CN208749522U - 气体输送装置 - Google Patents
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Abstract
一种气体输送装置,包含入口板、基材、共振板、致动板、压电元件以及出口板依序堆叠,其更包含至少一阀,该阀设置于入口板的入口孔及出口板的出口孔中至少一者。其中,共振板与入口板之间具有一汇流腔室,共振板与致动板间具有一第一腔室,且致动板与出口板间具有一第二腔室;当压电元件驱动致动板时,第一腔室及第二腔室形成一压力差,此时使阀开启,以导引气体由入口板的入口孔进入汇流腔室,流经共振板的中空孔洞进入第一腔室内,并由致动板的空隙导入第二腔室内,最后由出口板的出口孔导出,借此控制气体的输送。
Description
【技术领域】
本案是关于一种气体输送装置,尤指一种具有阀以控制气体流动的气体输送装置。
【背景技术】
目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业,产品均朝精致化及微小化方向发展,其中微帮浦、喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的流体输送结构为其关键技术,是以,如何借创新结构突破其技术瓶颈,为发展的重要内容。
随着科技的日新月异,流体输送装置的应用上亦愈来愈多元化,举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热等等,甚至近来热门的穿戴式装置皆可见它的踨影,可见传统的流体输送装置已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。
然而,目前微型化的流体输送装置虽能持续传输气体,但在微型化的有限容积的腔室或流道上设计要求较多的气体传输,显然要提升是有一定困难度,因此结合阀门的设计,不尽可控制气流传输的持续或中断,也可控制气体单向的流动,而且让有限容积的腔室或流道去累积气体,以提升气体量的输出,这是本案所欲实用新型的主要课题。
【实用新型内容】
本案的主要目的在于提供一种气体输送装置,其入口孔与出口孔中至少一者设置一阀,让有限容积的腔室去累积气体,以提升气体量的输出。
为达上述目的,本案的一较广义实施态样为提供一种气体输送装置,其包含:一入口板,具有至少一入口孔;一基材;一共振板,具有一中空孔洞,且共振板与入口板之间具有一汇流腔室;一致动板,具有一悬浮部、一外框部及至少一空隙;一压电元件,贴附于该致动板的悬浮部的一表面;一出口板,具有一出口孔;至少一阀,设置在入口孔与出口孔的至少一个中;其中,入口板、基材、共振板、致动板及出口板依序对应堆叠设置,共振板及该致动板之间具有一间隙形成一第一腔室,致动板及出口板之间形成一第二腔室,压电元件驱动致动板产生弯曲共振,以使第一腔室及第二腔室形成一压力差,并使阀开启,让气体由入口孔进入汇流腔室而流经共振板的中空孔洞,以进入第一腔室内,并由该至少一空隙导入第二腔室内,最后由出口板的出口孔导出,借此以控制气体的流通。
【附图说明】
图1为本案的一较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。
图2A至图2C为本案的一较佳实施例的气体输送装置的作动示意图。
图3A及图3B为本案的阀的第一、第二及第三实施态样的作动示意图。
图4A及图4B为本案的阀的第四、第五实施态样的作动示意图。
【具体实施方式】
体现本案特征与优点的一些典型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,而非架构于限制本案。
