CN113107817B - 具消音泄气结构的微型泵 - Google Patents
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Abstract
一种具消音泄气结构的微型泵,包含:一汇流板,具有一汇流出口、一泄流出口、至少一凹卡榫及一泄流通道;一阀片,设有一阀孔、至少一卡榫通孔及一泄流凹部片;一腔板,设有一凹孔、一流体判断孔、至少一流体通孔、至少一凸卡榫及一承置框槽;以及一微型泵,于腔板的承置框槽中;微型泵运作时,流体先被传输至腔板的流体通孔及流体判断孔,并推动阀片,腔板的流体判断孔推动流体判断孔上方的泄流凹部片,使得泄流凹部片堵住泄流出口,腔板的至少一流体通孔的流体,因流体压力推动凹孔上方的阀片,使得流体通过阀孔,由汇流出口流出。
Description
【技术领域】
本案关于一种具消音泄气结构的微型泵,尤指一种微型、静音及快速传输高流量流体的具消音泄气结构的微型泵。
【背景技术】
于日常中,许多需要采用流体动力驱动的仪器或设备,通常采以传统马达及流体阀来达成其流体输送的目的。然而,传统马达及流体阀于作动时亦会产生噪音的问题,导致使用上的不便利及不舒适,特别是在泄气时更易有噪音的产生。
因此,如何发展一种改善上述已知技术缺失,使传统采用流体传输装置的仪器或设备达到体积小、微型化且静音,又具备快速传输高流量流体的功效,于泄气时降低不必要的噪音,实为当前极为重要的课题。
【发明内容】
本案的主要目的是提供一种具消音泄气结构的微型泵,借由扰流特征,达到解除流体流经泄流出口时产生声响的效果。一汇流板具有一泄流出口贯穿汇流板第一表面与汇流板第二表面,通过泄流出口在汇流板第一表面的截面积与泄流出口在汇流板第二表面的截面积不同,使流体泄气时,在泄流出口通道中,产生扰流效果。此外,微型泵以压电致动器驱动流体传输所造成的噪音非常小,且阀片为一可动薄片,可因压力差而使阀孔被动产生流道的开关,且腔板的流体判断孔也因压力差,向上推动阀片的泄流凹部片,使泄流凹部片堵住汇流板的泄流出口,使流体单方向流动,并于汇流板的汇流出口输出。在微型泵无运作时,流体先被回流至汇流板的汇流出口下,流体压力推动汇流出口下方的阀片,因阀孔被腔板的凹孔外环堵住,使得流体往泄流通道流,并将泄流出口下方的阀片的泄流凹部片向下挤压,使得流体由泄流通道往泄流出口流出,所以流体可由汇流板的泄流通道及阀片控制,快速排出汇流板外,以完成泄压作业,如此提供具消音泄气结构的微型泵能达成薄型化且噪音小、又具备快速传输高流量流体的效益,并可于泄气时降低不必要的噪音。
本案的一广义实施态样为一种具消音泄气结构的微型泵,包含:一汇流板,具有一汇流板第一表面、一汇流板第二表面、一汇流出口及一泄流出口,该汇流板第二表面与该汇流板第一表面为相对设置的二表面,且该汇流出口及该泄流出口皆贯穿该汇流板第一表面及该汇流板第二表面,该汇流板第二表面更设有至少一凹卡榫及一泄流通道,该凹卡榫对称设立于该汇流板第二表面上,该泄流通道与该汇流出口相连通,且该泄流通道与该泄流出口相连通;一阀片,具有一第一接触面及一第二接触面,该第一接触面与该汇流板的该汇流板第二表面为一相接面,该第二接触面与该第一接触面相对设置,且该第一接触面设有一阀孔、至少一卡榫通孔及一泄流凹部片,该阀孔与该至少一卡榫通孔皆贯穿该第一接触面及该第二接触面,该至少一卡榫通孔与该汇流板的该至少一凹卡榫对应设立;一腔板,具有一腔板第一表面及一腔板第二表面,该腔板第一表面与该阀片的该第二接触面为另一相接面,该腔板第二表面与该腔板第一表面相对设置,且该腔板第一表面设有一凹孔、一流体判断孔、至少一流体通孔及至少一凸卡榫,该凹孔并未贯穿该腔板第一表面及该腔板第二表面,该流体判断孔及该至少一流体通孔皆贯穿该腔板第一表面及该腔板第二表面,该至少一凸卡榫与该汇流板的该至少一凹卡榫及该阀片的该至少一卡榫通孔对应设立,该腔板第二表面具有一承置框槽;以及一微型泵,该微型泵定位于该腔板的该承置框槽中,借以输送流体经该腔板的该至少一流体通孔及该阀片的该阀孔至该汇流板的该汇流出口;其中,该微型泵运作时,流体先被传输至该腔板的该多个流体通孔及该腔板的该流体判断孔,并推动该阀片,同时,该腔板的该流体判断孔推动该流体判断孔上方的该阀片的该泄流凹部片,使得该泄流凹部片堵住该汇流板的该泄流出口,该腔板的该至少一流体通孔的流体,因流体压力推动该腔板的该凹孔上方的该阀片,使得流体可通过该阀片的该阀孔,
