DE102016112553B4

DE102016112553B4 - PIEZOELECTRIC PUMP AND OPERATING METHOD THEREOF

Info

Publication number: DE102016112553B4
Application number: DE102016112553.9A
Authority: DE
Inventors: Chung-Han Wu; Yu-Chang Yen
Original assignee: Koge Micro Tech Co Ltd
Current assignee: Koge Micro Tech Co Ltd
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2036-07-09
Also published as: DE102016112553A1

Abstract

Eine piezoelektrische Pumpe (100) umfassend ein piezoelektrisches Element (110), ein Vibtationsteilstück (120), ein Ventil (130) und ein Stromungführungselement (140). Das Vibtationsteilstück weist einen Zentralbereich (121) an dem piezoelektrischen Element, einen Randbereich (122), eine erste Ausnehmung (123), einen Anschlag (124) und eine Positionsbegrenzungswand (125) auf, die sowohl von der ersten Ausnehmung vorsteht, und eine Durchgangsnut (126), die zwischen dem Zentralbereich und dem Randbereich und vorliegt und durch die erste Ausnehmung verbunden ist. Das Ventil (130) ist an dem Randbereich (122) angebracht und weist einen nicht-geraden Durchgangsschlitz (132) auf. Das Stromungführungselement (140) ist an dem Ventil angebracht und weist eine zweite Ausnehmung (142) und einen Kanal (144) auf, der in dem Stromungführungselement ausgespart ist, und ein Durchgangsloch. Der Kanal wird durch die zweite Ausnehmung und das Durchgangsloch verbunden. Ein Vorsprung der zweiten Ausnehmung (142), der auf die Ebene hervorragt, auf der das Ventil existiert, bedeckt den nicht-geraden Durchgangsschlitz (132). Ferner wird ein Betriebsverfahren der piezoelektrischen Pumpe offenbart.A piezoelectric pump (100) comprising a piezoelectric element (110), a vibration section (120), a valve (130) and a flow guide element (140). The vibrating section has a central region (121) on the piezoelectric element, an edge region (122), a first recess (123), a stop (124) and a position limiting wall (125) which both protrudes from the first recess, and a through groove (126), which exists between the central region and the edge region and and is connected by the first recess. The valve (130) is attached to the edge area (122) and has a non-straight through slot (132). The flow guide element (140) is attached to the valve and has a second recess (142) and a channel (144) which is recessed in the flow guide element and a through hole. The channel is connected by the second recess and the through hole. A protrusion of the second recess (142) that protrudes to the plane on which the valve exists covers the non-straight through slot (132). An operating method of the piezoelectric pump is also disclosed.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Pumpe und ein Betriebsverfahren derselben. Insbesondere betrifft die Erfindung eine piezoelektrische Pumpe und ein Betriebsverfahren derselben, die beschaffen ist, Rückströmungen zu unterdrücken und die Fördereffizienz zu verbessern.The invention relates to a piezoelectric pump and an operating method thereof. In particular, the invention relates to a piezoelectric pump and an operating method thereof, which is designed to suppress backflows and improve the delivery efficiency.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIKDESCRIPTION OF THE PRIOR ART

Piezoelektrische Pumpen sind eine neue Art von Strömungs-Aktuatoren, bei denen kein Antriebsmotor erforderlich ist und Fluidförderung nur über den inversen piezoelektrischen Effekt der piezoelektrischen Keramiken verwirklicht wird, welche den piezoelektrischen Vibrator veranlassen sich zu verformen, so dass die Verformung des piezoelektrischen Vibrators eine Volumenänderung der Pumpenkammer bewirkt, oder Flüssigkeit über die, durch den piezoelektrischen Vibrator erzeugten, Schwankungen befördert. Deshalb haben die piezoelektrischen Pumpen graduell die herkömmlichen Pumpen ersetzt und werden in der Elektronik, Biomedizin, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Petrochemie weithin verwendet.Piezoelectric pumps are a new type of flow actuators, in which no drive motor is required and fluid delivery is realized only via the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric ceramics, which cause the piezoelectric vibrator to deform, so that the deformation of the piezoelectric vibrator changes the volume Pump chamber causes, or liquid transported over the fluctuations generated by the piezoelectric vibrator. Therefore, the piezoelectric pumps have gradually replaced the conventional pumps and are widely used in electronics, biomedicine, aerospace, automotive and petrochemical.

Im Allgemeinen weist eine piezoelektrische Pumpe einen piezoelektrischen Vibrator und einen Pumpenkörper auf, wobei, wenn der piezoelektrische Vibrator elektrisch betrieben wird, der piezoelektrische Vibrator wegen des elektrischen Feldes radial zusammengedrückt werden kann, und Verbiegungen sowie Verformungen wegen der induzierten inneren Spannung auftreten können. Wenn der piezoelektrische Vibrator sich in einer Vorwärtsrichtung biegt, kann sich das Volumen der Kammer des Pumpenkörpers (im weiteren Pumpenkammer genannt) vergrößern, so dass der Druck innerhalb der Pumpenkammer in der Weise reduziert wird, dass das Fluid in die Pumpenkammer vom Einlass hereinströmen kann. Auf der anderen Seite wird, wenn der piezoelektrische Vibrator sich in einer Rückwärtsrichtung verbiegt, sich das Volumen der Pumpenkammer verringern, so dass der Druck innerhalb der Pumpenkammer in der Weise erhöht wird, dass das Fluid in der Pumpenkammer zusammengedrückt wird und aus dem Auslass herausströmen kann. Deshalb besteht eines der aktuell dringlichsten Probleme, die zu lösen sind, darin, zu gewährleisten, dass das Fluid in die Pumpenkammer durch den Einlass einströmt und durch den Auslass aus der Pumpenkammer ausströmt, ohne das eine Rückströmung auftritt, wenn der piezoelektrische Vibrator sich betätigt.Generally, a piezoelectric pump has a piezoelectric vibrator and a pump body, and when the piezoelectric vibrator is electrically operated, the piezoelectric vibrator can be radially compressed due to the electric field, and bending and deformation due to the induced internal stress can occur. If the piezoelectric vibrator bends in a forward direction, the volume of the chamber of the pump body (hereinafter referred to as the pump chamber) can increase, so that the pressure inside the pump chamber is reduced in such a way that the fluid can flow into the pump chamber from the inlet. On the other hand, if the piezoelectric vibrator bends in a reverse direction, the volume of the pump chamber will decrease, so that the pressure inside the pump chamber will increase so that the fluid in the pump chamber is compressed and can flow out of the outlet . Therefore, one of the most pressing problems currently to be solved is to ensure that the fluid flows into the pump chamber through the inlet and out through the outlet from the pump chamber without backflow occurring when the piezoelectric vibrator is actuated.

EP 2 568 177 B1 offenbart eine Fluidsteuerungsvorrichtung mit einer Vibrationsplatte, die eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptfläche aufweist, mit einem Treiber, der auf der ersten Hauptoberfläche der Vibrationsplatte vorgesehen ist und die Vibrationsplatte zum Vibrieren bringt, und mit einer Platte, die auf der zweiten Hauptoberfläche der Vibrationsplatte vorgesehen ist und ein darauf vorgesehenes Loch aufweist. Mindestens die Vibrationsplatte oder die Platte ist zwischen dem Loch und einem dem Loch zugewandten Bereich der Vibrationsplatte angeordnet und weist einen Vorsprung auf, der in eine Richtung zwischen dem Loch und dem Bereich, welcher der Vibrationsplatte vorsteht, ragt. EP 2 568 177 B1 discloses a fluid control device having a vibrating plate having a first main surface and a second main surface, having a driver provided on the first main surface of the vibrating plate and vibrating the vibrating plate, and having a plate provided on the second main surface of the vibrating plate and has a hole provided thereon. At least the vibrating plate or the plate is arranged between the hole and a region of the vibrating plate facing the hole and has a projection which projects in a direction between the hole and the region which protrudes from the vibrating plate.

US 7 025 324 B1 offenbart eine Schleusen-Vorrichtung zum Steuern bzw. Einstellen des Spaltes zwischen zwei Flächen, die eine obere Struktur mit einem polierten zentralen Bereichsabschnitt, einer elastisch verformbaren Drehpunktstruktur und einem elastisch verformbaren Hebelbereich aufweist. Die obere Struktur kann aus Silizium mit mikroelektromechanischen System (MEMS) basierten Fertigungstechniken hergestellt werden. Die Schleusen-Steuerungsvorrichtung umfasst auch eine untere Struktur, die mit der oberen Struktur an die elastisch verformbare Drehpunktstruktur gekoppelt ist. Die obere Struktur kann sich in Reaktion auf eine Kraft um die Drehpunktstruktur biegen, wodurch ein variabler Spalt zwischen dem polierten zentralen Bereichsabschnitt und der unteren Struktur gebildet wird. Der variable Spalt kann als Filter zum Filtern von Flüssigkeiten und Mischphasenflüssigkeiten verwendet werden. Die Strukturen können aus einer Vielzahl von Materialien wie Silizium, Glas, Keramik, Metall und Kunststoff hergestellt werden. US 7 025 324 B1 discloses a lock device for controlling or adjusting the gap between two surfaces, which has an upper structure with a polished central portion, an elastically deformable fulcrum structure and an elastically deformable lever region. The upper structure can be made of silicon using microelectromechanical system (MEMS) based manufacturing techniques. The lock control device also includes a lower structure coupled with the upper structure to the elastically deformable fulcrum structure. The upper structure may bend around the fulcrum structure in response to a force, thereby creating a variable gap between the polished central portion and the lower structure. The variable gap can be used as a filter for filtering liquids and mixed phase liquids. The structures can be made from a variety of materials such as silicon, glass, ceramic, metal and plastic.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die Erfindung stellt eine piezoelektrische Pumpe bereit, die beschaffen ist, um Rückströmungen des Fluids zu unterdrücken, und um die Fluid-Fördereffizienz zu verbessern.The invention provides a piezoelectric pump that is designed to suppress backflow of the fluid and to improve fluid delivery efficiency.

Ein Betriebsverfahren einer piezoelektrischen Pumpe, das auf die oben genannte piezoelektrische Pumpe angepasst ist, wird ebenfalls bereitgestellt.An operation method of a piezoelectric pump that is adapted to the above-mentioned piezoelectric pump is also provided.

