[实用新型]一种轴对称对数螺旋管无阀压电泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及无阀压电泵，具体是指一种轴对称对数螺旋管无阀压电泵。 

背景技术

压电泵是机械式微泵的一种，属于容积泵，广泛应用在药物微量输送，细胞分离，电子产品降温，燃料微量喷射，化学微分析，管道流动转捩控制等领域；目前压电泵主要分为有阀压电泵和无阀压电泵两类，有阀压电泵由于阀的存在，流体通过阀门时会产生很大的压力损失，而且启动注水过程过于困难，加工和集成化难度比较大，限制了压电泵向更微型化方向的发展，另外活动部件会对某些微分子结构产生破坏作用，且由于阀片的频繁开关使得泵的响应速度慢，工作频率低，同时可动阀片材料的疲劳失效和性能不稳定都会影响压电泵的使用寿命；无阀压电泵结构简单，更适合于小型化和微型化，可以满足高频率下的工作要求，克服了有阀压电泵断流有噪音的缺点，防疲劳性能良好。常用的无阀压电泵中，扩散∕收缩管型无阀压电泵将传统泵的驱动源部分、传动部分及泵体三者合为一体，克服了由于运动导致的压力损失，磨损，疲劳破坏以及对某些敏感流体的性质所造成的不良影响。 

常用的扩散∕收缩管型无阀压电泵有“Y”型管无阀压电泵和“V”型管无阀压电泵，“Y”型管无阀压电泵的进出口流管由一个合流管和两个分流管组成“Y”字形，其合流管和分流管均为等截面矩形管，其缺陷是：等截面矩形的合流管与分流管的尺度较大，不利于微型集成化；“V”管无阀压电泵的进口流管由一个等截面矩形管为合流管和两个扩散（收缩）分流管组成，其缺陷是：进出口流管和泵腔不在同一个平面上，导致了结构相对比较复杂，加工制作困难。专利201010505915.X公开一种用于微流体传输与控制领域的对数螺旋组合管无阀压电泵，该无阀压电泵的进口流管和出口流管均由汇流锥管和分别与汇流锥管大端连通的两个分流对数螺旋管组成，且均为矩形断面管，该对数螺旋组合管无阀压电泵流量较易控制，能耗有一定的降低，但结构相对比较复杂，不利于集成化和微型化。 

发明内容

本实用新型的目地就是为了避免上述技术中的不足而提出的一种轴对称对数螺旋管无阀压电泵，它主要是针对现有无阀压电泵所存在的问题如结构复杂，流动紊乱等而实用新型的尺度小，结构简单，流动稳定，容积效率较高的轴对称对数螺旋管无阀压电泵，该泵可在较高频率下工作。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

一种轴对称对数螺旋管无阀压电泵包括泵体、泵盖和压电振子，泵盖正上方是压电振子，泵盖上设有泵进口和泵出口，泵体上设置进口流管、出口流管和圆形泵腔，进口流管的小端和泵进口连通，进口流管的大端和泵腔连通，出口流管的小端和泵腔连通，出口流管的大端和泵出口连通，进口流管和出口流管结构相同且同轴设置，并且与泵腔的圆心等距，其特征在于：进口流管和出口流管均为以圆形泵腔的水平中心线为对称轴的轴对称对数螺旋管，轴对称对数螺旋管是由对数螺旋线方程ρ=ρ₀×e^kθ确定的包角α为45°的一段对数螺旋线段绕圆形泵腔水平方向中心线旋转一周所形成的圆管，其中e为自然对数函数的底数，其值约为2.71828，ρ₀为10μm，k为0.001，θ为10035°～（10035°﹢α）。

所述轴对称对数螺旋管小端的管口圆角半径r为D/2。 

所述轴对称对数螺旋管小端的最小截面的直径D为80～150μm。 

进口流管的大端与泵腔相接，出口流管的大端与泵出口相接，泵腔为圆柱状，其半径为R1，在泵体上开设的泵腔的深度为h，泵进口和泵出口为矩形状，在泵体上开设的深度为h，长和宽均为c；泵腔的尺寸与泵进口和泵出口的尺寸的取值范围同现有技术中的取值范围，不是本实用新型的创新之处。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型进出口流管无分叉的特殊结构，可零损伤地输送介质，可用于活体细胞以及高分子物质的输送；本实用新型进出口流管轴对称的特殊结构使其具有较高的正反向流阻系数比，提高了所实用新型泵的容积效率，表1所示为同尺度不同结构流管所对应泵的容积效率比较；本实用新型泵单向压力损失进一步减小，极大程度上降低了能耗；结构简单，易于集成和微型化；该泵可应用于药物微量输送、生化试剂定量以及电子产品降温等领域。