CN222910217U - 一种气体输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及流体泵技术领域，尤其涉及一种气体输送装置，包括泵体和设置其内的压电陶瓷组件、第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀分别设置在泵体的进气流道和排气流道处；压电陶瓷组件将泵体内腔分隔出相互连通的第一腔体和第二腔体，进气流道和排气流道分别连通第一腔体和第二腔体；在压电陶瓷组件的柔性支撑板上开设有连通第一腔体和第二腔体的通孔。通过压电陶瓷组件的振动改变第一腔体和第二腔体的容积，实现流体的吸入和排出。柔性支撑板上的通孔使气体直接在泵体内腔之间流通，减少了传统泵体外壳设置旁通管路的需求，降低了气体流动阻力，提高了泵的集成度和可靠性，减小了泵的体积和重量。

Description

一种气体输送装置

技术领域

本实用新型涉及流体泵技术领域，尤其涉及一种气体输送装置。

背景技术

传统的流体泵，无论是电磁式隔膜泵还是压电泵，其工作原理大多依赖于往复式运动来压缩或者扩大泵腔内的空间，从而形成负压以吸入流体，再从排出口排出，实现流体的单向传输。

其中，电磁式隔膜泵在往复运动时会产生较大的噪音，且流量和压力波动大，泵体积庞大，无法应用于便携式产品。压电泵是利用压电振子的拉伸弯曲变形来改变泵腔容积，现有技术中，需要在泵壳外侧开设旁通管路实现泵内两个腔体气体的流通，增大了气体由一个腔体进入另一腔体的流动阻力，造成气体流量与流速的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种气体输送装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种气体输送装置，包括泵体和设置其内的压电陶瓷组件、第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和所述第二单向阀分别设置在所述泵体的进气流道和排气流道；

所述压电陶瓷组件将所述泵体内腔分隔出相互连通的第一腔体和第二腔体，所述进气流道和所述排气流道分别连通所述第一腔体和所述第二腔体；

所述压电陶瓷组件包括柔性支撑板和相对设置在其两侧的压电陶瓷片和金属基片，在所述柔性支撑板上开设有连通所述第一腔体和所述第二腔体的通孔。

进一步的，所述通孔沿周向布设在所述压电陶瓷组件外圈。

进一步的，所述柔性支撑板包括安装部、外环部和柔性铰链部，所述安装部位于所述柔性支撑板中心位置，所述外环部位于所述柔性支撑板外圈边沿处，所述柔性铰链部位于所述安装部和所述外环部之间。

进一步的，在所述柔性支撑板上设置有接电组件，所述压电陶瓷片设置在所述安装部一侧并与所述接电组件电性连接，所述金属基片粘接在所述安装部远离所述压电陶瓷片的另一侧。

进一步的，所述安装部设置为正方形，所述通孔设置在所述柔性铰链部；

相邻设置在所述柔性铰链部同侧中心位置的两个所述通孔构成通气孔组，所述通气孔组沿所述柔性铰链部周向均匀布设。

进一步的，在所述柔性支撑板上位于所述通孔处设置有第三单向阀。

进一步的，所述第一单向阀和所述第二单向阀设置为相同结构，包括沿其厚度方向依次设置的第一阀板、阀片、支撑环板和第二阀板，所述进气流道上的所述第二阀板以及所述排气流道上的所述第一阀板均朝向所述泵体内腔设置；

在所述第一阀板和所述第二阀板的中心位置沿周向开孔并分别形成第一孔组和第二孔组，所述阀片中心位置通过交叉分割线形成周向分布的多个阀瓣，所述阀瓣与所述第一孔组对应设置，所述第一孔组与所述第二孔组错位布设。

