[发明专利]一种通过止逆阀控制的压电陶瓷微泵及其使用方法

说明书

本发明公开了一种通过止逆阀控制的压电陶瓷微泵及其使用方法，包括壳体，壳体的一端设有凹槽，凹槽内配合安装有压电陶瓷振子致动器，壳体的腔内设有进口阀门与出口阀门，壳体的两侧分别设有进口管路与出口管路，进口管路与进口阀门连通；泵阀的进出口共用一个管道，最大程度上减小了泵“死区”(即泵腔内压电陶瓷振子致动器活动范围之外的区域)的体积，提升了泵的自吸性能和输出压力，其次，进口阀门和出口阀门采用复合结构的柔性背压止逆阀，有效防止大气压力、输送液体的重力等微小外界压力推开阀门而导致的管道泄漏，确保了上述阀门只有在压电陶瓷振子致动器工作的情况下才能打开，从而微流控系统的稳定性、可靠性和精确性。

技术领域

本发明涉及一种通过止逆阀控制的压电陶瓷微泵及其使用方法，属于微流控技术领域。

背景技术

压电陶瓷微型泵，用在微流控领域，用以输送极其微小量的流体或气体并加以精确的智能化的控制。

现有的压电陶瓷微型泵存在以下几个缺点：1、结构复杂。泵的壳体往往由4-5个甚至更多零件组成，安装麻烦，不良率高，很难批量生产；2、体积偏大。不符合高科技电子、医疗等产品小型化、精密化的要求；3、传统的悬臂梁式阀门没有预紧力，轻微外界压力(比如大气压力或者输送液体的重力)就能打开，容易泄漏。导致微流控系统流量不精确不可控，甚至产生污染或事故；4、泵阀结构复杂，传统的悬臂梁阀门一般采用粘胶剂粘合在泵的腔体内，容易失效，同时也导致体积无法进一步缩小，粘合层的存在导致悬臂梁阀往往不能完全的贴合在进出口管道口，两者之间的间隙容易产生泄漏，对阀门的平整度和安装精度要求都很高；5、压电振子致动器组件固定方法不当。传统方法一般采用U形密封圈或者胶水固定到泵腔中，U形密封圈由于生产工艺所限，厚度往往在0.5mm以上，远远大于微泵理想的微米级的泵腔深度，造成微泵死区(即泵腔内压电陶瓷振子致动器活动范围之外的区域)的体积过大，使微泵的自吸性能和输出压力大为下降；使用胶水固定的话，胶层的厚度和流动性同样无法精确控制，使泵的腔体大小不一，性能忽好忽坏，无法大规模生产；6、泵腔加工复杂。传统方法一般采用在壳体中加工出微米级的腔体，以期产生足够小的泵腔死区，以获得期望的自吸性能和输出压力。这种结构对泵腔体的加工精度要求非常高，必须采用进口高精密机床，以致成本高昂，加工精度误差造成泵的性能也会存在很大的差异，导致不良率偏高，不适合批量化生产；7、微泵性能不足。由于前述的结构复杂、压电振子固定方法不当以及体积偏大等原因，无法获得尽可能小“死区”的区域，从而也无法获得良好的自吸性能和输出压力。

发明内容

本发明提供一种通过止逆阀控制的压电陶瓷微泵及其使用方法用来克服现有技术中压电陶瓷微型泵“死区”过大导致无法获得良好的自吸性能和输出压力的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明公开了一种通过止逆阀控制的压电陶瓷微泵及其使用方法，包括壳体，所述壳体的一端设有凹槽，所述凹槽内配合安装有压电陶瓷振子致动器，所述壳体的腔内设有进口阀门与出口阀门，所述壳体的两侧分别设有进口管路与出口管路，所述进口管路与进口阀门连通，所述出口管路与出口阀门连通。

进一步的，所述进口阀门呈阶梯面设置，出口阀门配合安装于所述进口阀门的台阶处。

进一步的，所述出口阀门上设有过孔，所述过孔与压电陶瓷振子致动器连通。

进一步的，所述进口阀门与所述出口阀门通过粘接剂复合，二者通过粘接剂固定在壳体的腔内。

进一步的，所述进口阀门与所述出口阀门均为柔性背压式止逆阀，实现单向导通，反向截止,并且由于柔性材料的弹性作用，阀门需要给与开启压力才能打开。

进一步的，所述压电陶瓷振子致动器由压电陶瓷片和金属基板复合而成,通过粘接剂固定安装在所述壳体的下表面，且所述压电陶瓷振子致动器与所述壳体的下表面紧密贴合。