[發明專利]分段異徑非對稱弧形管無閥壓電泵

有效

• 申請號: 201410534712.1
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104405624A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 夏齊霄;盧振洋;雷紅;田娥;劉歡
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發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，在醫療衛生，航空航天，微機電系統中有著廣泛的應用前景。?

發明內容

圖1為本發明無閥壓電泵的結構圖。?

分段異徑非對稱弧形管無閥壓電泵，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)聯接到分段異徑非對稱弧形管(5)上；分段異徑非對稱弧形管(5)由數段管徑不同的圓弧管依管徑大小依次排序，以圓弧管靠近圓心方向的赤道線重合的方式聯接而成，這條重合的赤道線在此稱為內側母線(6)；分段異徑非對稱弧形管(5)有3個流體出入口，其中第一出入口(12)和第二出入口(13)與外界管路聯接，第一出入口(12)和第二出入口(13)為分段異徑非對稱弧形管(5)的上下出入口，第三出入口(12)在分段異徑非對稱弧形管(5)中部的側面；第三出入口(11)與泵體(3)上的通孔(4)聯接。?

進一步，其特征在于：第三出入口(11)的軸線(14)與第二圓弧管(8)部分的中心弧線(15)的交點上安裝阻尼板(13)，阻尼板的一端重合于軸線(14)與中心弧線(15)的交點，另一端沿中心弧線的切線方向向第二出入口(13)方向延伸一段長度。?

本發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(14)上；分段異徑非對稱弧形管(5)安裝在泵體(3)側面的通孔(4)上；分段異徑非對稱弧形管(5)由數段管徑不同的圓弧管依管徑大小依次排序，以圓弧管靠近圓心方向的赤道線重合的方式聯接而成，這條重合的赤道線在此稱為內側母線(6)；分段異徑非對稱弧形管(5)有3個流體出入口，其中第一出入口(12)和第二出入口(13)與外界管路聯接，1第三出入口(11)在分段異徑非對稱?弧形管(5)中部的內側面；?

第三出入口(11)的軸線(14)與第二圓弧管(8)的中心弧線(15)的交點上安裝阻尼板(13)，阻尼板的一端重合于軸線(14)與中心弧線(15)的交點，另一端沿中心弧線的切線方向向第二出入口(13)方向延伸一段長度；該長度一般為第二圓弧管(8)長度的1/4-1/3,但不局限于此，也可不設阻尼板。第三出入口(11)與泵體(3)上的通孔(4)聯接。?

本發明使用分段異徑非對稱弧形管(5)實現了僅用一個導流管就可使流體產生單向流動，簡化了傳統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，在微機電系統中具有更廣泛的潛在用途。?

附圖說明

圖1(a)分段異徑非對稱弧形管無閥壓電泵裝配圖主視圖；?

圖1(b)分段異徑非對稱弧形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分段異徑非對稱弧形管(5)；?

具體實施方式

本發明實例為三段管徑不同的圓弧管聯接而成，分別為第一圓弧管(7)，第二圓弧管(8)和第三圓弧管(9)，其中第一圓弧管(7)管徑最小，第三圓弧管(9)管徑最大，第二圓弧管(8)在兩端分別聯接著第一圓弧管(7)和第三圓弧管(9)；第二圓弧管(8)在內側母線(6)一側中部安裝聯接管(10)用于分段異徑非對稱弧形管(5)與泵體(3)相聯接。?

本發明具體實施方式如圖1-圖3。壓電振子直徑30mm，第一圓弧管，第二圓弧管，第三圓弧管的長度相等，彎曲弧度均為60度。其中第一圓弧管的內徑為2.25mm，第二圓弧管內徑為3.5mm，第三圓弧管內徑為4.5mm。泵的工作電壓220V，頻率50Hz，以水為工作介質，流量達1450mg/s。?

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，流體從分段異徑非對?稱弧形管(5)的第一出入口(12)和第二出入口(13)流入，并經第三出入口(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)內的流體經通孔(4)和第三出入口(11)流入分段異徑非對稱弧形管(5)，并流出第一出入口(12)和第二出入口(13)；由于分段異徑非對稱弧形管(5)的第一出入口(12)的內徑第二出入口(13)的內徑，因此在一個泵工作周期內，第一出入口(12)和第二出入口(13)都存在流體的流入量與流出量的差，根據流體流動的連續性原理，第一出入口(12)的流入量差應等于第二出入口(13)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(12)流入，從第二出入口(13)流出的凈流量。?