专利名称：用于电子产品及cpu散热冷却系统的压电陶瓷泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体泵，尤其是一种微型的压电陶瓷泵。
背景技术：
压电泵是利用压电陶瓷片的拉伸弯曲变形导致泵腔容积的变化，对腔体内的液体产生挤压作用而吸入和排出液体。其工作原理决定了对该类泵的设计、制造和装配有较高的要求。本专利申
请人在先申请的专利号为02 1 14470.2，公告号为CN1 1605 MC，名称为"超微型液压式电子泵"即是其中的一种。该专利解决了先前技术方案泵的单向阀易堵塞、易泄压，工作稳定性差等问题，延长了泵的使用寿命，提高了泵的输出压力和流量。但是，该泵存在着流量小、体积大和噪音大的不足，而不适于航空航天工业、家用电器、笔记本电脑、台式计算机CPU冷却、仪器仪表、精密计量、医疗器械、生物医学等领域。
发明内容
本发明的目的是克服以上现有技术存在的不足，而提供一种流量大、体积小、噪音小自吸性能好、反应速度快且结构简单的、适用于CPU冷却系统的压电陶瓷泵。
为了实现上述的目的，可以采用以下的4支术方案本方案与现有技术一样，包括盆状的泵体、与泵体内腔分别相通的进液管和出液管、泵盖和单向阀，在泵体和泵盖装配后构成的泵腔中装有压电陶瓷换能片；压电陶瓷换能片的上面和下面附着有一喷涂或包裹或粘贴上的绝缘耐压保护层，在绝缘耐压保护层的外面附着有一弹性密封胶层，其改进是
所说的泵体内腔包括一进液腔和一出液腔，并且进液腔与进液管相通，出液腔与出液管相通；还包括一阀座圓盘，该间座圆盘装配在泵体内腔中，其上设有一与
进液腔相通的进液阀孔和一与出液腔相通的出液阀孔；
所述的单向阀为两个悬臂梁阀，其中一个装在阀座圆盘的进液阀孔的下面，另一个装在阀座圆盘的出液阀孔的上面；悬臂梁阀是厚度为0. 1_0. 2毫米的铜片或弹簧钢片，其一端固定在远离进液阀孔或出液阀孔的 一 端，另 一 端分别覆盖在进液阀孔的下面和出液阀孔的上面，悬臂梁阀4矣触进液阀孔或出液阀孔的 一 面，附着有一层硅胶弹性薄膜片，悬臂梁阀与阀孔平面接触时呈密封状态；还包括
一防水绝缘密封圏套装在阀座圓盘的外圆上；所述的压电陶瓷换能片装在弹性密封圏和泵盖之间。
启动本泵后，压电陶资换能片发生拉伸弯曲变形并导致泵腔容积变化，当压电陶乾片向下弯曲时，进液腔的压力降低，通过进液管将液体吸入进液腔，然后顶开进液阀孔下面的悬臂梁阀进入阀座圆盘和压电陶瓷换能片间的空间中；当压电陶瓷换能片向上弯曲时，液体^皮压缩，通过出液阀孔上面的悬臂梁阀进入出液腔，最后由出液管排出；由于压电陶瓷换能片连续高频的震动，使吸液和排液亦连续地进行。
本发明的有益效果是
1、 由于本泵的单向阀为悬臂梁阀，其阀体和阀座的设计更为薄和小，机构更加紧凑，因此泵的体积大大缩小；
2、 本泵由于泵体和泵盖以及单向阀和阀座密封效果好，所以其流量大，用于CPU冷却系统时的冷却效果更为理想；
3、 本泵采用的悬臂梁阀片后，其噪音大大降低；
4、 本泵使用范围宽，可应用于航空航天工业、汽车制造业、液体燃料、精细化工、家庭智能饰品配套、家用电器、电子产品、笔记本电脑和台式计算机的CPU冷却、仪器仪表、精密计量、医疗器械、生物医学、喷墨打印、工业自动化、农用喷淋滴灌等领域。
为了使本发明便于理解和更加清晰，下面通过附图和实施例 对其作进一步说明。
图1是本发明的实施例l的外形结构立体示意图。
图2是图1结构中的零部件的分解立体示意图。 图3是图2中的泵体之仰视示意图。 图4是图1的A-A剖视放大示意图。
图5是本发明的实施例2中的零部件之分解立体示意图。
图6是图5的A-A剖视示意图。
图7是图5中的泵体之仰视放大示意图。
图8是本发明的实施例3中的零部件之分解立体示意图。
图9是图8的A-A剖视示意图。
图IO是图8中的泵体之仰视放大示意图。
