單膜片連續輸送流體壓電泵的製作方法

2023-05-12 13:39:06 1

專利名稱：單膜片連續輸送流體壓電泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種連續輸送流體泵，尤其M用壓電元件作為制動器，從 而實現流體連續輸送的壓電泵。
背景技術：
壓電泵的研究可追溯到二十世紀七十年代。早期具有^^性的是美國Sandia 國家實驗室的W丄Spenser於1978年發表的關於"電控壓電胰島素泵與閥"的文 章。壓電泵是一種新型流/f^驅動器，它不需要附加驅動電機，而是利用壓電材料 的逸i電效應H醫電振子產生變形，再由變形產生泵腔的^^只變化實現流體輸出 或者利用壓電振子產生波動來傳輸液體。壓電泵以其獨特的工作方式和特殊的性 能日益受到各國學者的廣泛重視。隨著壓電驅動器的不斷M,從壓電材料薄膜 到壓電驅動器，再到壓電疊堆，壓電驅動器的種類得到不斷地M和更新。基於 不同的壓電驅動器、不同的枳4成結構、不同的工作方式的壓電泵均有廣泛的才艮道， 國內外核很多相應的專利。已經報導的能連續輸送流體的壓電泵一般為多膜片 型，通過控制膜片之間振動的相位差和相應的閥門的開或者關，來實現流體的連 續輸送。為了控制壓電膜片之間的相位差，需要對輸入電源的相位進行調相，這 樣就導致了泵體結構的複雜和控制系統的複雜。
因此開發一種結構簡單，能連續輸出流體的壓電泵在生物工程、臨床醫學、 微型零部件以及微型化生產系統等領域，將有廣泛的應用空間。
發明內容
根據背景技術所述，本實用新型的目的在於避免上述不足，提供一種單膜片 連續輸送流體壓電泵，泵的兩個工作腔之間通 片連接，每個腔體都有一個進
口閥和出口閥；膜片上的壓電材料在驅動電源的驅動下，做周期性的上下振動位
移，帶動兩個工作腔的體積也做周期性的變化；在膜片振動的上下振動的過程中，
當一個工作腔的體積變大時，另外一個工作腔的體積變小；體積變大的工作腔， 腔內壓力降低，在壓差作用下，與其連接的進口閥打開，出口閥關閉，流體^l^v 工作腔；與此同時，另一個工作腔內壓力升高，在壓差作用下，與其連4妻的進口 閥關閉，出口閥打開，流體流出工作腔；當膜片向另一個方向運動時，兩個工作腔內的壓力變化過程將相反，工作過禾9目同；膜片的周浙H振動就能使兩個工作 腔的體積周期性變化，流體源源不斷的連續從入口側流向出口側。 為了實現上述目的，本實用新型;l通過以下技術方案來實現的 一種單膜片連續輸送流體壓電泵，主要由泵體(l),進口單向閥(2),出口
單向閥(3)，膜片(4)，工作腔(5)和驅動電源(6)組成，其中筒形泵體(l) 兩端各設置一入口 ( 11)和一出口 ( 16),在泵體(1)內腔的兩端設置隔板(12)， 在泵體(1)的內腔中構成進口緩沖腔(13)和出口緩衝腔(14)，在入口 (11) 端的隔板(12)和出口 ( 16)端的隔板(12)的中部位置上固定連接單片膜片(4), 並構成兩個體積相同的工作腔(5 ),每個工作腔(5 )的兩端設制流向相同的進口 單向閥(2)和出口單向閥(3 ),在兩個隔板(12)的膜片固定連接處設置電極(15 )， 並通過導線(61)與驅動電源(6)連接組成壓電泵的蒼沐。
由於釆用了上迷技術方案，本實用新型具有如下優點和效果
1、 本實用新型結構和控制系統緊湊筒單，能連續輸出流體，滿足諸如生物工 程、臨床醫學、微型零部件以及微型化生產系統等領域。
2、 本實用新型造價^J:，使用維護和修理簡易。

