[发明专利]一种弹簧式有阀压电泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种有阀压电泵，尤其涉及一种弹簧式有阀压电泵。

背景技术

压电泵是微型泵的一个重要组成部分，它的工作原理是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生容积的变化实现流体的输出或者利用压电振子产生波动来输出液体。相比于其它传统泵，它有能量密度更大，结构简单，体积小，重量轻，能耗低，无噪声，无电磁干扰，可以精确控制微流体等优点，得到了国内外广大研究人员的关注。目前，压电泵已经逐渐应用于医疗、机械、小家电、微化学混合，刀片服务器冷却等等研究领域。

压电泵可以分为压电薄膜泵和压电超声泵，而压电薄膜泵根据有无截止阀又可分为无阀压电泵和有阀压电泵。在多数领域，压电泵需要保证流量的稳定输出，无阀压电泵流量小，回流大。所以，应用上有阀压电泵相较于无阀压电泵，应用更广泛。有阀压电泵分为主动阀压电泵和被动阀压电泵，主动阀压电泵依靠外界输入的信号进行开合，阀门的响应频率较高，但是，控制系统太复杂，阀门的制作也复杂，所以目前市场上主要以被动阀压电泵为主体。而现在的被动阀法压电泵的阀体部分在运行过程中关闭时反应时间过长，影响了阀体的有效性。

发明内容

为了解决被动阀体的反应时间长的问题，提出一种弹簧式阀体，并基于此阀体设计一种压电泵。本发明提出了一种弹簧阀体有阀压电泵结构。其基本思路是就平板阀(或其他阀门)上安装三个(或多个)弹簧，弹簧施加预紧力，这样，自然状态时阀门是关闭的，在泵腔容积发生变化时，在阀门内外压差下，阀门实现开合功能，在阀门闭合时，由于弹簧预紧力的存在，可以缩短阀门闭合的响应时间。泵体与管道，以及泵体之间采用法兰连接，带来一种加工和安装的简洁性。管道中部设计有安装阀体处，阀体通过弹簧安装在管道中部，并给于弹簧一定的预紧力，这样弹簧的预紧力就会使得阀体处于闭合状态。

本发明的技术方案为：一种弹簧式阀体压电泵，包括进液段、进口单向阀、下泵体、上泵体、压电振子、出口单向阀和出液段；

所述下泵体一端通过法兰与进液段相连，所述进液段靠近下泵体一端的进液口处设有进口单向阀，下泵体另一端通过法兰与出液段相连，且下泵体该端的出液口处设有出口单向阀，所述下泵体的上端通过法兰连接有上泵体，上泵体的顶面紧密贴合固定有压电振子；

所述上泵体为圆盖形状，所述上泵体的圆盖能够在压电振子的振动下发生形变，所述下泵体为一体铸造结构，包括下泵体钹型进液段、下泵体钹型出液段、圆柱形泵腔及其两端的直通管道，所述下泵体钹型进液段、下泵体钹型出液段分别位于圆柱形泵腔及其两端的直通管道的两端且与圆柱形泵腔相连通。

进一步，所述进口单向阀、出口单向阀采用同向排列，保证流体的单向传输。

进一步，所述的进口单向阀、出口单向阀由圆形平板和平板一侧的若干弹簧组成。

进一步，所述的进口单向阀、出口单向阀的圆形平板上沿圆周均匀布置有三个或多个同等弹簧，每个弹簧给予等量的预紧力。在阀体闭合时减小反应时间。

进一步，所述下泵体钹型进液段、下泵体钹型出液段内部采用倒角结构。以尽量符合流体的流线型，减小流动过程中在下泵体钹型出液段里面的漩涡，减小损失。

进一步，所述下泵体的圆柱形泵腔底面采用仿流线型凹面结构。仿流线型剖线为上接管道，下与泵腔底部相切的一个半径为40mm的圆弧，使得漩涡小，能量损失小，用于医疗，对细胞损伤小。

进一步，所述进口单向阀、出口单向阀采用高分子高韧性聚合物。

本发明具有以下技术效果：

1、设计了新型的弹簧式被动阀结构，提出利用弹簧的预紧力来帮助缩短阀体的反应时间，可以使得阀体的开合频率跟压电振子的频率相一致，压电泵的使用性能进一步提高。

2、弹簧式阀体由平板和若干弹簧相粘接组成，弹簧均匀布置，这样阀体在进行开合时，可以四周受力比较均匀，阀体四周出流也比较均匀，阀体产生倾斜，堵塞流道的可能性降低，压电泵的可靠性提高。

3、压电泵泵体与管道部分采用法兰连接，安装更加简洁方便。

4、在安装阀门的凸起上采用倒角结构，可以比没倒角时更加贴近流线的情况，减小液体在流动时产生的漩涡，减小能量损失。

5、压电泵泵腔采用仿流线型结构，仿流线型剖线为上接管道，下与泵腔底部相切的一个半径为40mm的圆弧，可以减小泵腔内的漩涡，减少能量损失，如果运输细胞，可以减少细胞的死亡率。

附图说明

图1是本发明装置整体的爆炸图；

图2是本发明装置整体的剖视图；