CN101994683A - 压电式泵 - Google Patents

Abstract

本发明是一种压电式泵，其包括本体及压电式致动器。本体具有第一腔体、第一输出口、第一输入口、第二腔体、第二输出口及第二输入口。第一输出口及第一输入口连接于第一腔体，第二输出口及第二输入口连接于第二腔体。压电式致动器设于本体内并分隔第一腔体与第二腔体。压电式致动器依据被施加电压产生形变，而改变第一腔体的内部空间体积与第二腔体的内部空间体积。如此，在一次的电压周期中，压电式泵可输出多次工作流体。

Description

压电式泵

技术领域

本发明有关一种压电式泵，且特别是有关一种具有多组输出入道的压电式泵。

背景技术

压电式泵是一种结合压电致动器(Piezoelectric Actuator)的压电装置。由于压电式泵非常省电，用在电池驱动或节能的产品上颇具效益。例如水冷式散热器(Water-based cooler)、医疗器材(Medical equipment)、连续供墨系统(Bulk ink supplysystem)和家用喷液用品等领域。

然而，当产品对压电式泵输出流体的需求较大时，往往需增设数个压电式泵或提高压电式泵的性能规格，以增加输出流体量。因此，导致产品的成本增加且亦增加产品在设计上的复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种压电式泵，于压电式泵的腔体内设置多组输出入道，可使单个压电式泵在一次的电压周期中，完成多次工作流体的输出，提高压电式泵的工作流体输出量及工作效率。

根据本发明的的一种压电式泵，压电式泵包括本体及压电式致动器。本体具有第一腔体、第一输出口、第一输入口、第二腔体、第二输出口及第二输入口。第一输出口及第一输入口连接于第一腔体，而第二输出口及第二输入口连接于第二腔体。压电式致动器设于本体内分隔第一腔体与第二腔体。压电式致动器依据被施加电压产生形变，而改变第一腔体的内部空间体积与第二腔体的内部空间体积。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例作详细说明，其中：

图1所示为依照本发明第一实施例的压电式泵示意图。

图2所示为图1中压电式致动器往第一输出道及第一输入道弯曲形变的示意图。

图3所示为图1中压电式致动器往第二输出道及第二输入道弯曲形变的示意图。

图4所示为依照本发明第二实施例的压电式泵示意图。

图5所示为图4中压电式致动器往第二输出道及第二输入道弯曲形变的示意图。

具体实施方式

以下提出较佳实施例作为本发明的说明，然而实施例所提出的内容，仅为举例说明之用，而绘制的附图为配合说明，并非作为限缩本发明保护范围之用。再者，实施例的图示亦省略不必要的元件，以利清楚显示本发明的技术特点。

第一实施例

请参照图1，其所示为依照本发明第一实施例的压电式泵示意图。压电式泵100包括一本体102及一压电式致动器104。

本体102具有一第一腔体S1及一第二腔体S2。第一腔体S1包括一第一输出道126及一第一输入道128，而第二腔体S2包括一第二输出道130及一第二输入道132。第一输出道126、第一输入道128、第二输出道130及第二输入道132皆朝向压电式致动器104。

压电式致动器104设于本体102内，其包括一压电材料120、一第一薄膜122及一第二薄膜124，压电材料120设于第一薄膜122与第二薄膜124之间。

第一薄膜122与第二薄膜124分隔第一腔体S1及第二腔体S2。视压电式致动器104位于本体102内的位置而定，第一腔体S1的内部空间体积可小于、大于或实质上等于第二腔体S2的内部空间体积。本实施例中，当压电式致动器104未被施加电压时，第一腔体S1的内部空间体积及第二腔体S2的内部空间体积实质上相等。

当反复施加正、负电压于压电式致动器104的压电材料120时，压电式致动器104弯曲形变而改变第一腔体S1的内部空间体积与第二腔体S2的内部空间体积。由此，使第一腔体S1及第二腔体S2内的工作流体，例如是气体或液体对应地往流动方向D1、D2、D3或D4流动。

