CN221033039U - 高性能流体泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及流体控制、流体输送领域，具体涉及一种高性能流体泵，包括在厚度方向上依次层叠的驱动件、振动体、支撑环和对置体；其中，所述驱动件与所述振动体连接，用于驱动所述振动体振动；所述振动体、所述支撑环和所述对置体共同围成泵腔，所述支撑环的周向开设有若干连通所述泵腔的孔部一，所述对置体的中心区域开设有孔部二；所述孔部二安装有单向阀，所述单向阀被配置为仅在所述振动体朝向所述对置体侧振动时打开。本实用新型可以提升流体在排出时的流速和流量，进而优化性能。

Description

高性能流体泵

技术领域

本实用新型涉及流体控制、流体输送领域，具体涉及一种高性能流体泵。

背景技术

如图1、2所示，相关技术中，流体泵一般包括依次设置的驱动件1、振动体2、支撑环3和对置体4，在振动体2上开设流体入口7，在对置体4开设流体出口9，流体出口9处配置单向阀5。

本申请的发明人发现，流体从上侧进入泵腔8，则大部分流体会从冲击对置体4开始，反复冲击振动体2和对置体4，此过程会大大削弱流体的能量，使得流体在排出时流速、流量均降低，也即降低泵输送流体的能力。并且，由于振动体2和支撑环3之间及支撑环3与对置体4之间是通过焊接或胶水粘接的方式连接，反复受到流体的冲击，连接层的可靠性及寿命(也即流体泵)也会受到影响。流体大量冲击损伤的能量，如果无法转换成振动体2和对置体4的机械能，则必然会产生较大的热量造成流体泵温度上升，造成性能衰减，并缩减寿命。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服相关技术的缺陷，提供一种高性能流体泵，它可以提升流体在排出时的流速和流量，进而优化性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种高性能流体泵，包括在厚度方向上依次层叠的驱动件、振动体、支撑环和对置体；其中，

所述驱动件与所述振动体连接，用于驱动所述振动体振动；

所述振动体、所述支撑环和所述对置体共同围成泵腔，所述支撑环的周向开设有若干连通所述泵腔的孔部一，所述对置体的中心区域开设有孔部二；

所述孔部二安装有单向阀，所述单向阀被配置为仅在所述振动体朝向所述对置体侧振动时打开。

进一步为了在不改变驱动件及振动体振幅的情况下可以增大泵腔的容积变化量，所述对置体被配置为与所述振动体共振、且相位差为180°的共振体。

进一步为了使孔部一的两端形成流阻差异以满足性能需求，所述孔部一的宽度自泵腔外周向泵腔内部逐渐变小。

进一步为了可以减少零件数，以方便组装，所述支撑环和所述对置体为整体结构。

进一步，所述孔部一开设在所述支撑环的靠近所述振动体或者靠近所述对置体的端面，且在厚度方向未贯穿所述支撑环。

进一步为了在不增加泵腔高度的情况下增加支撑环的厚度，所述孔部一开设在所述支撑环的靠近所述振动体的端面，且在厚度方向未贯穿所述支撑环，所述对置体具有边缘部和朝向所述振动体侧凸出于所述边缘部的中央部，所述边缘部与所述支撑环层叠，所述中央部伸入所述支撑环内，并与所述孔部一的远离所述振动体侧相齐平或朝向所述振动体侧超出所述孔部一的远离所述振动体侧。

进一步为了使得孔部一高度与泵腔高度一致，所述孔部一在厚度方向上贯穿所述支撑环。

进一步为了在孔部一高度与泵腔高度一致的情况下，使支撑环仍可为一个整体，所述支撑环包括外环部和多个沿周向间隔连接在所述外环部内圈的内齿部，所述振动体和所述对置体分别与所述内齿部叠置，相邻内齿部之间形成所述孔部一。

进一步提供了一种单向阀的具体结构，所述单向阀包括阀片和若干支梁，所述阀片配置在所述对置体的远离所述振动体侧，且正对所述孔部二的位置被交叉分割开，所述支梁交叉设置在所述孔部二内，所述阀片被配置为在受到朝向所述泵腔侧的压力时其分割处紧贴所述支梁以封闭所述孔部二。

