[實用新型]一種具有截止閥的壓電振子

有效

• 申請號: 201420320713.1
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN203896319U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 吳越;董景石;楊志剛;李新波;楊陽;劉維帥
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H03H9/19
• 分類號: H03H9/19
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術領域

本發明屬于流體輸送領域，具體涉及一種具有截止閥的壓電振子。?

背景技術

壓電振子是一種由壓電材料構成的致動器件，在交變電壓作用下可發生往復的彎曲變形。采用壓電振子形成的容積泵稱為壓電泵，具有結構簡單便于大批量生產、體積小便于微型化、便于數字化控制且壽命成等優點，在儀器儀表、檢測設備及機械電子領域有廣泛的應用前景。壓電隔膜泵根據閥構成的不同一般分為兩類，即有閥壓電隔膜泵和無閥壓電隔膜泵，有閥壓電隔膜泵的性能遠高于無閥壓電隔膜泵，因此在傳統應用領域更具優勢。目前的有閥壓電泵中的單向閥一般安裝在泵體或泵腔位置，在壓電泵微小型化的過程中，閥的裝配成為制約壓電泵發展的瓶頸問題。?

發明內容

為了解決目前壓電泵單向閥尺寸減小帶來的裝配困難及壓電泵效率降低的問題，提出了一種具有截止閥的壓電振子，該壓電振子上布置有單向閥，且所述單向閥無需裝配過程，同時壓電振子的運動更有利于閥的開啟與關閉，該壓電振子便于與設備集成直接形成泵送能力，與傳統壓電振子驅動式的壓電泵相比具有集成化程度高、體積緊湊的優點。?

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：?

本發明一種具有截止閥的壓電振子，包括壓電陶瓷、彈性基板和彈性表層，其特點在于還包括至少一個彈閥開口，其中：?

壓電陶瓷為薄片形結構，粘接在彈性基板上，所述壓電陶瓷與彈性基板的布置方式可以采用一片壓電陶瓷與彈性基板粘接構成的單晶片結構，可以采用兩片?壓電陶瓷與彈性基板粘接構成的雙晶片結構，或采用多片壓電陶瓷與多片基板形成的復合型晶片結構，所述壓電陶瓷和彈性基板上布置有至少一組對應的振子通孔，即所述壓電陶瓷布置有至少一個壓電陶瓷孔，所述彈性基板與壓電陶瓷對應位置有彈性基板孔，所述壓電陶瓷孔直徑不小于彈性基板孔直徑二者形成振子通孔；所述振子通孔及與其對應布置的彈性閥開口可以是一個，或是多個；彈性表層材料包裹在粘接后的壓電陶瓷和彈性基板結構外部，形成第一側振子彈性表面和第二側振子彈性表面，在第一側振子彈性表面上每個與振子通孔的對應位置，布置一凸臺結構，稱為閥口凸臺，在第二側振子彈性表面上與振子通孔對應位置，布置一沉孔結構，稱為閥口沉孔，所述閥口沉孔的直徑小于振子通孔的直徑，閥口沉孔底面位于閥口凸臺頂面和第一側振子彈性表面之間；彈性閥開口布置于閥口沉孔底面與第一側振子彈性表面之間，所述彈性閥開口將第一側振子彈性表面一側區域和閥口沉孔區域連通，彈性閥開口所在平面與閥口凸臺頂面形成一懸臂梁結構，當壓電振子發生彎曲變形時所述懸臂梁結構在壓電振子和兩端壓力差的共同作用下發生彎曲變形或回復變形，形成彈性閥開口打開或關閉；所述每個閥口凸臺上可布置一個彈性閥開口，或布置多個彈性閥開口；。?

工作時，壓電振子在交變電壓的作用下發生往復彎曲變形，當發生中心指向第一側振子彈性表面的變形時，懸臂梁結構受到的慣性力指向關閉彈性閥口的方向，第一側振子彈性表面一側的腔體壓力增加，第二側振子彈性表面一側的腔體壓力減小，懸臂梁受到兩側壓力的方向都指向關閉彈性閥口方向，閥口關閉后具有優于傳統布置方式時單向閥的截止性能；當發生中心指向第二側振子彈性表面的變形時，懸臂梁結構受到的慣性力指向開啟彈性閥口的方向，第一側振子彈性表面一側的腔體壓力減小，第二側振子彈性表面一側的腔體壓力?增加，懸臂梁受到兩側壓力的方向都指向開啟彈性閥口方向，由于受到共同力的作用，彈性閥口的開度和開啟速度都優于傳統方式布置的閥。且本專利中單向閥的形成無需裝配過程，有助于解決壓電泵為小型化中遇到的單向閥精度難以保證的問題。?

附圖說明

圖1是本發明一種具有截止閥的壓電振子的示意圖。?

圖2是本發明一種具體實施方案的結構示意圖。?

具體實施方式

參照圖1和圖2，本發明的具有截止閥的壓電振子包括壓電陶瓷1、彈性基板2和彈性表層3，其特點在于還包括一個彈性閥開口4，其中：?

壓電陶瓷1為薄片形結構，粘接在彈性基板2上，在彈性基板2一側粘貼有第一壓電陶瓷11，另一側粘貼有第二壓電陶瓷12，且第一壓電陶瓷11和第二壓電陶瓷12的極化方向相反，形成壓電雙晶片結構；所述壓電陶瓷11的中心布置有第一壓電陶瓷中孔111，壓電陶瓷12的中心布置有第二壓電陶瓷中孔121，在彈性基板2中心布置有彈性基板中孔21，所述三個中孔的中心重合，所述第一壓電陶瓷中孔111與第二壓電陶瓷中孔121直徑相同且不小于彈性基板中孔21的直徑，所述三個中孔形成振子通孔5；整個粘接后的壓電雙晶片結構外表面布置有彈性表層3，形成第一側振子彈性表面301和第二側振子彈性表面302，在所述第一側振子彈性表面301中心與振子通孔5對應位置布置一閥口凸臺31，所述閥口凸臺31的徑向尺寸大于振子通孔5的徑向尺寸，在所述第二側振子彈性表面302中心與振子通孔5對應位置布置一閥口沉孔32，所述閥口沉孔32的徑向尺寸小于彈性基板中孔21的徑向尺寸，閥口沉孔32的底面位于閥口凸臺31頂面33與第一側振子彈性表面301之間；彈性閥開口4布置于閥口?沉孔32底面與第一側振子彈性表面301之間。?