一种三压电叠堆菱形放大结构惯性泵的制作方法

本发明涉及一种三压电叠堆菱形放大结构惯性泵，属于流体机械领域。

背景技术：

将压电陶瓷的逆压电效应运用到惯性泵上，可以实现液体的循环输出，由于惯性泵具有结构简单、易于布置等优点，近年来备受人们关注，然而惯性泵同样存在着驱动部分复杂、电磁干扰明显的缺点，使得惯性泵很难在日常生活中得到广泛的应用。

技术实现要素：

本发明针对目前惯性泵存在的问题，提出一种结构简单、输出流量高的惯性压电泵。

本发明采用的技术方案是：一种三压电叠堆菱形放大结构惯性泵，由流管(1)、轮式单向阀(1-1)、伞式单向阀(1-2)、悬臂梁(2)、悬臂梁螺钉(2-1)、悬臂梁质量块(2-3)、泵体(3)、菱形放大结构(4)、小叠堆盖(5)、小叠堆盖螺钉(5-2)、大叠堆盖(6)、大叠堆盖螺钉(6-1)、小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)组成；

所述流管(1)开设单向阀安装座(1-3)、流入口(1-4)、流出口(1-5)，所述悬臂梁(2)开设悬臂梁螺钉孔(2-2)，所述泵体(3)开设悬臂梁螺钉孔(3-1)、小叠堆盖螺钉孔(3-2)、大叠堆盖螺钉孔(3-3)、泵体底座(3-4)、小叠堆盖孔(3-5)、大叠堆盖孔(3-6)、小叠堆孔(3-7)、大叠堆孔(3-8)，所述小叠堆盖(5)开设小叠堆盖螺钉孔(5-1)，所述大叠堆盖(6)开设大叠堆盖螺钉孔(6-2)，所述轮式单向阀(1-1)、伞式单向阀(1-2)可选择其中一个置于流管(1)的单向阀安装座(1-3)，所述悬臂梁(2)与悬臂梁质量块(2-3)为一体结构，在3d打印制作时此区域设置更大的密度以实现同一结构不同部分质量的不同，所述流管(1)和悬臂梁(2)进行过盈装配，所述悬臂梁(2)与泵体(3)通过臂梁螺钉孔(2-2)、臂梁螺钉孔(3-1)由悬臂梁螺钉(2-1)配合，所述小叠堆盖(5)与小压电叠堆(7)的一端配合，同时小叠堆盖(5)与泵体(3)的小叠堆盖孔(3-5)通过小叠堆盖螺钉孔(5-1)、小叠堆盖螺钉孔(3-2)由小叠堆盖螺钉(5-2)配合，所述小压电叠堆(7)的另一端进入泵体(3)的小叠堆孔(3-7)，所述大叠堆盖(6)与大压电叠堆(8)的一端配合，同时大叠堆盖(6)与泵体(3)的大叠堆盖孔(3-6)通过大叠堆盖螺钉孔(6-2)、大叠堆盖螺钉孔(3-3)由大叠堆盖螺钉(6-1)配合，所述大压电叠堆(8)的另一端进入泵体(3)的大叠堆孔(3-8)，所述菱形放大结构(4)的底面、两侧面分别与大压电叠堆(8)、小压电叠堆(9)紧密粘接，菱形放大结构(4)的顶面与悬臂梁(2)粘接，并由悬臂梁螺钉(2-1)配合产生的压力实现预紧，达到装配整个泵的目的；

作为上述技术方案的进一步改进，所述菱形放大结构(4)上下臂的夹角为60°，使得菱形放大机构传递和放大小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)的运动和位移的效果最佳；

作为上述技术方案的进一步改进，所述菱形放大结构(4)与小叠堆(7)、大叠堆(8)紧密接触，且小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)接入相位相反的两组独立电源，使小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)的运动方向相反，当小压电叠堆(7)伸长时大压电叠堆(8)收缩，当小压电叠堆(7)收缩时大压电叠堆(8)伸长，使菱形放大结构(4)的顶面的位移进一步放大，进而放大悬臂梁(2)的振动幅度；

作为上述技术方案的进一步改进，所述悬臂梁(2)设计变截面凹槽，减弱悬臂梁(2)的刚度，增加悬臂梁(2)末端振幅；

作为上述技术方案的进一步改进，所述悬臂梁(2)的末端设有悬臂梁质量块(2-3)，与悬臂梁(2)形成耦合系统，进一步放大悬臂梁(2)末端振幅；

作为上述技术方案的进一步改进，所述流管(1)设有单向阀安装座(1-3)，可选择轮式单向阀(1-1)、伞式单向阀(1-2)置于单向阀安装座(1-3)，对液体回流进行反向截止。

