CN106438301B - 一种双腔压电泵 - Google Patents
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Abstract
一种双腔压电泵,包括第一壳体、第二壳体、第一支座、第二支座、第一弹性密封圈、第二弹性密封圈、第一压电振子、第二压电振子、安装在第一支座上的第一入口阀、第一出口阀及第二出口阀,安装在第二支座上的第三出口阀;第一支座与第一弹性密封圈、第一压电振子围成的空间形成第一可变腔体,第二支座与第二弹性密封圈、第二压电振子围成的空间形成第二可变腔体;外界介质通过第一入口阀进入第一可变腔体内,第一可变腔体内介质通过第一出口阀排出至第二可变腔体内、第一可变腔体内介质通过第二出口阀排出泵外,第二可变腔体内介质通过第三出口阀排出泵外。本发明的双腔压电泵压力大,流量大、结构紧凑小巧,噪音低,具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及泵领域,具体地涉及一种压电泵。
背景技术
压电泵体积小、静音、寿命长等优点在某些领域很受欢迎,例如电子产品、水族等领域,但是其流量和压力较低,应用范围大大受到限制,因此,提高流量和压力的研究是目前压电泵的重要研究方向。中国国家知识产权局官网上在本申请之前公开了一件专利:一种双腔式压电微型泵(CN201310559544.7),即公开了一种能大幅度提高流量的压电泵,该种泵采用双腔结构,相比于单腔泵,体积增加很小,噪音几乎没增大,但流量却增加了一倍,所以具有很高的应用价值,但是该种泵流量虽然增加了一倍,压力却没有增加,在用到其他环境中时却很难胜任,例如该种压电泵作为气泵用于鱼缸充氧时,在120v工作电压下,其出气压力一般为12Kpa左右,给超过40cm深的水里泵氧时,泵氧量随着深度的增加出现越来越明显的减弱。因此只提高流量而未提高压力,仍存在一定的缺陷。
发明内容
本发明为解决现有压电泵压力低的问题,特提供一种可以大大提高其压力、并能够提高其流量的双腔压电泵。
本发明的一种双腔压电泵,包括第一壳体、与第一壳体固定配合的第二壳体、以及位于第一壳体和第二壳体之间的泵芯组件,所述泵芯组件包括:第一支座、与第一支座相配合的第二支座、安装在第一支座上的第一弹性密封圈、安装在第二支座上的第二弹性密封圈、边缘周围预压在第一弹性密封圈上并抵顶第一壳体的第一压电振子、边缘周围预压在第二弹性密封圈上并抵顶第二壳体的第二压电振子;所述第一支座与第一弹性密封圈、第一压电振子围成的空间形成第一可变腔体,所述第二支座与第二弹性密封圈、第二压电振子围成的空间形成第二可变腔体;所述泵芯组件还包括安装在第一支座上的第一入口阀、第一出口阀及第二出口阀,安装在第二支座上的第三出口阀;外界介质通过第一入口阀进入第一可变腔体内,第一可变腔体内介质通过第一出口阀排出至第二可变腔体内、第一可变腔体内介质通过第二出口阀排出泵外,所述第二可变腔体内介质通过第三出口阀排出泵外。
经过进一步改进,所述第一可变腔体内介质通过第一出口阀排出至第二可变腔体内的通道上还有容纳腔及第二入口阀,所述第一可变腔体从第一出口阀排出的介质先流入至容纳腔内,然后通过第二入口阀进入第二可变腔体。
经过进一步改进,所述第一弹性密封圈为双层密封圈,该双层密封圈包裹在第一压电振子的边缘周围上,所述第一压电振子通过双层密封圈的一层预压在第一支座上,通过双层密封圈的另一层抵顶第一壳体。
经过进一步改进,所述第二弹性密封圈为双层密封圈,该双层密封圈包裹在第二压电振子的边缘周围上,所述第二压电振子通过双层密封圈的一层预压在第二支座上,通过双层密封圈的另一层抵顶第二壳体。
经过进一步改进,所述第一支座上设有向外延伸出的排出管,所述排出管用于将第二出口阀和第三出口阀排出的介质送至泵外。
