CN214499370U - 一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，包括流道装置和液压放大器，所述流道装置形成有一具有柔性隔膜外壁的流道；所述液压放大器包括液压外壳以及设置于液压外壳上的多组液压机构，所述液压机构均包括：形成于液压外壳内且注入有流动介质的型腔、压电陶瓷、活塞和推杆，所述型腔具有相连通的第一段腔室和第二段腔室，所述第一段腔室的口径大于第二段腔室的口径，所述活塞连接所述压电陶瓷并装配于第一段腔室内，所述推杆装配于第二段腔室内并伸出所述液压外壳，多组液压机构的推杆沿流道的延伸方向依次抵接于柔性隔膜外壁上。具有响应时间快、功率消耗低和驱动性能高等优点。

Description

一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵

技术领域

本实用新型涉及微泵领域，具体涉及一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵。

背景技术

微泵是用于流体控制的微阀，负责控制泵送样品，控制流量及流速。微泵的分类方式有很多种：根据有无可动阀片，可分为有阀微泵和无阀微泵；根据驱动方式不同，可分为压电式、静电式、气动式、热驱动式等。

现有的压电式的微泵普遍存在位移精度控制较低、响应时间较慢以及功率消耗较高等缺点，需要进一步的进行改进。

实用新型内容

为此，本实用新型为解决上述问题，提供一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，包括流道装置和液压放大器，所述流道装置形成有一具有柔性隔膜外壁的流道；所述液压放大器包括液压外壳以及设置于液压外壳上的多组液压机构，所述液压机构均包括：形成于液压外壳内且注入有流动介质的型腔、压电陶瓷、活塞和推杆，所述型腔具有相连通的第一段腔室和第二段腔室，所述第一段腔室的口径大于第二段腔室的口径，所述活塞连接所述压电陶瓷并密封且可活动的装配于第一段腔室内，所述推杆密封且可活动的装配于第二段腔室内并伸出所述液压外壳，多组液压机构的推杆沿流道的延伸方向依次抵接于柔性隔膜外壁上。

进一步的，所述流道装置包括底座和柔性隔膜，所述底座上形成有一长条形的凹槽，所述柔性隔膜密封装配于底座的凹槽的槽口上，进而与凹槽共同形成所述流道，所述柔性隔膜即为流道的柔性隔膜外壁；所述底座上还开设有连通所述流道的进口和出口。

进一步的，所述底座上连通所述流道的进口和出口均装配有单向阀。

进一步的，所述单向阀包括左压块、右压块和单向阀隔片，所述单向阀隔片设置于左压块和右压块之间，所述左压块和右压块相密封扣合，进而固定所述单向阀隔片，所述左压块和右压块上开设有相对应的通孔，所述通孔还连通相对应的进口或出口。

进一步的，所述液压外壳包括上下密封且盖合的上壳体和下壳体，所述型腔形成于下壳体上，所述型腔的第一段腔室开设于下壳体的上表面，所述第二段腔室由第一段腔室的底部贯通至下壳体的下底面，所述上壳体上形成有对应第一段腔室的导向槽孔，所述压电陶瓷装配于导向槽孔内，所述活塞包括活塞杆和活塞部，所述活塞杆连接所述压电陶瓷，所述活塞部装配于第一段腔室内，所述推杆装配于第二段腔室并从下壳体的下底面的开口伸出。

进一步的，所述推杆呈倒T形结构，具有一竖直设置的导向杆部和连接导向杆部的底端的抵接部，所述推杆的导向杆部装配于第二段腔室内，所述抵接部伸出所述下壳体并抵接于柔性隔膜外壁上。

进一步的，所述抵接部用于抵接柔性隔膜外壁的抵接面为弧形面。

进一步的，所述下壳体的下底面还凹陷有容纳槽，所述容纳槽用于容纳所述推杆的抵接部。

进一步的，所述第二段腔室的横截面为方形，所述导向杆部为与第二段腔室相适配的方形杆部。

通过本实用新型提供的技术方案，具有如下有益效果：

使用时，流体注入流道内，通过控制压电陶瓷的形变来控制活塞在第一段腔室内的活动，进而驱动推杆活动，以挤压或释放流道，同时，因第一段腔室的口径大于第二段腔室的口径，使得推杆的活动更为灵敏。设置多组液压机构，在多组液压机构的推杆共同配合下实现流道内流体传输。