借由该汇流板的该汇流出口流出。
【附图说明】
图1所示为本案具消音泄气结构的微型泵的立体分解示意图。
图2所示为本案具消音泄气结构的微型泵的另一角度所视得的立体分解示意图。图3A所示为本案具消音泄气结构的微型泵第一态样的剖面示意图。
图3B所示为本案具消音泄气结构的微型泵第二态样的剖面示意图。
图3C至图3E所示为本案具消音泄气结构的微型泵的作动示意图。
图4A所示为本案具消音泄气结构的微型泵的汇流板的正面俯视图。
图4B所示为自图4A中C-C剖面线所视得的剖视侧面示意图。
图4C所示为自图4A中A-A剖面线所视得的剖视侧面示意图。
图4D所示为自图4A中A-A剖面线所视得的泄流出口的第一实施例的剖面示意图。
图4E所示为自图4A中A-A剖面线所视得的泄流出口的第二实施例的剖面示意图。
图4F所示为自图4A中A-A剖面线所视得的泄流出口的第三实施例的剖面示意图。
图4G所示为自图4A中A-A剖面线所视得的泄流出口的第四实施例的剖面示意图。
图4H所示为自图4A中A-A剖面线所视得的泄流出口的第五实施例的剖面示意图。
图4I所示为自图4D中局部区域C所视得的泄流出口的局部放大图。
图4J所示为自图4A中B-B剖面线所视得的剖面示意图。
图4K所示为自第4J图中局部区域D所视得的泄流出口的局部放大图。
图4L所示为自图4A中局部区域E所视得的泄流出口的局部放大图。
图5A所示为本案具消音泄气结构的微型泵的泄流出口未泄压时的静态剖面示意图。
图5B所示为本案具消音泄气结构的微型泵的泄流出口泄压时的静态剖面示意图。
【具体实施方式】
体现本案特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本案的范围,且其中的说明及图示在本质上当作说明之用,而非用以限制本案。
请参阅图1及图2所示,本案提供一种具消音泄气结构的微型泵100,包含一汇流板1、一阀片22、一腔板21以及一微型泵23。微型泵23提供流体输出,而汇流板1、阀片22及腔板21依序组装并定位于微型泵23之上,借以构成可输送及输出流体的装置。
一汇流板1,具有一汇流板第一表面1A、一汇流板第二表面1B、一汇流出口11及一泄流出口12。汇流板第二表面1B与该汇流板第一表面1A为相对设置的二表面,且汇流出口11及泄流出口12皆贯穿汇流板第一表面1A及汇流板第二表面1B。汇流板第二表面1B更设有至少一凹卡榫13及一泄流通道14。凹卡榫13对称设立于汇流板第二表面1B上,值得注意的是,于本案实施例中,凹卡榫13为四组,分布于汇流板1的四角,但不以此为限。于其他实施例中,凹卡榫13可以视设计需求调整其数量与位置。泄流通道14与汇流出口11相连通,且泄流通道14与泄流出口12相连通。
一阀片22,具有一第一接触面22A及一第二接触面22B。第一接触面22A与汇流板1的汇流板第二表面1B为一相接面,第二接触面22B与第一接触面22A相对设置。且,第一接触面22A设有一阀孔221、至少一卡榫通孔222及一泄流凹部片223。
阀孔221与至少一卡榫通孔222皆贯穿第一接触面22A及第二接触面22B。至少一卡榫通孔222与汇流板1的至少一凹卡榫13对应设立。值得注意的是,于本案实施例中,卡榫通孔222为四组,分布于阀片22的四角,但不以此为限,于其他实施例中,卡榫通孔222可以视设计需求,其数量与位置皆可调整。
一腔板21,具有一腔板第一表面21A及一腔板第二表面21B。腔板第一表面21A与阀片22的第二接触面22B为另一相接面,腔板第二表面21B与腔板第一表面21A相对设置。且,腔板第一表面21A设有一凹孔211、一流体判断孔212、至少一流体通孔213及至少一凸卡榫215。
凹孔211并未贯穿腔板第一表面21A及腔板第二表面21B,凹孔211的孔径大小与阀片22的凹孔211的孔径大小相同,凹孔211所凸起之外环与阀孔221外环的阀片22可以密合。值得注意的是,凹孔211于传输流体至汇流板1的汇流出口11时,因流体的压力,将阀片22往上推动(往汇流出口11方向推动),使得流体可以通过阀孔221。此外,值得注意的是,凹孔211于汇流板1的汇流出口11往泄流出口12泄压时,因流体的压力,将阀片22往下推动(往凹孔211方向推动),阀孔221之外围与凹孔211凸起之外围因流体压力关系而密合,使得流体无法通过阀孔221。