Eine piezoelektrische Pumpe der Erfindung umfasst ein piezoelektrisches Element, ein Vibrationsteilstück, ein Ventil und ein Strömungsführungselement. Das Vibrationsteilstück enthält einen Zentralbereich, einen Randbereich, eine erste Ausnehmung, einen Anschlag, mindestens eine Positionsbegrenzungswand und mindestens eine Durchgangsnut. Der Zentralbereich ist an das piezoelektrische Element angepasst, und der Zentralbereich des Vibrationsteilstücks ist an dem piezoelektrischen Element angebracht. Der Randbereich umgibt den Zentralbereich. Die erste Ausnehmung ist in der Fläche ausgespart, welche von dem piezoelektrischen Element der Zentralbereich entfernt ist. Der Anschlag und die Positionsbegrenzung ragen aus der ersten Ausnehmung hervor, und die Durchgangsnut ist zwischen dem Zentralbereich und dem Randbereich angeordnet und ist durch die erste Ausnehmung verbunden. Das Ventil wird an der Fläche befestigt, welche von dem piezoelektrischen Element des Randbereichs des Vibrationsteilstücks entfernt ist und mindestens einen nicht-geraden Durchgangsschlitz aufweist. Ein Vorsprung des Anschlags bzw. Stopfens des Vibrationsteilstücks, der an dem Ventil vorsteht, bedeckt den nicht-geraden Durchgangsschlitz, wobei eine Form jeder der nicht-geraden Durchgangsschlitze eine Bogenform, eine U-Form, einen Teil einer polygonalen Form oder eine unregelmäßige Form aufweist. Das Strömungsführungselement ist an der Fläche befestigt, welche von dem Vibrationsteilstück des Ventils entfernt ist, und weist eine zweite Ausnehmung, mindestens einen Kanal und mindestens ein Durchgangsloch auf. Die zweite Ausnehmung und der Kanal sind in der Fläche ausgespart, welche dem Ventil des Strömungsführungselements zugewandt ist. Der Kanal wird durch die zweite Ausnehmung und das Durchgangsloch verbunden. Ein Vorsprung der zweiten Ausnehmung, die auf der Ebene vorsteht, auf der das Ventil vorgesehen ist, bedeckt den nicht-geraden Durchgangsschlitz. Wenn das piezoelektrische Element durch eine Antriebsspannung mit einer bestimmten Frequenz angeregt wird, vibrieren das Vibrationsteilstück und das Ventil relativ resonant, so dass der Zentralbereich des Vibrationsteilstücks und ein Bereich des Ventils, der dem Zentralbereich angepasst ist, eine maximale Amplitude aufweisen.A piezoelectric pump of the invention includes a piezoelectric element, a vibrating section, a valve and a flow guide element. The vibration section contains a central area, an edge area, a first recess, a stop, at least one position limiting wall and at least one through groove. The central area is adapted to the piezoelectric element, and the central area of the vibration section is attached to the piezoelectric element. The border area surrounds the central area. The first recess is recessed in the surface which is the central region away from the piezoelectric element. The attack and the position limit protrude from the first recess, and the through groove is arranged between the central region and the edge region and is connected by the first recess. The valve is attached to the surface which is distant from the piezoelectric element of the edge region of the vibration section and which has at least one non-straight through slot. A projection of the stopper of the vibrating portion protruding from the valve covers the non-straight through slot, a shape of each of the non-straight through slots having an arc shape, a U shape, part of a polygonal shape, or an irregular shape . The flow guide element is attached to the surface which is distant from the vibration section of the valve and has a second recess, at least one channel and at least one through hole. The second recess and the channel are recessed in the area which faces the valve of the flow guiding element. The channel is connected by the second recess and the through hole. A projection of the second recess, which protrudes on the plane on which the valve is provided, covers the non-straight through slot. When the piezoelectric element is excited by a drive voltage at a certain frequency, the vibrating section and the valve vibrate relatively resonantly, so that the central region of the vibrating section and a region of the valve which is adapted to the central region have a maximum amplitude.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das piezoelektrische Element ein Perforationsloch, wobei das Vibrationsteilstück eine dritte Ausnehmung aufweist, und wobei die dritte Ausnehmung in einer Fläche ausgespart ist, die sich nahe des piezoelektrischen Elements des zentralen Bereichs befindet und zu einer Position des Perforationslochs passt.According to one embodiment of the invention, the piezoelectric element comprises a perforation hole, the vibrating section has a third recess, and the third recess is recessed in a surface that is located near the piezoelectric element of the central region and matches a position of the perforation hole.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung, umfasst das Vibrationsteilstück eine Vielzahl von Arm-Abschnitten, die jeweils mit dem Zentralbereich und dem Randbereich verbunden sind, wobei die Arm-Abschnitte sich in einer geraden Linie oder einer Bogenlinie erstrecken.According to one embodiment of the invention, the vibrating section comprises a plurality of arm sections which are respectively connected to the central area and the edge area, the arm sections extending in a straight line or an arc line.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung, weist das Ventil eine Vielzahl von Perforationsnuten auf, wobei das Stromführungselement eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, und wobei Positionen der Perforationsnuten und der Schlitze jeweils zu den Positionen der Arm-Abschnitte passen, um die Arm-Abschnitte sich dort hinein erstrecken zu lassen.According to one embodiment of the invention, the valve has a plurality of perforation grooves, the flow guide element has a plurality of slots, and positions of the perforation grooves and of the slots each match the positions of the arm sections around the arm sections to extend.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Ventil eine vierte Ausnehmung auf, wobei die vierte Ausnehmung in der Fläche ausgespart ist, die dem Strömungsflächen-Führungselement des Ventils gegenüberliegt, und wobei die vierte Ausnehmung zu der zweiten Ausnehmung passt.According to one embodiment of the invention, the valve has a fourth recess, the fourth recess being recessed in the area opposite the flow surface guide element of the valve, and the fourth recess matching the second recess.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung verringert sich der Einlassdurchmesser des Kanals allmählich von dem des Durchgangslochs hin zu dem der zweiten Ausnehmung.According to one embodiment of the invention, the inlet diameter of the channel gradually decreases from that of the through hole towards that of the second recess.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Vibrationsteilstück eine Vielzahl von Positionsbegrenzungswänden auf, wobei die Positionsbegrenzungswände den Anschlag umschließen, und wobei die Form des Vorsprunges jeder der Positionsbegrenzungswände, die auf das Ventil projiziert ist, eine gekrümmte Form, eine längliche Form, eine runde Form, eine quadratische Form, eine kreisförmige Form oder eine unregelmäßige Form aufweist, oder das Vibrationsteilstück die Positionsbegrenzungswand aufweist, wobei eine Form der Positionsbegrenzungswand eine kreisförmige Form ist und den Anschlag umgibt.According to one embodiment of the invention, the vibrating section has a plurality of position limitation walls, the position limitation walls enclosing the stop, and the shape of the projection of each of the position limitation walls that is projected onto the valve, a curved shape, an elongated shape, a round shape, has a square shape, a circular shape or an irregular shape, or the vibration section has the position limiting wall, wherein a shape of the position limiting wall is a circular shape and surrounds the stop.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Form des Vorsprungs des Anschlags auf dem Ventil eine runde Form, eine elliptische Form oder eine polygonale Form oder eine unregelmäßige Form auf.According to one embodiment of the invention, the shape of the projection of the stop on the valve has a round shape, an elliptical shape or a polygonal shape or an irregular shape.

Das Betriebsverfahren der piezoelektrischen Pumpe der offenbarten Erfindung enthält das Bereitstellen der vorgenannten piezoelektrischen Pumpe; das Bereitstellen einer Antriebsspannung mit einer bestimmten Frequenz, um das piezoelektrische Element zu anzutreiben, wobei das Vibrationsteilstück und das Ventil resonant schwingen, so dass der Zentralbereich des Vibrationsteilstücks und ein Bereich des Ventils entsprechend dem Zentralbereich eine maximale Amplitude aufweisen.The operating method of the piezoelectric pump of the disclosed invention includes providing the aforementioned piezoelectric pump; providing a drive voltage at a certain frequency to drive the piezoelectric element, wherein the vibrating section and the valve resonate so that the central region of the vibrating section and a region of the valve corresponding to the central region have a maximum amplitude.

Angesichts der obigen Ausführungen kann das piezoelektrische Element der piezoelektrischen Pumpe der offenbarten Erfindung sich, wenn elektrisch angetrieben, nach oben und nach unten bewegen und ferner das Vibrationsteilstück direkt antreiben, wobei durch Einspeisen einer Antriebsspannung mit einer bestimmten Frequenz das piezoelektrische Element, das Vibrationsteilstück und das Ventil einen resonanten schwingenden Zustand erzeugen können, in welchem der Zentralbereich des Vibrationsteilstücks und der Bereich des Ventils passend zu der mittleren Zone eine maximale Amplitude aufweisen können, wodurch die Schwingungsamplituden des Vibrationsteilstücks und des Ventils erhöht wird, und ferner beschaffen ist, das Fluid zum Durchfließen anzutreiben. Im Detail ist, wenn das piezoelektrische Element sich in einer Richtung weg von dem Stromführungselement bewegt, der Zentralbereich des Vibrationsteilstücks entfernt von dem Ventil, wobei der Anschlag und die Positionsbegrenzungswand von dem Ventil durch einen kleinen Abstand getrennt werden können, so dass das Fluid in einen Raum zwischen dem Ventil und der ersten Ausnehmung des Vibrationsteilstücks von dem Durchgangsloch, dem Kanal, der zweiten Ausnehmung und dem nicht-geraden Schlitz geleitet werden kann. Über die Gestaltung des nicht-geraden Schlitzes, wenn das Fluid durch den nicht-geraden Durchgangsschlitz hindurchgeht, wobei der nicht-gerade Durchgangsschlitz geöffnet werden kann und die Größe der Öffnung aufgrund der Resonanzschwingung vergrößert werden kann, kann der Strömungswiderstand reduziert und die Belüftungsrate erhöht werden. Wenn das piezoelektrische Element auf seine Position zurückgekehrt ist und sich in einer Richtung nahe zu dem Stromführungselement bewegt, kann das Fluid, welches zwischen dem Ventil und der ersten Ausnehmung des Vibrationsteilstücks angeordnet ist, aus der Durchgangsnut des Vibrationsteilstücks herausgedrückt werden, und die Zentralzone des Vibrationsteilstücks der Zentralbereich kann sich dem Ventil nähern, wobei der nicht-gerade Durchgangsschlitz wieder hergestellt werden kann, um den planaren Schlitzstatus aufgrund der Resonanzschwingung darzustellen, wobei die Öffnung des nicht-geraden Durchgangsschlitzes kleiner werden kann, wodurch der Strömungswiderstand zunimmt, wobei ferner der Anschlag, welcher von dem ersten Anschlag hervorsteht, sich gegen das Ventil stützen und den nicht-geraden Durchgangsschlitz abschirmen kann, wobei die Flüssigkeit schwerlich zu der zweiten Ausnehmung des Stromführungselements von dem nicht-geraden Durchgangsschlitz fließen kann. Mit anderen Worten, kann der Strömungswiderstand des Strömungswegs zwischen dem Ventil und dem Stromführungselement schrittweise erhöht und vorübergehend geschlossen werden, um somit den die Rückströmung des Fluids zu unterdrücken. Darüber hinaus hat das Vibrationsteilstück eine Positionsbegrenzungswand, die auf der Fläche angeordnet ist, welche dem Ventil zugewandt ist und die das Ausmaß der Bewegung des Vibrationsteilstücks begrenzen kann, wenn sie sich in einer Richtung auf das Ventil zubewegt. Nämlich kann das Ausmaß der Bewegung des Vibrationsteilstücks, das sich in einer Richtung weg von dem Ventil bewegt, größer sein kann als das Ausmaß der Bewegung, die sich in einer Richtung nahe zu dem Ventil bewegt, so dass das Fluid von dem Durchgangsloch in einer einzige Richtung in die piezoelektrische Pumpe strömen kann, wobei es durch den Kanal, die zweite Ausnehmung, den nicht-geraden Durchgangs-Schlitz, die erste Ausnehmung hindurchfließt und dann die piezoelektrische Pumpe über die Durchgangsnut verlässt.In view of the above, the piezoelectric element of the piezoelectric pump of the disclosed invention, when electrically driven, can move up and down and further drive the vibrating section directly, by feeding a drive voltage at a certain frequency, the piezoelectric element, the vibrating section, and the like Valve can produce a resonant vibrating state in which the central region of the vibrating section and the area of the valve matching the central zone can have a maximum amplitude, whereby the vibrational amplitudes of the vibrating section and the valve are increased, and further arranged to allow the fluid to flow through to drive. In detail, when the piezoelectric element moves in a direction away from the current guiding element, the central region of the vibration section is away from the valve, with the stop and the position limiting wall of FIG the valve can be separated by a small distance so that the fluid can be directed into a space between the valve and the first recess of the vibration section from the through hole, the channel, the second recess and the non-straight slot. By designing the non-straight slot when the fluid passes through the non-straight through slot, the non-straight through slot can be opened and the size of the opening can be increased due to the resonance vibration, the flow resistance can be reduced and the ventilation rate can be increased . When the piezoelectric element has returned to its position and moves in a direction close to the current carrying element, the fluid which is arranged between the valve and the first recess of the vibration section can be pushed out of the through groove of the vibration section and the central zone of the vibration section the central region can approach the valve, whereby the non-straight through slot can be restored in order to represent the planar slot status due to the resonance oscillation, the opening of the non-straight through slot can become smaller, as a result of which the flow resistance increases, with the stop, which protrudes from the first stop, can bear against the valve and shield the non-straight through slot, the liquid hardly being able to flow to the second recess of the current guiding element from the non-straight through slot. In other words, the flow resistance of the flow path between the valve and the flow guiding element can be gradually increased and temporarily closed, in order to suppress the backflow of the fluid. In addition, the vibrating section has a position limiting wall which is disposed on the surface facing the valve and which can limit the amount of movement of the vibrating section when it moves in one direction towards the valve. Namely, the amount of movement of the vibrating portion moving in a direction away from the valve may be greater than the amount of movement moving in a direction close to the valve so that the fluid from the through hole in one Direction can flow into the piezoelectric pump, it flows through the channel, the second recess, the non-straight through slot, the first recess and then leaves the piezoelectric pump via the through groove.

