[發(fā)明專利]一種通過止逆閥控制的壓電陶瓷微泵及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011380016.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112539163A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王洋中
• 申請（專利權(quán)）人: 王洋中
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/10;F16K15/14
• 代理公司: 連云港聯(lián)創(chuàng)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32330
• 代理人: 胡榮

本發(fā)明公開了一種通過止逆閥控制的壓電陶瓷微泵及其使用方法，包括殼體，殼體的一端設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)配合安裝有壓電陶瓷振子致動器，殼體的腔內(nèi)設(shè)有進口閥門與出口閥門，殼體的兩側(cè)分別設(shè)有進口管路與出口管路，進口管路與進口閥門連通；泵閥的進出口共用一個管道，最大程度上減小了泵“死區(qū)”(即泵腔內(nèi)壓電陶瓷振子致動器活動范圍之外的區(qū)域)的體積，提升了泵的自吸性能和輸出壓力，其次，進口閥門和出口閥門采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的柔性背壓止逆閥，有效防止大氣壓力、輸送液體的重力等微小外界壓力推開閥門而導(dǎo)致的管道泄漏，確保了上述閥門只有在壓電陶瓷振子致動器工作的情況下才能打開，從而微流控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和精確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過止逆閥控制的壓電陶瓷微泵及其使用方法，屬于微流控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

壓電陶瓷微型泵，用在微流控領(lǐng)域，用以輸送極其微小量的流體或氣體并加以精確的智能化的控制。

現(xiàn)有的壓電陶瓷微型泵存在以下幾個缺點：1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。泵的殼體往往由4-5個甚至更多零件組成，安裝麻煩，不良率高，很難批量生產(chǎn)；2、體積偏大。不符合高科技電子、醫(yī)療等產(chǎn)品小型化、精密化的要求；3、傳統(tǒng)的懸臂梁式閥門沒有預(yù)緊力，輕微外界壓力(比如大氣壓力或者輸送液體的重力)就能打開，容易泄漏。導(dǎo)致微流控系統(tǒng)流量不精確不可控，甚至產(chǎn)生污染或事故；4、泵閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)的懸臂梁閥門一般采用粘膠劑粘合在泵的腔體內(nèi)，容易失效，同時也導(dǎo)致體積無法進一步縮小，粘合層的存在導(dǎo)致懸臂梁閥往往不能完全的貼合在進出口管道口，兩者之間的間隙容易產(chǎn)生泄漏，對閥門的平整度和安裝精度要求都很高；5、壓電振子致動器組件固定方法不當(dāng)。傳統(tǒng)方法一般采用U形密封圈或者膠水固定到泵腔中，U形密封圈由于生產(chǎn)工藝所限，厚度往往在0.5mm以上，遠遠大于微泵理想的微米級的泵腔深度，造成微泵死區(qū)(即泵腔內(nèi)壓電陶瓷振子致動器活動范圍之外的區(qū)域)的體積過大，使微泵的自吸性能和輸出壓力大為下降；使用膠水固定的話，膠層的厚度和流動性同樣無法精確控制，使泵的腔體大小不一，性能忽好忽壞，無法大規(guī)模生產(chǎn)；6、泵腔加工復(fù)雜。傳統(tǒng)方法一般采用在殼體中加工出微米級的腔體，以期產(chǎn)生足夠小的泵腔死區(qū)，以獲得期望的自吸性能和輸出壓力。這種結(jié)構(gòu)對泵腔體的加工精度要求非常高，必須采用進口高精密機床，以致成本高昂，加工精度誤差造成泵的性能也會存在很大的差異，導(dǎo)致不良率偏高，不適合批量化生產(chǎn)；7、微泵性能不足。由于前述的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓電振子固定方法不當(dāng)以及體積偏大等原因，無法獲得盡可能小“死區(qū)”的區(qū)域，從而也無法獲得良好的自吸性能和輸出壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種通過止逆閥控制的壓電陶瓷微泵及其使用方法用來克服現(xiàn)有技術(shù)中壓電陶瓷微型泵“死區(qū)”過大導(dǎo)致無法獲得良好的自吸性能和輸出壓力的缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種通過止逆閥控制的壓電陶瓷微泵及其使用方法，包括殼體，所述殼體的一端設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)配合安裝有壓電陶瓷振子致動器，所述殼體的腔內(nèi)設(shè)有進口閥門與出口閥門，所述殼體的兩側(cè)分別設(shè)有進口管路與出口管路，所述進口管路與進口閥門連通，所述出口管路與出口閥門連通。

進一步的，所述進口閥門呈階梯面設(shè)置，出口閥門配合安裝于所述進口閥門的臺階處。

進一步的，所述出口閥門上設(shè)有過孔，所述過孔與壓電陶瓷振子致動器連通。

進一步的，所述進口閥門與所述出口閥門通過粘接劑復(fù)合，二者通過粘接劑固定在殼體的腔內(nèi)。

進一步的，所述進口閥門與所述出口閥門均為柔性背壓式止逆閥，實現(xiàn)單向?qū)ǎ聪蚪刂?并且由于柔性材料的彈性作用，閥門需要給與開啟壓力才能打開。

進一步的，所述壓電陶瓷振子致動器由壓電陶瓷片和金屬基板復(fù)合而成,通過粘接劑固定安裝在所述殼體的下表面，且所述壓電陶瓷振子致動器與所述殼體的下表面緊密貼合。