CN109695561A - 一种微型防渗漏流体输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于流体输送技术领域，涉及一种微型防渗漏流体输送装置，包括储液囊和与所述储液囊连通的输液管，所述储液囊在外力作用下变形将其内部的液体从所述输液管挤压出，外露于所述储液囊的输液管至少有一部分为柔性输液管，所述柔性输液管由外置式开关结构控制其启闭。本发明结构设计简单合理、压电气泵内部不和流体接触，不需要根据液体的种类更换泵，节约成本；省略完全被动式的单向阀，保证流体洁净度的同时降低了流体输送过程中的能量损耗；弹片结构的响应速度快，同时流体在输出过程中回流渗漏及能量损耗小，控制精确，提高了装置整体响应速度和效率，性能得到了高度优化，具有很大的市场价值，值得推广。
Description
技术领域
本发明属于流体输送设备技术领域，具体涉及一种微型防渗漏流体输送装置。
背景技术
专利CN107013439A中提出一种基于压电气泵式微型流体输送装置，该专利提出通过压电气泵的输出压力挤压储液囊，使得储液囊中的液体从输液管道中流出；专利CN107013439提出的单向阀可以有效解决流体输送装置在输送过程中出现的热胀冷缩、挤压碰撞及气压变化等现象引起流体出现不可控的渗漏和回流现象；但是专利CN107013439A中提出单项阀需要预紧安装，而预紧压力的存在增大了压电泵的输出压力从而使得输送过程中能量损耗较大，同时完全被动式单向阀在使用过程中安装在流道中直接与被输送的流体接触，洁净度不易保证，也增加了生物相容性检验的难度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的能量损耗较大、洁净度不易保证且增加了生物相容性检验的难度等问题，提供了一种微型防渗漏流体输送装置，解决了单向阀直接与被输送的流体接触以及输送过程中能量损耗较大的问题，降低了被输送流体输送时所需的压力，提高开关的响应速度。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种微型防渗漏流体输送装置，包括储液囊和与所述储液囊连通的输液管，所述储液囊在外力作用下变形将其内部的液体从所述输液管挤压出，外露于所述储液囊的输液管至少有一部分为柔性输液管，所述柔性输液管由外置式开关结构控制其启闭。
优选的，所述储液囊容纳在空压腔内，所述柔性输液管容纳在弹性压力腔内，所述空压腔与所述弹性压力腔连通，所述弹性压力腔的内壁上至少设有两个相对布置的推杆且至少在所述推杆的安装位置处设置为弹性部分，两个所述推杆和弹性部分构成外置式开关结构，初始状态下两个所述推杆在弹性部分作用下挤压所述柔性输液管使之变形以关闭液路，空压腔加压时弹性部分外扩变形带动两个所述推杆远离柔性输液管打开液路。
优选的，所述储液囊容纳在空压腔内，所述柔性输液管容纳在弹性压力腔内，所述空压腔与所述弹性压力腔连通，所述弹性压力腔的内壁上至少设有一个推杆且至少在所述推杆的安装位置处设置为弹性部分，所述柔性输液管远离所述推杆一侧为刚性面或者该侧设有刚性支撑板，所述推杆和弹性部分构成外置式开关结构，初始状态下所述推杆在弹性部分作用下挤压所述柔性输液管使之变形以关闭液路，空压腔加压时弹性部分外扩变形带动所述推杆远离柔性输液管打开液路。
优选的，所述弹性压力腔的弹性部分为柔性隔膜，所述柔性隔膜通过密封件密封连接在弹性压力腔上，所述柔性隔膜远离柔性输液管的一侧还设有压紧组件，所述压紧组件包括挡板和复位弹簧，所述复位弹簧一端通过固定座固定安装，另一端固定连接挡板，初始状态下，挡板在复位弹簧的预紧力作用下压紧在柔性隔膜上，所述推杆在压紧组件的作用下挤压柔性输液管使得柔性输液管关闭。
优选的，所述弹性压力腔的弹性部分为弹性结构，所述弹性结构包括十字形弹片，所述十字形弹片的中心位置固定连接所述推杆，所述十字形弹片通过柔性薄膜与所述弹性压力腔密封连接。
