本發(fā)明涉及流體控制，尤其涉及一種高階共振的流體發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著3c終端產(chǎn)品逐步朝著智能化、輕薄化方向持續(xù)高速發(fā)展，內(nèi)部電子器件的熱負荷逐漸增大，高效散熱成為時下研究的熱點問題，將以壓電換能器作為致動器的微型流體發(fā)生裝置作為散熱器件置于終端產(chǎn)品的內(nèi)部空間被認為能夠產(chǎn)生較大的熱收益，但這也對此類散熱器件本身的結(jié)構(gòu)性能提出了新要求。

2、公開號為cn102597520a的中國專利所公開的流體泵聲明了一種利用壓電換能器作為致動器的氣體發(fā)生裝置，即便致動器是小型的，也能在彎曲振動過程中得到足夠的振幅，從而確保流體泵的輸出性能；公開號為cn108317093a的中國專利所公開的鼓風機同樣地聲明了一種利用諧振式壓電換能器作為促動器的氣體發(fā)生裝置；此外，為了進一步提高壓電驅(qū)動型氣體發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)緊湊性和微小型化程度，在技術(shù)迭代過程中，還出現(xiàn)了公開號為cn209838655u的中國專利所公開的一種垂直支承微型壓電泵及專利號為cn213063904u的中國專利所公開的一種壓電微泵的錯層支承結(jié)構(gòu)及氣體控制裝置。

3、上述專利文獻中的，氣體發(fā)生原理相同或相近，構(gòu)成所述的氣體發(fā)生裝置、或流體泵、或鼓風機、或微型壓電泵或流體發(fā)生裝置的基本組成也是相同或相近的，至少都包含壓電致動器，與致動器以隔著間隙的方式相對設(shè)置的中央位置及附近可發(fā)生變形的撓性板(或稱之為共振板、可撓板、薄壁部等)，以及與致動器及撓性板一起圍成腔室的側(cè)壁，致動器被支撐部彈性支承于側(cè)壁上，撓性板上還相對于致動器的中央?yún)^(qū)域設(shè)置有供流體通過的引流孔，致動器平面支承于側(cè)壁，或致動器垂直支承于側(cè)壁。致動器在外部激勵下產(chǎn)生振動，伴隨著致動器的振動，致動器與撓性板之間的間隙中的氣體產(chǎn)生壓力變動，從而引起以引流孔為中心的撓性板產(chǎn)生共振，因此，能實質(zhì)上增加振動幅度，藉此，能使流量增加。

4、然而，上述結(jié)構(gòu)中，致動器的振動能量系通過間隙中的氣體壓力變動傳遞給撓性板，從而迫使撓性板產(chǎn)生共振，由于氣動阻尼的存在，通過流-固耦合的方式傳遞的振動能量存在較大損失，能量傳遞效率不高，同時，上述諧振系統(tǒng)的有效工作空間主要集中在間隙的與壓電致動器及撓性板的中央大振幅相對的區(qū)域，而壓電致動器及撓性板的中央大振幅區(qū)域以外的區(qū)域的振動能量并未得到有效利用，導致整體能量利用率不高；該結(jié)構(gòu)下的間隙體積變化量有限，流量輸出性能較差。作為散熱器件使用時，無法滿足使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，現(xiàn)提供一種高階共振的流體發(fā)生裝置。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高階次共振的流體發(fā)生裝置，包括：

3、基板，在厚度方向上的一側(cè)或兩側(cè)表面接合有至少一個壓電片，所述壓電片與所述基板構(gòu)成致動器，所述致動器在厚度方向上具有相對設(shè)置的第一主面和第二主面，所述壓電片在電信號的激勵下，促使致動器發(fā)生振動；

4、間隔部，所述第一主面或/和第二主面接合有所述間隔部，所述間隔部靠近致動器的一端端部與致動器連接，且間隔部與致動器圍成背離致動器的一端具有開口的槽部；

5、以及隔膜，固定連接在所述間隔部背離致動器的一端，并封蓋槽部的開口，使致動器、槽部及隔膜之間形成腔室，在所述隔膜的與腔室相對的區(qū)域貫穿有連通腔室的孔部；

6、所述致動器在電信號的激勵下振動時將振動能量傳遞到隔膜，以促使隔膜產(chǎn)生至少具有兩個波腹的高階次共振模式的振動，在所述隔膜振動的至少一個波腹位置a或波腹位置a的鄰近區(qū)域形成有至少一個所述孔部。

7、進一步地，在所述隔膜振動的至少兩個波腹位置a或波腹位置a的鄰近區(qū)域分別形成有至少一個所述孔部。

8、進一步地，在所述隔膜振動的每個波腹位置a或波腹位置a的鄰近區(qū)域分別形成有至少一個所述孔部。

9、進一步地，所述間隔部為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述間隔部的內(nèi)周壁與致動器圍合成環(huán)狀的槽部，所述間隔部背離致動器的一端在繞槽部的環(huán)形路徑上全部或部分與隔膜接合。

10、進一步地，所述間隔部具有多個間隔體，所述間隔體均接合于第一主面或第二主面，多個所述間隔體繞腔室沿環(huán)形路徑間隔分布以與致動器圍成所述槽部，所述間隔體背離致動器的一端全部或部分與隔膜接合。

11、進一步地，所述壓電片呈中心貫穿有空洞的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述空洞與腔室相對設(shè)置。

