[发明专利]具有过滤功能的无阀压电泵

说明书

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，涉及一种无阀压电泵，具体的说，涉及一种具有过滤功能的无阀压电泵。

背景技术

在化学分析与检测、生物工程、集成电路芯片的散热与冷却、微型零部件以及微型化生产系统(微型工厂)等领域，急需高性能、高可靠性的微小流量的液体输送装置，这使微小流量流体泵的开发研究工作具有重要的实际意义。

压电泵作为微型泵领域的一种新型流体驱动器，是压电驱动技术和流体泵技术相结合的产物。压电驱动技术是一门利用逆压电效应来驱动机构或流体运动的技术。

近年来随着微机械加工技术、微机电系统(MEMS)的飞速发展，微流量系统也得到了长足发展。压电泵作为微机械流体系统的一个重要分支，因其结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无噪声、无电磁干扰等特点，作为微小型流体输送装置已越来越多受到众多的研究者的青睐，在精密仪器、生物化学、医疗器械、航空航天、生物基因工程、化学燃料供给、电子器件水冷技术方案及微机电系统等领域里得到成功的应用。

目前，有阀压电泵和无阀压电泵是备受研究者们关注的两种压电泵。

有阀压电泵泵腔内有运动着的阀体，因而会引起泵阀跟随性差、阀片磨损、污染等问题。无阀压电泵同有阀压电泵的最大区别就是泵腔内没有运动的实体阀，泵内流体的吸入及排出则是利用了管道或者泵腔等的非对称结构形成的“无移动部件阀”，迫使流体沿同一流道流入、流出泵腔时所受的流动阻力不等，在压电振子的一个振动周期中，通过同一个流道流入和流出的流体体积必然不相等，这就形成了宏观上泵的单向流动，达到泵送流体的功能。

无阀压电泵由于其无阀的特性，使得泵体内除压电驱动器外再无任何的运动部件，这样就可使泵的结构尺寸在理论上做得很小；无阀压电泵在工作时不产生电磁场及自身污染(无润滑、无磨损)；无阀压电泵因其控制方便，更易于集成及微小型化，因而具有广阔的应用前景。

根据驱动方式的不同，无阀压电泵可分为管道阀类泵(锥形流管、Y形流管、V形流管、椭圆形组合管等)，腔底阀类(如波纹腔底、锥形腔底等)，阻流体阀类(阻流体无阀压电泵复合阻流体无阀压电泵)等，都能很好地实现泵送流体的功能。

但对某些工况不仅仅是需要输送流体，而且要求输送流体的同时完成对流体的过滤作用，如：活体组织输送中大分子颗粒的过滤、生物流体过滤，化学试剂的过滤，医用喷雾药液过滤，农药喷雾及滴灌施肥系统中杂质、微粒的过滤等方面。而当前的无阀压电泵大都只是用来单一地泵送流体而没有过滤流体的作用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在泵送流体的过程中，可完成对流体过滤的具有过滤功能的无阀压电泵。

本发明的技术方案为：具有过滤功能的无阀压电泵，包括泵体、泵盖及压电振子；所述泵体为槽状，所述泵盖形状与槽状泵体的顶部开口形状匹配，安装于泵体顶部开口处，与泵体形成一泵腔结构，槽状泵体侧壁上设置有流体入口和流体出口；流体入口和流体出口之间的泵腔内，设置有过滤环，包括过滤环本体；泵腔内设置有搭接台，过滤环本体置于搭接台上，且与泵体内壁围成一过滤腔；过滤环本体上设置有过滤孔；过滤环本体与搭接台间为可拆卸的结构；

过滤环包括一段环状侧壁，侧壁的上端面和下端面向过滤环外侧延伸；过滤环与流体出口的相接处包括一段由侧壁到流体出口的实体延伸部；流体入口位于其上端面和下端面之间，过滤环与泵体内壁环绕形成过滤腔；过滤环上设置有与流体出口相通的流出通孔。

优选的是：过滤孔为锥形孔，且其窄口一端朝向泵腔，其宽口一端朝向过滤腔。即流体流入泵腔时，经滤孔的宽口端、窄口端后，流入泵腔；过滤物由过滤孔的窄口端向宽口端逐渐堆积。

优选的是：过滤孔设置在过滤环的下端面，过滤环侧壁及上端面均为实体。这种结构，只有过滤环下端面可形成过滤环与泵腔之间的通道，流体只能经过滤环下端面流出，在一个压电振子工作周期，流体回流过程中，避免过多流体经过滤环侧壁回流至过滤腔。

优选的是：流出通孔包括与过滤环底部泵腔相通的通孔I及流体出口相通的通孔II，通孔I与通孔II连通。过滤后的流体会先进入过滤环与泵体底面的泵腔内，通孔I与通孔II为过滤后的流体流出泵腔，以及流体回流泵腔提供了流出通道。

优选的是：过滤环与流体出口的相接处包括一段由侧壁到流体出口的实体延伸部，流出通孔位于实体延伸部处。这种结构将流体通孔的位置与过滤环本体所形成的过滤腔隔离开，避免过滤流出的流体与流入泵腔未过滤的流体混合。