CN217002225U - 用于压电微泵的振动板及其压电微泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压电微泵技术领域，尤其是一种用于压电微泵的振动板，此外，本实用新型还涉及一种包括上述用于压电微泵的振动板的压电微泵，该振动板包括振动部和配置在振动部外周的连接部；连接部上贯穿有至少一个窗口，窗口内具有用于和压电振子固定连接的连接悬臂，连接悬臂包括梁部和至少一个悬臂部，本实用新型通过将连接悬臂以大致朝向或完全朝向振动部中心的方式连接在梁部和窗口之间，一方面连接部除去窗口的部分均能够与支撑板固定连接，极大地提高了作为关键部件的振动板与支撑板之间的连接面积，增大了连接强度，降低了工作过程中连接失效的风险，另一方面能够减少连接悬臂在弯曲时发生的扭转，提高使用寿命。

Description

用于压电微泵的振动板及其压电微泵

技术领域

本实用新型涉及压电微泵技术领域，尤其是一种用于压电微泵的振动板，此外，本实用新型还涉及一种包括上述用于压电微泵的振动板的压电微泵。

背景技术

压电驱动型流体输送和控制装置具有结构紧凑，易微小型化，易集成，控制精度高，响应速度快，功耗低、寿命长、可靠性高等优点，在医疗、生物、化工等领域有着广泛的应用需求。

对此，现有技术中出现了一些压电微泵，如专利文献CN109869302A一种垂直支承微型压电泵，其挠性板(振动板)中的梁部为周向设置，导致梁部随致动器(压电振子)弯曲时，容易发生扭转变形，进而导致梁部的根部容易发生断裂；

专利文献CN 111980887 A中公开了一种压电微泵的错层支承结构及气体控制装置，其共振板(振动板)中的悬臂为径向设置，虽然能够在梁部随压电振子弯曲时，可大幅度的降低扭转变形，但是其共振板通过凸起与支撑板或连接板连接，连接面积小，连接强度不高，存在连接失效的风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中压电微泵内的振动板无法同时兼具降低梁部扭转变形及具有较大有效连接面积的问题，现提供一种用于压电微泵的振动板，此外，本实用新型提供一种包括上述用于压电微泵的振动板的压电微泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于压电微泵的振动板，所述压电微泵具有压电振子，所述振动板用于和压电振子配合，该振动板包括振动部和配置在振动部外周的连接部，所述振动部上贯穿有过流孔；

所述连接部上贯穿有至少一个窗口，所述窗口内具有用于和压电振子固定连接的连接悬臂，所述连接悬臂包括梁部和至少一个悬臂部，所述悬臂部的一端和窗口内在振动部径向上的侧壁固定连接，另一端和梁部在振动部径向上的侧壁固定连接，所述梁部在振动部周向上的两端悬空。

本方案中通过在振动板的连接部开有窗口，窗口内设置连接悬臂，振动板通过连接悬臂与压电振子固定连接，连接部除去窗口的部分均能够与支撑板固定连接，极大地提高了作为关键部件的振动板与支撑板之间的连接面积，增大了连接强度，降低了工作过程中连接失效的风险；同时连接悬臂的悬臂部以大致朝向或完全朝向振动部中心的方式连接在梁部和窗口之间，以此实现能够减少连接悬臂在弯曲时发生的扭转，提高使用寿命。

本实用新型连接悬臂的具体设置方案大致分为以下三种：

第一种为，所述窗口内在振动部径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁和第二径向内壁，在振动部的径向上，第一径向内壁位于第二径向内壁的外侧；所述梁部在振动部径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁和第二径向外壁，在振动部的径向上，第一径向外壁位于第二径向外壁的外侧；

所述悬臂部的一端和第一径向内壁固定连接，另一端和第一径向外壁固定连接。

第二种为，所述窗口内在振动部径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁和第二径向内壁，在振动部的径向上，第一径向内壁位于第二径向内壁的外侧；所述梁部在振动部径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁和第二径向外壁，在振动部的径向上，第一径向外壁位于第二径向外壁的外侧；

所述悬臂部的一端和第二径向内壁固定连接，另一端和第二径向外壁固定连接。

第三种为，所述窗口内在振动部径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁和第二径向内壁，在振动部的径向上，第一径向内壁位于第二径向内壁的外侧；所述梁部在振动部径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁和第二径向外壁，在振动部的径向上，第一径向外壁位于第二径向外壁的外侧；

