[發(fā)明專利]一種無閥壓電泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010699924.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN111828290B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建輝;黃智;賴立怡;陳震林;陳曉生;潘殷豪;楊冠宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B43/04
• 分類號(hào): F04B43/04;F04B53/16
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;黃華蓮

本發(fā)明涉及壓電泵技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種無閥壓電泵，包括泵體、壓電振子和流管。其中，泵體上設(shè)置有腔室。壓電振子安裝在腔室中，以形成泵腔。流管安裝在泵體上，流管內(nèi)設(shè)置有與泵腔連通的流道，流道是以曲線為母線形成的旋轉(zhuǎn)體空腔，曲線包括光滑過渡的雙曲線段和圓弧段，圓弧段的圓心位于流道外，雙曲線段的曲率小于圓弧段的曲率，且流道的直徑先減小后增大。本發(fā)明提供的無閥壓電泵，可以使流體在流經(jīng)流道時(shí)，速度總是呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì)，減少流體的壓差阻力，達(dá)到增大流速的同時(shí)，最大程度的減少漩渦的產(chǎn)生，使得無閥壓電泵內(nèi)部流場(chǎng)達(dá)到一個(gè)臨界狀態(tài)，兼容大流量與低漩渦的兩個(gè)性能，另外，雙曲線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓電泵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無閥壓電泵。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)意義上的泵一般由電磁驅(qū)動(dòng)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，受工作原理的限制，難以微型化適應(yīng)微機(jī)械系統(tǒng)的需求。而壓電泵利用壓電振子作為換能器，將驅(qū)動(dòng)源部分、傳動(dòng)部分與泵體三者融合為一體。與傳統(tǒng)意義上的泵相比這種泵具有可微型化、無電磁干擾、體積小、能耗低、輸出準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。因此，被廣泛的應(yīng)用在小型移動(dòng)設(shè)備、CPU及顯示卡、游戲機(jī)控制板、筆記本電腦、刀片服務(wù)器、航天、生物醫(yī)療、機(jī)械、家用電器、微化學(xué)混合以及一些電子設(shè)備的水冷等領(lǐng)域。

壓電泵按照閥的結(jié)構(gòu)可分為有閥壓電泵與無閥壓電泵。有閥壓電泵通過閥片控制流體的流動(dòng)方向，主要類型有壓電片式有閥壓電泵、壓電疊堆式有閥壓電泵和壓電片式多腔體有閥壓電泵，這類壓電泵因有閥片的存在，導(dǎo)致泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低。于是無閥壓電泵應(yīng)運(yùn)而生，無閥壓電泵利用流管或者泵腔的特殊結(jié)構(gòu)或形狀代替“閥”的功能，形成無移動(dòng)部件閥。

大流量與低漩渦兩個(gè)性能是設(shè)計(jì)無閥壓電泵考慮的重要因素之一。由于漩渦的產(chǎn)生與雷諾數(shù)負(fù)相關(guān)，而雷諾數(shù)與流速正相關(guān)，所以現(xiàn)有的無閥壓電泵難以兼容低漩渦與大流量兩個(gè)性能。

因此，亟需一種新型的無閥壓電泵以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無閥壓電泵，其能夠在增大流速的同時(shí)，最大程度的減少漩渦的產(chǎn)生，兼容大流量與低漩渦的兩個(gè)性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無閥壓電泵，包括：

泵體，其上設(shè)置有腔室；

壓電振子，安裝在所述腔室中，以形成泵腔；

流管，安裝在所述泵體上，所述流管內(nèi)設(shè)置有與所述泵腔連通的流道，所述流道是以曲線為母線形成的旋轉(zhuǎn)體空腔，所述曲線包括光滑過渡的雙曲線段和圓弧段，所述圓弧段的圓心位于所述流道外，所述雙曲線段的曲率小于所述圓弧段的曲率，且所述流道的直徑先減小后增大。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述雙曲線段的方程為或其中，0a10，b²7。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述雙曲線段的高度H₁與所述圓弧段的高度H₂之間比值的取值范圍為1H₁/H₂4。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述壓電振子包括金屬片和設(shè)置在所述金屬片上方的壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片與所述腔室的內(nèi)壁連接，且所述壓電陶瓷片的頂面朝向所述泵腔。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述泵體由聚乳酸塑料制成；和/或所述流管由聚乳酸塑料制成。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述腔室呈階梯型圓臺(tái)狀，所述壓電振子的頂面與所述腔室的階梯面連接。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述泵體為一體成型結(jié)構(gòu)。

作為所述無閥壓電泵的優(yōu)選方案，所述泵體上設(shè)置有安裝孔，所述安裝孔位于所述泵腔的上方，所述流管的一端安裝在所述安裝孔中且直接與所述泵腔連通。