CN115479016A - 一种流体蠕动泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体控制技术领域，尤其是一种流体蠕动泵，包括流体致动器和泵腔；流体致动器包含经连通腔连通的容积可变的多个容腔；所有容腔中至少有一个形成为致动腔，其它形成为执行腔，致动腔对应设置有致动单元，致动单元用于驱动致动腔产生容积变化而促使流体工质流入或流出各个执行腔，以控制执行腔的容积变化，泵腔内分布的致动段的有效容积随着与之对应连接的容腔的容积变化而变化，相邻两个致动段中位于流出方向上靠近入口的一者的有效容积变化速度≥另一者，从而利用更少甚至单个致动单元就能实现既有蠕动泵的功能特点，相较于多腔多致动单元，结构紧凑，易于实现更高程度的轻薄化和微小行化。致动过程控制简单，且成本低，功耗小。

Description

一种流体蠕动泵

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，尤其是一种流体蠕动泵。

背景技术

伴随着科技的发展，流体控制技术在应用端愈来愈呈现多元化发展的趋势，由最初的工业生产、生物医疗、医疗保健产品应用逐步拓展至电子散热，便携式可穿戴设备领域。泵作为流体控制技术的关键零部件，扮演着越来越重要的角色。流体泵多利用流体非定常流动的历史过程及流动参数在时间-空间分布上的相位差等诸多因素的相互影响和制约来实现流动控制和改善流动特性。

蠕动泵是流体泵的一种典型结构，通常都包含多个流道连通的腔体或泵腔，每个腔体或泵腔对应设置有一个致动单元。如，在压电驱动蠕动泵中，致动单元即为压电振子，压电振子的振动变形促使相应的腔体或泵腔容积产生变化，通过匹配多个压电振子激励的时序性，造成相对应的多个腔体或泵腔容积变化的时序性，从而实现流体的连续单向泵送。如专利号为US20020184907A1《MEMS HEAT PUMPS FOR INTEGRATED CIRCUIT HEATDISSIPATION》所描述的结构形式，泵腔以及泵腔之间的连接通道构建于集成电路板上，泵腔上覆盖压电振子，通过多腔压电振子的连续性时序振动，直接驱动散热流道内部的散热介质循环流动。又如专利CN110639075A《一种血液输送用压电蠕动泵》，结构上同样包含多个泵腔以及各个泵腔相对应压电振子，区别在于，压电振子不直接驱动泵腔内的流体，而是在压电振子与泵腔之间设置介质腔，介质腔与泵腔之间用柔性膜间隔开，压电振子振动引起介质腔内的介质产生体积流动，进而引起柔性膜的变形，同时传递压力，通过匹配多个压电振子激励的时序性，引起对应的柔性膜变形的时序性，同时传递压力，促成相对应的多个腔室容积变化的时序性，从而实现液体的连续泵送。上述结构形式，都包含多腔及多致动单元，每个致动单元都需要一个单独的激励控制，首先，无论是结构还是致动过程控制都较为复杂，尺寸受多致动单元限制，轻薄化和微小型化程度有限；其次，制作成本高、功耗大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中蠕动泵存在的结构及致动控制过程复杂，微小型化程度不高及成本高，功耗大的问题，现提供一种流体蠕动泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种流体蠕动泵，包括流体致动器和泵腔；

所述流体致动器包含经连通腔连通的容积可变的多个容腔，所述容腔和连通腔共同构成封闭的用于容纳流体工质的容质腔；所有容腔中至少有一个形成为致动腔，其它形成为执行腔，所述致动腔对应设置有致动单元，致动单元用于驱动致动腔产生容积变化而促使流体工质流入或流出各个执行腔，以控制执行腔的容积变化；

泵腔，包含入口和出口，流体从入口经泵腔流至出口的方向为流出方向，所述泵腔沿流出方向依次分布有至少三个致动段；每个致动段均至少对应连接有一个容腔，且所有致动段所连接的容腔中至少有一个为执行腔；

所述致动段内供流体流通的有效容积随与致动段对应连接的容腔的容积变大而变小，并随与致动段对应连接的容腔的容积变小而变大；其中，相邻两个致动段中位于流出方向上靠近入口的一者的有效容积变化速度≥另一者的有效容积变化速度，且位于流出方向上最靠近入口的致动段的有效容积变化速度＞位于流出方向上最靠近出口的致动段的有效容积变化速度。

