CN107642483A - 一种压电陶瓷风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种压电陶瓷风机，包括压电陶瓷片、弹性板、柔性胶条和喷嘴；2块弹性板通过柔性胶条，形成具有中空腔体的一体结构，在所述的一体结构的侧边上设喷嘴，所述的喷嘴与中空腔体相通；在所述的弹性板上设有通孔与中空腔体相通；所述的压电陶瓷片通过另一弹性板与设有通孔的弹性板的外表面局部相连，并覆盖住通孔。本发明的压电陶瓷风机，在压电陶瓷变形空腔体积变大的阶段，利用金属薄板间的间隙，通过进气孔吸入新鲜或冷却空气；在压电陶瓷变形空腔体积变小的阶段，封闭金属薄板间的间隙，空腔内的空气从喷嘴排出，形成高速气流，起到单向阀的效果，可以补充新鲜或冷却空气，增强散热效果。
Description
技术领域
本发明属于压电陶瓷应用技术领域，具体涉及一种压电陶瓷风机。
背景技术
压电陶瓷材料具有独特的压电效应，可将机械能转变为电能，也可将电能转变为机械能。在交变电压的作用下，压电陶瓷会伸长或者缩短，基于这个特性，衍生了诸多应用。
现有压电陶瓷风机或风扇，大都采用开放式设计，风速、风量偏低，方向散漫；少量封闭设计的压电陶瓷风机采用共用进气、出气口的设计，在作为散热风机应用时，吸气阶段往往吸进的是部分热空气，喷出的也是热空气，严重影响散热效果。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种压电陶瓷风机，具有结构简单，能形成单向阀效果，能产生高速气流等特点。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种压电陶瓷风机，包括压电陶瓷片、弹性板、柔性胶条和喷嘴；2块弹性板通过柔性胶条，形成具有中空腔体的一体结构，在所述的一体结构的侧边上设喷嘴，所述的喷嘴与中空腔体相通；在所述的弹性板上设有通孔与中空腔体相通；所述的压电陶瓷片通过另一弹性板与设有通孔的弹性板的外表面相连，并覆盖住通孔。
所述压电陶瓷片极性设置为正极在外，负极与弹性板粘接，两片压电陶瓷的正极连接在一起作为一个电极，弹性板连接在一起作为一极，施加交流驱动电压。
所述弹性板为金属薄板或炭纤维复合材料板或其他复合材料。
所述金属薄板为不锈钢板、铜合金板或铝合金板。
所述柔性胶条为硅橡胶条。
所述压电陶瓷片为1片或多片组合；外形是矩形或圆形。
所述弹性板为矩形或圆形。
所述预留有间隙的由另一弹性板与设有通孔的弹性板之间采用局部连接方式形成。
本发明的压电陶瓷风机，当使用交变电压驱动压电陶瓷时，基于压电效应，压电陶瓷连同金属薄板会产生变形，中间空腔的体积会产生交变的放大或缩小。在中间空腔体积放大的吸气阶段，由于压电陶瓷是通过同面积的金属薄板局部粘接在下方的金属薄板上，压电陶瓷的变形大于所带动的金属薄板变形，吸气变形过程中，金属薄板间产生间隙，同时中心位置的内外气压差处于最大，外部气体顺着间隙流入腔体内。在中间空腔体积缩小放气阶段，压电陶瓷下的金属薄板紧密贴合，不产生间隙，空腔内气体从喷嘴排出，形成高速气流。
有益效果：与现有技术相比，本发明的压电陶瓷风机，结构简单，在压电陶瓷变形空腔体积变大的阶段，利用金属薄板间的间隙，通过进气孔吸入新鲜或冷却空气；在压电陶瓷变形空腔体积变小的阶段，封闭金属薄板间的间隙，空腔内的空气从喷嘴排出，形成高速气流，起到单向阀的效果，可以补充新鲜或冷却空气，增强散热效果，具有很好的实用性。
附图说明
图1是压电陶瓷风机的结构示意图；
图2是压电陶瓷与金属薄板粘接位置示意图；
图3是压电陶瓷风机的体积变大示意图；
