CN214196616U - 压电泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了压电泵,包括具有开口的基板、具有吸引孔的挠性板、具有振动板和压电元件的压电致动器、壳体;基板、挠性板和压电致动器、壳体顺次重叠布置。压电致动器还包括加强板、第一电极板、绝缘板和第二电极板。所述加强板、所述振动板、所述绝缘板和所述第二电极板顺次重叠布置;所述第一电极板通过所述压电元件与所述第二电极板电连接。所述加强板与所述挠性板的吸引孔相互间隔地且相对地设置,所述第二电极板与所述壳体连接以形成泵室。所述振动板与所述第一电极板连接并受所述第一电极板支撑。所述振动板和所述加强板二者一体化成型为一个零件。其能够强化加强板与振动板的连接强度,从而防止加强板从振动板上脱落。
Description
技术领域
本实用新型涉及微型气泵技术领域,尤其涉及压电泵。
背景技术
现有技术中,微型气泵按照工作原理分类有:电机隔膜式、电磁式、叶轮式、活塞式、压电陶瓷式等。其中,根据压电泵的工作原理,压电泵内的振动板工作时需要高频地振动,而为了强度考虑以及封堵挠性板的吸引孔,压电泵的底部需要通过粘接一块加强板,通过加强板强化振动板的强度,同时通过加强板封盖挠性板的吸引孔以对气体进行引进(即将气体引入压电泵)。但是,长期使用后,加强板容易从振动板上脱落。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供压电泵,其能够强化加强板与振动板的连接强度,从而防止加强板从振动板上脱落。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现:
压电泵,包括具有开口的基板、具有吸引孔的挠性板、具有振动板和压电元件的压电致动器、壳体;所述基板、所述挠性板和所述压电致动器、壳体顺次重叠布置;
所述压电致动器还包括加强板、第一电极板、绝缘板和第二电极板;所述加强板、所述振动板、所述绝缘板和所述第二电极板顺次重叠布置;所述第一电极板通过所述压电元件与所述第二电极板电连接;
所述加强板与所述挠性板的吸引孔相互间隔地且相对地设置,所述第二电极板与所述壳体连接以形成泵室;
所述振动板与所述第一电极板连接并受所述第一电极板支撑;
所述振动板和所述加强板二者一体化成型为一个零件。
进一步地,所述壳体为控制阀的阀体下壳。
进一步地,所述加强板的底面与所述第一电极板的底面平齐。
进一步地,所述绝缘板的中部具有第一让位圈,所述压电元件容置在所述第一让位圈内;所述第二电极板设有第二让位圈,所述第二电极板连接有容置在所述第二让位圈内的内部接电端子,所述内部接电端子与所述压电元件连接,所述第二电极板还连接有第二外部接电端子。
进一步地,所述第一电极板与所述挠性板之间通过热熔胶膜进行固定连接,所述热熔胶膜的中部开设有第三让位圈,以使所述压电致动器与所述挠性板的吸引孔连通。
进一步地,所述加强板与所述吸引孔之间的间距小于0.05mm。
进一步地,所述第一电极板的中部连接有若干具有弹性的连接筋,所述振动板位于所述第一电极板的中部,并通过若干所述连接筋与所述第一电极板连接,所述第一电极板连接有第一外部接电端子;所述第一电极板、所述连接筋、所述振动板和所述加强板四者一体化成型为一个零件。
进一步地,所述基板开设有散热槽113,所述挠性板开设有第一散热孔,所述电极板开设有第二散热孔,所述散热槽、第一散热孔、第二散热孔顺次连通而形成散热通道,所述散热通道的顶部与所述泵室连通,所述散热通道的底部被所述基板封堵而与外界环境隔离。
进一步地,所述基板采用导热材质制成。
相比现有技术,本实用新型的有益效果在于:
1、通过将振动板和加强板一体化成型进行固定,可以防止加强板从振动板上脱落。加强板不仅可以用于强化振动板的强度,而且振动板振动时加强板可以贴合挠性板的吸引孔,从而将气流引入泵室。
2、通过控制阀的阀体下壳封盖压电致动器,使得压电泵与阀体下壳连接更加紧凑,即阀体下壳即参与控制阀的构成,也参与压电泵的构成,不仅降低了成本,提高了结构紧凑度和减少了需要密封的位置,而且缩减了流体控制装置的高度尺寸,有利于小型化和轻量化设计。