进一步地，相邻两个致动段中位于流出方向上靠近入口的一者对应连接的容腔的容积变化速度＞另一者对应连接的容腔的容积变化速度。

进一步地，所述致动段为容积可变的致动段，与致动段连接的容腔在容积变化时带动与其连接的致动段的有效容积产生变化。

进一步地，与致动段连接的容腔位于与其对应连接的致动段内。

进一步地，与致动段连接的容腔位于与其对应连接的致动段外。

进一步地，所述致动单元未工作时致动段对应连接的容腔完全隔开入口和出口。

进一步地，围成执行腔的侧壁，部分或全部为软膜，所述的软膜能够随流体工质流入或流出其所在的执行腔而变形。

进一步地，围成容腔的侧壁，部分或全部为软膜，所述的软膜能够随流体工质流入或流出其所在的容腔而变形。

进一步地，所述连通腔包括第一连通腔，所述致动腔通过第一连通腔与执行腔连通。

进一步地，所述连通腔还包括第二连通腔，至少两个执行腔之间通过第二连通腔连通。

进一步地，所述致动单元为压电致动器、静电致动器、电磁致动器、形状记忆金属致动器、气体致动器、热致动器或机械致动器。

进一步地，所述连通腔上设置有用于调节其内部流体的流动阻力的流阻调节器。

进一步地，所述容质腔内充满流体工质，流体工质为可压缩或不可压缩。

本发明的有益效果是：

1)、利用更少甚至单个致动单元就能实现既有蠕动泵的功能特点，相较于多腔多致动单元，结构紧凑，易于实现更高程度的轻薄化和微小行化。致动过程控制简单，且成本低，功耗小。

2)、致动单元不直接与泵送的流体接触，既可以用于液体泵送，也可以用于气体泵送。提高了单一类型流体泵的使用范围。

3)、本发明的流体蠕动泵本身属于无阀泵，但容腔在泵腔的入口和出口之间以特定时序产生容积变化。容腔变大时能够间隔开泵腔的入口和出口，形成阀效应，且相当于主动阀而非被动阀，开度大，相比传统的无阀泵工作效率高，相比传统的有阀泵，排泡、排异物能力增强。

4)、本发明的流体蠕动泵，可构成常闭式流体泵，即是，容腔初始状态下变形至间隔开泵腔的入口和出口，非工作状态下的截止性高。

5)、通过匹配致动腔和执行腔的数量和布置形式，易于实现多路径泵送控制，可应用于不同类型流体的定量混合。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例1中的串联型流体蠕动泵的结构示意图；

图2为本发明实施例1中的串联型流体蠕动泵的排程示意图；

图3为本发明实施例1中的串联型流体蠕动泵的吸程示意图；

图4为本发明实施例2中的另一串联型流体蠕动泵的结构示意图；

图5为本发明实施例3中的并联型流体蠕动泵的结构示意图；

图6为本发明实施例3中的并联型流体蠕动泵的排程示意图；

图7为本发明实施例3中的并联型流体蠕动泵的吸程示意图；

图8为本发明实施例4中的另一并联型流体蠕动泵的结构示意图；

图9为本发明实施例4中的另一并联型流体蠕动泵排程示意图；

图10为本发明实施例4中的另一并联型流体蠕动泵吸程示意图；

图11为本发明实施例5中的混联型流体蠕动泵的结构示意图；

图12为本发明实施例5中的另一种混联型流体蠕动泵的结构示意图；

图13为本发明实施例6中的致动腔本身可提供致动效果的串联型流体蠕动泵的结构示意图；

图14为本发明实施例6中的致动腔本身可提供致动效果的并联型流体蠕动泵的结构示意图；

图15为本发明实施例7中的第一种多路控制流体蠕动泵的结构示意图；

图16为本发明实施例7中的第二种多路控制流体蠕动泵的结构示意图；

图17为本发明实施例7中的第三种多路控制流体蠕动泵的结构示意图；

图18为本发明实施例7中的第四种多路控制流体蠕动泵的结构示意图；

图19为本发明实施例7中的第五种多路控制流体蠕动泵的结构示意图

图20为本发明实施例7中的第六种多路控制流体蠕动泵的结构示意图；

图21为本发明实施例8中的第一种多致动腔流体蠕动泵的结构示意图；

图22为本发明实施例9中的第二种多致动腔流体蠕动泵的结构示意图；

图23为本发明实施例10中的双向控制流体蠕动泵的结构示意图；

图24为本发明实施例11中一种常闭状态示意图；

图25为本发明实施例11中另一种常闭状态示意图。

图中：1、致动腔；

2、执行腔，2-1、执行腔Ⅰ，2-2、执行腔Ⅱ，2-3、执行腔Ⅲ；

3、泵腔，31、入口，32、致动段，32-1、致动段Ⅰ，32-2、致动段Ⅱ，32-3、致动段Ⅲ，32-4、致动段Ⅳ，33、出口；

4、第一连通腔；

5、第二连通腔，5-1、第二连通腔Ⅰ，5-2、第二连通腔Ⅱ；

6、软膜。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1-3所示，本发明的一种流体蠕动泵，由流体致动器和泵腔3组成，

