CN223523934U - 一种新型流体输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压电泵技术领域，尤其涉及一种新型流体输送装置，其中，振动组件配合泵座凹槽围合形成泵腔，泵腔通过设置在泵座上的泵入口和泵出口与外界连通，在泵入口和泵出口分别设置有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀上的流通孔均为多孔结构，通过增大流通孔的边缘总长，相较于同等面积的单孔设计，能够提高流体输送装置的泵送能力。流体输送装置采用单泵腔设计能够显著减小泵体的整体尺寸，通过在泵座上设置泵入口和泵出口，并分别配备第一单向阀和第二单向阀，实现同一泵腔内流体的有效泵入和泵出；简化了流体路径，同时减少流体的转折过程，进而降低了流体泵送过程中的能量损失。

Description

一种新型流体输送装置

技术领域

本实用新型涉及压电泵技术领域，尤其涉及一种新型流体输送装置。

背景技术

压电泵被广泛应用于医疗设备、电子设备冷却、气动工具等多个领域；目前压电泵设计大多采用双泵腔结构，通过其内部压电组件致动并分隔出两个相互连通的腔室用于流体的吸入和排出。

双泵腔结构的压电泵产品尺寸相对较大，限制了其在小型化、集成化设备中的应用潜力；尤其是在对空间要求极高的便携式或微型流体输送系统中，双泵腔压电泵的泵入口和泵出口分别设置在不同的腔室内，虽然实现了流体传输功能，但也造成流体路径延长和复杂化。

双泵腔结构的压电泵在使用过程中，流体从一个腔室流向另一个腔室的过程中，需要经过多次的转折与压缩，不仅增加了能量的损失，还可能引起流体的不稳定和噪音的产生。同时压电组件被封装在泵腔内部，其在高频振动过程中会产生大量热量，如果无法及时散发出去导致压电组件温度升高，会影响其电能利用率和压电泵的工作效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

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新型流体输送装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种新型流体输送装置，包括泵座和设置其上的振动组件，在所述泵座一侧设置有凹槽，所述振动组件配合所述凹槽围合形成泵腔；

所述泵腔通过设置在所述泵座上的泵入口和泵出口与外界连通，在所述泵入口和所述泵出口处分别设置有第一单向阀和第二单向阀；

所述第一单向阀连通外界的流通孔设置为多孔结构，所述第二单向阀连通所述泵腔的流通孔设置为多孔结构。

进一步的，所述第一单向阀包括沿其厚度方向依次连接的第一输入阀板、第一阀片和第一输出阀板，所述第二单向阀包括沿其厚度方向依次连接的第二输入阀板、第二阀片和第二输出阀板；

在第一输入阀板和第二输入阀板上分别开设有多个第一流通孔和多个第二流通孔，在第一阀片和第二阀片上分别设置有封堵第一流通孔和第二流通孔的第一阀瓣和第二阀瓣；

在第一输出阀板和第二输出阀板上分别开设有第一输出孔和第二输出孔，在第一阀片和第二阀片上分别对应第一输出孔和第二输出孔开设有第一阀孔和第二阀孔。

进一步的，所述振动组件包括柔性支撑板和设置其上的压电振子，所述泵入口和所述泵出口均靠近所述压电振子的振动波腹处设置。

进一步的，在所述凹槽底部开设有导通孔，所述导通孔与所述压电振子的波腹处相对设置；

所述第一单向阀和所述第二单向阀均设置在所述导通孔的同一平面内，并配合所述导通孔空间分别形成所述泵入口和所述泵出口。

进一步的，在所述导通孔靠近所述泵腔一端设置有第一环槽，所述第一输入阀板和所述第二输出阀板均与所述第一环槽槽底相抵接。

进一步的，在所述第一环槽的槽口处设置有第二环槽，在所述第二环槽内设置有胶封；

在所述导通孔远离所述泵腔的一端设置有过滤板，在所述过滤板上呈蜂窝状开设有多个通孔。

进一步的，所述柔性支撑板包括外环板、内支板和柔性环板，所述内支板设置在所述外环板内圈并通过所述柔性环板与所述外环板连接，所述外环板与所述凹槽的槽口端面相连，所述压电振子设置在所述内支板上。

进一步的，在所述振动组件背向所述泵座的一侧设置有罩壳，在所述罩壳上开设有散热口；

所述散热口包括对应所述振动组件振动波腹处设置的第一散热孔，以及沿周向均设在所述第一散热孔外圈的多个第二散热孔。

本实用新型的有益效果为：

在本申请中，通过将分别设置在泵入口和泵出口中的第一单向阀和第二单向阀上的流通孔设置为多孔结构，增大流通孔的边缘总长，相较于同等面积的单孔设计，能够提高流体输送装置的泵送能力。