通过本发明的双腔压电泵的技术方案可知,外界介质通过第一入口阀进入第一可变腔体内,第一支座上的至少两个出口阀,至少一个用于将第一可变腔体内介质排出至第二可变腔体内的第一出口阀,至少一个用于将第一可变腔体内介质排出泵外的第二出口阀,所述第二可变腔体内介质通过安装在第二支座上的第三出口阀排出泵外;在第一压电振子的驱动下,外界介质被吸入第一可变腔体内,并将第一可变腔体内的介质压出,其中一部分介质被排出到第二可变腔体中,另一部分介质被直接排出泵外,第一可变腔体和第二可变腔体通过第一出口阀连通,所以,第一可变腔体对外界介质的吸力除了第一压电振子提供的吸力外,还间接来自第二压电振子提供的吸力,相当于提供了双重动力,因此更多外界介质被吸入第一可变腔体中,介质也因此获得了更多能量,同时,排出到第二可变腔体中的介质除了第一压电振子提供的压力外,还来自第二压电振子提供的吸力,所以第一可变腔体内更多的介质排出到第二可变腔体内,再经过第二压电振子提供的压力,第二可变腔体内介质被排出到泵外,第一可变腔体内没有排出到第二可变腔体内的介质则通过第一支座上的第二出口阀排出泵外,这样的双腔压电泵不仅能提供更高的流量,还能提供几乎双倍的压力。
本发明提供另一种双腔压电泵,包括第一壳体、与第一壳体固定配合并与之形成泵腔的第二壳体、以及位于泵腔内的泵芯组件,所述泵芯组件包括:第一支座、与第一支座相配合的第二支座、安装在第一支座上的第一弹性密封圈、安装在第二支座上的第二弹性密封圈、边缘周围预压在第一弹性密封圈上并抵顶第一壳体的第一压电振子、边缘周围预压在第二弹性密封圈上并抵顶第二壳体的第二压电振子;所述第一支座与第一弹性密封圈、第一压电振子围成的空间形成第一可变腔体,所述第二支座与第二弹性密封圈、第二压电振子围成的空间形成第二可变腔体;所述泵芯组件还包括安装在第一支座上的第一入口阀和第一出口阀,安装在第二支座上的第二入口阀和第三出口阀;所述第一支座和第二支座之间形成有容纳腔,外界介质通过第一入口阀进入第一可变腔体,第一可变腔体内介质通过第一出口阀排出至容纳腔中,容纳腔内介质通过第二入口阀进入第二可变腔体内,所述第二可变腔体内介质通过第三出口阀排出泵外。
进过进一步改进,所述第一弹性密封圈为双层密封圈,该双层密封圈包裹在第一压电振子的边缘周围上,所述第一压电振子通过双层密封圈的一层预压在第一支座上,通过双层密封圈的另一层抵顶第一壳体。
经过进一步改进,所述第二弹性密封圈为双层密封圈,该双层密封圈包裹在第二压电振子的边缘周围上,所述第二压电振子通过双层密封圈的一层预压在第二支座上,通过双层密封圈的另一层抵顶第二壳体。
经过进一步改进,所述第一支座上设有向泵外延伸出的排出管,所述排出管用于将第二出口阀和第三出口阀排出的介质输送至泵外。
通过本发明的双腔压电泵的技术方案可知,外界介质通过第一入口阀进入第一可变腔体,第一可变腔体内介质通过第一出口阀排出至容纳腔中,容纳腔内介质通过第二入口阀进入第二可变腔体内,所述第二可变腔体内介质通过第三出口阀排出泵外,在第一压电振子的驱动下,外界介质被吸入第一可变腔体内,并将第一可变腔体内的介质压出至容纳腔中,第二压电振子提供吸力将容纳腔中的介质吸入第二可变腔体中,然后第二压电振子提供压力将介质压出泵外,第一压电振子将介质压出至容纳腔中暂时得到保存,当第二压电振子提供吸力时,容纳腔内的介质才通过第二入口阀进入第二可变腔体内,这样设计,相当于提供了二级驱动力,同时,可防止第一压电振子和第二压电振子不同步进行相应的动力驱动(即第一压电振子提供压力的同时第二压电振子提供吸力,第一压电振子提供吸力的同时第二压电振子提供压力)时,导致流量和压力有损耗,介质最终由第二压电振子提供的压力排出泵外,这样设计可使排出泵外的介质压力最大化,至少能提供双倍的介质流出压力,同时流量也得到提高。
本发明还提供一种组合泵,该组合泵至少由两个压电泵组成,所述压电泵至少有一个为由本发明方案中提供的双腔压电泵。采用本发明的双腔压电泵,可以获得更大的流量和/或压力。
附图说明
图1为本发明提供的一种双腔压电泵的第一种实施方式的主视图。
图2为本发明提供的一种双腔压电泵的第一种实施方式的A-A剖视图。
图3为本发明提供的一种双腔压电泵的第一种实施方式的A-A剖视图的局部放大图。
图4为本发明提供的一种双腔压电泵的第一种实施方式的B-B剖视图。
图5为本发明提供的一种双腔压电泵的第二种实施方式的A-A剖视图。