Um die oben genannten Merkmale und Vorteile der Erfindung verständlicher zu machen, werden mehrere Ausführungen in Begleitung mit Zeichnungen im Detail nachfolgend beschrieben.In order to make the above-mentioned features and advantages of the invention more comprehensible, several designs are described in detail below in conjunction with drawings.

FigurenlisteFigure list

Die beigefügten Zeichnungen sind eingebunden, um ein weitergehendes Verständnis der offenbarten Erfindung zu schaffen. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der offenbarten Erfindung zu erläutern.

1 ist eine schematische Explosionsansicht einer piezoelektrischen Pumpe gemäß eines Ausführungsbeispiels der offenbarten Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht von 1 aus einem anderen Blickwinkel.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die piezoelektrische Pumpe aus 1 nach dem Zusammenbau zeigt.
4 ist eine teilweise vergrößerte schematische Ansicht der 3.
5 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer piezoelektrischen Pumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der offenbarten Erfindung.
6 bis 8 sind schematische Querschnittsansichten, die die piezoelektrische Pumpe von 1 während der Betätigung zeigen.
9A bis 9H sind schematische Teilansichten, welche Ventile der verschiedenen Arten von piezoelektrischen Pumpen gemäß anderer Ausführungsformen der offenbarten Erfindung zeigen.
10A bis 10C sind schematische Teilansichten, welche Arm-Abschnitte der Vibrationsteile der verschiedenen Arten von piezoelektrischen Pumpen gemäß anderen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung zeigen.
11A bis 11C sind schematische Teilansichten, welche Positions-Begrenzungswände der Vibrationsteile von verschiedenen Arten der piezoelektrischen Pumpen gemäß anderer Ausführungsformen der offenbarten Erfindung zeigen.
12A und 12B sind schematische Teilansichten, welche Anschläge der Vibrationsteile von verschiedenen Arten der piezoelektrischen Pumpen gemäß anderen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung zeigen.
13 ist ein Diagramm, das schematisch den Vergleich zwischen der Strömungsrate einer herkömmlichen piezoelektrischen Pumpe und der Strömungsrate der piezoelektrischen Pumpe der vorliegenden Erfindung darstellt.

The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the disclosed invention. The drawings illustrate embodiments of the disclosed invention and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosed invention.

1 10 is an exploded schematic view of a piezoelectric pump according to an embodiment of the disclosed invention.
2nd is a schematic view of 1 from a different perspective.
3rd Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing the piezoelectric pump 1 after assembly shows.
4th Fig. 12 is a partially enlarged schematic view of the 3rd .
5 FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of a piezoelectric pump according to another embodiment of the disclosed invention.
6 to 8th are schematic cross-sectional views showing the piezoelectric pump of 1 show during operation.
9A to 9H are partial schematic views showing valves of various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention.
10A to 10C are partial schematic views showing arm portions of the vibration parts of the various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention.
11A to 11C FIG. 11 are partial schematic views showing position boundary walls of the vibration parts of various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention.
12A and 12B FIG. 14 are partial schematic views showing stops of the vibration parts of various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention.
13 12 is a diagram schematically illustrating the comparison between the flow rate of a conventional piezoelectric pump and the flow rate of the piezoelectric pump of the present invention.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Es wird nun im Detail Bezug auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen und der Beschreibung verwendet, um auf die gleichen oder ähnlichen Teile zu verweisen.Reference will now be made in detail to the present preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings and the description to refer to the same or like parts.

1 ist eine schematische Explosionsansicht einer piezoelektrischen Pumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der offenbarten Erfindung. 2 ist eine schematische Ansicht nach 1 aus einem anderen Blickwinkel. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die piezoelektrische Pumpe aus 1 nach dem Zusammenbau zeigt. 4 ist eine teilweise vergrößerte schematische Ansicht der 3. Bezugnehmend auf 1 bis 4 umfasst die piezoelektrische Pumpe 100 der Ausführungsform ein piezoelektrisches Element 110, ein Vibrationsteilstück 120, ein Ventil 130 und ein Strömungsführungselement 140. 1 10 is an exploded schematic view of a piezoelectric pump according to an embodiment of the disclosed invention. 2nd is a schematic view of 1 from a different perspective. 3rd Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing the piezoelectric pump 1 after assembly shows. 4th Fig. 12 is a partially enlarged schematic view of the 3rd . Referring to 1 to 4th includes the piezoelectric pump 100 the embodiment is a piezoelectric element 110 , a vibration section 120 , a valve 130 and a flow guiding element 140 .

In der Ausführungsform ist die äußere Profilform des piezoelektrischen Elements 110 eine runde Blattform und das piezoelektrische Element 110 weist eine Perforationsloch 112 auf, das in der Mitte des piezoelektrischen Elements 110 angeordnet ist. Allerdings kann in anderen Ausführungsformen die äußere Profilform des piezoelektrischen Elements 110 eine runde Form, eine elliptische Form, eine dreieckige Form, eine quadratische Form, eine hexagonale Form oder eine beliebige andere polygonale Form usw. aufweisen, und die Form der äußeren Profilform des piezoelektrischen Elements 110 ist bei der offenbarten Erfindung nicht begrenzt.In the embodiment, the outer profile shape of the piezoelectric element 110 a round leaf shape and the piezoelectric element 110 has a perforation hole 112 on that in the middle of the piezoelectric element 110 is arranged. However, in other embodiments, the outer profile shape of the piezoelectric element 110 have a round shape, an elliptical shape, a triangular shape, a square shape, a hexagonal shape or any other polygonal shape, etc., and the shape of the outer profile shape of the piezoelectric element 110 is not limited in the disclosed invention.

Der Vibrationsteilstück 120 weist einen Zentralbereich 121 auf, einen Randbereich 122, eine erste Ausnehmung 123 (kenntlich gemacht in 2), einen Anschlag 124 (kenntlich gemacht in 2), zumindest eine Positionsbegrenzungswand 125 (kenntlich gemacht in 2), zumindest eine Durchgangsnut 126, eine dritte Ausnehmung 127 und eine Vielzahl von Arm-Abschnitten 128. In dem Ausführungsbeispiel kann das Material des Vibrationsteilstücks 120 Kupfer oder Edelstahl enthalten oder aber irgendein anderes geeignetes Metall oder eine Metall-Legierung, die flexible Eigenschaften aufweist, wobei das Material des Vibrationsteilstücks 120 nicht darauf beschränkt ist.The vibration section 120 has a central area 121 on, an edge area 122 , a first recess 123 (identified in 2nd ), a stop 124 (identified in 2nd ), at least one position limitation wall 125 (identified in 2nd ), at least one through groove 126 , a third recess 127 and a variety of arm sections 128 . In the exemplary embodiment, the material of the vibration section 120 Contain copper or stainless steel or any other suitable metal or a metal alloy that has flexible properties, the material of the vibrating section 120 is not limited to this.

Der Zentralbereich 121 ist ein Bereich, auf dem Vibrationsteilstück 120 passend zu dem piezoelektrischen Element 110, wobei der Zentralbereich 121 des Vibrationsteilstücks 120 an dem piezoelektrischen Element 110 angebracht ist. Der Randbereich 122 umgibt den Zentralbereich 121. Wie in 2 gezeigt, ist diejenige erste Ausnehmung 123 in der Fläche ausgenommen, die von dem piezoelektrischen Element 110 der mittleren Zone 121 entfernt ist, d.h. die untere Fläche, die in der Zeichnung dargestellt ist.The central area 121 is an area on the vibration section 120 suitable for the piezoelectric element 110 , the central area 121 of the vibrating section 120 on the piezoelectric element 110 is appropriate. The edge area 122 surrounds the central area 121 . As in 2nd shown is that first recess 123 except in the area created by the piezoelectric element 110 the middle zone 121 is removed, ie the lower surface, which is shown in the drawing.