图11是图8中的单悬臂梁阀装在阀座圆盘上之仰视放大示意图。
图12是图8中的单悬臂梁阀装在阀座圆盘上之俯视放大示意图。
图13 ( a )是上述实施例中的双悬臂梁阀片的主视示意图；图 13(b)是图13 (a)的B-B局部剖面放大图。
图14 ( a )是上述实施例中的单悬臂梁阀片的主视示意图；图 14(b)是图14 (a)的A-A局部剖面放大图。
图15是上述实施例中的压电陶瓷片和其附着层的放大示意图。
具体实施例方式
实施例1，参看图1-图4和图13-图15。本实施例的泵Bl包 括括泵体11、与泵体内腔分别相通的进液管111和出液管112、泵盖17和单向两，在泵体11和泵盖17装配后构成的泵腔中装有 压电陶乾换能片16;压电陶瓷换能片16的上面和下面附着有一喷 涂或包裹或粘贴上的绝缘耐压保护层16.1，在绝缘耐压保护层的 外面附着有一弹性密封胶层16. 2 (见图15 )。
泵体内腔的顶面向上凹陷形成一个大凹窝，该大凹窝中包含 一个横向的窄槽116，该窄槽116将大凹窝分割成一进液腔115 和一出液腔114,并且进液腔115与进液管111相通，出液腔114 与出液管112相通，进液管lll和出液管112设置在泵体11的同 侧；还包括
一阀座圆盘13,该阀座圆盘13装配在泵体内腔中，其上设有 一与进液腔115相通的进液阀孔134和一与出液腔114相通的出 液阀孔131,阀孔为长条形；阀座圆盘13的外径略小于泵体内腔 的内径，其上表面设置有一个横筋板132，该横筋板132可插入上 述的窄槽116中；进液阀孔134和出液阀孔131分别设置在该横 筋板132的两边。
本实施例中的单向阀为两个双悬臂梁阀12和14,其中一个 14装在阀座圆盘的进液阀孔134的下面，另 一个12装在阀座圆盘 的出液阀孔131的上面；悬臂梁阀是厚度为0. 1 —0. 2毫米的铜片 或弹簧钢片，其一端固定在远离进液阀孔134或出液阀孔131的 一端之销柱135上，另一端分别覆盖在进液阀孔134的下面和出 液阀孔131的上面，悬臂梁阀12和14接触进液阀孔或出液阀孔 的一面，附着有一层硅胶弹性薄膜片(图中未示出)，悬臂梁阀与 阀孔平面接触时呈密封状态；实际上，进液阀孔或出液阀孔与悬 臂梁阀接触的一面相当于一个阀座。双悬臂梁阀片1 2的结构可 以如图13所示，其中部为一个矩形l 2.4,该矩形的中部包含 一个冲切出的空心部l 2.2，从而形成该阀片的双悬臂梁，矩形 的两端分别连有一个半圆形12.3;在该阀片远离进水孔或出水 孔的一端设有两个圆形的小通孔1 2 . 1 ,该两个小通孔1 2 . 1 套装在阀座圆盘l 3上设置的、与其相配合的两个圆柱l 3 5上(见图2),并用粘接剂将该阀片的此端固定在两个圆柱的周围。 双悬臂梁阀片14的结构与双悬臂梁阀片1 2的结构相同。
另外还有一防水绝缘密封圈15,它套装在阀座圆盘13的外圆 上。本实施例的防水绝缘密封圏15的上部和下部分别设有一个内 凹的止口 (见图4)，其中上部止口的直径与阀座圆盘1 3的外径 相等，该止口的深度与阀座圆盘l3边缘的厚度相等；下部止口 的直径与压电陶资换能片1 6的外径相等，该止口的深度与压电陶 瓷换能片1 6边缘的厚度相等；压电陶瓷换能片16装在该下部止 口中，即在防水绝缘密封圏15和泵盖17之间。
另外，在泵盖上可以设置有多个透气孔l 7 2,实验证明这 样可以改善泵的性能。
其次，在泵体l l和泵盖l 7远离进、出液管的一端分别对 应的设置有一个通线槽l 1 3、 1 7 3,当泵体和泵盖扣合后， 所述的压电陶资换能片16之外接电线18则可从该通线槽中穿出。
再次，在泵体11和泵盖17结合面之间可以i殳置2个定位销 171,这样可以保证装配时的准确定位，使装配更加高效和简单。
实施例2,参看图4—图7和图14。本实施例的泵B2与实施 例l的结构基本相同，其区别点在于