流体判断孔212及至少一流体通孔213皆贯穿腔板第一表面21A及腔板第二表面21B。值得注意的是,流体判断孔212于传输流体至汇流板1的汇流出口11时,因流体的压力,将阀片22的泄流凹部片223往上推动(往泄流出口12方向推动),使得泄流凹部片223堵住泄流出口12。此外,值得注意的是,流体判断孔212于传输流体至汇流板1的汇流出口11时,因流体的压力,将阀片22往上推动(往汇流出口11方向推动),使得流体可以通过阀孔221。
至少一凸卡榫215与汇流板1的至少一凹卡榫13及阀片22的至少一卡榫通孔222对应设立。值得注意的是,于本案实施例中,卡榫通孔222为四组,分布于阀片22的四角,但不以此为限。于其他实施例中,卡榫通孔222可以视设计需求,其数量与位置皆可调整。
腔板第二表面21B具有一承置框槽214,承置框槽214可以容纳一组微型泵23,且可以与微型泵23密合接合,使微型泵23作动时不会泄漏流体至承置框槽214外,而是流经腔板21的流体通孔213,亦流经腔板21的流体判断孔212。
一微型泵23,微型泵23定位于腔板21的承置框槽214中,借以输送流体,流体经腔板21的至少一流体通孔213及阀片22的阀孔221至汇流板1的汇流出口11。
微型泵23运作时,流体先被传输至腔板21的流体通孔213及腔板21的流体判断孔212,因流体压力并推动阀片22,同时,腔板21的流体判断孔212推动流体判断孔212上方的阀片22的泄流凹部片223,使得泄流凹部片223堵住汇流板1的泄流出口12,使腔板21的至少一流体通孔213的流体,因流体压力推动腔板21的凹孔211上方的阀片22,使得流体可通过阀片22的阀孔221,借由汇流板1的汇流出口11流出。
微型泵23未运作时,流体先被回流至汇流板1的汇流出口11下,流体压力推动汇流出口11下方的阀片22,因阀孔221被腔板21的凹孔211外环堵住,使得流体往汇流板1的泄流通道14流,并将泄流出口12下方的阀片22的泄流凹部片223向下(往腔板21的流体判断孔212方向)挤压,使得流体由泄流通道14往泄流出口12流出,完成一泄压作业。
请参阅图1、图2以及图3A至图3E,于本案实施例中,微型泵23包含一进流板231,具有至少一进流孔231a、至少一汇流排槽231b及一汇流腔室231c,其中进流孔231a供导入流体,并贯通汇流排槽231b,汇流排槽231b与汇流腔室231c相连通,借此,进流孔231a所导入的流体得以通过汇流排槽231b后,汇流至汇流腔室231c中。一共振片232,接合于进流板231上,具有一中空孔232a、一可动部232b及一固定部232c,中空孔232a位于共振片232中心处,并与进流板231的汇流腔室231c的位置相对应,可动部232b设置于中空孔232a周围,而固定部232c设置于共振片232的外周缘部分并固定接合在进流板231上。一压电致动器233,接合于共振片232上,共振片232与压电致动器233之间形成一腔室空间237,借此,当压电致动器233受驱动时,压电致动器233与共振片232的可动部232b产生共振,流体由进流板231的进流孔231a导入,通过汇流排槽231b后,汇集至汇流腔室231c中,接着再流经共振片232的中空孔232a,达成流体的传输。
微型泵23提供流体输出,并定位于腔板21相对应的承置框槽214中,借以封闭微型泵23,并输送流体。微型泵23由一进流板231、一共振片232、一压电致动器233、一第一绝缘片234、一导电片235及一第二绝缘片236依序堆叠组成。进流板231具有至少一进流孔231a、至少一汇流排槽231b及一汇流腔室231c。进流孔231a供导入流体,并贯通汇流排槽231b。汇流排槽231b与汇流腔室231c相连通,借此,进流孔231a所导入的流体得以通过汇流排槽231b后汇流至汇流腔室231c中。于本案实施例中,进流孔231a与汇流排槽231b的数量相同,分别为4个,但不以此为限,进流孔231a与汇流排槽231b的数量可依设计需求而变更。如此,四个进流孔231a分别贯通四个汇流排槽231b,且四个汇流排槽231b与汇流腔室231c相连通。
