[發(fā)明專利]一種錐形螺旋流管無閥壓電泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110167047.3
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN102261324A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建輝;皋路
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B43/04
• 分類號(hào): F04B43/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無閥壓電泵，尤其涉及一種采用錐形螺旋流管的無閥壓電泵。

背景技術(shù)

屬于容積式的壓電泵如果按閥體分類的話，可分為有閥和無閥壓電泵。若將閥定義為：在泵的吸入和排出過程中，至少有一時(shí)段，使泵腔與吸入口或排出口之間，產(chǎn)生不連通的機(jī)械裝置，那么所謂的“無閥”就是：在任意時(shí)刻，泵腔與吸入口或排出口之間都是連通的。此時(shí)，流體的單向流動(dòng)時(shí)依靠特殊的機(jī)械裝置。這種裝置利用了流體的性質(zhì)，使得泵腔始終與吸入與排出口連通，而又可驅(qū)使流體單向流動(dòng)。目前，無閥壓電泵多采用互為倒置的收縮管和擴(kuò)張管來作為控制流體單向流動(dòng)的部件，比較典型的是錐形流管。圖1為錐形流管無閥壓電泵，這種泵的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，可以實(shí)現(xiàn)微型化；但圓錐形流管存在不同截面尺寸的突變，能量損失大，流量較小，反向止流性能差，這些缺點(diǎn)都影響了壓電泵在實(shí)際領(lǐng)域的應(yīng)用。

由于螺旋流管具有優(yōu)越的結(jié)構(gòu)特性、自生離心力場、二次流和高效換熱率等特點(diǎn)，使螺旋流管技術(shù)在傳熱、混合等領(lǐng)域均有著廣泛應(yīng)用，而且近年來有研究者將螺旋流管技術(shù)應(yīng)用在微濾、納濾、滲透以及膜蒸餾等中空纖維傳質(zhì)分離過程，都取得了良好的效果。但是這些應(yīng)用都是在外界給予液體流動(dòng)動(dòng)力的前提下進(jìn)行的，這樣對螺旋流管技術(shù)的應(yīng)用受到限制，如果附加動(dòng)力源是電磁電機(jī)，那在一些電磁敏感的地方就不能夠使用，而且在需要精確控制流體流量的環(huán)境下時(shí)，也不能夠滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

1.技術(shù)問題：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可微型化，具有較好單向流動(dòng)特性，可對流體流量進(jìn)行精確控制的錐形螺旋流管無閥壓電泵。克服了現(xiàn)有無閥壓電泵反向止流性能差等缺點(diǎn)，同時(shí)，擴(kuò)大螺旋流管技術(shù)在傳熱、混合等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

2.技術(shù)方案：為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的錐形螺旋流管無閥壓電泵包括由密封連接的下蓋和上蓋組成的泵體，下蓋和上蓋之間設(shè)有容納有壓電振子的泵腔，還包括固定在泵體上的第一、第二錐形螺旋流管，所述的錐形螺旋流管為立體彎曲流管，由于該流管的中心軸線屬于圓錐螺旋線，因此將該流管稱為“錐形螺旋流管”。一動(dòng)點(diǎn)沿圓錐面上的一條直母線作等速移動(dòng)，而該直母線又繞圓錐面的軸線作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則動(dòng)點(diǎn)在此圓錐面上的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為圓錐螺旋線，如圖2所示。圓錐螺旋線的參數(shù)方程為：

x=ρsinα0cosθy=ρsinα0sinθz=ρcosα0ρ=ρ0exp(sinα0tanβθ)]]>

其中，α₀為圓錐頂角的一半，β為螺旋角，ρ₀，α₀，β都是常數(shù)，θ為螺旋運(yùn)動(dòng)角參變量，ρ為螺距。