进一步地说，请同时参照图2及图3，图2所示为图1中压电式致动器往第一输出道及第一输入道弯曲形变的示意图，图3所示为图1中压电式致动器往第二输出道及第二输入道弯曲形变的示意图。

如图2所示，压电式泵100还包括一第一阀门140、一第二阀门142、一第三阀门144及一第四阀门146。

第一输出道126中背向第一腔体S1的第一端面148露出第一输出口136，第一输出口136通过第一输出道126连接于第一腔体S1。第一阀门140可动地设于第一端面148，以露出或盖住第一输出口136。

第二输入道132中朝向第二腔体S2的第四端面150露出第二输入口114，第二输入口114通过第二输入道132连接于第二腔体S2。第四阀门146可动地设于第四端面150，以露出或盖住第二输入口114。

如图3所示，第二输出道130中背向第二腔体S2的第三端面152露出第二输出口112，第二输出口112通过第二输出道130连接于第二腔体S2。第三阀门144可动地设于第三端面152，以露出或盖住第二输出口112。

第一输入道128中朝向第一腔体S1的第二端面154露出第一输入口138，第一输入口138通过第一输入道128连接于第一腔体S1。第二阀门142可动地设于第二端面154，以露出或盖住第一输入口138。

当压电式致动器104往第一输出道126及第一输入道128的方向弯曲形变时，如图2所示，第一腔体S1的内部空间体积被压缩，导致工作流体往流动方向D1被推出至第一腔体S1外，第一阀门140因此而开启。并且，第二腔体S2的内部空间体积膨胀，导致工作流体往流动方向D2被吸入至第二腔体S2内，第四阀门146因此而开启。同时，第二阀门142及第三阀门144分别受阻于第二端面154及第三端面152而使工作流体无法从第一输入道128被推出及从第二输出道130被吸入，以避免干扰往流动方向D1及D2流动的工作流体。

当压电式致动器104往第二输出道130及第二输入道132的方向弯曲形变时，如图3所示，第二腔体S2的内部空间体积被压缩，导致工作流体往流动方向D3被推出至第二腔体S2外，第三阀门144因此而开启。并且，第一腔体S1的内部空间体积膨胀，导致工作流体往流动方向D4被吸入至第一腔体S1内，第二阀门142因此而开启。同时，第一阀门140及第四阀门146分别受阻于第一端面148及第四端面150而使工作流体无法从第一输出道126被吸入及从第二输入道132被推出，以避免干扰往流动方向D3及D4流动的工作流体。

如此一来，在一次的正、负电压周期中，压电式致动器104往复弯曲一次并完成二次工作流体的输出，即工作流体往流动方向D1及D3分别被推出至第一腔体S1及第二腔体S2外。如此，可增加工作流体的输出量，提升压电式泵100的工作效率。

本实施例的压电式泵100的应用范围甚广。举例来说，第一输入道128可与气相的工作流体源相连接，而第二输入道132可与液相的工作流体源相连接，以输出二种不同相状态的工作流体，扩大产品的应用范围。

第二实施例

请参照图4，其所示为依照本发明第二实施例的压电式泵示意图。第二实施例中与第一实施例相同之处沿用相同标号，在此不再赘述。第二实施例的压电式泵200与第一实施例的压电式泵100不同之处在于，当压电式致动器202未施加电压时，压电式致动器202隔离第一输出道126与第一输入道128。

进一步地说，第一腔体S1的内壁面204位于第一输出道126与第一输入道128之间。当压电式致动器202未施加电压时，压电式致动器202抵压于内壁面204上，以隔离第一输出道126与第一输入道128。

请参照图5，其所示为图4中压电式致动器往第二输出道及第二输入道弯曲形变的示意图。当压电式致动器202往第二输出道130及第二输入道132的方向弯曲形变时，将工作流体往流动方向D3被推出至第二腔体S2外且往流动方向D4被吸入至第一腔体S1内，第二阀门142及第三阀门144因此而开启。

