變腔體無閥壓電泵的製作方法

2023-05-28 09:11:26

本實用新型涉及一種無閥壓電泵，具體地說，是一種基於仿生型柔性尾鰭壓電振子的變腔體無閥壓電泵。

背景技術：

現有的壓電泵中，大多為方形泵，不利於在滴灌中應用，而圓形泵多為阻流體無閥泵、有閥泵，結構體積較大，而壓電振子多採用周邊固支，存在振幅小、泵送流量小的問題，雖然壓電疊堆泵使振子振幅有所增加，但多需要採用多級槓桿放大機構，放大效果不明顯，同時造成體積較大，不利於泵的微小化，而對於現有雙晶片壓電振子尾鰭，多採用長方形，泵送流量雖然增大，但混合攪拌效果不好，泵送流量仍有待提高。

技術實現要素：

本實用新型針對上述目前的壓電泵存在的問題，提出一種泵送量大、體積小、攪拌效果好、利於在滴灌中使用的無閥壓電泵。

本實用新型的變腔體無閥壓電泵，包括泵體以及橫向安裝在泵體的內腔中的壓電振子，所述泵體的前端和後端分別設置進液口和出液口。

所述泵體的內腔中安裝有內芯，所述內芯的外壁貼到所述泵體的內壁上，所述內芯橫向設置有泵送通道，所述泵送通道的縱截面積小於所述泵體內腔的縱截面積，所述泵送通道的後端與出液口間隔設置。

所述壓電振子包括板狀的振子基體，所述振子基體的上表面和下表面都安裝有壓電陶瓷，所述振子基體前端通過支架固定在泵體的內腔中。

優選的是，所述振子基體後端安裝有柔性尾鰭，所述柔性尾鰭的寬度自前向後逐漸增大。

優選的是，所述泵送通道自前向後分為多個泵送段，其中一個泵送段的縱截面積均小於後側相鄰的另一個泵送段的縱截面積。

優選的是，所述泵體內腔的橫截面為圓形或橢圓形，所述泵送通道的橫截面為矩形。

優選的是，所述內芯位於泵體的中部，將泵體的內腔前後分為第一內腔和第二內腔。

優選的是，所述泵體包括主體以及分別安裝在主體兩端設置的開口上的兩個端蓋，所述進液口和出液口分別設置在位於前端的端蓋上和位於後端的端蓋上。

優選的是，進一步包括泵座，所述泵體為圓柱形，穿入並固定在泵座設置的固定孔中。

本實用新型的有益效果是：變腔體無閥壓電泵內部設置空間較小的泵送通道，使液體進入泵體內後，能夠使流體由小空間進入大空間，減小了流體阻力，利於流體流動，提高泵送量。

壓電振子安裝柔性尾鰭，活動幅度大，並且具有較大的寬度，能夠在不增加壓電振子體積的情況下，提高泵送能力。

泵送通道內形成空間逐漸增大的結構，減小流體阻力，增加泵送量。空間較大的內腔採用圓形，空間較小的泵送通道採用方形，進一步增加流體流動空間變化時的變化程度，更加有利於流體的混合或泵送。而且泵送通道採用方形，使泵送通道內壁與壓電振子的距離較近，增加流體被攪拌混合的效果。

內芯將泵體內分為三段，使流體能夠由大空間先進入小空間，提高攪拌混合效果。

進液口和出液口設置在端蓋上，使泵體通過端蓋能夠打開，便於內部結構的安裝。泵體採用圓形，體積小，便於適用到滴灌中，泵體固定在泵座上，使其能夠在平面上穩定放置。

附圖說明

附圖1為變腔體無閥壓電泵的結構示意圖一；

附圖2為變腔體無閥壓電泵的結構示意圖二；

附圖3為變腔體無閥壓電泵的結構示意圖三；

附圖4為壓電振子的結構示意圖。

具體實施方式

為了能進一步了解本實用新型的結構、特徵及其它目的，現結合所附較佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用於說明本實用新型的技術方案，並非限定本實用新型。

