[發明專利]一種驅動與閥控融合式流體驅動裝置

有效

• 申請號: 202010565997.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111692069B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王建濤;倪濤;祝健;蔡帥;張乾成
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F04B17/03
• 分類號: F04B17/03;F04B53/16;F04B53/14;F04B53/02;F04B53/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明公開一種驅動與閥控融合式流體驅動裝置，包括第一壓電振子、活塞、活塞套、第二壓電振子和第三壓電振子，第一壓電振子、第二壓電振子和第三壓電振子在外界交變電壓的驅動下協同振動，各自形成的泵腔容積變化量疊加累積，進而在完整的交變信號驅動周期中獲得較大的泵腔容積變化量。活塞自身具有質量，是整個振動系統的質量調整機構。在交流電信號驅動下，第一壓電振子、第二壓電振子和第三壓電振子協同振動，實現壓縮腔容積的增大和縮小。

技術領域

本發明涉及流體輸送設備及其周邊配套設施技術領域，特別是涉及一種驅動與閥控融合式流體驅動裝置。

背景技術

容積式壓電泵是一種由壓電致動器驅動的流體驅動裝置，其輸送流體精度高且響應速度快，自身結構緊湊易實現微型化，具有廣闊的市場應用前景。傳統的容積式壓電泵利用與泵體周邊密封安裝的壓電振子直接驅動流體工作，并在流體的入口和出口安裝有被動閥，控制流體的流動方向，這類壓電泵的結構緊湊且易于實現微型化，而由于單個壓電振子的形變能力有限，使上述壓電泵很難獲得較大的泵腔容積變化量，泵腔中流體壓縮比難以提高。同時，被動閥自身響應頻率固定而不能主動適應壓電振子的驅動頻率的變化，如若兩者頻率不匹配會使得壓電泵的性能顯著下降。采用主動閥結構可以有效解決這類問題，但是現有的主動閥壓電泵需要單獨的主動閥驅動裝置，結構復雜且成本高。為了提升容積式壓電泵的流體驅動性能，使其適應于大流量/高壓力的應用場合，研究人員嘗試通過增大驅動電壓來提高壓電致動器的輸出位移，進而獲得較大的泵腔容積變化量，而過高的驅動電壓會降低壓電致動器的工作壽命。

因此，如何改變現有技術中，容積式壓電泵的流體驅動能力較低從而對其應用造成了限制的現狀，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種驅動與閥控融合式流體驅動裝置，以解決上述現有技術存在的問題，使容積式壓電泵能夠獲得較大的泵腔容積變化量，提高容積式壓電泵的適用性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種驅動與閥控融合式流體驅動裝置，包括第一壓電振子、活塞、活塞套、第二壓電振子和第三壓電振子，所述第一壓電振子與所述活塞的一端相連，所述活塞的另一端可滑動地伸入所述活塞套內，所述活塞伸入所述活塞套的一端與所述第二壓電振子相連，所述第三壓電振子設置于所述第二壓電振子遠離所述活塞的一端，所述第二壓電振子和所述第三壓電振子相對設置且二者之間具有間隙，所述活塞套、所述活塞、所述第二壓電振子和所述第三壓電振子圍成的空腔為壓縮腔，所述活塞套設置有進流通道，所述第三壓電振子設置中心通過孔，所述中心通過孔處設置閥孔密封凸臺，所述閥孔密封凸臺能夠封堵所述中心通過孔，所述進流通道、所述中心通過孔分別與所述壓縮腔相連通。

優選地，所述驅動與閥控融合式流體驅動裝置還包括順次相連的上泵體、中間泵體和下泵體，所述第一壓電振子與所述上泵體相抵接，所述中間泵體套設于所述活塞套的外部，所述下泵體與所述活塞套的端面相連，所述第三壓電振子與所述下泵體相連，所述閥孔密封凸臺設置于所述第三壓電振子與所述下泵體之間。

優選地，所述活塞套與所述中間泵體之間、所述活塞套與所述下泵體之間均設置密封元件。

優選地，所述中間泵體設置相連通的入口和連通通道，所述入口設置于所述中間泵體遠離所述活塞套的一側，所述連通通道與所述進流通道相連通，所述入口能夠與外部流體相連通。

優選地，所述連通通道的橫截面與所述進流通道的橫截面相一致，所述入口的橫截面面積較所述連通通道的橫截面面積大；所述進流通道的數量為四個，四個所述進流通道周狀均布，所述連通通道的數量與所述進流通道的數量相一致且一一對應。

優選地，所述下泵體設置有出流通道，所述出流通道與所述中心通過孔相連通。

優選地，所述出流通道的數量為四個，四個所述出流通道繞所述中心通過孔的軸線周狀均布。

優選地，所述下泵體連接有出口整流管，所述出口整流管與所述出流通道相連通。