[发明专利]一种带有三通式出入口的压电陶瓷泵

说明书

本发明属于机械技术领域，涉及流体力学学科中对一种压电陶瓷泵的改进。

已有技术的压电陶瓷泵普遍采用单向阀控制流体流量输入和输出。它包括两个单向阀、泵体、平垫、密封胶垫、压电陶瓷振动子。单向阀的入口管和出口管与流体联接，当压电陶瓷振动子通电后发生激振，使得泵体的内腔容积发生周期性变化，当泵体的内腔容积增大时，入口管单向阀开启吸入流体。当泵体的内腔容积减小时，单向阀出口管开启排出流体。已有技术存在的问题：由于单向阀其结构复杂不适于在较高频率情况工作，又由于泵体内腔容积周期性变化使泵吸入流体时无流体排出，泵排出流体时无流体吸入，则使压电陶瓷泵流体流动产生间断。周期性振动对单向阀开启与关闭产生冲击力，而影响流体流动的连续性。单向阀结构复杂、泵的可靠性差。

本发明的目的在于：克服已有技术的缺点，提供一种无冲击力，能在较高频率下工作，且流体连续流动的压电陶瓷泵。

本发明的详细内容如图1所示：它包括：固定片3、固定螺钉4、泵体5、压电陶瓷振动子6，其特点是：在泵体5上置有分歧管1和合流管2，分歧管1和合流管2由三通型中空相通的腔体7和8组成，中空腔体7的两端有管孔9和12，在管孔9和12之间有其管孔11与中空腔体8一端的管孔截面相同且配合联成一体，中空腔体8的另一端为管孔10。

本发明工作原理：

(1).吸入过程

图4所示为泵的吸入过程，压电陶瓷振动子6在电压的作用下产生向上的变形，泵体5内腔的容积也随着压电陶瓷振动子6向上变形而增大，这时分歧管1、合流管2分别将Q_I入和Q_II入的流体吸入泵体5内，此时，泵体5吸入流体的总量为：

            Q_总入＝Q_I入+Q_II入

根据分歧管1与合流管2的流动特性，采用两管相同结构，当分歧管1和合流管2的结构参数确定后，分歧管1流体吸入量为Q_I入，合流管流体吸入量为Q_II入，实际测量得知：Q_I入＞Q_II入，即吸入过程分岐管1的吸入流量大于合流管2的吸入流量。

(2).吐出过程

图5所示为泵的吐出过程，压电陶瓷振动子6在电压的作用下产生向下的变形，使泵体内腔的容积变小，这时，分歧管1、合流管2流出泵体的流量分别是Q_I出、Q_II出，根据分岐管1与合流管2的流动特性，则：Q_I出＜Q_II出，而且总吐出量为：

                        Q_总出＝Q_I出+Q_II出    (2)泵在吸入和吐出工作过程中，吸入的流量和吐出的流量是相等的。即：

           Q_I入+Q_II入＝Q_I出+Q_II出            (3)

将(3)变化后得：

           ΔQ＝Q_I入-Q_I出＝Q_II出-Q_II入＞0    (4)

由式(4)可知：分歧管1在一个吸入与吐出过程中，流入的流量比流出的流量多，合流管2在一个吸入与吐出过程中，流出的流量比流入的流量多。也就是说，在压电陶瓷振动子6振动变形过程中，分歧管1和合流管2两管产生了动态的单方向流动。

本发明的积极效果：采用分歧管和合流管这种无阀泵结构，克服了单向阀不能在较高频率下工作的问题和开启与关闭时产生的冲击力的问题；采用分歧管和合流管结构，使得两管同时吸入流体或排出流体保证了流体流量是连续的，克服了已有技术流体流量间断的问题，提高了泵的使用可靠性，并且结构简单，制造方便，制造成本低。由于其可靠性的提高，可以在人工脏器、化学及生化的定量、流量控制泵、微机械的液力驱动器、电子设备及计算机的冷却用动力。电磁干扰场所等领域使用。

附图说明：

图1是本发明整体结构剖视图。

图2是本发明分歧管结构图。

图3是本发明合流管结构图。

图4是本发明吸入过程示意图。

图5是本发明吐出过程示意图。

图6是本发明吸入和吐出过程示意图。