附图说明
图1为本实用新型的流体控制装置的结构示意图,其中,为了便于理解,流体控制装置处于分解状态;
图2为图1所示的流体控制装置的另一视角图,该视角为从下往上看;
图3为图1所示的流体控制装置的剖示意图,其中,流体控制装置处于装配状态;
图4为图3所示的流体控制装置的处于充气时的效果图;虚线为气体的流向;
图5为图3所示的流体控制装置的处于排气时的效果图;虚线为气体的流向;
图6为图1所示的第一电极板的结构示意图。
图中:
100、压电泵;
110、基板;
111、开口;
112、散热槽;
113、底部气孔;
120、挠性板;
121、吸引孔;
122、第一散热孔;
130、压电致动器;
131、振动板;
132、压电元件;
133、加强板;
134、第一电极板;
1341、第一外部接电端子;
1342、第二散热孔;
135、绝缘板;
1351、第一让位圈;
136、第二电极板;
1361、第二让位圈;
1362、内部接电端子;
1363、第二外部接电端子;
137、连接筋;
140、热熔胶膜;
141、第三让位圈;
200、控制阀;
210、阀体下壳;
211、进气孔;
212、第一突出部;
213、第一连接柱;
214、第二连接柱;
220、隔膜;
221、通孔;
230、阀体上壳;
231、出气孔;
232、排气孔;
233、第二突出部;
234、出气管;
300、第一阀室;
310、第一分阀室;
320、第一缺口;
330、第二分阀室;
400、第二阀室;
410、第三分阀室;
420、第二缺口;
430、第四分阀室;
440、防封堵流通路;
500、泵室。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上,或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。本文所使用的“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不代表是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1-图5示出了本实用新型一较佳实施例的流体控制装置,流体控制装置主要包括压电泵100和控制阀200。
为了便于理解,此处先对流体控制装置的作用进行解释:流体控制装置可运用于血压测定用的臂带,还可以用于为按摩仪的气囊充气等等。因此,流体控制装置应当具备抽气(即进气),然后给气囊类元件充气,最后将气囊类元件的气体引流(即排出)至外界环境此三个功能。因此,在本实施例中(以气体为例,但可以理解,流体包括气体和液体等):
充气时,参见图4,隔膜220被气体挤压而使得通孔221开启且使排气孔232关闭。此时,底部气孔113、开口111、吸引孔121、泵室500、第一阀室300、通孔221、第二阀室400和出气孔231顺次连通,使得被压电泵100抽入的气体从控制阀200的出气孔231流出以给气囊类元件充气。
排气时,参见图5,隔膜220被气体挤压而使得通孔221关闭且使排气孔232开启,出气孔231、第二阀室400、排气孔232顺次连通,使得气囊类元件的气体沿出气孔231、第二阀室400、排气孔232顺次排出至外界环境。
因此,为了实现上述充气时和排气时气体的流向控制,在本实施例中,作为较佳的实施方式:
参见图1和图3,压电泵100包括:具有开口111的基板110、具有吸引孔121的挠性板120、具有振动板131和压电元件132(优选为陶瓷压电元件)的压电致动器130。基板110、挠性板120和压电致动器130顺次重叠布置。
参见图1和图3,控制阀200包括顺次重叠布置的阀体下壳210、隔膜220和阀体上壳230。阀体下壳210设有进气孔211,阀体上壳230设有出气孔231和排气孔232。出气孔231用于连接外界的气囊,排气孔232与外界环境连通。隔膜220与阀体下壳210构成第一阀室300,隔膜220与阀体上壳230构成第二阀室400,隔膜220设有能够连通第一阀室300和第二阀室400的通孔221。