圖1為本實用新型結構總體示意圖。 務本實施方式
如圖1所示， 一種單膜片連續輸送流體壓電泵，主要由泵體1,進口單向閥2， 出口單向閥3，膜片4，工作腔5和驅動電源6組成，其中筒形泵體l兩端各設 置一入口 ll和一出口 16，在泵體l內腔的兩端設置隔板12，在泵體l的內腔中 構成進口緩沖腔13和出口緩沖腔14,在入口 11端的隔板12和出口 16端的隔板 12的中部位置上固定連接單片膜片4，並構成兩個體積相同的工作腔5，每個工 作腔5的兩端設制流向相同的進口單向閥2和出口單向閥3，在兩個隔板12的膜 片固定連接處設置電極15，並通過導線61與驅動電源6連接組成壓電泵的，。
另知，膜片4可直接由壓電材辨，H乍，也可在金屬或有機聚合材料的膜片4 上與壓電材料複合而成，其壓電材料可設置在膜片4的外表面或內部。
泵體1的材質應能按需輸送氣體，液體，固體的混合物，也可輸送腐蝕性流 體。膜片4在驅動電源6的驅動下，做周期性的上下振動位移，帶動兩個工作腔 5的體積也做周期性的變化。當膜片4由上向下運動過程時，上工作腔5的體積 由小變大，腔內壓力降低，與其連接的進口單向閥2打開，單向出口閥3關閉， 流體;jL^上工作腔5。下工作腔5的體積由大變小，與其連接的進口單向閥2關閉，單向出口閥3打開，流體流出工作腔5。當膜片4到達下最大位移時，該1/2 工作周期結束，轉入下一個1/2工作周期。如此，膜片4上下的周期性"^動使兩 個工作腔5的體積周期性變化，使流體連續不斷從出口 16流出。
權利要求1、一種單膜片連續輸送流體壓電泵，主要由泵體(1)，進口單向閥(2)，出口單向閥(3)，膜片(4)，工作腔(5)和驅動電源(6)組成，其特徵在於筒形泵體(1)兩端各設置一入口(11)和一出口(16)，在泵體(1)內腔的兩端設置隔板(12)，在泵體(1)的內腔中構成進口緩衝腔(13)和出口緩衝腔(14)，在入口(11)端的隔板(12)和出口(16)端的隔板(12)的中部位置上固定連接單片膜片(4)，並構成兩個體積相同的工作腔(5)，每個工作腔(5)的兩端設制流向相同的進口單向閥(2)和出口單向閥(3)，在兩個隔板(12)的膜片固定連接處設置電極(15)，並通過導線(61)與驅動電源(6)連接組成壓電泵的整體。
2、 根據權利要求l所述的單膜片連續輸送流體壓電泵，其特絲於膜片(4) 由壓電材料、金屬、有機聚合物製成，或由壓電材料與膜片(4)複合而成， 壓電材津杉t置在膜片(4)的表面或內部。
3、 根據權利要求l所述的單膜片連續輸送流體壓電泵，其特#於泵體(l) 輸送的流體包括液體、氣體、液-固、液-氣、氣-固或者氣、液、固三者的混合 物。
4、 根據權利要求3所述的單膜片連續輸送流體壓電泵，其特徵在於泵體(l) 輸送的流體是不具有腐蝕性的流體或具有腐蝕性的流體。
專利摘要一種單膜片連續輸送流體壓電泵，主要由泵體(1)，進口單向閥(2)，出口單向閥(3)，膜片(4)，工作腔(5)和驅動電源(6)組成，其中筒形泵體(1)兩端設置一入口(11)和一出口(16)，在泵體(1)的隔板(12)上設置進口單向閥(2)和出口單向閥(3)，並在兩個隔板(12)之間設置單片膜片(4)構成兩個工作腔(5)，膜片(4)通過電極(15)和導線(61)與驅動電源(6)連接。本實用新型通過膜片(4)的周期性振動來連續輸送流體，結構簡單，造價低廉，使用維護和修理簡易。
文檔編號F04B43/04GK201377412SQ200920107530
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者吳小華, 吳立志, 璟 張 申請人:北京石油化工學院