流体致动器，包含经连通腔连通的容积可变的多个容腔，容腔和连通腔共同构成封闭的容质腔，容质腔内充满流体工质，所有容腔中的至少一个形成为致动腔1，其他形成为执行腔2，连接致动腔1和执行腔2的连通腔限定为第一连通腔4，连接至少两个执行腔2的连通腔限定为第二连通腔5；致动腔1对应设置有致动单元，致动单元为致动腔1容积的变化提供动力，即是，致动单元在激励作用下促使致动腔1的容积产生变化，致动单元与致动腔1固定连接，甚至致动单元形成为致动腔1的一部分，或者是致动单元布置在致动腔1的附近或周围，致动单元可以为压电致动器、静电致动器、电磁致动器、形状记忆金属致动器、气体致动器、热致动器或机械致动器。在此不做限制，具体而言：

当致动单元为压电致动器、形状记忆金属致动器或机械致动器时，驱动力需要通过结构部件的直接接触作用于致动腔1，此时，致动单元需与致动腔1固定连接，甚至致动单元可以作为围成致动腔1的一部分；当致动单元为静电致动器、电磁致动器、气体致动器或热致动器时，并不需要通过结构部件的直接接触来传递驱动力，此时，致动单元可以配置在致动腔1的附近或周围。需要说明的是，致动单元的形式除上述几种外，还包括任意其他的可致使部件产生运动或变形的驱动形式。其目的主要是促使致动腔1的容积产生变化。

致动腔1的容积变化促使容质腔内的流体工质产生体积流动并传递压力，进而驱动执行腔2容积产生变化，通过调整致动单元的激励、连通腔的流阻、容腔的大小，促使各容腔以特定时序产生容积变化，从而形成预定的致动效果。

需要说明的是，致动腔1在致动单元驱动力的作用下产生容积变化，既可同与之连通的执行腔2一样，对外部流体或部件提供致动效果，此时，围成容腔(包含致动腔1和执行腔2)的侧壁，部分或全部形成为软膜6；亦可仅仅作为促使与之连通的各执行腔2对外部流体或部件提供致动效果的条件，本身不参与对泵腔3内流体的致动。此时，围成容腔的至少执行腔2的侧壁，部分或全部形成为软膜6，总之，容腔中的至少三个需对外部流体或部件提供致动效果，以形成蠕动泵所需的特定时序。

另外，软膜6的材质可以为金属膜或聚合物膜，或金属与聚合物组成的复合材料膜，在此不做限制，软膜6的特点在于，在压力作用下易于产生变形。

不难理解的是，在致动腔1的容积变化促使容质腔内的流体工质产生体积流动过程中，连接于各容腔之间的连通腔本身具有流阻，通过调整连通腔的截面形状、尺寸及连通腔的长度等特征参数，可对连通腔的流阻进行调控，同时还可以在连通腔内设置用于调节流体流动阻力(简称流阻)的流阻调节器，配合进行各容腔之间的流阻调控。和/或合理配置各容腔的大小及其容积变化难易程度(具体为软膜6变形的难易程度、变形位移)，以实现各容腔以特定时序产生容积变化，从而形成预定的致动效果。

填充于容质腔内的流体工质可压缩、弱可压缩或不可压缩，可以为高压油、水、空气或其他，在此不做限制，容质腔内的流体工质，在致动单元驱动力的作用下，产生体积流动，这一过程伴随着压力传递，从而促使各容腔体积的变化。

泵腔3包含入口31和出口33，流体从入口31经泵腔3流至出口33的方向为流出方向，泵腔3沿流出方向依次分布有至少三个致动段32；每个致动段32均至少对应连接有一个容腔，且所有致动段32所连接的容腔中至少有一个为执行腔2；

致动段32内供流体流通的有效容积随与致动段32对应连接的容腔的容积变大而变小，并随与致动段32对应连接的容腔的容积变小而变大；其中，相邻两个致动段32中位于流出方向上靠近入口31的一者的有效容积变化速度≥另一者的有效容积变化速度，且位于流出方向上最靠近入口31的致动段32的有效容积变化速度＞位于流出方向上最靠近出口33的致动段32的有效容积变化速度；为了实现更好的泵送效果，可使相邻两个致动段32中位于流出方向上靠近入口31的一者对应连接的容腔的容积变化速度＞另一者对应连接的容腔的容积变化速度。

本发明的一种流体蠕动泵可根据应用场景的不同，设置不同数量和连接形式的致动腔1和执行腔2，对此本发明通过不同的实施例进行一一说明；

如图1-3所示，本实施例中致动段32为容积可变的致动段32，与致动段32连接的容腔在容积变化时带动与其连接的致动段32的有效容积产生变化，与致动段32连接的容腔位于与其对应连接的致动段32内，且每个致动段32设置一个容腔，各容腔串联在一起，形成单一连通路径；以容腔中包含一个致动腔1和三个执行腔2为例进行说明，围成执行腔2的侧壁，部分或全部形成为软膜6；三个执行腔2分别为沿流出方向依次分布的执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3，三个致动段32分别为沿流出方向依次分布的致动段Ⅰ32-1、致动段Ⅱ32-2及致动段Ⅲ32-3，执行腔Ⅰ2-1位于致动段Ⅰ32-1内，执行腔Ⅱ2-2位于致动段Ⅱ32-2内，执行腔Ⅲ2-3位于致动段Ⅲ32-3内；第二连通腔5具有两个，分别为第二连通腔Ⅰ5-1和第二连通腔Ⅱ5-2；致动腔1通过第一连通腔4与执行腔Ⅰ2-1连通，执行腔Ⅰ2-1通过第二连通腔Ⅰ5-1与执行腔Ⅱ2-2连通，执行腔Ⅱ2-2通过第二连通腔Ⅱ5-2与执行腔Ⅲ2-3连通；流体蠕动泵的工作过程可分为连续的吸程和排程：