阀体下壳210设有第一突出部212,第一突出部212从第一阀室300内朝指向隔膜220的一侧突出;隔膜220上位于通孔221周围的部分与第一突出部212抵接,从而使通孔221被覆盖。如此,在自然状态下,通孔221被隔膜220封堵,因而在第一阀室300的气压处于相对高压时通孔221才能开启。
阀体上壳230设有第二突出部233,第二突出部233从第二阀室400内朝指向隔膜220的一侧突出,排气孔232设于第二突出部233,隔膜220上位于排气孔232周围的部分与第二突出部233抵接,从而使排气孔232关闭。如此,在自然状态下,排气孔232被隔膜220封堵,因而在第二阀室400相对高压时排气孔232才能开启。
重要地,阀体下壳210封盖压电致动器130,以形成泵室500;如此,阀体下壳210作为构成压电泵100的一部分,不仅简化了流体控制装置的结构,从而提高结构的紧凑度,而且也可以减少需要密封的缝隙数量,在一定程度上提高了整机的气密性。并且,此时流体控制装置的高度尺寸得以进一步压缩,从而使得其体积进一步小型化。
这里需要说明的是,充气时,在通孔221开启后,气流的走向为第一阀室300→通孔221→第二阀室400→出气孔231,一般而言,由于气体从第一阀室300撑开隔膜220以使通孔221开启,已经损耗一部分气压,即第二阀室400气压比第一阀室300更低,使得隔膜220能够保持封堵排气孔232。另一方面,在不考虑气压损耗的情形下,即便第一阀室300的气压等于第二阀室400的气压,基于隔膜220已经封堵排气孔232,因而保持排气孔232的封堵。
作为进一步优选的实施方式:
第一突出部212与第二突出部233的表面均呈弧面结构。这样设置,可以使得自然状态下,隔膜220与第一突出部212的密封连接更加紧密,隔膜220与第二突出部233的密封连接也更加紧密。
作为进一步优选的实施方式:
出气孔231设于阀体上壳230的出气管234,出气管234沿水平方向延伸;如此,出气管234设于水平方向可以进一步压缩本流体控制装置在高度方向的空间。同时,为了进一步压缩其高度方向的空间,基板110设有沿水平方向延伸的引气槽,引气槽的两端分别接通至开口111和外界环境,这样,当气体从引气槽进入开口111时,不会因为基板110的底部被封堵而导致气流无法进入开口111。但在本实施例中,作为引气槽的替代方式,优选地,底部气孔113设在基板110的底部,并沿铅垂方向贯通基板110,且底部气孔113与开口111连通。
作为进一步优选的实施方式:
参见图2,压电致动器130还包括加强板133、第一电极板134、绝缘板135和第二电极板136;加强板133、振动板131、绝缘板135和第二电极板136顺次重叠布置。
参见图1,加强板133与挠性板120的吸引孔121相互间隔地且相对地设置,加强板133不仅可以用于强化振动板131的强度,而且可以用于贴合挠性板120的吸引孔121,从而将气流引入泵室500。此时,压电致动器130通过自身的第二电极板136与阀体下壳210连接。
参见图6,第一电极板134的中部连接有若干具有弹性的连接筋137,振动板131位于第一电极板134的中部以提高紧凑度,振动板131通过若干连接筋137与第一电极板134连接以保持振动板131能够振动的功能,第一电极板134连接有第一外部接电端子1341;第一电极板134、连接筋137、振动板131和加强板133四者通过电刻蚀加工工艺一体化成型为一个零件(即共同组成一个零件)。如此,整个压电致动器130的连接强度更加稳固,且保证了加强板133不易从振动板131脱落。显然,作为替换方式,连接筋137可以通过弹簧或者其他弹性件替代。
进一步地,参见图1,绝缘板135的中部具有第一让位圈1351,压电元件132容置在第一让位圈1351内;第二电极板136设有第二让位圈1361,第二电极板136连接有容置在第二让位圈1361内的内部接电端子1362,内部接电端子1362与压电元件132连接,第二电极板136还连接有第二外部接电端子1363。
作为电流的闭合回路,电流或电子流向为第一电极板134→压电元件132→内部接电端子1362→第二电极板136。
