CN104405624B - 分段异径非对称弧形管无阀压电泵 - Google Patents

分段异径非对称弧形管无阀压电泵 Download PDF

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Abstract

分段异径非对称弧形管无阀压电泵属于流体机械领域。两个圆形压电振子(2)相同极性的面相对安装在泵体(3)上，两个圆形压电振子(2)之间的腔体为泵腔(1)，泵体(3)由侧面的通孔(4)联接到分段异径非对称弧形管(5)上；分段异径非对称弧形管(5)由数段管径不同的圆弧管依管径大小依次排序，以圆弧管靠近圆心方向的赤道线重合的方式联接而成，这条重合的赤道线在此称为内侧母线(6)；分段异径非对称弧形管(5)有3个流体出入口，其中第一出入口(12)和第二出入口(13)与外界管路联接，第三出入口(11)与泵体(3)上的通孔(4)联接。本发明使用分段异径非对称弧形管(5)实现了仅用一个导流管就可使流体产生单向流动，在微机电系统中具有广泛的用途。

Description

分段异径非对称弧形管无阀压电泵
技术领域
本发明涉及一种无阀压电泵，属于流体机械领域。
背景技术
无阀压电泵结构简单，无机械传动链，可靠性高，机电转换效率高，易微小型化，在医疗卫生，航空航天，微机电系统中有着广泛的应用前景。
发明内容
图1为本发明无阀压电泵的结构图。
分段异径非对称弧形管无阀压电泵，其特征在于：两个圆形压电振子(2)相同极性的面相对安装在泵体(3)上，两个圆形压电振子(2)之间的腔体为泵腔(1)，泵体(3)由侧面的通孔(4)联接到分段异径非对称弧形管(5)上；分段异径非对称弧形管(5)由数段管径不同的圆弧管依管径大小依次排序，以圆弧管靠近圆心方向的赤道线重合的方式联接而成，这条重合的赤道线在此称为内侧母线(6)；分段异径非对称弧形管(5)有3个流体出入口，其中第一出入口(12)和第二出入口(13)与外界管路联接，第一出入口(12)和第二出入口(13)为分段异径非对称弧形管(5)的上下出入口，第三出入口(12)在分段异径非对称弧形管(5)中部的侧面；第三出入口(11)与泵体(3)上的通孔(4)联接。
进一步，其特征在于：第三出入口(11)的轴线(14)与第二圆弧管(8)部分的中心弧线(15)的交点上安装阻尼板(13)，阻尼板的一端重合于轴线(14)与中心弧线(15)的交点，另一端沿中心弧线的切线方向向第二出入口(13)方向延伸一段长度。
本发明提出的曲形导槽无阀压电泵的工作原理叙述如下：
两个圆形压电振子(2)以极性相同的一面分别粘接在泵体(3)的端面的两个沉孔(14)上；分段异径非对称弧形管(5)安装在泵体(3)侧面的通孔(4)上；分段异径非对称弧形管(5)由数段管径不同的圆弧管依管径大小依次排序，以圆弧管靠近圆心方向的赤道线重合的方式联接而成，这条重合的赤道线在此称为内侧母线(6)；分段异径非对称弧形管(5)有3个流体出入口，其中第一出入口(12)和第二出入口(13)与外界管路联接，第三出入口(11)在分段异径非对称弧形管(5)中部的内侧面；
第三出入口(11)的轴线(14)与第二圆弧管(8)的中心弧线(15)的交点上安装阻尼板(16)，阻尼板的一端重合于轴线(14)与中心弧线(15)的交点，另一端沿中心弧线的切线方向向第二出入口(13)方向延伸一段长度；该长度一般为第二圆弧管(8)长度的1/4-1/3,但不局限于此，也可不设阻尼板。第三出入口(11)与泵体(3)上的通孔(4)联接。
本发明使用分段异径非对称弧形管(5)实现了仅用一个导流管就可使流体产生单向流动，简化了传统无阀压电泵必须安装两个导流管的结构，使无阀压电泵可以更加微小型化，在微机电系统中具有更广泛的潜在用途。
附图说明
图1(a)分段异径非对称弧形管无阀压电泵装配图主视图；
图1(b)分段异径非对称弧形管无阀压电泵装配图俯视图；
图2(a)泵体(3)B-B截面图；
图2(b)泵体(3)俯视图；
图3分段异径非对称弧形管(5)；
具体实施方式
本发明实例为三段管径不同的圆弧管联接而成，分别为第一圆弧管(7)，第二圆弧管(8)和第三圆弧管(9)，其中第一圆弧管(7)管径最小，第三圆弧管(9)管径最大，第二圆弧管(8)在两端分别联接着第一圆弧管(7)和第三圆弧管(9)；第二圆弧管(8)在内侧母线(6)一侧中部安装联接管(10)用于分段异径非对称弧形管(5)与泵体(3)相联接。
本发明具体实施方式如图1-图3。压电振子直径30mm，第一圆弧管，第二圆弧管，第三圆弧管的长度相等，弯曲弧度均为60度。其中第一圆弧管的内径为2.25mm，第二圆弧管内径为3.5mm，第三圆弧管内径为4.5mm。泵的工作电压220V，频率50Hz，以水为工作介质，流量达1450mg/s。
当压电泵接入交流电源时，在吸程时，两个压电振子(2)在交流电的一个半周期中，分别向泵腔(1)外侧弯曲，泵腔(1)内压力下降，流体从分段异径非对称弧形管(5)的第一出入口(12)和第二出入口(13)流入，并经第三出入口(11)，侧孔(4)流入泵腔(1)；当交流电改变压方向，进入下一个半周期时，压电泵进入排程阶段，两个压电振子(2)分别向泵腔(1)内侧弯曲，泵腔(1)体积下降，压力升高，泵腔(1)内的流体经通孔(4)和第三出入口(11)流入分段异径非对称弧形管(5)，并流出第一出入口(12)和第二出入口(13)；由于分段异径非对称弧形管(5)的第一出入口(12)的内径小于第二出入口(13)的内径，因此在一个泵工作周期内，第一出入口(12)和第二出入口(13)都存在流体的流入量与流出量的差，根据流体流动的连续性原理，第一出入口(12)的流入量差应等于第二出入口(13)的流出量差，从而产生净流量；在交流电的交变电压反复作用下，泵在宏观上产生了流体从第一出入口(12)流入，从第二出入口(13)流出的净流量。