所述第一径向内壁和第一径向外壁之间至少具有一个悬臂部，第一径向内壁和第一径向外壁之间的悬臂部为外悬臂，外悬臂的一端和第一径向内壁固定连接，另一端和第一径向外壁固定连接；

所述第二径向内壁和第二径向外壁之间至少具有一个悬臂部，第二径向内壁和第二径向外壁之间的悬臂部为内悬臂部，内悬臂部的一端和第二径向内壁固定连接，另一端和第二径向外壁固定连接。

进一步地，所述内悬臂部和外悬臂部一一对应，所述外悬臂部和与其对应的内悬臂部位于振动部的同一径向上。

进一步地，所述悬臂部位于振动部的径向方向上。

进一步地，所述连接部与振动部一体成型，或者连接部与振动部固定连接。

进一步地，所述振动板为导电体。

进一步地，所述连接部为导电体。

进一步地，所述连接悬臂与连接部一体成型，或者连接悬臂与连接部固定连接。

进一步地，所述连接部的外侧边缘设有第二外部电极。

本实用新型还提供一种压电微泵，包括泵壳、压电振子及支撑结构，所述泵壳和支撑结构之间构建出容纳腔，支撑结构包括支撑板及设在支撑板上的振动板，所述振动板和压电振子均位于容纳腔内，所述的振动板为上述的用于压电微泵的振动板，所述支撑板朝向容纳腔的一侧和振动板的连接部固定连接，所述支撑板朝向振动板的一侧设置有凹陷槽，所述凹陷槽与振动部相对，并与振动板配合形成引流腔，支撑板上设置有与引流腔连通的进气孔，所述连接悬臂和压电振子固定连接，支撑板4朝向振动板3的一侧设有与连接悬臂位置对应的避让槽。

进一步地，所述振动板的连接部的外周边缘夹持在泵壳和支撑板之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型用于压电微泵的振动板通过将连接悬臂以大致朝向或完全朝向振动部中心的方式连接在梁部和窗口之间，一方面连接部除去窗口的部分均能够与支撑板固定连接，极大地提高了作为关键部件的振动板与支撑板之间的连接面积，增大了连接强度，降低了工作过程中连接失效的风险，另一方面能够减少连接悬臂在弯曲时发生的扭转，提高使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例1中用于压电微泵的振动板的示意图；

图2是本实用新型实施例1中用于压电微泵的振动板配置在压电微泵内的示意图；

图3是本实用新型实施例2中用于压电微泵的振动板的示意图；

图4是本实用新型实施例2中用于压电微泵的振动板配置在压电微泵内的示意图；

图5是本实用新型实施例3中的一种用于压电微泵的振动板的示意图；

图6是本实用新型实施例3中的另一种用于压电微泵的振动板的示意图；

图7是本实用新型实施例4中压电微泵的进气过程示意图；

图8是本实用新型实施例4中压电微泵的出气过程示意图；

图中：1、泵壳，11、盖板，111、出气孔,12、第一隔板，13、电极板，131、第一外部电极，14、第二隔板；

2、压电振子，21、基板，211、连接凸台，22、压电元件；

3、振动板，31、振动部，311、过流孔，32、连接部，321、窗口，321a、第一径向内壁，321b、第二径向内壁，322、连接悬臂，3221、梁部，3221a、第一径向外壁，3221b、第二径向外壁，3222、悬臂部，323、第二外部电极；

4、支撑板，41、凹陷槽，42、避让槽，43、进气孔；

5、容纳腔；

6、引流腔。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1和2所示，一种用于压电微泵的振动板，所述压电微泵具有压电振子2，所述振动板3用于和压电振子2配合，该振动板3包括振动部31和配置在振动部31外周的连接部32，所述振动部31上贯穿有过流孔311；

所述连接部32上贯穿有至少一个窗口321，所述窗口321内具有用于和压电振子2固定连接的连接悬臂322，所述连接悬臂322包括梁部3221和至少一个悬臂部3222，所述悬臂部3222的一端和窗口321内在振动部31径向上的侧壁固定连接，另一端和梁部3221在振动部31径向上的侧壁固定连接，所述梁部3221在振动部31周向上的两端悬空。

