CN104265610B - 一种气泡泵结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型气泡泵结构，可用于毫米尺度液压系统中提供动力，主要利用热气泡的膨胀和收缩实现容积的周期性增大和减小，从而达到保证吸、排液体的功能。该泵主要包括冷凝软管、毛细管、人造瓣膜、脉冲信号发生器和薄膜电阻加热器以及液体。充有冷凝水的冷凝软管缠绕在毛细管进出口附近的管壁上，毛细管中流入液体，薄膜电阻加热器附着在毛细管的外壁上，脉冲信号发生器与薄膜电阻加热器连接，人造瓣膜安装在泵的进出口管内，实现单向流动。本发明重点设计了这种新型气泡泵的结构，并详细说明了其工作原理。该泵是通过接收到脉冲信号的时候使液体进行指向性流动，适用于不需要持续供流的场合。
Description
技术领域
本发明属于流体机械领域，具体涉及一种用于毫米尺度下液压系统中的泵结构。
背景技术
随着工业的发展，液压传动因其抗干扰能力强、控制精度高、无级调速等优势，成为现代传动与控制的关键技术之一。而在液压传动中，泵的功能就好比人的心脏，是输送液体的动力元件。泵的产生可以追溯到约公元前,近代以来又陆续出现了其他各种回转泵、离心泵、活塞泵等。由于各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。然而，目前虽然泵的种类和应用场合繁多，各尺寸差距也特别大，但是，当整个系统的尺度下降到毫米级别时，以当前传统的加工方法，泵的制作就相当困难了。这导致人们对毫米级别的液压系统难以构建和研究，对其特性知之甚少，无法充分利用其优势。本发明新型气泡泵不仅将制造的尺寸空间降低到毫米级，并且该新型气泡泵可以在接收到脉冲信号的时候使液体进行指向性流动。适用于不需要持续供流的场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型气泡泵结构，以实现对毫米尺度下液压系统提供动力。
为解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种新型气泡泵结构，其特征在于包括：冷凝软管（1）、毛细管（2）、人造瓣膜（3）、脉冲信号发生器（4）、薄膜电阻加热器（5）和液体（6）；所述冷凝软管（1）分别缠绕在毛细管（2）的外壁上近进口端和近出口端的位置，冷凝软管（1）中充满冷凝水；毛细管（2）中充满液体（6）；薄膜电阻加热器（5）固定外套于毛细管(2)的外壁上中段部位与冷凝软管（1）相错开的位置，并与冷凝软管（1）间留有间隙；脉冲信号发生器（4）通过导线与薄膜电阻加热器（5）连接，两个人造瓣膜（3）分别安装在毛细管（2）的内管壁上近进口端和近出口端的位置，实现液体（6）的单向流动。
本发明具有有益效果。本发明利用脉冲信号发生器产生电压脉冲，对薄膜电阻加热，可以有效地在毛细管中产生热气泡，使管中液体从出口压出。当脉冲消失，电阻温度下降，气泡缩回，管内有一定的真空度，气压降低，液体便从进口流入。由于人造瓣膜的存在，可以保证液体流动方向是单向的，这样可以很好地实现泵的功能，起到使液体运输的作用。同时由于薄膜电阻加热会导致管内液体温度过高，在毛细管进出口位置加上一段冷却装置，这样可以很好地保证系统不会因为高温而使部件损坏。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图1-A为图1结构的左视图；
图2-A、图2-B、图2-C、图2-D、图2-E均为本发明的原理示意图；
图中：1—冷凝软管，2—毛细管，3—人造瓣膜，4—脉冲信号发生器，5—薄膜电阻加热器,6—液体。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作进一步详细说明。
本发明的结构示意图如图1及图1-A所示。本发明主要是利用容积式泵的容积变化导致压力变化，实现泵吸、排液体的工作原理而设计的，如图2所示，脉冲信号发生器先给薄膜电阻加热器加一电压脉冲，使其对管内液体进行加热，由于热流密度很大，因而加热的速度极快，在很短的时间内使加热器表面附近的液体迅速升温，达到其沸腾温度，使液体汽化形成气泡，如图2—A所示；此时脉冲信号消失，气泡在气液界面及液体的惯性控制下迅速膨胀长大，同时出口端的人造瓣膜微开，如图2—B所示；当气泡长到最大的时候，管内压力升高到最高，同时出口端的人造瓣膜完全打开，液体压出，如图2—C所示；由于此时气泡最大，气泡内的压力已经低于大气压，在这一压力差的作用下，气泡开始萎缩，由于管内出现了一定的真空度，这时进口处的人造瓣膜微开，开始有液体流入，同时出口端的人造瓣膜关闭，防止液体回流，如图2—D所示；当气泡萎缩至最小甚至消失的时候，入口端的人造瓣膜完全打开，液体大量流入，如图2—E所示；随后瓣膜关闭，完成泵吸、排液体的一个循环过程。
上述过程中，由于薄膜电阻加热器加热时产生的热量很高，泵在长时间工作的情况下发热较明显，可能会损坏相关器件，因此在出口端和入口端附近缠绕了一段冷凝软管，里面通入冷凝水并循环使用，这样很好地起到了降温的作用。
Claims (1)
1.一种气泡泵结构，其特征在于包括：冷凝软管（1）、毛细管（2）、人造瓣膜（3）、脉冲信号发生器（4）、薄膜电阻加热器（5）和液体（6）；所述冷凝软管（1）分别缠绕在毛细管（2）的外壁上近进口端和近出口端的位置，冷凝软管（1）中充满冷凝水；毛细管（2）中充满液体（6）；薄膜电阻加热器（5）固定外套于毛细管(2)的外壁上中段部位与冷凝软管（1）相错开的位置，并与冷凝软管（1）间留有间隙；脉冲信号发生器（4）通过导线与薄膜电阻加热器（5）连接，两个人造瓣膜（3）分别安装在毛细管（2）的内管壁上近进口端和近出口端的位置。
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