振子周布式多腔被动阀压电泵的制作方法

本发明属于流体机械技术领域，涉及一种压电泵，具体地说，是一种振子周布式多腔被动阀压电泵。

背景技术：

压电泵是一种新型流体驱动器，利用逆压电效应使压电振子产生变形，使泵腔的容积产生变化出现压差，进而实现流体输出。同传统机械式液压泵相比，压电泵具有结构简单、无电场干扰、微小流量可控等诸多优势，在生物医疗、航空航天、设备冷却等方面具有广泛的应用前景。

压电泵按照腔体的多少可分为单腔泵和多腔泵。针对于压电泵的输出性能，在结构上选择多腔压电泵是实现较大流量泵出的有效做法。当前，多腔压电泵腔室间通常采用串联或并联的方式连接，在结构上类似于将多个单腔压电泵堆叠组合在一起，虽然提升了输出性能，但明显存在着体积较大的现象，背离了压电泵微小型化的设计初衷。

传统压电泵结构普遍存在驱动密度低，单位体积输出流量小等问题，难以实现市场化应用，开发小体积高效率的多腔压电泵是解决问题的关键。若要实现，就需要提升多腔压电泵腔室之间的关联性，提高腔间协同作用力和压电振子的利用率。

技术实现要素：

为了解决上述压电泵领域中驱动密度低，单位体积输出流量小等问题，本发明公开了振子周布式多腔被动阀压电泵。

本发明所采用的技术方案是：所述振子周布式多腔被动阀压电泵包括泵体和端盖，泵体包括腔体、双晶片压电振子、紧固盖、阀体及密封圈，端盖包括盖体、单晶片压电振子和密封圈；泵体与端盖通过螺纹孔用螺栓连接。

所述腔体侧壁设置有流道用于出、进液腔的连接，腔体侧面设有导线孔及锥形出液口结构，在腔体的圆周面上设有螺纹孔结构，腔体中心设有内腔体作为出液口的腔室，在腔体圆周面上还设置有内螺纹用于腔体与腔盖的旋合连接，以实现泵体的构成；所述腔盖圆周面设有螺纹，腔盖侧面设有进液口，进液口处有阀槽结构用于放置单向阀，同时在腔盖侧面设置有内腔结构作为进液口的腔室；

所述端盖水平侧面设有密封槽结构,槽内放置密封圈，用于泵体与端盖螺栓连紧后的密封，端盖侧面还设有内腔结构，该腔室和腔体内腔连接组成出液腔，端盖内腔壁上设有导线孔用来提供侧面单晶片压电振子的信号输入。

所述双晶片压电振子与腔盖内腔构成该压电泵的四个呈圆周布置的进液腔，同时腔体内腔与圆周布置的双晶片压电振子及端盖侧面单晶片压电振子组成压电泵的出液腔，进液腔与出液腔通过腔体流道相连；各双晶片压电振子既作为进液腔的侧壁又作为出液腔的圆周壁，单晶片压电振子作为出液腔侧壁配合周部双晶片压电振子组成出液腔的驱动部分。

本发明的有益效果是：

1、不同于传统的多腔压电泵，振子周布式多腔被动阀压电泵结构上采用进液腔环包围出液腔的腔间联接方式，周布双晶片压电振子一侧与泵体外壁组成进液腔，另一侧与端盖单晶片振子包围组成出液腔，是进液腔和出液腔的共同组成部分。高关联的腔间关系及压电振子利用率，能够充分利用泵体的内部空间，使周布式多腔压电泵较普通的串/并联多腔压电泵的体积更小，驱动面积更大。

2、由于双晶片压电振子在泵腔结构上的双面应用，在工作原理上，本发明相较于传统多腔压电泵有明显的差异。振子周布式多腔被动阀压电泵在工作时，能够利用双晶片压电振子的双侧位移，同时完成进液与出液工作，提高了腔间协同作用能力与压电振子利用率，实现了液体的持续泵出。