在本实施例中，只需施加同极性的电压给压电式致动器202，在不须变换电压极性的情况下就能完成二次工作流体的输出，增加工作流体的输出量及提高压电式泵200的输出效率。并且，相似于第一实施例所揭露的优点，本实施例的压电式泵200可同时应用二种不同相状态的工作流体，扩大产品的应用范围。

本发明上述实施例所揭露的压电式泵，具有多项优点，列举部份优点说明如下：

(1).在一次的正、负电压周期中，压电式泵可完成多次工作流体的输出，增加工作流体的输出量，提高压电式泵的工作效率。

(2).压电式泵可同时应用二种不同相状态的工作流体，扩大了产品的应用范围。

(3).压电式泵可受控于相同极性或相异极性的输入电压，使压电式泵在设计上更具弹性。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的改变或替换。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种压电式泵，其特征是，包括：

本体，具有第一腔体、第一输出口、第一输入口、第二腔体、第二输出口及第二输入口，所述第一输出口与所述第一输入口连接于所述第一腔体，所述第二输出口与所述第二输入口连接于所述第二腔体；以及

压电式致动器，设于所述本体内并分隔所述第一腔体及所述第二腔体，所述压电式致动器依据被施加电压产生形变，而改变所述第一腔体的内部空间体积与所述第二腔体的内部空间体积。

2.根据权利要求1所述的压电式泵，其特征是，所述压电式致动器未被施加电压时，所述第一腔体的内部空间体积等于所述第二腔体的内部空间体积。

3.根据权利要求1所述的压电式泵，其特征是，所述第一腔体包括第一输出道及第一输入道，所述第一输出口通过所述第一输出道连接于所述第一腔体，所述第一输入口通过所述第一输入道连接于所述第一腔体，所述第一腔体的内壁面位于所述第一输出道与所述第一输入道之间，

其中，当所述压电式致动器未被施加电压时，所述压电式致动器抵压于所述内壁面上，以隔离所述第一输出道与所述第一输入道。

4.根据权利要求1所述的压电式泵，其特征是，所述第一腔体包括第一输出道及第一输入道，所述第一输出口通过所述第一输出道连接于所述第一腔体，而所述第一输入口通过所述第一输入道连接于所述第一腔体，

其中，所述第二腔体包括第二输出道及第二输入道，所述第二输出口通过所述第二输出道连接于所述第二腔体，而所述第二输入口通过所述第二输入道连接于所述第二腔体。

5.根据权利要求4所述的压电式泵，其特征是，所述第一输出道中背向所述第一腔体的第一端面露出所述第一输出口，所述第一输入道中朝向所述第一腔体的第二端面露出所述第一输入口，所述第二输出道中背向所述第二腔体的第三端面露出所述第二输出口，所述第二输入道中朝向所述第二腔体的第四端面露出所述第二输入口，

其中，所述压电式泵还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门，所述第一阀门可动地设于所述第一端面，以露出或盖住所述第一输出口，所述第二阀门可动地设于所述第二端面，以露出或盖住所述第一输入口，所述第三阀门可动地设于所述第三端面，以露出或盖住所述第二输出口，所述第四阀门可动地设于所述第四端面，以露出或盖住所述第二输入口。

6.根据权利要求4所述的压电式泵，其特征是，所述第一输出道及所述第一输入道朝向所述压电式致动器。

7.根据权利要求4所述的压电式泵，其特征是，所述第二输出道及所述第二输入道朝向所述压电式致动器。

8.根据权利要求1所述的压电式泵，其特征是，所述压电式致动器包括：

第一薄膜；

第二薄膜；以及

压电材料，设于所述第一薄膜与所述第二薄膜之间，

其中，所述第一薄膜与所述第二薄膜连接所述本体并分隔所述第一腔体及所述第二腔体。

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