[發明專利]螺旋線形閥壓電泵

在審

• 申請號: 201610024686.7
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105649961A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 王穎;張建輝
• 申請（專利權）人: 泰州職業技術學院
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及螺旋線形閥壓電泵，屬于流體機械領域。

背景技術

泵是輸送流體或傳遞能量的機械。傳統意義上的泵一般是由電機驅動，無論在理論上、設計方法或制造技術上，已達到十分完善的程度。但受工作原理和結構的限制，如需要附加驅動電機，則體積較大，受電磁干擾，不易控制微小流量，因而難以滿足當前航空航天器、機器人、汽車、醫療器械、生物基因工程、微型機械的應用需求。

壓電泵是一種新型流體驅動器。它不需要附加驅動電機，而是利用壓電陶瓷的逆壓電效應使壓電振子產生變形，再由變形產生泵腔的容積變化實現流體輸出或者利用壓電振子產生波動來傳輸液體。

壓電泵具有傳統泵所不具備的特點，能將傳統泵的驅動源部分、傳動部分及泵體三者合為一體，可實現結構簡單、體積小、重量輕、耗能低、無噪聲、無電磁干擾，可根據施加電壓或頻率控制輸出微小流量。盡管它的發明與發展僅30多年的歷史，已經在上述領域里得到成功的應用。

壓電泵的種類繁多，形式各異，根據不同的分類標準分類不同。從閥體的有無可分為有閥壓電泵和無閥壓電泵；從閥體開閉的驅動方式可分為主動式有閥壓電泵和被動式有閥壓電泵。有閥壓電泵通常指由一對相互倒置的單向閥分別安裝在泵的進口和出口處，用于控制流體的流向。主動式有閥壓電泵的閥體的開閉需要用外加驅動電源和控制設備來控制閥體的開啟，增加了壓電泵的設計、安裝和控制環節。被動式有閥壓電泵是指壓電泵中閥體的開閉是由壓電泵的工作周期中泵腔的周期性變化的壓力來打開和關閉閥體，從而實現泵的作用。

迄今為止，有閥壓電泵發明了很多結構形式，已經得到了廣泛的應用。有閥壓電泵的功能主要由控制流體流向的單向閥來實現，因此，單向閥的結構對壓電泵的性能有決定性的影響。傳統有閥壓電泵的單向閥是簡單懸臂梁形，它的開啟和關閉滯后于壓電泵驅動源很多，閥的執行部分和閥座之間容易存在間隙，導致跟從性和截止性不好，而壓電泵的動力源壓電陶瓷的振動幅度很低，所以壓電泵的頻率、流量和壓力就上不去。為了解決這些問題，有人發明了軟的漏斗形的閥、山形閥、輪式平板閥等。但是這些閥仍然有局限性，比如漏斗形的閥需要空間大，加工工序復雜，成本高；山形閥的面積大；輪式平板閥閥片與閥座的固定工藝復雜，容易出現閥片平整度的不好，閥的截止性能降低等。

發明內容

為了克服有閥壓電泵結構復雜、跟從性和截止性不好、成本高等缺點，本發明的目的是提供一種螺旋線形閥壓電泵，在閥座的進口和出口處分別安裝有一對相互倒置的螺旋線形單向閥，用于控制流體的流向。吸程的時候，壓電振子向上彎曲，泵腔的體積變大壓力降低，進口處的螺旋線形單向閥打開而出口處的關閉，這樣流體就流入泵腔；排程的時候，壓電振子向下彎曲，泵腔的體積變小壓力升高，進口處的螺旋線形單向閥關閉，出口處的打開，這樣流體就從出口處流出。經過吸程和排程一個完整的周期，泵就實現了流體的單向傳輸。這種泵具有效率高、流量大、結構簡單、安裝方便、成本低等優點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種螺旋線形閥壓電泵，包括壓電振子、泵蓋、閥座、螺釘、泵座、密封圈，所述泵座頂部設有泵蓋，泵座上端為閥座，閥座與泵座之間設有密封圈，泵座與泵蓋之間設有密封圈，泵座頂部設有壓電振子，所述壓電振子設于泵座和泵蓋之間，所述壓電振子與泵蓋、閥座及泵座之間通過螺釘固定連接，在閥座的進口和出口處通過螺釘分別安裝有一對相互倒置的螺旋線形單向閥，所述螺旋線形單向閥的閥芯與閥座的進口孔和出口孔相對應，通過螺釘安裝在閥座進口處的螺旋線形單向閥為吸入閥，通過螺釘安裝在閥座出口處的螺旋線形單向閥為排出閥。

本發明所述螺旋線形單向閥由螺釘通過定位器安裝在閥座的進出口處，螺旋線形單向閥的閥芯與閥座的進出口相對應；所述螺旋線形單向閥的閥芯的形狀與進出口孔的形狀相匹配，其尺寸大于進出口孔的尺寸；所述螺旋線形單向閥的閥芯和定位器之間通過螺旋線形狀的懸臂相連接；所述螺旋線形單向閥由彈性金屬或非金屬材料制成。

采用以上技術方案后，本發明的有益效果是：螺旋線形單向閥屬于懸臂梁閥，結構簡單，成本低，其懸臂形狀是螺旋線，臂長比傳統的懸臂梁單向閥高出若干倍，因而其對泵腔壓力變化的反應靈敏，跟隨性好，該閥可以由金屬或非金屬彈性材料制成，具有較好的截止性能，可以有效實現壓電泵的開啟和關閉。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

圖1為本發明螺旋線形有閥壓電泵的結構示意圖。

圖2為本發明螺旋線形有閥壓電泵的俯視圖。