一種鈸型泵體壓電泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于流體輸送領(lǐng)域，具體涉及一種鈸型栗體壓電栗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電栗是一種利用壓電致動器交變往復(fù)振動來驅(qū)動流體的容積栗，具有結(jié)構(gòu)簡單、無電磁干擾、成本低、可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在藥物輸送、微電子冷卻系統(tǒng)以及燃料輸送系統(tǒng)等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。壓電隔膜栗根據(jù)閥的有無分為無閥壓電隔膜栗和有閥壓電隔膜栗，有閥壓電隔膜栗由可分為主動閥壓電隔膜栗和被動閥壓電隔膜栗，主動閥壓電隔膜栗的輸出性能以及閥的截止性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而被動壓電隔膜栗的結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是閥的截止性較差。然而，以往壓電栗都是依靠壓電致動器往復(fù)彎曲變形來改變栗腔容積，由于壓電致動器的變形微小，導(dǎo)致栗腔容積變化量小，壓電栗輸出性能有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高壓電栗的輸出性能，提出了一種鈸型栗體壓電栗，該壓電栗的栗體由彈性材料沖壓成型，栗體形狀為鈸型，上、下栗體之間形成鈸型的栗腔體;通過上、下栗體在環(huán)形壓電陶瓷作用下產(chǎn)生的變形使栗腔容積發(fā)生改變;上、下栗體與環(huán)形壓電陶瓷之間采用粘接連接。壓電栗工作時(shí)，上、下栗體在環(huán)形壓電陶瓷的作用下產(chǎn)生的變形使栗腔容積產(chǎn)生交替性的增大和減小，配合進(jìn)、出閥的啟閉或利用管內(nèi)流動特性來調(diào)節(jié)流體的輸出方向的進(jìn)、出口收縮管/擴(kuò)張管實(shí)現(xiàn)對工作流體栗送。當(dāng)環(huán)形壓電陶瓷沿徑向收縮時(shí)，配合上、下栗體的變形使栗腔容積增加，外界流體由進(jìn)口管進(jìn)入栗腔；當(dāng)環(huán)形壓電陶瓷沿徑向舒張時(shí)，配合上、下栗體的變形使栗腔容積減小，栗腔內(nèi)流體由出口管流出。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明一種鈸型栗體壓電栗，包括上栗體、下栗體、進(jìn)口管、出口管、進(jìn)口閥、出口閥和環(huán)形壓電陶瓷，其特點(diǎn)在于:上栗體和下栗體由彈性材料沖壓成型，形狀呈鈸型，中間形成鈸型的栗腔體，上、下栗體隨環(huán)形壓電陶瓷沿徑向的往復(fù)伸縮而產(chǎn)生相應(yīng)變形，從而使栗腔容積交替地增大和減小，實(shí)現(xiàn)壓電栗對工作流體的栗送。
[0005]所述壓電栗上、下栗體與環(huán)形壓電陶瓷的連接方式為粘接連接;環(huán)形壓電陶瓷的變形方式為沿徑向伸縮變形;環(huán)形壓電陶瓷外可以包裹一層彈性材料以隔絕其與栗腔內(nèi)流體的接觸，便于壓電栗輸送各種不同的流體。
[0006]所述進(jìn)口管、出口管可被替換為利用管內(nèi)流動特性來調(diào)節(jié)流體的輸出方向的進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管、出口收縮管/擴(kuò)張管，并省略進(jìn)口閥、出口閥的使用，組成一種鈸型栗體無閥壓電栗。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種鈸型栗體壓電栗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明一種鈸型栗體壓電栗的第一工作示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明一種鈸型栗體壓電栗的第二工作示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明一種鈸型栗體無閥壓電栗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ] 其中:I一上栗體;2—下栗體;3—環(huán)形壓電陶瓷;4一進(jìn)口閥；5—出口閥；6—進(jìn)口管;7—出口管;8—下栗腔;9一上栗腔；10—進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管；11 一出口收縮管/擴(kuò)張管。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照圖1，本發(fā)明鈸型栗體壓電栗由上栗體1、下栗體2、進(jìn)口管6、出口管7、進(jìn)口閥
4、出口閥5和環(huán)形壓電陶瓷3構(gòu)成，其中:下栗體2與環(huán)形壓電陶瓷3構(gòu)成下栗腔8;上栗體I與環(huán)形壓電陶瓷3構(gòu)成上栗腔9。
[0013]鈸型栗體壓電栗的工作原理參照圖2和圖3所示；