请参阅第1图,其为本案的一较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。在本案的一较佳实施例中,气体输送装置1由基材11、共振板13、致动板14、压电元件15及出口板16依序对应堆叠所构成一主体,再以入口板17用以封盖基材11底部所组成。其中,基材11由一硅材或由石墨烯材制成的板材,并以半导体制程制出一贯穿的汇流腔室12,入口板17用以封盖基材11底部,并具有至少一入口孔170对应连通汇流腔室12。共振板13为一挠性板,贴合堆叠固设于基材11上方,并于对应到汇流腔室12位置设有一中空孔洞130,而共振板13在贴合基材11以外的悬空部分形成一可动部131,可受一共振频率而弯曲形变。致动板14为具有一悬浮部141、一外框部142及至少一空隙143的板结构,悬浮部141设置于中间受外框部142连接支撑,且悬浮部141与外框部142未连接部分而保持多个空隙143,致动板14的外框部142为贴合堆叠固设于共振板13上,而使悬浮部141与共振板13之间具有一间隙g0以形成一第一腔室18,悬浮部141可为任意几何形状,较佳者为正方形。压电元件15为压电材料制成的一板状结构,贴附于致动板14的悬浮部141的一表面上,其尺寸则略小于悬浮部141。出口板16为利用一隔离件(例如,导电胶)贴合堆叠于致动板14的外框部142上,以使出口板16与致动板14之间隔出一第二腔室19,出口板16具有一出口孔160,连通第二腔室19。
本案的气体输送装置1为了微型化的设计,在有限容积的腔室去累积气体,以提升气体量的输出,更具有至少一阀10,阀10可设置在入口孔170或出口孔160任一个之中,或者同时设置于两者,以累积气体而提升气体量的输出。阀10的结构与作动方式将于后段详述。
请参阅图2A至图2C,其为本案的一较佳实施例的气体输送装置的作动示意图。气体输送装置1的压电元件15施加电压驱动致动板14产生弯曲共振,致动板14进行沿垂直方向的往复式运动。如图2A所示,当致动板14向上振动时,第一腔室18体积增加,进而产生一吸力,驱使外界的一气体经由入口孔170被导入汇流腔室12内,且第二腔室19内气体受压缩,而由出口孔160排出,同时如图2B所示,当致动板14的振动引发共振板13产生共振,因而导致共振板13的可动部131向上形变,气体经过共振板13的中空孔洞130进入第一腔室18,并将第一腔室18中的气体向周边挤压。再如图2C所示,当致动板14向下振动时,进一步压缩第一腔室18的体积,使其中的气体透过空隙143向上流入第二腔室19,再重复图2A所示的作动,第二腔室19内气体受压缩,而由出口孔160排出,再次将外界的气体导入汇流腔室12。气体输送装置1借由重复循环上述图2A至图2C所示的作动,即可持续进行气体的传输。
请参阅图3A及图3B,其为本案的阀10的第一实施态样的作动示意图。如图3A所示,阀10的第一实施态样为包含一保持件101、一密封件102以及一阀片103。在本案的一较佳实施例中,保持件101、密封件102以及阀片103皆以石墨烯材所制成,但不以此为限。保持件101上具有至少两个通气孔101a,而阀片103设置于保持件101及密封件102之间所形成的容置空间105中,且对应保持件101的通气孔101a位置设置通气孔103a,保持件101的通气孔101a及阀片103的通气孔103a,其位置为大致相互对准。以及密封件102上设有至少一个通气孔102a,且密封件102的通气孔102a与保持件101的通气孔101a的位置形成错位而不对准。
请同时参阅图1至图3B。在本案的一较佳实施例中,阀10如图3A所示的第一实施例样态,设置于入口板17的入口孔170之中。当气体输送装置1致能,开始前述如图2A至图2C所示的作动,持续将气体由入口板17的入口孔170导入气体输送装置1内部,此时如图3B所示,气体输送装置1内部形成吸力,阀片103会如图示中沿箭头方向的气流而将阀片103上推,致使阀103顶触于保持件101,同时开启密封件102的通气孔102a的作动,由于阀片103的通气孔103a的位置大致对准保持件101的通气孔101a,因此气体可由密封件102的通气孔102a导入,再由阀片103的通气孔103a与保持件101的通气孔101a接通,使气流向上流动;当气体输送装置1的致动板14向下振动时,进一步压缩第一腔室18的体积,使气体透过空隙143向上流入第二腔室19,同时阀10的阀片103受到气体推压,进而恢复如图3A所示封闭密封件102的通气孔102a的作动,形成气体一单向的流动进入汇流腔室12,并在汇流腔室12内累积气体,如此气体输送装置1的致动板14向上振动时,即可获得较多的气体由出口孔160排出,以提升气体量的输出。
