[发明专利]一种自适应主动阀压电泵

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种压电泵，尤其涉及一种主动阀压电泵。

二、背景技术

有阀压电泵如果按阀体是否有外驱动源来驱动分类的话，可分为：主动阀压电泵和被动阀压电泵两种。主动阀压电泵就是阀体的开闭是由外驱动源来驱动，而被动阀压电泵是由泵工作时泵腔内流体压力的周期性变化来驱动阀体的开闭，被动阀压电泵阀体的开闭有滞后性，所以影响了泵效率的提高，而主动阀压电泵虽消除了阀体的滞后性，却额外增加了阀体的驱动部分，使结构复杂、控制难度大，如果阀体开闭和泵的工作频率步调差太多反而会起到反作用，严重制约着主动阀压电泵的发展，而被动阀虽存在阀体的滞后性，但因结构简单且易于控制，所以发展较快，目前被动阀压电泵是研究和应用的主流。

图1所示为一传统压电式主动阀压电泵示意图。在图1中：上泵盖11、压电振子12、密封橡圈13、泵中层14、下泵盖15和紧固螺栓16。一个大压电振子作为压电泵的动力源部件固定在下泵盖上，两个小压电振子和密封橡圈构成两个主动阀。对压电振子施加交变电压，压电陶瓷会产生交替伸长与收缩变形，压电振子表现为轴向振动，大压电振子轴向振动使泵腔容积周期变化进行吸水或排水，两个小压电振子的振动来控制两个主动阀的开闭。当压电泵处于吸程时，泵的容积变大，入口阀压电振子向上振动打开，出口阀压电振子向下振动关闭，流体经入口阀吸入泵腔；当进入排程时，泵腔的容积变小，入口阀压电振子向下振动关闭，出口阀压电振子向上振动打开，流体经出口阀排出泵外，从而实现流体的单向流动，随着泵腔容积按周期反复变化，实现泵的作用，但只有三个压电振子步调一致，配合协调才能使泵有较高的效率。

目前主动阀动力源还有气动式、热动式，电磁驱动式、静电驱动式等，虽然各种驱动方式都有自身的优点，但一个共同的缺点就是加工、安装困难，结构复杂，控制繁琐，使泵的效率难以得到提高，而且寿命短，工作不稳定，不利于压电泵的小型化以及可靠性的提高，这对主动阀压电泵的推广应用带来困难。

三、发明内容

1、技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种免于控制的自适应主动阀压电泵，克服了传统主动阀压电泵的缺点，提高了压电泵工作的稳定性，简化了压电泵的结构，使压电泵更易于小型化。

2、技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明的自适应主动阀压电泵包括上泵盖、下泵盖和置于上泵盖、下泵盖之间的泵中层，上泵盖和下泵盖通过紧固螺栓连接，上泵盖与泵中层之间形成上泵腔，下泵盖与泵中层之间形成下泵腔，泵中层包括第一泵中层和第二泵中层，压电振子置于第一泵中层和第二泵中层之间；压电振子设有由第一阀体和第二阀体组成的阀体，其中，第二阀体与下泵盖上的入口形成入口阀，第一阀体与上泵盖上的出口形成出口阀。

本技术方案的压电振子包括一黄铜基体，黄铜基体上下两面各贴设有第一、第二压电陶瓷片；第一阀体的一端贴设在第一压电陶瓷片上，第二阀体的一端贴设在第二压电陶瓷片上，压电振子与第一、第二阀体呈一整体，一般地，阀体的材料为橡胶材质。

为了实现本技术方案的泵的工作效果，压电振子在泵腔内不仅需要产生位移，同时需要也使泵腔内的流体流动方向单一，因此，本技术方案的阀体采用了独特设计，即第一阀体的凸缘置于上泵盖的出口内；第二阀体的凸缘置于下泵盖的入口内。入口容纳第二阀体的部分为一第一锥形孔，并且该第一锥形孔朝向下泵腔的开口部分的直径大于入口的直径；出口容纳第一阀体的部分为一第二锥形孔，并且该第二锥形孔朝向上泵腔的开口部分的直径小于出口的直径。上述阀体的顶端的形状一般采用弧形的形状，即第一阀体的顶端向着压电振子的方向凹下，第一阀体的凸缘朝向压电振子的部分也采用弧形结构；第二阀体的顶端向着压电振子相反的方向呈突出的弧形，其凸缘也采用弧形结构，以使泵内的流体流动较为顺畅，上述的阀体同样也可以采用其他的形状。

为了使流体在泵下腔和泵上腔之间通畅流动，第一泵中层和第二泵中层上各设有一组供流体流通的孔；由于一般泵的截面呈圆周状，所述的孔是均匀地分布在泵中层的圆周上。