进一步为了防止阀片因运动过大而造成损伤，高性能流体泵还包括护板，所述护板配置在所述阀片的远离所述对置体侧，所述护板的正对所述孔部二的位置设置有开口，所述开口内交叉设置有护梁，所述护梁与所述支梁相互错开，且不干涉所述单向阀打开。

采用上述技术方案后，吸入过程中，流体从泵腔的周向进入，则大部分流体不会冲击振动体和对置体，虽然流体在泵腔汇聚时会互相冲击，但是也只是流体间的动能互换,宏观上不会造成流体能量的大量损失,较大程度保证了流体排出时的流速和流量，降低泵的发热，从而优化流体泵性能，另外，孔部二正好在对置体正中心，流体在此处发生冲击一定程度上可以提升流体在排出时的流速和流量，进-步优化流体泵性能；排出过程中，本实用新型的孔部一和孔部二的距离超过相关技术中流体入口和流体出口的距离，则本实用新型的孔部一产生的流阻必然大于相关技术中流体入口的流阻，所以,排出时,本实用新型中的方案会有更多的流体从孔部二流出，又进一步了提升了流体泵的性能。

附图说明

图1为相关技术中的高性能流体泵的吸入状态图；

图2为相关技术中的高性能流体泵的排出状态图；

图3为本实用新型的高性能流体泵的吸入状态图；

图4为本实用新型的高性能流体泵的排出状态图；

图5为本实用新型的实施例中的第一种高性能流体泵的爆炸图；

图6为本实用新型的实施例中的第一种高性能流体泵的剖视图；

图7为本实用新型的实施例中的第二种高性能流体泵的爆炸图；

图8为本实用新型的实施例中的第二种高性能流体泵的剖视图；

图9为本实用新型的实施例中的第三种高性能流体泵的爆炸图；

图10为本实用新型的实施例中的第三种高性能流体泵的剖视图；

图11为本实用新型的实施例中的第四种高性能流体泵的爆炸图；

图12为本实用新型的实施例中的第四种高性能流体泵的剖视图；

图中，1、驱动件；2、振动体；3、支撑环；31、孔部一；32、外环部；33、内齿部；4、对置体；41、孔部二；42、边缘部；43、中央部；5、单向阀；51、阀片；52、支梁；6、护板；61、开口；62、保梁；7、流体入口；8、泵腔；9流体出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图3-12所示，一种高性能流体泵，包括在厚度方向上依次层叠的驱动件1、振动体2、支撑环3和对置体4；其中，

驱动件1与振动体2连接，用于驱动振动体2振动；

振动体2、支撑环3和对置体4共同围成泵腔8，支撑环3的周向开设有若干连通泵腔8的孔部一31，对置体4的中心区域开设有孔部二41；

孔部二41安装有单向阀5，单向阀5被配置为仅在振动体2朝向对置体4侧振动时打开。

需要注意的是，如图7-12所示，在本实施例中，支撑环3和对置体4为分体结构。孔部一31沿支撑环3周向均设。

具体地，吸入过程中，流体从泵腔8的周向进入，则大部分流体不会冲击振动体2和对置体4，虽然流体在泵腔8汇聚时会互相冲击，但是也只是流体间的动能互换,宏观上不会造成流体能量的大量损失,较大程度保证了流体排出时的流速和流量，降低泵的发热，从而优化流体泵的性能。另外，孔部二41正好在对置体4正中心，流体在此处发生冲击一定程度上可以提升流体在排出时的流速和流量，进一步优化流体泵的性能。