优选的，所述空压腔具有进气口，所述进气口与压电气泵的送气口相连，所述空压腔还具有出气口，所述出气口与所述弹性压力腔连通。
优选的，所述弹性压力腔外侧设有防渗漏壳体，弹性压力腔与防渗漏壳体之间形成空腔，所述空腔与大气相通，所述压电气泵外侧设有第一壳体，所述第一壳体与空压腔外侧的第二壳体密封连接，所述的第二壳体与防渗漏壳体密封连接。
优选的，所述外置式开关结构包括弹性组件和推杆，所述推杆由所述弹性组件驱动。
优选的，所述弹性组件为压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括竖向安装的弹性膜片，所述弹性膜片上至少设有一个压电片，所述弹性膜片的一端为固定端，所述弹性膜片的另外一端为自由端，所述自由端连接所述推杆。
采用上述技术方案后，本发明提供的一种微型防渗漏流体输送装置具有以下有益效果：
(1)本发明的压电气泵内部不和流体接触，不需要根据液体的种类更换泵，节约成本；
(2)本发明省略完全被动式的单向阀，保证流体洁净度的同时降低了流体输送过程中的能量损耗；
(3)本发明中提出的弹性组件响应速度快，同时流体在输出过程中回流渗漏及能量损耗小，控制精确，提高了装置整体响应速度和效率，性能得到了高度优化，具有很大的市场价值，值得推广。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的一种结构示意图；
图3为本发明实施例二的另一种结构示意图；
图4为本发明实施例三的结构示意图；
图5为本发明弹性组件的一种结构示意图；
图6为本发明弹性组件的另一种结构示意图；
图7为本发明双向打开柔性输液管原理图；
图8为本发明单向打开柔性输液管原理图；
图9为本发明弹性组件为压电悬臂梁结构的工作原理图。
其中：第一壳体1、压电气泵11、进气口12、第二壳体2、储液囊21、输液管22、柔性输液管221、刚性面2211、柔性面2212、橡胶塞23、出气口24、空压腔25、弹性膜片3、防渗漏壳体31、刚性支撑板311、弹性组件32、推杆321、十字形弹片322、柔性薄膜323、复位弹簧324、固定座325、柔性隔膜327、挡板328、空腔33、弹性压力腔34。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，本发明一种微型防渗漏流体输送装置，包括储液囊21和与所述储液囊21连通的输液管22，所述储液囊21在外力作用下变形将其内部的液体从所述输液管22挤压出，外露于所述储液囊21的输液管22至少有一部分为柔性输液管221，所述柔性输液管221由外置式开关结构控制其启闭。
本实施例的外置式开关结构如下，所述弹性压力腔34的内壁上设有相对布置的两个推杆321且至少在所述推杆321的安装位置处设置为弹性部分，两个所述推杆321和弹性部分构成外置式开关结构，初始状态下两个所述推杆321挤压所述柔性输液管221使之变形以关闭液路，空压腔25加压时弹性压力腔34的弹性部分外扩变形带动两个所述推杆321远离柔性输液管221打开液路。
本实施例中的储液囊21容纳在空压腔25内，所述空压腔25与所述弹性压力腔34连通，具体地，所述空压腔25具有出气口24，所述出气口24与所述弹性压力腔34连通，所述弹性压力腔34外侧设有防渗漏壳体31，弹性压力腔34与防渗漏壳体31之间形成空腔33，所述空腔33与大气相通，其中，空压腔25还具有进气口12，所述进气口12与压电气泵11的送气口相连，所述压电气泵11外侧设有第一壳体1，所述第一壳体1与空压腔25外侧的第二壳体2密封连接，所述的第二壳体2与防渗漏壳体31密封连接。当压电气泵11工作进行系统加压时，气体依次进入空压腔25和弹性压力腔34，空压腔25内的气体挤压储液囊将其内部的液体向外挤出，同时弹性压力腔34内的气压使得弹性压力腔34的弹性部分外扩形变，弹性部分会带动推杆远离柔性输液管从而打开液路，当压电气泵11停止工作时系统泄压，弹性压力腔34内的气压等于小于大气压时，两个推杆在弹性部分的作用下相对运动并挤压封闭柔性输液管，防止液体倒流，起到单向阀的作用，这样就替代了完全被动式的单向阀，流体不会与单向阀接触，保证流体洁净度，同时解决了单向阀自身干涉流体输送的问题，降低了流体输送过程中的能量损耗。
