[發(fā)明專利]一種采用壓電換能器激勵的多腔體雙向壓電泵及其泵送方法

有效

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• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN109973365B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉英想;李恒禹;陳維山;劉軍考;李鍇
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/10;F04B53/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發(fā)明公開了一種采用壓電換能器激勵的多腔體雙向壓電泵及其泵送方法，屬于流體機(jī)械領(lǐng)域。閥腔蓋板、泵體和泵腔蓋板依次連接，兩個(gè)閥腔彈性薄膜布置于兩個(gè)閥腔蓋板通孔底部，兩個(gè)閥腔彎振換能器末端與兩個(gè)閥腔彈性薄膜表面中心位置剛性連接，泵腔彈性薄膜設(shè)置于泵腔蓋板通孔頂部，泵腔彎振換能器首端通過彎振換能器連接件固定在泵腔蓋板內(nèi)，泵腔彎振換能器末端與泵腔彈性薄膜下表面剛性連接，兩個(gè)閥腔環(huán)形密封圈均通過閥腔蓋板和兩個(gè)閥腔彈性薄膜壓緊在泵體上，泵腔環(huán)形密封圈通過泵腔蓋板和泵腔彈性薄膜壓緊固定在泵體下。本發(fā)明采用的壓電換能器振子具有輸出力大、響應(yīng)速度快及無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的壓力和流量的微量液體傳遞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種采用壓電換能器激勵的多腔體雙向壓電泵及其泵送方法。

背景技術(shù)

壓電泵是一種新型流體驅(qū)動器，利用逆壓電效應(yīng)使壓電振子產(chǎn)生變形，使泵腔的容積產(chǎn)生變化出現(xiàn)壓差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流體輸出。傳統(tǒng)液壓泵由驅(qū)動源、泵體及直接作用于液體的葉片等組成，而壓電泵能夠?qū)鹘y(tǒng)液壓泵的驅(qū)動源、傳動部分及泵體三者合為一體。同傳統(tǒng)液壓泵相比，壓電泵由于體積重量小、結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快、無電磁干擾、能耗低及微小流量可控等諸多優(yōu)勢，在生物醫(yī)療、航空航天及微機(jī)電系統(tǒng)等工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

壓電泵按照有無截止閥分類可分為有閥壓電泵和無閥壓電泵，無閥壓電泵沒有傳統(tǒng)意義上的閥安裝在進(jìn)出油口，它主要利用進(jìn)出口壓力損失的不對稱性形成單向通流。然而，由于無閥壓電泵的截止性能相對較差，因此目前實(shí)際投入使用的無閥壓電泵很少，主要停留在研究階段，應(yīng)用廣泛的還是有閥壓電泵。有閥壓電泵又可分為主動閥壓電泵和被動閥壓電泵兩大類，其中，被動閥壓電泵主要利用泵腔與進(jìn)出油口的壓力差實(shí)現(xiàn)截止閥的開閉。然而，由于被動閥并不能充分利用壓電致動器全部的工作帶寬。當(dāng)致動器的工作頻率過高時(shí)，被動閥受到響應(yīng)頻率的限制，會出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出性能降低。因此，主動閥壓電泵由于響應(yīng)頻率高，開始逐漸受到研究人員的重視。目前基于主動閥壓電泵的研究也僅僅停留在將主動閥應(yīng)用在薄膜壓電泵上。然而，由于壓電薄膜振子的輸出力小，致使薄膜壓電泵很難用于高壓場合。相比于薄膜壓電振子，壓電換能器具有更大的輸出力。研究一種基于壓電換能器的主動閥壓電泵，以滿足高壓場合的技術(shù)需求，顯得尤為迫切和需要。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的采用壓電薄膜振子的主動閥控制壓電微泵存在的輸出壓力和流量較小的技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種采用壓電換能器激勵的多腔體雙向壓電泵及其泵送方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種采用壓電換能器激勵的多腔體雙向壓電泵，所述多腔體雙向壓電泵為一種采用彎振壓電換能器激勵的多腔體雙向壓電泵，包括閥腔蓋板、泵腔蓋板、泵體、兩個(gè)閥腔彎振換能器、彎振換能器連接件、泵體總裝連接件、兩個(gè)閥腔環(huán)形密封圈、兩個(gè)閥腔彈性薄膜、泵腔環(huán)形密封圈、泵腔彈性薄膜和泵腔彎振換能器，所述閥腔蓋板、泵體和泵腔蓋板通過所述泵體總裝連接件依次連接固定，所述兩個(gè)閥腔彈性薄膜布置于所述閥腔蓋板的底部，所述兩個(gè)閥腔彎振換能器的首端均通過所述彎振換能器連接件固定在所述閥腔蓋板上，所述兩個(gè)閥腔彎振換能器的末端分別與所述兩個(gè)閥腔彈性薄膜表面中心位置剛性連接，所述泵腔彈性薄膜設(shè)置于所述泵腔蓋板的頂部，所述泵腔彎振換能器的首端通過所述彎振換能器連接件固定在所述泵腔蓋板內(nèi)，所述泵腔彎振換能器的末端與所述泵腔彈性薄膜下表面中心位置剛性連接，所述兩個(gè)閥腔環(huán)形密封圈均通過所述閥腔蓋板和所述兩個(gè)閥腔彈性薄膜壓緊固定在所述泵體上，所述泵腔環(huán)形密封圈通過所述泵腔蓋板和泵腔彈性薄膜壓緊固定在所述泵體下。