[實(shí)用新型]一種軸對(duì)稱橢圓管無閥壓電泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220191254.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN202707435U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何秀華;鄧志丹;蔡盛川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B43/04
• 分類號(hào): F04B43/04;F04B53/16
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無閥壓電泵，具體是指一種軸對(duì)稱橢圓管無閥壓電泵。?

背景技術(shù)

壓電泵是機(jī)械式微泵的一種，屬于容積泵，廣泛應(yīng)用在藥物微量輸送，細(xì)胞分離，電子產(chǎn)品降溫，燃料微量噴射，化學(xué)微分析，管道流動(dòng)轉(zhuǎn)捩控制等領(lǐng)域；目前壓電泵主要分為有閥壓電泵和無閥壓電泵兩類，有閥壓電泵由于閥的存在，流體通過閥門時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的壓力損失，而且啟動(dòng)注水過程過于困難，加工和集成化難度比較大，限制了壓電泵向更微型化方向的發(fā)展，另外活動(dòng)部件會(huì)對(duì)某些微分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，且由于閥片的頻繁開關(guān)使得泵的響應(yīng)速度慢，工作頻率低，同時(shí)可動(dòng)閥片材料的疲勞失效和性能不穩(wěn)定都會(huì)影響壓電泵的使用壽命；無閥壓電泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更適合于小型化和微型化，可以滿足高頻率下的工作要求，克服了有閥壓電泵斷流有噪音的缺點(diǎn)，防疲勞性能良好，常用的無閥壓電泵中，擴(kuò)散∕收縮管型無閥壓電泵將傳統(tǒng)泵的驅(qū)動(dòng)源部分、傳動(dòng)部分及泵體三者合為一體，克服了由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的壓力損失，磨損，疲勞破壞以及對(duì)某些敏感流體的性質(zhì)所造成的不良影響。?

常用的擴(kuò)散∕收縮管型無閥壓電泵有“Y”型管無閥壓電泵和“V”型管無閥壓電泵，“Y”型管無閥壓電泵的進(jìn)出口流管由一個(gè)合流管和兩個(gè)分流管組成“Y”字形，其合流管和分流管均為等截面矩形管，其缺陷是：等截面矩形的合流管與分流管的尺度較大，不利于微型集成化；“V”管無閥壓電泵的進(jìn)口流管由一個(gè)等截面矩形管為合流管和兩個(gè)擴(kuò)散（收縮）分流管組成，其缺陷是：進(jìn)出口流管和泵腔不在同一個(gè)平面上，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，加工制作困難，而且等截面矩形的進(jìn)出口流管使得正反向流阻比偏小，無法提高流量；專利201010505904.1公開一種用于微流體傳輸與控制領(lǐng)域的橢圓組合管無閥壓電泵，該無閥壓電泵的進(jìn)口流管和出口流管均由匯流錐管和分別與匯流錐管大端連通的兩個(gè)分流橢圓管組成，且均為矩形斷面管，該橢圓組合管無閥壓電泵流量較易控制，能耗有一定的降低，但結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，不利于集成化和微型化。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目地就是為了避免上述技術(shù)中的不足而提出的一種軸對(duì)稱橢圓管無閥壓電泵，它主要是針對(duì)現(xiàn)有無閥壓電泵所存在的問題如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流量小等而發(fā)明的尺度小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流動(dòng)穩(wěn)定，容積效率較高的軸對(duì)稱橢圓管無閥壓電泵，該泵可在較高頻率下工作。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?

一種軸對(duì)稱橢圓管無閥壓電泵，包括泵體、泵蓋和壓電振子，泵蓋正上方是壓電振子，泵蓋上設(shè)有泵進(jìn)口和泵出口，泵體上設(shè)置進(jìn)口流管、出口流管和圓形泵腔，進(jìn)口流管的小端和泵進(jìn)口連通，進(jìn)口流管的大端和泵腔連通，出口流管的小端和泵腔連通，出口流管的大端和泵出口連通，進(jìn)口流管和出口流管結(jié)構(gòu)相同且與圓形泵腔的水平方向中心線同軸設(shè)置，并且與泵腔的圓心等距，其特征在于：進(jìn)口流管和出口流管均為以圓形泵腔的水平中心線為對(duì)稱軸的軸對(duì)稱橢圓管，軸對(duì)稱橢圓管是由長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度a與短半軸長(zhǎng)度b的比值等于6且包角為80°橢圓線段繞圓形泵腔水平方向中心線旋轉(zhuǎn)一周所形成的圓管，短半軸與圓形泵腔水平方向中心線垂直。

所述橢圓管小端的管口圓角半徑r為D/2。?

所述橢圓管小端的最小截面的直徑D為80~150μm。?

所述橢圓管的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度a為2800~3200μm，短半軸長(zhǎng)度b為a/6。?

進(jìn)口流管的大端與泵腔相接，出口流管的大端與泵出口相接，泵腔為圓柱狀，其半徑為R1，在泵體上開設(shè)的泵腔的深度為h，泵進(jìn)口和泵出口為矩形狀，在泵體上開設(shè)的深度為h，長(zhǎng)和寬均為；泵腔的尺寸與泵進(jìn)口和泵出口的尺寸的取值范圍同現(xiàn)有技術(shù)中的取值范圍，不是本發(fā)明的創(chuàng)新之處。?

本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明進(jìn)出口流管無分叉的特殊結(jié)構(gòu)，可零損傷地輸送介質(zhì)，可用于活體細(xì)胞以及高分子物質(zhì)的輸送；本發(fā)明進(jìn)出口流管軸對(duì)稱的特殊結(jié)構(gòu)使其具有較高的正反向流阻系數(shù)比，提高了所發(fā)明泵的容積效率，表1所示為同尺度不同結(jié)構(gòu)流管所對(duì)應(yīng)泵的容積效率比較；本發(fā)明泵單向壓力損失進(jìn)一步減小，極大程度上降低了能耗；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于集成和微型化；該泵可應(yīng)用于藥物微量輸送、生化試劑定量以及電子產(chǎn)品降溫等領(lǐng)域。?

表?1?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖；?

圖2是圖1的A-A向剖面圖；

圖3是圖2中I的局部放大圖；

圖4是圖2?進(jìn)口流管4和出口流管5的幾何結(jié)構(gòu)放大圖；

圖5是本發(fā)明吸水過程工作原理圖；

圖6是本發(fā)明排水過程工作原理圖；