[发明专利]能量传送流体隔膜及装置

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年2月4日申请的第61/301599号美国临时申请案的优先权及权益(其全文以引用的方式并入本文中)。

技术领域

背景技术

本申请案大体上涉及用于在流体移动装置(FMD)(例如液体泵、压缩机、真空泵及合成喷射器)内将能量输送到流体的正移位隔膜，且还涉及用于降低高速度合成喷射器的噪声的噪声消除的使用。

当与旋转、活塞、离心及其它抽吸方式相比时，隔膜提供用于为小FMD建立循环正移位的较低型面构件。较小或微型FMD可使用如由抽吸功率除以FMD大小界定的抽吸功率密度来进行比较。抽吸功率的增大需要每冲程或每压升或两者的移位的增大。隔膜的常见局限性是，归因于其小冲程(由例如金属或塑料等隔膜材料的应力极限削弱)，其无法提供大体积移位。如果使用允许较大冲程的较具弹性的材料(例如常见的人造橡胶)，那么在响应于逐渐增大的压力的冲程期间隔膜通常将挠曲或“像气球般鼓起”，因此防止较大压升并防止较高功率密度。

高功率合成喷射器是可使用隔膜的一类微型FMD。与微型FMD中使用的隔膜相关的一个特定问题是关于高功率合成喷射器。当合成喷射器用于冷却高功率密度及高功率耗散电子产品(例如，服务器、计算机、路由器、膝上型计算机、HBLED及军用电子装置)时，其可提供显著的能量节省。然而，合成喷射致动器的压缩腔室必须容纳建立高动态压力的大移位冲程以便驱动大的多端口岐管，而同时致动器必须足够小以安装在许多空间受限产品中。常规的隔膜技术足够硬以建立大压力，而无法提供驱动多端口岐管所需要的移位。弹性隔膜足够柔软以提供大移位，而无法建立高动态压力。

因此，需要用于正移位FMD中的隔膜，所述隔膜可提供大轴向冲程但同时足够硬以建立大动态压力，进而使得能够针对微型FMD获得增大的抽吸功率密度。

冷却空间受限产品中的高热量耗散电子装置通常需要提供来自多个致动器端口或多个岐管端口的高喷射器出口速度的合成喷射器，其提供直接喷射冲击到所述产品内的热装置。然而，从高功率合成喷射器端口发出的周期性端口压力及空气速度可在驱动频率下建立显著的声级。较高的空气速度引起较高的声级，这可对于给定产品引起不可接受的噪声级。因此，为了提供可接受的噪声级及安静操作，可对合成喷射器系统施加冷却能力限制。另外，为了实现在小致动器封装中建立高出口端口速度所需要的功率密度，需要大致动器力以建立必要的高动态压力，这可对于给定产品引起不可接受的振动级。因此，需要提供以低振动及低噪声级通过多个端口的高喷射速度的合成喷射器系统，以使得能够在电子产品中节省能量。

发明内容

本申请案揭示一种隔膜，其包含例如金属、塑料或其它合成物等材料且具有实现大移位的切口及密封所述切口以提供耐压密闭隔膜的包覆模制层。所揭示的隔膜克服先前流体移动装置及隔膜技术的局限性。小FMD的性能经常通过利用系统质量-弹簧机械谐振来改善，所述系统质量-弹簧机械谐振在减小的致动器力及所得的减小的致动器大小下提供较高的隔膜移位。在常规FMD中设置系统谐振的主要机械弹簧通常是与隔膜分开的组件。为了进一步满足对于较高抽吸功率密度的需要，本文所揭示的隔膜提供将系统弹簧及隔膜这两个组件集成为单个组件，这减少了所需要的零件的数目且实现较低型面的微型FMD封装。

本申请案还揭示一种合成喷射器系统，其通过提供由具有180°异相抽吸循环的分开的压缩腔室所驱动的相反相位的喷射器端口而克服常规高速度合成喷射器系统的局限性。合成喷射器系统经配置以使得从至少两个相反相位端口或多个相反相位端口发出的脉动提供声音消除，从而尤其对于在致动器驱动频率下的声能引起较低声级。另外，所揭示的合成喷射器系统提供相反移动的两个活塞，进而消除在致动器主体上的相互反作用力，进而克服与过度振动相关联的局限性。

附图说明

并入并形成说明书的一部分的附图说明本发明的选择实施例，且与描述一起用于解释本发明的原理。图中：

图1提供具有切口以降低每一轴向移位的材料应力度从而引起较大轴向移位及较低轴向弹簧刚度的隔膜的实例；

图2说明具有切口以降低每一轴向移位的材料应力度从而引起较大轴向移位及较低轴向弹簧刚度的隔膜的另一实例；

图3说明具有切口以降低每一轴向移位的材料应力度从而引起较大轴向移位及较低轴向弹簧刚度的隔膜的又一实例；

图4说明具有单个结合弹性层以提供压力密封的高移位隔膜；