[发明专利]一种设有立体流管的无阀压电泵

说明书

本发明提供了一种设有立体流管的无阀压电泵，包括压电泵泵体、电控系统和两个水滴状立体流管，压电泵泵体设置有泵腔，泵腔内设置有用于调节其容积的压电振子，压电振子与电控系统电连接；压电泵泵体还设置有与泵腔相连通的第一流道和第二流道，第一流道和第二流道分别设置有一个水滴状立体流管，水滴状立体流管的内壁为曲面结构且其内壁面光滑过渡。采用本发明技术方案的设有立体流管的无阀压电泵，水滴状立体流管结构相对于二维平面结构流道，其流阻系数更小，能够减少流体流动的湍流和旋流，增加流体流动的平稳性，水滴状立体流管的流阻小，由此能够减少流体在流动时损耗的能量，从而提高了流体的输送效率。

技术领域

本发明涉及压电泵技术领域，具体涉及一种设有立体流管的无阀压电泵。

背景技术

压电泵相比于其它传统泵，它结构简单、体积小、质量轻、能耗低、无噪声、无电磁干扰且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，目前已广泛用在航空航天、生物医疗、机械、小家电、微化学混合，微电子冷却等领域上。

压电泵的泵送原动力来源于压电振子的逆压电效应产生的变形，其工作原理为，在交变电流的作用下，压电陶瓷驱动金属片实现压电振子的反复振动，从而使得压电泵泵腔体积发生周期性的变化，实现液体的输送。从有无阀片可划分压电泵为有阀压电泵和无阀压电泵。无阀压电泵结构简单，利用进出流管的流阻系数不同，在泵腔的容积变化下形成宏观上流体的单向流动。

目前的研究中，现有的无阀压电泵都是在平面上形成如锥形流道无阀压电泵、“Y”形流道无阀压电泵或其他曲线形流管无阀压电泵，上述压电泵都是在其流道上以某个基底为基础并刻蚀流道，即现有技术中的无阀压电泵均是采用二维的平面流道结构，在流道上设置扩张部及收缩部，由此实现流体的单向流动，由于流体在扩张部及收缩部流动时，流速在发生改变过快时容易导致湍流的出现，单一的扩张部形成的流道在其最大的一端会产生较大的湍流以及旋流，由此使得流体流动不够稳定；此外，二维流道结构的流阻大，流体流过时损失较多能量，进而导致流体的输送效率低下。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种设有立体流管的无阀压电泵，采用该无阀压电泵能够减少流体流动的湍流和旋流，增加流体流动的平稳性，且提高了流体的输送效率。

基于此，本发明提供了一种设有立体流管的无阀压电泵，包括压电泵泵体、电控系统和两个水滴状立体流管，所述压电泵泵体设置有泵腔，所述泵腔内设置有用于调节其容积的压电振子，所述压电振子与所述电控系统电连接；所述压电泵泵体还设置有与所述泵腔相连通的第一流道和第二流道，所述第一流道和所述第二流道分别设置有一个所述水滴状立体流管，所述水滴状立体流管的内壁为曲面结构且其内壁面光滑过渡。

作为优选方案，两个所述水滴状立体流管相互倒置且垂直设置于所述泵腔的上侧，各所述水滴状立体流管包括大口径端和小口径端，所述第一流道上的所述水滴状立体流管大口径端朝上设置，所述第二流道上的所述水滴状立体流管的小口径端朝上设置。

作为优选方案，所述水滴状立体流管包括半球管和圆台管，所述圆台管包括小圆端和大圆端，所述半球管的半径与所述圆台管的大圆端的半径相等，所述半球管与所述圆台管的大圆端相连接，且所述半球管一端为所述大口径端，所述圆台管的小圆端为所述小口径端。

作为优选方案，记所述半球管的半径为R，所述圆台管的长度为L，所述半球管的半径与所述圆台管的长度之间的比值的取值范围为0.1＜R/L＜0.35。

作为优选方案，所述压电泵泵体包括可拆卸连接的上盖和底座，所述上盖扣接于所述底座的上侧，所述底座设置有凹槽，所述凹槽的槽腔构成所述泵腔，所述压电振子固设于所述泵腔的顶侧，且所述上盖设置有与所述压电振子相对应的通孔。

作为优选方案，所述压电振子包括金属片和粘接于所述金属片上侧的压电陶瓷片，所述金属片和所述压电陶瓷片均为圆形，且所述压电陶瓷片的直径小于所述金属片的直径。