排程时，致动单元在激励作用下，促使致动腔1容积减小，流体工质从致动腔1内流出，并流入执行腔2，使各执行腔2的软膜6膨胀，由于各执行腔2的容积可变及各连通腔具有事先设定的流动阻力，导致各执行腔2的软膜6膨胀速度不同。具体来讲，该速度差异由执行腔2的软膜6膨胀的难易程度、变形位移和流体工质流经连通腔的流动阻力共同决定。在本实施例中，当流体工质进入到执行腔Ⅰ2-1时，由于软膜6被设计成比较容易产生形变的模式，第二连通腔Ⅰ5-1的流动阻力被设计成相对较大的模式，因此流体工质更倾向于驱动执行腔Ⅰ2-1的软膜6膨胀，此时流经第二连通腔Ⅰ5-1的流体工质较少，当执行腔Ⅰ2-1的软膜6膨胀到一定程度时，软膜6膨胀的难度增大，导致执行腔Ⅰ2-1内的压力持续增加，从而使流经第二连通腔Ⅰ5-1的流体工质增多，即流入执行腔Ⅱ2-2的流体工质增多，这种流体工质在流量分配方式上的动态变化，在客观上造成一种效果，即流体工质进入执行腔Ⅰ2-1的即时流量远大于进入执行腔Ⅱ2-2的即时流量，导致执行腔Ⅰ2-1软膜6的膨胀速度要大于执行腔Ⅱ2-2的软膜6膨胀速度。依次类推，执行腔Ⅱ2-2软膜6的膨胀速大于执行腔Ⅲ2-3的软膜6膨胀速度。如此，在总体上可以观察到三个执行腔2的软膜6按流体工质流入的先后顺序依次膨胀。

执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快在泵腔3的致动段Ⅰ32-1内膨胀，开始建立内部压力并对与执行腔Ⅰ2-1的软膜6连接的上一吸程中进入泵腔3的致动段Ⅰ32-1内的流体产生致动效果，致动段Ⅰ32-1内相对执行腔Ⅰ2-1的软膜6附近流体压力升高，同时，泵腔3的容积减小，在执行腔Ⅰ2-1的软膜6膨胀过程中，逐渐间隔开入口31和泵腔3，流体由入口31反向流出的阻力逐渐增大，而同时，执行腔Ⅱ2-2的软膜6以相较于执行腔Ⅰ2-1的软膜6较慢的速度膨胀，开始建立内部压力并对与执行腔Ⅱ2-2的软膜6连接的上一吸程中进入泵腔3内的流体产生致动效果，泵腔3的致动段Ⅱ32-2内的执行腔Ⅱ2-2的软膜6附近流体压力升高，同时泵腔3的容积进一步减小，由于构成执行腔Ⅰ2-1和执行腔Ⅱ2-2的软膜6在泵腔3内的膨胀存在快慢时序，使得泵腔3内相对构成执行腔Ⅰ2-1和执行腔Ⅱ2-2的软膜6附近的流体存在压差，又由于构成邻近泵腔3的出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6以最慢的速度产生变形，相较而言泵腔3的出口33压力最小，这一过程伴随着流体由入口31反向流出的阻力持续增大，泵腔3内的流体在内外压差的作用下，主要由出口33泵出，当执行腔Ⅲ2-3的软膜6达到最大变形状态时，完成排程，如图2所示。

吸程时，致动单元在激励作用下，促使致动腔1容积增大，流体工质流回致动腔1，使各执行腔2的软膜6收缩，由于各执行腔2的容积可变及各连通腔具有事先设定的流动阻力，导致各执行腔2软膜6收缩的速度不同。与膨胀过程类似，该速度差异由执行腔2软膜6收缩的难易程度、变形位移和流体工质流经连通腔的流动阻力共同决定。在本实施例中，离致动腔1最近的执行腔Ⅰ2-1内的流体工质最先流回致动腔1，由于软膜6被设计成比较容易产生形变的模式，第二连通腔Ⅰ5-1的流动阻力被设计成相对较大的模式，因此流体工质更倾向于驱动执行腔Ⅰ2-1的软膜6收缩，此时经第二连通腔Ⅰ5-1回流的流体工质较少，当执行腔Ⅰ2-1的软膜6收缩到一定程度时，软膜6收缩的难度增大，导致该腔内的压力持续减小，从而使流经第二连通腔Ⅰ5-1的流体工质增多，即从执行腔Ⅱ2-2流回的流体工质增多，这种流体工质在流量分配方式上的动态变化，在客观上造成一种效果，即流体工质经执行腔Ⅰ2-1回流的即时流量远大于经执行腔Ⅱ2-2回流的即时流量，导致执行腔Ⅰ2-1的软膜6的收缩速度要大于执行腔Ⅱ2-2的软膜6收缩速度。依次类推，执行腔Ⅱ2-2的软膜6的收缩速大于执行腔Ⅲ2-3的软膜6的收缩速度。如此，在总体上可以观察到三个执行腔2的软膜6按流体工质回流的先后顺序依次收缩。

