[發(fā)明專利]一種用于農(nóng)業(yè)噴灌的有閥諧振壓電泵

在審

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• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113123946A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何麗鵬;杜名瑞;胡殿彬;黃永新;方相浩;王晨升;丁銳
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/00;F04B53/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于農(nóng)業(yè)噴灌的有閥諧振壓電泵，涉及一種農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中用于流體輸送的裝置。由壓電振子、上傳振塊、上傳振彈片、下傳振塊、下傳振彈片、隔膜、輪式閥等組成。在本發(fā)明中，壓電振子接通交流電源，用不同波形的電信號驅(qū)動(dòng)壓電振子，從而帶動(dòng)諧振系統(tǒng)使壓電振子的振幅通過傳振桿放大作用于隔膜，從而實(shí)現(xiàn)對泵腔內(nèi)流體的定向輸送，本發(fā)明中的壓電致動(dòng)器與泵腔隔膜分離，利用共振原理將壓電致動(dòng)器的位移放大后驅(qū)動(dòng)泵腔隔膜，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(nóng)業(yè)噴灑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體輸送領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中用于流體輸送的裝置。

背景技術(shù)

壓電泵是以壓電振子作為驅(qū)動(dòng)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(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)、精量化學(xué)、微機(jī)電工程等領(lǐng)等有著廣泛應(yīng)用，但壓電泵在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用還較少。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對灌溉系統(tǒng)的改善與應(yīng)用并不到位，造成了大量的水資源的浪費(fèi)，以及灌溉成本的不斷提高，不利于對水資源的節(jié)約以及農(nóng)民的收成的提高。本發(fā)明提出了一種圓形壓電振子驅(qū)動(dòng)的用于農(nóng)業(yè)噴灌的有閥諧振壓電泵，涉及一種農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中用于流體輸送的裝置，本發(fā)明將壓電泵技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方式結(jié)合，本發(fā)明中的壓電致動(dòng)器與泵腔隔膜分離，利用共振原理將壓電致動(dòng)器的位移放大后驅(qū)動(dòng)泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本發(fā)明在流體高度差較大的情況下也能完成高效率泵送，利于農(nóng)業(yè)噴灑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前壓電泵存在的問題，提出一種能夠簡便安裝，輸出流量高的壓電泵。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于農(nóng)業(yè)噴灌的有閥諧振壓電泵，由壓電振子(1)、上傳振塊(2)、上傳振彈片(3)、下傳振塊(4)、下傳振彈片(5)、隔膜(6)、輪式閥(7)、入口(8)、底座(9)、出口(10)、卡環(huán)(11)、圓柱螺釘(12)組成；

所述壓電振子(1)為單晶圓形壓電振子，所述上傳振塊(2)開設(shè)內(nèi)安裝槽(2-1)用于安裝壓電振子(1)，開設(shè)外安裝槽(2-2)和上傳振彈片(3)，所述下傳振塊(4)開設(shè)內(nèi)凹槽(4-1)用于安裝上傳振彈片(3)，開設(shè)外凹槽(4-2)用于下傳振彈片(5)，所述下傳振彈片(5)開設(shè)片內(nèi)圓柱頭螺釘孔用于通過圓柱螺釘(12)固定隔膜(6)，所述底座(9)開設(shè)連接入口閥端(9-1)及出口閥端(9-2)用于安裝輪式閥(7)，圓柱螺釘(12)用于固定隔膜，所述卡環(huán)(11)開設(shè)圓柱螺釘孔用于安裝下傳振彈片(5)以及固定隔膜(6)。上傳振塊(2)的內(nèi)安裝槽(2-1)放入壓電振子(1)、上傳振塊的外安裝槽(2-2)放入上傳振彈片(3)，下傳振塊(4)的內(nèi)凹槽(4-1)放入上傳振彈片(3)，下傳振塊(4)的外凹槽(4-2)放入下傳振彈片(5)，以此組成諧振系統(tǒng)(圖2)。下傳振彈片(5)與卡環(huán)(11)、隔膜(6)、底座(9)通過圓柱螺釘連接，底座(9)的入口閥端(9-1)內(nèi)放入輪式閥(7)，出口閥端(9-2)內(nèi)放入輪式閥(7)，方向與入口閥端相反，以此此組成泵送系統(tǒng)(圖1)后與諧振系統(tǒng)(圖2)配合，以此達(dá)到裝配整個(gè)泵的目的；

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述下傳振塊(4)可通過改變傳振塊的厚度或更換不同材料的傳振塊來調(diào)整，傳振彈片的彈性可以通過改變上傳振彈(3)及下傳振彈片(5)的厚度和材料等來調(diào)整；從而調(diào)整壓電泵的泵送性能，直至調(diào)整到輸入，輸出壓力最大的工作模式；

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輪式閥(7)可在不改變整體尺寸的情況下，通過改變彎曲懸臂的結(jié)構(gòu)來調(diào)整單向閥的剛度，提高泵送性能。從而可在端口尺寸和出入口尺寸比例確定的情況下，提高壓電泵的泵送效率；

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上傳振塊(2)、下傳振塊(4)、底座(9)。均可調(diào)整尺寸以及開設(shè)凹槽，從而使壓電泵可根據(jù)具體的使用場景和要求調(diào)整裝置的尺寸，較少安裝螺釘便于安裝和布置；

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明中的壓電致動(dòng)器與泵腔隔膜分離，利用共振原理將壓電致動(dòng)器的位移放大后驅(qū)動(dòng)泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本發(fā)明在流體高度差較大的情況下也能完成高效率泵送，利于農(nóng)業(yè)噴灑。