[發(fā)明專利]具有過濾功能的無閥壓電泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610882900.2
• 申請日: 2016-10-10
• 公開（公告）號: CN106194676B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 紀(jì)晶;胡彩旗;李勝多;莊智強;郝敏;劉明楊;譚超超;馬強強
• 申請（專利權(quán)）人: 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/20;F04B53/16
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)37227
• 代理人: 張媛媛,王中云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無閥壓電泵，具體的說，涉及一種具有過濾功能的無閥壓電泵。

背景技術(shù)

在化學(xué)分析與檢測、生物工程、集成電路芯片的散熱與冷卻、微型零部件以及微型化生產(chǎn)系統(tǒng)(微型工廠)等領(lǐng)域，急需高性能、高可靠性的微小流量的液體輸送裝置，這使微小流量流體泵的開發(fā)研究工作具有重要的實際意義。

壓電泵作為微型泵領(lǐng)域的一種新型流體驅(qū)動器，是壓電驅(qū)動技術(shù)和流體泵技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。壓電驅(qū)動技術(shù)是一門利用逆壓電效應(yīng)來驅(qū)動機構(gòu)或流體運動的技術(shù)。

近年來隨著微機械加工技術(shù)、微機電系統(tǒng)(MEMS)的飛速發(fā)展，微流量系統(tǒng)也得到了長足發(fā)展。壓電泵作為微機械流體系統(tǒng)的一個重要分支，因其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、耗能低、無噪聲、無電磁干擾等特點，作為微小型流體輸送裝置已越來越多受到眾多的研究者的青睞，在精密儀器、生物化學(xué)、醫(yī)療器械、航空航天、生物基因工程、化學(xué)燃料供給、電子器件水冷技術(shù)方案及微機電系統(tǒng)等領(lǐng)域里得到成功的應(yīng)用。

目前，有閥壓電泵和無閥壓電泵是備受研究者們關(guān)注的兩種壓電泵。

有閥壓電泵泵腔內(nèi)有運動著的閥體，因而會引起泵閥跟隨性差、閥片磨損、污染等問題。無閥壓電泵同有閥壓電泵的最大區(qū)別就是泵腔內(nèi)沒有運動的實體閥，泵內(nèi)流體的吸入及排出則是利用了管道或者泵腔等的非對稱結(jié)構(gòu)形成的“無移動部件閥”，迫使流體沿同一流道流入、流出泵腔時所受的流動阻力不等，在壓電振子的一個振動周期中，通過同一個流道流入和流出的流體體積必然不相等，這就形成了宏觀上泵的單向流動，達(dá)到泵送流體的功能。

無閥壓電泵由于其無閥的特性，使得泵體內(nèi)除壓電驅(qū)動器外再無任何的運動部件，這樣就可使泵的結(jié)構(gòu)尺寸在理論上做得很小；無閥壓電泵在工作時不產(chǎn)生電磁場及自身污染(無潤滑、無磨損)；無閥壓電泵因其控制方便，更易于集成及微小型化，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

根據(jù)驅(qū)動方式的不同，無閥壓電泵可分為管道閥類泵(錐形流管、Y形流管、V形流管、橢圓形組合管等)，腔底閥類(如波紋腔底、錐形腔底等)，阻流體閥類(阻流體無閥壓電泵復(fù)合阻流體無閥壓電泵)等，都能很好地實現(xiàn)泵送流體的功能。

但對某些工況不僅僅是需要輸送流體，而且要求輸送流體的同時完成對流體的過濾作用，如：活體組織輸送中大分子顆粒的過濾、生物流體過濾，化學(xué)試劑的過濾，醫(yī)用噴霧藥液過濾，農(nóng)藥噴霧及滴灌施肥系統(tǒng)中雜質(zhì)、微粒的過濾等方面。而當(dāng)前的無閥壓電泵大都只是用來單一地泵送流體而沒有過濾流體的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在泵送流體的過程中，可完成對流體過濾的具有過濾功能的無閥壓電泵。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：具有過濾功能的無閥壓電泵，包括泵體、泵蓋及壓電振子；所述泵體為槽狀，所述泵蓋形狀與槽狀泵體的頂部開口形狀匹配，安裝于泵體頂部開口處，與泵體形成一泵腔結(jié)構(gòu)，槽狀泵體側(cè)壁上設(shè)置有流體入口和流體出口；流體入口和流體出口之間的泵腔內(nèi)，設(shè)置有過濾環(huán)，包括過濾環(huán)本體；泵腔內(nèi)設(shè)置有搭接臺，過濾環(huán)本體置于搭接臺上，且與泵體內(nèi)壁圍成一過濾腔；過濾環(huán)本體上設(shè)置有過濾孔；過濾環(huán)本體與搭接臺間為可拆卸的結(jié)構(gòu)；

過濾環(huán)包括一段環(huán)狀側(cè)壁，側(cè)壁的上端面和下端面向過濾環(huán)外側(cè)延伸；過濾環(huán)與流體出口的相接處包括一段由側(cè)壁到流體出口的實體延伸部；流體入口位于其上端面和下端面之間，過濾環(huán)與泵體內(nèi)壁環(huán)繞形成過濾腔；過濾環(huán)上設(shè)置有與流體出口相通的流出通孔。

優(yōu)選的是：過濾孔為錐形孔，且其窄口一端朝向泵腔，其寬口一端朝向過濾腔。即流體流入泵腔時，經(jīng)濾孔的寬口端、窄口端后，流入泵腔；過濾物由過濾孔的窄口端向?qū)捒诙酥饾u堆積。

優(yōu)選的是：過濾孔設(shè)置在過濾環(huán)的下端面，過濾環(huán)側(cè)壁及上端面均為實體。這種結(jié)構(gòu)，只有過濾環(huán)下端面可形成過濾環(huán)與泵腔之間的通道，流體只能經(jīng)過濾環(huán)下端面流出，在一個壓電振子工作周期，流體回流過程中，避免過多流體經(jīng)過濾環(huán)側(cè)壁回流至過濾腔。

優(yōu)選的是：流出通孔包括與過濾環(huán)底部泵腔相通的通孔I及流體出口相通的通孔II，通孔I與通孔II連通。過濾后的流體會先進入過濾環(huán)與泵體底面的泵腔內(nèi)，通孔I與通孔II為過濾后的流體流出泵腔，以及流體回流泵腔提供了流出通道。

優(yōu)選的是：過濾環(huán)與流體出口的相接處包括一段由側(cè)壁到流體出口的實體延伸部，流出通孔位于實體延伸部處。這種結(jié)構(gòu)將流體通孔的位置與過濾環(huán)本體所形成的過濾腔隔離開，避免過濾流出的流體與流入泵腔未過濾的流體混合。