12、進一步地，所述隔膜由高分子材料構(gòu)成，或由高分子材料與金屬材料組成的復合材料構(gòu)成。

13、進一步地，所述隔膜產(chǎn)生的高階次共振模式的振動為二階次共振模式的振動、三階次共振模式的振動、四階次共振模式的振動、五階次共振模式的振動、六階次共振模式的振動、七階次共振模式的振動、八階次共振模式的振動或九階次共振模式的振動。

14、進一步地，還包括用于和終端產(chǎn)品固定連接的轉(zhuǎn)接件；

15、所述轉(zhuǎn)接件與隔膜上的相對間隔部的區(qū)域、致動器或間隔部彈性連接；

16、或者，所述轉(zhuǎn)接件與致動器振動的波節(jié)位置固定連接。

17、轉(zhuǎn)接件可采用以下幾種方案：

18、方案一，所述轉(zhuǎn)接件包括用于和終端產(chǎn)品固定連接的框部：

19、所述框部設(shè)有若干具有彈性的彈性臂，所述彈性臂背離框部的一端與隔膜上的相對間隔部的區(qū)域、致動器或間隔部固定連接。

20、進一步地，所述框部的中間位置貫穿有中央開口部；

21、所述致動器至少部分位于中央開口部內(nèi)，所述彈性臂的一端與中央開口部的內(nèi)周壁連接，另一端與致動器的外周壁或間隔部的外周壁固定連接。

22、進一步地，所述框部的中間位置貫穿有中央開口部，所有孔部均與中央開口部相對設(shè)置；

23、所述致動器位于中央開口部的上方，所述彈性臂的一端與框部固定連接，另一端與致動器靠近框部的一端連接。

24、方案二，所述轉(zhuǎn)接件包括用于和終端產(chǎn)品固定連接的保持部；

25、所述保持部接合在所述致動器振動的波節(jié)位置，所述保持部接合在所述致動器背離所述隔膜的一側(cè)；

26、所述保持部具有一個或間隔設(shè)置的兩個及兩個以上。

27、方案三，所述轉(zhuǎn)接件包括隔膜延伸部，所述隔膜延伸部包括固定部和具有彈性的懸置部，所述固定部用于和終端產(chǎn)品固定連接，且所述固定部圍住所述隔膜的外周，所述懸置部的一端與固定部的內(nèi)周壁連接，另一端和隔膜的外周壁連接，使隔膜通過懸臂部沿水平方向彈性支承于所述固定部。

28、進一步地，所述懸置部具有多個，相鄰兩個懸置部之間形成開口部。

29、進一步地，所述隔膜延伸部與隔膜一體成型。

30、方案四，所述轉(zhuǎn)接件包括隔膜支承部，所述隔膜支承部設(shè)置于隔膜背離所述基板的一側(cè)，所述隔膜支承部包括固定支承部和多個間隔設(shè)置的懸臂部，所述固定支承部用于和終端產(chǎn)品固定連接，且位于間隔部外周壁的外側(cè)，所述懸臂部的一端與固定支承部連接，另一端和隔膜的背離基板一側(cè)的與所述間隔部相對的區(qū)域連接，使隔膜通過懸臂部沿水平方向彈性支承于所述固定部。

31、本發(fā)明的有益效果是：

32、1)、本發(fā)明的高階次共振的流體發(fā)生裝置，隔膜通過間隔部而與致動器保持固定連接，致動器振動促使隔膜產(chǎn)生振動，這一過程伴隨著能量的傳遞；致動器在外部電信號的激勵下產(chǎn)生的振動能量，一方面通過致動器振動時帶動腔室中的流體產(chǎn)生壓力變動，進而促使隔膜產(chǎn)生振動的方式將能量傳遞到隔膜，更為重要的是通過致動器與隔膜形成的機械耦合的方式將能量直接傳遞到隔膜，相較于現(xiàn)有技術(shù)僅僅依賴流體傳遞振動能量的方式，能量傳遞效率更高，在相同激勵條件下，能促使隔膜產(chǎn)生更大的振幅，以實現(xiàn)更高的流量輸出；在相同振幅需求下，能降低致動器的輸入功率，減小發(fā)熱，提高能量利用率、產(chǎn)品穩(wěn)定性和使用壽命。

33、2)、本發(fā)明的高階次共振的流體發(fā)生裝置，致動器在外部激勵下產(chǎn)生振動，同時將振動能量傳遞到隔膜，從而促使隔膜產(chǎn)生至少具有兩個波腹的高階次的共振模式的振動，隔膜振動的至少兩個波腹位置或鄰近的區(qū)域分別形成有至少一個孔部，此時，致動器與隔膜之間的腔室的有效工作空間并不主要集中于隔膜的中央?yún)^(qū)域，而是擴展到相較于中央?yún)^(qū)域更大范圍的區(qū)域，振動能量的利用率更高。

34、3)、本發(fā)明的高階次共振的流體發(fā)生裝置，隔膜由高分子材料構(gòu)成，或由高分材料與其他金屬材料組成的復合材料構(gòu)成；相較于現(xiàn)有技術(shù)中采用金屬制撓性板，隔膜結(jié)構(gòu)具有更高的彈性應變極限，易于獲得更大的振幅，尤其適用于對流量輸出有高要求的應用場景，如智能3c終端產(chǎn)品的散熱。

35、通過以下參照附圖對本技術(shù)的示例性實施例的詳細描述，本技術(shù)的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。