Wie 2 gezeigt, stehen der Anschlag 124 und die Positionsbegrenzungswand 125 von der Ausnehmung 123 hervor. In der Ausführungsform umfasst das Vibrationsteilstück 120 vier Positionsbegrenzungswände 125, wobei die Positionsbegrenzungswände 125 in Bogenform sind, um den Anschlag 124 zu umgeben. In dem Ausführungsbeispiel sind der Anschlag 124, die Positionsbegrenzungswände 125 und der Randbereich 122 auf der gleichen Ebene angeordnet. In anderen Ausführungsformen können der Anschlag 124 und die Positionsbegrenzungswände 125 aber etwas tiefer oder höher als die Ebene sein, die im Randbereich 122 vorhanden ist.How 2nd shown, the stop stand 124 and the position limitation wall 125 from the recess 123 forth. In the embodiment, the vibrating section comprises 120 four position limitation walls 125 , the position boundary walls 125 are in arch form to the stop 124 to surround. In the embodiment, the stop 124 , the position limiting walls 125 and the edge area 122 arranged on the same level. In other embodiments, the stop 124 and the position limitation walls 125 but be a little deeper or higher than the level in the border area 122 is available.

In der Ausführungsform weist das Vibrationsteilstück 120 eine Vielzahl von Durchgangsnuten 126 auf, wobei die Durchgangsnuten 126 eine Bogenform aufweisen und der Zentralbereich 121 durch die Durchgangsnuten 126 umgeben ist und sich zwischen dem Zentralbereich 121 und dem Randbereich 122 befindet und durch die erste Ausnehmung 123 verbunden ist.In the embodiment, the vibrating section has 120 a variety of through grooves 126 on, with the through grooves 126 have an arch shape and the central area 121 through the through grooves 126 is surrounded and located between the central area 121 and the edge area 122 and through the first recess 123 connected is.

In dem Ausführungsbeispiel sind die Arm-Abschnitte 128 in Bogenform und sind umgeben die Zentralbereich 121. Die Arm-Abschnitte 128 sind jeweils mit dem Zentralbereich 121 verbunden und der Randbereich 122, genauer gesagt, die beiden Enden der Arm-Abschnitte 128 sind mit dem Zentralbereich 121 verbunden, wobei die Zentren der Arm-Abschnitte 128 mit der Randbereich 122 verbunden sind.In the embodiment, the arm sections 128 in arch form and are surrounding the central area 121 . The arm sections 128 are each with the central area 121 connected and the edge area 122 , more precisely, the two ends of the arm sections 128 are with the central area 121 connected, with the centers of the arm sections 128 with the edge area 122 are connected.

Bezugnehmend auf 1 ist die dritte Ausnehmung 127 in der Fläche ausgespart, welche in der Nähe des piezoelektrischen Elements 110 des Zentralbereichs 121 ist und zu der Position des Perforationsloch 112 passt. Das Vibrationsteilstück 120 weist eine Konstruktion der dritten Ausnehmung 127 über den Zentralbereich 121 auf und reduziert die Dicke der Zentralbereich 121 als solche, wenn sie eine Vibration nach oben und unten ausführt, wobei die mittlere Zone 121 eine größere Schwingung aufweisen kann. In anderen Ausführungsformen kann das Vibrationsteilstück 120 auch die Konstruktion der dritten Ausnehmung 127 auslassen.Referring to 1 is the third recess 127 recessed in the area near the piezoelectric element 110 of the central area 121 and to the position of the perforation hole 112 fits. The vibration section 120 has a construction of the third recess 127 over the central area 121 on and reduces the thickness of the central area 121 as such when it vibrates up and down, with the middle zone 121 can have a larger vibration. In other embodiments, the vibrating section 120 also the construction of the third recess 127 omit.

Das Ventil 130 ist an der Fläche (der unteren Fläche des Vibrationsteilstücks 120) angebracht, die von dem piezoelektrischen Element 110 des Randbereichs 122 des Vibrationsteilstücks 120 entfernt ist; das Vibrationsteilstück 120 ist zwischen dem piezoelektrischen Element 110 und dem Ventil 130 angeordnet. Das Ventil 130 enthält mindestens einen nicht-geraden, durchgehenden Schlitz 132, der in der Mitte angeordnet ist, und eine Vielzahl von Perforations-Durchgangsnuten 134, die den nicht-geraden Durchgangsschlitz 132 umgeben. In der Ausführungsform bedeckt die Projektion des Anschlags 124 des Vibrationsteilstücks 120, welche auf das Ventil 130 projiziert ist, den nicht-geraden durchgehenden Schlitz 132; die Position des nicht-geraden durchgehenden Schlitzes 132 passt zu der Position des Anschlags bzw. Stopfens 124. Darüber hinaus sind die Positionen der Perforationsnuten 134 passend zu den Armteilen 128 des Vibrationsteilstücks 120, welcher Räume für die Arm-Abschnitte 128 bereitstellt, so dass die Arm-Abschnitte 128 der Perforationsnuten 134 während der Vibration durchdringen können und eine größere Schwingung bzw. Vibration aufweisen können. Das Material des Ventils 130 kann Kupfer, Edelstahl oder beliebiges anderes geeignetes Metall oder eine Metalllegierung mit flexibler Charakteristik enthalten, aber das Material des Ventils 130 ist nicht darauf beschränkt.The valve 130 is on the surface (the lower surface of the vibrating section 120 ) attached by the piezoelectric element 110 the edge area 122 of the vibrating section 120 is removed; the vibration section 120 is between the piezoelectric element 110 and the valve 130 arranged. The valve 130 contains at least one non-straight, continuous slot 132 , which is arranged in the middle, and a plurality of perforation through grooves 134 who the- straight through slot 132 surround. In the embodiment, the projection of the stop covers 124 of the vibrating section 120 which on the valve 130 is projected, the non-straight through slot 132 ; the position of the non-straight through slot 132 fits the position of the stopper or plug 124 . In addition, the positions of the perforation grooves 134 suitable for the arm parts 128 of the vibrating section 120 what spaces for the arm sections 128 deploys so the arm sections 128 of the perforation grooves 134 can penetrate during the vibration and can have a greater vibration. The material of the valve 130 May contain copper, stainless steel or any other suitable metal or metal alloy with flexible characteristics, but the material of the valve 130 is not limited to this.

5 zeigt eine schematische Teilquerschnittsansicht einer piezoelektrischen Pumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der offenbarten Erfindung. Bezugnehmend auf 5 weist das Ventil 130a eine vierte Ausnehmung 136a auf, wobei die vierte Ausnehmung 136a in die Fläche eingelassen ist, welche dem Strömungsführungselement 140a des Ventils 130a zugewandt ist, und wobei die vierte Ausnehmung 136a zu der zweiten Ausnehmung 142a passt. Die vierte Ausnehmung 136a wird zur Verringerung der Dicke des Mittelabschnitts des Ventils 130a verwendet. Über diese Konstruktion kann, wenn eine Resonanzschwingung zwischen dem Ventil 130a und dem piezoelektrischen Element 110 erzeugt wird, der dünnere Mittelabschnitt größere Schwingungen aufweisen. 5 shows a schematic partial cross-sectional view of a piezoelectric pump according to a further embodiment of the disclosed invention. Referring to 5 shows the valve 130a a fourth recess 136a on, the fourth recess 136a is embedded in the surface which the flow guide element 140a of the valve 130a is facing, and being the fourth recess 136a to the second recess 142a fits. The fourth recess 136a will reduce the thickness of the central portion of the valve 130a used. With this construction, when there is a resonance vibration between the valve 130a and the piezoelectric element 110 is generated, the thinner central portion have larger vibrations.

Bezugnehmend auf 1 ist das Strömungsführungselement 140 an der Fläche (der unteren Fläche des Ventils 130) angebracht, die von dem Vibrationsteilstück 120 des Ventils 130 entfernt ist; das Ventil 130 ist zwischen dem Vibrationsteilstück 120 und dem Strömungsführungselement 140 angeordnet. Das Strömungsführungselement 140 enthält eine zweite Ausnehmung 142, mindestens einen Kanal 144, mindestens ein Durchgangsloch 146 und eine Vielzahl von Schlitzen 148. Die zweite Ausnehmung 142 ist in der Fläche (der oberen Fläche des Führungselements 140) ausgespart, die dem Ventil 130 des Strömungsführungselements 140 gegenüber liegt, und die Projektion der zweiten Ausnehmung 142, die auf die Ebene projiziert ist, welche das Ventil 130 aufweist, umfasst den nicht-gerade Durchgangsschlitz 132.Referring to 1 is the flow guiding element 140 on the surface (the lower surface of the valve 130 ) attached by the vibration section 120 of the valve 130 is removed; the valve 130 is between the vibrating section 120 and the flow guiding element 140 arranged. The flow guiding element 140 contains a second recess 142 , at least one channel 144 , at least one through hole 146 and a variety of slots 148 . The second recess 142 is in the surface (the upper surface of the guide element 140 ) recessed the valve 130 of the flow guiding element 140 lies opposite, and the projection of the second recess 142 that is projected onto the plane that is the valve 130 comprises the non-straight through slot 132 .

Der Kanal 144 ist in der oberen Fläche des Strömungsführungselements 140 ausgespart und durch die zweite Ausnehmung 142 und das Durchgangsloch 146 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel enthält das Strömungsführungselement 140 vier Kanäle 144 und vier Durchgangslöcher 146; jedoch ist die Anzahl der Strömungsführungselemente 140 und die der Kanäle 144 nicht hierauf beschränkt. Die Kanäle 144 sind in radialer Form mit der zweiten Ausnehmung 142 als deren Zentrum ausgebildet und der Einlassdurchmesser des Kanals 144 verringert sich allmählich von dem Durchgangsloch 146 zu der zweiten Ausnehmung 142, wodurch das Fluid durch eine, einen Weg unterdrückende, Konstruktion fließt, so dass es (für das Fluid) einfach ist von den Kanälen 144 in die zweite Ausnehmung 142 zu fließen, jedoch schwer ist aus dem Durchgangsloch 146 heraus zu fließen, um somit die Funktion des Steuerns der Strömungsrichtung des Fluid, das in den Kanälen 144 strömt, zu erreichen.The channel 144 is in the upper surface of the flow guide element 140 recessed and through the second recess 142 and the through hole 146 connected. In the exemplary embodiment, the flow guide element contains 140 four channels 144 and four through holes 146 ; however, the number of flow guide elements 140 and that of the channels 144 not limited to this. The canals 144 are in radial shape with the second recess 142 formed as its center and the inlet diameter of the channel 144 gradually decreases from the through hole 146 to the second recess 142 whereby the fluid flows through a path suppressing structure so that it is easy (for the fluid) from the channels 144 into the second recess 142 to flow, but is difficult from the through hole 146 to flow out, thus performing the function of controlling the flow direction of the fluid flowing in the channels 144 flows to reach.

