一种悬臂梁固定的无阀压电泵振子的制作方法
【专利摘要】一种悬臂梁固定的无阀压电泵振子，包括下压电体（9a）、上压电体（9b）中间的垫片（9c），三者粘接组成压电泵振子，其特征是：垫片（9c）采用单向碳纤维或玻璃纤维增强的树脂基片，采用本实用新型的压电振子构造方法，有效解决压电振子中的垫片反复疲劳寿命不足的问题。
【专利说明】一种悬臂梁固定的无阀压电泵振子
【技术领域】
[0001]本实用新型属于执行器等领域，特别涉及一种悬臂梁固定的无阀压电泵振子的构造。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，采用压电技术形成的逆压电效应，形成的气体、液体输送功能的压电泵，作为智能控制的核心控制元件使用。压电泵分为有阀压电泵和无阀压电泵。有阀压电泵由于安装了单向阀，可驱使液体或气体定向流动，因此效率高，但必须安装单向阀，所以结构较无阀压电泵复杂；而无阀压电泵没有阀门，结构简单，适合小型化和微型化，有广阔的应用前景。专利CN201221458Y、专利CN201190661Y提出一种利用鱼尾原理，采用悬臂梁固定结构的压电振子制作的压电泵，实现了混合输送为一体的功能，见图1、图2，这种压电泵要求压电泵振子在高电压下的寿命达到101°次循环以上，但是上述专利采用的铜片或不锈钢片作为垫片制备的双压电晶片型压电泵振子在反复弯曲过程中非常容易疲劳损坏，甚至出现断裂与击穿现象，造成压电振子失效。
[0003]专利文献1:中国专利CN201221458Y。
[0004]专利文献2:中国专利CN201190661Y。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是为克服上述【背景技术】的不足，提供一种压电泵振子的构造，有效解决压电振子中的垫片反复疲劳寿命不足的问题。
[0006]本实用新型的技术方案是:提供一种悬臂梁固定的无阀压电泵振子，包括压电体、垫片，三者粘接组成双压电晶片型压电泵振子，其特征是:垫片采用单向碳纤维或玻璃纤维增强的树脂基片，其厚度0.1-0.4mm。
[0007]本实用新型具有压电泵工作可靠性高、寿命更长的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为专利文献I的压电泵示意图。
[0009]图2为专利文献2的压电泵示意图。
[0010]图3为悬臂双晶片压电泵振子结构示意图。
[0011]图4为悬臂双晶片压电泵振子(单向玻璃纤维垫片)工作示意图。
[0012]图5为悬臂双晶片压电泵振子(单向碳纤维垫片)工作示意图。
[0013]图6为悬臂固定四晶片型压电泵振子示意图。
[0014]上述图中:1.悬臂四晶片压电振子；la.第一压电体；lb.第二压电体；lc.第三压电体；Id第四压电体；Ie.单向玻璃纤维增强环氧树脂垫片；If.单向碳纤维增强环氧树脂垫片2.第一引线组；3.第二引线组；4.端盖；5.密封圈；6.泵体；7.输送管I ;8.输送管2;9.悬臂双晶片压电振子；9a.下压电体；9b.上压电体；9c.单向玻璃纤维增强环氧树脂垫片；9d.单向碳纤维增强环氧树脂垫片；10.上盖；11.弹性垫圈；12下盖。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0016]实施例中的驱动方式已经向专利局提出申请，申请号为:201310243524.9。
[0017]实施例1
[0018]实施例1的双晶片型压电驱动振子是采用单向玻璃纤维增强环氧树脂垫片制造的，如图2、图3、图4所示:双晶片型压电驱动振子由下压电体9a、上压电体9b、单向玻璃纤维增强环氧树脂垫片9c相互粘接而成，见图3 ;压电驱动振子的一端悬臂支撑，见图2。
[0019]下压电体9a、上压电体9b的极化方式按照图4a中的“负正正负”方式极化。图中P为压电体极化方向，下同。下压电体9a、上压电体9b分别单独正电压驱动，图中E为对压电体施加电场方向，下同，下压电体9a的下表面电极与上压电体9b的上表面电极米用导线相互连接并引出导线形成地线零电位。其中上压电体9b的驱动电压Ul连接上压电体9b的下表面电极和零电位；下压电体9a的驱动电压U2连接下压电体9a的上表面电极和零电位，驱动电压U1、U2的波形可以采用整流后正电压。
[0020]图4a为上下压电体都没有施加电压的自然状态，压电振子没有发生变形。当上压电体9b上施加正电压Ul = Vdc时，下压电体9a的驱动电压U2 = 0V，即处于短路放电状态，此时上压电体9b因逆压电效应发生收缩，而压电体9a不产生逆压电效应形变，如图4b虚线所示，上压电体9b驱动整个压电泵振子向上弯曲变形；当下压电体9a上施加正电压U2 = Vdc时，此时上压电体9b的驱动电压Ul = 0V,即处于短路放电状态，此时下压电体9a因逆压电效应发生收缩，而压电体9b此时不产生逆压电效应形变，如图4c虚线变形所示，下压电体9a驱动整个压电振子向下弯曲变形。上下压电体在各自的周期工作电压下可按照上述方式交替式工作。