于本案实施例中,共振片232接合于进流板231上,且具有一中空孔232a、一可动部232b及一固定部232c。中空孔232a位于共振片232的中心处,并与进流板231的汇流腔室231c的位置对应。可动部232b设置于中空孔232a的周围,而固定部232c设置于共振片232的外周缘部分并固定接合于进流板231上。于本案实施例中,压电致动器233接合于共振片232上,并包含一悬浮板233a、一外框233b、至少一支架233c、一压电元件233d、至少一间隙233e及一凸部233f。悬浮板233a为一正方型形态,可弯曲振动。悬浮板233a之所以采用正方形,乃相较于圆形形态的设计,正方形形态悬浮板233a的结构具有明显省电的优势。因在共振频率下操作的电容性负载,其消耗功率会随频率的上升而增加,又因正方形形态悬浮板233a的共振频率明显较圆形形态悬浮板低,故其相对的消耗功率亦明显较低,亦即本案所采用正方形形态设计的悬浮板233a,具有省电优势的效益。外框233b环绕设置于悬浮板233a之外侧。至少一支架233c连接于悬浮板233a与外框233b之间,用以提供悬浮板233a弹性支撑的支撑力。压电元件233d具有一边长,该边长小于或等于悬浮板233a的一边长,且压电元件233d贴附于悬浮板233a的一表面上,用以被施加电压以驱动悬浮板233a弯曲振动。悬浮板233a、外框233b与支架233c之间构成至少一间隙233e,用以供流体通过。凸部233f设置于悬浮板233a贴附压电元件233d的相对面,且于本案实施例中,凸部233f是利用一蚀刻制程一体成型制出,为突出于悬浮板233a贴附压电元件233d的相对面上的一凸状结构。
于本案实施例中,悬浮板233a与共振片232之间形成一腔室空间237,腔室空间237可借由在共振片232及压电致动器233之外框233b之间的间隙填充一材质而形成,例如:导电胶,但不以此为限,以使共振片232与悬浮板233a之间可维持一定深度,进而可导引流体更迅速地流动。并且,因悬浮板233a与共振片232之间保持适当距离使彼此接触干涉减少,促使噪音的产生降低。于其他实施例中,亦可借由加高压电致动器233之外框233b的高度来减少共振片232与压电致动器233之外框233b之间的间隙填充材质的厚度。如此,微型泵23于整体组装时,填充材质不会因热压温度及冷却温度产生变化而被间接影响,可避免填充材质因热胀冷缩因素影响到成型后腔室空间237的实际间距,但不以此为限。此外,腔室空间237的大小会影响微型泵23的传输效果,故维持一固定大小的腔室空间237对于微型泵23提供稳定的传输效率是十分重要的。因此,如图3B所示,于另一实施态样中,悬浮板233a可采以冲压成型制程使其向上延伸一距离,其向上延伸距离可由成型于悬浮板233a与外框233b之间的至少一支架233c调整,使悬浮板233a上凸部233f的表面与外框233b的表面两者为非共平面。亦即,凸部233f的表面高于外框233b的表面。利用在外框233b的组配表面上涂布少量填充材质,例如:导电胶,以热压方式使压电致动器233贴合于共振片232的固定部232c,进而使得压电致动器233得以与共振片232组配接合。如此直接通过将上述压电致动器233的悬浮板233a采以冲压成型制程构成腔室空间237的结构改良,所需的腔室空间237得以通过调整压电致动器233的悬浮板233a冲压成型距离来完成,有效地简化了调整腔室空间237的结构设计,同时也简化了制程、缩短制程时间。此外,第一绝缘片234、导电片235及第二绝缘片236皆为框形的薄形片体,依序堆叠于压电致动器233上以构成微型泵23整体结构。
值得注意的是,请参阅图3A,于本案实施例中,微型泵23的进流板231、共振片232、压电致动器233、第一绝缘片234、导电片235及第二绝缘片236皆可通过微机电的面型微加工技术制程,使微型泵23的体积缩小,以构成一微机电系统的微型泵23。
为了了解微型泵23的作动方式,请继续参阅图3C至图3E,于本案实施例中,如图3C所示,压电致动器233的压电元件233d被施加驱动电压后产生形变,带动悬浮板233a朝远离进流板231的方向位移,此时腔室空间237的容积提升,于腔室空间237内形成了负压,便汲取汇流腔室231c内的流体进入腔室空间237内,同时共振片232受到共振原理的影响同步向远离进流板231的方向位移,连带增加了汇流腔室231c的容积,且因汇流腔室231c内的流体进入腔室空间237的关系,造成汇流腔室231c内同样为负压状态,进而通过进流孔231a及汇流排槽231b来吸取流体进入汇流腔室231c内。