Die Positionen der Schlitze 148 entsprechen den Positionen der Arm-Abschnitte 128. Ähnlich den Perforationsdurchgangsnuten 134 des Ventils 130 werden die Schlitze 148 benutzt, um die Arm-Abschnitte zu verlängern, so dass die Arm-Abschnitte 128 eine größere Schwingung aufweisen. Zusätzlich kann das Material des Strömungsführungselements 140 in der Ausführungsform Kupfer, Edelstahl oder ein beliebiges anderes geeignetes Metall oder eine Metalllegierung beinhalten, wobei das Material des Strömungsführungselements 140 aber nicht darauf beschränkt ist.The positions of the slots 148 correspond to the positions of the arm sections 128 . Similar to the perforation through grooves 134 of the valve 130 become the slots 148 used to extend the arm sections so that the arm sections 128 have a larger vibration. In addition, the material of the flow guide element 140 in the embodiment include copper, stainless steel, or any other suitable metal or metal alloy, the material of the flow guide element 140 but is not limited to this.

Die nachfolgende Passage erklärt die relativen Positionen des piezoelektrischen Elements 110, des Vibrationsteilstücks 120, des Ventils 130 und des Strömungsführungselements 140, wenn die piezoelektrische Pumpe 100 betätigt wird. 6 bis 8 zeigen schematische Querschnittsansichten, die die piezoelektrische Pumpe von 1 während der Betätigung zeigen. Es sollte erwähnt werden, dass aus Gründen der Klarheit der Darstellung des Strömungsweges des Fluides innerhalb der piezoelektrischen Pumpe 100 die Dicke einer ersten Klebeschicht 150, die sich zwischen dem Vibrationsteilstück 120 und dem Ventil 130 befindet, und die Dicke einer zweite Klebeschicht 160, die sich zwischen dem Ventil 130 und dem Strömungsführungselement 140 befindet, absichtlich vergrößert dargestellt sind. Zusätzlich stellen 6 und 7 schematische Ansichten dar, die jeweils zeigen, wenn die nach oben und nach unten gerichteten Verformungen der piezoelektrischen Pumpe 100 von 1 maximal sind.The following passage explains the relative positions of the piezoelectric element 110 , of the vibration section 120 , the valve 130 and the flow guiding element 140 when the piezoelectric pump 100 is operated. 6 to 8th show schematic cross-sectional views that the piezoelectric pump of 1 show during operation. It should be mentioned that for the sake of clarity of illustration of the flow path of the fluid within the piezoelectric pump 100 the thickness of a first adhesive layer 150 located between the vibrating section 120 and the valve 130 and the thickness of a second adhesive layer 160 that are between the valve 130 and the flow guiding element 140 is intentionally enlarged. In addition, 6 and 7 are schematic views each showing when the upward and downward deformations of the piezoelectric pump 100 from 1 are maximum.

Zunächst befindet sich die piezoelektrische Pumpe 100, unter Bezugnahme auf 6, in der Ausgangsposition. Zu diesem Zeitpunkt ist das piezoelektrische Element 110, der Vibrationsteilstück 120, das Ventil 130 und das Strömungsführungselement 140 in einem nicht-gebogenen horizontalen Zustand. Sobald die piezoelektrische Pumpe 100 über die Schaltungssteuerung angetrieben wird, kann sich das piezoelektrische Element 110 bewegen und treibt den Vibrationsteilstück 120 an. Neben dem direkten Antreiben des Vibrationsteilstücks 120 durch das piezoelektrische Element 110, in der Ausführungsform, kann der Vibrationsteilstück 120 der piezoelektrischen Pumpe 100 und das Ventil 130 auch resonant mit dem piezoelektrischen Element 110 vibrieren, so dass das piezoelektrische Element 110 bewirken kann, dass der Vibrationsteilstück 120 und das Ventil 130, lediglich über den Antrieb eines kleinen elektrischen Feldes bei einer bestimmten Frequenz, Schwingungen mit einer großen Amplitude zu erzeugen. Die Resonanzschwingung kann bewirken, dass der Raum zwischen dem Vibrationsteilstück 120 und dem Ventil 130 eine größere Änderung aufweist. Im Vergleich zu der Situation, dass das Vibrationsteilstück 120 und das Ventil 130 keine Resonanzschwingung ausführen, kann der Effekt, dass das Vibrationsteilstück 120 und das Ventil 130 der piezoelektrischen Pumpe 100 durch das piezoelektrische Element 110 resonant in Schwingung versetzt werden, die Schwingungsamplitude und dadurch auch die Betätigungseffizienz der piezoelektrische Pumpe 100 um über 20% erhöhen.First of all there is the piezoelectric pump 100 , with reference to 6 , in the starting position. At this time, the piezoelectric element 110 , the vibration section 120 , the valve 130 and the flow guiding element 140 in a non-bent horizontal state. Once the piezoelectric pump 100 is driven by the circuit control, the piezoelectric element 110 move and drive the vibration section 120 on. In addition to driving the vibration section directly 120 by the piezoelectric element 110 , in the embodiment, the vibration section 120 the piezoelectric pump 100 and the valve 130 also resonant with the piezoelectric element 110 vibrate so that the piezoelectric element 110 can cause the vibration section 120 and the valve 130 , only by driving a small electric field at a certain frequency to generate vibrations with a large amplitude. The resonance vibration can cause the space between the vibration section 120 and the valve 130 has a major change. Compared to the situation that the vibration section 120 and the valve 130 do not perform resonance vibration, the effect that the vibration section 120 and the valve 130 the piezoelectric pump 100 through the piezoelectric element 110 are set into resonant vibration, the vibration amplitude and thus also the actuation efficiency of the piezoelectric pump 100 increase by over 20%.

Im Detail bewegt sich, wenn die piezoelektrische Pumpe 100 betrieben wird, indem eine Antriebsspannung mit einer bestimmten Frequenz an dem piezoelektrischen Element 110 bereitgestellt wird, um das piezoelektrische Element 110 anzutreiben (beispielsweise wird wenn der Durchmesser des piezoelektrischen Elements 110 ungefähr 8mm bis 22mm ist, eine Antriebsspannung von 20 kHz bis 30 kHz bereitgestellt), der Zentralbereich 121 des Vibrationsteilstücks 120 nicht nur in einer Richtung weg von dem Strömungsführungselement 140 (d.h. dem oberen Teil der Zeichnung) da er durch das piezoelektrische Element 110 angetrieben. Auch das Vibrationsteilstück 120 kann eine Resonanzschwingung erzeugen, die zu der Schwingungsfrequenz des piezoelektrischen Elements 110 korrespondiert, wodurch das Vibrationsteilstück 120 eine größere Schwingungsamplitude erzeugen kann. Das Ventil 130 kann auch eine Resonanzschwingung erzeugen, die zu der Schwingungsfrequenz des piezoelektrischen Elements 110 korrespondiert. Da das Ventil 130 an dem Bereich des Strömungsführungselements 140 über die zweite Ausnehmung 142 hinaus angebracht ist, kann der Teil, an dem das Ventil 130 nicht an dem Strömungsführungselement 140 angebracht ist, aufgrund der Resonanzschwingung nach oben und unten schwingen. In der Ausführungsform kann die Resonanz-Mode des Vibrationsteilstücks 120 und des Ventils 130 bewirken, dass der Zentralbereich 121 des Vibrationsteilstücks 120 und der Bereich des Ventils 130, der dem Zentralbereich 121 entspricht, eine maximale Amplitude zu erzeugen, wodurch das piezoelektrische Element 110 aus dem Zustand von 6 in den Zustand von 7 geändert werden kann.Moves in detail when the piezoelectric pump 100 is operated by a drive voltage with a certain frequency on the piezoelectric element 110 is provided to the piezoelectric element 110 to drive (for example, when the diameter of the piezoelectric element 110 approximately 8mm to 22mm, a drive voltage of 20 kHz to 30 kHz is provided), the central area 121 of the vibrating section 120 not only in one direction away from the flow guiding element 140 (ie the upper part of the drawing) as it passes through the piezoelectric element 110 driven. Even the vibrating section 120 can generate a resonance vibration that is related to the vibration frequency of the piezoelectric element 110 corresponds, causing the vibration section 120 can generate a larger vibration amplitude. The valve 130 can also generate a resonance vibration that is related to the vibration frequency of the piezoelectric element 110 corresponds. Because the valve 130 at the area of the flow guiding element 140 over the second recess 142 is attached, the part on which the valve 130 not on the flow guiding element 140 is appropriate to swing up and down due to the resonance vibration. In the embodiment, the resonance mode of the vibration section 120 and the valve 130 cause the central area 121 of the vibrating section 120 and the area of the valve 130 which is the central area 121 corresponds to generate a maximum amplitude, which causes the piezoelectric element 110 from the state of 6 in the state of 7 can be changed.

In 7 bewegt sich das Vibrationsteilstück 120 nach oben und das Ventil 130 bewegt sich dementsprechend nach unten aufgrund der Wirkung der Resonanzschwingung, so dass der Zentralbereich 121 des Vibrationsteilstücks 120 sich von dem Ventil 130 entfernt, wobei der Abstand zwischen der ersten Ausnehmung 123 des Vibrationsteilstücks 120 und dem Ventil 130 größer werden kann, und wobei der Druck kleiner wird, so dass das Fluid von außen in den Raum zwischen dem Ventil 130 und der ersten Ausnehmung 123 des Vibrationsteilstücks 120 geleitet werden kann, und zwar aus dem Durchgangsloch 146, den 144 Kanälen, der zweiten Ausnehmung 142 und dem nicht-geraden Durchgangsschlitz 132.In 7 the vibration section moves 120 up and the valve 130 accordingly moves down due to the effect of the resonance vibration, so the central area 121 of the vibrating section 120 away from the valve 130 removed, the distance between the first recess 123 of the vibrating section 120 and the valve 130 can become larger, and the pressure becomes smaller, so that the fluid from the outside into the space between the valve 130 and the first recess 123 of the vibrating section 120 can be guided, namely from the through hole 146 , the 144 Channels, the second recess 142 and the non-straight through slot 132 .

Danach bewegt sich das Vibrationsteilstück 120 nach unten und kehrt nach und nach wieder in die Ausgangsposition zurück, wie in 6 gezeigt wird. Als nächstes bewegt sich das Vibrationsteilstück 120 kontinuierlich nach unten bis es sich in der, in 8 gezeigten, nach unten ausgesparten Form befindet. Während des Prozesses, des allmählichen Vibrierens, der in 7 bis 6 und 8 dargestellt ist, kann, da der Raum zwischen der ersten Ausnehmung 123 des Vibrationsteilstücks 120 und des Ventils 130 allmählich kleiner wird, wodurch der Druck innerhalb des Raums größer wird, das Fluid, das ursprünglich in der ersten Ausnehmung 123 zwischen dem Vibrationsteilstück 120 und dem Ventil 130 war, zusammengedrückt wird und sich in Richtung der Durch-Durchgangsnuten 126 des Vibrationsteilstücks 120 bewegt, aus der piezoelektrischen Pumpe 100 fließen.Then the vibration section moves 120 down and gradually returns to the starting position, as in 6 will be shown. Next, the vibrating section moves 120 continuously down until it is in the, in 8th shown, recessed shape is located below. During the process, the gradual vibration that is in 7 to 6 and 8th is shown, since the space between the first recess 123 of the vibrating section 120 and the valve 130 gradually becomes smaller, which increases the pressure within the space, the fluid that was originally in the first recess 123 between the vibration section 120 and the valve 130 was compressed and turned towards the through-grooves 126 of the vibrating section 120 moved, from the piezoelectric pump 100 flow.