所述的泵体21内腔中设置有一向上凹陷的进液腔214和一出 液腔215;其中进液腔214为弯曲状，其外端与进液管212相通， 其内端为半圆形，该半圆形的圆心在泵体21的中心；出液腔215 位于进液腔214的一侧，其外形略大于下述的单悬臂梁阀22的外 廓；该进液腔214和出液腔215的下表面位于同一平面上，在该 平面上还设置有3个定位销盲孔213;
所述的阀座圆盘23的外径略小于泵体21内腔的内径，其上 表面上设置有3个与上述3个定位销盲孔213相对应的定位销 232，其下表面的外缘设置有一圈凸台236 ，该凸台2 36的的高度 略高于单悬臂梁阀24的厚度；阀座圆盘23上的进液阀孔231设 置在该圆盘23的中心，出液阀孔2 32设置在该圆盘凸台2 36的内侧。
所述的悬臂梁阀为2个单悬臂梁阀22和24，其结构即图14 所示的单悬臂梁阀片1 9 ，该阀的一端包含一个矩形的小通孔1
9.1,另一端为圆形19.3，该圆形19.3的直径略大于进液阀孔 231和出液阀孔2 32的直径，该两端靠中间的一个窄条形的单悬臂 19.2连接起来；阀一端的小通孔19.1套装在阀座圆盘2 3设置 的、与其相配合的矩形截面的凸柱2 35上，并用粘接剂将该阀片1
9的此端固定在凸柱的周围。
防水绝缘密封圈25为一个"0"形圏，它套装在阀座圆盘23 的外圆上。压电陶乾换能片26装在防水绝缘密封圈25和泵盖27 之间。
实施例3,参看图8—图12。本实施例的泵B3与实施例2基 本相同，其区别点在于
本实施例中的进液管311和出液管312之间的夹角为90° 。 当然其夹角为其它角度也是可以的。
所述的泵体31内腔之顶面向上设置有两个盲孔，其中一个盲 孔314位于泵体31的中心，另 一个315位于中心盲孔314的一侧； 同时，该泵体31内腔之顶面向上还设置有一外形略大于单悬臂梁 阀32的外廓的浅凹窝316，该浅凹窝316中与单悬臂梁阀32自由 端相对应的一端之中心与中心盲孔314相重合，浅凹窝316的深 度略大于悬臂梁阀32的厚度；
所述的进液腔为设在泵体内的一段槽317,其外端与进液管 311相通，其内端与上述中心盲孔314相通；出液腔也是设在泵体 内的一段短槽318,其外端与出液管312相通，其内端与上述侧面 的盲孔315相通。
与实施例类似的是，所述的阀座圆盘33的外径略小于泵体31 内腔的内径，其下表面的外缘设置有一 圏凸台332 ,该凸台332 的的高度略高于阀单悬臂梁阀34的厚度；阀座圆盘33上的进液 阀孔331设置在该圆盘33的中心，出液阀孔334设置在该圆盘33凸台的内侧。在图11和12中也示出了装配单悬臂梁阀的凸柱335 和336的位置。
以上仅为本发明之较佳实施例，但其并不限制本发明的实施 范围，例如3个实施例中的单悬臂梁阀和双悬臂梁阀均可以适用， 只要将细节结构稍作变化即可，因此不偏离本发明的权利要求所 作之等同变化与修饰，仍应属于本发明之保护范围。
权利要求
1一种用于电子产品及CPU散热冷却系统的压电陶瓷泵，包括盆状的泵体、与泵体内腔分别相通的进液管和出液管、泵盖和单向阀，在泵体和泵盖装配后构成的泵腔中装有压电陶瓷换能片；压电陶瓷换能片的上面和下面附着有一喷涂或包裹或粘贴上的绝缘耐压保护层，在绝缘耐压保护层的外面附着有一弹性密封胶层，其特征是所说的泵体内腔包括一进液腔和一出液腔，并且进液腔与进液管相通，出液腔与出液管相通；还包括一阀座圆盘，该阀座圆盘装配在泵体内腔中，其上设有一与进液腔相通的进液阀孔和一与出液腔相通的出液阀孔；所述的单向阀为两个悬臂梁阀，其中一个装在阀座圆盘的进液阀孔的下面，另一个装在阀座圆盘的出液阀孔的上面；悬臂梁阀是厚度为0.1-0.2毫米的铜片或弹簧钢片，其一端固定在远离进液阀孔或出液阀孔的一端，另一端分别覆盖在进液阀孔的下面和出液阀孔的上面，悬臂梁阀接触进液阀孔或出液阀孔的一面，附着有一层硅胶弹性薄膜片，悬臂梁阀与阀孔平面接触时呈密封状态；还包括一防水绝缘密封圈套装在阀座圆盘的外圆上；所述的压电陶瓷换能片装在防水绝缘密封圈和泵盖之间。