接着如图3D所示,压电元件233d带动悬浮板233a向靠近进流板231的方向位移,压缩腔室空间237,同样的,共振片232因共振被悬浮板233a带动而向靠近进流板231的方向位移,推挤腔室空间237内的流体通过间隙233e流出微型泵23,以达到流体传输的效果。最后如图3E所示,当悬浮板233a朝远离进流板231的方向位移回到初始位置时,共振片232也同时被带动而朝远离进流板231的方向位移,此时的共振片232压缩腔室空间237,使腔室空间237内的流体向间隙233e移动,并且提升汇流腔室231c内的容积,让流体能够持续地通过进流孔231a、汇流排槽231b来汇聚于汇流腔室231c内。通过不断地重复上述图3C至图3E所示的微型泵23的作动步骤,使微型泵23能够连续将流体自进流孔231a导引进入进流板231及共振片232所构成流道,产生压力梯度,再由间隙233e排出,使流体高速流动,达到微型泵23传输流体的操作。
请参阅图4A至图4C及图4I至图4L,于本案实施例中汇流板1的泄流出口12具有一第一直径R1、一第二直径R2、第一高度H1。图4A所示为本案具消音泄气结构的微型泵100的汇流板1的汇流板第一表面1A示意图,其中泄流出口12于汇流板第一表面1A的形状似椭圆形,而泄流出口12于汇流板第二表面1B的形状为圆形(如图2所示),换言之,泄流出口12于汇流板第一表面1A与汇流板第二表面1B的形状不同。图4B是图4A的剖面线C-C的剖视侧面示意图,值得注意的是,泄流出口12的汇流板第一表面1A的形状与泄流出口12于汇流板第二表面1B的形状不同,但泄流出口12于汇流板第二表面1B的形状与泄流出口12之内部流通道的形状相同。图4C是第4A的剖面线A-A的剖面示意图,如图4C所示,泄流出口12有一第一直径R1、一第二直径R2及一第一高度H1,且泄流出口12的直径于汇流板第一表面1A的第二直径R2与泄流出口12于汇流板第二表面1B的第一直径R1不同,且泄流出口12的流通道第一高度H1小于1mm,但不以此为限,第一高度H1的大小可依设计需求变更。
接着请参阅图4D,于本案第一实施例中,泄流出口12于汇流板第二表面1B的第一直径R1介于0.2mm~0.3mm之间。值得注意的是,于本案其他实施例中,第一直径R1介于0.1mm~2mm之间,但不以此为限,第一直径R1的大小可依设计需求而变更。此外,泄流出口12于汇流板第一表面1A的第二直径R2介于0.1mm~0.2mm之间。值得注意的是,如图4I所示,于本案第一实施例中,第二直径R2的大小可依设计需求而变更,惟,第二直径R2的大小必需小于或等于第一直径R1的大小,即第二直径R2≦第一直径R1;甚至,于本案其他实施例中,第二直径R2的大小必需小于第一直径R1的大小,即第二直径R2<第一直径R1。图4J是图4A的剖面线B-B的剖面示意图,图4K是图4J中局部区域D所视得的泄流出口12的局部放大图,可以理解的是,由另一个角度(如剖面线B-B)的剖面示意图,泄流出口12之内部流通道具有一第一高度H1,且泄流出口12之内部流通道于汇流板第二表面1B(即末端B)的第一直径R1延伸至泄流出口12的汇流板第一表面1A(即顶端T);换言之,泄流出口12在剖面线B-B的第一高度H1内之内部流通道的孔径,由末端B到顶端T的皆相同。图4L是图4A中局部区域E所示得的泄流出口12的局部放大图,可以理解的是,泄流出口12于汇流板第一表面1A的第一直径R1的大小大于第二直径R2,即第一直径R1>第二直径R2。值得注意的是,于本案其他实施例中第一直径R1及第二直径R2的大小可依设计需求而变更,惟,第一直径R1的大小必需大于或等于第二直径R2的大小,即第一直径R1≧第二直径R2。
接着请参阅图4E,于本案第二实施例中,泄流出口12于汇流板第一表面1A及汇流板第二表面1B各具有一第二直径R2,分别设置于泄流出口12之内部流通道顶端T与末端B。于泄流出口12之内部流通道中端M的孔径具有一第一直径R1。第一直径R1及第二直径R2的大小可依设计需求而变更,惟,第一直径R1的大小必需大于第二直径R2的大小,即第一直径R1>第二直径R2。
