[發明專利]一種壓電微泵及氣體控制裝置

在審

• 申請號: 202010073930.5
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111140478A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 常州威圖流體科技有限公司
• 主分類號: F04B45/047
• 分類號: F04B45/047;F04B39/00;F04B39/10;F04B49/22
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 常瑩瑩

本發明涉及流體控制領域，具體涉及一種壓電微泵及氣體控制裝置。一種壓電微泵，包括：共振件，所述共振件由外到內依次為板件部、連接部和共振部，所述共振件的一個面為平面，在所述共振件的另一個面上，所述共振部的中部形成凹陷結構，所述連接部上分布有出氣孔；壓電振子，所述壓電振子與所述共振件層疊設置，所述壓電振子靠近所述共振件的平面，所述壓電振子上設置有進氣孔，所述進氣孔正對所述共振部的凹陷結構。解決了現有技術中存在的很難同時提高壓電微泵輸出流量和輸出壓力即能量轉換效率低的技術問題。

技術領域

本發明涉及流體控制領域，具體涉及一種壓電微泵及氣體控制裝置。

背景技術

隨著便攜式和穿戴電子設備的發展，電子設備體積縮小很多，尤其厚度要求更薄，這便需要更小的基礎元件。壓電微泵在電子設備中的應用越來越廣泛，小型化對壓電微泵提出了更高的要求，低電壓、微型化且高輸出性能。但是現有技術中的壓電微泵如需實現微型化和低電壓，則會使得壓電泵輸出能力(輸出壓力和輸出流量)降低。恒定功率驅動的壓電微泵，輸出流量越大，輸出壓力越小，反之亦然。因此，在低功率且微型化的前提下，同時提高壓電泵的輸出流量和輸出壓力即能量轉換效率具有重大意義。

發明內容

為了解決現有技術中存在的很難同時提高壓電微泵輸出流量和輸出壓力即能量轉換效率低的技術問題，本發明提出一種壓電微泵及氣體控制裝置，有效解決了上述技術問題。本發明的技術方案如下：

一種壓電微泵，包括：共振件，所述共振件由外到內依次為板件部、連接部和共振部，所述共振件的一個面為平面，在所述共振件的另一個面上，所述共振部的中部形成凹陷結構，所述連接部上分布有出氣孔；壓電振子，所述壓電振子與所述共振件層疊設置，所述壓電振子靠近所述共振件的平面，所述壓電振子上設置有進氣孔，所述進氣孔正對所述共振部的凹陷結構。

通過共振部外周的連接部剛度小，且共振部的中部形成凹陷結構，連接部和凹陷結構區域剛度小，共振件在壓電振子的作用下，可等效為兩兩自由度振動系統。當壓電振子朝向遠離共振件的方向彎曲變形時，共振部的剛度較大的外周向靠近壓電振子彎曲變形方向變形，共振部上的凹陷結構向遠離壓電振子彎曲變形方向變形，壓電微泵進氣。進氣過程中，共振部的剛度較大的外周向靠近壓電振子彎曲變形，共振部的外周與壓電振子貼合更緊密，吸入氣體時反向泄露更少；當壓電振子朝向靠近共振件的方向彎曲變形時，共振部的剛度較大的外周向遠離壓電振子彎曲變形方向變形，共振部上的凹陷結構向靠近壓電振子彎曲變形方向變形，壓電微泵排氣。在排氣過程中，凹陷結構向靠近壓電振子彎曲變形方向變形，壓電振子中心與共振部的凹陷結構貼合更緊密，進氣孔被完全封閉，排出氣體時反向泄露少，如此壓電微泵輸出壓力可實現劇增。此外，共振件的連接部和凹陷結構剛度小，可實現振幅的增大，振幅的增大可提高吸入和排出的氣體量，進而提高壓電微泵的輸出流量。

進一步地，所述連接部相對于相鄰的板件部和共振部呈凹陷狀。

進一步地，所述共振部及其上的凹陷結構均為圓形，所述共振部和所述凹陷結構同軸并設置在所述板件部的中部。

進一步地，所述進氣孔與所述共振部同軸設置，所述壓電振子的靠近所述共振件的面上圍繞所述進氣孔設置有凹槽。

進一步地，所述凹槽為環形，所述凹槽與所述進氣孔同軸線設置，所述共振部的外徑小于所述凹槽的外徑且大于所述凹槽的內徑。

進一步地，所述壓電振子包括層疊設置的基板和壓電元件，所述基板位于所述壓電元件和所述共振件之間，所述壓電振子的遠離所述共振板的一端設置有電極組件來為所述壓電元件供電。

進一步地，所述電極組件的遠離所述壓電振子的一端設置有底板，所述底板上開有進氣通孔，所述底板的內表面形成有延伸至所述進氣通孔的凹部。

一種氣體控制裝置，包括：壓電微泵；漏氣閥，所述漏氣閥設置在所述共振件的遠離所述壓電振子的一側，經所述壓電微泵的出氣孔流出的氣體進入到所述漏氣閥中。