进一步的，所述泵体包括相对设置的下盖和上盖，所述下盖和所述上盖分别压固在所述柔性支撑板的外圈边沿两侧；

所述进气流道和所述排气流道分别设置在所述下盖和所述上盖上，所述进气流道和所述排气流道的中心连线与所述压电陶瓷组件包振动时的波峰、波谷点连线相重合。

进一步的，在所述进气流道和所述排气流道朝向所述压电陶瓷组件的一端均设置有安装环槽，在所述安装环槽的槽口外圈开设有胶封环槽，所述第一单向阀和所述第二单向阀分别设置在所述下盖和所述上盖的所述安装环槽内。

进一步的，在所述进气流道和所述排气流道远离所述压电陶瓷片的一端均设置有多个气孔，且所述气孔均呈蜂窝状布设。

本实用新型的有益效果为：

在本申请中，通过设置在泵体内压电陶瓷组件的振动改变第一腔体和第二腔体的容积，实现流体的吸入和排出。这种设计简化了泵体的结构，提高了泵的集成度和可靠性，减小了泵的体积和重量。同时，通过结构设计使压电泵的最优性能点的驱动频率达到20kHz以上实现静音的效果。柔性支撑板上开设了连通第一腔体和第二腔体的通孔，使得气体可以直接在泵体内腔之间流通，减少了传统泵壳外侧开设旁通管路的需求，降低了气体流动阻力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中气体输送装置的示意图；

图2为本实用新型中气体输送装置的结构示意图；

图3为本实用新型中气体输送装置的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型中下盖内壁的结构示意图；

图5为本实用新型中柔性支撑板的结构示意图；

图6为本实用新型中气体输送装置的剖面结构示意图；

图7为本实用新型中第一单向阀和第二单向阀的结构示意图。

附图标记：1、泵体；11、下盖；12、上盖；13、进气流道；14、排气流道；15、第一腔体；16、第二腔体；17、安装环槽；18、胶封环槽；19、气孔；2、压电陶瓷组件；21、柔性支撑板；211、安装部；212、外环部；213、柔性铰链部；214、通孔；22、压电陶瓷片；23、金属基片；24、第三单向阀；25、接电组件；3、第一单向阀；31、第一阀板；311、第一孔组；32、阀片；321、交叉分割线；322、阀瓣；33、支撑环板；34、第二阀板；341、第二孔组；4、第二单向阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

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。本文中在本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。

如图1至图7所示的一种气体输送装置，包括泵体1和设置其内的压电陶瓷组件2、第一单向阀3和第二单向阀4，第一单向阀3和第二单向阀4分别设置在泵体1的进气流道13和排气流道14；压电陶瓷组件2将泵体1内腔分隔出相互连通的第一腔体15和第二腔体16，进气流道13和排气流道14分别连通第一腔体15和第二腔体16；压电陶瓷组件2包括柔性支撑板21和相对设置在其两侧的压电陶瓷片22和金属基片23，在柔性支撑板21上开设有连通第一腔体15和第二腔体16的通孔214。

本申请所公开的气体输送装置方案中，利用超声以上频率进行驱动，泵体本身不产生噪声，静音效果好。通过设置在泵体1内压电陶瓷组件2的振动改变第一腔体15和第二腔体16的容积，实现流体的吸入和排出。柔性支撑板21上开设了连通第一腔体15和第二腔体16的通孔214，使得气体可以直接在泵体1内腔之间流通，减少了传统泵体1外侧开设旁通管路的需求，降低了气体流动阻力，且简化了泵体1的结构，提高了泵的集成度和可靠性，减小了泵的体积和重量。

进一步参见图2和图3所示，通孔214沿周向布设在压电陶瓷组件2外圈。通孔214布设在柔性支撑板21安装有压电陶瓷片22以外的区域，避免影响陶瓷压电片的振动，均匀布设通孔214有助于实现气体的均匀流通，进一步提高泵的工作效率和稳定性。

在本实施例中，如图5所示，柔性支撑板21包括安装部211、外环部212和柔性铰链部213，安装部211位于柔性支撑板21中心位置，外环部212位于柔性支撑板21外圈边沿处，柔性铰链部213位于安装部211和外环部212之间。柔性支撑板21通过其外环部212与泵体1相连，将压电陶瓷组件2设置在安装部211。