接着请参阅图4F,于本案第三实施例中,泄流出口12之内部流通道末端B于汇流板第二表面1B具有一第二直径R2。而泄流出口12于汇流板第一表面1A具有一第一直径R1,且于泄流出口12之内部流通道的中端M孔径与第一直径R1相同。第一直径R1及第二直径R2的大小可依设计需求而变更,惟,第一直径R1的大小必需大于第二直径R2的大小,即第一直径R1>第二直径R2。另外,值得注意的是,第二直径R2设置的位置可视设计需求调整,除了设置于泄流出口12之内部流通道顶端T或末端B外,亦可设置于泄流出口12之内部流通道中端M处,或是在中端M处附近,泄流出口12具有至少一第二直径R2,且该至少一第二直径R2介于0.1mm~0.2mm之间,泄流出口12在汇流板第一表面1A的截面积与泄流出口12在汇流板第二表面1B的截面积不同。
接着请参阅图4G,于本案第四实施例中,泄流出口12于汇流板第一表面1A及汇流板第二表面1B各具有一第二直径R2,分别设置于泄流出口12之内部流通道顶端T与末端B,此外,于泄流出口12之内部流通道中端M的孔径具有交错排列的多个第一直径R1与多个第二直径R2。值得注意的是,第一直径R1与第二直径R2交错排列的组合,可视设计需求而调整第一直径R1与第二直径R2的数量或密度。第一直径R1及第二直径R2的大小可依设计需求而变更,惟,第一直径R1的大小必需大于第二直径R2的大小,即第一直径R1>第二直径R2。此外,泄流出口12于内部流通道具有多个第二直径R2,且该多个第二直径R2介于0.1mm~0.2mm之间。
接着请参阅图4H,于本案第五实施例中,泄流出口12于汇流板第一表面1A及汇流板第二表面1B并未具有一第二直径R2,而是具有一第一直径R1,分别设置于泄流出口12之内部流通道顶端T、中端M与末端B,此外,于泄流出口12之内部流通道中端M的孔径具有交错排列的多个第一直径R1与多个第二直径R2。值得注意的是,第一直径R1与第二直径R2交错排列的组合,可视设计需求而调整第一直径R1与第二直径R2的数量或密度。此外,于泄流出口12之内部流通道中端M维持一段仅有第一直径R1而没有第二直径R2的孔径。第一直径R1及第二直径R2的大小可依设计需求而变更,惟,第一直径R1的大小必需大于第二直径R2的大小,即第一直径R1>第二直径R2。此外,泄流出口12于内部流通道中具有多个第二直径R2,且该多个第二直径R2介于0.1mm~0.2mm之间。
请参阅图5A,其为本案的具消音泄气结构的微型泵100的泄流出口12未泄压时的静态示意图,此示意图亦为图4A的剖面线A-A包含汇流板1、阀片22、腔板21及微型泵23的剖面示意图。请参阅图1至图2及图5A,如图所示,当微型泵23作动时,因腔板21的承置框槽214将整个微型泵23密合,流体传输方向由微型泵23往腔板21方向传输。部分流体流经腔板21的流体判断孔212后,流体判断孔212上方的阀片22的泄流凹部片223因流体压力将汇流板1的泄流出口12堵住,所以,流体仅能经腔板21的流体通孔213流动,促使流体流经阀片22的阀孔221,再流出汇流板1的汇流出口11以达成流体输送。
请参阅图5B,其是为本案的具消音泄气结构的微型泵100的泄流出口12泄压时的静态示意图,此示意图亦为图4A的剖面线A-A包含汇流板1、阀片22、腔板21及微型泵23的剖面示意图。请参阅图1至图2及图5B,如图所示,当微型泵23非作动时,因汇流板1的汇流出口11已累积些许流体,又因微型泵23已无再作动,使得汇流板1的汇流出口11的流体压力回流至阀片22,阀片22的阀孔221正好被腔板21的凹孔211之外环堵住,故流体不会往阀片22回流。然而流体会经由汇流板1的泄流通道14来到阀片22的泄流凹部片223,流体判断孔212提供泄流凹部片223一个形变空间,又根据自然法则流体的高压会往低压流动,最后流体由汇流板1的泄流出口12流出,完成泄压作业。值得注意的是,通过本案不同实施例的泄流出口12的设计,可以达到扰流的效果。
综上所述,本案所提供的具消音泄气结构的微型泵,借由汇流板1的泄流出口12具有第一直径R1及第二直径R2设计,当微型泵23停止作动时,流体进行泄压作业。泄压作业进行时,借由泄流出口12的设计达到扰流效果,降低了流体流经泄流出口12时所产生声响,又具备快速传输高流量流体的功效,于泄气时降低不必要的噪音。此外,微型泵23以压电致动器驱动流体传输所造成的噪音非常小。再者,阀片22为一可动薄片,搭配汇流板1的泄流出口12结构设计,可因压力差而被动形成流道的开关,使流体单方向流动,并累积压力于汇流板1后流出。微型泵23无运作时,流体可由汇流板1的泄流通道14及阀片22控制,快速排出于汇流板1外以形成泄压作业。如此能达成薄型化且噪音小、又具备快速传输高流量流体的效益。