连接部32上具有多个窗口321时，优选地，多个窗口321沿振动部31的周向均匀分布。

所述连接部32与振动部31一体成型，或者连接部32与振动部31固定连接。

所述振动板3整体为导电体，或者振动板3上仅为连接部32为导电体；从而能作为压电振子2的一极与压电振子2电连接，不需要额外为压电振子2设置一极电极板，使得整体结构更为紧凑，同时，振动板3与压电振子2固定连接，易于实现电连接，由此为压电微泵的引电带来了方便，相比于现有技术，不需要对压电元件22做翻边处理，降低了制造成本，压电元件22上的电连接区域面积减小，降低了对压电元件22在电信号作用下产生弯曲变形的影响。

值得注意的是，本实施例中连接悬臂322可以固定设置在连接部32上，亦可与连接部32一体成型，采用一体成型时，有利于减小工艺难度，降低制造成本，同时提升可靠性。

优选地，凹陷槽41、振动部31、振动部31上的过流孔311及压电振子2同轴设置。

所述连接部32的外侧边缘设有第二外部电极323，优选地，第二外部电极323与连接部32一体成型。

所述窗口321内在振动部31径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁321a和第二径向内壁321b，在振动部31的径向上，第一径向内壁321a位于第二径向内壁321b的外侧；所述梁部3221在振动部31径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁3221a和第二径向外壁3221b，在振动部31的径向上，第一径向外壁3221a位于第二径向外壁3221b的外侧；所述悬臂部3222的一端和第一径向内壁321a固定连接，另一端和第一径向外壁3221a固定连接。

所述悬臂部3222位于振动部31的径向方向上。

本实施例通过在振动板3的连接部32开有窗口321，窗口321内设置连接悬臂322，振动板3通过连接悬臂322与压电振子2固定连接，连接部32除去窗口321的部分均能够与支撑板4固定连接，极大地提高了作为关键部件的振动板3与支撑板4之间的连接面积，增大了连接强度，降低了工作过程中连接失效的风险；同时连接悬臂322的悬臂部3222以大致朝向或完全朝向振动部31中心的方式连接在梁部3221和窗口321之间，以此实现能够减少连接悬臂322在弯曲时发生的扭转，提高使用寿命。

实施例2

如图3和4所示，实施例2与实施例1的区别在于：所述窗口321内在振动部31径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁321a和第二径向内壁321b，在振动部31的径向上，第一径向内壁321a位于第二径向内壁321b的外侧；所述梁部3221在振动部31径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁3221a和第二径向外壁3221b，在振动部31的径向上，第一径向外壁3221a位于第二径向外壁3221b的外侧；所述悬臂部3222的一端和第二径向内壁321b固定连接，另一端和第二径向外壁3221b固定连接。

本实施例通过在振动板3的连接部32开有窗口321，窗口321内设置连接悬臂322，振动板3通过连接悬臂322与压电振子2固定连接，连接部32除去窗口321的部分均能够与支撑板4固定连接，极大地提高了作为关键部件的振动板3与支撑板4之间的连接面积，增大了连接强度，降低了工作过程中连接失效的风险；同时连接悬臂322的悬臂部3222以大致朝向或完全朝向振动部31中心的方式连接在梁部3221和窗口321之间，以此实现能够减少连接悬臂322在弯曲时发生的扭转，提高使用寿命。

实施例3

如图5所示，实施例3与实施例1的区别在于：所述窗口321内在振动部31径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁321a和第二径向内壁321b，在振动部31的径向上，第一径向内壁321a位于第二径向内壁321b的外侧；所述梁部3221在振动部31径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁3221a和第二径向外壁3221b，在振动部31的径向上，第一径向外壁3221a位于第二径向外壁3221b的外侧；

所述第一径向内壁321a和第一径向外壁3221a之间至少具有一个悬臂部3222，第一径向内壁321a和第一径向外壁221a之间的悬臂部3222为外悬臂，外悬臂的一端和第一径向内壁321a固定连接，另一端和第一径向外壁3221a固定连接；

所述第二径向内壁321b和第二径向外壁3221b之间至少具有一个悬臂部3222，第二径向内壁321b和第二径向外壁3221b之间的悬臂部3222为内悬臂部，内悬臂部的一端和第二径向内壁321b固定连接，另一端和第二径向外壁3221b固定连接。

