CN112177903A - 一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，由上层泵体、上层泵腔密封圈、泵体内六角圆柱头螺钉、压电振子、上压电陶瓷片、振子铜基板、下压电陶瓷片、振子内六角圆柱头螺钉、弹性薄膜、流出口、下层泵体、下层泵腔密封圈、流入孔组成。所述下层泵体与流出口、流出口阻流体、流入口、流入口阻流体为一体结构，流入流出口为沿流体流动方向逐渐扩大的喇叭口形状，内有半圆形沟槽的波板以及“倒L”形状的复合阻流体。本发明中，压电振子与上层泵体装配，悬置于上层泵体中，同时与弹性薄膜紧贴并粘接，压电振子接入两组独立的电源，用以调整振子的工作模式，实现泵的最佳工作模式。

Description

一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵
技术领域
本发明涉及一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，属于流体机械领域。
背景技术
将压电陶瓷的逆压电效应运用到无阀压电泵上，可以实现液体的循环输出，由于无阀压电泵具有体积小、不受电磁干扰等优点，近年来备受人们关注，然而无阀压电泵同样存在着回流严重、输出流量低的缺点，使得无阀压电泵很难在日常生活中得到广泛的应用。
发明内容
本发明针对目前无阀压电泵存在的问题，提出一种能够缓解回流、输出流量高的无阀压电泵。
本发明采用的技术方案是：一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，由上层泵体(1)、上层泵腔密封圈(1-1)、泵体内六角圆柱头螺钉(2)、压电振子(3)、上压电陶瓷片(3-1)、振子铜基板(3-2)、下压电陶瓷片(3-3)、振子内六角圆柱头螺钉(3-5)、弹性薄膜(4)、流出口(5)、下层泵体(6)、下层泵腔密封圈(6-1)、流入孔(7)组成；
所述上层泵体(1)开设上层泵腔密封圈凹槽(1-2)、泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)、压电振子基座(3-4)、压电振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)，所述泵体内六角圆柱头螺钉(2)用于上层泵体(1)、下层泵体(6)的配合，所述压电振子(3)开设振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)，压电振子(3)的上压电陶瓷片(3-1)和下压电陶瓷片(3-3)粘接于振子铜基板(3-2)的一侧，所述弹性薄膜(4)为透明柔性的薄膜，所述流出口(5)开设流出口阻流体(5-1)，所述下层泵体(6)开设下层泵腔密封圈凹槽(6-2)、泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，所述流入口(7)开设流入口阻流体(7-1)，所述压电振子(3)与压电振子(3)、振子支座(3-4)上的振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)由振子内六角圆柱头螺钉(3-5)配合，将压电振子(3)固定在振子支座(3-4)上，所述上层泵体(1)与压电振子基座(3-4)为一体结构，相应位置开泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，所述下层泵体(6)与流出口(5)、流出口阻流体(5-1)、流入口(7)、流入口阻流体(7-1)为一体结构，相应位置开泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，上层泵体(1)和下层泵体(6)分别通过上层泵体(1)、下层泵体(6)的泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)由泵体内六角圆柱头螺钉(2)配合，上层泵体(1)的上层泵腔密封圈凹槽(1-2)、下层泵体(6)的下层泵腔密封圈凹槽(6-2)内安放上层泵腔密封圈(1-1)、下层泵腔密封圈(6-1)，上层泵体(1)的上层泵腔密封圈凹槽(1-2)与下层泵体(6)的下层泵腔密封圈凹槽(6-2)配合，上层泵腔密封圈(1-1)与下层泵腔密封圈(6-1)之间夹入弹性薄膜(4)，并与下层泵体(6)内侧的边缘配合，形成密封，所述压电振子(3)与弹性薄膜(4)边缘紧贴并粘接，达到装配整个泵的目的；
作为上述技术方案的进一步改进，所述压电振子(3)为两组分别接通独立电源的压电振子，可通过调整两组独立电源的输出波形，调整两组振子的振动相位差，使弹性薄膜(4)的振动模式发生变化，同时对回流起到一定的抑制作用，从而找到泵的最佳工作模式；
作为上述技术方案的进一步改进，所述压电振子(3)与上层泵体(1)装配，通过压电振子(3)、振子支座(3-4)上的振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)由振子内六角圆柱头螺钉(3-5)配合，悬置于上层泵体(1)中，同时与弹性薄膜(4)紧贴并粘接，将压电振子(3)的振动传递到弹性薄膜(4)上，用以改变泵腔容积，推动液体流动，同时将压电振子(3)与被泵送的液体隔离，实现振子部分的防水，保证使用环境的安全；
