CN101813079A

CN101813079A - 无阀热驱动泵

Info

Publication number: CN101813079A
Application number: CN200910250249A
Authority: CN
Inventors: 刘本东; 李德胜; 常文博; 何存富
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-08-25

Abstract

本发明是无阀热驱动泵，属于一种无阀泵。无阀泵在疾病诊断、药物输送、燃料供给和环境检测等领域具有广泛的应用。该驱动泵包括泵体，在泵体外套装有线圈，每个线圈都有两个引线端子与电源及控制器相连接。泵体内部装有与线圈个数相等的加热环，加热环与线圈的位置一一对应布置。电源及控制器是提供高频脉冲电源的设备，能够实现对线圈序列供电。泵体内有进水口和出水口。该驱动泵具体为对排成一定序列的加热器按一定顺序加热，从而使管道中的流体在成一定顺序进行热膨胀，依次受热膨胀的流体在管道中形成一定的方向流动，从而使流体由一处流向另一处。本发明结构简单，能够制作小型和微型无阀泵，无可动部件，减少了污染来源和机械故障。

Description

无阀热驱动泵

技术领域

本发明是无阀热驱动泵，属于一种无阀泵。无阀泵在疾病诊断、药物输送、燃料供给和环境检测等领域具有广泛的应用。

背景技术

泵是流体输送的主要动力驱动装置，是流体系统的重要组成部分。无阀泵被广泛应用于疾病诊断、药物输送、燃料供给和环境检测等方面。目前无阀泵主要是无阀压电泵，但是压电材料制作工艺较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服了现有无阀压电泵的上述缺陷，提供了一种无阀热驱动泵，该泵采用加热环按序列加热，依据顺序热膨胀力输送流体，泵体结构简单，能够制作成小型和微型无阀泵。

本发明的原理是：对排成一定序列的加热器按一定顺序加热，从而使管道中的流体在成一定顺序进行热膨胀，依次受热膨胀的流体在管道中形成一定的方向流动，从而使流体由一处流向另一处。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本发明包括一泵体，在泵体外套装有线圈，每个线圈都有两个引线端子与电源及控制器相连接。

所述的泵体内部装有与线圈个数相等的加热环，加热环布置在与线圈位置相对应的内径上。

电源及控制器8包括交变电源和控制器两部分，控制器与电源的输出接口相连，交变电源的工作频率为50～1MHz，工作电压的范围为1～220V，交变电源给线圈供电，控制器控制电源输出接口的通断，实现对线圈序列的供电顺序和供电时间进行控制。所述的控制器可以采用单片机、DSP等芯片。

所述的泵体4内有进水口12和出水口13。

所述的线圈的个数为2～10个。

本发明的工作原理为：采用序列热膨胀作为驱动力，进而驱动流体在管道中按一定方向流动。其驱动原理如图3(a)所示，当对线圈一通高频脉冲电时，线圈一产生的交变磁场会在加热环一上产生涡流，涡流在加热环一上产生热并直接传送到泵体腔体内的流体，流体受热膨胀分别向左右流动，如图3(b)所示当线圈一通电膨胀的流体运动到线圈二的位置时，对线圈二通高频脉冲电，对线圈二产生的交变磁场会在加热环二上产生涡流，涡流在加热环二上产生热并直接传送到泵体腔体内的流体，如图3(c)所示，使泵体腔体内的流体继续向右依次流动。本发明结构中有三个线圈和三个加热环，其数目不限。

本发明在使用时，泵体的进水口、出水口分别与流体系统的相应的接口相连接，泵体上的线圈一、线圈二、线圈三的接线端子分别通过导线与电源及控制器相连。通过电源及控制器控制线圈一、线圈二、线圈三高频电流的导通顺序和导通时间，从而控制加热环一、加热环二、加热环三的加热顺序和加热时间，进而使流体按由进水口向出水口的方向流动。

本发明的主要特点是：1)采用高频感应加热，加热环直接对流体加热，热损耗小，效率高；2)采用加热环按序列加热，依据顺序热膨胀力输送流体，泵体结构简单，能够制作小型和微型无阀泵；3)无可动部件，减少了污染来源和机械故障；4)在泵送流体的同时，能够对流体进行预热。

