CN106253627B - 带旁路微流道的电共轭流体微型泵 - Google Patents

带旁路微流道的电共轭流体微型泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带旁路微流道的电共轭流体微型泵，包括下壳体(2)、盖住并密封下壳体(2)的盖板(1)、下壳体(2)上加工有流体槽(14)，流体槽(14)中依次排列有由三棱柱电极(4)和缝隙电极(5)形成的电极对；盖板(1)上有与流体槽(14)相连的进液管(13)和出液管(12)；其特征在于：所述的下壳体(2)的流体槽(14)的一侧，加工有旁路微流槽(15)；旁路微流槽(15)的端部与流体槽(14)的端部连通，旁路微流槽(15)的高度与流体槽(14)相等、宽度为流体槽(14)的1/15～1/20。该种电共轭流体泵在小流量或零流量输出时，输出压力高。尤其适用于小流量或零流量输出、大输出压力场合使用。

Description

带旁路微流道的电共轭流体微型泵
技术领域
本发明涉及一种流体泵，尤其涉及一种带有旁路微流道的电共轭流体泵。
背景技术
电共轭流体是一种特殊的具有良好电流体动力学特性的机能性绝缘流体，当浸入其中的金属电极被施加数百伏特以上的直流电压时，电极间流体将产生定向流动而形成射流，且射流强度随着输入电压的提高显著增强，这种现象被称为电共轭效应。
电共轭流体泵是利用电共轭效应制作的能够输出一定压力和流量的流体的机械。电共轭流体泵做为一种新型泵，具备无需机械运动机构，能量可直接转换，功率密度大，机构紧凑，体积小，无噪声等优点；可广泛应用于电子器件的流体冷却装置中。
电极单元(电极对)是产生电共轭效应的核心器件，常用的电极单元(电极对)是三棱柱电极—缝隙电极对(阵列)，其高度大于数百微米保证了泵良好的密封能力和性能。
已有的基于三棱柱电极—缝隙电极对的电共轭流体泵的主要组成和原理是：密封的下壳体的流体槽中，三棱柱电极—缝隙电极对依次排列形成阵列。流体槽中的电共轭流体在三棱柱电极、缝隙电极的电共轭效应下，从三棱柱电极处流向缝隙电极，再从缝隙电极的缝隙处加速流入下一个三棱柱电极—缝隙电极对；然后被逐级加速，最后从出液口向外射出。这种电共轭流体泵存在的问题是：在零流量及小流量输出时，其输出压力减少。其原因可能是：场发射效应使三棱柱电极发射出的电子与电共轭流体分子结合形成的阴离子，或者场电离作用下电共轭流体分子失去电子形成的阳离子，产生自由电荷；在零流量及小流量输出时前一级电极对间产生的自由电荷不能迅速流走，影响后一级电极对间自由电荷的速度和效率，降低了电共轭流体作用；同时在零流量及小流量输出时，电极周围异号电荷层的形成，也将会隔绝电场对电共轭流体的进一步作用，导致传导泵送的效力降低。从而限制了电共轭流体泵在小流量或零流量输出，大输出压力工况下的应用。
实测表明：外观尺寸为42.7mm×23.6mm×9.1mm，内置了10×3个三角柱—缝隙电极对的电共轭流体泵，在电共轭液体为FF-101EHA2，输入电压为3.0kv条件下，当内部流量小于180mm3/s时，输出压力极速下降，当流量趋于0时，实际输出压力与理论输出压力相比降低了30％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有旁路微流道的电共轭流体泵，该种电共轭流体泵在小流量或零流量输出时，输出压力高。尤其适用于小流量或零流量输出、大输出压力场合使用。
本发明实现其目的，所采用的技术方案是，
一种带旁路微流道的电共轭流体微型泵，包括下壳体、盖住并密封下壳体的盖板、下壳体上加工有流体槽，流体槽中依次排列的三棱柱电极—缝隙电极形成的电极对；盖板上有与流体槽相连的进液管和出液管；其特征在于：
所述的下壳体的流体槽的一侧，加工有旁路微流槽；旁路微流槽的端部与流体槽的端部连通，旁路微流槽的高度与流体槽相等、宽度为流体槽的1/15～1/20。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在流体槽旁添加一条旁路微流槽形成旁路微流道，保证在小流量或零流量输出时，微型泵内的电共轭流体也始终存在稳定的流动。这种稳定的流动，使得：场发射效应使三棱柱电极发射出的电子与电共轭流体分子结合形成阴离子，或者场电离作用下电共轭流体分子失去电子形成阳离子所形成的自由电荷，不会滞留而能顺利流走；也即前一级电极对间产生的自由电荷不影响后一级电极对间自由电荷的速度和效率，提高了电共轭流体作用；同时，在电极周围不会形成过厚的异号电荷层，不会隔绝电场对电共轭流体的进一步作用，从而使得传导泵送的效力提高。总之，在小流量或零流量输出时，其输出压力高。尤其适用于小流量或零流量输出、又需要大输出压力的场合使用。
实测表明，当输入电压为1.5KV，电共轭介质为为FF-1EHA2，流量为1.6ml/min时，带有宽度为150um微流道的流体泵输出压力是不带微流道的流体泵的输出压力的3倍，其输出压力得到大幅提高。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例的剖视结构示意图。
图2是本发明实施例去掉盖板及进液管、出液管后的俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1、图2示出，本发明的一种具体实施方式是，一种带旁路微流道的电共轭流体微型泵，包括下壳体2、盖住并密封下壳体2的盖板1、下壳体2上加工有流体槽14，流体槽14中依次排列有由三棱柱电极4和缝隙电极5形成的电极对；盖板1上有与流体槽14相连的进液管13和出液管12；其特征在于：
所述的下壳体2的流体槽14的一侧，加工有旁路微流槽15；旁路微流槽15的端部与流体槽14的端部连通，旁路微流槽15的高度与流体槽14相等、宽度为流体槽14的1/15～1/20。

Claims (1)

1.一种带旁路微流道的电共轭流体微型泵，包括下壳体(2)、盖住并密封下壳体(2)的盖板(1)、下壳体(2)上加工有流体槽(14)，流体槽(14)中依次排列有由三棱柱电极(4)和缝隙电极(5)形成的电极对；盖板(1)上有与流体槽(14)相连的进液管(13)和出液管(12)；其特征在于：
所述的下壳体(2)的流体槽(14)的一侧，加工有旁路微流槽(15)；旁路微流槽(15)的端部与流体槽(14)的端部连通，旁路微流槽(15)的高度与流体槽(14)相等、宽度为流体槽(14)的1/15～1/20。
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