排出过程中，高性能流体泵宏观上的单向流动，实际上是由孔部一31和孔部二41在吸入和排出时的流动阻力差形成，即不管吸入还是排出过程，流体泵的孔部一31和孔部二41均同时有流体流入或者排出，区别在于吸入时孔部二41流阻大于孔部一31流阻，所以从孔部一31处进入泵腔8的流体多,排出时孔部一31的流阻大于孔部二41的流阻，则从孔部二41处排出的流体较多，从而形成宏观上的单向流动。此处要说明两个概念，一是当压差一定时，流体会较多地流向流动阻力较低处；二是流体流过的路径越长，等效流阻越大。如，假设某圆管两侧压差一定，则管长越长，出口流体的流速越小，这是因为流体在经过较长的管道时造成的流体损失越大。据此，结合排出过程，如图1-4所示，本实施例的孔部一31和孔部二41的距离超过相关技术中流体入口7和孔部二41的距离，则本实施例的孔部一31产生的流阻必然大于相关技术中流体入口7的流阻，所以,排出时,本实施例中的方案会有更多的流体从孔部二41流出，从而提升流体泵的性能。

实施例二

在实施例一的基础上，如图3、4所示，对置体4为共振体，与振动体2共振，且相位差相差180°。

具体地，高性能流体泵是通过驱动件1驱动振动体2，振动体2将振动传递给流体,流体再将振动传递给共振体的方式实现共振的。振动体2和共振体的振动频率一致,相位差相差180％,此时振动体2和共振体的波峰和波谷正好在同一时间发生，此时泵腔8发生的容积变化最大，吸排流体时产生的负压和正压最大,泵的性能最优。因此，如此设置，可以在不改变驱动件1及振动体2振幅的情况下可以增大泵腔8的容积变化量，从而增大流体泵泵送流体的速度及流量，提升流体泵的性能。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，如图5、7、9、11所示，孔部一31的宽度自泵腔8外周向泵腔8内部逐渐变小。

如此设置，使孔部一31的两端形成流阻差异，进而满足性能需求。

实施例四

本实施例与实施例一或实施例二或实施例三的区别在于，如图5、6所示，支撑环3和对置体4为整体结构。

如此设置，可以减少高性能流体泵的零件数，以方便组装，并且还能保证孔部一31与泵腔8的高度一致，即孔部一31的两个表面分别均与泵腔的表面齐平。

实施例五

在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，如图7、8所示，孔部一31开设在支撑环3的靠近振动体2或者靠近对置体4的端面，且在厚度方向未贯穿支撑环3。对置体4的朝向支撑环3的表面是齐平的。

实施例六

本实施例在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，如图9、10所示，孔部一31开设在支撑环3的靠近振动体2的端面，且在厚度方向未贯穿支撑环3。对置体4具有边缘部42和朝向振动体2侧凸出于边缘部42的中央部43，边缘部42与支撑环3层叠，中央部43伸入支撑环3内，并与孔部一31的远离振动体2侧相齐平或朝向振动体2侧超出孔部一31的远离振动体2侧。

边缘部42和中央部43之间形成一个台阶，较低的台阶面与支撑环3配合，这样可以在不改变泵腔8高度，即泵腔8两个表面之间的距离的情况下，增加支撑环3的厚度，从而使得孔部一31的远离振动体2侧可以与中央部43形成的泵腔8表面一致，甚至低于中央部43形成的泵腔8表面，进一步增加孔部一31截面积，降低流阻。除此之外，支撑环3仍为一个完整的件，也降低了加工和工艺难度。

实施例七

在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，孔部一31在厚度方向上贯穿支撑环3。

实施例八

在实施例七的基础上，如图11、12所示，支撑环3包括外环部32和多个沿周向间隔连接在外环部32内圈的内齿部33，振动体2和对置体4分别与内齿部33叠置，相邻内齿部33之间形成孔部一31。

具体地，通过设置内齿部33，这样也可以使孔部一31与泵腔8的高度一致，即孔部一31的两个表面分别和泵腔8的两个表面齐平，依次增加孔部一31截面积，降低流阻。并且，在孔部一31与泵腔8的高度一致的情况下，仍然维持支撑环3为一个完整的件。

需要注意的是，泵腔8的高度对于特定结构高性能的高性能流体泵来说是一个固定值，并且，在对置体4被配置为共振体的情况下，泵腔8的高度是决定振动体2和共振体相位差的关键因素之一。而侧面孔部一31的大小，决定了吸入流体时的流阻值，也即流量和流压。因此，在支撑环3和对置体4为分体结构的情况下，设计实施例六和实施例八中的结构，在不影响泵腔8高度的前提下增大孔部一31截面积，降低流阻。

