[發(fā)明專利]錯心環(huán)形流管無閥壓電泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410533056.3
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104481860A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 夏齊霄;盧振洋;雷紅;劉歡
• 申請（專利權）人: 北京聯(lián)合大學
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發(fā)明涉及一種無閥壓電泵，屬于流體機械領域。

背景技術

無閥壓電泵結構簡單，無機械傳動鏈，可靠性高，機電轉換效率高，易微小型化，在醫(yī)療衛(wèi)生，航空航天，微機電系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景。

發(fā)明內容

圖1為本發(fā)明無閥壓電泵的結構圖。

錯心環(huán)形流管無閥壓電泵，其特征在于：兩個圓形壓電振子(2)相同極性的面相對安裝在泵體(3)上，兩個圓形壓電振子(2)之間的腔體為泵腔(1)，泵體(3)由側面的通孔(4)聯(lián)接到錯心環(huán)形流管(5)上；

在錯心環(huán)形流管(5)的圓心O1一側的赤道線(7)為圓弧形，在裝配后與圓形泵腔(1)同心于O1且位于與壓電振子(2)平行并通過側孔(4)軸線(8)的平面內；錯心環(huán)形流管(5)的外側赤道線(6)為圓弧線，也位于與平行于壓電振子(2)且通過側孔(4)的軸線(8)的平面內，但圓心O2在通過O1點與軸線(8)垂直的直線上，且與O1有偏距L，滿足0<L<R2-R1，R2為外側赤道線(6)的半徑，R1為內側赤道線(7)的半徑；錯心環(huán)形流管(5)有3個流體出入口，其中第一出入口(9)和第二出入口(10)與外界管路聯(lián)接，第三出入口(11)與泵體(3)上的通孔(4)聯(lián)接且同軸。

本發(fā)明提出的曲形導槽無閥壓電泵的工作原理敘述如下：

兩個圓形壓電振子(2)以極性相同的一面分別粘接在泵體(3)的端面的兩個沉孔(12)上；錯心環(huán)形流管(5)安裝在泵體(3)側面的通孔(4)上；在錯心環(huán)形流管(5)的圓心O1一側的赤道線(7)為圓弧形，在裝配后與圓形泵腔(1)同心于O1且位于與壓電振子(2)平行并通過側孔(4)軸線(8)的平面內；錯心環(huán)形流管(5)的外側赤道線(6)為圓弧線，也位于與平行于壓電振子(2)且通過側孔(4)的軸線(8)的平面內，但圓心O2在通過O1點與軸線(8)垂直的直線上，且與O1有偏距L，滿足0<L<R2-R1，R2為外側赤道線(6)的半徑，R1為內側赤道線(7)的半徑；錯心環(huán)形流管(5)有3個流體出入口，其中第一出入口(9)和第二出入口(10)與外界管路聯(lián)接，第三出入口(11)與泵體(3)上的通孔(4)聯(lián)接且同軸。

進一步，錯心環(huán)形流管(5)中，位于第三出入口(11)的軸線(15)上有V形分流板(14)，其V形關于軸線(15)對稱，V形的底部指向第三出入口(11)。

本發(fā)明使用錯心環(huán)形流管(5)實現(xiàn)了僅用一個導流管就可使流體產生單向流動，簡化了傳統(tǒng)無閥壓電泵必須安裝兩個導流管的結構，使無閥壓電泵可以更加微小型化，在微機電系統(tǒng)中具有更廣泛的潛在用途。

附圖說明

圖1(a)錯心環(huán)形流管無閥壓電泵裝配圖主視圖；

圖1(b)錯心環(huán)形流管無閥壓電泵裝配圖俯視圖；

圖2(a)泵體(3)B-B截面圖；

圖2(b)泵體(3)俯視圖；

圖3錯心環(huán)形流管(5)。

具體實施方式

本發(fā)明具體實施方式如圖1-圖3。壓電振子直徑30mm，錯心環(huán)形流管(5)的截面為圓形；錯心環(huán)形流管內側母線半徑31.5mm，外側母線半徑36.5mm，偏距L為2.5mm，工作電壓220V，頻率50Hz，以水為工作介質，流量達1540mg/s。

由于存在偏距L所以第一出入口(9)的內徑大于第二出入口(10)的內徑；當壓電泵接入交流電源時，在吸程時，兩個壓電振子(2)在交流電的一個半周期中，分別向泵腔(1)外側彎曲，泵腔(1)內壓力下降，流體從錯心環(huán)形流管(5)的第一出入口(9)和第二出入口(10)流入，并經(jīng)第三出入口(11)，側孔(4)流入泵腔(1)；當交流電改變壓方向，進入下一個半周期時，壓電泵進入排程階段，兩個壓電振子(2)分別向泵腔(1)內側彎曲，泵腔(1)體積下降，壓力升高，泵腔(1)內的流體經(jīng)通孔(4)和第三出入口(11)流入錯心環(huán)形流管(5)，并流出第一出入口(9)和第二出入口(10)；由于錯心環(huán)形流管(5)的第一出入口(9)的內徑大于第二出入口(10)的內徑，因此在一個泵工作周期內，第一出入口(9)和第二出入口(10)都存在流體的流入量與流出量的差，根據(jù)流體流動的連續(xù)性原理，第一出入口(9)的流入量差應等于第二出入口(10)的流出量差，從而產生凈流量；在交流電的交變電壓反復作用下，泵在宏觀上產生了流體從第一出入口(9)流入，從第二出入口(10)流出的凈流量。