本实施例的柔性输液管221容纳在弹性压力腔34内，其具体安装结构如下，所述储液囊21上设有橡胶塞23，所述橡胶塞23密封安装在第二壳体2和防渗漏壳体31之间，所述的输液管22密封安装在橡胶塞23的中间，优选的，柔性输液管221整体为柔性材料制成。
本实施例所述一种微型防渗漏流体输送装置的工作原理如如图7所示：初始状态下，空腔33和弹性压力腔34内的气压相同，保持平衡，弹性压力腔34的弹性部分给推杆321施加弹性力，柔性输液管221在两侧的推杆321的挤压下处于关闭状态，压电气泵11启动后，将高压气体压入空压腔25内，而空压腔25通过出气口24和弹性压力腔34连通，弹性压力腔34内气压逐渐增大，弹性压力腔34的弹性部分变形外扩从而带动两个推杆321远离柔性输液管221打开液路，流体经过柔性输液管221流出。
需要说明的是，本实施例中的弹性压力腔34可以全部采用柔性材料制成，也可以局部设计为弹性部分，弹性部分的具体结构可以做多种变形，只要能实现对推杆的驱动作用即可，具体结构不做限制，下面给出弹性部分的两种实施方式：
第一种方式：弹性压力腔34的弹性部分为柔性隔膜327，柔性隔膜327可以与弹性压力腔34制成一体结构，也可以作为单独的部分与弹性压力腔34密封连接，例如柔性隔膜327的四周通过密封件密封连接在弹性压力腔34上。为了增加系统的稳定性，柔性隔膜327远离柔性输液管的一侧还设有压紧组件，该压紧组件包括挡板328和复位弹簧324，所述复位弹簧324一端通过固定座325固定在防渗漏壳体31的内壁上，另一端固定连接挡板328，初始状态下，挡板328在复位弹簧324的预紧力作用下压紧在柔性隔膜327上，此时两个推杆在压紧组件的作用下共同挤压柔性输液管使得柔性输液管关闭，本实施例中的压紧组件并非必须的，因为依靠柔性隔膜327本身的弹性也可以实现将两个推杆相互挤压关闭液路，即柔性隔膜327选用弹性较强的材料制成，但是稳定性相对较弱，因此采用压紧组件辅助挤压推杆。
另外，需要声明的是，第一种方式的弹性部分还可以单独作为外置式开关结构来使用，即直接将该弹性部分安装在防渗漏壳体31内，不需要考虑密封，初始状态下依靠弹性部分的弹力关闭液路，当系统加压时，储液罐内的液体压力变大，直至液体压力克服复位弹簧的预紧力顶开两个推杆导通液路，虽然该种结构存在系统加压的压力需求较大的问题，但是其仍然可以解决单向阀与液体接触导致液体污染的问题。
第二种方式：弹性压力腔34的弹性部分设计为弹性结构32，该弹性结构32包括十字形弹片322和柔性薄膜323，所述十字形弹片322的中心位置固定连接所述推杆321，所述十字形弹片322通过柔性薄膜323与弹性压力腔34密封连接，这样可以通过十字形弹片322自身的弹性实现将两个推杆相互挤压关闭液路的作用。
另外，需要声明的是，第二种方式的弹性部分也可以单独作为外置式开关结构来使用，即直接将该弹性部分安装在防渗漏壳体31内，不需要考虑密封，初始状态下依靠弹性部分的弹力关闭液路，当系统加压时，储液罐内的液体压力变大，直至液体压力克服十字形弹片的预紧力顶开两个推杆导通液路，虽然该种结构存在系统加压的压力需求较大的问题，但是其仍然可以解决单向阀与液体接触导致液体污染的问题。
实施例二
本实施例结构与实施例一的结构基本相同，不同之处在于本实施例的外置开关的结构，具体地，所述弹性压力腔34的内壁上设有一个推杆321，至少在所述推杆321的安装位置处设置为弹性部分，柔性输液管221远离所述推杆321一侧为刚性面2211，参见图3，所述柔性输液管221远离所述推杆321的一侧为硬质材料，也可以在柔性输液管221一侧设有刚性支撑板311，参见图2，达到可以配合一侧推杆321实现关闭液路功能即可，在此不作具体结构限定。
