CN111878371A - 一种弹簧式压电气泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹簧式压电气泵，包括底座，底座的顶端面设有定位环，所述定位环与底座之间还设有第一压电振子，所述底座的顶端边缘呈圆形阵列设有若干立柱，所有的立柱的顶端共同设有下腔体，下腔体的顶端设有卡槽，所述卡槽内安装有腔体，所述腔体包括上腔体，上腔体通过密封环安装在卡槽内，所述密封环的底端固定连接有与卡槽相配合的金属薄膜，所述金属薄膜的底端固定连接接头，所述接头的底端通过紧箍连接共振杆，所述共振杆与定位环之间设有弹簧；本发明通过质量块的设置，改变整个装置的共振频率，可以实现在400HZ以下的低频工作，也可以在400HZ以上的高频工作条件下工作，完全不产生磁干扰也不接受磁干扰。
Description
技术领域
本发明涉及电气泵技术领域，尤其是一种弹簧式压电气泵。
背景技术
空气隔膜泵是一种新型输送机械，采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。这种泵的主要特点气动隔膜泵，不锈钢气动隔膜泵，QBY气动隔膜泵。
在泵的两个对称工作腔中，各装有一块有弹性的隔膜，形成两个独立的腔室，中间轴将两块隔膜结成一体，配气阀控制每个腔室的增压，缩空气进入配气阀后，推动一边隔膜，驱使联杆联接的两块隔膜同步运动。与此同时，另一工作腔中的气体排出泵外，到达行程终点，配气阀则自动地将压缩空气切换到另一工作腔，推动隔膜朝相反方向运动，这样形成了两个隔膜的同步往复运动。每个工作腔中又设置有两个单向球阀，隔膜的往复运动，造成工作腔内容积的改变，迫使两个单向球阀交替地开启和关闭，从而将液体连续地吸入和排出。
目前气体隔膜泵主要有利用电动机凸轮机构驱动的电磁隔膜泵与压电薄膜泵两大类，其中压电泵对纯水性工作介质的输出效果好。膜片式压电振子的变形能力有限，对气体的输出效果很差，且不能在较高频下工作。为此，本发明的一种弹簧双压电振子气泵是利用系统共振原理将压电激励源的振动位移放大并用于驱动流体的装置，可以很好的解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹簧式压电气泵，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种弹簧式压电气泵，包括底座，所述底座是圆盘形结构，底座的顶端面设有定位环，所述定位环是圆环形结构，所述底座的轴线与定位环的轴线重合，定位环与底座之间设有振子固定结构，所述振子固定结构包括第三螺栓，所述定位环通过若干第三螺栓固定在底座上，所述第三螺栓上套设有第一螺帽，所述定位环与底座之间还设有第一压电振子，所述底座的顶端边缘呈圆形阵列设有若干立柱，所述立柱是圆管形结构，所有的立柱的顶端共同设有下腔体，所述下腔体通过螺杆安装在立柱上，所述螺杆的顶端套设有与下腔体相配合的螺母，螺杆的底端贯穿底座并套设有螺母，所述下腔体是圆环板结构，下腔体的轴线与底座的轴线重合，下腔体的顶端设有卡槽，所述卡槽内安装有腔体，所述腔体包括上腔体，所述上腔体是底端敞口的圆盘箱结构，上腔体通过密封环安装在卡槽内，上腔体通过第一螺栓安装在下腔体上，所述密封环的底端固定连接有与卡槽相配合的金属薄膜，所述金属薄膜的底端固定连接接头，所述上腔体的顶端面左右两侧分别贯通连接气管，所述气管的底端设有单向阀，所述单向阀通过薄片安装在气管上，所述接头的底端通过紧箍连接共振杆，所述共振杆与定位环之间设有弹簧，所述弹簧的顶端通过螺丝母安装在共振杆的底端，所述弹簧的底端通过螺丝母安装在第一压电振子上，所述第一压电振子上的螺丝母通过第四螺栓安装在底座上，所述共振杆的外侧套设有质量块，利用第一压电振子作为驱动源，然后通过弹簧配合共振杆、质量块以及紧箍，带动接头上下振动，进而通过接头带动金属薄膜上下鼓动，即可改变上腔体的内腔容积，从而实现外部的空气通过一个气管进入上腔体内，并通过单向阀的配合，使得上腔体内的空气从另一个气管排出，即可实现整个装置的运行；其中，通过质量块的设置，改变整个装置的共振频率，可以实现在400HZ以下的低频工作，也可以在400HZ以上的高频工作条件下工作，并且结构简单体积小，完全不产生磁干扰也不接受磁干扰，比传统的气泵更适合于在复杂环境工作，并且不容易损坏，也更容易维护，且通过设置弹簧可以大幅减小整个系统的刚度，更容易使系统在低频的情况下达到共振频率；同时通过设置定位环限制第一压电振子径向的振动，使得第一压电振子的振动只能通过轴向方向释放，可以最大限度的利用第一压电振子的振动，从而保证整个装置的工作效率。
