[实用新型]一种钹型泵体压电泵

说明书

技术领域

本实用新型属于流体输送领域，具体涉及一种钹型泵体压电泵装置。

背景技术

压电泵是一种利用压电致动器交变往复振动来驱动流体的容积泵，具有 结构简单、无电磁干扰、成本低、可大批量生产等优点，在药物输送、微电 子冷却系统以及燃料输送系统等领域均具有广泛的应用前景。压电隔膜泵根 据阀的有无分为无阀压电隔膜泵和有阀压电隔膜泵，有阀压电隔膜泵由可分 为主动阀压电隔膜泵和被动阀压电隔膜泵，主动阀压电隔膜泵的输出性能以 及阀的截止性好，但结构复杂，而被动压电隔膜泵的结构简单，缺点是阀的 截止性较差。然而，以往压电泵都是依靠压电致动器往复弯曲变形来改变泵 腔容积，由于压电致动器的变形微小，导致泵腔容积变化量小，压电泵输出 性能有限。

发明内容

为了提高压电泵的输出性能，提出了一种钹型泵体压电泵，该压电泵的 泵体由弹性材料冲压成型，泵体形状为钹型，上、下泵体之间形成钹型的泵 腔体；通过上、下泵体在环形压电陶瓷作用下产生的变形使泵腔容积发生改 变；上、下泵体与环形压电陶瓷之间采用粘接连接。压电泵工作时，上、下 泵体在环形压电陶瓷的作用下产生的变形使泵腔容积产生交替性的增大和减 小，配合进、出阀的启闭或利用管内流动特性来调节流体的输出方向的进、 出口收缩管/扩张管实现对工作流体泵送。当环形压电陶瓷沿径向收缩时，配 合上、下泵体的变形使泵腔容积增加，外界流体由进口管进入泵腔；当环形 压电陶瓷沿径向舒张时，配合上、下泵体的变形使泵腔容积减小，泵腔内流 体由出口管流出。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型一种钹型泵体压电泵，包括上泵体、下泵体、进口管、出口 管、进口阀、出口阀和环形压电陶瓷，其特点在于：上泵体和下泵体由弹性 材料冲压成型，形状呈钹型，中间形成钹型的泵腔体，上、下泵体随环形压 电陶瓷沿径向的往复伸缩而产生相应变形，从而使泵腔容积交替地增大和减 小，实现压电泵对工作流体的泵送。

所述压电泵上、下泵体与环形压电陶瓷的连接方式为粘接连接；环形压 电陶瓷的变形方式为沿径向伸缩变形；环形压电陶瓷外可以包裹一层弹性材 料以隔绝其与泵腔内流体的接触，便于压电泵输送各种不同的流体。

所述进口管、出口管可被替换为利用管内流动特性来调节流体的输出方 向的进口收缩管/扩张管、出口收缩管/扩张管，并省略进口阀、出口阀的使 用，组成一种钹型泵体无阀压电泵。

附图说明

图1是本实用新型一种钹型泵体压电泵的结构示意图。

图2是本实用新型一种钹型泵体压电泵的第一工作示意图。

图3是本实用新型一种钹型泵体压电泵的第二工作示意图。

图4是本实用新型一种钹型泵体无阀压电泵的结构示意图。

其中：1—上泵体；2—下泵体；3—环形压电陶瓷；4—进口阀；5—出 口阀；6—进口管；7—出口管；8—下泵腔；9—上泵腔；10—进口收缩管/扩 张管；11—出口收缩管/扩张管。

具体实施方式

参照图1，本实用新型钹型泵体压电泵由上泵体1、下泵体2、进口管6、 出口管7、进口阀4、出口阀5和环形压电陶瓷3构成，其中：下泵体2与环 形压电陶瓷3构成下泵腔8；上泵体1与环形压电陶瓷3构成上泵腔9。

钹型泵体压电泵的工作原理参照图2和图3所示；

工作时，给环形压电陶瓷施加一个正弦交流信号，在正弦交流信号的作 用下，环形压电陶瓷沿径向周期性伸缩变形，带动上、下泵体产生相应变形， 使泵腔容积产生交替性地增大和减小，从而起到泵送流体的目的。由于环形 压电陶瓷3的振动频率非常高，当环形压电陶瓷3沿径向收缩时，上泵腔9 与下泵腔8的容积迅速增加，泵腔内压力减小，进口阀4打开，出口阀5关 闭，外界流体经进口管6流入下泵腔8与上泵腔9；当环形压电陶瓷3沿径向 舒张时，下泵腔8与上泵腔9的容积迅速减小，泵腔内压力增加，进口阀4 关闭，出口阀5打开，上泵腔9与下泵腔8内流体经过出口管7流出泵外。 因此，通过环形压电陶瓷3沿径向的反复伸缩变形实现流体的单向流动。

参照图4，本实用新型钹型泵体无阀压电泵，由上泵体1、下泵体2、利 用管内流动特性来调节流体的输出方向的进口收缩管/扩张管10、出口收缩 管/扩张管11和环形压电陶瓷3构成，其中：下泵体2与环形压电陶瓷3构 成下泵腔8；上泵体1与环形压电陶瓷3构成上泵腔9。

工作时，给环形压电陶瓷施加一个正弦交流信号，在正弦交变信号的作 用下，环形压电陶瓷沿径向周期性伸缩变形，带动上、下泵体产生相应变形， 使泵腔容积产生交替性地增大和减小，从而起到泵送流体的目的。当环形压 电陶瓷3沿径向收缩时，上泵腔9与下泵腔8的容积迅速增加，泵腔内压力 减小，外界流体分别由进口收缩管/扩张管10和出口收缩管/扩张管11流入 上泵腔9与下泵腔8，由于进出口管的特殊结构，由进口收缩管/扩张管10 进入泵腔的流体大于由出口收缩管/扩张管11进入泵腔的流体；当环形压电 陶瓷3沿径向舒张时，上泵腔9与下泵腔8的容积迅速减小，泵腔内压力增 加，上泵腔9与下泵腔8内流体经过进口收缩管/扩张管10和出口收缩管/扩 张管11流出泵外，由于出口收缩管/扩张管11流出泵腔的流体大于由进口收 缩管/扩张管10流出泵腔的流体。因此，通过环形压电陶瓷3沿径向的反复 伸缩变形实现流体的单向流动。