本发明的有益效果是：

此发明加入菱形放大结构，同时在菱形放大结构的三面设置两组压电叠堆，两组压电叠堆的电源相位相反且相互独立，进一步放大菱形放大结构的形变；

此发明加入变截面悬臂梁，并在变截面梁的末端设有质量块，与悬臂梁形成耦合系统进一步放大悬臂梁末端的位移；

此发明可选择两种单向阀，且由于惯性泵的工作特性，单向阀无需与流管粘接，使泵的结构简化便于装配。

附图说明

图1所示为本发明的整体示意图。

图2所示为本发明的整体剖视图。

图3所示为本发明的爆炸示意图。

图4所示为本发明的轮式阀示意图。

图5所示为本发明的伞形阀示意图。

图6所示为本发明的伞形阀装配剖视图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

请参阅图1～6，本发明实施例中，具体结构包括：

一种三压电叠堆菱形放大结构惯性泵，由流管(1)、轮式单向阀(1-1)、伞式单向阀(1-2)、悬臂梁(2)、悬臂梁螺钉(2-1)、悬臂梁质量块(2-3)、泵体(3)、菱形放大结构(4)、小叠堆盖(5)、小叠堆盖螺钉(5-2)、大叠堆盖(6)、大叠堆盖螺钉(6-1)、小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)组成；所述流管(1)开设单向阀安装座(1-3)、流入口(1-4)、流出口(1-5)，所述悬臂梁(2)开设悬臂梁螺钉孔(2-2)，所述泵体(3)开设悬臂梁螺钉孔(3-1)、小叠堆盖螺钉孔(3-2)、大叠堆盖螺钉孔(3-3)、泵体底座(3-4)、小叠堆盖孔(3-5)、大叠堆盖孔(3-6)、小叠堆孔(3-7)、大叠堆孔(3-8)，所述小叠堆盖(5)开设小叠堆盖螺钉孔(5-1)，所述大叠堆盖(6)开设大叠堆盖螺钉孔(6-2)，所述轮式单向阀(1-1)、伞式单向阀(1-2)可选择其中一个置于流管(1)的单向阀安装座(1-3)，所述悬臂梁(2)与悬臂梁质量块(2-3)为一体结构，在3d打印制作时此区域设置更大的密度以实现同一结构不同部分质量的不同，所述流管(1)和悬臂梁(2)进行过盈装配，所述悬臂梁(2)与泵体(3)通过臂梁螺钉孔(2-2)、臂梁螺钉孔(3-1)由悬臂梁螺钉(2-1)配合，所述小叠堆盖(5)与小压电叠堆(7)的一端配合，同时小叠堆盖(5)与泵体(3)的小叠堆盖孔(3-5)通过小叠堆盖螺钉孔(5-1)、小叠堆盖螺钉孔(3-2)由小叠堆盖螺钉(5-2)配合，所述小压电叠堆(7)的另一端进入泵体(3)的小叠堆孔(3-7)，所述大叠堆盖(6)与大压电叠堆(8)的一端配合，同时大叠堆盖(6)与泵体(3)的大叠堆盖孔(3-6)通过大叠堆盖螺钉孔(6-2)、大叠堆盖螺钉孔(3-3)由大叠堆盖螺钉(6-1)配合，所述大压电叠堆(8)的另一端进入泵体(3)的大叠堆孔(3-8)，所述菱形放大结构(4)的底面、两侧面分别与大压电叠堆(8)、小压电叠堆(9)紧密粘接，菱形放大结构(4)的顶面与悬臂梁(2)粘接，并由悬臂梁螺钉(2-1)配合产生的压力实现预紧，达到装配整个泵的目的；

作为上述技术方案的进一步改进，所述菱形放大结构(4)上下臂的夹角为60°，使得菱形放大机构传递和放大小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)的运动和位移的效果最佳；

作为上述技术方案的进一步改进，所述菱形放大结构(4)与小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)紧密接触，且小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)接入相位相反的两组独立电源，使小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)的运动方向相反，当小压电叠堆(7)伸长时大压电叠堆(8)收缩，当小压电叠堆(7)收缩时大压电叠堆(8)伸长，使菱形放大结构(4)的顶面的位移进一步放大，进而放大悬臂梁(2)的振动幅度；

作为上述技术方案的进一步改进，所述悬臂梁(2)设计变截面凹槽，减弱悬臂梁(2)的刚度，增加悬臂梁(2)末端振幅；

作为上述技术方案的进一步改进，所述悬臂梁(2)的末端设有悬臂梁质量块(2-3)，与悬臂梁(2)形成耦合系统，进一步放大悬臂梁(2)末端振幅；

作为上述技术方案的进一步改进，所述流管(1)设有单向阀安装座(1-3)，可选择轮式单向阀(1-1)、伞式单向阀(1-2)置于单向阀安装座(1-3)，对液体回流进行反向截止。

本发明的工作过程分为第一工作过程和第二工作过程：

第一工作过程：施加两组相位相反的交流电信号于小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)，小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)带动菱形放大结构(4)在竖直方向缩短、水平方向伸长，菱形放大结构(4)向下拉动悬臂梁(2)，轮式单向阀(1-1)或伞式单向阀(1-2)顺流体流出方向开启，流管(1)内液体由于惯性作用在沿流管流出方向相对保持静止，通过轮式单向阀(1-1)或伞式单向阀(1-2)；

第二工作过程：小压电叠堆(7)、大压电叠堆(8)在反向交流电信号的激励下带动菱形放大结构(4)在竖直方向伸长、水平方向缩短，菱形放大结构(4)向上顶起悬臂梁(2)，轮式单向阀(1-1)或伞式单向阀(1-2)顺流体流出方向关闭，流管(1)内液体由于惯性作用相对流管(1)向上流动，到达流出口(1-5)，且受到轮式单向阀(1-1)或伞式单向阀(1-2)的作用减小回流。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只适用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。