在进一步的实施例中，所述下腔体的底端设有与第二压电振子，所述第二压电振子通过第二螺栓安装在下腔体上，第二压电振子通过第二螺帽安装在接头上，通过设置第二压电振子作为另一个驱动源，利用第二压电振子直接近距离带动接头振动，进而驱动整个装置运行，可以扩大整个装置的工作效率，且通过第二压电振子配合第一压电振子，可以进一步扩大振幅，能进一步提高整个装置工作效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过质量块的设置，改变整个装置的共振频率，可以实现在400HZ以下的低频工作，也可以在400HZ以上的高频工作条件下工作，并且结构简单体积小，完全不产生磁干扰也不接受磁干扰，比传统的气泵更适合于在复杂环境工作，并且不容易损坏，也更容易维护，且通过设置弹簧可以大幅减小整个系统的刚度，更容易使系统在低频的情况下达到共振频率；
2、本发明通过设置定位环限制第一压电振子径向的振动，使得第一压电振子的振动只能通过轴向方向释放，可以最大限度的利用第一压电振子的振动，从而保证整个装置的工作效率；
3、本发明通过设置第二压电振子作为另一个驱动源，利用第二压电振子直接近距离带动接头振动，进而驱动整个装置运行，可以扩大整个装置的工作效率，且通过第二压电振子配合第一压电振子，可以进一步扩大振幅，能进一步提高整个装置工作效果。
附图说明
图1为一种弹簧式压电气泵的立体图的结构示意图；
图2为一种弹簧式压电气泵的结构示意图；
图3为一种弹簧式压电气泵的第一压电振子的结构示意图；
图4为一种弹簧式压电气泵的第二压电振子的结构示意图；
图5为一种弹簧式压电气泵的腔体的结构示意图。
图中：1-腔体，2-下腔体，3-接头，4-紧箍，5-质量块，6-弹簧，7-第四螺栓，8-底座，9-振子固定结构，10-定位环，11-螺丝母，12-立柱，13-共振杆，14-螺母，15-螺杆，101-单向阀，102-上腔体，103-薄片，104-密封环，105-金属薄膜，106-第一螺栓，901-第一螺帽，902-第三螺栓，903-第二压电振子，904-第二螺栓，906-第二螺帽，907-第一压电振子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参见图1-5，一种弹簧式压电气泵，包括底座8，所述底座8是圆盘形结构，底座8的顶端面设有定位环10，所述定位环10是圆环形结构，所述底座8的轴线与定位环10的轴线重合，定位环10与底座8之间设有振子固定结构9，所述振子固定结构9包括第三螺栓902，所述定位环10通过若干第三螺栓902固定在底座8上，所述第三螺栓902上套设有第一螺帽901，所述定位环10与底座8之间还设有第一压电振子907，所述底座8的顶端边缘呈圆形阵列设有若干立柱12，所述立柱12是圆管形结构，所有的立柱12的顶端共同设有下腔体2，所述下腔体2通过螺杆15安装在立柱12上，所述螺杆15的顶端套设有与下腔体2相配合的螺母14，螺杆15的底端贯穿底座8并套设有螺母14，所述下腔体2是圆环板结构，下腔体2的轴线与底座8的轴线重合，下腔体2的顶端设有卡槽，所述卡槽内安装有腔体1，所述腔体1包括上腔体102，所述上腔体102是底端敞口的圆盘箱结构，上腔体102通过密封环104安装在卡槽内，上腔体102通过第一螺栓106安装在下腔体2上，所述密封环104的底端固定连接有与卡槽相配合的金属薄膜105，所述金属薄膜105的底端固定连接接头3，所述上腔体102的顶端面左右两侧分别贯通连接气管，所述气管的底端设有单向阀101，所述单向阀101通过薄片103安装在气管上，所述接头3的底端通过紧箍4连接共振杆13，所述共振杆13与定位环10之间设有弹簧6，所述弹簧6的顶端通过螺丝母11安装在共振杆13的底端，所述弹簧6的底端通过螺丝母11安装在第一压电振子907上，所述第一压电振子907上的螺丝母11通过第四螺栓7安装在底座8上，所述共振杆13的外侧套设有质量块5；
利用第一压电振子907作为驱动源，然后通过弹簧6配合共振杆12、质量块5以及紧箍4，带动接头3上下振动，进而通过接头3带动金属薄膜105上下鼓动，即可改变上腔体102的内腔容积，从而实现外部的空气通过一个气管进入上腔体102内，并通过单向阀101的配合，使得上腔体102内的空气从另一个气管排出，即可实现整个装置的运行；其中，通过质量块5的设置，改变整个装置的共振频率，可以实现在400HZ以下的低频工作，也可以在400HZ以上的高频工作条件下工作，并且结构简单体积小，完全不产生磁干扰也不接受磁干扰，比传统的气泵更适合于在复杂环境工作，并且不容易损坏，也更容易维护，且通过设置弹簧6可以大幅减小整个系统的刚度，更容易使系统在低频的情况下达到共振频率；同时通过设置定位环10限制第一压电振子907径向的振动，使得第一压电振子的振动只能通过轴向方向释放，可以最大限度的利用第一压电振子907的振动，从而保证整个装置的工作效率。
实施例2