执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅰ2-1容积减小，使得与之相连的致动段Ⅰ32-1的有效容积增大，泵腔3容积也增大，同时，执行腔Ⅱ2-2的软膜6以相较于执行腔Ⅰ2-1软膜6较慢的速度从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅱ2-2容积减小，使得与之相连的致动段Ⅱ32-2的有效容积增大，泵腔3容积进一步增大，依次顺序递进，执行腔Ⅲ2-3的软膜6最慢从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅲ2-3容积减小，使得与之相连的致动段Ⅲ32-3的有效容积增大，泵腔3的容积达到最大，这一过程中，随着泵腔3的容积逐渐增大，泵腔3内压力逐渐减小，由于执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快从上一排程中建立的最大变形状态收缩，此时，执行腔Ⅲ2-3的软膜6依然保持着较大的变形状态，流体在泵腔3内外压差的作用下，主要由入口31进入泵腔3，当执行腔Ⅲ2-3的软膜6完全收缩时，完成吸程，如图3所示；在周期性激励下，如此往复，形成流体的连续单向泵送。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1结构原理相同，区别在于，容腔位于与其对应连接的致动段32外；

且每个致动段32设置一个容腔，各容腔串联在一起，形成单一连通路径；以容腔中包含一个致动腔1和三个执行腔2为例进行说明，围成执行腔2的侧壁，部分或全部形成为软膜6，围成致动段32的侧壁部分为软膜6；三个执行腔2分别为沿流出方向依次分布的执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3，三个致动段32分别为沿流出方向依次分布的致动段Ⅰ32-1、致动段Ⅱ32-2及致动段Ⅲ32-3，执行腔Ⅰ2-1与致动段Ⅰ32-1连接，且位于致动段Ⅰ32-1的外部；执行腔Ⅱ2-2与致动段Ⅱ32-2连接，且位于致动段Ⅱ32-2的外部；执行腔Ⅲ2-3与致动段Ⅲ32-3连接，且位于致动段Ⅲ32-3的外部；致动腔1通过第一连通腔4与执行腔Ⅰ2-1连通，执行腔Ⅰ2-1通过第二连通腔Ⅰ5-1与执行腔Ⅱ2-2连通，执行腔Ⅱ2-2通过第二连通腔Ⅱ5-2与执行腔Ⅲ2-3通连通。

实施例3

如图5-图7所示，本实施例与实施例1或2的结构原理基本相同，区别在于，致动腔1通过多个第一连通腔4分别与各个执行腔2单独连通，即各个执行腔2与致动腔1之间呈并联式结构；多个执行腔2沿单一路径设置于泵腔3内入口31与出口33的连接通道上，；以容腔中包含一个致动腔1和三个执行腔2为例进行说明，围成执行腔2的侧壁，部分或全部形成为软膜6；三个执行腔2分别为沿流出方向依次分布的执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3，三个致动段32分别为沿流出方向依次分布的致动段Ⅰ32-1、致动段Ⅱ32-2及致动段Ⅲ32-3，执行腔Ⅰ2-1位于致动段Ⅰ32-1内，执行腔Ⅱ2-2位于致动段Ⅱ32-2内，执行腔Ⅲ2-3位于致动段Ⅲ32-3内，执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3各自单独通过第一连通腔4与致动腔1连通。

当致动单元在激励作用下，促使致动腔1容积变化时，流体工质从致动腔1内流出或流回致动腔1，使各执行腔2软膜6膨胀或收缩，由于各执行腔2的容积可变及各第一连通腔4具有事先设定的流动阻力，导致各执行腔2软膜6膨胀或收缩的速度不同。具体来讲，该速度差异由执行腔2软膜6膨胀的难易程度、变形位移和流体工质流经连通腔的流动阻力共同决定。通过调节围成各执行腔2软膜6变形的难易程度、变形位移和流体工质流经各第一连通腔4的流动阻力，可以调节各个执行腔2软膜6的变形速度和位移的差异，实现各执行腔2以特定时序产生容积变化，从而形成预定的致动效果。在本实施例中，邻近泵腔3的入口31的执行腔Ⅰ2-1的软膜6被设计为最快膨胀或收缩，而邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6被设计为最慢膨胀或收缩，同样地，流体蠕动泵的工作过程可分为连续的吸程和排程：