进一步的，流体输送装置采用单泵腔设计能够显著减小泵体的整体尺寸，更适合于小型化、集成化设备的应用，特别是在便携式或微型流体输送系统中具有明显优势；具体通过在泵座上设置泵入口和泵出口，并分别配备第一单向阀和第二单向阀，实现同一泵腔内流体的有效泵入和泵出；简化了流体路径，同时减少流体的转折过程，进而降低了流体泵送过程中的能量损失。

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为本实用新型中新型流体输送装置的示意图；

图2为本实用新型中泵座的结构示意图；

图3为本实用新型中新型流体输送装置的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型中罩壳的结构示意图；

图5为本实用新型中第一单向阀和第二单向阀的结构示意图；

图6为本实用新型中流体流经第一输入阀板的流向示意图；

图7为本实用新型中新型流体输送装置安装罩壳的示意图；

图8为本实用新型中新型流体输送装置的剖面示意图。

附图标记：1、泵座；11、凹槽；12、导通孔；13、第一环槽；14、第二环槽；15、过滤板；151、通孔；2、振动组件；21、柔性支撑板；211、外环板；212、内支板；213、柔性环板；22、压电振子；31、泵腔；32、泵入口；33、泵出口；4、第一单向阀；41、第一输入阀板；411、第一流通孔；42、第一阀片；421、第一阀瓣；422、第一阀孔；43、第一输出阀板；431、第一输出孔；5、第二单向阀；51、第二输入阀板；511、第二流通孔；52、第二阀片；521、第二阀瓣；522、第二阀孔；53、第二输出阀板；531、第二输出孔；6、罩壳；61、散热口；611、第一散热孔；612、第二散热孔。

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。

目前，大多数压电泵采用双泵腔结构设计，通过内部的致动器分隔出两个相互连通的腔室，并分别用于流体的吸入和排出。但双泵腔结构导致泵体尺寸相对较大，且泵入口和泵出口分别设置在不同的腔室内，使得流体路径延长和复杂化，增加了能量的损失。

如图1至图8所示，本实用新型专利公开了一种新型流体输送装置，包括泵座1和设置其上的振动组件2，在泵座1一侧设置有凹槽11，振动组件2配合凹槽11围合形成泵腔31；泵腔31通过设置在泵座1上的泵入口32和泵出口33与外界连通，在泵入口32和泵出口33处分别设置有第一单向阀4和第二单向阀5；第一单向阀4连通外界的流通孔设置为多孔结构，第二单向阀5连通泵腔31的流通孔设置为多孔结构。

在本申请中，通过将分别设置在泵入口和泵出口中的第一单向阀和第二单向阀上的流通孔设置为多孔结构，增大流通孔的边缘总长，相较于同等面积的单孔设计，能够提高流体输送装置的泵送能力。

进一步的，流体输送装置采用单泵腔设计能够显著减小泵体的整体尺寸，更适合于小型化、集成化设备的应用，特别是在便携式或微型流体输送系统中具有明显优势；具体通过在泵座上设置泵入口和泵出口，并分别配备第一单向阀和第二单向阀，实现同一泵腔内流体的有效泵入和泵出；简化了流体路径，同时减少流体的转折过程，进而降低了流体泵送过程中的能量损失。

在本实施例中，如图3和图5所示，第一单向阀4包括沿其厚度方向依次连接的第一输入阀板41、第一阀片42和第一输出阀板43，第二单向阀5包括沿其厚度方向依次连接的第二输入阀板51、第二阀片52和第二输出阀板53。

其中，在第一输入阀板41和第二输入阀板51上分别开设有多个第一流通孔411和多个第二流通孔511，在第一阀片42和第二阀片52上分别设置有封堵第一流通孔411和第二流通孔511的第一阀瓣421和第二阀瓣521。在第一输出阀板43和第二输出阀板53上分别开设有第一输出孔431和第二输出孔531，在第一阀片42和第二阀片52上分别对应第一输出孔431和第二输出孔531开设有第一阀孔422和第二阀孔522。在单向阀上阀孔的设计过程中，能够根据实际情况和需求，分别调节阀孔的尺寸大小。

在具体实施过程中，当第一单向阀实现单向截止时，流体通过第一输出阀板43上的第一输出孔431，使第一阀片42上的第一阀瓣421对第一输入阀板41上的第一流通孔411进行封堵；当第一单向阀导通时，流体通过第一输入阀板41上的第一流通孔411，使第一阀片42上的第一阀瓣421与第一流通孔411分离，流体再依次经由第一阀片42上的第一阀孔422和第一输出阀板43上的第一输出孔431，实现单向导通。

