干涉式增能超声压电泵和系统的制作方法

本发明涉及压电泵技术领域，尤其涉及一种干涉式增能超声压电泵和系统。

背景技术：

压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

压电泵是一种新型流体驱动器。它不需要附加驱动电机，而是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输流体。压电泵具有结构简单、节能环保、体积小、重量轻、响应速度快、能量转换高、无电磁干扰等特点，可应用在燃料电池燃料供给、汽车发动机燃料供给、电子芯片冷却、医疗设备等领域。

随着技术的进步，市场是行出现了运用在压电陶瓷两极通上交流电使得压电陶瓷片随着交流电频率上下震动从而替代传统活塞结构的压电陶瓷气泵随之诞生，随后人们当交流电频率升高到20khz以上时，压电陶瓷震动进入超声频率区间使之产生的机械噪音在人耳可接受范围以外，比压电陶瓷泵更安静更高效的超声压电陶瓷泵应运而生。但压电陶瓷在电压的推动下所能产生的机械形变量很小，所以单个行程周期内所能推动进出泵体内的空气量也非常小。所以直接此类泵虽然拥有超小的体积和噪音，但可输出气体量和气压一直小于传统其他结构气泵，以至于该类气泵一直只能用于实验室内用于超小流量要求的试验设备中，无法再做大规模推广。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种干涉式增能超声压电泵和系统，用以解决现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

本发明实施例提供一种超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：

所述壳体分为上壳、中壳和底壳；

内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；

压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。

进一步地，底壳、中壳和活塞谐振膜围合形成内部气腔，与外界气压隔离。

进一步地，压电振子为压电陶瓷片或超声压电陶瓷片。

进一步地，双孔干涉隔板上均匀设置两个大小一致的孔结构，以使得由压电振子产生的单一声波经双孔干涉后形成频率振幅相同的双波，双波干涉叠加而成双倍于所述单一声波的波形作用于活塞谐振膜上。

进一步，所述超声压电泵用于气体增压。

进一步，所述超声压电泵用于气体抽气。

进一步，所述超声压电泵为液体泵。

本发明实施例提供一种燃料电池燃料供给系统，包括上述任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种汽车发动机燃料供给系统，包括上述任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种电子芯片冷却系统，其特征在于，包括上述任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种干涉式增能超声压电泵和系统，所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明干涉式增能超声压电泵实施例整体结构示意图；

图2为本发明干涉式增能超声压电泵实施例工作原理示意图；

图3为本发明干涉式增能超声压电泵实施例工作原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

压电泵是一种新型流体驱动器。它不需要附加驱动电机，而是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输流体。压电泵具有结构简单、节能环保、体积小、重量轻、响应速度快、能量转换高、无电磁干扰等特点，可应用在燃料电池燃料供给、汽车发动机燃料供给、电子芯片冷却、医疗设备等领域。

随着技术的进步，市场是行出现了运用在压电陶瓷两极通上交流电使得压电陶瓷片随着交流电频率上下震动从而替代传统活塞结构的压电陶瓷气泵随之诞生，随后人们当交流电频率升高到20khz以上时，压电陶瓷震动进入超声频率区间使之产生的机械噪音在人耳可接受范围以外，比压电陶瓷泵更安静更高效的超声压电陶瓷泵应运而生。但压电陶瓷在电压的推动下所能产生的机械形变量很小，所以单个行程周期内所能推动进出泵体内的空气量也非常小。所以直接此类泵虽然拥有超小的体积和噪音，但可输出气体量和气压一直小于传统其他结构气泵，以至于该类气泵一直只能用于实验室内用于超小流量要求的试验设备中，无法再做大规模推广。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供干涉式增能超声压电泵。如图1，干涉式增能超声压电泵包括壳体110、压电振子120、内谐振膜130、双孔干涉隔板140、活塞谐振膜150、进气端止回阀160和出气端止回阀170：

