CN206834972U - 一种网状电极串联式电流体动力微泵 - Google Patents
一种网状电极串联式电流体动力微泵 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种网状电极串联式电流体动力微泵；包括左电极支撑导杆、右电极支撑导杆；沿左电极支撑导杆的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状发射极；沿右电极支撑导杆的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状集电极；网状发射极和网状集电极彼此相互交错排布，形成正负极轴向交错排布的梳状电极阵列；左电极支撑导杆和右电极支撑导杆伸出梳状电极阵列之外的空余端，分别与电源正负极相连；梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极和网状集电极的工作区域以及工质的流通通路。梳状电极阵列面积大，增加了电流体动力作用的范围，增强了离子拖拽效应，同时针状结构增强尖端放电，提高电流体动力微泵的动力效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及微电子散热及微量流体控制领域，尤其涉及一种网状电极串联式电流体动力微泵。
背景技术
随着电子元器件微型化和高性能的进一步发展，下一代电子元器件的热流密度将不断提高，然而微电子器件的可靠性对温度十分敏感，器件温度的提高将导致其可靠性下降，现有的气体冷却技术已无法满足如此之高的热流密度的散热需求，因此迫切需要发展新一代的液冷技术。
面对未来电子产品散热空间狭小，发热元件热流密度高等特点，微电子领域的散热问题在近10年来引起了研究者们的关注。另一方面，微细加工技术的日臻成熟,亦使微米级尺寸的可动机械构件的制作成为可能。随着MEMS技术的兴起，研究人员将MEMS和微加工技术引入电流体动力微泵的设计制造，使电流体动力泵的外型尺寸和工作电压大大减小，从而使电流体动力泵的研究工作进入微尺度领域。
相对于传统机械泵，电流体动力微泵具有无运动部件，运行可靠，低能耗，容易制作和无需维护等优点，并且可以直接同各种基材或流道直接集成，无需独立空间。因此电流体动力微泵能够十分切合电子产品散热所需的要求，同时也被认为是解决微电子行业中高热流器件的冷却问题的一个突破。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种网状电极串联式电流体动力微泵。旨在提高现有电流体动力微泵的效能，改变泵压较低，驱动效果较差的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种网状电极串联式电流体动力微泵，包括左电极支撑导杆1、右电极支撑导杆2；
沿左电极支撑导杆1的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状发射极3；
沿右电极支撑导杆2的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状集电极4；
网状发射极3和网状集电极4彼此相互交错排布，形成正负极轴向交错排布的梳状电极阵列；
梳状电极阵列置于微泵腔体内；左电极支撑导杆1和右电极支撑导杆2伸出梳状电极阵列之外的空余端，分别与电源正负极相连；
梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极3和网状集电极4的工作区域以及工质的流通通路。
所述网状发射极3的各网格交汇处加工有平滑过渡的针状结构6，形成多个尖锐的突起。
所述网状发射极3和网状集电极4分别通过开口的圆弧支架，固定在与之相对的左电极支撑导杆1和右电极支撑导杆2上；
左电极支撑导杆1与右电极支撑导杆2为直线导杆，且相互平行设置。
所述网状发射极3和网状集电极4的周围通过圆环包围，在圆环的边缘设有多个凸起结构5，凸起结构5嵌合在圆弧支架内的环槽7内。
一种网状电极串联式电流体动力微泵的运行方法，包括如下步骤：
步骤一：工作时，将组合完整的梳状电极阵列置入与之相应大小的微泵腔体内；
步骤二：将左电极支撑导杆1和右电极支撑导杆2伸出梳状电极阵列之外的空余端，分别与直流电源的正负极接通，以组成一个完整的网状电极串联式电流体动力微泵；
步骤三：网状发射极3构成发射极，网状集电极4构成集电极；发射极与集电极分别与直流电源正负极相连，在微泵腔体内部形成强电场；
步骤四：梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极3和网状集电极4的工作区域以及工质的流通通路；
步骤五：介电液体中的带电离子在电场作用下在工作区域以及工质的流通通路定向移动，其运动过程中拖动中性离子定向移动，最终驱动微泵腔体内液体流动。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本实用新型梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极3和网状集电极4的工作区域以及工质的流通通路。网状的梳状电极覆盖整个微泵腔体内的工质流道，使电场线的分布充盈在整个运动工质中，而不是仅仅局限于某一部分，增大了电流体动力作用在液体的区域范围，增强了对工质的离子拖拽效应，大幅度提高微泵(电液动力泵)的动力效果，同时针状结构有利于增强尖端放电，也能有效提高电流体动力微泵的驱动能力，针状结构与电极间平滑过渡，使得液体工质进出通孔阻力减少，能量损耗降低。