作为上述实施例的优选，在此需要具体说明的是，本申请方案中的单向阀结构中，多个流通孔结构取代了目前输入阀板上一个阀孔的结构，多个流通孔面积与目前输入阀板上一个阀孔的面积相同，但能进一步提升流体的泵送能力。

具体参见图6所示，以第一单向阀4为例，流体在通过多个第一流通孔411时相较于通过一个通孔具有更好的流出能力，当压电振子22形变并驱动第一阀瓣421打开时，流体通过第一流通孔411流向第一阀瓣421，此时的流出状态如图6所示，流体会从每一个第一流通孔411的周向边沿处沿其径向流动，因此流体通过第一输入阀板41和第一阀片42的速度取决于多个第一流通孔411的周长总和。

同理在流体泵出过程中，由于压电振子22的交变变形发生的很快，达到每秒几百甚至几万赫兹以上，流体从泵出口33流出是在瞬间完成的，这个过程依靠的是第二阀瓣521边缘的快速开关，而每个第二流通孔511中间部分均被第二阀瓣521遮挡，所以流体从第二流通孔511流出的速度，关键取决于第二流通孔511边缘的大小。

本实施例中通过增大输入阀板上阀孔的边缘总长，提高流体输送装置的泵送能力，多个流通孔的设计，相较于同等面积的一个通孔设计，具有更长的边缘长度，可以显著提高流体泵的输出能力。

通过如下公式可以明确得到，在相同面积下的一个大圆和多个小圆，二者在周长总长上比较，多个小圆的周长总长更长：

设单孔的流出口半径为R，多孔流出口的每个孔的孔半径为r，孔数为n，单孔面积与多孔面积和相同，则有下式：

R2π＝nr2π；

进一步计算二者间的边缘长度比X：

综上可知，多孔流出口边缘的总长度与单孔流出口的边缘长度之比为在确保流通面积不变的情况下，显著提高了流出口的边缘长度，因而显著提高流体的泵送能力。

如图2所示，泵入口32和泵出口33均设置在泵座1凹槽11的槽底处；优选的，参见图3和图4所示，振动组件2包括柔性支撑板21和设置其上的压电振子22，泵入口32和泵出口33均靠近压电振子22的振动波腹处设置。在凹槽11底部开设有导通孔12，导通孔12与压电振子22的波腹处相对设置；第一单向阀4和第二单向阀5均设置在导通孔12的同一平面内，并配合导通孔12空间分别形成泵入口32和泵出口33。

将泵入口32和泵出口33设置在振动组件2的波腹处，可以最大化地利用振动组件2的振动能量。波腹是振动幅度最大的位置，因此流体在波腹处的流动受到最强的驱动力，从而提高了响应速度。而在具体实施过程中，第一单向阀4和第二单向阀5对应设置在波腹处，不仅提高了响应速度，在针对气体的输送过程中，还确保了气体在泵入和泵出过程中的单向性，对应波腹位置设置能够在向外泵气时形成射流，使得气体传输更加集中并减少了能量损失，增强了气体传输的效率。

进一步的，在导通孔12靠近泵腔31一端设置有第一环槽13，第一输入阀板41和第二输出阀板53均与第一环槽13槽底相抵接。在第一环槽13的槽口处设置有第二环槽14，在第二环槽14内设置有胶封；在导通孔12远离泵腔31的一端设置有过滤板15，在过滤板15上呈蜂窝状开设有多个通孔151。

层叠设置的单向阀结构具有较高的强度和稳定性，同时便于加工和组装。通过激光焊接或胶水粘接的方式固定各层组件边沿，确保各部件之间的紧密连接，提高单向阀的密封性和耐用性。通过各层板上的阀孔为流体的流动提供了明确的路径，并确保了单向阀的单向导通；具体通过阀片上的阀瓣有效地封堵或开启输入阀板上的流通孔，实现单向导通功能。

进一步的，在导通孔12一端的第一环槽13为单向阀提供了稳定的支撑，同时便于单向阀的安装和定位，配合第二环槽14内的胶封使单向阀稳固安装在导通孔12内；过滤板15的设置可以过滤掉流体中的杂质，确保单向阀和泵腔31内部的清洁。

在本实施例中，考虑到传统压电泵的制动器封装在泵腔31内部，不利于制动器热量的散出，导致其长时间工作下温度升高，影响电能利用率和工作效率。而在本申请方案的具体实施过程中，振动组件2中的压电振子22设置在柔性支撑板21上，有利于热量的散发，确保压电振子22在高频振动过程中产生的热量能够及时散发出去，维持了流体输送装置的工作效率。

柔性支撑板21包括外环板211、内支板212和柔性环板213，内支板212设置在外环板211内圈并通过柔性环板213与外环板211连接，外环板211与凹槽11的槽口端面相连，压电振子22设置在内支板212上。

