CN104100543B - 一种双振子压电驱动式风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双振子压电驱动式风机，由泵体、第一压电振子、第二压电振子和端盖构成，两个压电振子与泵体共同形成一个腔体，所述腔体的容积随压电振子位移发生往复变化，工作时两个压电振子的变形方向同时向外或向内，带动气体从第二压电振子上的振子中心孔流入或流出，与端盖的流道结构作用，形成气体从出流孔输出的定向流体驱动能力，每个周期的腔体体积变化量明显大于传统的单振子压电风机，可提高压电风机的输出能力。

Description

一种双振子压电驱动式风机

技术领域

本发明属于流体输送领域，具体涉及一种双振子压电驱动式风机。

背景技术

压电风机是一种由压电振子作为动力原件的流体驱动装置，其功能为在轴向的出口处提供一定流量的气体，可用于仪器仪表、检测设备及机械电子领域中的主动冷却、气体输送、气动驱动等方面。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长等优点。以往的压电风机的动力源一般为一片压电振子，由于压电振子的变形较小，一般中心最大位移都小于20微米，因此风机的输出能力较弱，限制了压电风机在各个领域的应用。

发明内容

为了提高压电风机的输出能力，从而拓展压电风机的使用范围及应用领域，提出了一种双振子压电驱动式风机，由泵体、第一压电振子、第二压电振子和端盖构成，两个压电振子与泵体共同形成一个腔体，所述腔体的容积随压电振子位移发生往复变化，工作时两个压电振子的变形方向同时向外或向内，每个周期的腔体体积变化量明显大于传统的单振子压电风机，可提高压电风机的输出能力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种双振子压电驱动式风机，包括泵体、第一压电振子、第二压电振子和端盖，其中：

第一压电振子和第二压电振子是压电材料薄片与弹性基板粘接形成的，所述第二压电振子中心位置布置有一通孔称为振子中心孔，压电振子在交变电压的作用下会发生沿着轴线方向的往复弯曲变形；

泵体是一厚度较小的矩形块，在泵体的下表面布置有第一压电振子安装槽，所述第一压电振子安装槽的深度大于第一压电振子厚度与第一压电振子中心变形峰值之和；在泵体的上表面布置有第二压电振子安装槽，所述第二压电振子安装槽的深度大于第二压电振子厚度与第二压电振子中心变形峰值之和，第一压电振子安装槽底面与第二压电振子安装槽底面间的距离大于两振子中心极限位移之和且小于10mm；在所述第一压电振子安装槽的底部中心位置布置一腔体孔，所述腔体孔将第一压电振子安装槽与第二压电振子安装槽连通，所述腔体孔直径小于两个振子安装槽的直径，且与振子安装孔直径差值小于压电振子直径的30%；

所述第一压电振子安装在第一压电振子安装槽内，所述第二压电振子安装在第二压电振子安装槽内，两振子为密封安装，安装后两振子与泵体共同形成了一个密封的腔体；腔体体积随着压电振子的振动而发生往复变化，腔体通过第二压电振子上的振子中心孔与外部连通；

端盖是一个矩形的薄片，在端盖的下表面布置有至少3个支撑凸台，各支撑凸台间存在间隙，在端盖与振子中心孔对应位置布置有出流孔，所述支撑凸台的下表面与泵体的上表面配合安装，随着腔体容积的往复变化，气体通过振子中心孔从出流孔流入或流出腔体；端盖安装后，端盖、泵体及支撑凸台间的间隙形成与振子中心孔和出流孔垂直的水平流道。

工作时，第一压电振子和第二压电振子在交变电压的作用下发生往复变形，且变形同时指向增加腔体容积方向（或同时指向减小腔体容积方向），腔体的容积发生往复变化，引起气体流过振子中心孔与出流孔，在中心孔、出流孔与所述水平流道的交汇区域形成局部低压；腔体容积增加时，腔体内部压力降低，气体从出流孔吸入沿着振子中心孔进入腔体形成吸入高速气流，所述吸入高速气流在流道交汇区形成局部低压，从水平流道吸入的气体随着吸入高速气流进入腔体；腔体容积减小时，腔体内部压力上升，气体经过振子中心孔向出流孔方向流出形成排出高速气流，所述排出高速气流在流道交汇区形成局部低压，从水平流道吸入的气体随着排出高速气流从出流口排出；工作过程形成了气体从水平流道吸入，从出流口排出的动态气体驱动能力。