2、根据权利要求1所述的用于电子产品及CPU散热冷却系统 的压电陶瓷泵，其特征是所述的进液管和出液管设置在泵体的同侧； 所述的悬臂梁阀为双悬臂梁阀；所述的泵体内腔的顶面向上凹陷形成一个大凹窝，该大凹窝 中包含一个横向的窄槽，该窄槽将大凹窝分割成所说的一进液腔 和一 出液腔；所述的阀座圆盘的外径略小于泵体内腔的内径，其上表面设 置有一个横筋板，该横筋板可插入上述的窄槽中；所述的进液阀孔和出液阀孔分别i更置在该横筋板的两边。
3、 根据权利要求1所述的用于电子产品及CPU散热冷却系统的压电陶瓷泵，其特征是所述的进水管和出水管设置在泵体的同側；所述的悬臂梁阀为单悬臂梁阀；所述的泵体内腔中设置有一向上凹陷的进液腔和一出液腔；其中进液腔为弯曲状，其外端与进液管相通，其内端为半圆形，该半圆形的圆心在泵体的中心；出液腔位于进液腔的一侧，其外形略大于悬臂梁阀的外廓；该进液腔和出液腔的下表面位于同一平面上，在该平面上还设置有3个定位销盲孔；所述的阀座圆盘的外径略小于泵体内腔的内径，其上表面上设置有3个与上述3个定位销盲孔相对应的定位销，其下表面的外缘设置有一圈凸台，该凸台的的高度略高于阀悬臂梁阀的厚度；阀座圆盘上的进液阀孔设置在该圓盘的中心，出液阀孔设置在该圆盘凸台的内侧。
4、 根据权利要求1所述的用于电子产品及CPU散热冷却系统的压电陶瓷泵，其特征是所述的悬臂梁阀为单悬臂梁阀；所述的泵体内腔之顶面向上设置有两个盲孔，其中一个盲孔位于泵体的中心，另一个位于中心盲孔的一侧；同时，该泵体内腔之顶面向上还设置有一外形略大于悬臂梁阀的外廓的浅凹窝，该凹窝中与悬臂梁阀自由端相对应的一端之中心与中心盲孔相重合，淺凹窝的深度略大于悬臂梁阀的厚度；所述的进液腔的外端与进液管相通，其内端与上述中心盲孔相通；出液腔的外端与出液管相通，其内端与上述侧面的盲孔相通；所述的阀座圆盘的外径略小于泵体内腔的内径，其下表面的外缘设置有一圏凸台，该凸台的的高度略高于阀悬臂梁阀的厚度；阀座圓盘上的进液阀孔设置在该圆盘的中心，出液阀孔设置在该圆盘凸台的内侧。
5、 根据权利要求1 — 4其中之一所述的用于CPU冷却系统的压电陶瓷泵，其特征是在所述的泵盖上设置有多个透气孔。
6、 根据权利要求5所述的用于CPU冷却系统的压电陶瓷泵，其特征是在所述的泵体和泵盖的 一侧分别对应的设置有一个通线槽，当泵体和泵盖扣合后，所述的压电陶瓷换能片之外接电线可从该通线槽中穿出。
7、 根据权利要求6其中之一所述的用于CPU冷却系统的压电陶瓷泵，其特征是所述的悬臂梁阀是单悬臂梁阀。
8、 根据权利要求6其中之一所述的用于CPU冷却系统的压电陶瓷泵，其特征是所述的悬臂梁阀是双悬臂梁阀。
全文摘要
本发明公开了一种用于电子产品及CPU散热冷却系统的压电陶瓷泵，包括盆状的泵体、进液管和出液管、泵盖和单向阀、压电陶瓷换能片；其特征是泵体内腔包括一进液腔和一出液腔，还有一阀座圆盘，该圆盘装配在泵体内腔中，其上设有一与进液腔相通的进液阀孔和一与出液腔相通的出液阀孔；所述的单向阀为两个悬臂梁阀，其一端分别固定在远离进液阀孔或出液阀孔的一端，另一端分别覆盖在进液阀孔的下面和出液阀孔的上面，悬臂梁阀接触进液阀孔或出液阀孔的一面，附着有一层硅胶弹性薄膜片，悬臂梁阀与阀孔平面接触时呈密封状态；还有一防水绝缘密封圈套装在阀座圆盘的外圆上；所述的压电陶瓷换能片装在防水绝缘密封圈和泵盖之间。
文档编号F04B43/04GK101634292SQ20091010928
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者军 胡 申请人:胡 军;杨竹君