本案得由熟知此技术之人士任施匠思而为诸般修饰,然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
【符号说明】
100:具消音泄气结构的微型泵
1:汇流板
1A:汇流板第一表面
1B:汇流板第二表面
11:汇流出口
12:泄流出口
13:凹卡榫
14:泄流通道
21:腔板
21A:腔板第一表面
21B:腔板第二表面
211:凹孔
212:流体判断孔
213:流体通孔
214:承置框槽
215:凸卡榫
22:阀片
22A:第一接触面
22B:第二接触面
221:阀孔
222:卡榫通孔
223:泄流凹部片
23:微型泵
231:进流板
231a:进流孔
231b:汇流排槽
231c:汇流腔室
232:共振片
232a:中空孔
232b:可动部
232c:固定部
233:压电致动器
233a:悬浮板
233b:外框
233c:支架
233d:压电元件
233e:间隙
233f:凸部
234:第一绝缘片
235:导电片
236:第二绝缘片
237:腔室空间
A-A、B-B、C-C:剖面线
B:末端
C、D、E:局部区域
H1:第一高度
M:中端
R1:第一直径
R2:第二直径
T:顶端
Claims (16)
1.一种具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,包含:
一汇流板,具有一汇流板第一表面、一汇流板第二表面、一汇流出口及一泄流出口,该汇流板第二表面与该汇流板第一表面为相对设置的二表面,且该汇流出口及该泄流出口皆贯穿该汇流板第一表面及该汇流板第二表面,该汇流板第二表面更设有至少一凹卡榫及一泄流通道,该凹卡榫对称设立于该汇流板第二表面上,该泄流通道与该汇流出口相连通,且该泄流通道与该泄流出口相连通;该泄流出口在该汇流板第一表面的截面积与该泄流出口在该汇流板第二表面的截面积不同;
一阀片,具有一第一接触面及一第二接触面,该第一接触面与该汇流板的该汇流板第二表面为一相接面,该第二接触面与该第一接触面相对设置,且该第一接触面设有一阀孔、至少一卡榫通孔及一泄流凹部片,该阀孔与该至少一卡榫通孔皆贯穿该第一接触面及该第二接触面,该至少一卡榫通孔与该汇流板的该至少一凹卡榫对应设立;
一腔板,具有一腔板第一表面及一腔板第二表面,该腔板第一表面与该阀片的该第二接触面为另一相接面,该腔板第二表面与该腔板第一表面相对设置,且该腔板第一表面设有一凹孔、一流体判断孔、至少一流体通孔及至少一凸卡榫,该凹孔并未贯穿该腔板第一表面及该腔板第二表面,该流体判断孔及该至少一流体通孔皆贯穿该腔板第一表面及该腔板第二表面,该至少一凸卡榫与该汇流板的该至少一凹卡榫及该阀片的该至少一卡榫通孔对应设立,该腔板第二表面具有一承置框槽;以及
一微型泵,该微型泵定位于该腔板的该承置框槽中,借以输送流体经该腔板的该至少一流体通孔及该阀片的该阀孔至该汇流板的该汇流出口;
其中,该微型泵运作时,流体先被传输至该腔板的该至少一流体通孔及该腔板的该流体判断孔,并推动该阀片,同时,该腔板的该流体判断孔推动该流体判断孔上方的该阀片的该泄流凹部片,使得该泄流凹部片堵住该汇流板的该泄流出口,该腔板的该至少一流体通孔的流体,因流体压力推动该腔板的该凹孔上方的该阀片,使得流体可通过该阀片的该阀孔,借由该汇流板的该汇流出口流出。
2.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该微型泵未运作时,流体先被回流至该汇流板的该汇流出口下,该流体压力推动该汇流出口下方的该阀片,因该阀孔被该腔板的该凹孔外环堵住,使得流体往该泄流通道流,并将该泄流出口下方的该阀片的该泄流凹部片向下挤压,使得流体由该泄流通道往该泄流出口流出,完成一泄压作业。
3.如权利要求2所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该微型泵包含:
一进流板,具有至少一进流孔、至少一汇流排槽及一汇流腔室,其中该进流孔供导入流体,并贯通该汇流排槽,该汇流排槽与该汇流腔室相连通,借此,该进流孔所导入的流体得以通过该汇流排槽后汇流至该汇流腔室中;
一共振片,接合于该进流板上,具有一中空孔、一可动部及一固定部,该中空孔位于该共振片中心处,并与该进流板的该汇流腔室的位置相对应,该可动部设置于该中空孔周围,而该固定部设置于该共振片的外周缘部分并固定接合在该进流板上;以及