Wie 8 gezeigt ist, kann, wenn das Vibrationsteilstück 120 nach unten ausgespart ist, der Anschlag 124, welcher an der unteren Fläche des Vibrationsteilstücks 120 angeordnet ist, gegen das Ventil 130, das den nicht-geraden Schlitz 132 abschirmt, drücken. Dadurch kann das Fluid, das ursprünglich zwischen der ersten Ausnehmung 123 des Vibrationsteilstücks 120 und dem Ventil 130 angeordnet ist nicht von dem nicht-geraden Schlitz 132 zu der zweiten Ausnehmung 142 des Führungselements 140 fließen. Mit anderen Worten ist zu diesem Zeitpunkt der Strömungsweg zwischen dem Ventil 130 und dem Strömungsführungselement 140 vorübergehend geschlossen, wodurch die Rückströmung des Fluids unterdrückt wird .How 8th may be shown when the vibrating section 120 recessed downwards, the stop 124 which is on the lower surface of the vibrating section 120 is arranged against the valve 130 that the non-straight slot 132 shields, press. This allows the fluid that was originally between the first recess 123 of the vibrating section 120 and the valve 130 is not arranged by the non-straight slot 132 to the second recess 142 of the guide element 140 flow. In other words, the flow path between the valve at this time 130 and the flow guiding element 140 temporarily closed, thereby suppressing the back flow of the fluid.

Es muss im Zusammenhang mit der Ausführungsform erwähnt werden, dass sich, wenn sich das Vibrationsteilstück 120 in dem Zustand in 8 befindet, die Positionsbegrenzungswand 125 an der unteren Fläche des Vibrationsteilstücks 120 in Kontakt mit dem Ventil 130 sein kann und durch das Ventil 130 begrenzt wird und sich nicht kontinuierlich nach unten bewegen kann. Mit anderen Worten kann die piezoelektrische Pumpe 100 den Bewegungsspielraum der Hoch- und Runterbewegung des Vibrationsteilstücks 120, mittels der Positionsbegrenzungswände 125, die auf der Fläche angeordnet sind, die dem Ventil 130 des Vibrationsteilstücks 120 zugewandt sind, begrenzen, so dass sich während des Pumpprozesses, das Vibrationsteilstück 120 hoch und herunter bewegt und dass die Bewegungsamplitude des Vibrationsteilstücks 120, das sich in einer Richtung weg von dem Ventil 130 bewegt (das heißt, die nach oben vorstehende Betrag in 7 gezeigt), größer sein kann als die Bewegungsamplitude des Vibrationsteilstücks 120 in der Nähe des Ventils 130 (d.h. die nach unten ausgesparten Amplitude in 8). Dieser Entwurf, kann erleichtern, dass das Fluid, das zu dem Durchgangsloch 146 des Strömungsführungselements 140 geneigt ist, in dem Raum zwischen der ersten Ausnehmung 123 des Vibrationsteilstück 120 und dem Ventil 130 entlang der Kanäle 144, der zweiten Ausnehmung 142 und des nicht-geraden durchgehenden Schlitz 132 absorbiert wird, so dass der Fluidstrom nur in eine Richtung fließt.It has to be mentioned in connection with the embodiment that when the vibration section 120 in the state in 8th the position limiting wall 125 on the lower surface of the vibrating section 120 in contact with the valve 130 can be and through the valve 130 is limited and cannot move continuously downwards. In other words, the piezoelectric pump 100 the range of motion of the up and down movement of the vibration section 120 , by means of the position limitation walls 125 that are arranged on the surface that corresponds to the valve 130 of the vibrating section 120 facing limit, so that during the pumping process, the vibration section 120 moved up and down and that the amplitude of movement of the vibration section 120 that is in a direction away from the valve 130 moved (that is, the amount above in 7 shown), may be greater than the amplitude of movement of the vibration section 120 near the valve 130 (ie the downward amplitude in 8th ). This design can help relieve the fluid going to the through hole 146 of the flow guiding element 140 is inclined in the space between the first recess 123 of the vibration section 120 and the valve 130 along the canals 144 , the second recess 142 and the non-straight through slot 132 is absorbed so that the fluid flow only flows in one direction.

Zusätzlich kann, der nicht-gerade Schlitz 132 des Ventils 130 das Design einer Bogenform aufweisen, die in Form einer nicht-geraden Linie, einer nicht-kreisförmigen Form oder andere Formen vorliegt, wobei, wenn das Fluid durch den nicht-geraden Durchgangsschlitz 132 durchläuft, der Teil neben dem nicht-geraden Durchgangsschlitz 132 des Ventils 130 (d.h. der Abschnitt des Ventils 130, der in einer Zungenform ist) geöffnet werden kann, wodurch die Öffnung zur Belüftung vergrößert wird. Mit anderen Worten kann der Bereich des Fluids, beim Durchlaufen durch das Ventil 130 größer sein als die Fläche des nicht-geraden Durchgangsschlitzes 132, so dass das Fluid gleichmäßiger durch das Ventil 130 hindurchlaufen kann.In addition, the non-straight slot can 132 of the valve 130 have the design of an arc shape that is in the form of a non-straight line, a non-circular shape, or other shapes, wherein when the fluid passes through the non-straight through slot 132 passes through, the part next to the non-straight through slot 132 of the valve 130 (ie the section of the valve 130 which is in a tongue shape) which enlarges the opening for ventilation. In other words, the area of the fluid can pass through the valve 130 be larger than the area of the non-straight through slot 132 so that the fluid is more even through the valve 130 can walk through.

Als Konfiguration kann das Fluid, wenn sich das Vibrationsteilstück 120 nach oben bewegt, schnell in den Raum zwischen der ersten Ausnehmung 123 des Vibrationsteilstücks 120 und des Ventils 130 treten; wenn sich das Vibrationsteilstück 120 nach unten bewegt, kann der Anschlag 124 gegen den nicht-geraden Durch-Schlitz 132 des Ventils 130 stoßen, so dass die Flüssigkeit nicht nach unten zurückfließen kann. Mit anderen Worten, treibt das piezoelektrische Element 110 das Vibrationsteilstück 120 reziprok oben und unten zum Vibrieren an (Wiederholung der Positionen von 6, 7, 6, 8), und das Vibrationsteilstück 120 und das Ventil 130 schwingen entsprechend resonant, so dass das Fluid in hoch effizienter Weise in die piezoelektrische Pumpe 100 von einer Richtung aus durch die Löcher 146 des Strömungsführungselements 140 eindringen kann, wobei es die Kanäle 144, die zweite Ausnehmung 142, den nicht-geraden Durchgangsschlitz 132 und die erste Ausnehmung 123 passiert, und die piezoelektrische Pumpe 100 durch die Durchgangsnuten 126 verlässt.As a configuration, the fluid can when the vibration section 120 moved up, quickly into the space between the first recess 123 of the vibrating section 120 and the valve 130 to step; if the vibration section 120 Moved down, the stop can 124 against the non-straight through slot 132 of the valve 130 knock so that the liquid cannot flow back down. In other words, the piezoelectric element drives 110 the vibration section 120 reciprocally at the top and bottom to vibrate (repeating the positions of 6 , 7 , 6 , 8th ), and the vibration section 120 and the valve 130 vibrate accordingly resonantly, so that the fluid enters the piezoelectric pump in a highly efficient manner 100 from one direction through the holes 146 of the flow guiding element 140 can penetrate it being the channels 144 , the second recess 142 , the non-straight through slot 132 and the first recess 123 happens and the piezoelectric pump 100 through the through grooves 126 leaves.

Es sei darauf hingewiesen, dass in den oben genannten Ausführungsformen nur einer der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132 des Ventils 130 in einer Bogenform ist, wobei aber die Anzahl und die Form der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132 des Ventils 130 nicht hierauf beschränkt sind. 9A bis 9H sind schematische Teilansichten der Ventile der verschiedenen Arten von piezoelektrischen Pumpen gemäß anderen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung. In Bezug auf 9A und 9B sind die nicht-geraden Durchgangsschlitze 132a, 132b aus einer Vielzahl von geraden Linien zusammengesetzt, wobei die Formen der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132a, 132b Teil einer polygonalen Form sind. Beispielsweise wird in 9A der nicht-gerade Durchgangsschlitz 132a durch zwei miteinander verbundene geraden Linien ausgebildet. In 9B wird der nicht-gerade Durchgangsschlitz 132b durch drei miteinander verbundenen geraden Linien ausgebildet, in dem jeweils zwei dieser miteinander verbunden sind. Sicherlich sind die nicht-geraden Durchgangsschlitze 132a, 132b nicht dahingehend begrenzt, durch zwei verbundenen Linien oder drei miteinander verbundenen Linien gebildet zu sein.It should be noted that in the above-mentioned embodiments, only one of the non-straight through slots 132 of the valve 130 is in an arc shape, but the number and shape of the non-straight through slots 132 of the valve 130 are not limited to this. 9A to 9H are partial schematic views of the valves of various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention. In relation to 9A and 9B are the non-straight through slots 132a , 132b composed of a multitude of straight lines, the shapes of the non-straight through slots 132a , 132b Are part of a polygonal shape. For example, in 9A the not-straight through slot 132a formed by two interconnected straight lines. In 9B becomes the non-straight through slot 132b formed by three interconnected straight lines in which two of these are connected to each other. Certainly are the non-straight through slots 132a , 132b not limited to being formed by two connected lines or three connected lines.

In 9C und 9D ist die Anzahl der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132c, 123d eine Vielzahl, genauer gesagt, ist die Anzahl der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132c, 132d Zwei und Vier. Der Unterschied zwischen 9E, 9F und 9C, 9D liegt in den Richtungen der Bogenformen der nicht-geraden Durchgangsschlitz 132e, 132f. Die Richtungen der Bogenformen der nicht geraden Durchgangsschlitze 132e, 132f von 9E und 9F sind entgegengesetzt zu den Richtungen der Bogenformen der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132c, 132d. In 9G ist die Form des nicht geraden Durchgangsschlitzes 132g eine U-Form, so dass der Bereich des Ventils 130 durch die nicht geraden Durchgangsschlitze 132g umgeben ist und ähnlich einer Zungenform ist. Der Unterschied zwischen 9H und 9G liegt darin, dass die Form der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132h ein Teil der U-Form ist. Sicherlich zeigen die oben genannten Beschreibungen lediglich einen Teil der Form der nicht-geraden Durchgangsschlitze 132a bis 132h auf. Jedoch kann die Form des nicht geraden Durchgangsschlitzes auch von unregelmäßiger Form sein, oder eine Kombination der vorgenannten Formen, und wird nicht durch diese Offenbarung beschränkt.In 9C and 9D is the number of non-even through slots 132c , 123d a large number, more specifically, is the number of non-even through slots 132c , 132d Two and four. The difference between 9E , 9F and 9C , 9D lies in the directions of the arch shapes of the non-straight through slot 132e , 132f . The directions of the arc shapes of the non-straight through slots 132e , 132f from 9E and 9F are opposite to the directions of the arc shapes of the non-straight through slots 132c , 132d . In 9G is the shape of the non-straight through slot 132g a U shape, so the area of the valve 130 through the non-straight through slots 132g is surrounded and is similar to a tongue shape. The difference between 9H and 9G is that the shape of the non-straight through slots 132h is part of the U shape. Certainly, the above descriptions only show part of the shape of the non-straight through slots 132a to 132h on. However, the shape of the non-straight through slot may be irregular in shape, or a combination of the aforementioned shapes, and is not limited by this disclosure.