工作時(shí)，給環(huán)形壓電陶瓷施加一個(gè)正弦交流信號，在正弦交流信號的作用下，環(huán)形壓電陶瓷沿徑向周期性伸縮變形，帶動上、下栗體產(chǎn)生相應(yīng)變形，使栗腔容積產(chǎn)生交替性地增大和減小，從而起到栗送流體的目的。由于環(huán)形壓電陶瓷3的振動頻率非常高，當(dāng)環(huán)形壓電陶瓷3沿徑向收縮時(shí)，上栗腔9與下栗腔8的容積迅速增加，栗腔內(nèi)壓力減小，進(jìn)口閥4打開，出口閥5關(guān)閉，外界流體經(jīng)進(jìn)口管6流入下栗腔8與上栗腔9;當(dāng)環(huán)形壓電陶瓷3沿徑向舒張時(shí)，下栗腔8與上栗腔9的容積迅速減小，栗腔內(nèi)壓力增加，進(jìn)口閥4關(guān)閉，出口閥5打開，上栗腔9與下栗腔8內(nèi)流體經(jīng)過出口管7流出栗外。因此，通過環(huán)形壓電陶瓷3沿徑向的反復(fù)伸縮變形實(shí)現(xiàn)流體的單向流動。
[0014]參照圖4，本發(fā)明鈸型栗體無閥壓電栗，由上栗體1、下栗體2、利用管內(nèi)流動特性來調(diào)節(jié)流體的輸出方向的進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管10、出口收縮管/擴(kuò)張管11和環(huán)形壓電陶瓷3構(gòu)成，其中:下栗體2與環(huán)形壓電陶瓷3構(gòu)成下栗腔8;上栗體I與環(huán)形壓電陶瓷3構(gòu)成上栗腔9。
[0015]工作時(shí)，給環(huán)形壓電陶瓷施加一個(gè)正弦交流信號，在正弦交變信號的作用下，環(huán)形壓電陶瓷沿徑向周期性伸縮變形，帶動上、下栗體產(chǎn)生相應(yīng)變形，使栗腔容積產(chǎn)生交替性地增大和減小，從而起到栗送流體的目的。當(dāng)環(huán)形壓電陶瓷3沿徑向收縮時(shí)，上栗腔9與下栗腔8的容積迅速增加，栗腔內(nèi)壓力減小，外界流體分別由進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管10和出口收縮管/擴(kuò)張管11流入上栗腔9與下栗腔8，由于進(jìn)出口管的特殊結(jié)構(gòu)，由進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管10進(jìn)入栗腔的流體大于由出口收縮管/擴(kuò)張管11進(jìn)入栗腔的流體；當(dāng)環(huán)形壓電陶瓷3沿徑向舒張時(shí)，上栗腔9與下栗腔8的容積迅速減小，栗腔內(nèi)壓力增加，上栗腔9與下栗腔8內(nèi)流體經(jīng)過進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管10和出口收縮管/擴(kuò)張管11流出栗外，由于出口收縮管/擴(kuò)張管11流出栗腔的流體大于由進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管10流出栗腔的流體。因此，通過環(huán)形壓電陶瓷3沿徑向的反復(fù)伸縮變形實(shí)現(xiàn)流體的單向流動。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈸型栗體壓電栗，包括上栗體(I)、下栗體(2)、進(jìn)口管(6)、出口管(7)、進(jìn)口閥(4)、出口閥(5)、環(huán)形壓電陶瓷(3)，其特點(diǎn)在于:上栗體(I)和下栗體(2)由彈性材料沖壓成型，栗體外形呈鈸型，中間形成鈸型的栗腔體，鈸型栗體的形狀隨環(huán)形壓電陶瓷(3)沿徑向的伸縮而改變，從而使栗腔容積交替地增大和減小，實(shí)現(xiàn)壓電栗對工作流體的栗送。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的鈸型栗體壓電栗，其特征在于:通過所述上栗體(I)和下栗體(2)在環(huán)形壓電陶瓷作用下產(chǎn)生變形，通過上栗體(I)和下栗體(2)形狀的改變使栗腔容積產(chǎn)生交替性地增大和減小，從而起到栗送流體的目的。3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的鈸型栗體壓電栗，其特征在于:所述進(jìn)口管(6)、出口管(7)可被替換為利用管內(nèi)流動特性來調(diào)節(jié)流體輸出方向的進(jìn)口收縮管/擴(kuò)張管(10)、出口收縮管/擴(kuò)張管(11)，并省略進(jìn)口閥(4)、出口閥(5)的使用，組成一種鈸型栗體無閥壓電栗。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈸型泵體壓電泵，包括：上泵體、下泵體、進(jìn)口管、出口管、進(jìn)口閥、出口閥和環(huán)形壓電陶瓷，其特點(diǎn)在于：上、下泵體形狀呈鈸型，由彈性材料沖壓成型；上、下泵體在環(huán)形壓電陶瓷作用下產(chǎn)生的變形可使泵腔容積發(fā)生改變；上、下泵體與環(huán)形壓電陶瓷之間采用粘接連接；在不使用單向閥時(shí)，進(jìn)、出口管可設(shè)置為利用管內(nèi)流動特性來調(diào)節(jié)流體的輸出方向的進(jìn)、出口收縮管/擴(kuò)張管；壓電泵工作時(shí)，通過環(huán)形壓電陶瓷沿徑向的往復(fù)伸縮帶動上、下鈸型泵體產(chǎn)生的變形使泵腔容積產(chǎn)生交替性地增大和減小，配合進(jìn)、出口閥的啟閉或利用管內(nèi)流動特性來調(diào)節(jié)流體的輸出方向的進(jìn)、出口收縮管/擴(kuò)張管實(shí)現(xiàn)對工作流體泵送。
【IPC分類】F04B43/04, F04B53/10
【公開號】CN105508207
【申請?zhí)枴緾N201610036383
【發(fā)明人】董景石, 劉維帥, 劉瑞剛, 陳文華, 吳越, 鄭煒, 楊志剛, 林柏松
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月20日