[实用新型]一种圆形压电振子驱动微流体阀

说明书

本实用新型涉及一种圆形压电振子驱动微流体阀。包括：阀座（1）、柔性支架（2）、弹性悬架（3）、圆形压电振子（4）和柔性阀塞（5），其中：所述柔性支架为中空圆柱，其内侧壁加工有环形凹槽；所述圆形压电振子粘接在所述柔性阀塞上端面；所述弹性悬架布置于所述环形凹槽内；所述弹性悬架的中心部分布置有柔性阀塞安装孔，将所述柔性阀塞固定于所述柔性阀塞安装孔内；当圆形压电振子通电时，其往复弯曲振动的同时，会在水平方向产生伸缩变形，带动与其连接的柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形，引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动，达到开闭阀的目的，同时，将圆形压电振子的水平伸缩位移进行了放大，提升了阀的流量调节范围。

技术领域

本实用新型属于流体驱动与控制领域的流量阀，具体涉及一种圆形压电振子驱动微流体阀。

背景技术

在整个液、气压系统及相关应用设备中，阀作为该系统中的重要元件，实现对流体压力、流量和流向的控制，直接影响着液、气压系统的整个工作过程和工作性能。传统应用领域中对阀的要求主要是适合高压、大流量输出和精确控制。然而在过去的二十年中，伴随着微（纳）机电系统（MEMS/NEMS）的迅速发展，产生了一个新的领域被称为微（纳）流体。微流体技术中，往往需要微小型的器械甚至是微纳米级的控制和输出元件，如微（纳）流体阀、微（纳）流体泵、微（纳）压缩器等。目前压电驱动器应用在微流体中主要集中在微小型的截止阀或开关阀上。压电振子的频响高、输出精度高、功耗小，但其输出位移小，对阀的流量的调制范围有了很大的限制。

发明内容

为了解决目前压电驱动式微流体阀中压电振子输出位移小导致的阀的流量调制范围有限的问题，提出了一种圆形压电振子驱动微流体阀，该压电驱动式微流体阀由阀座（1）、柔性支架（2）、弹性悬架（3）、圆形压电振子（4）和柔性阀塞（5）构成，当圆形压电振子通电时，其往复弯曲振动的同时，会在水平方向产生伸缩变形，带动与其连接的柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形，引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动，达到开闭阀的目的，同时，将圆形压电振子的水平伸缩位移进行了放大，提升了阀的流量调节范围，且圆形压电振子相对矩形压电振子而言，输出力大，传递到柔性阀塞的力也会增大，提升了阀的密封性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型一种圆形压电振子驱动微流体阀，包括阀座（1）、柔性支架（2）、弹性悬架（3）、圆形压电振子（4）和柔性阀塞（5），其中：

所述阀座（1）上布置有流体入口（11）和流体出口（12），所述流体入口（11）位于所述阀座（1）的中心位置；所述柔性支架（2）为中空圆柱，内外侧壁的中间部分分别加工有内侧壁圆弧凹槽（21）和外侧壁圆弧凹槽（22），且在其内侧壁圆弧凹槽（21）上又加工有环形凹槽（23），且所述环形凹槽（23）位于内侧壁圆弧凹槽（21）的上半部分圆弧位置；所述柔性支架（2）与所述阀座（1）外径相同，连接于所述阀座（1）的上表面；所述圆形压电振子（4）粘接在所述柔性支架（2）上端面，连同所述柔性支架（2）形成密封腔体；所述弹性悬架（3）布置于所述柔性支架（2）上的环形凹槽（23）内；所述弹性悬架（3）的中心部分布置有柔性阀塞安装孔（31），将所述柔性阀塞（5）固定于所述柔性阀塞安装孔（31）内。

所述圆形压电振子（4）采用由一片压电薄片材料（41）粘贴在弹性基板（42）上形成的单晶片压电振子，或由两片压电薄片材料（41）粘贴在弹性基板（42）两侧形成的双晶片压电振子。

工作时/使用时，给圆形压电振子通入交变电压时，其往复弯曲振动的同时，会在水平方向产生伸缩变形，带动与其连接的柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形，引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动，达到开闭阀的目的，同时，将圆形压电振子的水平伸缩位移进行了放大，提升了阀的流量调节范围，且圆形压电振子相对矩形压电振子而言，输出力大，传递到柔性阀塞的力也会增大，提升了阀的密封性能。

附图说明

图1是本实用新型一种圆形压电振子驱动微流体阀的剖视图。