[實用新型]一種軸對稱對數(shù)螺旋管無閥壓電泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220191311.7
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN202707436U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何秀華;鄧志丹;蔡盛川
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: 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

本實用新型涉及無閥壓電泵，具體是指一種軸對稱對數(shù)螺旋管無閥壓電泵。?

背景技術(shù)

壓電泵是機械式微泵的一種，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，流體通過閥門時會產(chǎn)生很大的壓力損失，而且啟動注水過程過于困難，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，另外活動部件會對某些微分子結(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，同時可動閥片材料的疲勞失效和性能不穩(wěn)定都會影響壓電泵的使用壽命；無閥壓電泵結(jié)構(gòu)簡單，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，防疲勞性能良好。常用的無閥壓電泵中，擴散∕收縮管型無閥壓電泵將傳統(tǒng)泵的驅(qū)動源部分、傳動部分及泵體三者合為一體，克服了由于運動導(dǎo)致的壓力損失，磨損，疲勞破壞以及對某些敏感流體的性質(zhì)所造成的不良影響。?

常用的擴散∕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出口流管由一個合流管和兩個分流管組成“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”管無閥壓電泵的進口流管由一個等截面矩形管為合流管和兩個擴散（收縮）分流管組成，其缺陷是：進出口流管和泵腔不在同一個平面上，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，加工制作困難。專利201010505915.X公開一種用于微流體傳輸與控制領(lǐng)域的對數(shù)螺旋組合管無閥壓電泵，該無閥壓電泵的進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分流對數(shù)螺旋管組成，且均為矩形斷面管，該對數(shù)螺旋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)相對比較復(fù)雜，不利于集成化和微型化。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型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稱對數(shù)螺旋管無閥壓電泵，它主要是針對現(xiàn)有無閥壓電泵所存在的問題如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動紊亂等而實用新型的尺度小，結(jié)構(gòu)簡單，流動穩(wěn)定，容積效率較高的軸對稱對數(shù)螺旋管無閥壓電泵，該泵可在較高頻率下工作。?

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：?

一種軸對稱對數(shù)螺旋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)有泵進口和泵出口，泵體上設(shè)置進口流管、出口流管和圓形泵腔，進口流管的小端和泵進口連通，進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，進口流管和出口流管結(jié)構(gòu)相同且同軸設(shè)置，并且與泵腔的圓心等距，其特征在于：進口流管和出口流管均為以圓形泵腔的水平中心線為對稱軸的軸對稱對數(shù)螺旋管，軸對稱對數(shù)螺旋管是由對數(shù)螺旋線方程ρ=ρ₀×e^kθ確定的包角α為45°的一段對數(shù)螺旋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，其中e為自然對數(shù)函數(shù)的底數(shù)，其值約為2.71828，ρ₀為10μm，k為0.001，θ為10035°～（10035°﹢α）。

所述軸對稱對數(shù)螺旋管小端的管口圓角半徑r為D/2。?

所述軸對稱對數(shù)螺旋管小端的最小截面的直徑D為80～150μm。?

進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，泵進口和泵出口為矩形狀，在泵體上開設(shè)的深度為h，長和寬均為c；泵腔的尺寸與泵進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，不是本實用新型的創(chuàng)新之處。

本實用新型的有益效果是：由于本實用新型進出口流管無分叉的特殊結(jié)構(gòu)，可零損傷地輸送介質(zhì)，可用于活體細胞以及高分子物質(zhì)的輸送；本實用新型進出口流管軸對稱的特殊結(jié)構(gòu)使其具有較高的正反向流阻系數(shù)比，提高了所實用新型泵的容積效率，表1所示為同尺度不同結(jié)構(gòu)流管所對應(yīng)泵的容積效率比較；本實用新型泵單向壓力損失進一步減小，極大程度上降低了能耗；結(jié)構(gòu)簡單，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。?