CN1580576A - 微型剪切力离心泵 - Google Patents
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Abstract
微型剪切力离心泵，该离心泵含有前盖板、后盖板、圆板叶轮和可调速微电机，圆板叶轮设置在由前盖板和后盖板构成的蜗壳内，可调速微电机通过转轴并穿过后盖板中心处的微型轴承与所述的叶轮联结，在所述的前盖板中心位置上设有流体进口道，在蜗壳的圆周切线方向上设有流体出口道。本发明的思路来源于流体、固壁间的摩擦力和流体自身的粘性，圆板叶轮因流、固间的摩擦力而带动叶轮附近的流体运动，然后流体因自身的粘性而使整个流体运动，在离心剪切力的作用下，流体从圆板叶轮中心被甩向外缘的过程中便获得了能量，压力则逐渐升高，最后涡壳收集流体并经出口道排出一定的压力流量。该微型剪切力离心泵结构简单，加工工艺要求不高，装卸方便，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型离心泵，尤其涉及一种微型剪切力离心泵，属于微型流体机械的微型泵类技术领域，其在医疗、生物、测试及微家电等领域具有广泛的应用前景。
背景技术
微型泵主要有体积、流速、泵压三方面的要求。体积方面要求体积尽可能小，为此通常采用微加工技术；流速方面要求包括流速范围、流速脉动性及流速的稳定性等；微型泵泵压则对不同的微控系统有不同的要求。其他要求，如易控制操作、工作寿命长、易清洗、适应流体种类多、耐腐蚀等。
微型泵的种类很多，如微机械往复微型泵、压电微型泵、热气动微型泵、静电微型泵、气动微型泵等等，但往复微型泵的流速有一定的脉动性、结构复杂、造价高、活动部件易磨损；压电微型泵的流速也有一定的脉动性、结构复杂；热气动微型泵有流速的延迟性；静电微型泵也有流速的脉动性和延迟性；气动微型泵的外部设备体积大、流速也有脉动性；其中微型离心泵以其输送流体范围广、能连续小脉动输送流体、设备简单等倍受关注。但沿袭传统离心泵结构的微型离心泵仍需要在其叶轮上设计叶片，叶片形成叶轮流道，此将导致其结构复杂，对微加工技术要求高，造价较高。微型离心泵轴带动叶轮旋转，叶轮叶片驱动叶片间的流体转动而产生离心力，从而在离心力的作用下，流体在从叶轮中心被甩向外缘的过程中便获得了能量，但这类微型离心泵因其叶片流道结构和加工工艺还比较复杂、压力脉动还比较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种独特的微型剪切力离心泵，其思路来源于流体、固壁间的摩擦力和流体自身的粘性，叶轮因流、固间的摩擦力而带动叶轮附近的流体运动，然后流体因自身的粘性而使整个流体运动，在离心剪切力的作用下，流体在从叶轮中心被甩向外缘的过程中获得了能量，从而形成一定的压力流量。以解决传统微型离心泵需在其叶轮上设计叶轮流道所导致的结构和加工工艺比较复杂、压力脉动比较大的缺陷。
本发明的技术方如下：
一种微型剪切力离心泵，其特征在于：该离心泵含有前盖板、后盖板、圆板叶轮和可调速微电机，所述的叶轮设置在由前盖板和后盖板构成的蜗壳内，所述的可调速微电机通过转轴并穿过后盖板中心处的微型轴承与所述的叶轮联结，在所述的前盖板中心位置上设有流体进口道，在蜗壳的圆周切线方向上设有流体出口道。
本发明提供的微型剪切力离心泵具有以下优点及突出性效果：
1)结构简单，叶轮上不需要设计流道，加工工艺要求不高；
2)流体驱动力是流体-固壁间摩擦力、流体的剪切力和离心力；
3)微型剪切力离心泵本身不需要控制阀，仅靠一台调速微电机即可实现对流体的驱动和控制，易实现驱动和控制一体化；
4)微型剪切力离心泵的微流量可连续供给而无脉动；
5)驱动系统和被驱动流体不直接接触，因此对流体的种类没有特殊要求，可驱动的流体范围广泛。
附图说明
图1为本发明提供的微型剪切力离心泵三维结构示意图。
图中：1-流体进口道，2-前盖板，3-微型轴承，4-圆板叶轮，5-后盖板，6-转轴，7-蜗壳，8-流体出口道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工作原理、具体实施作进一步的说明。
本发明设计的微型剪切力离心泵主要包括流体进口道1、前盖板2、微型轴承3、圆板叶轮4、后盖板5、转轴6、蜗壳7、流体出口道8、可调速微电机。所述的圆板叶轮设置在由前盖板和后盖板构成的蜗壳7内，所述的可调速微电机通过转轴6并穿过后盖板5中心处的微型轴承3与所述的圆板叶轮4联结，在所述的前盖板中心位置上设有流体进口道1，在蜗壳的圆周切线方向上设有流体出口道8(如图1所示)。
微型剪切力离心泵的工作原理：微型剪切力离心泵是一种可用作流体输送的新型装置，其思路来源于流体、固壁间的摩擦力和流体自身的粘性，运动固壁因流、固间的摩擦力而带动固壁附近的流体运动，然后流体因自身的粘性而使整个流体运动，在离心剪切力的作用下，流体从叶轮中心被甩向外缘的过程中便获得了能量，压力则逐渐升高，最后涡壳收集流体并经出口道排出。叶轮中的流体被甩出时，叶轮中心处便形成低压，在进口道与叶轮之间的压差作用下，流体便经进口道源源不断地流入泵内，以补充被排出流体的空间，从而形成一定的压力流量。只要叶轮不停地旋转，流体便不断地吸入和排出。最后，微型泵的输出流量近似为：Q＝KQU，微型泵压近似为：H＝KHU2，其中KQ、KH分别为流量、压力系数，U为叶轮外直径处的圆周速度，泵流量与泵压的曲线可由试验测出。
Claims (1)
1.一种微型剪切力离心泵，其特征在于：该离心泵含有前盖板(2)、后盖板(5)、圆板叶轮(4)和可调速微电机，所述的圆板叶轮(4)设置在由前盖板(2)和后盖板(5)构成的蜗壳(7)内，所述的可调速微电机通过转轴(6)并穿过后盖板中心处的微型轴承(3)与所述的叶轮联结，在所述的前盖板中心位置上设有流体进口道(1)，在蜗壳的圆周切线方向上设有流体出口道(8)。
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Cited By (4)
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