[发明专利]一种双曲螺线流管无阀压电泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种无阀压电泵，尤其涉及一种采用螺线形流管的无阀压电泵。

背景技术

属于容积式的压电泵如果按阀体分类的话，可分为有阀和无阀压电泵。若将阀定义为：在泵的吸入和排出过程中，至少有一时段，使泵腔与吸入口或排出口之间，产生不连通的机械装置，那么所谓的“无阀”就是：在任意时刻，泵腔与吸入口或排出口之间都是连通的。此时，流体的单向流动时依靠特殊的机械装置。这种装置利用了流体的性质，使得泵腔始终与吸入与排出口连通，而又可驱使流体单向流动。目前，无阀压电泵多采用互为倒置的收缩管和扩张管来作为控制流体单向流动的部件，比较典型的是锥形流管。图1为锥形流管无阀压电泵，这种泵的特点是结构简单，可以实现微型化；但圆锥形流管存在不同截面尺寸的突变，能量损失大，流量较小，反向止流性能差，这些缺点都影响了压电泵在实际领域的应用。

由于螺旋流管具有优越的结构特性、自生离心力场、二次流和高效换热率等特点，使螺旋流管技术在传热、混合等领域均有着广泛应用，而且近年来有研究者将螺旋流管技术应用在微滤、纳滤、渗透以及膜蒸馏等中空纤维传质分离过程，都取得了良好的效果。但是这些应用都是在外界给予液体流动动力的前提下进行的，这样对螺旋流管技术的应用受到限制，如果附加动力源是电磁电机，那在一些电磁敏感的地方就不能够使用，而且在需要精确控制流体流量的环境下时，也不能够满足要求。

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可微型化，具有较好单向流动特性，可对流体流量进行精确控制的双曲螺线流管无阀压电泵。克服了现有无阀压电泵反向止流性能差等缺点，同时，扩大螺旋流管技术在传热、混合等领域的应用范围。

2.技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明的双曲螺线流管无阀压电泵包括由上盖和下盖密封连接组成的泵体，上盖和下盖之间设有容纳有压电振子的泵腔，泵腔上设置有第一双曲螺线流管和第一直流管；所述的第一双曲螺线流管一端与泵腔连接，另一端与流体进口连接；所述的第一直流管一端与泵腔连接，另一端与流体出口连接。所述的双曲螺线流管为平面弯曲的流管，由于该流管的中心轴线属于双曲螺线，因此将该流管命名为“双曲螺线流管”。双曲螺线又称倒数螺线，即极径与极角成反比的点的轨迹，如图2所示。该曲线出发于极点，是阿基米德螺线的倒数，有一条平行于极轴的渐近线。双曲螺线的极坐标方程为：

rθ＝c

其中c为常数，r为极径，θ为极角，y＝c为渐进线。

所述的第一双曲螺线流管可以直接与泵腔连接，也可通过一个第二直流管与泵腔连接。

所述的第一直流管的一端与泵腔连通，另一端直接或者通过第二双曲螺线流管与流体出口相连通；一般地，所述的第一双曲螺线流管为以流体进口为起点顺时针方向设置的螺旋流管，终点为与泵腔相连的连接点或者与第二直流管相连的连接点；所述的第二双曲螺线流管为以流体出口为起点逆时针方向设置的螺旋流管，其终点为与第一直流管相连的连接点。

所述的泵腔包括位于下盖并且开口朝向上盖的第一凹槽，以及位于上盖并且开口朝向第一凹槽的第二凹槽，第一、第二凹槽开口大小相同，与压电振子一起构成腔体。所述的第二凹槽边缘设计成阶梯状的通孔，压电振子粘结固定在第二凹槽内。

所述的压电振子一般由圆形的压电陶瓷片和金属片粘贴成的圆形振动片，为与圆形的压电振子的形状相适应，所述的泵腔的横截面呈圆形。

为了便于加工，第一、第二双曲螺线流管和第一、第二直流管以及第一凹槽均在下盖上面直接刻出，即双曲螺线流管、直流管以及第一凹槽与下盖是一体的；同时，第一、第二双曲螺线流管和第一、第二直流管的横截面相同的呈矩形。