧运动时，流体经第一单向阀6进入第一腔体4内，第二腔体5内的流体经第三单向阀8排出。

实施例十

一种设备，包括实施例一-实施例八任一实施例中的提高输出压力的流体泵。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种提高输出压力的流体泵，包括泵壳(1)、致动器(2)和连通通道(3)，所述致动器(2)安装在所述泵壳(1)内，将所述泵壳(1)内的空间分隔为第一腔体(4)和第二腔体(5)，其特征在于，

所述第一腔体(4)的正对所述致动器(2)中心的位置配置有第一单向阀(6)和第二单向阀(7)，所述第二腔体(5)的正对所述致动器(2)中心的位置配置有第三单向阀(8)和第四单向阀(9)，以所述第一单向阀(6)的外侧为进流侧，以所述第三单向阀(8)的外侧为排流侧，所述连通通道(3)连通所述第二单向阀(7)的外侧和所述第四单向阀(9)的外侧；其中，

当所述致动器(2)朝向所述第一腔体(4)侧运动时，所述第一单向阀(6)和所述第三单向阀(8)均关闭，所述第二单向阀(7)和所述第四单向阀(9)均打开；当所述致动器(2)朝向所述第二腔体(5)侧运动时，所述第一单向阀(6)和所述第三单向阀(8)均打开，所述第二单向阀(7)和所述第四单向阀(9)均关闭。

2.根据权利要求1所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

所述致动器(2)被配置为，在振动的过程中其中心位置产生波腹，所述第一单向阀(6)、所述第二单向阀(7)、所述第三单向阀(8)和所述第四单向阀(9)均正对所述波腹。

3.根据权利要求1所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

还包括进流通道(10)和排流通道(11)，所述进流通道(10)连通所述进流侧，所述排流通道(11)连通所述排流侧。

4.根据权利要求3所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

所述泵壳(1)还具有：

设置在所述第一单向阀(6)和所述第二单向阀(7)外侧的空间内的第一隔板(12)，所述第一隔板(12)将所述第一单向阀(6)和所述第二单向阀(7)外侧的空间分隔为连通所述第一单向阀(6)的第一分空间(13)和连通所述第二单向阀(7)的第二分空间(14)；

设置在所述第三单向阀(8)和所述第四单向阀(9)外侧的空间内的第二隔板(15)，所述第二隔板(15)将所述第三单向阀(8)和所述第四单向阀(9)外侧的空间分隔为连通所述第三单向阀(8)的第三分空间(16)和连通所述第四单向阀(9)的第四分空间(17)。

5.根据权利要求1-4任一所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

所述第一单向阀(6)和所述第三单向阀(8)相对齐，所述第二单向阀(7)和所述第四单向阀(9)相对齐。

6.根据权利要求5所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

所述第一单向阀(6)和所述第二单向阀(7)分布于所述泵壳(1)的一直径的两侧。

7.根据权利要求1所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

所述第一单向阀(6)和所述第二单向阀(7)配置在一阀体上，所述第三单向阀(8)和所述第四单向阀(9)配置在另一阀体上，所述阀体包括依次层叠的第一阀板(18)、阀瓣(19)、支撑体(20)和第二阀板(21)，所述支撑体(20)设置有A通孔(201)和B通孔(202)；其中，

所述第一阀板(18)的正对所述A通孔(201)的位置设置有多个第一阀板A孔(181)，正对所述B通孔(202)的位置交替设置有多个第一阀板B孔一(182)和多个第一阀板B孔二(183)；

所述阀瓣(19)的正对所述A通孔(201)的位置设置有多个错开所述第一阀板A孔(181)的阀瓣A孔(191)，正对所述B通孔(202)的位置设置有多个错开所述第一阀板B孔一(182)且正对所述第一阀板B孔二(183)的阀瓣B孔(192)；

所述第二阀板(21)的正对所述A通孔(201)的位置交替设置有多个第二阀板A孔一(211)和多个第二阀板A孔二(212)，正对所述B通孔(202)的位置设置有多个第二阀板B孔(213)，所述第二阀板A孔一(211)正对所述第一阀板A孔(181)，所述第二阀板A孔二(212)正对所述阀瓣A孔(191)，所述第二阀板B孔(213)正对所述第一阀板B孔一(182)。

8.根据权利要求1所述的提高输出压力的流体泵，其特征在于，

所述致动器(2)被配置为在20KHz以上的周期性电压信号的驱动下周期性振动。

9.一种提高输出压力的流体泵的工作方法，其特征在于，

基于权利要求1-8任一项中提高输出压力的流体泵，方法包括：

驱动所述致动器(2)周期性振动；

当所述致动器(2)朝向第一腔体(4)侧运动时，第一腔体(4)内的流体从第二单向阀(7)排入连通通道(3)，再从第四单向阀(9)处进入第二腔体(5)内；

当所述致动器(2)朝向第二腔体(5)侧运动时，流体经第一单向阀(6)进入第一腔体(4)内，第二腔体(5)内的流体经第三单向阀(8)排出。

10.一种设备，其特征在于，

包括权利要求1-8任一项中的提高输出压力的流体泵。