更优地,为了兼顾强度和高度方向的紧凑性,加强板133的底面与第一电极板134的底面平齐。加强板133凸出于振动板131底面一定高度,形成阶梯结构间隙,此阶梯结构间隙用于供流体流通。
作为进一步优选的实施方式:
为了使整个流体控制装置结构紧凑且连接关系稳固,阀体下壳210的顶部固定有若干第一连接柱213,阀体下壳210的底部固定连接有若干第二连接柱214,第一连接柱213顺次穿过隔膜220和阀体上壳230;第二连接柱214顺次穿过第二电极板136、绝缘板135、第一电极板134、挠性板120和基板110。
作为进一步优选的实施方式:第一电极板134与挠性板120之间通过热熔胶膜140进行固定连接,热熔胶膜140的中部开设有第三让位圈141,以使压电致动器130与挠性板120的吸引孔121连通(即保证气路通畅)。这样设置,由于热熔胶膜140为软性材质,热熔胶膜140容许压电致动器130的振动板131有向下的振动空间而实现振动,即预留了一定的振动空间,热熔胶膜140的厚度越大,振动空间越大,同时,也对振动板131的最大振动空间进行了限制,以防止连接筋137塑性变形而导致弹性功能下降。较佳的,加强板133与吸引孔121之间的间距小于0.05mm。
作为进一步优选的实施方式:
参见图3,第一阀室300包括沿水平方向顺次连通的第一分阀室310、第一缺口320和第二分阀室330。第二阀室400包括沿水平方向顺次连通的第三分阀室410、第二缺口420和第四分阀室430。第四分阀室430位于第一分阀室310的正上方,第三分阀室410位于第二分阀室330的正上方。进气孔211与第一分阀室310连通,第一突出部212设在第二分阀室330,出气孔231与第三分阀室410连通,第二突出部233设在第四分阀室430。这样设置,第一阀室300、第二阀室400和出气孔231均为沿水平方向延伸的结构,因而可以最大化地提高本流体控制装置在高度方向的紧凑度。而且,此时进气孔211进气时(即充气时),气流对排气孔232处的隔膜220进行挤压,可以提高进气时排气孔232被封堵的可靠性。
显然,充气时,如果发生气压较高的情形,隔膜220上位于通孔221周围的部分可能因第二分阀室330的瞬间气压过高而过度拱起,导致隔膜220上位于通孔221周围的部分与第三分阀室410的顶壁贴合,导致通孔221开启瞬间又被封堵,从而隔断气流。为了解决该问题,上壳在第三分阀室410开设有防封堵流通路440,防封堵流通路440位于通孔221的正上方,防封堵流通路440的一端接通至出气孔231。其中,防封堵流通路440可以是一个槽道,也可以是一个凸起,从而使得第三分阀室410的顶壁凹凸不平,此时即便隔膜220与第三分阀室410的顶壁贴合,也不至于通孔221被完全封堵,当第二分阀室330与第三分阀室410气压持平后,隔膜220恢复正常开启位置即可保证充气的正常进行。
作为进一步优选的实施方式:
参见图1,由于压电元件132加载电压工作时会产生较多的热量,为了便于排放热量,基板110开设有散热槽112,挠性板120开设有第一散热孔122,第一电极板134开设有第二散热孔1342,散热槽112、第一散热孔122、第二散热孔1342顺次连通而形成散热通道,散热通道的顶部与泵室500连通,散热通道的底部被基板110封堵而与外界环境隔离。通过基板110散热,并与散热通道内的气体进行热交换,从而实现热量的排放。因此,为了便于基板110快速散热,基板110采用导热材质制成,例如铜制、铝制、合金材料等等。
有益效果主要包括但不限于:
1、通过将压电泵100与控制阀200组装在一起,从而形成流体控制装置,相比现有的压电泵100与常规阀体组合,结构更加紧凑。
2、通过控制阀200的阀体下壳210封盖压电致动器130,使得压电泵100与阀体下壳210连接更加紧凑,即阀体下壳210即参与控制阀200的构成,也参与压电泵100的构成,不仅降低了成本,提高了结构紧凑度和减少了需要密封的位置,而且缩减了流体控制装置的高度尺寸,有利于小型化和轻量化设计。