图6为本发明提供的一种双腔压电泵的第三种实施方式的A-A剖视图。
图7为本发明提供的一种双腔压电泵的第三种实施方式的B-B剖视图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1至图3所示的第一个实施例,该实施例的一种双腔压电泵包括:第一壳体1、与第一壳体1固定配合的第二壳体2、以及位于第一壳体1和第二壳体2之间的泵芯组件,所述泵芯组件包括:第一支座3、与第一支座3相配合的第二支座4、安装在第一支座3上的第一弹性密封圈6a、安装在第二支座4上的第二弹性密封圈6b、边缘周围预压在第一弹性密封圈6a上并抵顶第一壳体1的第一压电振子5a、边缘周围预压在第二弹性密封圈6b上并抵顶第二壳体2的第二压电振子5b;所述第一支座3与第一弹性密封圈6a、第一压电振子5a围成的空间形成第一可变腔体8a,所述第二支座4与第二弹性密封圈6b、第二压电振子5b围成的空间形成第二可变腔体8b;本实施例的第一弹性密封圈6a和第二弹性密封圈6b均为相同的双层密封圈,第一压电振子5a和第二压电振子5b均为相同的压电陶瓷片,双层密封圈包裹在压电陶瓷片的边缘周围,压电陶瓷片通过双层密封圈的一层预压在相应的支架(第一支座3和第二支座4)上,通过另一层预压在相应的壳体(第一壳体1和第二壳体2)上,所述泵芯组件还包括安装在第一支座3上的第一入口阀7a、第一出口阀7c及第二出口阀7d,安装在第二支座4上的第三出口阀7e;本实施例的双腔压电泵是一种输送空气的气泵,即将外界空气经压缩后输送到目的地,外界空气通过双腔压电泵两个壳体之间的缝隙进入,其工作方式为:压电陶瓷片在通交流电时发生周期性振动,从而改变可变腔体的容积,当第一压电振子5a扩大第一可变腔体8a的容积时,第一入口阀7a被打开,外界空气吸入到第一可变腔体8a内,当压缩第一可变腔体8b时,第一出口阀7c和第二出口阀7d被打开,第一可变腔体8a内被压缩的空气一部分压出至第二可变腔体8b内,一部分通过第二出口阀7d直接压出至泵外,当第二压电振子5b扩大第二可变腔体8b时,第一可变腔体8a内空气进一步被吸入到第二可变腔体8b内,当压缩第二可变腔体8b时,第三出口阀7e被打开,第二可变腔体8b内被进一步压缩的空气被压出泵外。所以,第一可变腔体8a对外界空气的吸力除了第一压电振子5a提供的吸力外,还间接来自第二压电振子5b提供的吸力,相当于提供了双重动力,因此更多外界空气被吸入第一可变腔体8a中,空气也因此获得了更多能量,同时,排出到第二可变腔体8b中的空气除了第一压电振子5a提供的压力外,还来自第二压电振子5b提供的吸力,所以第一可变腔体8a内更多的空气排出到第二可变腔体8b内,再经过第二压电振子5b提供的压力,第二可变腔体8b内介质被排出到泵外,排出的空气由于经过了两次压缩,所以排出泵外的空气具有两倍的出气压力;第一可变腔体8a内没有排出到第二可变腔体8b内的空气则通过第一支座3上的第二出口阀7d排出泵外;本实施例的第一支座3上设有向泵外延伸出的排出管31,所述排出管31用于将第二出口阀7d和第三出口阀7e排出的空气汇集到一起并输送至泵外。所以本实施例的双腔压电泵不仅能提供更高的流量(实测流量可提高30%以上),还能提供接近双倍的压力。
结合图5所示的第二个实施例,该实施例的双腔压电泵在第一个实施例的基础上做了进一步改进,即在所述第一可变腔体8a内空气通过第一出口阀7c排出至第二可变腔体8b内的通道上设有一容纳腔9和一第二入口阀7b,容纳腔9由第一支座3和第二支座4相互围城,第二入口阀7b设置在第二支座4上,所述第一可变腔体8a从第一出口阀7c排出的空气先流入至容纳腔9内,然后通过第二入口阀7b进入第二可变腔体8b内。第一压电振子5a将空气压出至容纳腔9中暂时得到保存,当第二压电振子5b提供吸力时,容纳腔9内的被压缩的空气才通过第二入口阀7b进入第二可变腔体8b内,这样设计,相当于提供了二级驱动力,同时,可防止第一压电振子5a和第二压电振子5b不同步进行相应的动力驱动(即第一压电振子5a提供压力的同时第二压电振子5b提供吸力,第一压电振子5a提供吸力的同时第二压电振子5b提供压力)时,导致流量和压力有损耗,可以使流量和压力更大化,流量可提高50%左右,压力几乎翻倍。