实施例九

在实施例一-实施例八任一实施例的基础上，如图5-12所示，单向阀5包括阀片51和若干支梁52，阀片51配置在对置体4的远离振动体2侧，且正对孔部二41的位置被交叉分割开，支梁52交叉设置在孔部二41内，阀片51被配置为在受到朝向泵腔8侧的压力时其分割处紧贴支梁52以封闭孔部二41。

实施例十

在实施例九的基础上，如图5、6、7、8所示，高性能流体泵还包括护板6，护板6配置在阀片51的远离对置体4侧，护板6的正对孔部二41的位置设置有开口61，开口61内交叉设置有护梁62，护梁62与支梁52相互错开，且不干涉单向阀5打开。

具体地，增加护梁62，在不干涉单向阀5打开的情况下，可以对阀片51起到支撑保护作用，防止阀片51因运动过大而造成损伤。

需要注意的是，在对置体4为共振体的情况下，护板6与对置体4之间的间隙超过共振体的振幅，从而避免护板6干涉对置体4振动。

以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 (10)

1.一种高性能流体泵，其特征在于，

包括在厚度方向上依次层叠的驱动件(1)、振动体(2)、支撑环(3)和对置体(4)；其中，

所述驱动件(1)与所述振动体(2)连接，用于驱动所述振动体(2)振动；

所述振动体(2)、所述支撑环(3)和所述对置体(4)共同围成泵腔(8)，所述支撑环(3)的周向开设有若干连通所述泵腔(8)的孔部一(31)，所述对置体(4)的中心区域开设有孔部二(41)；

所述孔部二(41)安装有单向阀(5)，所述单向阀(5)被配置为仅在所述振动体(2)朝向所述对置体(4)侧振动时打开。

2.根据权利要求1所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述对置体(4)被配置为与所述振动体(2)以180°的相位差共振的共振体。

3.根据权利要求1所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述孔部一(31)的宽度自泵腔(8)外周向泵腔(8)内部逐渐变小。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述支撑环(3)和所述对置体(4)为整体结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述孔部一(31)开设在所述支撑环(3)的靠近所述振动体(2)或者靠近所述对置体(4)的端面，且在厚度方向未贯穿所述支撑环(3)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述孔部一(31)开设在所述支撑环(3)的靠近所述振动体(2)的端面，且在厚度方向未贯穿所述支撑环(3)，所述对置体(4)具有边缘部(42)和朝向所述振动体(2)侧凸出于所述边缘部(42)的中央部(43)，所述边缘部(42)与所述支撑环(3)层叠，所述中央部(43)伸入所述支撑环(3)内，并与所述孔部一(31)的远离所述振动体(2)侧相齐平或朝向所述振动体(2)侧超出所述孔部一(31)的远离所述振动体(2)侧。

7.根据权利要求1-3任一项所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述孔部一(31)在厚度方向上贯穿所述支撑环(3)。

8.根据权利要求7所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述支撑环(3)包括外环部(32)和多个沿周向间隔连接在所述外环部(32)内圈的内齿部(33)，所述振动体(2)和所述对置体(4)分别与所述内齿部(33)叠置，相邻内齿部(33)之间形成所述孔部一(31)。

9.根据权利要求1所述的高性能流体泵，其特征在于，

所述单向阀(5)包括阀片(51)和若干支梁(52)，所述阀片(51)配置在所述对置体(4)的远离所述振动体(2)侧，且正对所述孔部二(41)的位置被交叉分割开，所述支梁(52)交叉设置在所述孔部二(41)内，所述阀片(51)被配置为在受到朝向所述泵腔(8)侧的压力时其分割处紧贴所述支梁(52)以封闭所述孔部二(41)。

10.根据权利要求9所述的高性能流体泵，其特征在于，

还包括护板(6)，所述护板(6)配置在所述阀片(51)的远离所述对置体(4)侧，所述护板(6)的正对所述孔部二(41)的位置设置有开口(61)，所述开口(61)内交叉设置有护梁(62)，所述护梁(62)与所述支梁(52)相互错开，且不干涉所述单向阀(5)打开。