附图说明

图1 是本发明一种双振子压电驱动式风机结构示意图。

图2 是本发明中各部件第一个角度的结构及装配关系示意图。

图3 是本发明中各部件第二个角度的结构及装配关系示意图。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，本发明的双振子压电驱动式风机由第一压电振子1、第二压电振子2、泵体3和端盖5构成，其中：

第一压电振子1是压电材料薄片11与弹性基板12粘接形成的，所述第二压电振子2是中心具有通孔的压电材料薄片21与弹性基板22粘接形成的，在中心位置形成的通孔称为振子中心孔23；

泵体3是一厚度较小的矩形块，在泵体3的下表面布置有第一压电振子安装槽31，所述第一压电振子安装槽31的深度大于第一压电振子1厚度与第一压电振子1中心变形峰值之和；在泵体3的上表面布置有第二压电振子安装槽32，所述第二压电振子安装槽32的深度大于第二压电振子2厚度与第二压电振子2中心变形峰值之和，第一压电振子安装槽31底面与第二压电振子安装槽32底面间的距离大于两振子中心极限位移之和且小于10mm；在所述第一压电振子安装槽31的底部中心位置布置一腔体孔33，所述腔体孔33将第一压电振子安装槽31与第二压电振子安装槽32连通，所述腔体孔33直径小于两个振子安装槽的直径，且与振子安装槽直径差值小于压电振子直径的30%；

所述第一压电振子1安装在第一压电振子安装槽31内，所述第二压电振子2安装在第二压电振子安装槽32内，两振子为密封安装，安装后两振子与腔体件共同形成了一个密封的腔体4，所述腔体4通过第二压电振子2上的振子中心孔23与外部连通；

端盖5是一个矩形的薄片，在端盖5的下表面布置有至少3个支撑凸台51，各支撑凸台51间存在间隙52，在端盖5上与振子中心孔23对应位置布置有出流孔53，所述支撑凸台51的下表面与泵体3的上表面配合安装，在端盖5、泵体3及间隙52形成与振子中心孔和出流孔垂直的水平流道。

Claims (2)

1.一种双振子压电驱动式风机，包括泵体、第一压电振子、第二压电振子和端盖，其中：第一压电振子和第二压电振子是压电材料薄片与弹性基板粘接形成的，所述第二压电振子中心位置布置有一通孔称为振子中心孔；泵体是一厚度较小的矩形块，在泵体的下表面布置有第一压电振子安装槽，在泵体的上表面布置有第二压电振子安装槽，在所述第一压电振子安装槽的底部中心位置布置一腔体孔，所述腔体孔将第一压电振子安装槽与第二压电振子安装槽连通；所述第一压电振子安装在第一压电振子安装槽内，所述第二压电振子安装在第二压电振子安装槽内，两振子与泵体共同形成了一个密封的腔体，腔体通过第二压电振子上的振子中心孔与外部连通；端盖是一个矩形的薄片，在端盖的下表面布置有至少3个支撑凸台，各支撑凸台间存在间隙，在端盖与振子中心孔对应位置布置有出流孔，所述支撑凸台的下表面与泵体的上表面配合安装，端盖、泵体及支撑凸台间的间隙形成与振子中心孔和出流孔垂直的水平流道。

2.根据权利要求1所述的双振子压电驱动式风机，其特征在于：所述第一压电振子和第二压电振子采用由一片压电材料薄片粘贴在弹性基板上形成的单晶片压电振子，或采用由两片压电材料薄片粘贴在弹性基板两侧形成的双晶片压电振子。