所述壳体110分为上壳111、中壳112和底壳113；

内谐振膜130、双孔干涉隔板140和活塞谐振膜150依次平行设置在中壳112上；其中，内谐振膜130靠近底壳113设置，活塞谐振膜150靠近上壳111设置；双孔干涉隔板140设置在内谐振膜130和活塞谐振膜150之间；

压电振子120设置在内谐振膜130上；进气端止回阀160和出气端止回阀170设置在上壳111上。

需要说明的是，底壳113、中壳112和活塞谐振膜150围合形成内部气腔，与外界气压隔离。

其中，压电振子120为压电陶瓷片或超声压电陶瓷片。

进一步，双孔干涉隔板140上均匀设置两个大小一致的孔结构，以使得由压电振子120产生的单一声波经双孔干涉后形成频率振幅相同的双波，双波干涉叠加而成双倍于所述单一声波的波形作用于活塞谐振膜150上。

本发明实施例提供一种干涉式增能超声压电泵，所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明上述实施例的基础上，底壳、中壳和活塞谐振膜围合形成内部气腔，与外界气压隔离。

需要说明的是，压电振子为压电陶瓷片或超声压电陶瓷片

其中，双孔干涉隔板上均匀设置两个大小一致的孔结构，以使得由压电振子产生的单一声波经双孔干涉后形成频率振幅相同的双波，双波干涉叠加而成双倍于所述单一声波的波形作用于活塞谐振膜上。

如图2所示，双波干涉叠加而成双倍于所述单一声波的波形作用于活塞谐振膜上，活塞谐振膜150形变，气体经由出气端止回阀170排出；如图3所示，活塞谐振膜形变消失，气体经由进气端止回阀160吸入。

本发明实施例提供一种干涉式增能超声压电泵，所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，压电振子为压电陶瓷片或超声压电陶瓷片。

需要说明的是，双孔干涉隔板上均匀设置两个大小一致的孔结构，以使得由压电振子产生的单一声波经双孔干涉后形成频率振幅相同的双波，双波干涉叠加而成双倍于所述单一声波的波形作用于活塞谐振膜上。

本发明实施例提供一种干涉式增能超声压电泵，所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，双孔干涉隔板上均匀设置两个大小一致的孔结构，以使得由压电振子产生的单一声波经双孔干涉后形成频率振幅相同的双波，双波干涉叠加而成双倍于所述单一声波的波形作用于活塞谐振膜上。

本发明实施例提供一种干涉式增能超声压电泵，所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，提供一种燃料电池燃料供给系统，包括上述实施例中任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种燃料电池燃料供给系统，包括上述实施例中任一超声压电泵。所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，提供一种汽车发动机燃料供给系统，包括上述实施例中任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种汽车发动机燃料供给系统，包括上述实施例中任一超声压电泵。所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，提供一种电子芯片冷却系统，包括上述实施例中任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种电子芯片冷却系统，包括上述实施例中任一超声压电泵。所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，提供一种气体增压泵，包括上述实施例中任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种气体增压泵，包括上述实施例中任一超声压电泵。所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，提供一种气体抽气泵，包括上述实施例中任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种气体抽气泵，包括上述实施例中任一超声压电泵。所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

在本发明任一上述实施例的基础上，提供一种液体泵，包括上述实施例中任一超声压电泵。

本发明实施例提供一种液体泵，包括上述实施例中任一超声压电泵。所述超声压电泵，包括壳体、压电振子、内谐振膜、双孔干涉隔板、活塞谐振膜、进气端止回阀和出气端止回阀：所述壳体分为上壳、中壳和底壳；内谐振膜、双孔干涉隔板和活塞谐振膜依次平行设置在中壳上；其中，内谐振膜靠近底壳设置，活塞谐振膜靠近上壳设置；双孔干涉隔板设置在内谐振膜和活塞谐振膜之间；压电振子设置在内谐振膜上；进气端止回阀和出气端止回阀设置在上壳上。解决了现有技术中压电泵产生动能和空气量较少的缺陷。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。