[发明专利]一种带滑阀的谐振式压电叠堆泵

说明书

本发明公开了一种带滑阀的谐振式压电叠堆泵，包括进水口、第一端盖、进口滑阀、铙钹型压电叠堆、外壳、中间连接管、活塞、带螺旋槽圆筒、出口滑阀、第二端盖、出水口。外壳两端通过第一端盖和第二端盖密封，第一端盖上设有进水口，第二端盖上设有出水口；在外壳和两个端盖围成的空间内，依次设有固定连接的进口滑阀、中间连接管、活塞、出口滑阀；铙钹型压电叠堆套在中间连接管上，其远离进水口一端与中间连接管上的凸缘侧面贴合在一起，另一端与第一端盖贴合在一起，铙钹型压电叠堆在交变电压驱动下带动活塞做往复运动。本发明的压电叠堆泵具有工作频率高、阀口启闭无滞后、流量可精准控制、能耗低等优点。

技术领域

本发明属于压电泵技术领域，尤其涉及一种带滑阀的谐振式压电叠堆泵。

背景技术

随着压电智能材料的快速发展，压电泵作为流体输送过程中的关键部件，自20世纪70年代以来就引起了人们越来越多的关注。压电泵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的新型流体泵。因为压电泵在工作过程中无电动机、无旋转部件，仅利用压电陶瓷片为其动力驱动源，因此具有体积小、结构简单、效率高、控制方便、无电磁干扰、能耗低等优点。在生物医药工程、喷墨打印机、微机械等领域得到越来越多的应用和发展。多年来其形式和应用场合不断得到突破，性能也在不断提高。但由于单个压电陶瓷片变形小，且普通的止回阀在压电泵高频工作时会产生滞后，不能完全闭合而产生回流，压电驱动的往复泵中应用止回阀配流时遇到的流量瓶颈问题已无法满足对响应速度快、高精度、高压力要求的场合。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种带滑阀的谐振式压电叠堆泵，该压电叠堆泵结构紧凑，活塞运动位移大，排出流量大，且阀门开启与关闭与活塞运动一致无滞后，可适用于高频工作场合，流量精准可控，能耗低。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种带滑阀的谐振式压电叠堆泵，包括进水口、第一端盖、进口滑阀、铙钹型压电叠堆、外壳、中间连接管、活塞、、出口滑阀、第二端盖、出水口，外壳两端通过第一端盖和第二端盖密封，第一端盖上设有进水口，第二端盖上设有出水口；在外壳和两个端盖围成的空间内，依次设有固定连接的进口滑阀、中间连接管、活塞、出口滑阀；铙钹型压电叠堆套在中间连接管上，其远离进水口一端与中间连接管上的凸缘侧面贴合在一起，另一端与第一端盖贴合在一起，铙钹型压电叠堆在交变电压驱动下带动活塞做往复运动；所述活塞通过带螺旋槽圆筒与第二端盖柔性连接在一起，当铙钹型压电叠堆的驱动频率与带螺旋槽圆筒的固有频率相同时产生谐振，活塞位移实现谐振放大，铙钹型压电叠堆工作在非谐振状态。本发明的压电叠堆泵利用压电陶瓷的逆压电效应，以及铙钹型压电叠堆的大位移、大推力的特点，将滑阀与往复泵相结合，实现流量的精密泵送，具有工作频率高、阀口启闭无滞后、流量可精准控制、能耗低等优点，同时，在当铙钹型压电叠堆的驱动频率与带螺旋槽圆筒的固有频率相同时产生谐振，同样可增加活塞位移，增大排出流量。

优选的，所述铙钹型压电叠堆为复合式夹心压电陶瓷叠堆在一起，最外层为金属钹盖，其次为径向极化压电陶瓷，径向极化压电陶瓷由若干片扇形压电陶瓷粘结组合成圆环形，中间层为轴向极化压电陶瓷，且中间两压电陶瓷极化方向相反。

更进一步的，铙钹型压电叠堆中间层中，最中间两片压电陶瓷中间接触面上施加负电压或接地，从该接触面向两边的压电陶瓷面上施加依次交替的正负电压。

优选的，所述进口滑阀的中间孔一端封闭，在封闭端与第一端盖接触面边缘的柱面上开设圆形通孔，在活塞向进水口方向运动时圆形通孔将泵腔与入口处连通，实现泵吸。

优选的，所述出口滑阀在中间凹槽处开设通孔，该通孔将泵腔与液体流道连通，在出口滑阀与第二端盖内部接触面的边缘圆形柱面上开设圆形通孔，在活塞向出水口方向运动时该圆形通孔将泵腔与出口连通。