排程时，执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快在泵腔3的致动段Ⅰ32-1内膨胀，开始建立内部压力并对与执行腔Ⅰ2-1的软膜6连接的上一吸程中进入泵腔3内的流体产生致动效果，泵腔3内相对执行腔Ⅰ2-1的软膜6附近流体压力升高，同时，泵腔3容积减小，在执行腔Ⅰ2-1软膜6朝向泵腔3一侧变形过程中，逐渐间隔开入口31和泵腔3，流体由入口31反向流出的阻力逐渐增大，而同时，构成执行腔Ⅱ2-2的软膜6以相较于执行腔Ⅰ2-1的软膜6较慢的速度在泵腔3的致动段Ⅱ32-2内膨胀，开始建立内部压力并对与执行腔Ⅱ2-2软膜6连接的上一吸程中进入泵腔3内的流体产生致动效果，泵腔3内相对执行腔Ⅱ2-2的软膜6附近流体压力升高，同时泵腔3的容积进一步减小，由于构成执行腔Ⅰ2-1和执行腔Ⅱ2-2的软膜6朝在泵腔3内膨胀存在快慢的时序，使得泵腔3内相对执行腔Ⅰ2-1和执行腔Ⅱ2-2软膜6附近的流体存在压差，又由于构成邻近泵腔3的出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6以最慢的速度在泵腔3的致动段Ⅲ32-3内膨胀，相较而言泵腔3出口33端压力最小，这一过程伴随着流体由入口31端反向流出的阻力持续增大，泵腔3内的流体在内外压差的作用下，主要由出口33泵出，当构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6朝向泵腔3一侧达到最大变形状态时，完成排程，如图6所示。

吸程时，执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅰ2-1容积减小，使得与之相连的致动段Ⅰ32-1的有效容积增大，泵腔3的容积也增大，同时，执行腔Ⅱ2-2的软膜6以相较于该执行腔Ⅰ2-1较慢的速度从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅱ2-2容积减小，使得与之相连的致动段Ⅰ32-2的有效容积增大，泵腔3容积进一步增大，泵腔3的容积进一步增大；依次顺序递进，邻近泵腔3出口33端的执行腔Ⅲ2-3的软膜6最慢从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅲ2-3容积减小，使得与之相连的致动段Ⅲ32-3的有效容积增大，泵腔3的容积达到最大，这一过程中，随着泵腔3的容积逐渐增大，泵腔3内压力逐渐减小，由于构成邻近泵腔3入口31的执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快从上一排程中建立的最大变形状态收缩，此时，构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6依然保持着较大的变形状态，流体在泵腔3内外压差的作用下，主要由入口31进入泵腔3，当构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6完全收缩时，完成吸程，如图7所示；在周期性激励下，如此往复，形成流体的连续单向泵送。

实施例4

如图8-图10所示，本实施例与实施例3的基本结构原理相同，区别在于，容腔位于与其对应连接的致动段32外；致动腔1通过多个第一连通腔4分别与各个执行腔2单独连通，即各个执行腔2与致动腔1之间呈并联式结构；以容腔中包含一个致动腔1和三个执行腔2为例进行说明，围成执行腔2的侧壁，部分或全部形成为软膜6，围成致动段32的侧壁部分为软膜6；三个执行腔2分别为沿流出方向依次分布的执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3，三个致动段32分别为沿流出方向依次分布的致动段Ⅰ32-1、致动段Ⅱ32-2及致动段Ⅲ32-3，执行腔Ⅰ2-1与致动段Ⅰ32-1连接，且位于致动段Ⅰ32-1的外部；执行腔Ⅱ2-2与致动段Ⅱ32-2连接，且位于致动段Ⅱ32-2的外部；执行腔Ⅲ2-3与致动段Ⅲ32-3连接，且位于致动段Ⅲ32-3的外部；致动腔1通过第一连通腔4与执行腔Ⅰ2-1连通，执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3各自单独通过第一连通腔4与致动腔1连通。

当致动单元在激励作用下，促使致动腔1容积变化时，流体工质从致动腔1内流出或流回致动腔1，使各执行腔2软膜6膨胀或收缩，由于各执行腔2的容积可变及各第一连通腔4具有事先设定的流动阻力，导致各执行腔2软膜6膨胀或收缩的速度不同。具体来讲，该速度差异由执行腔2软膜6膨胀的难易程度、变形位移和流体工质流经连通腔的流动阻力共同决定。通过调节围成各执行腔2软膜6变形的难易程度、变形位移和流体工质流经各第一连通腔4的流动阻力，可以调节各个执行腔2软膜6的变形速度和位移的差异，实现各执行腔2以特定时序产生容积变化，从而形成预定的致动效果。在本实施例中，邻近泵腔3入口31的执行腔Ⅰ2-1的软膜6被设计为最快膨胀或收缩，而邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6被设计为最慢膨胀或收缩，同样地，流体蠕动泵的工作过程可分为连续的吸程和排程：