具体工作原理如下图8所示，所述推杆321和弹性部分构成外置式开关结构，初始状态下，空腔33和弹性压力腔34压力平衡，所述推杆321挤压所述柔性输液管221使之变形紧贴硬质材料部分以关闭液路，压电气泵11启动后，将高压气体压入空压腔25内，而空压腔25通过出气口24和弹性压力腔34连通，随着作用在弹性压力腔34侧壁的压力增大，弹性压力腔34的弹性部分变形外扩从而带动所述推杆321远离柔性输液管221打开液路。
本实施例的弹性部分的结构与实施例一相同，也可以做多种变形，对此不作限制。
实施例三
如图4所示，本实施例结构与实施例一的结构基本相同，不同之处在于本实施例的外置开关的结构方式优选为：所述外置式开关结构包括弹性组件32和推杆321，所述推杆321由所述弹性组件32驱动，所述弹性组件32为压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括竖向安装的弹性膜片3，所述弹性膜片3上设有一个压电片或者两侧分别设有压电片，能够实现弹性膜片3变形即可，在此不作具体结构限定，所述弹性膜片3的一端为固定端，固定端固定在防渗漏壳体31的内壁上，所述弹性膜片3的另外一端为自由端，所述自由端连接所述推杆321。
具体工作原理图如图9所示：压电气泵11工作时将高压气体通过进气口12将高压气体压入空压腔25内，当空压腔25内的压强达到指定值时，压电悬臂梁得电并带动推杆321发生运动使得柔性输液管221被打开，流体从221中流出。
需要说明的是，本实施例中的弹性组件32也可以做多种变形，只要能实现推动推杆321关闭液路即可，具体不作限制，例如，本实施例的弹性组件32可以替换为如实施例一所述的弹性部分，弹性部分独立作为驱动推杆321的弹性组件32，其关闭液路靠其自身的弹力实现，打开液路靠储液囊内部的液体压力实现。
此外，需要说明的是，本实施例由于采用主动式的外置开关，因此不需要利用压电泵的气压进行液路的开关控制，因此空压腔不必设置出气口，针对主动式的外置开关的安装结构也不局限于安装在防渗漏壳体31的内壁上，只要能实现弹性膜片3的固定端的固定安装，同时保证其自由端能朝向柔性输液管运动挤压即可，具体安装结构不做限定。
本发明提供的一种微型防渗漏流体输送装置，结构设计简单合理，压电气泵内部不和流体接触，不需要根据液体的种类更换泵，节约成本；省略完全被动式的单向阀，保证流体洁净度的同时降低了流体输送过程中的能量损耗；弹片结构的响应速度快，同时流体在输出过程中回流渗漏及能量损耗小，控制精确，提高了装置整体响应速度和效率，性能得到了高度优化，具有很大的市场价值，值得推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种微型防渗漏流体输送装置，包括储液囊(21)和与所述储液囊(21)连通的输液管(22)，所述储液囊(21)在外力作用下变形将其内部的液体从所述输液管(22)挤压出，其特征在于：外露于所述储液囊(21)的输液管(22)至少有一部分为柔性输液管(221)，所述柔性输液管(221)由外置式开关结构控制其启闭。
2.根据权利要求1所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述储液囊(21)容纳在空压腔(25)内，所述柔性输液管(221)容纳在弹性压力腔(34)内，所述空压腔(25)与所述弹性压力腔(34)连通，所述弹性压力腔(34)的内壁上至少设有两个相对布置的推杆(321)且至少在所述推杆的安装位置处设置为弹性部分，两个所述推杆(321)和弹性部分构成外置式开关结构，初始状态下两个所述推杆(321)在弹性部分作用下挤压所述柔性输液管(221)使之变形以关闭液路，空压腔(25)加压时弹性部分外扩变形带动两个所述推杆(321)远离柔性输液管(221)打开液路。