Zusätzlich liegen in den oben genannten Ausführungsformen die Arm-Abschnitte 128 als Bogenformen vor und umgeben den Zentralbereich 121. Die beiden Enden der Arm-Abschnitte 128 sind mit dem Zentralbereich 121 verbunden und die Mitte der Arm-Abschnitte 128 ist verbunden mit der Randbereich 122. Jedoch werden die Typen der Arm-Abschnitte 128 nicht hierauf beschränkt. Hierin werden auch andere Arten von Arm-Abschnitten der Vibrationsteilstücke als Referenz beschrieben. 10A bis 10C zeigen schematische Ansichten von Arm-Abschnitten der Vibrationsteilstücke von verschiedenen Arten von piezoelektrischen Pumpen gemäß anderen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung. In Bezug auf 10A ist der Arm-Abschnitt 128a über den Zentralbereich 121a angeordnet und erstreckt sich geradlinig in einer radialen Form, wobei ein Ende des Arm-Abschnitts 128a mit dem Zentralbereich 121a verbunden ist, und das andere Ende mit der Randbereich 122a verbunden ist. In 10B, ist der Arm-Abschnitt 128b bogenförmig und umgibt die Zentralbereich 121b. Ein Ende des Arm-Abschnitts 128b ist mit dem Zentralbereich 121b verbunden und das andere Ende ist mit dem Randbereich 122b verbunden. In 10C ist ein Abschnitt des Arm-Abschnitts 128c der gleiche wie der Arm-Abschnitt 128 in 1, wobei der Arm-Abschnitt 128c bogenförmig ist und den Zentralbereich 121c umgibt. Die beiden Enden des Arm-Abschnitts 128c sind mit der Zentralbereich 121c verbunden, und die Mitte des Arm-Abschnitts 128c ist mit dem Randbereich 122c verbunden. Ein anderer Teil des Arm-Abschnitts 128c ist der gleiche wie der Arm-Abschnitt 128a in 10A, wobei der Arm-Abschnitt 128c außerhalb des Zentralbereichs 121c angeordnet ist und sich direkt in einer radialen Form erstreckt. Ein Ende des Arm-Abschnitts 128c ist mit dem Zentralbereich 121c verbunden, und das andere Ende ist mit der Randbereich 122c verbunden. Sicherlich zeigen die oben genannten Beschreibungen nur einen Teil der Formen der Arm-Abschnitte 128a bis 128c, wobei jedoch die Formen der Arm-Abschnitte auch von unregelmäßiger Form sein können oder eine Kombination der vorgenannten Formen sein können und nicht durch die offenbarte Erfindung beschränkt werden.In addition, the arm sections are located in the above-mentioned embodiments 128 as arch forms in front and surround the central area 121 . The two ends of the arm sections 128 are with the central area 121 connected and the middle of the arm sections 128 is connected to the border area 122 . However, the types of arm sections 128 not limited to this. Other types of arm portions of the vibrating sections are also described herein for reference. 10A to 10C show schematic views of arm sections the vibrating sections of various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention. In relation to 10A is the arm section 128a over the central area 121a arranged and extending rectilinearly in a radial shape, with one end of the arm portion 128a with the central area 121a is connected, and the other end to the edge area 122a connected is. In 10B , is the arm section 128b arched and surrounds the central area 121b . One end of the arm section 128b is with the central area 121b connected and the other end is with the edge area 122b connected. In 10C is a section of the arm section 128c the same as the arm section 128 in 1 , the arm section 128c is arched and the central area 121c surrounds. The two ends of the arm section 128c are with the central area 121c connected, and the middle of the arm section 128c is with the edge area 122c connected. Another part of the arm section 128c is the same as the arm section 128a in 10A , the arm section 128c outside the central area 121c is arranged and extends directly in a radial shape. One end of the arm section 128c is with the central area 121c connected, and the other end is with the edge area 122c connected. Certainly, the descriptions above only show part of the shape of the arm sections 128a to 128c however, the shapes of the arm portions may be irregular in shape or may be a combination of the aforementioned shapes and are not limited by the disclosed invention.

In den oben genannten Ausführungsformen umfasst das Vibrationsteilstück 120 vier Positionsbegrenzungswände 125, wobei die Positionsbegrenzungswände 125 bogenförmig sind. Die Anzahl und die Typen der Positionsbegrenzungswände sind nicht hierauf beschränkt.In the above-mentioned embodiments, the vibration section comprises 120 four position limitation walls 125 , the position boundary walls 125 are arcuate. The number and types of the position boundary walls are not limited to this.

Im Folgenden werden andere Arten von Arm-Abschnitten der Positionsbegrenzungswände als Referenz beschrieben. 11A und 11B sind schematische Teilansichten der Positionsbegrenzungswände der Vibrationsteilstücke der verschiedenen Arten von piezoelektrischen Pumpen gemäß anderen Ausführungsformen der Offenbarung dargelegt. In 11A ist die Form der Positionsbegrenzungswände 125a eine Bandform. In 11B ist die Form der Positionsbegrenzungswände 125b eine runde Form. In 11C ist die Anzahl der Positionsbegrenzungswände 125c eins und die Form ist kreisförmig, wobei aber in anderen Ausführungsformen die Positionsbegrenzungswand 125c eine Vielzahl von kreisförmigen Formen mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen kann. Oder, in anderen Ausführungsformen kann die Form der Positionsbegrenzungswände auch eine quadratische Form oder eine unregelmäßige Form sein und ist nicht durch die Zeichnungen beschränkt.Other types of arm portions of the position restriction walls are described below for reference. 11A and 11B are partial schematic views of the position limiting walls of the vibrating sections of the various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosure. In 11A is the shape of the position boundary walls 125a a band shape. In 11B is the shape of the position boundary walls 125b a round shape. In 11C is the number of position boundary walls 125c one and the shape is circular, but in other embodiments the position limiting wall 125c can have a variety of circular shapes with different diameters. Or, in other embodiments, the shape of the position restricting walls may be a square shape or an irregular shape and is not limited by the drawings.

In den oben genannten Ausführungsformen ist die Form des Schutzes des Anschlags 124, der auf das Ventil 120 projiziert wurde, eine runde Form, wobei aber die Form des Anschlags 124 nicht hierauf beschränkt ist. 12A und 12B sind schematische Teilansichten, die Anschläge von Vibrationsteilstücken von verschiedenen Arten von piezoelektrischen Pumpen gemäß anderen Ausführungsformen der offenbarten Erfindung zeigen. In 12A weist der Anschlag 124a eine viereckige Form auf. In 12B ist die Form des Anschlags 124b eine hexagonale Form. Natürlich kann in anderen Ausführungsformen der Anschlag auch eine elliptische Form, jede andere polygonale Form oder eine unregelmäßige Form aufweisen und ist nicht durch die Zeichnungen beschränkt.In the above embodiments, the form of protection is the stop 124 that on the valve 120 was projected a round shape, but the shape of the stop 124 is not limited to this. 12A and 12B 14 are partial schematic views showing stops of vibrating sections of various types of piezoelectric pumps according to other embodiments of the disclosed invention. In 12A indicates the stop 124a a square shape. In 12B is the shape of the attack 124b a hexagonal shape. Of course, in other embodiments, the stop can also have an elliptical shape, any other polygonal shape or an irregular shape and is not restricted by the drawings.

13 zeigt ein Diagramm, das schematisch den Vergleich zwischen der Strömungsrate einer herkömmlichen piezoelektrischen Pumpe und der Strömungsrate der piezoelektrischen Pumpe von 1 darstellt. In Bezug auf 13 ist die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, das pro Minute von einer herkömmlichen piezoelektrischen Pumpe ausgegeben wird, etwa 160 ml, während die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, das pro Minute von der piezoelektrischen Pumpe der Ausführungsform ausgegeben wird etwa 230 ml ist. Verglichen mit der herkömmlichen piezoelektrischen Pumpe hat die piezoelektrische Pumpe des Ausführungsbeispiels einen Gewinn von 70 ml pro Minute, und die Wachstumsrate beträgt fast 40%. 13 FIG. 12 is a diagram schematically showing the comparison between the flow rate of a conventional piezoelectric pump and the flow rate of the piezoelectric pump of FIG 1 represents. In relation to 13 the flow rate of the fluid output per minute from a conventional piezoelectric pump is about 160 ml, while the flow rate of the fluid output per minute from the piezoelectric pump of the embodiment is about 230 ml. Compared to the conventional piezoelectric pump, the piezoelectric pump of the embodiment has a gain of 70 ml per minute and the growth rate is almost 40%.

Zusammenfassend wird eine piezoelektrische Pumpe mit einem piezoelektrischen Element, einem Vibrationsteilstück, einem Ventil und einem Strömungsführungselement offenbart. Das Vibrationsteilstück weist einen Zentralbereich auf, der an dem piezoelektrischen Element befestigt ist, einen Randbereich, eine erste Ausnehmung, einen Anschlag und eine Positionsbegrenzungswand, die sowohl von der ersten Ausnehmung hervorsteht als auch von einer Durchgangsnut, die zwischen dem Zentralbereich und dem Randbereich angeordnet ist und durch die erste Ausnehmung verbunden ist. Das Ventil ist an dem Randbereich befestigt und hat einen nicht-geraden Durchgangsschlitz. Das Strömungsführungselement ist an dem Ventil angebracht und weist eine zweite Ausnehmung und einen Kanal auf, die beide in dem Stromführungselement abgesetzt sind, und ein Durchgangsloch. Der Kanal wird durch die zweite Ausnehmung und das Durchgangsloch verbunden. Ein Vorsprung der zweiten Ausnehmung, der auf die Ebene projiziert ist, auf welcher das Ventil existiert, bedeckt den nicht geraden Durchgangsschlitz. Des Weiteren wird ein Betriebsverfahren der piezoelektrischen Pumpe bereitgestellt.In summary, a piezoelectric pump with a piezoelectric element, a vibration section, a valve and a flow guiding element is disclosed. The vibrating section has a central region which is fastened to the piezoelectric element, an edge region, a first recess, a stop and a position limiting wall which projects both from the first recess and from a through groove which is arranged between the central region and the edge region and is connected by the first recess. The valve is attached to the edge area and has a non-straight through slot. The flow guide element is attached to the valve and has a second recess and a channel, both of which are offset in the flow guide element, and a through hole. The channel is connected by the second recess and the through hole. A projection of the second recess, which is projected onto the plane on which the valve exists, covers the non-straight through slot. An operating method of the piezoelectric pump is also provided.