一压电致动器,接合于该共振片上;
其中,该共振片与该压电致动器之间形成一腔室空间,借此,当该压电致动器受驱动时,该压电致动器与该共振片的该可动部产生共振,流体由该进流板的该进流孔导入,通过该汇流排槽后汇集至该汇流腔室中,接着再流经该共振片的该中空孔,达成流体的传输。
4.如权利要求3所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该压电致动器包含:
一悬浮板,为一正方形形态,可弯曲振动;
一外框,环绕设置于该悬浮板之外侧;
至少一支架,连接于该悬浮板与该外框之间,用以提供该悬浮板弹性支撑的支撑力;以及
一压电元件,具有一边长,该边长小于或等于该悬浮板的一边长,且该压电元件贴附于该悬浮板的一表面上,用以被施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。
5.如权利要求4所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该悬浮板具有一凸部,设置于该悬浮板贴附该压电元件的相对面。
6.如权利要求4所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该悬浮板具有一凸部,是以蚀刻制程一体成型制出,为突出于该悬浮板贴附该压电元件的相对面上的一凸状结构。
7.如权利要求3所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该微型泵还包含一第一绝缘片、一导电片及一第二绝缘片,其中该进流板、该共振片、该压电致动器、该第一绝缘片、该导电片及该第二绝缘片依序堆叠设置。
8.如权利要求3所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该压电致动器包含:
一悬浮板,为一正方形形态,可弯曲振动;
一外框,环绕设置于该悬浮板之外侧;
至少一支架,连接于该悬浮板与该外框之间,用以提供该悬浮板弹性支撑,并使该悬浮板的一表面与该外框的一表面形成一非共平面结构,且使该悬浮板的一表面与该共振片之间形成一腔室空间;以及
一压电元件,具有一边长,该边长小于或等于该悬浮板的一边长,且该压电元件贴附于该悬浮板的一表面上,用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。
9.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该微型泵为一微机电系统的微型泵。
10.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口具有一第一直径,且该第一直径介于0.1mm~2mm之间。
11.如权利要求10所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口的该第一直径介于0.2mm~0.3mm之间。
12.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口具有一第二直径,且该第二直径介于0.1mm~0.2mm之间。
13.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口具有至少一第二直径,且该至少一第二直径介于0.1mm~0.2mm之间。
14.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口具有多个第二直径,且该多个第二直径介于0.1mm~0.2mm之间。
15.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口具有一第一高度,且该第一高度小于1mm。
16.如权利要求1所述的具消音泄气结构的微型泵,其特征在于,该泄流出口于该汇流板第一表面的形状与该泄流出口于该汇流板第二表面的形状不同。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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