3、第一突出部212与第二突出部233的表面均呈弧面结构。这样设置,可以使得自然状态下,隔膜220与第一突出部212的密封连接更加紧密,隔膜220与第二突出部233的密封连接也更加紧密。
4、第一电极板134与挠性板120之间通过热熔胶膜140进行固定连接,热熔胶膜140的中部开设有第三让位圈141。由于热熔胶膜140为软性材质,热熔胶膜140的厚度容许压电致动器130的振动板131对热熔胶膜140进行挤压而实现振动,即预留了一定的振动空间,同时,也对振动板131的最大振动空间进行了限制,以防止连接筋137塑性变形而导致弹性功能下降。
5、第一阀室300包括沿水平方向顺次连通的第一分阀室310、第一缺口320和第二分阀室330。第二阀室400包括沿水平方向顺次连通的第三分阀室410、第二缺口420和第四分阀室430。第四分阀室430位于第一分阀室310的正上方,第三分阀室410位于第二分阀室330的正上方。进气孔211与第一分阀室310连通,第一突出部212设在第二分阀室330,出气孔231与第三分阀室410连通,第二突出部233设在第四分阀室430。这样设置,第一阀室300、第二阀室400和出气孔231均为沿水平方向延伸的结构,因而可以最大化地提高本流体控制装置在高度方向的紧凑度。而且,此时进气孔211进气时(即充气时),气流对排气孔232处的隔膜220进行挤压,可以提高进气时排气孔232被封堵的可靠性。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式,不能以此来限定本实用新型保护的范围,本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.压电泵,包括具有开口的基板、具有吸引孔的挠性板、具有振动板和压电元件的压电致动器、壳体;所述基板、所述挠性板和所述压电致动器、壳体顺次重叠布置;其特征在于:
所述压电致动器还包括加强板、第一电极板、绝缘板和第二电极板;所述加强板、所述振动板、所述绝缘板和所述第二电极板顺次重叠布置;所述第一电极板通过所述压电元件与所述第二电极板电连接;
所述加强板与所述挠性板的吸引孔相互间隔地且相对地设置,所述第二电极板与所述壳体连接以形成泵室;
所述振动板与所述第一电极板连接并受所述第一电极板支撑;
所述振动板和所述加强板二者一体化成型为一个零件。
2.如权利要求1所述的压电泵,其特征在于:所述壳体为控制阀的阀体下壳。
3.如权利要求1所述的压电泵,其特征在于:所述加强板的底面与所述第一电极板的底面平齐。
4.如权利要求1所述的压电泵,其特征在于:所述绝缘板的中部具有第一让位圈,所述压电元件容置在所述第一让位圈内;所述第二电极板设有第二让位圈,所述第二电极板连接有容置在所述第二让位圈内的内部接电端子,所述内部接电端子与所述压电元件连接,所述第二电极板还连接有第二外部接电端子。
5.如权利要求4所述的压电泵,其特征在于:所述加强板的底面与所述第一电极板的底面平齐。
6.如权利要求4所述的压电泵,其特征在于:所述第一电极板与所述挠性板之间通过热熔胶膜进行固定连接,所述热熔胶膜的中部开设有第三让位圈,以使所述压电致动器与所述挠性板的吸引孔连通。
7.如权利要求6所述的压电泵,其特征在于:所述加强板与所述吸引孔之间的间距小于0.05mm。
8.如权利要求1所述的压电泵,其特征在于:所述第一电极板的中部连接有若干具有弹性的连接筋,所述振动板位于所述第一电极板的中部,并通过若干所述连接筋与所述第一电极板连接,所述第一电极板连接有第一外部接电端子;所述第一电极板、所述连接筋、所述振动板和所述加强板四者一体化成型为一个零件。
9.如权利要求8所述的压电泵,其特征在于:所述基板开设有散热槽,所述挠性板开设有第一散热孔,所述电极板开设有第二散热孔,所述散热槽、第一散热孔、第二散热孔顺次连通而形成散热通道,所述散热通道的顶部与所述泵室连通,所述散热通道的底部被所述基板封堵而与外界环境隔离。
10.如权利要求9所述的压电泵,其特征在于:所述基板采用导热材质制成。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |