CN103994057B - 一种动阀式压电泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动阀式压电泵，包括泵体和端盖，其特点在于还包括布置有单向阀的压电式集成振子，其中：泵体内部有空腔结构，其中同向布置有至少两个集成振子，形成至少一个密封的泵腔；所述集成振子由具有通孔的双晶片压电振子外部布置弹性表层构成，所述弹性表层第一侧与通孔对应位置布置有阀口凸台，另一侧布置有阀口沉孔，在阀口凸台上布置有一单向阀开口；工作时，集成振子在交变电压作用下发生往复的弯曲变形，配合单向阀开口的打开和关闭形成泵送流体的能力，采用这种特殊单向阀开口结构与压电振子集成的优点在于无需装配过程，所形成的单向阀特性更适合用于压电泵。

Description

一种动阀式压电泵

技术领域

本发明属于流体输送领域，具体涉及一种动阀式压电泵装置。

背景技术

压电泵是一种由压电振子驱动的容积泵，具有结构简单便于大批量生产、体积小便于微型化、便于数字化控制且寿命成等优点，在仪器仪表、检测设备及机械电子领域有广泛的应用前景。压电隔膜泵根据阀构成的不同一般分为两类，即有阀压电隔膜泵和无阀压电隔膜泵，有阀压电隔膜泵的性能远高于无阀压电隔膜泵，而有阀压电泵又可分为主动阀压电泵和被动阀压电泵，主动阀压电泵具有输送能力强、输送精度高的特点，但结构复杂成本高，而被动阀压电泵结构简单，但阀的截止性较差，增加截止性时由会增加流体阻力，两方面的制约使压电泵中被动阀效率偏低，是制约被动阀压电泵性能提升的关键问题。

发明内容

为了解决目前被动阀压电泵阀截止性与流阻的相互制约对被动阀压电泵性能影响大的问题，提出了一种动阀式压电泵，该压电泵由布置有单向阀的压电式集成振子和泵体件构成，由于单向阀布置在压电振子上，单向阀除了与传统单向阀同样受到流体作用力以外，还同时受到压电振子振动直接传递到阀上的力，这种单向阀具有更好的开启特性和截止特性，同时该压电振子与阀的形成方式无需装配过程，可有效提高压电泵中单向阀的精度，同时更适合规模化生产与质量控制。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种动阀式压电泵，包括泵体、出口端盖和入口端盖，其特点在于还包括布置有单向阀的压电式集成振子，其中：

至少两个集成振子轴线重合同向布置在泵体内，且两集成振子之间有一间隙，集成振子与泵体构成至少一个容积可变的密封腔体即泵腔，形成同一泵腔的两个压电振子的弯曲方向相反；所述出口端盖与第一压电振子之间有一间隙，与泵体装配后形成出口缓冲腔，从泵腔流出的流体首先进入缓冲腔，在出口端盖上布置有出口管，流体从出口管流出；所述入口端盖与第二压电振子之间有一间隙，与泵体配合后形成入口缓冲腔，流体先流入入口缓冲腔，再流入泵腔；所述集成振子，由带通孔的传统压电振子表面布置弹性表层构成，所述集成振子上布置有至少一个单向阀开口，所述单向阀开口布置在一个阀口凸台结构上，所述阀口凸台结构与振子上的通孔对应布置，与凸台相对的振子另一侧布置一阀口沉孔，单向阀开口连接阀口沉孔和阀口凸台外侧区域，集成振子发生中心指向阀口凸台方向的弯曲变形时，单向阀开口关闭，发生指向阀口沉孔方向的弯曲变形时，单向阀开口开启；

工作时，压电振子在交变电压的作用下发生往复的弯曲变形，同一泵腔对应的两个集成式振子的运动方向相反，即同时向增加腔体体积或减小腔体体积的方向运动，过程为：腔体体积增加时，腔体内压力降低，第一压电振子向阀口凸台方向运动，第一振子上的出口单向阀开口关闭，第二压电振子向阀口沉孔方向运动，第二振子上的入口单向阀开口开启，流体从入口缓冲腔流入泵腔，外部流体从入口管进入补充入口缓冲腔内流体；腔体体积减小时，腔体内压力增加，第一压电振子向阀口沉孔方向运动，第一振子的出口单向阀开口开启，第二压电振子向阀口凸台方向运动，第二站姿的入口单向阀开口关闭，泵腔内流体从出口单向阀开口流入出口缓冲腔，推动流体从出口管流出，形成一个工作循环。

