CN214424673U - 一种压电振子轴向过流混合泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压电振子轴向过流混合泵，泵体顶底部中心位置分别设置有进水口和出水口，出水口端面向进水口方向延伸形成凸台，泵体内设置有腔体，腔体中间设置有隔板，隔板中心位置设置有过水孔，隔板将腔体分为连通的上下腔体；第一压电振子位于上腔体中，第一压电振子将上腔体分为上下互不连通的第一上和第二上腔体，第一压电振子中心设置有通孔，通孔底部连接有单向阀；导向壳设置在下腔体中，导向壳部分与下腔体内壁固定，导向壳形状与下腔体形状相同，在泵体轴向截面上，导向壳外壁与下腔体内壁间隙设置，形成流体通道，导向壳内部设置有内腔体，导向壳底部中心位置与出水口连通，导向壳底部与凸台外周面之间设置有进水通道。

Description

一种压电振子轴向过流混合泵

技术领域

本实用新型属于压电泵领域，涉及一种压电振子轴向过流混合泵。

背景技术

泵是用来输送液体、气体或特殊流体的装置。传统意义上的泵一般是由电磁机械或电机驱动，无论是在理论上、设计方法或制造技术上已达到十分完善的程度，而且由于电机和传统泵的体积大，重量大，受电磁干扰，不易控制微小流量，因此难以满足微机电控制系统。而压电泵是一种具有驱动器和执行器自动驱动功能的新型泵，与传统意义的泵相比，这种泵具有可微型化、无电磁干扰、能耗低、输出准确等优点，因此被广泛应用在人造卫星、飞机、机器人、精密仪器及一些电子设备的水冷等领域。

由于传统压电泵输出流量小，难以满足使用需求，因此人们提出两种方法改善压电泵的输出性能，一种是在泵中加入位移放大机制，放大压电振子的位移，从而扩大体积变化，另一种是将单腔单振子压电泵连接在一起，形成多腔串联或并联压电泵，然而，增加位移放大机构需要额外的装置；串联或并联压电泵会使用更多压电振子和单向截止阀，虽然输出性能有所提高，但是压电泵的结构更加复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种压电振子轴向过流混合泵，在结构简单和体积较小的前提下，提高了压电泵的输出性能。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种压电振子轴向过流混合泵，包括泵体、第一压电振子和导向壳；

泵体顶底部中心位置分别设置有进水口和出水口，出水口端面向进水口方向延伸形成凸台，泵体内设置有腔体，腔体中间设置有隔板，隔板中心位置设置有过水孔，隔板将腔体分为连通的上腔体和下腔体；第一压电振子位于上腔体中心位置，第一压电振子将上腔体分为上下互不连通的第一上腔体和第二上腔体，第一压电振子中心设置有通孔，通孔底部连接有单向阀；单向阀的流通方向为第一上腔体至第二上腔体；

导向壳设置在下腔体中，导向壳部分与下腔体内壁固定，导向壳形状与下腔体形状相同，在泵体轴向截面上，导向壳外壁与下腔体内壁间隙设置，形成“口”字型的流体通道，导向壳内部设置有内腔体，导向壳底部中心位置与出水口连通，导向壳底部与凸台外周面之间设置有进水通道。

优选的，内腔体中设置有第二压电振子，第二压电振子将内腔体分为互不连通的上内腔体和下内腔体。

优选的，第一压电振子包括基板，基板与上腔体侧壁密封连接，基板上设置有双层的压电陶瓷，双层的压电陶瓷之间设置有环氧树脂层，环氧树脂层将双层的压电陶瓷互相分隔。

优选的，第一压电振子包括基板，基板与上腔体侧壁密封连接，基板上设置有多个压电陶瓷，压电陶瓷为条状，多个条状的压电陶瓷以通孔为圆形呈放射状平铺在基板上。

优选的，进水通道内壁为倒锥形，导向壳与出水口连通处的内壁为锥形。

优选的，第一压电振子与上腔体连接部位的顶底部均设置有密封圈。

优选的，泵体顶面在进水口处设置有连接嘴。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型由于第一压电振子的往复运动，第一上腔体和第二上腔体的压力发生改变，产生压力差，第一压电振子上的单向阀自动打开，实现水流的通过，水流经过流体通道流入内腔体中，由于内腔体与下腔体是连通的，当第一压电振子再次向下弯曲时，第二上腔体、下腔体以及内腔体的体积之和减小，压力增大，水流便由出水口排出，因此在结构简单和体积较小的前提下，水流在泵体内部实现加压，提高了压电泵的输出性能，并且单向阀直接置于第一压电振子底部，使第一压电振子的变形直接作用在单向阀上，减少了传递环节，降低了传递过程中的损失。