在本案阀10的阀片103、密封件102以及保持件101可用石墨烯材料所制成,以形成微型化的阀件。而在本案阀10的第二实施例态样中,阀片103为一带电荷的材料,保持件101为一两极性的导电材料。保持件101电性连接一控制电路(未图示),该控制电路用以控制保持件101的极性(正电极性或负电极性),若阀片103为一带负电荷的材料,当阀10须受控开启时,控制电路控制保持件101形成一正电极,此时阀片103与保持件101维持不同极性,如此会使阀片103朝保持件101靠近,构成阀10的开启(如图3B所示)。反之,若阀片103为一带负电荷的材料,当阀10须受控关闭时,控制电路控制保持件101形成一负电极,此时阀片103与保持件101维持相同极性,如此会使阀片103朝密封件102靠近,构成阀10的关闭(如图3A所示)。
在本案阀10的第三实施例态样中,阀10为一带磁性的材料,而保持件101为一可受控变换极性的磁性材料。保持件101电性连接一控制电路(未图示),该控制电路用以控制保持件101的极性(正极或负极)。若阀片103为一带负极的磁性材料,当阀10须受控开启时,控制电路控制保持件101形成一正极的磁性,此时阀片103与保持件101维持不同极性,使阀片103朝保持件101靠近,构成阀10的开启(如图3B所示)。反之,若阀片103为一带负极的磁性材料,当阀10须受控关闭时,控制电路控制保持件101形成一负极的磁性,此时阀片103与保持件101维持相同极性,使阀片103朝密封件102靠近,构成阀10的关闭(如图3A所示)。
请参阅图4A及图4B,其为本案的阀的第四实施态样的作动示意图。如图4A所示,阀10包含一保持件101、一密封件102及一柔性膜104。保持件101上具有至少两个通气孔101a,保持件101与密封件102之间保持一容置空间105。柔性膜104以一可挠性材料所制成,贴附于保持件101的一表面上,并设置于容置空间105内,且对应保持件101的通气孔101a位置设置通气孔104a,保持件101的通气孔101a及阀片103的通气孔104a,其位置为大致相互对准。以及密封件102上设有至少一个通气孔102a,且密封件102的通气孔102a与保持件101的通气孔101a的位置形成错位而不对准。
请继续参阅图4A及图4B。在本案阀10的第四实施态样中,保持件101为一受热膨胀的材料,且电性连接一控制电路(未图示),该控制电路用以控制保持件101受热。当阀10须受控开启时,控制电路控制保持件101不受热膨胀,保持件101与密封件102保持容置空间105之间距,构成阀10的开启(如图4A所示)。反之,当阀10须受控关闭时,控制电路控制保持件101受热膨胀,而驱使保持件101朝密封件102抵触,此时柔性膜104可以密贴封闭密封件102的至少一个通气孔102a,构成阀10的关闭(如图4B所示)。
在本案阀10的第五实施态样中,保持件101为一压电材料,且电性连接一控制电路(未图示),该控制电路用以控制保持件101的形变。当阀10须受控开启时,控制电路控制保持件101不产生形变,保持件101与密封件102保持容置空间105形成间距,构成阀10的开启(如图4A所示)。反之,当阀10须受控关闭时,控制电路控制保持件101产生形变,驱使保持件101朝密封件102抵触,此时柔性膜104以密贴封闭密封件102的至少一个通气孔102a,构成阀10的关闭(如图4B所示)。当然,密封件102的多个通气孔102a所对应的每个间隔区块的保持件101,也可独立受控制电路控制,形成可调变阀10的流通作动,达成适当气体流量的调节作用。
综上所述,本案的气体输送装置在入口孔与出口孔中的至少一者设置一阀,让有限容积的腔室去累积气体,以提升气体量的输出极具产业利用性。
本案得由熟知此技术的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】
1:气体输送装置
10:阀
101:保持件
102:密封件
103:阀片
104:柔性膜
101a、102a、103a、104a:通气孔
105:容置空间
11:基材