值得注意的是本实施例中内悬臂部和外悬臂部的数量可以相同，也可以不同；其中，在内悬臂和和外悬臂的数量相同时，优选地，如图5所示，内悬臂部和外悬臂部一一对应，所述外悬臂部和与其对应的内悬臂部位于振动部31的同一径向上；亦可为，如图6所示，内悬臂部和外悬臂部均有多个，但内悬臂部和外悬臂部未分布在振动部31的同一径向上。

本实施例通过在振动板3的连接部32开有窗口321，窗口321内设置连接悬臂322，振动板3通过连接悬臂322与压电振子2固定连接，连接部32除去窗口321的部分均能够与支撑板4固定连接，极大地提高了作为关键部件的振动板3与支撑板4之间的连接面积，增大了连接强度，降低了工作过程中连接失效的风险；同时连接悬臂322的悬臂部3222以大致朝向或完全朝向振动部31中心的方式连接在梁部3221和窗口321之间，以此实现能够减少连接悬臂322在弯曲时发生的扭转，提高使用寿命。

实施例4

如图2和4所示，一种压电微泵，包括泵壳1、压电振子2及支撑结构，所述泵壳1和支撑结构之间构建出容纳腔5，支撑结构包括支撑板4及设在支撑板4上的振动板3，所述振动板3和压电振子2均位于容纳腔5内，所述的振动板3为实施例1、2或3中的用于压电微泵的振动板，所述支撑板4朝向容纳腔5的一侧和振动板3的连接部32固定连接，所述支撑板4朝向振动板3的一侧设置有凹陷槽41，所述凹陷槽41与振动部31相对，并与振动板3配合形成引流腔6，支撑板4上设置有与引流腔6连通的进气孔43，所述连接悬臂322和压电振子2固定连接。

其中，泵壳1包括由上至下依次密封连接的盖板11、第一隔板12、电极板13和第二隔板14构成，盖板11上设置有连通容纳腔5的出气孔111，第一隔板12、电极板13和第二隔板14上均设有连通容纳腔5的通孔，电极板13形成有伸延至容纳腔5外的第一外部电极131和设置于容纳腔5内的内部电极，第二隔板14为绝缘板，第二隔板14与支撑结构密封连接；振动板3的连接部32的外周边缘夹持固定在支撑板4与第二隔板14之间。

压电振子2包括基板21和设置在基板21远离支撑结构的一侧上的一个或多个压电元件22，基板21和压电元件22的形状可以为圆形、方形、多边形或其他形状，在此不做限定。本实施例中，基板21和压电元件22均为圆形且同轴设置，构成压电振子2的基板21为导电体，基板21朝向振动板3一侧的外周边缘至少具有一个连接凸台211，连接悬臂322与连接凸台211一一对应，连接悬臂322和与其对应的连接凸台211固定连接，支撑板4朝向振动板3的一侧设有与连接悬臂322位置对应的避让槽42。

压电元件22和电极板13的内部电极电连接，振动板3与基板21电连接，基板21与压电元件22电连接，振动板3上的第二外部电极323位于容纳腔5外，当外部电源通过第一外部电极131和第二外部电极323给压电振子2施加交流电压时，压电振子2可产生往复弯曲变形，压电振子2的两极加载交流电压后可以产生往复弯曲变形。

在合适的工作频率下，压电振子2与振动板3达到一定的谐振状态，即通过对压电振子2施加驱动电压，压电振子2向上凸起弯曲变形时，如图7所示，压电振子2和振动板3之间的间隙在压电振子2中央附近变大，该位置流阻较小，压电振子2和振动板3之间的间隙在压电振子2外周较小，该位置流阻较大，因此，流体主要以从过流孔311吸入为主。压电振子2向下凸起弯曲变形时，如图8所示，压电振子2和振动板3之间的间隙在压电振子2中央附近变小，该位置流阻较大，压电振子2和振动板3之间的间隙在压电振子2外周较大，该位置流阻较小，因此，流体主要以从压电振子2外周向出气孔111流出为主。通过交变电流的控制，反复上述的吸入和排出的过程以达到连续输送流体的目的。

上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (13)

1.一种用于压电微泵的振动板，所述压电微泵具有压电振子(2)，所述振动板(3)用于和压电振子(2)配合，其特征在于：该振动板(3)包括振动部(31)和配置在振动部(31)外周的连接部(32)，所述振动部(31)上贯穿有过流孔(311)；

