[发明专利]共振驱动型压电泵

说明书

技术领域

本发明属于流体输送领域，具体涉及一种共振驱动型压电流体输送装置。

背景技术

压电泵是以压电振子作为驱动力源的流体输送装置，一般具有体积小、功耗低、成本低、无电磁干扰、流量可精确控制等优点，在生物医学、精量化学、微机电工程等领等有着广泛应用。

现有的压电泵在输送气体时，由于压电振子处于封闭的空间之内，其自身振动所产生的热量难以释放，因而发热严重，进而造成输出效率降低，输送性能变差等，因而并不适于输送气体；在输送粘度较大的流体时，由于流体流动阻尼较大，在压电振子的振动时，流体的响应严重滞后，同时阀片在粘度较大的液体中运动缓慢，其响应频率也跟不上驱动频率，难以得到良好的输出能力，故也不适于输送比水粘度大得多的液体的输送。

本发明提出一种以压电振子(PZT、PLZT或PMN)作为驱动力源，利用谐振放大原理构造的、可适于驱动气体及粘度较大流体的新型压电泵。

发明内容

本发明的共振驱动型压电泵，其特征在于采用压电振子作为驱动力源，同时设置有谐振放大机构4、传振机构5、流体驱动机构7等，处于工作状态时，它们与被驱动流体等共同构成谐振系统，由此当有外部交变的激励电压作用于压电振子3上时，压电振子3的变形通过系统谐振放大后作用于被驱动流体上，从而实现流体的定向输送。

压电振子3依靠自身具有的逆压电效应将交变电压转化为交变变形(或交变载荷)，进而对系统提供振动激励，但其本身的交变变形(或交变载荷)并不直接作用于流体之上。压电振子3可以采用一般的单晶片或双晶片弯曲振子结构，也可以采用多个单晶片振子、双晶片振子等并接或串接的组合结构。

谐振放大机构4是为了对压电振子的交变变形进行放大而设置，其主要部件包括惯性调整块405、弹簧片406、弹性调整片402、基座401、传振杆403、连接环404等。

传振机构5是为了将谐振放大机构4输出的交变变形传递到流体驱动机构7所设置，其主要包括连接柱501、锁紧螺钉502、卡环503、驱动座504等。

流体驱动机构7是为了将传振机构5传递的交变变形(或交变载荷)直接作用于被输送流体上、形成对流体的定向输送所设置，主要由工作膜片701、密封圈702、单向截止阀704(2个)、出入口707(2个)、上壳体705、中壳体703、下壳体708等所构成。

本发明的优点在于：通过谐振放大机构可大幅度放大压电振子的交变变形，因而可实现较高的输出流量及输出压力性能；同时由于压电振子处于开放空间内，散热好，不发热，因而适于驱动不易散热的流体，如气体、大粘度液体等。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例；

图2是本发明的环形压电振子结构示意图；其中图2a为双晶片振子结构，图2b是单晶片振子结构；

图3是本发明的谐振放大机构示意图；

图4是本发明的传振机构示意图；

图5是本发明的流体驱动机构示意图。

1-减震块，2-减震块紧固螺钉，3-压电振子(环形)，401-基座，402-弹性调整片，403-传振杆，404-连接环，405-惯性调整块，406-弹簧片，501-连接柱，502-卡环锁紧螺钉，503-卡环，504-驱动座，6-下壳体连接螺钉，701-工作膜片，702-密封圈，703-中壳体，704-单向阀，705-上壳体，706-壳体连接螺钉，707-出入口，708-下壳体，8-连接柱连接螺钉

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明结构及原理作进一步描述。

参照图1，本发明的压电泵由一个将电能转换成机械能的压电振子3作为驱动力源，与谐振放大机构4、传振机构5、流体驱动机构7、被驱动流体等共同构成谐振系统。基座401由4个减震块1支撑于地面。压电振子3与谐振放大机构4相连接，具体连接方式为：在下部，压电振子通过传振杆403、弹性调整片402与基座401相连；在上部，压电振子通过连接环404、惯性调整块405、弹簧片406与基座401相连。当有外部交变的激励电压作用于压电振子3时，压电振子3的变形通过谐振放大机构4放大后，通过传振机构5传递到工作膜片701，工作膜片701直接作用于被驱动流体，在单向阀704的协同作用下形成对流体的定向输送。