排程时，执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快朝向泵腔3的致动段Ⅰ32-1一侧膨胀，带动致动段Ⅰ32-1一起变形，且致动段Ⅰ32-1随之变形而容积变小，开始建立内部压力并对上一吸程中进入泵腔3的致动段Ⅰ32-1内的流体产生致动效果，泵腔3内相对执行腔Ⅰ2-1的软膜6附近流体压力升高，同时，泵腔3内的容积减小，在执行腔Ⅰ2-1的软膜6朝向泵腔3一侧变形过程中，逐渐间隔开入口31和泵腔3，流体由入口31反向流出的阻力逐渐增大，而同时，构成执行腔Ⅱ2-2的软膜6以相较于执行腔Ⅰ2-1较慢的速度朝向泵腔3的致动段Ⅱ32-2一侧膨胀，致动段Ⅱ32-2随之变形而容积变小，开始建立内部压力并对上一吸程中进入致动段Ⅱ32-2内的流体产生致动效果，泵腔3内相对执行腔Ⅱ2-2的软膜6附近流体压力升高，同时泵腔3的容积进一步减小，由于构成执行腔Ⅰ2-1和执行腔Ⅱ2-2的软膜6朝向泵腔3一侧膨胀存在快慢的时序，使得泵腔3内相对执行腔Ⅰ2-1和执行腔Ⅱ2-2软膜6附近的流体存在压差，又由于构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6以最慢的速度朝向泵腔3一侧膨胀，相较而言泵腔3的出口33压力最小，这一过程伴随着流体由入口31反向流出的阻力持续增大，泵腔3内的流体在内外压差的作用下，主要由出口33泵出，当构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6朝向泵腔3一侧达到最大变形状态时，完成排程，如图9所示。

吸程时，执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅰ2-1容积减小，使得致动段Ⅰ32-1随之变形而有效容积变大，泵腔3的容积也增大，同时，执行腔Ⅱ2-2的软膜6以相较于执行腔Ⅰ2-1较慢的速度从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅱ2-2容积减小，使得与之相连的致动段Ⅱ32-2的有效容积增大，泵腔3的容积进一步增大；依次顺序递进，邻近泵腔3出口33端的执行腔Ⅲ2-3的软膜6最慢从上一排程中建立的最大变形状态收缩，执行腔Ⅲ2-3容积减小，使得与之相连的致动段Ⅲ32-3的有效容积增大，泵腔3的容积达到最大，这一过程中，随着泵腔3的容积逐渐增大，泵腔3内压力逐渐减小，由于构成邻近泵腔3入口31的执行腔Ⅰ2-1的软膜6最快从上一排程中建立的最大变形状态收缩，此时，构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6依然保持着较大的变形状态，流体在泵腔3内外压差的作用下，主要由入口31进入泵腔3，当构成邻近泵腔3出口33的执行腔Ⅲ2-3的软膜6完全收缩时，完成吸程，如图10所示；在周期性激励下，如此往复，形成流体的连续单向泵送。

实施例5

如图11-图12所示，本实施例与实施例二、实施例四的结构原理基本相同，区别在于，至少两个执行腔2之间通过第二连通腔5连通。

实施例6

如图13-图14，本实施例与实施例2或4的结构原理和布置形式基本相同，区别在于，围成容腔包含致动腔1和执行腔2的侧壁，部分或全部形成为软膜6，即是，致动腔1本身可以对泵腔3内的流体提供致动效果，致动腔1可设置在位于流出方向上最靠近入口31的致动段32上。

以容腔中包含一个致动腔1和三个执行腔2为例进行说明，三个执行腔2分别为沿流出方向依次分布的执行腔Ⅰ2-1、执行腔Ⅱ2-2及执行腔Ⅲ2-3，四个致动段32分别为沿流出方向依次分布的致动段Ⅰ32-1、致动段Ⅱ32-2、致动段Ⅲ32-3及致动段Ⅳ32-4，致动腔1与致动段Ⅰ32-1连接，且位于致动段Ⅰ32-1的外部；执行腔Ⅰ2-1与致动段Ⅱ32-2连接，且位于致动段Ⅱ32-2的外部；执行腔Ⅱ2-2与致动段Ⅲ32-3连接，且位于致动段Ⅲ32-3的外部；执行腔Ⅲ2-3与致动段Ⅳ32-4连接，且位于致动段Ⅳ32-4的外部；如图13所示，致动腔1通过第一连通腔4和执行腔2连通，两个执行腔2之间通过第二连通腔5连通；或者，如图14所示，各执行腔2独自通过第一连通腔4和致动腔1连通。

实施例7

如图15-图20所示，本实施例与实施例1-6的原理相同，区别在于，通过匹配致动腔1和执行腔2的数量和连接形式，实现多路径泵送控制，可应用于不同类型流体同时泵送或定量混合。

