[發明專利]一種用于農業噴灌的基于柔性支撐的音叉式諧振泵

在審

• 申請號: 202110450883.6
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113123945A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 何麗鵬;侯軼;杜名瑞;王晨升;方相浩;黃永新;樊喜安
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于農業噴灌的基于柔性支撐的音叉式諧振泵，具體涉及一種農業灌溉系統中用于流體輸送的裝置。由質量塊、音叉型振子、傳振桿、圓頭螺母、方形傳振彈片、鍵零件、壓電振子等組成。方形傳振彈片固定在將其振動期間形變集中在中空區域的柔性支撐結構。在本發明中，不同波形的電信號驅動壓電振子，從而實現對泵腔內流體的定向輸送，本發明中壓電致動器并不直接作用于泵腔，諧振結構利用共振原理將壓電致動器的位移放大后驅動泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本發明即使在流體高度差較大的情況下也能完成高效率泵送，利于農業噴灑。并且柔性支撐結構能夠有效的保護泵腔，延長使用壽命，有效降低成本。

技術領域

本發明屬于流體機械領域，具體涉及一種農業灌溉系統中用于流體輸送的裝置。

背景技術

壓電泵是以壓電振子作為驅動力源的流體輸送裝置，具有體積小、功耗低、成本低、無電磁干擾、流量可精確控制等優點，在生物醫學、精量化學、微機電工程等領等有著廣泛應用，但是壓電泵在農業領域上的應用還較少。

傳統農業對灌溉系統的改善與應用并不到位，造成了大量的水資源的浪費，以及灌溉成本的不斷提高，不利于對水資源的節約以及農民的收成的提高。本發明提出了一種用于農業噴灌的基于柔性支撐的音叉式諧振泵，涉及一種農業灌溉系統中用于流體輸送的裝置，本發明將壓電泵技術與傳統農業灌溉方式結合，其中壓電致動器并不直接作用于泵腔，諧振結構利用共振原理將壓電致動器的位移放大后驅動泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本發明即使在流體高度差較大的情況下也能完成高效率泵送，利于農業噴灑。并且柔性支撐結構能夠有效的保護泵腔，延長使用壽命，有效降低成本。

發明內容

本發明針對目前壓電泵存在的問題，提出一種能夠保護泵腔、輸出流量高的壓電泵。

本發明采用的技術方案是：一種用于農業噴灌的基于柔性支撐的音叉式諧振泵，由質量塊(1)、音叉型振子(2)、傳振桿(3)、圓頭螺母(4)、方形傳振彈片(5)、鍵零件(6)、壓電振子(7)、出口(8)、傘形單向閥(9)、內固定塊(10)、外固定塊(11)、泵腔(12)、支撐片(13)、入口(14)、支撐桿(15)組成；

所述質量塊(1)為可調節質量塊，所述音叉型振子(2)設有鍵槽(2-1)用于安裝鍵零件(6)、設有長槽(2-2)用于安裝傳振桿(3)，所述傳振桿(3)開設螺紋用于安裝圓頭螺母(4)使傳振桿(3)和音叉型振子(2)固定并且設有凹槽(3-1)用于安裝方形傳振彈片(5)，所述出口(8)開設出口閥端口(8-1)用于安裝傘形單向閥(9)，所述外固定塊(11)開設螺紋孔用于安裝支撐桿(15)，所述支撐片(13)開設如(圖3)示的中空設計(13-1)用于安裝傳振彈片(5)，所述入口(14)開設入口閥端口(14-1)用于安裝傘形單向閥(9)。其中傳振桿(3)設有螺紋穿過音叉型振子(2)通過圓頭螺母(4)使其固定，壓電振子(7)粘接于音叉振子(2)，質量塊(1)固定于音叉振子(2)外側，方形傳振彈片(5)通過凹槽(3-1)安裝于傳振桿(3)上，方形傳振彈片(5)通過粘接將四個角固定于支撐片(13)，內固定塊(10)與泵腔(12)過盈配合于泵腔(12)外側，泵腔(12)與外固定塊(11)固定于外固定塊(11)內側，出口(8)與入口(14)與泵腔(12)進行配合，以此達到裝配整個泵的目的；

作為上述技術方案的進一步改進，所述質量塊(1)是為了控制壓電振子的諧振頻率而設置，通過改變質量塊的尺寸與質量，可以調整諧振泵的性能。音叉振子選用音叉型結構，是因為音叉工作在諧振狀態下，工作模態為反向工作模態；

作為上述技術方案的進一步改進，所述音叉型振子(2)開設鍵槽用于安裝鍵零件(6)，由此可以調整傳振桿(3)與壓電振子(7)的距離，以此可達調整諧振泵性能；