[發明專利]一種電共軛流體微型泵

有效

• 申請號: 201410073748.4
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103864000A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王海波;張如照;鄒海龍;金俊完;橫田真一
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;H01L23/46
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種流體泵，尤其涉及一種電共軛流體微型泵。

背景技術

電共軛流體是一種特殊的具有良好電流體動力學特性的機能性絕緣流體，當浸入其中的金屬電極被施加數百伏特以上的直流電壓時，電極間流體將產生定向流動而形成射流，且射流強度隨著輸入電壓的提高顯著增強，這種現象被稱為電共軛效應。

電共軛流體泵是利用電共軛效應制作的能夠輸出一定壓力和流量的流體的流體機械。電共軛流體泵作為新型泵，具備無需機械運動機構，能量可直接轉換，功率密度大，結構緊湊，體積小，無運行噪音等優點；可廣泛應用于電子器件的流體冷卻裝置中，如可應用于計算機液體冷卻系統中。

電極單元（電極對）是產生電共軛效應的核心器件之一，主要有兩種：一是平面電極對（陣列），其結構簡單，運用微機電系統制造技術易于制作，但電極的高度不足及密封困難，導致流體泵功率密度較低。二是三棱柱電極—縫隙電極對（陣列），其高度大于數百微米保證了泵良好的密封能力和性能。因此，三棱柱電極—縫隙電極對是目前電共軛流體泵電極單元的最佳選擇。

已有的基于三棱柱電極—縫隙電極對的電共軛流體泵的組成是：下殼體中的三棱柱電極—縫隙電極對（陣列），下殼體通過上蓋板及密封圈實現密封，三棱柱電極—縫隙電極對（陣列）與下殼體外的電源電連接。下殼體中的電共軛流體在三棱柱電極、縫隙電極的電共軛效應下從縫隙電極的縫隙處加速流入下一個三棱柱電極—縫隙電極對，然后被逐級加速，最后從出液口向外射出。其核心部件（電極）的尺寸較大，裝配時，需要分別將三棱柱電極（陣列）與縫隙電極（陣列）在下殼體中準確定位，受結構設計，電極（陣列）加工工藝，裝配誤差等因素的影響，該流體泵中三棱柱電極、縫隙電極間的配合精度難以達到設計要求，流體泵輸出性能不甚理想；電共軛流體除了從縫隙電極的縫隙處加速流入下一個三棱柱電極—縫隙電極對外，還有電共軛流體會從縫隙電極與下殼體的間隙處不規則流動，也降低了射流效率；采用螺栓聯接上蓋板和下殼體，致使流體泵的外部輪廓尺寸過大，降低了其功率密度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電共軛流體微型泵，其三棱柱電極、條狀縫隙電極間的配合精度高，條狀縫隙電極與流道槽間的密封性好，射流效率高；且其結構緊湊、合理，體積小，功率密度大。

本發明實現其發明目的，所采用的技術方案是，一種電共軛流體微型泵，包括上蓋板、下殼體、入液短管和出液短管，其特征在于：

所述的下殼體的底部設置有基板，在硅質的基板上通過紫外光刻技術形成有：膠質的高度為300-500um的流道槽，流道槽內依次排列有多個鎳質的電極對，電極對的高度與流道槽的高度相同，每一電極對由三棱柱電極和條狀縫隙電極組成，三棱柱電極的尖端與條狀縫隙電極的縫隙相對，條狀縫隙電極的兩側與流道槽壁緊密連接；

基板上還通過紫外光刻技術形成有：三棱柱電極導電帶和條狀縫隙電極導電帶，所有的三棱柱電極均與三棱柱電極導電帶電連接，所有的條狀縫隙電極均與條狀縫隙電極導電帶電連接，三棱柱電極導電帶和條狀縫隙電極導電帶的引出端均伸出流道槽并分別與正極引出線和負極引出線焊接；

基板的上表面粘結硅膠密封板，硅膠密封板上覆蓋上蓋板，上蓋板下表面的側緣與下殼體的側壁頂面粘結；入液短管和出液短管固定在上蓋板上，并通過上蓋板、硅膠密封板的相應通孔分別與流道槽的進液端和出液端相通；正極引出線和負極引出線穿出上蓋板。

上述的下殼體的底部與基板之間還設有硅膠緩沖層。

硅膠緩沖層能減少基板上的電極、導電帶等微米級的器件在裝配時受到的沖擊，提高制備的成品率，降低制備成本。

上述的條狀縫隙電極的具體結構是：兩個橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個電極相對的端部間留有縫隙。

“L”形的電極較之“I”形的電極，與基板的結合更牢固，可進一步提高制備的成品率和其使用壽命。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

一、三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽通過紫外光刻加工技術形成一體化的結構，使三棱柱電極和條狀縫隙電極的對中精度高，射流性能好，條狀縫隙電極的兩側與流道槽壁為一體化的緊密連接結構、密封性好，避免了電共軛流體在不同電極對間的不規則流動，也提高了射流效率；

二、三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽、導電帶通過紫外光刻加工技術形成一體化的結構，使其結構更緊湊、合理，體積小，功率密度大；上蓋板與下殼體之間的粘接裝配方式，進一步使其外部輪廓尺寸小，功率密度大。使得電共軛流體泵的微型化得以實現。