进一步，通过在内腔体中设置第二压电振子，第二压电振子振动产生压力差，第二压电振子向上运动时，下内腔体体积增大，下内腔体内部压力减少，水流由流体通道流入下内腔体中，第二压电振子向下运动时，下内腔体体积减小，下内腔体内部压力增大，水流经出水口被排出泵体，实现了水流在泵体中的二次加压，再次提高了压电泵的输出性能。

进一步，双层的压电陶瓷，双层压电陶瓷通电后产生的位移要高于单层压电陶瓷，由于其位移增大，腔体内压力变化量也随之增大，由于压力变化的增加，泵的流量也随之增大。

进一步，多个条状的压电陶瓷以呈放射状设置，多个条状压电陶瓷可以近似为多个梁，此形状相较于圆盘状，可以提供更大的挠度。

进一步，进水通道内壁为倒锥形，导向壳与出水口连通处的内壁为锥形，由于流体在锥形管内正反方向上的流阻的不等性，导致流体在锥形管内正反方向上存在流量差，从而产生单向净流。此结构省去了单向截止阀，简化了结构，也避免了运动部件可能导致的压力损失。

附图说明

图1为本实用新型的压电泵结构示意图；

图2为本实用新型的压电振子部分结构示意图。

其中：1-泵体；2-第一压电振子；3-连接嘴；4-进水口；5-出水口；6-凸台； 7-第一上腔体；8-第二上腔体；9-通孔；10-隔板；11-过水孔；12-单向阀；13-导向壳；14-流体通道；15-进水通道；16-上内腔体；17-下内腔体；18-密封圈；19- 基板；20-压电陶瓷；21-环氧树脂层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，为本实用新型所述的压电振子轴向过流混合泵，包括泵体1、第一压电振子2、第二压电振子和导向壳13。

泵体1为圆柱体，泵体1内设置有腔体，泵体1顶底部中心位置分别设置有进水口4和出水口5，出水口5端面向进水口4方向延伸形成凸台6，腔体中间设置有隔板10，隔板10中心位置设置有过水孔11，隔板10将腔体分为连通的上腔体和下腔体。

第一压电振子2位于上腔体中心位置，第一压电振子2将上腔体分为上下互不连通的第一上腔体7和第二上腔体8，第一压电振子2中心设置有通孔9，通孔9底部连接有单向阀12；单向阀12的流通方向为第一上腔体7至第二上腔体 8。

导向壳13设置在下腔体中，导向壳13部分与下腔体内壁可以通过连接板或连接杆固定，导向壳13形状与下腔体形状相同，在泵体1轴向截面上，导向壳 13外壁与下腔体内壁间隙设置，形成“口”字型的流体通道14，导向壳13内部设置有内腔体，导向壳13底部中心位置与出水口5连通，导向壳13底部与凸台 6外周面之间设置有进水通道15。

内腔体中设置有第二压电振子，第二压电振子将内腔体分为互不连通的上内腔体16和下内腔体17。

如图2所示，第一压电振子2和第二压电振子均包括基板19，第一压电振子 2的基板19与上腔体侧壁密封连接，第二压电振子的基板19与内腔体侧壁密封连接，基板19上设置有双层的压电陶瓷20，双层的压电陶瓷20之间设置有环氧树脂层21，环氧树脂层21将双层的压电陶瓷20互相分隔，由于单层的压电陶瓷 20通电后，上下振动产生的位移较小，致使腔体内压力变化较小，因此会导致泵的工作效率下降，如果采用双层的压电陶瓷20，双层的压电陶瓷20通电后产生的位移要高于单层的压电陶瓷，由于其位移增大，腔体内压力变化量也随之增大，由于压力变化的增加，泵的流量也随之增大。双层的压电陶瓷20为条状，多个条状的双层的压电陶瓷20以通孔9为圆形呈放射状平铺在基板19上，多个条状的压电陶瓷20可以近似为多个梁，此形状相较于圆盘状，可以提供更大的挠。

