[發明專利]一種無閥壓電泵

無效

• 申請號: 200810019739.1
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN101240790A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 張建輝;葉芳;夏齊霄
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F04B43/00
• 分類號: F04B43/00;H01L41/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種懸臂壓電振子無閥壓電泵，屬于流體機械領域。

背景技術

泵的分類大致可以分為：容積式泵與回轉式泵。目前，壓電泵大多屬于容積式泵，根據泵閥的有無將壓電泵分為有閥壓電泵和無閥壓電泵，圖1為有閥壓電泵。

無閥壓電泵因省去了復雜的動作閥體，使得壓電泵結構更加簡單，加工制作容易，并且易于向壓電泵的小型化方向發展；無閥壓電泵自身又無化學及電磁污染，故在醫療、衛生、保健等領域有廣闊的應用前景。

無閥壓電泵的壓電振子支撐大多是采用金屬基板被周邊固定的模式，其中典型的一種是錐形流管無閥壓電泵，圖2為錐形流管無閥壓電泵。但周邊固定的支撐方式限制了壓電振子的變形能力；并且這種泵外露的兩錐形管增大了泵的整體尺寸，不利于泵的進一步微小化和集成化；同時，兩錐形流管的加工困難、安裝定位不好，另外，錐形流管無閥壓電泵的流量也較小，這些缺陷都嚴重影響了壓電泵在實際領域的應用。而且，現有的無閥壓電泵也都是利用壓電陶瓷的逆壓電效應來實現驅動的動力源功能，錐形流管來實現無閥的單向流動功能。也就是說：現有的無閥壓電泵式屬于驅動與流向的單獨部件實現泵。

發明內容

本發明的目的在于克服上述無閥壓電泵的所述缺陷，提供一種能夠進一步減小體積及結構尺寸、增大泵的流量，且具有較好流動特性的懸臂壓電振子式驅動與流向共同部件實現泵，這種泵不屬于容積式分類泵也不屬于回轉式分類泵。

實現上述目的無閥壓電泵有兩種結構形式：

1.一種無閥壓電泵，包括泵體、壓電振子，其特征在于，還包括圓環彈性墊片，所述泵體由圓柱形上蓋和圓柱形下蓋相互連接構成；所述壓電振子是帶有支架的懸臂壓電振子，它粘貼在圓柱形下蓋內圓臺階上，帶有支架的懸臂壓電振子包括支架和雙側型壓電振子，雙側型壓電振子固定在支架上，構成懸臂式支撐結構，雙側型壓電振子由壓電陶瓷片和金屬片所組成，兩片壓電陶瓷片分別粘貼在金屬片兩側外表面；所述圓環彈性墊片置于圓柱形上蓋與圓柱形下蓋之間，通過圓柱形上蓋螺栓孔、圓環彈性墊片螺栓孔和圓柱形下蓋螺栓孔，用螺栓將圓柱形上蓋，圓環彈性墊片和圓柱形下蓋聯接在一起；所述的圓柱形上蓋中央開有泵入口；所述的圓柱形下蓋中央開有泵出口。

2.一種無閥壓電泵，包括泵體、壓電振子，其特征在于，還包括圓環彈性墊片，所述泵體由圓柱形上蓋和圓柱形下蓋相互連接構成；所述壓電振子是帶有圓環支架的壓電振子，它粘貼在圓柱形下蓋內圓臺階上，帶有圓環支架的壓電振子包括圓環支架和3～10個雙側型壓電振子，3～10個雙側型壓電振子利用立柱等分均勻地安裝在圓環支架的圓周上，構成三維懸臂式支撐結構，每個雙側型壓電振子由壓電陶瓷片和金屬片所組成，壓電陶瓷片粘貼在金屬片兩側外表面；所述圓環彈性墊片置于圓柱形上蓋與圓柱形下蓋之間，通過圓柱形上蓋螺栓孔、圓環彈性墊片螺栓孔和圓柱形下蓋螺栓孔，用螺栓將圓柱形上蓋、圓環彈性墊片和圓柱形下蓋聯接在一起；所述的圓柱形上蓋中央開有泵入口；所述的圓柱形下蓋中央開有泵出口。

本發明中使用的壓電振子懸臂支撐結構，拋棄了傳統的壓電振子周邊固支結構，不但可以使壓電振子實現較大限度的變形，還可以靈活地增加壓電振子的數目、調整壓電振子的尺寸，以及充分利用有限的空間，在不同角度上配置壓電振子，來實現對泵內液體的流向和流量大小控制與調節；更為重要的是：驅動與流向控制是由共同部件實現，節省了大量的部件與空間，這種泵不屬于容積式分類泵也不屬于回轉式分類泵。從而使該泵擁有更加廣闊的實際應用前景。

附圖說明

圖1有閥壓電泵示意圖。

圖2錐形流管無閥壓電泵示意圖。

圖3壓電振子平面布置方式的內部結構主視圖。

圖4壓電平面布置方式的整體結構A-A局部剖視圖。

圖5帶有支架的懸臂壓電振子的俯視圖。

圖6圓柱形上蓋主視圖。

圖7圓柱形上蓋B-B剖視圖。

圖8圓環彈性墊片主視圖。

圖9圓環彈性墊片C-C剖視圖。

圖10圓柱形下蓋主視圖。

圖11圓柱形下蓋D-D剖視圖。

圖12雙側型壓電振子示意圖。

圖13懸臂壓電振子無閥壓電泵內部結構主視圖。

圖14懸臂壓電振子無閥壓電泵整體結構A-A局部剖視圖。

圖15帶有圓環支架的壓電振子三維視圖。

圖16圓環支架主視圖。

圖17圓環支架左視圖。