与实施例1相区别的是：所述下腔体2的底端设有与第二压电振子903，所述第二压电振子903通过第二螺栓904安装在下腔体2上，第二压电振子903通过第二螺帽906安装在接头3上，通过设置第二压电振子903作为另一个驱动源，利用第二压电振子903直接近距离带动接头3振动，进而驱动整个装置运行，可以扩大整个装置的工作效率，且通过第二压电振子903配合第一压电振子907，可以进一步扩大振幅，能进一步提高整个装置工作效果。
实施例1-2的工作原理：本发明利用第一压电振子907作为驱动源，然后通过弹簧6配合共振杆12、质量块5以及紧箍4，带动接头3上下振动，进而通过接头3带动金属薄膜105上下鼓动，即可改变上腔体102的内腔容积，从而实现外部的空气通过一个气管进入上腔体102内，并通过单向阀101的配合，使得上腔体102内的空气从另一个气管排出，即可实现整个装置的运行；其中，通过质量块5的设置，改变整个装置的共振频率，可以实现在400HZ以下的低频工作，也可以在400HZ以上的高频工作条件下工作，并且结构简单体积小，完全不产生磁干扰也不接受磁干扰，比传统的气泵更适合于在复杂环境工作，并且不容易损坏，也更容易维护，且通过设置弹簧6可以大幅减小整个系统的刚度，更容易使系统在低频的情况下达到共振频率；同时通过设置定位环10限制第一压电振子907径向的振动，使得第一压电振子的振动只能通过轴向方向释放，可以最大限度的利用第一压电振子907的振动，从而保证整个装置的工作效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (8)
1.一种弹簧式压电气泵，包括底座(8)，其特征在于，所述底座(8)是圆盘形结构，底座(8)的顶端面设有定位环(10)，定位环(10)与底座(8)之间设有振子固定结构(9)，所述振子固定结构(9)包括第三螺栓(902)，所述定位环(10)通过若干第三螺栓(902)固定在底座(8)上，所述第三螺栓(902)上套设有第一螺帽(901)，所述定位环(10)与底座(8)之间还设有第一压电振子(907)，所述底座(8)的顶端边缘呈圆形阵列设有若干立柱(12)，所有的立柱(12)的顶端共同设有下腔体(2)，所述下腔体(2)通过螺杆(15)安装在立柱(12)上，所述螺杆(15)的顶端套设有与下腔体(2)相配合的螺母(14)，螺杆(15)的底端贯穿底座(8)并套设有螺母(14)，下腔体(2)的顶端设有卡槽，所述卡槽内安装有腔体(1)，所述腔体(1)包括上腔体(102)，上腔体(102)通过密封环(104)安装在卡槽内，上腔体(102)通过第一螺栓(106)安装在下腔体(2)上，所述密封环(104)的底端固定连接有与卡槽相配合的金属薄膜(105)，所述金属薄膜(105)的底端固定连接接头(3)，所述上腔体(102)的顶端面左右两侧分别贯通连接气管，所述气管的底端设有单向阀(101)，所述单向阀(101)通过薄片(103)安装在气管上，所述接头(3)的底端通过紧箍(4)连接共振杆(13)，所述共振杆(13)与定位环(10)之间设有弹簧(6)，所述弹簧(6)的顶端通过螺丝母(11)安装在共振杆(13)的底端，所述弹簧(6)的底端通过螺丝母(11)安装在第一压电振子(907)上，所述第一压电振子(907)上的螺丝母(11)通过第四螺栓(7)安装在底座(8)上，所述共振杆(13)的外侧套设有质量块(5)。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述定位环(10)是圆环形结构。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述底座(8)的轴线与定位环(10)的轴线重合。
4.根据权利要求1所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述立柱(12)是圆管形结构。
5.根据权利要求1所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述下腔体(2)是圆环板结构。
6.根据权利要求5所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述下腔体(2)的轴线与底座(8)的轴线重合。
7.根据权利要求1所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述上腔体(102)是底端敞口的圆盘箱结构。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种弹簧式压电气泵，其特征在于，所述下腔体(2)的底端设有与第二压电振子(903)，所述第二压电振子(903)通过第二螺栓(904)安装在下腔体(2)上，第二压电振子(903)通过第二螺帽(906)安装在接头(3)上。
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