本實用新型的具體實施方式如下：

如圖1至3所示，變腔體無閥壓電泵包括泵體1以及橫向安裝在泵體1的內腔中的壓電振子2。

泵體1的前端和後端分別設置進液口11和出液口12。

泵體1的內腔中安裝有內芯3，內芯3的外壁貼到泵體1的內壁上。

內芯3橫向設置有泵送通道4，泵送通道4前端與進液口11對齊，後端與出液口12對齊。泵送通道4的縱截面積小於泵體1內腔的縱截面積，泵送通道4的後端與出液口12間隔設置。

如圖4所示，壓電振子2包括板狀的振子基體21，振子基體21的上表面和下表面都安裝有壓電陶瓷22。

振子基體21前端通過支架23固定在泵體1的內腔中，中部位於泵送通道4內。

通過逆壓電效應，壓電陶瓷22帶動振子基體21產生彎曲變形，上下擺動，撥動泵體1內的流體。

流體從進液口11進入到泵體1內的泵送通道4中，通過壓電振子2的作用下，再進入泵體1後部的內腔，最後通過出液口12泵出。

流體在泵體1內自前向後流動的過程中，先在空間較小的泵送通道4中流通，然後進入空間較大的泵提1後部的內腔，使流體流經的空間變大，減小流體流動的阻力，利於流體流動，增加流體通過出液口12泵出的速度，從而增加壓電泵的泵送量。

為了進一步提高泵送效果，振子基體21後端安裝有柔性尾鰭24，柔性尾鰭24質地較為柔軟，振子基體21上下擺動的情況下，柔性尾鰭24也隨之上下擺動，並且擺動幅度大于振子基體21，提高流體被撥動的程度，從而增加流體向後流動的速度。

柔性尾鰭24的寬度自前向後逐漸增大，使柔性尾鰭24具有較大的面積，進一步提高了其對流體撥動的程度。

泵送通道4自前向後分為多個泵送段41，其中一個泵送段41的縱截面積均小於後側相鄰的另一個泵送段41的縱截面積。

泵送通道4內自前向後，空間逐段增大，使流體在泵送通道4內的流動阻力逐段減小，流體的流速逐段加快。也使泵送通道4前段的泵送段41空間較小，能夠使流體匯聚到較小的空間，進行混合，增強壓電泵的攪拌性能。

泵體1內腔的橫截面為圓形或橢圓形，泵送通道4的橫截面為矩形。流體離開泵送通道4後，進入泵體1內腔，使流體從具有稜角的矩形空間進入到較為平滑的圓形空間，進一步增大流體阻力降低的幅度。

並且矩形空間的泵送通道4，使泵送通道4內壁各個表面能夠最大程度的靠近壓電振子2，使泵送通道4內的流體都匯集到壓電振子2周圍，使壓電振子2的運動能夠更加明顯的作用到流體上，使流體的流動程度更強，增加流體的攪拌程度，從而提高混合攪拌性能。

為了進一步提高泵的混合攪拌性能，內芯3位於泵體1的中部，將泵體1的內腔前後分為第一內腔13和第二內腔14。

流體從進液口11進入泵體1中，在進入泵送通道4之前，先進入空間較大的泵體1內腔，然後再進入空間較小的泵送通道4。使流體先匯聚後，再進入泵送通道4，使流體能夠得以混合，實現攪拌的目的。

為了便於裝配，泵體1包括主體15以及分別安裝在主體15兩端設置的開口上的兩個端蓋16。進液口11和出液口12分別設置在位於前端的端蓋16上和位於後端的端蓋16上。

將端蓋16從主體15上拆下，即可將泵體1打開，通過泵體1兩端的開口，可拆裝內芯3、壓電振子2等泵體1內腔中的部件，便於安裝和維修。

為了減小泵的體積，泵體1為圓柱形，安裝在泵座5上。泵體1穿入並固定在泵座5設置的固定孔6中。