作为上述技术方案的进一步改进，所述流出口(5)、流入口(7)为环形喇叭口状，沿液体流入流出方向半径逐渐增加，流出口(5)、流入口(7)内壁的流出口阻流体(5-1)、流入口阻流体(7-1)为环形波板状，截面剖视为半圆形沟槽的环状，且在相邻两环形波板之间径向设置“倒L”形阻流体，流出口阻流体(5-1)、流入口阻流体(7-1)在轴向上同轴心排列，且沿液体流入流出方向径向长度逐渐增加，喇叭口状波板和“倒L”形阻流体配合，用以减缓液体回流，提高泵的输送效率。
本发明的有益效果是：
此发明的压电振子结构悬置于上层腔体中，与弹性薄膜紧贴且粘接，将压电振子的运动和力传递到弹性薄膜上用以改变泵腔容积，同时通过调整两压电振子的电源相位差，调整泵的工作模式，使输出流量得到提升；
此发明流出口、流入口的复合阻流结构能够有效的缓解液体的回流，显著提高输出流量。
附图说明
图1所示为本发明的主视剖面图。
图2所示为本发明的振子剖面图。
图3所示为本发明的爆炸示意图。
图4所示为本发明的示意图。
图5所示为本发明的上层泵体示意图。
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1～5，本发明实施例中，具体结构包括：
一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，由上层泵体(1)、上层泵腔密封圈(1-1)、泵体内六角圆柱头螺钉(2)、压电振子(3)、上压电陶瓷片(3-1)、振子铜基板(3-2)、下压电陶瓷片(3-3)、振子内六角圆柱头螺钉(3-5)、弹性薄膜(4)、流出口(5)、下层泵体(6)、下层泵腔密封圈(6-1)、流入孔(7)组成；所述上层泵体(1)开设上层泵腔密封圈凹槽(1-2)、泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)、压电振子基座(3-4)、压电振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)，所述泵体内六角圆柱头螺钉(2)用于上层泵体(1)、下层泵体(6)的配合，所述压电振子(3)开设振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)，压电振子(3)的上压电陶瓷片(3-1)和下压电陶瓷片(3-3)粘接于振子铜基板(3-2)的一侧，所述弹性薄膜(4)为透明柔性的薄膜，所述流出口(5)开设流出口阻流体(5-1)，所述下层泵体(6)开设下层泵腔密封圈凹槽(6-2)、泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，所述流入口(7)开设流入口阻流体(7-1)，所述压电振子(3)与压电振子(3)、振子支座(3-4)上的振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)由振子内六角圆柱头螺钉(3-5)配合，将压电振子(3)固定在振子支座(3-4)上，所述上层泵体(1)与压电振子基座(3-4)为一体结构，相应位置开泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，所述下层泵体(6)与流出口(5)、流出口阻流体(5-1)、流入口(7)、流入口阻流体(7-1)为一体结构，相应位置开泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，上层泵体(1)和下层泵体(6)分别通过上层泵体(1)、下层泵体(6)的泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)由泵体内六角圆柱头螺钉(2)配合，上层泵体(1)的上层泵腔密封圈凹槽(1-2)、下层泵体(6)的下层泵腔密封圈凹槽(6-2)内安放上层泵腔密封圈(1-1)、下层泵腔密封圈(6-1)，上层泵体(1)的上层泵腔密封圈凹槽(1-2)与下层泵体(6)的下层泵腔密封圈凹槽(6-2)配合，上层泵腔密封圈(1-1)与下层泵腔密封圈(6-1)之间夹入弹性薄膜(4)，并与下层泵体(6)内侧的边缘配合，形成密封，所述压电振子(3)与弹性薄膜(4)边缘紧贴并粘接，达到装配整个泵的目的；
作为上述技术方案的进一步改进，所述压电振子(3)为两组分别接通独立电源的压电振子，可通过调整两组独立电源的输出波形，调整两组振子的振动相位差，使弹性薄膜(4)的振动模式发生变化，同时对回流起到一定的抑制作用，从而找到泵的最佳工作模式；
作为上述技术方案的进一步改进，所述压电振子(3)与上层泵体(1)装配，通过压电振子(3)、振子支座(3-4)上的振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)由振子内六角圆柱头螺钉(3-5)配合，悬置于上层泵体(1)中，同时与弹性薄膜(4)紧贴并粘接，将压电振子(3)的振动传递到弹性薄膜(4)上，用以改变泵腔容积，推动液体流动，同时将压电振子(3)与被泵送的液体隔离，实现振子部分的防水，保证使用环境的安全；
作为上述技术方案的进一步改进，所述流出口(5)、流入口(7)为环形喇叭口状，沿液体流入流出方向半径逐渐增加，流出口(5)、流入口(7)内壁的流出口阻流体(5-1)、流入口阻流体(7-1)为环形波板状，截面剖视为半圆形沟槽的环状，且在相邻两环形波板之间径向设置“倒L”形阻流体，流出口阻流体(5-1)、流入口阻流体(7-1)在轴向上同轴心排列，且沿液体流入流出方向径向长度逐渐增加，喇叭口状波板和“倒L”形阻流体配合，用以减缓液体回流，提高泵的输送效率。