在柔性线路板21上设置有接电组件25，压电陶瓷片22设置在安装部211一侧并与接电组件25电性连接，金属基片23粘接在安装部211远离压电陶瓷片22的另一侧。通孔214沿柔性铰链部213周向布设。

具体的，安装部211对应压电陶瓷片22设置且不限于正方形、正多边形、矩形或者圆形。

作为上述实施例的优选，柔性支撑板21通过外环部212与泵体1固定连接，安装有压电陶瓷组件2的安装部211通过柔性铰链部213与外环部212相连，减小外环部212对安装部211的振动阻力。进一步的，通孔214沿柔性铰链部213周向均匀布设其上，在确保泵体1内腔流通时，能够进一步降低安装部211的振动阻力，使压电陶瓷组件2在振动时具有更好的振动效果。

进一步参见图6所示，在柔性支撑板21上位于通孔214处设置有第三单向阀24。通过第三单向阀24进一步控制了气体的流向，确保气体从第一腔体15向第二腔体16的单向流动，提高了泵的工作效率和可靠性。

在本实施例中，如图7所示，第一单向阀3和第二单向阀4设置为相同结构，包括沿其厚度方向依次设置的第一阀板31、阀片32、支撑环板33和第二阀板34，进气流道13上的第二阀板34以及排气流道14上的第一阀板31均朝向泵体1内腔设置；在第一阀板31和第二阀板34的中心位置沿周向开孔并分别形成第一孔组311和第二孔组341，阀片32中心位置通过交叉分割线321形成周向分布的多个阀瓣322，阀瓣322与第一孔组311对应设置，第一孔组311与第二孔组341错位布设。

第一阀板31、阀片32、支撑环板33和第二阀板34依次层叠设置，通过激光焊接外部边缘，或通过胶水粘接外部边缘形成一体结构。当第一单向阀3和第二单向阀4工作时，气体通过第一阀板31上的第一孔组311后使阀片32上的阀瓣322远离第一阀板31表面，使气体再依次通过支撑环板33以及第二阀板34的第二孔组341；当气体通过第二阀板34吹向第一阀板31时，会将阀片32的阀瓣322压向第一阀板31表面，对第一孔组311进行封堵，以此实现气体的单向流通。

在本实施例中，如图2和图3所示，泵体1包括相对设置的下盖11和上盖12，下盖11和上盖12分别压固在柔性线路板21的外圈边沿两侧；进气流道13和排气流道14分别设置在下盖11和上盖12上，进气流道13和排气流道14的中心连线与压电陶瓷组件2包振动时的波峰、波谷点连线相重合。

在压电陶瓷组件2振动过程中，其中心位置的振动幅值最大，将进气流道13和排气流道14对应压电陶瓷片22中心位置设置，可以最大化地利用压电陶瓷片22的振动能量，促进气体的吸入和排出，从而提高泵的工作效率。由于进气流道13和排气流道14与压电陶瓷片22的波峰和波谷对应设置，此时设置在进气流道13和排气流道14处的第一单向阀3和第二单向阀4在压电陶瓷组件2振动作用影响下，工作效率最佳。

在本实施例中，如图4所示，在进气流道13和排气流道14朝向压电陶瓷组件2的一端均设置有安装环槽17，在安装环槽17的槽口外圈开设有胶封环槽18，第一单向阀3和第二单向阀4分别设置在下盖11和上盖12的安装环槽17内。将第一单向阀3和第二单向阀4置于安装环槽17后，通过胶封环槽18对其周侧进行胶封，确保单向阀安装稳定性的同时，进一步提高其密封性能。

进一步的，在进气流道13和排气流道14远离压电陶瓷片22的一端均设置有多个气孔19，且气孔19均呈蜂窝状布设。蜂窝状的气孔19结构使得气体在通过时，会被分散成多个细小的流束，这样气体中的较大杂质和颗粒物就会被阻挡在气孔19外部，无法进入泵体1内部，从而降低单向阀、压电组件性能衰减或失效的风险。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种气体输送装置，其特征在于，包括泵体(1)和设置其内的压电陶瓷组件(2)、第一单向阀(3)和第二单向阀(4)，所述第一单向阀(3)和所述第二单向阀(4)分别设置在所述泵体(1)的进气流道(13)和排气流道(14)；