所述连接部(32)上贯穿有至少一个窗口(321)，所述窗口(321)内具有用于和压电振子(2)固定连接的连接悬臂(322)，所述连接悬臂(322)包括梁部(3221)和至少一个悬臂部(3222)，所述悬臂部(3222)的一端和窗口(321)内在振动部(31)径向上的侧壁连接，另一端和梁部(3221)在振动部(31)径向上的侧壁固定连接，所述梁部(3221)在振动部(31)周向上的两端悬空。

2.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述窗口(321)内在振动部(31)径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁(321a)和第二径向内壁(321b)，在振动部(31)的径向上，第一径向内壁(321a)位于第二径向内壁(321b)的外侧；所述梁部(3221)在振动部(31)径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁(3221a)和第二径向外壁(3221b)，在振动部(31)的径向上，第一径向外壁(3221a)位于第二径向外壁(3221b)的外侧；

所述悬臂部(3222)的一端和第一径向内壁(321a)固定连接，另一端和第一径向外壁(3221a)固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述窗口(321)内在振动部(31)径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁(321a)和第二径向内壁(321b)，在振动部(31)的径向上，第一径向内壁(321a)位于第二径向内壁(321b)的外侧；所述梁部(3221)在振动部(31)径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁(3221a)和第二径向外壁(3221b)，在振动部(31) 的径向上，第一径向外壁(3221a)位于第二径向外壁(3221b)的外侧；

所述悬臂部(3222)的一端和第二径向内壁(321b)固定连接，另一端和第二径向外壁(3221b)固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述窗口(321)内在振动部(31)径向上的两个侧壁分别为第一径向内壁(321a)和第二径向内壁(321b)，在振动部(31)的径向上，第一径向内壁(321a)位于第二径向内壁(321b)的外侧；所述梁部(3221)在振动部(31)径向上的两个侧壁分别为第一径向外壁(3221a)和第二径向外壁(3221b)，在振动部(31)的径向上，第一径向外壁(3221a)位于第二径向外壁(3221b)的外侧；

所述第一径向内壁(321a)和第一径向外壁(3221a)之间至少具有一个悬臂部(3222)，第一径向内壁(321a)和第一径向外壁(3221a)之间的悬臂部(3222)为外悬臂，外悬臂的一端和第一径向内壁(321a)固定连接，另一端和第一径向外壁(3221a)固定连接；

所述第二径向内壁(321b)和第二径向外壁(3221b)之间至少具有一个悬臂部(3222)，第二径向内壁(321b)和第二径向外壁(3221b)之间的悬臂部(3222)为内悬臂部，内悬臂部的一端和第二径向内壁(321b)固定连接，另一端和第二径向外壁(3221b)固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述内悬臂部和外悬臂部一一对应，所述外悬臂部和与其对应的内悬臂部位于振动部(31)的同一径向上。

6.根据权利要求1-4任一项所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述悬臂部(3222)位于振动部(31)的径向方向上。

7.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述连接部(32)与振动部(31)一体成型，或者连接部(32)与振动部(31)固定连接。

8.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述振动板(3)为导电体。

9.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述连接部(32)为导电体。

10.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述连接悬臂(322)与连接部(32)一体成型，或者连接悬臂(322)与连接部(32)固定连接。

11.根据权利要求1所述的用于压电微泵的振动板，其特征在于：所述连接部(32)的外侧边缘设有第二外部电极(323)。

12.一种压电微泵，包括泵壳(1)、压电振子(2)及支撑结构，所述泵壳(1)和支撑结构之间构建出容纳腔(5)，支撑结构包括支撑板(4)及设在支撑板(4)上的振动板(3)，所述振动板(3)和压电振子(2)均位于容纳腔(5)内，其特征在于：所述的振动板(3)为权利要求1-11任一项所述的用于压电微泵的振动板，所述支撑板(4)朝向容纳腔(5)的一侧和振动板(3)的连接部(32)固定连接，所述支撑板(4)朝向振动板(3)的一侧设置有凹陷槽(41)，所述凹陷槽(41)与振动部(31)相对，并与振动板(3)配合形成引流腔(6)，支撑板(4)上设置有与引流腔(6)连通的进气孔(43)，所述连接悬臂(322)和压电振子(2)固定连接，支撑板(4)朝向振动板(3)的一侧设有与连接悬臂(322)位置对应的避让槽(42)。

13.根据权利要求12所述的压电微泵，其特征在于：所述振动板(3)的连接部(32)的外周边缘夹持在泵壳(1)和支撑板(4)之间。

Images