CN108204355A - 一种三点固支薄膜阀压电泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三点固支薄膜阀压电泵，包括上盖、压电振子、密封圈、泵体、PDMS薄膜、出液腔道、固支螺钉、紧固螺钉和紧固螺母，所述泵体下端面开设进液口和出液口，所述在进液口和出液口的开口端各设置3个夹角为120度的空心小圆柱，在其中央设置螺纹孔，在其表面安放PDMS薄膜，利用此薄膜作为单向阀，所述通过固支螺钉与螺纹孔的配合进而固定PDMS薄膜，所述泵腔上方安放压电振子，所述压电振子上下端面各安放一个密封圈，所述通过紧固螺钉和紧固螺母的配合进而固定压电泵。本发明具有PDMS薄膜阀的开启压力小，压电泵的输出流量大，造价低廉等优点，在航空航天、农业滴灌等领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种三点固支薄膜阀压电泵，属于流体机械领域。
背景技术
随着科技的发展，传统的农业灌溉技术不仅浪费大量的水资源，而且浪费大量的人力资源，所以利用有阀压电泵作为滴灌的工具倍受科研人员青睐，对比无阀压电泵，被动阀压电泵具有输出流量大、液体回流少等优点；但是被动阀压电泵的单向阀随着频率的升高，其滞后性越来越严重，所以减缓被动阀压电泵的滞后性是本研究领域的一个难题。
发明内容
本发明针对目前压电泵存在的问题，提出一种泵送量大、缓解被动阀滞后性的一种压电泵。
本发明采用的技术方案是：一种三点固支薄膜阀压电泵，由出液腔道(1)、PDMS薄膜(2)、泵体(3)、压电振子(4)、上盖(5)、紧固螺母(6)、紧固螺钉(7)、密封圈(8)和固支螺钉(9)组成；
所述泵体(3)开设有进液口(3-1)，所述泵体进液口(3-1)和出液腔道(1)通过胶粘连接固定，所述泵体进液口(3-1)上端面处安装PDMS薄膜(2)，所述泵体出液口(3-2)下端面处也安装PDMS薄膜(2)，所述泵腔上端安装压电振子(4)，通过上下安装2个密封圈(8)进行固定，所述上盖(5)和泵体(3)各圆周阵列4个螺孔，通过紧固螺钉(7)和紧固螺母(6)与螺孔的配合达到固定压电泵的目的；
作为上述技术方案的进一步改进，所述泵体进液口上端面侧边和出液口下端面侧边处各开设3个空心小圆柱，在其中央空心部位导螺纹，此3个小圆柱之间的平面夹角为120度，通过固支螺钉(7)与螺纹孔的配合将PDMS薄膜固定在其之间；
作为上述技术方案的进一步改进，所述PDMS薄膜具有很强的塑性变形，利用此薄膜作为被动阀，在液体很小冲击力的作用下就可以使其变形，从而实现其开启和关闭；
作为上述技术方案的进一步改进，所述泵腔(3)上端面侧边开设环形密封槽(3-4)，所述上盖(5)下端面侧边开设环形密封槽(5-2)；
作为上述技术方案的进一步改进，所述上盖(5)中央开设中心小孔(5-1)，通过此孔将压电振子(4)的导线引出泵体并与电源进行连接,所述压电振子(4)包括圆形的的金属基板和压电陶瓷，所述金属基板的上表面镶嵌有压电陶瓷。
本发明的有益效果是：此压电泵利用PDMS薄膜作为单向阀，可以在很小的冲击力作用下，实现其开启和关闭；泵体和出液腔道之间通过胶粘进行密封，杜绝液体从之间的缝隙渗出泵体；压电泵通过紧固螺钉和紧固螺母的配合进行张紧，实现了泵体良好的固定和密封性。
附图说明
图1所示为本发明的剖视图。
图2所示为本发明的整体示意图。
图3所示为本发明的泵体的结构示意图。
图4所示为本发明的泵体的局部剖面图。
图5所示为本发明的上盖的结构示意图。
图6所示为本发明的爆炸图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
请参阅图1～6，本发明实施例中，具体结构包括：
