[实用新型]单膜片连续输送流体压电泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续输送流体泵，尤其是采用压电元件作为制动器，从而实现流体连续输送的压电泵。

背景技术

压电泵的研究可追溯到二十世纪七十年代。早期具有代表性的是美国Sandia国家实验室的W.J.Spenser于1978年发表的关于“电控压电胰岛素泵与阀”的文章。压电泵是一种新型流体驱动器，它不需要附加驱动电机，而是利用压电材料的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输液体。压电泵以其独特的工作方式和特殊的性能日益受到各国学者的广泛重视。随着压电驱动器的不断发展，从压电材料薄膜到压电驱动器，再到压电叠堆，压电驱动器的种类得到不断地发展和更新。基于不同的压电驱动器、不同的机械结构、不同的工作方式的压电泵均有广泛的报道，国内外也有很多相应的专利。已经报道的能连续输送流体的压电泵一般为多膜片型，通过控制膜片之间振动的相位差和相应的阀门的开或者关，来实现流体的连续输送。为了控制压电膜片之间的相位差，需要对输入电源的相位进行调相，这样就导致了泵体结构的复杂和控制系统的复杂。

因此开发一种结构简单，能连续输出流体的压电泵在生物工程、临床医学、微型零部件以及微型化生产系统等领域，将有广泛的应用空间。

发明内容

根据背景技术所述，本实用新型的目的在于避免上述不足，提供一种单膜片连续输送流体压电泵，泵的两个工作腔之间通过膜片连接，每个腔体都有一个进口阀和出口阀；膜片上的压电材料在驱动电源的驱动下，做周期性的上下振动位移，带动两个工作腔的体积也做周期性的变化；在膜片振动的上下振动的过程中，当一个工作腔的体积变大时，另外一个工作腔的体积变小；体积变大的工作腔，腔内压力降低，在压差作用下，与其连接的进口阀打开，出口阀关闭，流体流入工作腔；与此同时，另一个工作腔内压力升高，在压差作用下，与其连接的进口阀关闭，出口阀打开，流体流出工作腔；当膜片向另一个方向运动时，两个工作腔内的压力变化过程将相反，工作过程相同；膜片的周期性振动就能使两个工作腔的体积周期性变化，流体源源不断的连续从入口侧流向出口侧。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种单膜片连续输送流体压电泵，主要由泵体(1)，进口单向阀(2)，出口单向阀(3)，膜片(4)，工作腔(5)和驱动电源(6)组成，其中：筒形泵体(1)两端各设置一入口(11)和一出口(16)，在泵体(1)内腔的两端设置隔板(12)，在泵体(1)的内腔中构成进口缓冲腔(13)和出口缓冲腔(14)，在入口(11)端的隔板(12)和出口(16)端的隔板(12)的中部位置上固定连接单片膜片(4)，并构成两个体积相同的工作腔(5)，每个工作腔(5)的两端设制流向相同的进口单向阀(2)和出口单向阀(3)，在两个隔板(12)的膜片固定连接处设置电极(15)，并通过导线(61)与驱动电源(6)连接组成压电泵的整体。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果：

1、本实用新型结构和控制系统紧凑简单，能连续输出流体，满足诸如生物工程、临床医学、微型零部件以及微型化生产系统等领域。

2、本实用新型造价低廉，使用维护和修理简易。

附图说明

图1为本实用新型结构总体示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种单膜片连续输送流体压电泵，主要由泵体1，进口单向阀2，出口单向阀3，膜片4，工作腔5和驱动电源6组成，其中：筒形泵体1两端各设置一入口11和一出口16，在泵体1内腔的两端设置隔板12，在泵体1的内腔中构成进口缓冲腔13和出口缓冲腔14，在入口11端的隔板12和出口16端的隔板12的中部位置上固定连接单片膜片4，并构成两个体积相同的工作腔5，每个工作腔5的两端设制流向相同的进口单向阀2和出口单向阀3，在两个隔板12的膜片固定连接处设置电极15，并通过导线61与驱动电源6连接组成压电泵的整体。

另知，膜片4可直接由压电材料制作，也可在金属或有机聚合材料的膜片4上与压电材料复合而成，其压电材料可设置在膜片4的外表面或内部。

泵体1的材质应能按需输送气体，液体，固体的混合物，也可输送腐蚀性流体。膜片4在驱动电源6的驱动下，做周期性的上下振动位移，带动两个工作腔5的体积也做周期性的变化。当膜片4由上向下运动过程时，上工作腔5的体积由小变大，腔内压力降低，与其连接的进口单向阀2打开，单向出口阀3关闭，流体流入上工作腔5。下工作腔5的体积由大变小，与其连接的进口单向阀2关闭，单向出口阀3打开，流体流出工作腔5。当膜片4到达下最大位移时，该1/2工作周期结束，转入下一个1/2工作周期。如此，膜片4上下的周期性振动使两个工作腔5的体积周期性变化，使流体连续不断从出口16流出。