[发明专利]一种连续流微泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流体传输的泵，尤其是一种利用合成双射流激励机构驱动的连续流微泵。

背景技术

自从美国斯坦福大学的Smits和Wallmark两位教授于1980年首次研制成功一种压电驱动的蠕动式微机械泵以来，微泵就一直是MEMS(微机电系统)研究的热点。目前，微泵已在航空航天器、机器人、汽车、医疗器械、生物基因工程、微型机械等领域里得到成功应用。微泵的广泛应用、其巨大的研究价值，使之在当前的微执行器研究中占有重要地位，它的发展水平已被认为是MEMS技术发展的一个重要标志。

微泵按其泵流特征可分为两大类：往复式微泵和连续流微泵。往复式微泵是利用机械部件振动来驱动流体，如压力驱动微泵；连续流微泵主要是基于非机械式能量直接转化为流体连续流动，如电水力驱动、电渗驱动、热驱动微泵等。连续流微泵由于无机械往复运动部件，因此结构简单，可以实现流体的连续稳定传输，但是连续流微泵泵流流量小、工作性能也极大地受流体性能的影响，只适合很少的一部分流体，且很难实现气体的传输。往复式微泵如压力驱动微泵，利用机械部件振动引起的压强梯度来驱动流体传输，其工作原理简单，泵流流量大，适用范围广，是目前微泵应用和研究的重点。但是，往复式微泵由于是利用机械部件振动来驱动流体，很难实现流体的连续稳定传输，这是往复式微泵最大的工作缺陷，如应用于气流式惯性器件中的压电射流泵，其射流信号的连续稳定直接影响压电射流角速度传感器的性能。

现有技术中往复式微泵和连续流微泵存在的不足就在于：

1、往复式微泵由于是利用机械部件振动来驱动流体，很难实现流体的连续稳定传输，这是往复式微泵最大的工作缺陷。

2、连续流微泵主要是基于非机械式能量直接转化为流体连续流动，流量小，其工作性能极大地受流体性能的影响，只适合很少的一部分流体，且很难实现气体的传输。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于，针对现有往复式微泵和连续流微泵存在的不足，提供一种结构简单却能够有效实现流体连续稳定传输，且流量大，可以传输气体的连续流微泵。

本发明的技术解决方案是，所述连续流微泵，参见图1～3，具有泵体1。所述泵体1上部具有分流隔板3。其技术特点在于，所述泵体1上部的分流隔板3为两个并列的其截面呈锥形的隔板，即第一分流隔板31和第二分流隔板32。所述第一分流隔板31与第二分流隔板32之间相间隔形成出口11。所述泵体1下部为一合成双射流激励机构2，该合成双射流激励机构2与上述第一分流隔板31与第二分流隔板32组成的分流隔板3之间相间隔形成入口12。所述合成双射流激励机构2具有一振动膜21，该振动膜21轴向置入泵体1下部内腔并将该内腔隔离成一个其上端带第一出口24的第一腔体22和一个其上端带第二出口25的第二腔体23。所述振动膜21的宽度大小与所述泵体1下部内腔的腔径大小匹配，振动膜21的长度大小与该内腔的深度大小匹配。所述泵体1上部的分流隔板3与所述合成双射流激励机构2之间还具有一导流挡板4，该导流挡板4呈薄板状竖立于合成双射流激励机构2上方与上述振动膜21呈同一平面对接，并将第一出口24和第二出口25隔离在该挡板的两侧从而使泵体1内腔形成双射流通道。

本发明的工作原理是，由以上构成的连续流微泵，参见图3，其振动膜21在泵体1下部合成双射流激励机构2内来回振动，压缩与膨胀第一腔体22和第二腔体23内的流体。当振动膜21向右侧运动时，第一腔体22处于压缩状态，腔内部分流体经由激励机构2的第一出口24被挤压排出并在下游形成一股射流即第一射流13；而与此同时，第二腔体23处于膨胀状态，流体从左侧入口经由合成双射流激励机构2第二出口25吸入第二腔体23。当振动膜21向左侧运动时，第一腔体22处于膨胀状态，流体从右侧入口经由合成双射流激励机构2第一出口24吸入第一腔体22；而与此同时，第二腔体23处于压缩状态，腔内部分流体经由合成双射流激励机构2第二出口25被挤压排出并在下游形成一股射流即第二射流14。流体在这种吸入与排出交替进行的过程中如上述分别在在第一出口24下游形成非定常第一射流13，第二出口25下游形成非定常第二射流14，该两股射流相位差为180°。第一射流13和第二射流14引射和卷吸入口12两侧流体进入内流区15，第一射流13和第二射流14在导流挡板4的引导下在其末端上方相互作用而融合成一股流量大、波动小的合成射流。这股合成射流经过第一分流隔板31和第二分流隔板32之间的通道整流后形成连续泵流16经由泵体出口11向上排出。