[發明專利]一種貼片式行波壓電離心泵及其驅動方法

在審

• 申請號: 201910333121.0
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110080992A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 尹永康;王亮;王方一;金家楣
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06;F04D29/42;F04D29/22;H02N2/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種貼片式行波壓電離心泵及其驅動方法，行波壓電離心泵包含泵體、定子、轉子、預壓力組件、閉式葉輪和四片壓電陶瓷片；定子上設有一圈環形驅動齒；轉子呈圓臺狀，錐面和定子上的各個驅動齒相抵；四片壓電陶瓷片均勻設置在定子的側壁上；預壓力組件用于調節轉子錐面和各個驅動齒之間的預壓力；閉式葉輪設置在轉子上。工作時，激勵壓電陶瓷片使驅動環形齒內側質點作微幅橢圓運動，帶動轉子進而帶動閉式葉輪旋轉，使流體獲得能量。本發明結構簡單，易于密封，易于小型化，且低噪聲運行、速度控制性好、不產生電磁也不受電磁干擾、能夠斷電自鎖。

技術領域

本發明涉及流體機械領域，尤其涉及一種貼片式行波壓電離心泵及其驅動方法。

背景技術

離心泵具有適用范圍廣、轉速高、效率高、流量大、性能平穩等特點，是泵類產品中最重要的一種泵，其產值占泵的總產值的80%左右，廣泛應用于國民經濟建設的各個領域。

傳統離心泵工作時需要外設電機進行驅動，這樣電機和離心泵相分離，因此結構復雜，體積較大且不易小型化，而且離心泵在運轉過程中還會產生較大噪聲，無法供應小流量；此外，傳統電機的運轉會產生電磁污染，這會限制其在醫療、衛生等對磁場敏感的領域的應用。

隨著微機電系統領域的發展，傳統設備的小型化和微型化已經成為未來發展的趨勢，而傳統離心泵的工作方式和結構設計的不足，已經限制了其應用范圍和體積的進一步小型化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對技術背景中所涉及到的缺陷，提供一種貼片式行波壓電離心泵及其驅動方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種貼片式行波壓電離心泵，包含泵體、定子、轉子、預壓力組件、閉式葉輪和四片壓電陶瓷片；

所述泵體為上端開口下端封閉的空心圓柱體，其側壁的外壁面上設有進流口和出流口，側壁的內壁面上設有凹陷的、和所述出流口相聯通的蝸殼型流道，底壁的內壁面上設有進流孔、且底壁內設有用于聯通進流口和進流孔的管道；所述蝸殼型流道的軸線和底壁平行，且直徑由起點至出流口逐漸變大；

所述定子呈圓柱狀，蓋在所述泵體上端面上，和所述泵體固連形成腔體；所述定子的中心設有通孔，定子的下端面上設有圓形凹槽；所述定子在其下端面圓形凹槽的邊緣處均勻設有若干相對其下端面凸起的驅動齒；

所述轉子呈圓臺狀，其下端面中心處設有圓形凹槽，且轉子的中心設有和所述圓形凹槽相聯通的通孔；

所述預壓力組件包含螺栓帽、雙頭螺柱、第一軸承和第二軸承，其中，所述雙頭螺柱一端和所述螺栓帽螺紋連接，另一端依次穿過定子中心的通孔、轉子中心的通孔伸入轉子下端面的圓形凹槽內；所述第一軸承的內圈和所述雙頭螺柱固連、外圈和所述螺栓帽固連；所述第二軸承設置在轉子下端面的圓形凹槽內，內圈和雙頭螺柱固連、外圈和轉子固連；

所述轉子的上端面伸入所述定子下端面的圓形凹槽內，且轉子的錐面和所述定子下端面上各個驅動齒相抵；所述螺栓帽用于調整轉子錐面和各個驅動齒之間的預壓力；

所述閉式葉輪設置在所述轉子的下端面上，用于在轉子轉動時將從進流孔進入的流體由蝸殼型流道泵至出流口；

所述四片壓電陶瓷片均為矩形，沿周向均勻設置在所述定子側壁的外壁面上，用于接收外部電信號激發定子產生彎振、進而通過各個驅動齒帶動轉子轉動；令連線經過定子中心的兩片壓電陶瓷片為一組，各組壓電陶瓷片中兩片壓電陶瓷片的極化方向相同。

作為本發明一種貼片式行波壓電離心泵進一步的優化方案，所述泵體上端部均勻設置有四個螺紋盲孔，所述定子通過四個螺釘和所述泵體固連。

作為本發明一種貼片式行波壓電離心泵進一步的優化方案，所述第一軸承和定子的上端面之間設有密封圈。