[发明专利]一种阿基米德螺线流管无阀压电泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种无阀压电泵，尤其涉及一种采用阿基米德螺线流管的无阀压电泵。

背景技术

压电泵的分类大致可以分为：容积式泵与回转式泵。目前，压电泵大多属于容积式泵，根据泵阀的有无可将压电泵分为有阀压电泵和无阀压电泵，如图1所示为有阀压电泵，其工作时，压电振子的往复振动引起泵腔容积的周期性变化，而容积的变化又引起泵腔内压力的变化，控制着泵阀的开启和关闭，由于有阀压电泵压电振子的振幅很小，限制了泵的流量和所能承受的背压。而无阀压电泵因为省去了复杂的动作阀体，使得压电泵结构更加简单，加工制作容易，并且易于使压电泵向小型化方向发展，其自身又无化学及电磁污染，故在医疗、卫生、保健等领域有广阔的应用前景。

螺线流管在散热、溶液混合等领域均有很大的用处，而且近年来有研究者将螺线流管技术应用在微滤、纳滤、渗透以及膜蒸馏等中空纤维传质分离过程，都取得了良好的效果(朱建国、仇性启著，《螺线管技术研究》，《工业加热》，2004年33卷1期，第13页-17页)。但是这些应用都是在外界给予液体流动动力的前提下进行的，这样对螺线流管技术的应用受到限制，如果附加动力源是电磁动力，那在一些电磁敏感的地方就不能够使用，而且在需要精确控制流体流量的环境下时，也不能够满足要求。

公开号为CN101975154A的中国发明专利申请公开了一种对数螺线组合管无阀压电泵，其中的流体进、出口流管由汇流锥管和两个分别与汇流锥管大端相连通的两个分流对数螺线管组成，两个分流对数螺线管中心线之间的夹角为120°且相对于汇流锥管的中心线对称布置。其所述的两个分流对数螺线管的轮廓线为在对数螺线线上截取的一段。这种无阀压电泵实际上仍为锥形流管压电泵，其汇流锥管和分流对数螺线管的加工难度比较高，不利于其产业化。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高螺线流管技术在散热、混合等方面的应用效能，能够使螺线流管技术微型化，并对流体流量进行精确控制的阿基米德螺线流管无阀压电泵

技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明的阿基米德螺线流管无阀压电泵，包括由下盖和上盖组成的泵体、设置在下盖与上盖之间的泵腔，以及容纳在泵腔内的压电振子，还包括设置在下盖与上盖之间的第一阿基米德螺线流管和第一连通槽，所述的阿基米德螺线流管一端与设置在泵体上的流体进口连接，另一端与泵腔连接，第一连通槽的一端与泵腔连接，另一端与流体出口连接，即流体进口、第一阿基米德螺线流管、泵腔、第一连通槽和流体出口形成流体的流通通道。

所述的第一阿基米德螺线流管可以直接与泵腔连接，也可通过起到过渡作用的第二连通槽与泵腔连接，第二连通槽起到减小流阻的效果。

第一连通槽与流体出口之间还可设置一个第二阿基米德螺线流管；一般地，所述的第一阿基米德螺线流管为以流体进口为中心和起点逆时针方向设置的螺线流管，终点为与泵腔相连的连接点或者与第二连通槽相连的连接点；所述的第二阿基米德螺线流管为以流体出口为中心和起点顺时针方向设置的螺线流管，其终点为与第一连通槽相连的连接点。

所述的阿基米德螺线流管为刻蚀在下盖上的整体处于同一平面上的螺线状槽道，本发明的阿基米德螺线流管的轮廓线为阿基米德螺线，亦称阿基米德曲线或等速螺线，最先由阿基米德在著作《论螺线》中给出了定义。如图2所示，当一点P沿动射线OP以等速率运动的同时，该射线又以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为“阿基米德螺线”。其极坐标方程为：r＝aθ，这种螺线的每条臂的距离永远相等于2πa，其中，公式中r为半径，a为常数，θ为极角。

所述的流体进口和流体出口以泵腔中心线为对称轴相对称，尤其当本技术方案的无阀压电泵中有两个阿基米德螺线流管时，这两个阿基米德螺线流管也以泵腔中心线为对称轴相对称。

所述的泵腔设置在下盖上并且开口朝向上盖，也可以由设置在下盖上的第一凹槽和设置在上盖上的第二凹槽封闭组成，所述的压电振子容纳在第二凹槽内，考虑到压电振子一般由圆形的压电片和有弹性的铜片叠制而成并且压电振子的直径小于铜片的直径，并且本发明的无阀压电泵在工作时压电振子需要进行往复运动，第二凹槽边缘呈阶梯状以与压电振子的形状相对应。

为便于安装压电振子，根据压电振子的结构，所述的泵腔的横截面呈圆形。

为了便于流体在泵体内和泵体外方便地流动，流体进口通过第一流体流管与外界连接，流体出口通过第二流体流管与外界连接。