3.根据权利要求1所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述储液囊(21)容纳在空压腔(25)内，所述柔性输液管(221)容纳在弹性压力腔(34)内，所述空压腔(25)与所述弹性压力腔(34)连通，所述弹性压力腔(34)的内壁上至少设有一个推杆(321)且至少在所述推杆的安装位置处设置为弹性部分，所述柔性输液管(221)远离所述推杆(321)一侧为刚性面(2211)或者该侧设有刚性支撑板(311)，所述推杆(321)和弹性部分构成外置式开关结构，初始状态下所述推杆(321)在弹性部分作用下挤压所述柔性输液管(221)使之变形以关闭液路，空压腔(25)加压时弹性部分外扩变形带动所述推杆(321)远离柔性输液管(221)打开液路。
4.根据权利要求2或3所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述弹性压力腔(34)的弹性部分为柔性隔膜(327)，所述柔性隔膜(327)通过密封件密封连接在弹性压力腔(34)上，所述柔性隔膜(327)远离柔性输液管(221)的一侧还设有压紧组件，所述压紧组件包括挡板(328)和复位弹簧(324)，所述复位弹簧(324)一端通过固定座(325)固定安装，另一端固定连接挡板(328)，初始状态下，挡板(328)在复位弹簧(324)的预紧力作用下压紧在柔性隔膜(327)上，所述推杆(321)在压紧组件的作用下挤压柔性输液管(221)使得柔性输液管(221)关闭。
5.根据权利要求2或3所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述弹性压力腔(34)的弹性部分为弹性结构，所述弹性结构包括十字形弹片(322)，所述十字形弹片(322)的中心位置固定连接所述推杆(321)，所述十字形弹片(322)通过柔性薄膜(323)与所述弹性压力腔(34)密封连接。
6.根据权利要求2或3所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述空压腔(25)具有进气口(12)，所述进气口(12)与压电气泵(11)的送气口相连，所述空压腔(25)还具有出气口(24)，所述出气口(24)与所述弹性压力腔(34)连通。
7.根据权利要求6所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述弹性压力腔(34)外侧设有防渗漏壳体(31)，弹性压力腔(34)与防渗漏壳体(31)之间形成空腔(33)，所述空腔(33)与大气相通，所述压电气泵(11)外侧设有第一壳体(1)，所述第一壳体(1)与空压腔(25)外侧的第二壳体(2)密封连接，所述的第二壳体(2)与防渗漏壳体(31)密封连接。
8.根据权利要求1所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述外置式开关结构包括弹性组件(32)和推杆(321)，所述推杆(321)由所述弹性组件(32)驱动。
9.根据权利要求8所述的一种微型防渗漏流体输送装置，其特征在于：所述弹性组件(32)为压电悬臂梁，所述压电悬臂梁包括竖向安装的弹性膜片(3)，所述弹性膜片(3)上至少设有一个压电片，所述弹性膜片(3)的一端为固定端，所述弹性膜片(3)的另外一端为自由端，所述自由端连接所述推杆(321)。
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2018
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