所述压电陶瓷组件(2)将所述泵体(1)内腔分隔出相互连通的第一腔体(15)和第二腔体(16)，所述进气流道(13)和所述排气流道(14)分别连通所述第一腔体(15)和所述第二腔体(16)；

所述压电陶瓷组件(2)包括柔性支撑板(21)和相对设置在其两侧的压电陶瓷片(22)和金属基片(23)，在所述柔性支撑板(21)上开设有连通所述第一腔体(15)和所述第二腔体(16)的通孔(214)。

2.根据权利要求1所述的气体输送装置，其特征在于，所述通孔(214)沿周向布设在所述压电陶瓷组件(2)外圈。

3.根据权利要求2所述的气体输送装置，其特征在于，所述柔性支撑板(21)包括安装部(211)、外环部(212)和柔性铰链部(213)，所述安装部(211)位于所述柔性支撑板(21)中部位置，所述外环部(212)位于所述柔性支撑板(21)外圈边沿处，所述柔性铰链部(213)位于所述安装部(211)和所述外环部(212)之间。

4.根据权利要求3所述的气体输送装置，其特征在于，在所述柔性支撑板(21)上设置有接电组件(25)，所述压电陶瓷片(22)设置在所述安装部(211)一侧并与所述接电组件(25)电性连接，所述金属基片(23)粘接在所述安装部(211)远离所述压电陶瓷片(22)的另一侧。

5.根据权利要求3所述的气体输送装置，其特征在于，所述通孔(214)沿所述柔性铰链部(213)周向布设。

6.根据权利要求1~5任一项所述的气体输送装置，其特征在于，在所述柔性支撑板(21)上位于所述通孔(214)处设置有第三单向阀(24)。

7.根据权利要求1所述的气体输送装置，其特征在于，所述第一单向阀(3)和所述第二单向阀(4)设置为相同结构，包括沿其厚度方向依次设置的第一阀板(31)、阀片(32)、支撑环板(33)和第二阀板(34)，所述进气流道(13)上的所述第二阀板(34)以及所述排气流道(14)上的所述第一阀板(31)均朝向所述泵体(1)内腔设置；

在所述第一阀板(31)和所述第二阀板(34)的中心位置沿周向开孔并分别形成第一孔组(311)和第二孔组(341)，所述阀片(32)中心位置通过交叉分割线(321)形成周向分布的多个阀瓣(322)，所述阀瓣(322)与所述第一孔组(311)对应设置，所述第一孔组(311)与所述第二孔组(341)错位布设。

8.根据权利要求1所述的气体输送装置，其特征在于，所述泵体(1)包括相对设置的下盖(11)和上盖(12)，所述下盖(11)和所述上盖(12)分别压固在所述柔性支撑板(21)的外圈边沿两侧；

所述进气流道(13)和所述排气流道(14)分别设置在所述下盖(11)和所述上盖(12)上，所述进气流道(13)和所述排气流道(14)的中心连线与所述压电陶瓷组件(2)振动时的波峰、波谷点连线相重合。

9.根据权利要求8所述的气体输送装置，其特征在于，在所述进气流道(13)和所述排气流道(14)朝向所述压电陶瓷组件(2)的一端均设置有安装环槽(17)，在所述安装环槽(17)的槽口外圈开设有胶封环槽(18)，所述第一单向阀(3)和所述第二单向阀(4)分别设置在所述下盖(11)和所述上盖(12)的所述安装环槽(17)内。

10.根据权利要求8所述的气体输送装置，其特征在于，在所述进气流道(13)和所述排气流道(14)远离所述压电陶瓷片(22)的一端均设置有多个气孔(19)，且所述气孔(19)均呈蜂窝状布设。