[發明專利]一種氣泡泵結構

有效

• 申請號: 201410456899.8
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104265610B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 鄭剛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04B43/06
• 分類號: F04B43/06
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所32253
• 代理人: 蔡棟

技術領域

本發明屬于流體機械領域，具體涉及一種用于毫米尺度下液壓系統中的泵結構。

背景技術

隨著工業的發展，液壓傳動因其抗干擾能力強、控制精度高、無級調速等優勢，成為現代傳動與控制的關鍵技術之一。而在液壓傳動中，泵的功能就好比人的心臟，是輸送液體的動力元件。泵的產生可以追溯到約公元前,近代以來又陸續出現了其他各種回轉泵、離心泵、活塞泵等。由于各種先進技術的應用，泵的效率逐步提高，性能范圍和應用也日漸擴大。然而，目前雖然泵的種類和應用場合繁多，各尺寸差距也特別大，但是，當整個系統的尺度下降到毫米級別時，以當前傳統的加工方法，泵的制作就相當困難了。這導致人們對毫米級別的液壓系統難以構建和研究，對其特性知之甚少，無法充分利用其優勢。本發明新型氣泡泵不僅將制造的尺寸空間降低到毫米級，并且該新型氣泡泵可以在接收到脈沖信號的時候使液體進行指向性流動。適用于不需要持續供流的場合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型氣泡泵結構，以實現對毫米尺度下液壓系統提供動力。

為解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：

一種新型氣泡泵結構，其特征在于包括：冷凝軟管（1）、毛細管（2）、人造瓣膜（3）、脈沖信號發生器（4）、薄膜電阻加熱器（5）和液體（6）；所述冷凝軟管（1）分別纏繞在毛細管（2）的外壁上近進口端和近出口端的位置，冷凝軟管（1）中充滿冷凝水；毛細管（2）中充滿液體（6）；薄膜電阻加熱器（5）固定外套于毛細管(2)的外壁上中段部位與冷凝軟管（1）相錯開的位置，并與冷凝軟管（1）間留有間隙；脈沖信號發生器（4）通過導線與薄膜電阻加熱器（5）連接，兩個人造瓣膜（3）分別安裝在毛細管（2）的內管壁上近進口端和近出口端的位置，實現液體（6）的單向流動。

本發明具有有益效果。本發明利用脈沖信號發生器產生電壓脈沖，對薄膜電阻加熱，可以有效地在毛細管中產生熱氣泡，使管中液體從出口壓出。當脈沖消失，電阻溫度下降，氣泡縮回，管內有一定的真空度，氣壓降低，液體便從進口流入。由于人造瓣膜的存在，可以保證液體流動方向是單向的，這樣可以很好地實現泵的功能，起到使液體運輸的作用。同時由于薄膜電阻加熱會導致管內液體溫度過高，在毛細管進出口位置加上一段冷卻裝置，這樣可以很好地保證系統不會因為高溫而使部件損壞。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖1-A為圖1結構的左視圖；

圖2-A、圖2-B、圖2-C、圖2-D、圖2-E均為本發明的原理示意圖；

圖中：1—冷凝軟管，2—毛細管，3—人造瓣膜，4—脈沖信號發生器，5—薄膜電阻加熱器,6—液體。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例，對本發明的技術方案作進一步詳細說明。

本發明的結構示意圖如圖1及圖1-A所示。本發明主要是利用容積式泵的容積變化導致壓力變化，實現泵吸、排液體的工作原理而設計的，如圖2所示，脈沖信號發生器先給薄膜電阻加熱器加一電壓脈沖，使其對管內液體進行加熱，由于熱流密度很大，因而加熱的速度極快，在很短的時間內使加熱器表面附近的液體迅速升溫，達到其沸騰溫度，使液體汽化形成氣泡，如圖2—A所示；此時脈沖信號消失，氣泡在氣液界面及液體的慣性控制下迅速膨脹長大，同時出口端的人造瓣膜微開，如圖2—B所示；當氣泡長到最大的時候，管內壓力升高到最高，同時出口端的人造瓣膜完全打開，液體壓出，如圖2—C所示；由于此時氣泡最大，氣泡內的壓力已經低于大氣壓，在這一壓力差的作用下，氣泡開始萎縮，由于管內出現了一定的真空度，這時進口處的人造瓣膜微開，開始有液體流入，同時出口端的人造瓣膜關閉，防止液體回流，如圖2—D所示；當氣泡萎縮至最小甚至消失的時候，入口端的人造瓣膜完全打開，液體大量流入，如圖2—E所示；隨后瓣膜關閉，完成泵吸、排液體的一個循環過程。

上述過程中，由于薄膜電阻加熱器加熱時產生的熱量很高，泵在長時間工作的情況下發熱較明顯，可能會損壞相關器件，因此在出口端和入口端附近纏繞了一段冷凝軟管，里面通入冷凝水并循環使用，這樣很好地起到了降溫的作用。