如图6和图7所示的第三个实施例,该实施例与第二个实施例不同之处在于第一支架座3上未设置第二出口阀7d,即第一可变腔体8a内的空气不能直接排出泵外,只能通过第二可变腔体8b排出泵外,这样设计,被排出的空气均经过二次压缩,所以使排出泵外的空气压力最大化,至少能提供双倍的空气流出压力,同时流量密度增大,且增设有容纳腔9和第二入口阀7b,实际流量也得到提高,流量亦可提高达35%以上。
上述三个实施例中,为了在图中清晰体现,将大多数入口阀和出口阀中心位置设置在同一剖面上,实际中并不完全在同一剖面上,根据尺寸等实际情况位置可以不同。
而且,上述实施例的双腔压电泵还可以由多个泵组合在一起,也可以与其他类型的泵组合在一起,构成一种组合泵,以获得更大的流量和/或压力。
上述各实施例的双腔压电泵和组合泵由于流量和压力都得到提高,使运用范围更加广泛。例如可以在更深更大的鱼缸里为鱼输送氧气等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种双腔压电泵,包括第一壳体(1)、与第一壳体(1)固定配合的第二壳体(2)、以及位于第一壳体(1)和第二壳体(2)之间的泵芯组件,所述泵芯组件包括:第一支座(3)、与第一支座(3)相配合的第二支座(4)、安装在第一支座(3)上的第一弹性密封圈(6a)、安装在第二支座(4)上的第二弹性密封圈(6b)、边缘周围预压在第一弹性密封圈(6a)上并抵顶第一壳体(1)的第一压电振子(5a)、边缘周围预压在第二弹性密封圈(6b)上并抵顶第二壳体(2)的第二压电振子(5b);所述第一支座(3)与第一弹性密封圈(6a)、第一压电振子(5a)围成的空间形成第一可变腔体(8a),所述第二支座(4)与第二弹性密封圈(6b)、第二压电振子(5b)围成的空间形成第二可变腔体(8b);
其特征在于:所述泵芯组件还包括安装在第一支座(3)上的第一入口阀(7a)、第一出口阀(7c)及第二出口阀(7d),安装在第二支座(4)上的第三出口阀(7e);外界介质通过第一入口阀(7a)进入第一可变腔体(8a)内,第一可变腔体(8a)内介质通过第一出口阀(7c)排出至第二可变腔体(8b)内、第一可变腔体(8a)内介质通过第二出口阀(7d)排出泵外,所述第二可变腔体(8b)内介质通过第三出口阀(7e)排出泵外;其中,当压缩第一可变腔体(8a)时,第一出口阀(7c)和第二出口阀(7d)被打开,第一可变腔体(8a)内被压缩的介质一部分通过第一出口阀(7c)压出至第二可变腔体(8b)内,一部分通过第二出口阀(7d)直接压出至泵外;
所述第一弹性密封圈(6a)为双层密封圈,该双层密封圈包裹在第一压电振子(5a)的边缘周围上,所述第一压电振子(5a)通过双层密封圈的一层预压在第一支座(3)上,通过双层密封圈的另一层抵顶第一壳体(1);所述第二弹性密封圈(6b)为双层密封圈,该双层密封圈包裹在第二压电振子(5b)的边缘周围上,所述第二压电振子(5b)通过双层密封圈的一层预压在第二支座(4)上,通过双层密封圈的另一层抵顶第二壳体(2)。
2.根据权利要求1所述的双腔压电泵,其特征在于:所述第一可变腔体(8a)内介质通过第一出口阀(7c)排出至第二可变腔体(8b)内的通道上还有容纳腔(9)及第二入口阀(7b),所述第一可变腔体(8a)从第一出口阀(7c)排出的介质先流入至容纳腔(9)内,然后通过第二入口阀(7b)进入第二可变腔体(8b)。
3.根据权利要求1所述的双腔压电泵,其特征在于:所述第一支座(3)上设有向外延伸出的排出管(31),所述排出管(31)用于将第二出口阀(7d)和第三出口阀(7e)排出的介质送至泵外。
4.一种组合泵,其特征在于:所述组合泵至少由两个压电泵组成,所述压电泵至少有一个为权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的双腔压电泵。
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