附图说明

图1是本发明一种动阀式压电泵结构示意图。

图2是本发明一种动阀式压电泵的零件装配关系示意图。

图3是本发明中集成振子的一种典型结构。

图4是本发明实施方案中所采用的一种端盖结构。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明的动阀式压电泵是由泵体1、压电振子2(包括第一集成振子201和第二集成振子202)、端盖3(包括出口端盖301和出口端盖302)构成，其中：

泵体1为一圆柱型结构，内部具有通孔11，所述通孔11的中间段布置有径向尺寸减小的台阶12，形成第一台阶面121和第二台阶面122，在第一台阶面121指向通孔11开口方向一侧的通孔11上布置有第一侧螺纹111，在第二侧台阶面122指向通孔11开口方向一侧的通孔11上布置有第二侧螺纹112；

第一集成振子201安装在通孔11内，利用第一台阶面121定位，第二集成振子202安装在空空11内，利用第二台阶面122定位，第一集成振子201、第二集成振子202和泵体1形成了压电泵的腔体4，第一集成振子的阀口凸台布置在腔体4的外侧为出口单向阀开口，第二集成振子202的阀口凸台布置在腔体4的内侧为入口单向阀开口；

集成振子2结构参考图3，由具有中心孔213的双晶片压电振子21外部布置弹性表层22构成，所述弹性表层22第一侧与中心孔213对应位置布置有阀口凸台23，另一侧布置有阀口沉孔24，所述阀口沉孔24的底面位于弹性表层22外表面与阀口凸台23的顶面之间，在阀口凸台23上布置有一单向阀开口25，所述单向阀开口连通阀口沉孔24内侧与阀口凸台23外侧；

端盖3的结构参考图4，由一圆形壳体端盖结构31一侧布置过流管32，另一侧布置安装支撑环形柱体33构成，所述安装支撑环形柱体33的外侧柱面布置有端盖螺纹331，所述端盖螺纹331与泵体1上的第一侧螺纹111或112配合；本实施方案中两处使用了端盖3，即出口端盖301和入口端盖302，所述出口端盖301上的螺纹331与泵体的第一侧螺纹111配合，安装在腔体1上，所述安装支撑环形柱体33将第一集成振子201与第一台阶面121压紧，在第一集成振子201、出口端盖301和泵体1之间形成出口缓冲腔5；所述入口端盖302上的螺纹331与泵体的第二侧螺纹112配合，安装在腔体1上，所述安装支撑环形柱体33将第二集成振子202与第二台阶面122压紧，在第二集成振子202、入口端盖302和泵体1之间形成入口缓冲腔6；两侧的出口端盖301和入口端盖302装配完成后，腔体4密封，完成装配。

Claims (4)

1.一种动阀式压电泵，包括泵体(1)和端盖(3)，其特点在于还包括布置有单向阀的压电式集成振子(2)，其中：

泵体(1)内部布置有空腔结构，至少两个集成振子(2)同向布置在所述泵体(1)内部，与泵体(1)形成密封的泵腔(4)，两端的集成振子(2)分别与布置于泵体(1)两端的端盖(3)形成出口缓冲腔(5)和入口缓冲腔(6)，所述出口缓冲腔(5)与出口管连接，所述入口缓冲腔(6)与入口管连接；所述集成振子(2)由具有通孔(213)的双晶片压电振子(21)外部布置弹性表层(22)构成，所述弹性表层22第一侧与通孔(213)对应位置布置有阀口凸台(23)，另一侧布置有阀口沉孔(24)，所述阀口沉孔(24)的底面位于弹性表层(22)外表面与阀口凸台(23)的顶面之间，在阀口凸台(23)上布置有一单向阀开口(25)，所述单向阀开口(25)连通阀口沉孔(24)内侧与阀口凸台(23)外侧。

2.根据权利要求1所述的动阀式压电泵，其特征在于：所述泵体(1)内侧可以布置两个集成振子(2)形成一个泵腔(4)，也可以布置n个集成振子(2)形成n-1个泵腔，其中n大于3，每个泵腔(4)两侧的集成振子(2)变形的方向相反。

3.根据权利要求1所述的动阀式压电泵，其特征在于：所述集成振子(2)上可布置一组阀口凸台(23)、阀口沉孔(24)和单向阀开口(25)，也可以布置多组阀口凸台(23)、阀口沉孔(24)和单向阀开口(25)。

4.根据权利要求3所述的动阀式压电泵，其特征在于：所述集成振子(2)上一组阀口凸台(23)、阀口沉孔(24)上可布置一个单向阀开口(25)，也可以布置多个单向阀开口(25)。