图4是压电陶瓷风机的体积缩小示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图进一步阐明本发明，本具体实施方式在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和图2所示，一种压电陶瓷风机，包括压电陶瓷片1、弹性板2、柔性胶条3和喷嘴4；弹性板2为金属薄板或炭纤维复合材料板等具有较好弹性功能的板，例如：不锈钢板、铜合金板或铝合金板，其形状可以为圆形或方形，以及其他形状。以下以方形金属薄板为例来说明。面积相同的2块金属薄板，通过柔性胶条3粘结，柔性胶条3粘结在其三个边，第四边直接嵌入喷嘴4安装，形成周边密封的中空腔体5，中空腔体5与喷嘴4相通。在金属薄板上设通孔6，压电陶瓷片1从外表面覆盖通孔6，并从通孔6周边数个局部连接点7与金属薄板进行连接，连接方式可以为胶粘也可以为焊接。通孔6优选在压电陶瓷片下的中央位置。压电陶瓷片1极性设置为正极在外，负极与金属薄板粘接，两片压电陶瓷的正极连接在一起作为一个电极，金属薄板连接在一起作为一极，施加交流驱动电压。
其中，压电陶瓷片1可以1片或多片组合；并联连接交变电压，压电陶瓷片可以是矩形，也可以是圆形或其他异形。柔性胶条为硅橡胶条。
如图3和图4所示，在交流电压的正半周时，压电陶瓷正极受到与极化电压相同方向的电场，厚度方向伸长，径向收缩，使得金属薄板弯曲，空腔体积增大，在中间空腔体积放大的吸气阶段，由于压电陶瓷是通过同面积的金属薄板局部粘接在下方的金属薄板上，压电陶瓷的变形大于所带动的金属薄板变形，吸气变形过程中，金属薄板间产生间隙，同时中心位置的内外气压差处于最大，外部气体顺着间隙流入腔体内。在交流电压的负半周时，压电陶瓷正极受到与极化电压相反方向的电场，厚度方向收缩，径向伸长，使得金属薄板弯曲，空腔体积缩小，在中间空腔体积缩小放气阶段，压电陶瓷下的金属薄板紧密贴合，不产生间隙，空腔内气体从喷嘴排出。
设置交流驱动电压及交变频率，压电陶瓷陶瓷风机将持续不断的输出平稳高速气流。在组件谐振频率下可得到最大风速、风量。可用于微量气泵、小型电子设备散热系统等。
Claims (8)
1.一种压电陶瓷风机，其特征在于：包括压电陶瓷片（1）、弹性板（2）、柔性胶条（3）和喷嘴（4）；2块弹性板（2）通过柔性胶条（3），形成具有中空腔体（5）的一体结构，在所述的一体结构的侧边上设喷嘴（4），所述的喷嘴（4）与中空腔体（5）相通；在所述的弹性板（2）上设有通孔（6）与中空腔体（5）相通；所述的压电陶瓷片（1）通过另一弹性板（2）与设有通孔（6）的弹性板（2）的外表面相连，并覆盖住通孔（6）。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷风机，其特征在于：所述压电陶瓷片（1）极性设置为正极在外，负极与弹性板（2）粘接，两片压电陶瓷的正极连接在一起作为一个电极，弹性板（2）连接在一起作为一极，施加交流驱动电压。
3.根据权利要求1所述的压电陶瓷风机，其特征在于：所述弹性板为金属薄板或碳纤维复合材料板。
4.根据权利要求3所述的压电陶瓷风机，其特征在于：所述金属薄板为不锈钢板、铜合金板或铝合金板。
5.根据权利要求1所述的压电陶瓷风机，其特征在于：所述柔性胶条为硅橡胶条。
6.根据权利要求1所述的压电陶瓷风机，其特征在于：其特征在于：所述压电陶瓷片为1片或多片组合，形状为矩形或圆形。
7.根据权利要求1所述的压电陶瓷风机，其特征在于：其特征在于：所述弹性板为矩形或圆形。
8.根据权利要求1所述的压电陶瓷风机，其特征在于：其特征在于：所述另一弹性板（2）与设有通孔（6）的弹性板（2）之间采用局部连接方式形成。
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