一种三点固支薄膜阀压电泵，由出液腔道(1)、PDMS薄膜(2)、泵体(3)、压电振子(4)、上盖(5)、紧固螺母(6)、紧固螺钉(7)、密封圈(8)和固支螺钉(9)组成，所述泵体(3)设有进液口(3-1)，所述泵体进液口上端面侧边开设3个空心小圆柱(3-3)，此3个小圆柱之间的夹角为120度，其中央空心部位导螺纹，通过固支螺钉(9)和螺纹孔的配合将PDMS薄膜(2)固定在其之间，此薄膜具有很强的塑性变形能力，利用此薄膜作为被动阀，在很小的冲击力作用下，薄膜就会产生塑形变形进而实现扩张和收缩，进而实现进液口的开启和关闭；所述泵体出液口也开设同样的结构，在小圆柱的下表面处，通过固支螺钉(9)与中央空心部位的螺纹孔配合进行固定PDMS薄膜，可以提高压电泵的输出流量，所述泵体(3)和出液腔道(1)通过胶粘连接，杜绝了液体从缝隙渗处泵体，也保证了泵体的密封性，所述泵腔上端面侧边开设安放压电振子(4)的环形槽，所述上盖(5)下端开设安装密封圈(8)的密封槽(5-2)，通过安装上下两个密封圈将压电振子(4)固定在泵腔上方，所述压电振子(4)包括圆形的的金属基板和压电陶瓷，所述基板上表面镶嵌压电陶瓷，所述上盖(5)和泵体(3)各圆周阵列4个螺孔，通过紧固螺钉(7)和紧固螺母(6)与螺孔的配合进而固定压电泵。
本发明的工作过程包括第一工作过程和第二工作过程：
第一工作过程：给予压电振子(4)交流电信号激励，压电振子(4)在正向电信号的激励下向上盖弯曲变形，泵腔体积增大，压力减小，泵体内外产生压力差，液体在压力的作用下，通过进液口流入泵体，此时PDMS薄膜在压力的作用下向泵腔扩张，出液口面积增大，增加了进入泵腔的流量，此时出口腔道的液体也会流入泵腔，出液口处的PDMS薄膜在冲击力的作用下，紧贴出液口进而封闭出液口，使液体不能通过此口流入泵腔；
第二工作过程：压电振子在反向电信号的激励下向泵体弯曲变形，泵腔体积减小，压力增大，出口腔道处的PDMS薄膜在冲击力的作用下发生扩张，使出液口面积增大，使更多的液体通过出液口排出泵腔，另外一部分液体会通过进液口流出泵体，在冲击力作用下，进液口的PDMS薄膜发生收缩进而封闭进液口，使液体不能通过进液口流出泵体，通过上述两个工作过程的循环工作，宏观上就实现了液体的连续流入和排出泵体。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只适用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种三点固支薄膜阀压电泵，由出液腔道(1)、PDMS薄膜(2)、泵体(3)、压电振子(4)、上盖(5)、紧固螺母(6)、紧固螺钉(7)、密封圈(8)和固支螺钉(9)组成；
所述泵体(3)设有进液口(3-1)，所述泵体进液口(3-1)和出液腔道(1)之间通过胶粘固定，所述泵体进液口(3-1)下端面处安装PDMS薄膜(2)，所述泵体出液口(3-2)上端面处也安装PDMS薄膜(2)，所述泵腔上端面安装压电振子(4)，压电振子(4)通过上下2个密封圈(8)进行固定，所述上盖(5)和泵体(3)各圆周阵列4个螺孔(5-1)和(3-5)，通过紧固螺钉(7)和紧固螺母(6)的配合达到固定压电泵的目的。
2.根据权利要求1所述的一种三点固支薄膜阀压电泵，其特征在于：所述泵体进液口(3-1)上端面的侧边和出液口(3-2)下端面的侧边各开设3个空心小圆柱，此3个小圆柱之间的夹角为120度，在其中央空心部位导螺纹，通过固支螺钉(9)和螺纹孔的配合将PDMS薄膜固定在其之间。
3.根据权利要求1所述的一种三点固支薄膜阀压电泵，其特征在于：所述PDMS薄膜具有很强的塑性变形能力，利用此薄膜作为被动阀，在很小的外力的作用下，就能够使其发生形变，进而实现阀的开启和关闭。
4.根据权利要求1的所述一种三点固支薄膜阀压电泵，其特征在于：所述泵腔(3)上部侧边开设环形密封槽(3-4)，所述上盖(5)下端面侧边也开设环形密封槽(5-2)。
5.根据权利要求1的所述一种三点固支薄膜阀压电泵，其特征在于：所述上盖(5)中央开设中心小孔(5-1)，通过此孔将压电振子(4)的导线引出并与电源进行连接。
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