进水通道15内壁为倒锥形，导向壳13与出水口5连通处的内壁为锥形，由于流体在锥形管内正反方向上的流阻的不等性，导致流体在锥形管内正反方向上存在流量差，从而产生单向净流。此结构省去了单向截止阀，简化了结构，也避免了运动部件可能导致的压力损失。

第一压电振子2与上腔体连接部位的顶底部均设置有密封圈18，保证第一压电振子2与上腔体内壁的密封性。

泵体1顶面在进水口4处设置有连接嘴3，方便水流的导入。

由于压电振子的往复运动，第一压电振子2使第一上腔体7和第二上腔体8 内的压力发生改变，产生压力差，第一压电振子2底部的单向阀12自动打开，实现水流的通过，水流在泵体1内部实现一次加压，水流通过单向阀12流进流体通道14，内腔体内部的第二压电振子振动产生压力差，第二压电振子向上运动时，下内腔体17体积增大，下内腔体17内部压力减少，水流由流体通道14流入下内腔体17中，第二压电振子向下运动时，下内腔体17体积减小，下内腔体 17内部压力增大，水流经出水口5被排出泵体1，实现了水流在泵体1中的二次加压，提高了压电泵的输出性能。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，包括泵体(1)、第一压电振子(2)和导向壳(13)；

泵体(1)顶底部中心位置分别设置有进水口(4)和出水口(5)，出水口(5)端面向进水口(4)方向延伸形成凸台(6)，泵体(1)内设置有腔体，腔体中间设置有隔板(10)，隔板(10)中心位置设置有过水孔(11)，隔板(10)将腔体分为连通的上腔体和下腔体；第一压电振子(2)位于上腔体中心位置，第一压电振子(2)将上腔体分为上下互不连通的第一上腔体(7)和第二上腔体(8)，第一压电振子(2)中心设置有通孔(9)，通孔(9)底部连接有单向阀(12)；单向阀(12)的流通方向为第一上腔体(7)至第二上腔体(8)；

导向壳(13)设置在下腔体中，导向壳(13)部分与下腔体内壁固定，导向壳(13)形状与下腔体形状相同，在泵体(1)轴向截面上，导向壳(13)外壁与下腔体内壁间隙设置，形成“口”字型的流体通道(14)，导向壳(13)内部设置有内腔体，导向壳(13)底部中心位置与出水口(5)连通，导向壳(13)底部与凸台(6)外周面之间设置有进水通道(15)。

2.根据权利要求1所述的压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，内腔体中设置有第二压电振子，第二压电振子将内腔体分为互不连通的上内腔体(16)和下内腔体(17)。

3.根据权利要求1所述的压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，第一压电振子(2)包括基板(19)，基板(19)与上腔体侧壁密封连接，基板(19)上设置有双层的压电陶瓷(20)，双层的压电陶瓷(20)之间设置有环氧树脂层(21)，环氧树脂层(21)将双层的压电陶瓷(20)互相分隔。

4.根据权利要求1所述的压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，第一压电振子(2)包括基板(19)，基板(19)与上腔体侧壁密封连接，基板(19)上设置有多个压电陶瓷(20)，压电陶瓷(20)为条状，多个条状的压电陶瓷(20)以通孔(9)为圆形呈放射状平铺在基板(19)上。

5.根据权利要求1所述的压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，进水通道(15)内壁为倒锥形，导向壳(13)与出水口(5)连通处的内壁为锥形。

6.根据权利要求1所述的压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，第一压电振子(2)与上腔体连接部位的顶底部均设置有密封圈(18)。

7.根据权利要求1所述的压电振子轴向过流混合泵，其特征在于，泵体(1)顶面在进水口(4)处设置有连接嘴(3)。

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