附图说明

图1：本发明结构整体外观视图

图2：本发明泵体的剖面视图

图3：本发明的工作原理示意图

图4(a)加热环实体结构图

图4(b)型芯实体结构图

图4(c)上模实体结构图

图4(d)下模实体结构图

图4(e)型芯、加热环组装图

图4(f)型芯、加热环、下模组装图

图4(g)型芯、加热环、下模、上模组装图

图4(h)型芯、加热环、下模、上模组装后全剖图

图4(i)注塑成的泵体

图4(j)线圈实体图

图4(k)线圈泵体组装图

图中：1、线圈一；2、线圈二；3、线圈三；4、泵体；5、接线端子1；6、接线端子2，7、导线，8、电源及控制器，9、加热环三，10、加热环二，11、加热环一，12、进水口，13、出水口，14、左定位针，15、上模，16、型芯，17、下模，18、浇注口，19、右定位针。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明是采用序列热膨胀作为驱动力，进而驱动流体在管道中按一定方向流动，其结构见图1-4，本实施例包括泵体4、安装在泵体4上的线圈一1、线圈二2和线圈三3，每个线圈有两个引线端子分别通过导线7与电源及控制器8相连接。

泵体4内部装有加热环一11、加热环二10和加热环三9，加热环一11在与线圈-1相对应的内径内，加热环二10在与线圈二2相对应的内径内，加热环三9在与线圈三3相对应的内径内。

电源及控制器8包括交变电源和控制器两部分，控制器与电源的输出接口相连，交变电源的工作频率为50～1MHz，工作电压的范围为1～220V，交变电源给线圈供电，控制器控制电源输出接口的通断，实现对线圈序列的供电顺序和供电时间进行控制。控制器可以采用单片机、DSP等芯片，现对线圈一1、线圈二2和线圈三3的序列供电。

泵体4有进水口12和出水口13，进水口12和出水口13分别与流体系统的进水口和流体系统的出水口相连接。

本发明可以采用先机械加工，然后组装法制作，也可以采用先机械加工出加热环，然后注塑法制作，本实施例是先采用机械加工，然后注塑法，但不限于这种方法。

下面结合附图1～4对本发明具体实施方式作进一步说明：

本实施例均采用常规机加工、树脂粘接和注塑技术进行设计安装。

(a)如图4-(a)所示，采用较大电阻率的低碳钢加工出若干个加热环，该加热环可以用作加热环一11、加热环二10和加热环三9，本发明中表述三个加热环，但不限于三个；

(b)如图4-(b)所示，采用不锈钢(40Cr)加工出铸造型芯16；

(c)如图4-(c)所示，用精密雕刻机制作出上模15，并在上模15上制作浇注口18、左定位钉14和右定位钉19；

(d)如图4-(d)所示，用精密雕刻机制作出下模17；

(e)如图4-(e)所示，将加热环一11、加热环二10、加热环三9依次套装在铸造型芯16上；

(f)如图4-(f)所示，将已套装热环一11、加热环二10、加热环三9的铸造型芯安装在下模17上；

(g)如图4-(g)所示，将上模15，安装在下模17的上方；

(h)如图4-(h)所示，上模15安装在下模17的上方后，加热环二10被左定位针14和右定位针19夹持在中间，避免串动。

本实施例示意三个加热环，但不限于三个，其余加热环也有相应的定位机构。通过浇注口18浇注液化塑料；

(i)将浇注成形的泵体4从上模15和下模17中取出如图如图4-(i)所示；

(j)将电阻较小的铜导线缠绕成如图如图4-(j)所示的线圈一1，本实施例中示意三个线圈，但不限于三个。

(k)如图4-(g)所示，依次将线圈一1、线圈二2和线圈三3套装在泵体4上，然后采用环氧树脂胶粘接；

(l)如图1所示，将泵体4上的线圈一1、线圈二2和线圈三3的引线端子分别通过导线7与电源及控制器8相连。

电源及控制器8包括交变脉冲电源和控制器两部分：交变脉冲电源可选的工作频率为50～1MHz，工作电压的范围为1～220V，能够给多路线圈供电；控制器采用单片机、DSP等芯片对各线圈通电控制，能够实现对线圈序列顺序供电控制和调整。

Claims

1.无阀热驱动泵，其特征在于：包括一泵体4，在泵体4外套装有线圈，每个线圈都有两个引线端子与电源及控制器8相连接；

所述的泵体4内部装有与线圈个数相等的加热环，加热环布置在与线圈位置相对应的泵体内径上；

电源及控制器8包括交变电源和控制器两部分，控制器与电源的输出接口相连，交变电源的工作频率为50～1MHz，工作电压的范围为1～220V，交变电源给线圈供电，控制器控制电源输出接口的通断，实现对线圈序列的供电顺序和供电时间进行控制；

所述的泵体4内有进水口12和出水口13。

2.根据权利要求1所述的无阀热驱动泵，其特征在于：所述的线圈的个数为2～10个。