In Anbetracht des Vorgehenden kann das piezoelektrische Element der piezoelektrischen Pumpe der Erfindung sich nach oben und nach unten bewegen, wenn es elektrisch angetrieben wird. Abgesehen davon können neben dem direkten Betreiben des Vibrationsteilstücks, durch das Einspeisen einer Antriebsspannung mit einer bestimmten Frequenz in das piezoelektrische Element, auch das Vibrationsteilstück und das Ventil ein resonanten Schwingungszustand erzeugen, in dem die zentrale Zone des Vibrationsteilstücks und der Bereich des Ventils, der zu der zentralen Zone korrespondiert eine maximale Amplitude aufweisen können, wodurch die Schwingungsamplitude des Vibrationsteilstücks und des Ventils erhöht werden kann, und ferner in der Lage ist die Flüssigkeit des Fluids durchfließen zu lassen. Im Detail ist die zentrale Zone des Vibrationsteilstücks, wenn sich das piezoelektrische Element in einer Richtung weg von dem Strömungsführungselement bewegt, entfernt Vibrationsteilstück vom Ventil, wobei der Anschlag und die Positionsbegrenzungswand von dem Ventil durch einen kleinen Abstand getrennt sein können, so dass das Fluid in einen Raum zwischen dem Ventil und der ersten Ausnehmung des vibrierenden Stücks des Durchgangslochs, des Kanals, der zweiten Ausnehmung und dem nicht-geraden Durchgangsschlitz fließen kann. Über die Gestaltung des nicht-gerade Durchgangsschlitzes kann, wenn das Fluid durch den nicht-geraden Durchgangsschlitz fließt, der nicht-geraden Durchgangsschlitz geöffnet werden und die Größe der Öffnung aufgrund der Resonanzschwingung erhöhen, wodurch der Strömungswiderstand reduziert wird und die Belüftungsrate erhöht werden. Wenn sich das piezoelektrische Element zurück in seiner Position ist und sich in der Nähe des Strömungsführungselements bewegt, kann das Fluid, das sich zwischen dem Ventil und der ersten Ausnehmung des Vibrationsteilstücks befindet, aus der Durchgangs-Durchgangsnut des Vibrationsteilstücks herausgedrückt werden. Die zentrale Zone des Vibrationsteilstücks kann sich dem Ventil nähern, wobei der nicht-gerade Durchgangsschlitz zurückgestellt werden kann in den Zustand Schlitzes aufgrund der Resonanzschwingung, wobei die Öffnung des nicht-geraden Durchgangsschlitzes kleiner werden kann, wodurch der Strömungswiderstand zunimmt. Des Weiteren kann der Anschlag, der von der ersten Ausnehmung vorsteht gegen das Ventil drücken und den nicht-geraden Durchgangsschlitz abschirmen, so dass die Flüssigkeit schwer von dem nicht-geraden Durchgangsschlitz in die zweite Ausnehmung des Strömungsführungselements fließen kann. Mit anderen Worten kann zu diesem Zeitpunkt der Strömungswiderstand des Strömungswegs zwischen dem Ventil und dem Strömungsführungselement schrittweise erhöht werden und vorübergehend geschlossen werden, um das Rückströmen des Fluids unterdrücken. Darüber hinaus weist das Vibrationsteilstück eine Positionsbegrenzungswand auf, die auf der Fläche angeordnet ist, die dem Ventil zugewandt ist und welche die Magnitude der Bewegung des Vibrationsteilstücks begrenzen kann, welches sich in Richtung auf das Ventil zubewegt, also genauer gesagt kann die Magnitude der Bewegung des Vibrationsteilstücks, das sich von dem Ventil weg bewegt, größer sein als die Magnitude der Bewegung in der Nähe des Ventils, so dass das Fluid durch das Durchgangsloch in die piezoelektrische Pumpe in einer Richtung fließen kann, wobei es den Kanal, die zweite Ausnehmung, den nicht-geraden Durchgangsschlitz, die erste Ausnehmung passiert und dann die piezoelektrische Pumpe über die Durchgangsnut verlässt.In view of the foregoing, the piezoelectric element of the piezoelectric pump of the invention can move up and down when electrically driven. Apart from directly operating the vibrating section, by feeding a drive voltage at a certain frequency into the piezoelectric element, the vibrating section and the valve can also generate a resonant oscillation state in which the central zone of the vibrating section and the area of the valve that is too corresponding to the central zone can have a maximum amplitude, whereby the vibration amplitude of the vibration section and the valve can be increased, and furthermore is able to let the fluid of the fluid flow through. In detail, when the piezoelectric element moves in a direction away from the flow guiding element, the central zone of the vibration section is away from the valve, the stop and the position limiting wall can be separated from the valve by a small distance so that the fluid in a space between the valve and the first recess of the vibrating piece of the through hole, the channel, the second recess and the non-straight through slot can flow. By designing the non-straight through slot, when the fluid flows through the non-straight through slot, the non-straight through slot can be opened and the size of the opening can increase due to the resonance vibration, thereby reducing the flow resistance and increasing the ventilation rate. When the piezoelectric element is back in position and moves near the flow guide element, the fluid located between the valve and the first recess of the vibrating section can be pushed out of the through-passage groove of the vibrating section. The central zone of the vibration section can approach the valve, whereby the non-straight through slot can be returned to the slot state due to the resonance vibration, whereby the opening of the non-straight through slot can become smaller, whereby the flow resistance increases. Furthermore, the stop protruding from the first recess can press against the valve and shield the non-straight through slot, so that the liquid can hardly flow from the non-straight through slot into the second recess of the flow guiding element. In other words, at this time, the flow resistance of the flow path between the valve and the flow guide member can be gradually increased and temporarily closed to suppress the back flow of the fluid. In addition, the vibration section has a position limiting wall which is arranged on the surface which faces the valve and which can limit the magnitude of the movement of the vibration section which moves towards the valve, that is to say more precisely, the magnitude of the movement of the Vibration portion moving away from the valve may be greater than the magnitude of the movement in the vicinity of the valve so that the fluid can flow through the through hole in the piezoelectric pump in one direction, whereby the channel, the second recess, the non-straight through slot, the first recess passes and then leaves the piezoelectric pump through the through groove.

Claims

A piezoelectric pump (100) comprising: a piezoelectric element (110); a vibration section (120) having a central region (121), an edge region (122), a first recess (123), a stop (124), at least one position limiting wall (125) and at least one through groove (126), the central region (121) is matched to the piezoelectric element (110), and wherein the central region (121) of the vibration section (120) is attached to the piezoelectric element (110), and wherein the edge region (122) surrounds the central region (121), and wherein the first recess (123) is recessed in a surface that is distant from the piezoelectric element (110) of the central region (121), the stop (124) and the at least one position limiting wall (125) protruding from the first recess (123) , and wherein the at least one through groove (126) is arranged between the central region (121) and the edge region (122) and is connected by the first recess (123); a valve (130) attached to a surface remote from the piezoelectric element (110) of the edge portion (122) of the vibration section (120) and having at least one non-straight through slot (132), a protrusion of the The stopper (124) of the vibration section (120) projected onto the valve (130) covers the at least one non-straight through slot (132), a shape of each of the non-straight through slots (132, 132a ~ 132h) being an arc shape , has a U-shape, part of a polygonal shape or an irregular shape; and a flow guide member (140) attached to a surface remote from the vibration part (120) of the valve (130), which has a second recess (142), at least one channel (144) and at least one through hole (146) The second recess (142) and the at least one channel (144) are recessed in a surface that faces the valve (130) of the flow guide element (140), and wherein the at least one channel (144) through the second Recess (142) and the at least one through hole (146) is connected, and wherein a projection of the second recess (142), which is projected onto a plane on which the valve (130) exists, the at least one non-straight through slot ( 132), wherein when the piezoelectric element (110) is operated by a drive voltage at a certain frequency, the vibrating part (120) and the valve (130) vibrate relatively resonantly, so that the central region (121) of the vibrating part (120) and a region of the valve (130) matching the central region (121) has a maximum amplitude.

Piezoelectric pump (100) after Claim 1 , wherein the piezoelectric element (110) has a perforation hole (112), and wherein the vibration section (120) has a third recess (127), and wherein the third recess (127) is recessed in a surface which is in the Proximity of the piezoelectric element (110) of the central region (121) and fits to a position of the perforation hole (112).

Piezoelectric pump (100) after Claim 1 or 2nd wherein the vibrating section (120) has a plurality of arm portions (128) connected to the central portion (121) and the edge portion (122), respectively, and wherein the arm portions (128) are in a straight line or extend in a curved line.

Piezoelectric pump (100) after Claim 3 wherein the valve (130) has a plurality of perforation grooves (134), and the flow guide member (140) has a plurality of slots (148), and wherein the positions of the perforation grooves (134) and the slots (148) each match the positions of the arm portions (128) to allow the arm portions (128) to extend therein.

Piezoelectric pump (100) according to one of the preceding claims, wherein the valve (130) has a fourth recess (136a), and wherein the fourth recess (136a) is recessed in a surface which is the flow guide element (140) of the valve (130) facing, and wherein the fourth recess (136a) matches the second recess (142).

A piezoelectric pump (100) according to any one of the preceding claims, wherein an inlet diameter of the at least one channel (144) gradually decreases from the through hole (146) to the second recess (142).

A piezoelectric pump (100) according to any one of the preceding claims, wherein the vibrating section (120) has a plurality of position limiting walls (125, 125a, 125b), and wherein the position limiting walls (125, 125a, 125b) surround the stop (124), and wherein a shape of the protrusions of each of the position restricting walls (125, 125a, 125b) protruding from the valve (130), a curved shape, an elongated shape, a round shape, a square shape, a circular shape or an irregular shape, or the vibrating section (120) having the position limiting wall (125c), a shape of the position limiting wall (125c) being a circular shape and surrounding the stop (124).

A piezoelectric pump (100) according to any one of the preceding claims, wherein a shape of the projection of the stopper (124, 124a, 124b) protruding toward the valve (130) is a round shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or an irregular shape is.

A method of operating a piezoelectric pump (100), comprising: providing the piezoelectric pump (100) according to one of the Claims 1 - 8th ; and providing a drive voltage at a certain frequency to excite the piezoelectric element (110), the vibrating section (120) and the valve (130) vibrating relatively resonantly with one another, so that the central region (121) of the vibrating section (120) and a region of the valve (130), which also corresponds to the central region (121), have a maximum amplitude.