附图说明
图1为本实用新型网状电极串联式电流体动力微泵的梳状电极阵列结构示意图。
图2为左电极支撑导杆及其圆弧支架结构示意图。
图3为右电极支撑导杆及其圆弧支架结构示意图。
图4为网状发射极结构示意图。
图5为网状集电极结构示意图。
图6为圆弧支架内表面环槽结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至6所示。本实用新型公开了一种网状电极串联式电流体动力微泵，包括左电极支撑导杆1、右电极支撑导杆2；
沿左电极支撑导杆1的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状发射极3；
沿右电极支撑导杆2的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状集电极4；
网状发射极3和网状集电极4彼此相互交错排布，形成正负极轴向交错排布的梳状电极阵列；
梳状电极阵列置于微泵腔体内；左电极支撑导杆1和右电极支撑导杆2伸出梳状电极阵列之外的空余端，分别与电源正负极相连；
梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极3和网状集电极4的工作区域以及工质的流通通路。
所述网状发射极3的各网格交汇处加工有平滑过渡的针状结构6，形成多个尖锐的突起。
所述网状发射极3和网状集电极4分别通过开口的圆弧支架，固定在与之相对的左电极支撑导杆1和右电极支撑导杆2上；
左电极支撑导杆1与右电极支撑导杆2为直线导杆，且相互平行设置。
所述网状发射极3和网状集电极4的周围通过圆环包围，在圆环的边缘设有多个凸起结构5，凸起结构5嵌合在圆弧支架内的环槽7内。
本实用新型网状的梳状电极覆盖整个微泵腔体内的工质流道，使电场线的分布充盈在整个运动工质中，而不是仅仅局限于某一部分，增大了电流体动力作用在液体的区域范围，增强了对工质的离子拖拽效应，大幅度提高微泵(电流体动力泵)的动力效果，同时针状结构有利于增强尖端放电，也能有效提高电流体动力微泵的驱动能力，针状结构与电极间平滑过渡，使得液体工质进出通孔阻力减少，能量损耗降低。
本实用新型网状电极串联式电流体动力微泵的运行方法，可通过如下步骤实现：
步骤一：工作时，将组合完整的梳状电极阵列置入与之相应大小的微泵腔体内；
步骤二：将左电极支撑导杆1和右电极支撑导杆2伸出梳状电极阵列之外的空余端，分别与直流电源的正负极接通，以组成一个完整的网状电极串联式电流体动力微泵；
步骤三：网状发射极3构成发射极，网状集电极4构成集电极；发射极与集电极分别与直流电源正负极相连，在微泵腔体内部形成强电场；
步骤四：梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极3和网状集电极4的工作区域以及工质的流通通路；
步骤五：介电液体中的带电离子在电场作用下在工作区域以及工质的流通通路定向移动，其运动过程中拖动中性离子定向移动，最终驱动微泵腔体内液体流动。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种网状电极串联式电流体动力微泵，其特征在于：包括左电极支撑导杆(1)、右电极支撑导杆(2)；
沿左电极支撑导杆(1)的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状发射极(3)；
沿右电极支撑导杆(2)的轴线方向，阵列、间隔分布有多个网状集电极(4)；
网状发射极(3)和网状集电极(4)彼此相互交错排布，形成正负极轴向交错排布的梳状电极阵列；
梳状电极阵列置于微泵腔体内；左电极支撑导杆(1)和右电极支撑导杆(2)伸出梳状电极阵列之外的空余端，分别与电源正负极相连；
梳状电极阵列所包围的空间，形成网状发射极(3)和网状集电极(4)的工作区域以及工质的流通通路。
2.根据权利要求1所述网状电极串联式电流体动力微泵，其特征在于：所述网状发射极(3)的各网格交汇处加工有平滑过渡的针状结构(6)，形成多个尖锐的突起。
3.根据权利要求1所述网状电极串联式电流体动力微泵，其特征在于：所述网状发射极(3)和网状集电极(4)分别通过开口的圆弧支架，固定在与之相对的左电极支撑导杆(1)和右电极支撑导杆(2)上；
左电极支撑导杆(1)与右电极支撑导杆(2)为直线导杆，且相互平行设置。
4.根据权利要求3所述网状电极串联式电流体动力微泵，其特征在于：所述网状发射极(3)和网状集电极(4)的周围通过圆环包围，在圆环的边缘设有多个凸起结构(5)，凸起结构(5)嵌合在圆弧支架内的环槽(7)内。
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| CN201720556155.2U CN206834972U (zh) | 2017-05-18 | 2017-05-18 | 一种网状电极串联式电流体动力微泵 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107093949A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-25 | 华南理工大学 | 一种网状电极串联式电流体动力微泵与方法 |
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2017
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