Claims (2)

1.分段异径非对称弧形管无阀压电泵，其特征在于：两个圆形压电振子(2)相同极性的面相对安装在泵体(3)上，两个圆形压电振子(2)之间的腔体为泵腔(1)，泵体(3)由侧面的通孔(4)联接到分段异径非对称弧形管(5)上；分段异径非对称弧形管(5)由数段管径不同的圆弧管依管径大小依次排序，以圆弧管靠近圆心方向的赤道线重合的方式联接而成，这条重合的赤道线在此称为内侧母线(6)；分段异径非对称弧形管(5)有3个流体出入口，其中第一出入口(12)和第二出入口(13)与外界管路联接，第一出入口(12)和第二出入口(13)为分段异径非对称弧形管(5)的上下出入口，第三出入口(11)在分段异径非对称弧形管(5)中部的侧面；第三出入口(11)与泵体(3)上的通孔(4)联接。
2.根据权利要求1所述的分段异径非对称弧形管无阀压电泵，其特征在于：第三出入口(11)的轴线(14)与第二圆弧管(8)部分的中心弧线(15)的交点上安装阻尼板(16)，阻尼板的一端重合于轴线(14)与中心弧线(15)的交点，另一端沿中心弧线的切线方向向第二出入口(13)方向延伸一段长度。
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