CN202100427U - 非对称流道无阀压电泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种非对称流道无阀压电泵，属于流体传输和微机械技术领域。泵体上盖和泵下腔体由螺栓联接，压电振子的压电陶瓷片与金属铜基板固定连接，压电振子的金属铜基板夹持在泵体上盖和圆形橡胶密封圈之间，圆形橡胶密封圈放置在泵下腔体内，泵下腔体包含圆柱形腔体、左侧“Y”形流道或者左侧“V”形流道、右侧锥管流道、以及左侧蓄水槽的泵入水口和锥管流道泵出水口。由于非对称流道结构的变化对流体进口与出口的阻尼差产生大的影响，使泵的整体的入流和出流效果产生变化，改善了无阀泵的流动性能。
Description
技术领域
本实用新型属于流体传输和微机械技术领域，具体是指一种无阀压电泵。
背景技术
目前无阀压电泵主要采用单一的对称流道布置，但是由于收缩和扩张的程度对流量的影响不明显，所以无阀扩张和收缩管的流量很小，只有10ml左右，无阀泵的流量的提高是一个较大的难题；同时在流体由于处于紊流状态小，流线十分复杂，流动中容易产生漩涡，会使压电泵工作不稳定，严重的还会产生断流；传统的锥形流道无阀压电泵属于对称流道结构，由于对称流道中单一结构的流动阻尼已经限定，无法选择最优的流体结构。
发明内容
本实用新型提供一种非对称流道无阀压电泵，以解决目前存在的流量小、压电泵工作不稳定，严重的还会产生断流的问题。
本实用新型采取的技术方案是：泵体上盖和泵下腔体由螺栓联接，压电振子的压电陶瓷片与金属铜基板固定连接，压电振子的金属铜基板夹持在泵体上盖和圆形橡胶密封圈之间，圆形橡胶密封圈放置在泵下腔体内，泵下腔体包含圆柱形腔体、左侧“Y”形流道或者左侧“V” 形流道、右侧锥管流道、以及左侧蓄水槽的泵入水口和锥管流道泵出水口。
非对称流道无阀压电泵通过对流道结构的选择，提高输出流量；同时可以选择不同结构的优点，本实用新型中采用了三通的流道结构特点有效减少了漩涡的产生。
本实用新型专利在采用三通管结构的基础上，设计了新型的非对称流道的无阀压电泵，选用的是“Y”和“V”型流道作为入口的流道，以锥管为出口流道，既满足三通管降低压电泵漩涡的影响，同时由于非对称流道的结构差异有效地使两端口进入的流量大小不同，也满足了流量的增大，同时避免了断流现象。
本实用新型专利的优点：采用了非对称流道结构，在吸入流体时，两边的流道都均有流体进入，但由于Q1in<Q2in，所以左侧的流体进入的流量大于右侧的流量，流体由左端吸入，而流出状态又因为Q1out>Q2out,右侧流出的液体的流量大于左侧，流体由右端排出，流道节流口的流动公式为 
，k为常数，
为节流口的流通面积，
X为开口量， 
为压差，m为指数，取值为[0.5,1],，非对称流道由于流道的不同两边的阻尼系数不一样，
，则产生较大差异，使得
的变化量较对称流道有很大不同，同时也使两边吸入和排除的流量也有明显的变化，从而实现了提高流量的目的。
在采用三通管结构的基础上，选用的是“Y”和“V”型流道作为入口的流道，以锥管为出口流道，有效满足了三通管降低压电泵漩涡的影响。随着对各种结构阻尼研究的不断深入研究，可以设置符合流动条件的新型流道，是对非对称流道新的探索。此类非对称流道无阀压电泵具有广阔的开发前景。
附图说明：
图1是本实用新型实施例1压电泵的下腔体俯视图；
图2是本实用新型实施例2压电泵的下腔体俯视图；
图3是图1的M-M剖视图；
图4是本实用新型上盖的仰视图；
图5是图4的N-N剖视图；
图6是本实用新型的结构示意图；
1-泵体上盖，2-泵下腔体，3-圆环形橡胶密封圈，4-圆柱形腔体，5- “V”形流道，6-“Y”形流道，7-锥管流道，8-泵入水口，9-泵出水口，10-金属铜基板，11-压电陶瓷片。
具体实施方式
实施例1
泵体上盖1和泵下腔体2由螺栓联接，压电振子的压电陶瓷片11与金属铜基板10固定连接，压电振子的金属铜基板10夹持在泵体上盖1和圆形橡胶密封圈之间3，圆形橡胶密封圈3放置在泵下腔体2内，泵下腔体包含圆柱形腔体4、左侧“V” 形流道5、右侧锥管流道7、以及左侧蓄水槽的泵入水口8和锥管流道泵出水口9。
实施例2
泵体上盖1和泵下腔体2由螺栓联接，压电振子的压电陶瓷片11与金属铜基板10固定连接，压电振子的金属铜基板10夹持在泵体上盖1和圆形橡胶密封圈之间3，圆形橡胶密封圈3放置在泵下腔体2内，泵下腔体包含圆柱形腔体4、左侧“Y”形流道6、右侧锥管流道7、以及左侧蓄水槽的泵入水口8和锥管流道泵出水口9。
压电振子外部粘合防水膜，压电振子采用周边固定方式，这种方式可使压电振子中心部位产生较大的弯曲变形，同时具有较低的谐振频率。
本实用新型专利压电泵的工作原理是：压电陶瓷片和金属片作为两级，当压电振子施加电压，若电压方向与压电陶瓷的极化方向相同，压电陶瓷就会收缩，若电压方向与压电陶瓷方向相反，压电陶瓷就会延伸，压电陶瓷的伸缩变形必然会带动铜基板的变形，这一过程是电能转化为机械能的过程。由于压电振子的延伸，使流管两端吸入不同流量的流体，左端吸入流体的流量大于右端，表现为从左端吸入流体；压电振子的收缩，使右端排出流量大于左端，整体表现为流体从左端吸入、右端排出的单向流动。
本实施采用90V，70Hz交流电压把交流电施加压电振子的两极——压电陶瓷片和金属片上面，是压电振子产生周期性的弯曲变形，从而驱动压电泵的工作。本实施中，泵体上盖、泵体下盖都有有机玻璃加工制造。圆形压电振子采用市售，直径为45mm，压电陶瓷和金属铜基板厚度均为0.1mm，金属铜基板材料为黄铜。
Claims (1)
1.一种非对称流道无阀压电泵，泵体上盖和泵下腔体由螺栓联接，压电振子的压电陶瓷片与金属铜基板固定连接，压电振子的金属铜基板夹持在泵体上盖和圆形橡胶密封圈之间，圆形橡胶密封圈放置在泵下腔体内，其特征在于：泵下腔体包含圆柱形腔体、左侧“Y”形流道或者左侧“V” 形流道、右侧锥管流道、以及左侧蓄水槽的泵入水口和锥管流道泵出水口。
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