[0021]本实施例的玻璃纤维增强环氧树脂垫片厚度0.25mm，压电体厚度0.25mm，制备的双晶片型压电泵驱动振子，完全可以实现专利文献2的压电泵功能，而且压电振子的弯曲回弹效果及振子寿命远远高于专利文献2中的振子结构。
[0022]实施例2
[0023]实施例2的双晶片型压电驱动振子是采用单向碳纤维增强环氧树脂垫片制造的，如图2、图5所示:双晶片型压电驱动振子由下压电体9a、上压电体％、单向碳纤维增强环氧树脂垫片9d相互粘接而成，压电驱动振子的一端悬臂支撑，见图2。
[0024]下压电体9a、上压电体9b的极化方式按照图5a中的“正负负正”方式极化，图中P为压电体极化方向，下同。下压电体9a、上压电体9b分别单独正电压驱动，图中E为对压电体施加电场方向，下同，下压电体9a的上表面电极与上压电体9b的下表面电极米用导线相互连接并引出导线形成地线零电位。其中上压电体9b的驱动电压Ul连接上压电体9b的上表面电极和零电位；下压电体9a的驱动电压U2连接下压电体9a的下表面电极和零电位，驱动电压U1、U2的波形可以采用整流后正电压。
[0025]图5a为上下压电体都没有施加电压的自然状态，压电振子没有发生变形。当上压电体9b上施加正电压Ul = Vdc时，下压电体9a的驱动电压U2 = 0V，即处于短路放电状态，此时上压电体9b因逆压电效应发生收缩，而压电体I不产生逆压电效应形变，如图5b虚线所示，上压电体9b驱动整个压电振子向上弯曲变形；当下压电体9a上施加正电压U2=Vdc时,上压电体9b的驱动电压Ul = OV,即处于短路放电状态,此时下压电体9a因逆压电效应发生收缩，而压电体9b不产生逆压电效应形变，如图5c虚线变形所示，上压电体9b驱动整个压电振子向下弯曲变形。上下压电体在各自的周期工作电压下可按照上述方式交替式工作。
[0026]本实施例的碳纤维增强环氧树脂垫片厚度0.25mm,压电体厚度0.25mm,制备的双晶片型压电泵驱动振子，完全可以实现专利文献2的压电泵功能，而且压电振子的弯曲回弹效果及振子寿命远远高于专利文献2中的振子结构。
[0027]实施例3
[0028]实施例3的四晶片型压电驱动振子是采用单向玻璃纤维增强环氧树脂垫片制造的，如图1、图6所示:四晶片型压电驱动振子由第一压电体la、第二压电体lb、第三压电体lc、第四压电体ld，单向玻璃纤维增强环氧树脂垫片Ie组成，见图6 ;压电驱动振子的一端悬臂支撑，见图1。四晶片型压电泵振子的制备工艺如下:首先采用单向玻璃纤维预增强环氧树脂浸料在扭曲部位扭曲成相互面垂直的位置，并在各自的压力板下固化，形成空间垂直交叉的单向玻璃纤维垫增强环氧树脂片Ie ;然后在单向玻璃纤维垫增强环氧树脂片Ie上分别粘接第一压电体la、第二压电体lb、第三压电体lc、第四压电体Id。
[0029]第一压电体la、第二压电体Ib成为一组,第三压电体lc、第四压电体Id成为另一组，分别按照实施例1中的“负正正负”方式极化。驱动变形方式同实施例1。
[0030]本实施例的玻璃纤维增强环氧树脂垫片厚度0.25mm，压电体厚度0.25mm，制备的四晶片型压电泵驱动振子，完全可以实现专利文献I的压电泵功能，而且压电振子的弯曲回弹效果及振子寿命远远高于专利文献I中的振子结构。
[0031]实施例4
[0032]实施例4的四晶片型压电驱动振子是采用单向碳纤维增强环氧树脂垫片制造的，如图1、图6所示:四晶片型压电泵振子由第一压电体la、第二压电体lb、第三压电体lc、第四压电体ld，单向碳纤维纤维增强环氧树脂垫片If组成，见图6 ;压电驱动振子的一端悬臂支撑，见图1。压电振子制备工艺同实施例3。
[0033]第一压电体la、第二压电体Ib成为一组,第三压电体lc、第四压电体Id成为另一组，分别按照实施例2中的“正负负正”方式极化。驱动变形方式同实施例2。
[0034]本实施例的碳璃纤维增强环氧树脂垫片厚度0.25mm,压电体厚度0.25mm,制备的四晶片型压电泵驱动振子，完全可以实现专利文献I的压电泵功能，而且压电振子的弯曲回弹效果及振子寿命远远高于专利文献I中的振子结构。
[0035]采用本发明的压电振子构造方法，有效解决压电振子中的垫片反复疲劳寿命不足的问题。
【权利要求】
1.一种悬臂梁固定的无阀压电泵振子，包括下压电体(9a )、上压电体(9b )中间的垫片(9c )，三者粘接组成压电泵振子，其特征是:垫片(9c )采用单向碳纤维或玻璃纤维增强的树脂基片，其厚度0.1-0.4mm。
【文档编号】H02N2/04GK203399015SQ201320363221
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】王素贞 申请人:重庆中镭科技有限公司