[发明专利]螺旋线形阀压电泵

说明书

技术领域

本发明涉及螺旋线形阀压电泵，属于流体机械领域。

背景技术

泵是输送流体或传递能量的机械。传统意义上的泵一般是由电机驱动，无论在理论上、设计方法或制造技术上，已达到十分完善的程度。但受工作原理和结构的限制，如需要附加驱动电机，则体积较大，受电磁干扰，不易控制微小流量，因而难以满足当前航空航天器、机器人、汽车、医疗器械、生物基因工程、微型机械的应用需求。

压电泵是一种新型流体驱动器。它不需要附加驱动电机，而是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输液体。

压电泵具有传统泵所不具备的特点，能将传统泵的驱动源部分、传动部分及泵体三者合为一体，可实现结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无噪声、无电磁干扰，可根据施加电压或频率控制输出微小流量。尽管它的发明与发展仅30多年的历史，已经在上述领域里得到成功的应用。

压电泵的种类繁多，形式各异，根据不同的分类标准分类不同。从阀体的有无可分为有阀压电泵和无阀压电泵；从阀体开闭的驱动方式可分为主动式有阀压电泵和被动式有阀压电泵。有阀压电泵通常指由一对相互倒置的单向阀分别安装在泵的进口和出口处，用于控制流体的流向。主动式有阀压电泵的阀体的开闭需要用外加驱动电源和控制设备来控制阀体的开启，增加了压电泵的设计、安装和控制环节。被动式有阀压电泵是指压电泵中阀体的开闭是由压电泵的工作周期中泵腔的周期性变化的压力来打开和关闭阀体，从而实现泵的作用。

迄今为止，有阀压电泵发明了很多结构形式，已经得到了广泛的应用。有阀压电泵的功能主要由控制流体流向的单向阀来实现，因此，单向阀的结构对压电泵的性能有决定性的影响。传统有阀压电泵的单向阀是简单悬臂梁形，它的开启和关闭滞后于压电泵驱动源很多，阀的执行部分和阀座之间容易存在间隙，导致跟从性和截止性不好，而压电泵的动力源压电陶瓷的振动幅度很低，所以压电泵的频率、流量和压力就上不去。为了解决这些问题，有人发明了软的漏斗形的阀、山形阀、轮式平板阀等。但是这些阀仍然有局限性，比如漏斗形的阀需要空间大，加工工序复杂，成本高；山形阀的面积大；轮式平板阀阀片与阀座的固定工艺复杂，容易出现阀片平整度的不好，阀的截止性能降低等。

发明内容

为了克服有阀压电泵结构复杂、跟从性和截止性不好、成本高等缺点，本发明的目的是提供一种螺旋线形阀压电泵，在阀座的进口和出口处分别安装有一对相互倒置的螺旋线形单向阀，用于控制流体的流向。吸程的时候，压电振子向上弯曲，泵腔的体积变大压力降低，进口处的螺旋线形单向阀打开而出口处的关闭，这样流体就流入泵腔；排程的时候，压电振子向下弯曲，泵腔的体积变小压力升高，进口处的螺旋线形单向阀关闭，出口处的打开，这样流体就从出口处流出。经过吸程和排程一个完整的周期，泵就实现了流体的单向传输。这种泵具有效率高、流量大、结构简单、安装方便、成本低等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种螺旋线形阀压电泵，包括压电振子、泵盖、阀座、螺钉、泵座、密封圈，所述泵座顶部设有泵盖，泵座上端为阀座，阀座与泵座之间设有密封圈，泵座与泵盖之间设有密封圈，泵座顶部设有压电振子，所述压电振子设于泵座和泵盖之间，所述压电振子与泵盖、阀座及泵座之间通过螺钉固定连接，在阀座的进口和出口处通过螺钉分别安装有一对相互倒置的螺旋线形单向阀，所述螺旋线形单向阀的阀芯与阀座的进口孔和出口孔相对应，通过螺钉安装在阀座进口处的螺旋线形单向阀为吸入阀，通过螺钉安装在阀座出口处的螺旋线形单向阀为排出阀。

本发明所述螺旋线形单向阀由螺钉通过定位器安装在阀座的进出口处，螺旋线形单向阀的阀芯与阀座的进出口相对应；所述螺旋线形单向阀的阀芯的形状与进出口孔的形状相匹配，其尺寸大于进出口孔的尺寸；所述螺旋线形单向阀的阀芯和定位器之间通过螺旋线形状的悬臂相连接；所述螺旋线形单向阀由弹性金属或非金属材料制成。

采用以上技术方案后，本发明的有益效果是：螺旋线形单向阀属于悬臂梁阀，结构简单，成本低，其悬臂形状是螺旋线，臂长比传统的悬臂梁单向阀高出若干倍，因而其对泵腔压力变化的反应灵敏，跟随性好，该阀可以由金属或非金属弹性材料制成，具有较好的截止性能，可以有效实现压电泵的开启和关闭。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明螺旋线形有阀压电泵的结构示意图。

图2为本发明螺旋线形有阀压电泵的俯视图。