3、提升了多腔压电泵的实用性，传统多腔压电泵单入单出的泵流结构难以满足微流量输送领域内应用环境多样化的需求，本发明周布的进液腔不仅能够保证腔体大流量吸液且能应用在液体混合泵送等领域。

附图说明

图1为本发明结构剖视图

图2为本发明结构示意图

图3为本发明装配外观示意图

图4为本发明侧视结构示意图

图5为本发明腔体结构示意图

图6为本发明腔盖结构示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

参照图1～4所示，振子周布式多腔被动阀压电泵，包括端盖1，紧固螺栓2，端部密封圈3，单晶片压电片4，腔体5，紧固螺栓6，双晶片压电片7，支撑橡胶圈8，腔盖9，单向阀10，其中：

本发明腔盖9布置有单向阀10作为进液腔阀，起到防回流作用；同时腔盖通过螺纹9-1与腔体螺纹5-6连接固定在腔体5上，双晶片压电片7结合支撑橡胶圈8固定在腔盖与腔体之间；在完成上述连接后，腔盖内腔9-3与双晶片压电片一侧组成呈圆周分布的四个进液腔；端盖1通过紧固螺栓2和6连接在腔体上，同时在其端盖内腔1-2中固定有单晶片压电片，结合双晶片压电片内侧，圆周合围组成压电泵的出液腔。

本发明进液腔与出液腔之间通过流道5-1与流道9-4连通，周布进液腔将吸入的液体通过流道送入到中心出液腔中，然后经由腔体锥形出液口5-3将水输出。

本发明泵体圆周布置有四个进液腔，泵体内部布置单个出液腔，在工作时液体由不同的进液流道输入到出液腔中，可应用于液体混合输出环境中；双晶片压电片是压电泵进液腔和出液腔的共同组成部分，结构整体提升了传统压电泵的空间利用率。

参照图5所示，本发明压电泵泵腔呈圆柱形，端部设有端盖连接槽，四周开有腔盖槽，中部中空，尾部设有出液锥形道5-3；外部设有连接螺纹孔5-4，内部设有与进液腔连接流道5-1。

参照图6所示，本发明压电泵腔盖是进液腔的主要构成部分，腔盖通过圆周面设有的螺纹结构9-1旋紧连接在泵腔上，腔盖侧面进液口处设有阀槽置放单向阀10；装配后腔盖腔室即为进液腔腔室，通过腔盖内设置的流道将液体输送到出液腔中。

此压电泵在工作过程中，双晶片压电振子7由穿过导线孔5-2的导线连接电源，在进液腔与出液腔之间振动。双晶片压电振子受电激励向腔体内腔方向凹陷时，进液腔空间变大压力减小，压电泵进液，同时出液腔受压，配合端部单晶片压电振子4的变形将液体输出；当双晶片压电振子向腔盖内腔方向隆起时，各进液腔通过流道5-1将水压入出液腔，同时出液腔腔室张大配合端部单晶片压电振子完成大量吸液工作。本发明在结构上将压电振子驱动作用最大化，协调进液腔与出液腔在工作周期内联动配合，保证了压电泵的流量输出。

本文中具体对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种振子周布式多腔被动阀压电泵，包括泵体和端盖，所述的泵体包括腔体、双晶片压电振子、紧固盖、阀体及密封圈，所述端盖包括盖体、单晶片压电振子和密封圈；泵体双晶片压电振子与腔体外壁组成进液腔，同时双晶片压电振子的另一侧与所述端盖的单晶片压电振子组成出液腔，进液腔与出液腔通过流道连接。本发明结构上采用的双晶片压电振子是进液腔和出液腔的共同组成部分，驱动时能够同时利用压电振子的双侧位移，同步完成液体进出；周布四个进液腔供液，五片压电振子合围的出液腔泵液，可实现小体积下的大流量液体输出及多种流体混合。

技术研发人员：何丽鹏;黄勇;张邦成;赵达;李威
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：2017.11.03
技术公布日：2018.03.20