柔性支撑板21外环板211与凹槽11的槽口端面紧密相连，确保了柔性支撑板21在泵座1上的稳定安装，并通过柔性环板213连接内支板212，使得柔性支撑板21既具有足够的刚性以支撑压电振子22，又具有一定的柔性以适应压电振子22的振动。

在本实施例中，如图7和图8所示，在振动组件2背向泵座1的一侧设置有罩壳6，在罩壳6上开设有散热口61；散热口61包括对应振动组件2振动波腹处设置的第一散热孔611，以及沿周向均设在第一散热孔611外圈的多个第二散热孔612。

其中，罩壳6为振动组件2提供了物理保护，还通过其上的散热口61提供有效的散热通道；特别适用于对振动组件2保护要求较高或工作环境较为恶劣的应用场景。在气流散热过程中，在振动组件2的作用下，罩壳6内的热气从第一散热孔611喷出，同时外界气体从第二散热孔612被吸入，确保了喷出的温度较高的气体不会又被吸入散热腔内，从而提高了散热效率。

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 (8)

1.一种新型流体输送装置，其特征在于，包括泵座(1)和设置其上的振动组件(2)，在所述泵座(1)一侧设置有凹槽(11)，所述振动组件(2)配合所述凹槽(11)围合形成泵腔(31)；

所述泵腔(31)通过设置在所述泵座(1)上的泵入口(32)和泵出口(33)与外界连通，在所述泵入口(32)和所述泵出口(33)处分别设置有第一单向阀(4)和第二单向阀(5)；

所述第一单向阀(4)连通外界的流通孔设置为多孔结构，所述第二单向阀(5)连通所述泵腔(31)的流通孔设置为多孔结构。

2.根据权利要求1所述的新型流体输送装置，其特征在于，所述第一单向阀(4)包括沿其厚度方向依次连接的第一输入阀板(41)、第一阀片(42)和第一输出阀板(43)，所述第二单向阀(5)包括沿其厚度方向依次连接的第二输入阀板(51)、第二阀片(52)和第二输出阀板(53)；

在所述第一输入阀板(41)和所述第二输入阀板(51)上分别开设有多个第一流通孔(411)和多个第二流通孔(511)，在所述第一阀片(42)和所述第二阀片(52)上分别设置有封堵所述第一流通孔(411)和所述第二流通孔(511)的第一阀瓣(421)和第二阀瓣(521)；

在所述第一输出阀板(43)和所述第二输出阀板(53)上分别开设有第一输出孔(431)和第二输出孔(531)，在所述第一阀片(42)和所述第二阀片(52)上分别对应所述第一输出孔(431)和所述第二输出孔(531)开设有第一阀孔(422)和第二阀孔(522)。

3.根据权利要求2所述的新型流体输送装置，其特征在于，所述振动组件(2)包括柔性支撑板(21)和设置其上的压电振子(22)，所述泵入口(32)和所述泵出口(33)均靠近所述压电振子(22)的振动波腹处设置。

4.根据权利要求3所述的新型流体输送装置，其特征在于，在所述凹槽(11)底部开设有导通孔(12)，所述导通孔(12)与所述压电振子(22)的波腹处相对设置；

所述第一单向阀(4)和所述第二单向阀(5)均设置在所述导通孔(12)的同一平面内，并配合所述导通孔(12)空间分别形成所述泵入口(32)和所述泵出口(33)。

5.根据权利要求4所述的新型流体输送装置，其特征在于，在所述导通孔(12)靠近所述泵腔(31)一端设置有第一环槽(13)，所述第一输入阀板(41)和所述第二输出阀板(53)均与所述第一环槽(13)槽底相抵接。

6.根据权利要求5所述的新型流体输送装置，其特征在于，在所述第一环槽(13)的槽口处设置有第二环槽(14)，在所述第二环槽(14)内设置有胶封；

在所述导通孔(12)远离所述泵腔(31)的一端设置有过滤板(15)，在所述过滤板(15)上呈蜂窝状开设有多个通孔(151)。

7.根据权利要求3所述的新型流体输送装置，其特征在于，所述柔性支撑板(21)包括外环板(211)、内支板(212)和柔性环板(213)，所述内支板(212)设置在所述外环板(211)内圈并通过所述柔性环板(213)与所述外环板(211)连接，所述外环板(211)与所述凹槽(11)的槽口端面相连，所述压电振子(22)设置在所述内支板(212)上。

8.根据权利要求1所述的新型流体输送装置，其特征在于，在所述振动组件(2)背向所述泵座(1)的一侧设置有罩壳(6)，在所述罩壳(6)上开设有散热口(61)；

所述散热口(61)包括对应所述振动组件(2)振动波腹处设置的第一散热孔(611)，以及沿周向均设在所述第一散热孔(611)外圈的多个第二散热孔(612)。