12:汇流腔室
13:共振板
130:中空孔洞
131:可动部
14:致动板
141:悬浮部
142:外框部
143:空隙
15:压电元件
16:出口板
160:出口孔
17:入口板
170:入口孔
18:第一腔室
19:第二腔室
g0:间隙
Claims (8)
1.一种气体输送装置,其特征在于,包含:
一入口板,具有至少一入口孔;
一基材;
一共振板,具有一中空孔洞,且该共振板与该入口板之间具有一汇流腔室;
一致动板,具有一悬浮部、一外框部及至少一空隙;
一压电元件,贴附于该致动板的该悬浮部的一表面;
一出口板,具有一出口孔;以及
至少一阀,设置在该入口孔和该出口孔中的至少一者;
其中,该入口板、该基材、该共振板、该致动板及该出口板依序对应堆叠设置,该共振板及该致动板之间具有一间隙形成一第一腔室,该致动板及该出口板之间形成一第二腔室,该压电元件驱动该致动板产生弯曲共振,以使该第一腔室及该第二腔室形成一压力差,并使该阀开启,让气体由该入口孔进入该汇流腔室而流经该共振板的该中空孔洞,以进入该第一腔室内,并由该至少一空隙导入该第二腔室内,最后由该出口板的该出口孔导出,借此以传输气体的流动。
2.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该阀包含一保持件、一密封件及一阀片,其中该保持件及该密封件之间保持一容置空间,该阀片设置于该容置空间中,该保持件上具有至少两个通气孔,而该阀片对应该保持件的该通气孔位置设置通气孔,该保持件的该通气孔及该阀片的该通气孔位置为大致相互对准,以及该密封件上设有至少一个通气孔,且与该保持件的该通气孔位置为形成错位不对准。
3.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该阀包含由石墨烯材制成的一保持件、一密封件及一阀片,其中该保持件及该密封件之间保持一容置空间,该阀片设置于该容置空间中,该保持件上具有至少两个通气孔,而该阀片对应该保持件的该通气孔位置设置通气孔,该保持件的该通气孔及该阀片的该通气孔位置为大致相互对准,以及该密封件上设有至少一个通气孔,且与该保持件的该通气孔位置为形成错位不对准。
4.如权利要求2或3所述的气体输送装置,其特征在于,该阀片为一带电荷的材料,该保持件为一两极性的导电材料,由一控制电路控制其极性,当该阀片与该保持件维持不同极性时,该阀片朝该保持件靠近,构成该阀的开启;当该阀片与该保持件维持相同极性时,该阀片朝该密封件靠近,构成该阀的关闭。
5.如权利要求2或3所述的气体输送装置,其特征在于,该阀片为一带磁性的材料,该保持件为一可受控变换极性的磁性材料,由一控制电路控制其极性,当该阀片与该保持件维持不同极性时,该阀片朝该保持件靠近,构成该阀的开启;当该阀片与该保持件维持相同极性时,该阀片朝该密封件靠近,构成该阀的关闭。
6.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该阀包含一保持件、一密封件及一柔性膜,其中该保持件与该密封件之间保持有一容置空间,以及该柔性膜贴附于该保持件一表面上,并设置位于该容置空间内,又该保持件上具有至少两个通气孔,而该柔性膜对应该保持件的该通气孔位置设置通气孔,该保持件的该通气孔及该柔性膜的该通气孔位置为大致相互对准,以及该密封件上设有至少一个通气孔,且与该保持件的该通气孔位置为形成错位不对准。
7.如权利要求6所述的气体输送装置,其特征在于,该保持件为一热膨胀的材料,由一控制电路控制其受热,当该保持件受热膨胀时,该柔性膜朝该密封件抵触,以封闭该密封件的该至少一个通气孔,构成该阀的关闭;当该保持件不受热膨胀时,该密封件与该保持件保持该容置空间形成间距,构成该阀的开启。
8.如权利要求6所述的气体输送装置,其特征在于,该保持件为一压电材料,由一控制电路控制其形变,当该保持件形变时,该柔性膜朝该密封件抵触,以封闭该密封件的多个通气孔,构成该阀的关闭;当该保持件不形变时,该密封件与该保持件保持该容置空间形成间距,构成该阀的开启。
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