[發(fā)明專利]一種壓電式微型泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110807389.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN113431765B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅小兵;范義文;趙偉賢;張信峰;廖唯唯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B43/04
• 分類號(hào): F04B43/04;F04B53/10
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種壓電式微型泵，包括壓電振子、上泵體、下泵體和閥片，壓電振子與上泵體形成泵腔；所述上泵體與下泵體之間形成以進(jìn)出口閥腔，閥片設(shè)置在閥腔內(nèi)，具有一定的上下自由運(yùn)動(dòng)空隙，閥片在開啟的過程中第一階段為整體平動(dòng)，第二階段為閥片變形。本發(fā)明既擴(kuò)大了閥片的開啟程度，又能夠使閥片與泵腔壓力變化具有很好的跟隨性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中壓電泵閥片開度小，流動(dòng)阻力大，閥片粘接工藝復(fù)雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微型泵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種壓電式微型泵。

背景技術(shù)

微型泵作為一種微型流體驅(qū)動(dòng)器件被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)療、化學(xué)分析和電子芯片冷卻等領(lǐng)域。在眾多的微型泵中，壓電式微型泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、控制精度高和噪聲低等顯著優(yōu)點(diǎn)，是最具發(fā)展前景的微型泵之一。

壓電式微型泵的工作原理為：壓電振子在交變電壓的作用下產(chǎn)生變形，使泵腔容積產(chǎn)生變化，泵腔內(nèi)壓力的變化驅(qū)動(dòng)閥片運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)出口流道開啟或關(guān)閉，產(chǎn)生單向流通的效果。如此往復(fù)，流體經(jīng)進(jìn)口流道被吸入泵腔、由出口流道排出，形成對(duì)流體的泵送。

作為壓電式微型泵中的關(guān)鍵功能部件，單向閥的工作性能決定了壓電泵的輸出性能，設(shè)計(jì)良好的單向閥應(yīng)具有較低的流動(dòng)阻力和較好的單向流通性能。目前的壓電式微型泵大多采用金屬或者橡膠閥片，通過粘接或者焊接的固定方式安裝在泵體上。此種方式有兩個(gè)顯著的缺點(diǎn)：一是工藝復(fù)雜，需要較高的加工精度和復(fù)雜的粘接工藝；二是閥片在開啟的過程中需要克服閥片變形的阻力，導(dǎo)致閥片的開啟程度較小，流體流經(jīng)閥片時(shí)的流動(dòng)阻力較大，影響壓電式微型泵的輸出性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種壓電式微型泵，解決現(xiàn)有技術(shù)中壓電泵閥片開度小，流動(dòng)阻力大，閥片粘接工藝復(fù)雜的問題。

一種壓電式微型泵，包括壓電振子、上泵體、閥片和下泵體，閥片包括進(jìn)口閥和出口閥；所述壓電振子與上泵體配合形成泵腔；所述上泵體與下泵體之間配合形成以泵腔為中心對(duì)稱設(shè)置的進(jìn)口閥腔和出口閥腔；

進(jìn)口閥腔的下端通過第一下過流孔連通進(jìn)口流道，上端連通第一上過流孔，進(jìn)口閥腔內(nèi)非固定地放置有進(jìn)口閥；

出口閥腔的下端通過第二下過流孔連通出口流道，上端連通第二上過流孔，出口閥腔內(nèi)非固定地放置有出口閥；

吸入階段，在壓電振子作用下泵腔容積變大壓力減小，驅(qū)使進(jìn)口閥在進(jìn)口閥腔內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)第一下過流孔開啟，流體依次通過進(jìn)口流道、第一下過流孔、進(jìn)口閥腔、第一上過流孔后被吸入泵腔；出口閥在出口閥腔內(nèi)同步向上運(yùn)動(dòng)直至第二上過流孔處，第二上過流孔被關(guān)閉；

排出階段，在壓電振子作用下泵腔)容積變小壓力增大，驅(qū)使進(jìn)口閥在進(jìn)口閥腔內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)直至第一下過流孔處，第一下過流孔被關(guān)閉；出口閥在出口閥腔內(nèi)同步向下運(yùn)動(dòng)，第二上過流孔開啟，泵腔)內(nèi)流體依次通過第二上過流孔、第二下過流孔和出口流道)排出。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)口閥腔的高度大于進(jìn)口閥的厚度，出口閥腔的高度大于出口閥的厚度。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)口閥的閥片完全覆蓋第一下過流孔的端口，但不完全覆蓋第一上過流孔的端口；所述出口閥的閥片完全覆蓋第二上過流孔的端口，但不完全覆蓋第二下過流孔的端口。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)口閥包括限位體、閥片和懸臂，限位體)環(huán)繞于閥片的外圍，且通過懸臂與閥片固定連接。

進(jìn)一步地，所述出口閥與進(jìn)口閥的結(jié)構(gòu)相同。

進(jìn)一步地，所述限位體的尺寸大于第一上過流孔的端口尺寸。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)口閥和出口閥采用PET、PI或者PDMS材料制備而成。