相比现在的微泵具有较高的位移精度控制,可以根据使用者的要求调控压电陶瓷的变形频率，进而控制微泵输出液体的流量；具有响应时间快、功率消耗低和驱动性能高等优点。

附图说明

图1所示为实施例中压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵的外观示意图；

图2所示为实施例中压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵的结构分解示意图；

图3所示为实施例中压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵的剖视图；

图4所示为实施例中推杆的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参照图1至图4所示，本实施例提供的一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，包括流道装置和液压放大器，所述流道装置形成有一具有柔性隔膜外壁的流道101；所述液压放大器包括液压外壳20以及设置于液压外壳20上的多组液压机构，本具体实施例中五组，当然的，在其它实施例中不局限于此五组。所述液压机构均包括：形成于液压外壳20内且注入有流动介质(未示出)的型腔200、压电陶瓷50、活塞30和推杆40，所述型腔200具有相连通的第一段腔室201和第二段腔室202，所述第一段腔室201的口径大于第二段腔室202的口径，所述活塞30连接所述压电陶瓷50并装配于第一段腔室201内，具体的，活塞30与第一段腔室201的装配方式是密封且可活动的，即活塞30与第一段腔室201的内壁形成密封接触，同时又能够在第一段腔室201内活动。通过控制所述压电陶瓷50的形变来驱动活塞30在第一段腔室201内的活动。

所述推杆40装配于第二段腔室202内并伸出所述液压外壳20，具体的，推杆40与第二段腔室202的装配方式是密封且可活动的，即推杆40与第二段腔室202的内壁形成密封接触，同时又能够在第二段腔室202内活动。活塞30、推杆40以及位于二者之前的型腔200形成一个密闭的空间。当活塞30在第一段腔室201内活动时，能够带动推杆40在第二段腔室202内活动。五组液压机构的推杆40沿流道的延伸方向依次抵接于柔性隔膜外壁上。

使用时，流体注入流道101内，通过控制压电陶瓷50的形变来控制活塞30在第一段腔室201内的活动，进而驱动推杆40活动，以挤压或释放流道101，即当压电陶瓷50变厚时，驱动活塞30下移，第一段腔室201的有效容积变小，流动介质朝第二段腔室202活动，进而推动推杆40下移，从而挤压流道101；相反的，当压电陶瓷50变薄时，驱动活塞30上移，第一段腔室201的有效容积变大，流动介质朝第一段腔室201活动，进而拉动推杆40上移，从而释放流道101；同时，因第一段腔室201的口径大于第二段腔室202的口径，活塞30在第一段腔室201内的短行程活动能够驱动推杆40在第二段腔室202内的长行程活动，使得推杆40的活动更为灵敏。设置多组液压机构，在多组液压机构的推杆共同配合下实现流道内流体传输，即通过各组压电陶瓷输出的长度，可使流道101的柔性隔膜外壁形成任意波形姿态，以便于输送管中液体。如图3所示，通过分别控制五个压电陶瓷50变形的频率，进而使五个推杆40配合推着柔性隔膜外壁形成波浪式的运动；如此一来使流道101内的流体从左向右流动，最后从右边流出。

相比现在的微泵具有较高的位移精度控制,可以根据使用者的要求调控压电陶瓷50的变形频率，进而控制微泵输出流体的流量；具有响应时间快、功率消耗低和驱动性能高等优点。

所述流道装置包括底座11和柔性隔膜12，所述底座11上形成有一长条形的凹槽111，所述柔性隔膜12密封装配于底座的凹槽111的槽口上，进而与凹槽111共同形成所述流道101，所述柔性隔膜12即为流道101的柔性隔膜外壁；所述底座11上还开设有连通所述流道101的进口1111和出口1112；该底座11上进口1111和出口1112也即是流道101的进口和出口。如此设置，流道成型简便，且具有支撑。当然的，在其它实施例中，如流道101也可以完全由柔性隔膜12构成，即将柔性隔膜12制备成管状结构，然后将管状结构的柔性隔膜12装配于底座11的凹槽111内，流道101的两端开口分别连接底座11上的进口1111和出口1112等。也能够很好的实现流道的设置。

所述底座11上连通所述流道101的进口1111和出口1112均装配有单向阀13。该单向阀13的设置，能够很好的限制流体的逆流。具体的，所述单向阀13包括左压块131、右压块132和单向阀隔片133，所述单向阀隔片133设置于左压块131和右压块132之间，所述左压块131和右压块132相密封扣合，进而固定所述单向阀隔片133，所述左压块131和右压块132上开设有相对应的通孔14，所述通孔14还连通相对应的进口1111或出口1112；如设置于进口1111的单向阀13，其上的通孔14连通相对应进口1111；设置于出口1112的单向阀13，其上的通孔14连通相对应的出口1112。该单向阀13的设置，结构简单，容易实现。当然的，在其它实施例中，单向阀13的结构不局限于此，又或者是无需单向阀13的结构等。