本发明的工作过程分为第一工作过程和第二工作过程：
第一工作过程：施加交流电信号于压电振子(3)，压电振子(3)带动弹性薄膜(4)在竖直方向移动，在泵腔内形成负压，流入口(7)处液体顺阻流体方向充入泵腔，流出口(5)处液体逆阻流体方向，回流被抑制；
第二工作过程：压电振子(3)在反向交流电信号的激励下带动弹性薄膜(4)在竖直方向反向移动，泵腔内压力增大，流出口(5)处液体顺阻流体方向离开泵腔，流入口(7)处液体逆阻流体方向，回流被抑制，经过上述两个工作过程的循环工作，实现了液体的连续输出。
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 (4)

1.一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，由上层泵体(1)、上层泵腔密封圈(1-1)、泵体内六角圆柱头螺钉(2)、压电振子(3)、上压电陶瓷片(3-1)、振子铜基板(3-2)、下压电陶瓷片(3-3)、振子内六角圆柱头螺钉(3-5)、弹性薄膜(4)、流出口(5)、下层泵体(6)、下层泵腔密封圈(6-1)、流入孔(7)组成；所述上层泵体(1)开设上层泵腔密封圈凹槽(1-2)、泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)、压电振子基座(3-4)、压电振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)，所述泵体内六角圆柱头螺钉(2)用于上层泵体(1)、下层泵体(6)的配合，所述压电振子(3)开设振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)，压电振子(3)的上压电陶瓷片(3-1)和下压电陶瓷片(3-3)粘接于振子铜基板(3-2)的一侧，所述弹性薄膜(4)为透明柔性的薄膜，所述流出口(5)开设流出口阻流体(5-1)，所述下层泵体(6)开设下层泵腔密封圈凹槽(6-2)、泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，所述流入口(7)开设流入口阻流体(7-1)，所述压电振子(3)与压电振子(3)、振子支座(3-4)上的振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)由振子内六角圆柱头螺钉(3-5)配合，将压电振子(3)固定在振子支座(3-4)上，所述上层泵体(1)与压电振子基座(3-4)为一体结构，相应位置开泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，所述下层泵体(6)与流出口(5)、流出口阻流体(5-1)、流入口(7)、流入口阻流体(7-1)为一体结构，相应位置开泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)，上层泵体(1)和下层泵体(6)分别通过上层泵体(1)、下层泵体(6)的泵体内六角圆柱头螺钉孔(2-1)由泵体内六角圆柱头螺钉(2)配合，上层泵体(1)的上层泵腔密封圈凹槽(1-2)、下层泵体(6)的下层泵腔密封圈凹槽(6-2)内安放上层泵腔密封圈(1-1)、下层泵腔密封圈(6-1)，上层泵体(1)的上层泵腔密封圈凹槽(1-2)与下层泵体(6)的下层泵腔密封圈凹槽(6-2)配合，上层泵腔密封圈(1-1)与下层泵腔密封圈(6-1)之间夹入弹性薄膜(4)，并与下层泵体(6)内侧的边缘配合，形成密封，所述压电振子(3)与弹性薄膜(4)边缘紧贴并粘接，达到装配整个泵的目的。
2.根据权利要求1所述的一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，其特征在于：所述压电振子(3)为两组分别接通独立电源的压电振子，可通过调整两组独立电源的输出波形，调整两组振子的振动相位差，使弹性薄膜(4)的振动模式发生变化，同时对回流起到一定的抑制作用，从而找到泵的最佳工作模式。
3.根据权利要求1所述的一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，其特征在于：所述压电振子(3)与上层泵体(1)装配，通过压电振子(3)、振子支座(3-4)上的振子内六角圆柱头螺钉孔(3-6)由振子内六角圆柱头螺钉(3-5)配合，悬置于上层泵体(1)中，同时与弹性薄膜(4)紧贴并粘接，将压电振子(3)的振动传递到弹性薄膜(4)上，用以改变泵腔容积，推动液体流动，同时将压电振子(3)与被泵送的液体隔离，实现振子部分的防水，保证使用环境的安全。
4.根据权利要求1所述的一种矩形腔柔性膜双振子无阀压电泵，其特征在于：所述流出口(5)、流入口(7)为环形喇叭口状，沿液体流入流出方向半径逐渐增加，流出口(5)、流入口(7)内壁的流出口阻流体(5-1)、流入口阻流体(7-1)为环形波板状，截面剖视为半圆形沟槽的环状，且在相邻两环形波板之间径向设置“倒L”形阻流体，流出口阻流体(5-1)、流入口阻流体(7-1)在轴向上同轴心排列，且沿液体流入流出方向径向长度逐渐增加，喇叭口状波板和“倒L”形阻流体配合，用以减缓液体回流，提高泵的输送效率。
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