[發明專利]阻流體阻流無閥壓電泵

無效

• 申請號: 201210396143.X
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102913422A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 紀晶;張建輝;趙淳生
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

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技術領域

本發明涉及一種無閥壓電泵，尤其涉及一種利用阻流物體形成流阻差的無閥壓電泵，屬于流體機械領域。?

背景技術

壓電泵是一種新型流體驅動器。相對于傳統泵，壓電泵不需要附加驅動電機，而是利用體積較小的壓電陶瓷的逆壓電效應使壓電振子產生變形，再由變形產生泵腔的容積變化實現流體輸出。?

無閥壓電泵主要是利用了管道或者泵腔的特殊結構對流體阻力的不同來實現流體的單向流動。無閥壓電泵具有結構簡單、易于微小型化、耗能低、無電磁干擾等優點，在生物、醫學、保健、化學、化工和燃料供給等領域都擁有巨大的應用潛力。?

目前，無閥壓電泵理論研究比較成熟的流管“閥”泵，如異形流管無閥壓電泵、錐形流管無閥壓電泵、“Y”形流管無閥壓電泵等，均是靠流管的特殊形狀（起到閥的作用）形成流阻差，均屬于微流泵，且其形成單向流動的部件—出、入口流管均置于泵腔外部，這使泵的微小型化變得異常困難，同時復雜的流管結構也使工藝過程變得復雜；而腔底“閥”泵，如扁錐腔無閥壓電泵、波紋渠道無閥壓電泵和旋轉嵌塊無閥壓電泵等都是將無移動部件閥即特殊的腔底結構或泵腔結構集成于泵腔內部并形成流阻差的，此類泵即克服了流管“閥”泵的結構特點，使泵的結構更加緊湊，又使泵送能力有所提高，但同時也使泵腔內部結構復雜，加工困難，安裝、調整不方便。這些缺陷都嚴重影響了無閥壓電泵在實際領域中的應用。?

另外，上述無閥壓電泵多數只能泵送單一流體，不能實現混合流體的泵送，這無疑也限制了無閥壓電泵的應用范圍。?

發明內容

技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種利用阻流體影響流體流動的無閥壓電泵，兼具流量可調功能和單一/混合泵送功能。

技術方案

為了解決上述的技術問題，本發明的阻流體阻流無閥壓電泵包括泵體側壁、泵上蓋和泵底座，泵側壁、泵上蓋和泵底座圍繞形成泵腔，壓電振子設置于泵腔內，所述的泵側壁上設有連通泵腔與外界的第一、第二直流管，所述的第一、第二直流管對稱地設置于泵側壁上，所述的壓電振子平行于泵底座設置；所述的泵底座上設置有至少一個阻流體。一般地，壓電振子平行于泵底座設置，從而將泵腔分隔為兩個獨立的單元；阻流體的數量根據泵底座的大小確定。

更進一步地，阻流體可圍繞其垂直于泵底座表面的中心軸線可旋轉地設置于泵底座上，旋轉各阻流體相應角度，即可調整泵流量。亦可以采用另一種方式實現泵流量的調整，即旋轉泵底座一定角度，從而帶動全部固定于泵底座上的阻流體進行一定角度旋轉，進而實現泵流量的調整。因此，理論上只要沿兩個相反流動方向上的迎流面具有非對稱形狀的二維或三維型體，例如半圓柱、三棱柱、半球殼等，置于泵腔中，都會起到“閥”的作用，?

更進一步地，所述的阻流體具有第一迎流面和第二迎流面，所述的第一迎流面具有光滑、圓順的曲面，所述的第二迎流面陡直的端面，當從直流管流進泵腔的來流沿兩個方向同時作用到阻流體上時，阻流體各方向受到的流體阻力不同，受到阻力大的一側表面處流體流過的體積少于受到阻力小的一側表面處流體流過的體積，進而導致流經阻流體兩側的流體的體積不等。本發明中的阻流體采用這種結構，主要是利用不同表面形狀對流體阻力有顯著區別這一規律，即在流體力學領域，具有光滑、圓順的表面對流體的阻力遠遠小于具有陡直端面的阻力，本發明的技術方案根據這一原理，設計出例如半球缺這樣的阻流體，使其同時具有光滑圓順的表面（球面）和陡直的端面（圓面）從而形成大而穩定的流阻差。

更進一步地，所述的阻流體設置于泵底座上的直通槽上，所述的直通槽為蝕刻在泵底座朝向壓電振子的表面上的矩形槽。所述的直通槽的數量依據阻流體的數量而定，當設置多個直通槽時，相應地阻流體也更多，可以形成更大的阻流差。一般地，阻流體這樣設置在直通槽上，即等間矩地分隔地設置在直通槽上。?

更進一步地，為了保證阻流體可以旋轉，所述的阻流體底部設有一個延伸部，阻流體通過所述的延伸部可旋轉地設置于直通槽內。?

更進一步地，所述的壓電振子由一金屬片和分別粘貼于兩面的第一、第二壓電片組成。金屬片和壓電片作為兩極，當向其通一交流電時，壓電片和金屬片會同時產生沿徑向的伸縮變形，但由于二者的伸縮性不同，且伸縮方向相反，則必然導致壓電振子產生沿軸向的向上隆起和向下凹入的往復變形運動。因此，壓電振子可作為本無閥壓電泵的動力源。?