实施例8

如图21所示，本实施例与实施例1或3的而言，区别在于，当单一致动腔1的致动力效能不足的时候，可以通过设置多个致动腔1的形式提高致动力效能，在此不做赘述。

实施例9

如图22所示，本实施例与实施例2或4的而言，区别在于，当单一致动腔1的致动力效能不足的时候，可以通过设置多个致动腔1的形式提高致动力效能，在此不做赘述。

实施例10

如图23所示，本实施例与实施例1-8的原理相同，区别在于，泵腔3包括第一泵口和第二泵口，第一泵口和第二泵口中的一者为入口31，另一者为出口33，邻近第一泵口和第二泵口的位置处均设置一个或多个致动腔1，邻近第一泵口的致动腔1和邻近第一泵口的执行腔2连通，邻近第二泵口的致动腔1和邻近第二泵口的执行腔2连通；所能达到的效果是，当邻近第一泵口的致动腔1对应的致动单元受到激励，而邻近第二泵口的致动腔1对应的致动单元未受到激励时，第一泵口为入口31，第二泵口为出口33，流体由入口31进入泵腔3，并由出口33泵出；当邻近第二泵口的致动腔1对应的致动单元受到激励，而邻近第一泵口的致动腔1对应的致动单元未受到激励时，第一泵口为出口33，第二泵口为入口31，流体由入口31进入泵腔3，并由出口33泵出，由此可实现流体的双向泵送控制。

实施例11

如图24-图25所示，本实施例与实施例1-10的区别在于，致动单元未工作时致动段32对应连接的容腔完全隔开入口31和出口33；即是初始状态下，构成各执行腔2的软膜6或构成各容腔包括致动腔1和执行腔2的软膜6朝泵腔一侧处于最大膨胀状态，隔开入口31和出口33，所能达到的效果是，流体蠕动泵构成常闭式流体泵，非工作状态下的截止性高。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (13)

1.一种流体蠕动泵，其特征在于：包括流体致动器和泵腔(3)；

所述流体致动器包含经连通腔连通的容积可变的多个容腔，所述容腔和连通腔共同构成封闭的用于容纳流体工质的容质腔；所有容腔中至少有一个形成为致动腔(1)，其它形成为执行腔(2)，所述致动腔(1)对应设置有致动单元，致动单元用于驱动致动腔(1)产生容积变化而促使流体工质流入或流出各个执行腔(2)，以控制执行腔(2)的容积变化；

泵腔(3)，包含入口(31)和出口(33)，流体从入口(31)经泵腔(3)流至出口(33)的方向为流出方向，所述泵腔(3)沿流出方向依次分布有至少三个致动段(32)；每个致动段(32)均至少对应连接有一个容腔，且所有致动段(32)所连接的容腔中至少有一个为执行腔(2)；

所述致动段(32)内供流体流通的有效容积随与致动段(32)对应连接的容腔的容积变大而变小，并随与致动段(32)对应连接的容腔的容积变小而变大；其中，相邻两个致动段(32)中位于流出方向上靠近入口(31)的一者的有效容积变化速度≥另一者的有效容积变化速度，且位于流出方向上最靠近入口(31)的致动段(32)的有效容积变化速度＞位于流出方向上最靠近出口(33)的致动段(32)的有效容积变化速度。

2.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：相邻两个致动段(32)中位于流出方向上靠近入口(31)的一者对应连接的容腔的容积变化速度＞另一者对应连接的容腔的容积变化速度。

3.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述致动段(32)为容积可变的致动段(32)，与致动段(32)连接的容腔在容积变化时带动与其连接的致动段(32)的有效容积产生变化。

4.根权利要求3所述的流体蠕动泵，其特征在于：与致动段(32)连接的容腔位于与其对应连接的致动段(32)内。

5.根权利要求3所述的流体蠕动泵，其特征在于：与致动段(32)连接的容腔位于与其对应连接的致动段(32)外。

6.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述致动单元未工作时致动段(32)对应连接的容腔完全隔开入口(31)和出口(33)。

7.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：围成执行腔(2)的侧壁，部分或全部为软膜(6)，所述的软膜(6)能够随流体工质流入或流出其所在的执行腔(2)而变形。

8.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：围成容腔的侧壁，部分或全部为软膜(6)，所述的软膜(6)能够随流体工质流入或流出其所在的容腔而变形。

9.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述连通腔包括第一连通腔(4)，所述致动腔(1)通过第一连通腔(4)与执行腔(2)连通。

10.根权利要求9所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述连通腔还包括第二连通腔(5)，至少两个执行腔(2)之间通过第二连通腔(5)连通。

11.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述致动单元为压电致动器、静电致动器、电磁致动器、形状记忆金属致动器、气体致动器、热致动器或机械致动器。

12.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述连通腔上设置有用于调节其内部流体的流动阻力的流阻调节器。

13.根权利要求1所述的流体蠕动泵，其特征在于：所述容质腔内充满流体工质，流体工质为可压缩或不可压缩。

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