如图3所示，所述液压外壳20包括上下密封且盖合的上壳体21和下壳体22，所述下壳体22固定于流道装置的底座11上。所述型腔200形成于下壳体22上，所述型腔200的第一段腔室201开设于下壳体22的上表面，所述第二段腔室202由第一段腔室201的底部贯通至下壳体22的下底面，所述上壳体21上形成有对应第一段腔室201的导向槽孔(未示出)，所述压电陶瓷50装配于导向槽孔内，所述活塞30包括活塞杆32和活塞部31，所述活塞杆32连接所述压电陶瓷50，所述活塞部31装配于第一段腔室201内，如此，通过活塞杆32与导向槽孔的配合，具有很好的导向作用，活塞30的动作更为稳定。

所述推杆40装配于第二段腔室202并从下壳体22的下底面的开口伸出，具体的，所述推杆40呈倒T形结构，具有一竖直设置的导向杆部41和连接导向杆部41的底端的抵接部42，所述推杆40的导向杆部41装配于第二段腔室202内，所述抵接部42伸出所述下壳体22并抵接于柔性隔膜外壁上。导向杆部41与第二段腔室202的配合，也能够实现很好的导向作用，推杆40的运动不易产生偏移，动作更为稳定、顺利。当然的，在其它实施例中，推杆40的结构以及推杆40与第二段腔室202的装配方式不局限于此。

再具体的，所述第二段腔室202的横截面为方形，所述导向杆部41为与第二段腔室202相适配的方形杆部。如此，能够在周向方向上限制推杆40，防止推杆40旋转而错位。当然的，在其它实施例中，上述装配的方形结构也可以替换成同样具备周向限位的三角形、多边形、椭圆形以及不规则形状等。

所述抵接部42用于抵接柔性隔膜外壁的抵接面为弧形面，弧形面在挤压流道101的柔性隔膜外壁时，不会割伤柔性隔膜外壁，能够很好的保护柔性隔膜外壁。

所述下壳体22的下底面还凹陷有容纳槽221，所述容纳槽221用于容纳所述推杆40的抵接部42。当推杆40提升至最高位置时，推杆40的抵接部位于容纳槽221内，如此，可以很好的缩小整体的体积，使得结构更为紧凑。

当然的，在其它实施例中，液压放大器的结构也不局限于此。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：包括流道装置和液压放大器，所述流道装置形成有一具有柔性隔膜外壁的流道；所述液压放大器包括液压外壳以及设置于液压外壳上的多组液压机构，所述液压机构均包括：形成于液压外壳内且注入有流动介质的型腔、压电陶瓷、活塞和推杆，所述型腔具有相连通的第一段腔室和第二段腔室，所述第一段腔室的口径大于第二段腔室的口径，所述活塞连接所述压电陶瓷并密封且可活动的装配于第一段腔室内，所述推杆密封且可活动的装配于第二段腔室内并伸出所述液压外壳，多组液压机构的推杆沿流道的延伸方向依次抵接于柔性隔膜外壁上。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述流道装置包括底座和柔性隔膜，所述底座上形成有一长条形的凹槽，所述柔性隔膜密封装配于底座的凹槽的槽口上，进而与凹槽共同形成所述流道，所述柔性隔膜即为流道的柔性隔膜外壁；所述底座上还开设有连通所述流道的进口和出口。

3.根据权利要求2所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述底座上连通所述流道的进口和出口均装配有单向阀。

4.根据权利要求3所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述单向阀包括左压块、右压块和单向阀隔片，所述单向阀隔片设置于左压块和右压块之间，所述左压块和右压块相密封扣合，进而固定所述单向阀隔片，所述左压块和右压块上开设有相对应的通孔，所述通孔还连通相对应的进口或出口。

5.根据权利要求1所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述液压外壳包括上下密封且盖合的上壳体和下壳体，所述型腔形成于下壳体上，所述型腔的第一段腔室开设于下壳体的上表面，所述第二段腔室由第一段腔室的底部贯通至下壳体的下底面，所述上壳体上形成有对应第一段腔室的导向槽孔，所述压电陶瓷装配于导向槽孔内，所述活塞包括活塞杆和活塞部，所述活塞杆连接所述压电陶瓷，所述活塞部装配于第一段腔室内，所述推杆装配于第二段腔室并从下壳体的下底面的开口伸出。

6.根据权利要求5所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述推杆呈倒T形结构，具有一竖直设置的导向杆部和连接导向杆部的底端的抵接部，所述推杆的导向杆部装配于第二段腔室内，所述抵接部伸出所述下壳体并抵接于柔性隔膜外壁上。

7.根据权利要求6所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述抵接部用于抵接柔性隔膜外壁的抵接面为弧形面。

8.根据权利要求6所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述下壳体的下底面还凹陷有容纳槽，所述容纳槽用于容纳所述推杆的抵接部。

9.根据权利要求6所述的压电陶瓷驱动的蠕动式变量微泵，其特征在于：所述第二段腔室的横截面为方形，所述导向杆部为与第二段腔室相适配的方形杆部。

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