一種帶有三通式出入口的壓電陶瓷泵的製作方法

2023-05-25 06:54:21

專利名稱：一種帶有三通式出入口的壓電陶瓷泵的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械技術領域，涉及流體力學學科中對一種壓電陶瓷泵的改進。
已有技術的壓電陶瓷泵普遍採用單向閥控制流體流量輸入和輸出。它包括兩個單向閥、泵體、平墊、密封膠墊、壓電陶瓷振動子。單向閥的入口管和出口管與流體聯接，當壓電陶瓷振動子通電後發生激振，使得泵體的內腔容積發生周期性變化，當泵體的內腔容積增大時，入口管單向閥開啟吸入流體。當泵體的內腔容積減小時，單向閥出口管開啟排出流體。已有技術存在的問題由於單向閥其結構複雜不適於在較高頻率情況工作，又由於泵體內腔容積周期性變化使泵吸入流體時無流體排出，泵排出流體時無流體吸入，則使壓電陶瓷泵流體流動產生間斷。周期性振動對單向閥開啟與關閉產生衝擊力，而影響流體流動的連續性。單向閥結構複雜、泵的可靠性差。
本發明的目的在於克服已有技術的缺點，提供一種無衝擊力，能在較高頻率下工作，且流體連續流動的壓電陶瓷泵。
本發明的詳細內容如圖1所示它包括固定片3、固定螺釘4、泵體5、壓電陶瓷振動子6，其特點是在泵體5上置有分歧管1和合流管2，分歧管1和合流管2由三通型中空相通的腔體7和8組成，中空腔體7的兩端有管孔9和12，在管孔9和12之間有其管孔11與中空腔體8一端的管孔截面相同且配合聯成一體，中空腔體8的另一端為管孔10。
本發明工作原理(1)．吸入過程圖4所示為泵的吸入過程，壓電陶瓷振動子6在電壓的作用下產生向上的變形，泵體5內腔的容積也隨著壓電陶瓷振動子6向上變形而增大，這時分歧管1、合流管2分別將QⅠ入和QⅡ入的流體吸入泵體5內，此時，泵體5吸入流體的總量為Q總入=QⅠ入+QⅡ入根據分歧管1與合流管2的流動特性，採用兩管相同結構，當分歧管1和合流管2的結構參數確定後，分歧管1流體吸入量為QⅠ入，合流管流體吸入量為QⅡ入，實際測量得知QⅠ入＞QⅡ入，即吸入過程分岐管1的吸入流量大於合流管2的吸入流量。
(2)．吐出過程圖5所示為泵的吐出過程，壓電陶瓷振動子6在電壓的作用下產生向下的變形，使泵體內腔的容積變小，這時，分歧管1、合流管2流出泵體的流量分別是QⅠ出、QⅡ出，根據分岐管1與合流管2的流動特性，則QⅠ出＜QⅡ出，而且總吐出量為Q總出=QⅠ出+QⅡ出(2)泵在吸入和吐出工作過程中，吸入的流量和吐出的流量是相等的。即QⅠ入+QⅡ入=QⅠ出+QⅡ出(3)將(3)變化後得ΔQ=QⅠ入-QⅠ出=QⅡ出-QⅡ入＞0(4)由式(4)可知分歧管1在一個吸入與吐出過程中，流入的流量比流出的流量多，合流管2在一個吸入與吐出過程中，流出的流量比流入的流量多。也就是說，在壓電陶瓷振動子6振動變形過程中，分歧管1和合流管2兩管產生了動態的單方向流動。
本發明的積極效果採用分歧管和合流管這種無閥泵結構，克服了單向閥不能在較高頻率下工作的問題和開啟與關閉時產生的衝擊力的問題；採用分歧管和合流管結構，使得兩管同時吸入流體或排出流體保證了流體流量是連續的，克服了已有技術流體流量間斷的問題，提高了泵的使用可靠性，並且結構簡單，製造方便，製造成本低。由於其可靠性的提高，可以在人工臟器、化學及生化的定量、流量控制泵、微機械的液力驅動器、電子設備及計算機的冷卻用動力。電磁幹擾場所等領域使用。


圖1是本發明整體結構剖視圖。
圖2是本發明分歧管結構圖。
圖3是本發明合流管結構圖。
圖4是本發明吸入過程示意圖。
圖5是本發明吐出過程示意圖。
圖6是本發明吸入和吐出過程示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3所示固定片3採用金屬式或非金屬材料製成。固定螺釘4根據需要選擇尺寸。泵體5採用有色金屬如不鏽鋼、銅或鋁等，壓電陶瓷振動子6選擇市場供應的標準產品或根據特殊需要來選擇。分歧管1和合流管2採用金屬材料或非金屬材料製成，並與泵體5聯接在一起，其管孔9、10、12的d直徑選擇為2mm。中空腔體7的總長度L、選擇10mm，其中短長度L1、選擇4mm，中空腔體7的長度與中空腔體8的長度的夾角Φ選擇10°，夾角Φ確定管孔11的截面，從而使中空腔體7與中空腔體8聯接成一體。還可根據不同需要來選擇中空腔體7和中空腔體8的長度L和L1及其兩者的夾角Φ。管孔9、10、11、12還可根據不同需要選擇其直徑d的大小。
權利要求
1．一種Y型壓電陶瓷泵，它包括固定片3、固定螺釘4、泵體5、壓電陶瓷振動子6。其特徵在於在泵體5上置有分歧管1和合流管2，分歧管1和合流管2由三通型中空相通的腔體7和8組成，中空腔體7的兩端有管孔9和12，在管孔9和12之間有其管孔11與中空腔體8一端的管孔截面相同且配合聯成一體，中空腔體8的另一端為管孔10。
全文摘要
本發明屬於機械技術領域,涉及流體力學學科中對一種壓電陶瓷泵的改進。它包括分歧管、合流管、固定片、泵體、振動子,採用分歧管和合流管同時吸入或排出液體,保證了流體流量的連續,提高泵的使用可靠性。可應用於人工臟器、化學及生化的定量、流量控制泵、微機械的液力驅動器、電子設備及計算機的冷卻用動力及電磁場的幹擾等領域。
文檔編號F04B43/12GK1280250SQ99110248
公開日2001年1月17日 申請日期1999年7月7日 優先權日1999年7月7日
發明者張建輝 申請人:張建輝