一种多个入口特斯拉阀流道中心出流的微型压电泵

本发明属于微型压电泵，具体涉及一种多个入口特斯拉阀流道中心出流的微型压电泵。

背景技术：

1、微型压电泵是利用压电材料特有的压电效应来工作的。当给压电振子上的压电陶瓷施加交变的激励，由于压电效应使压电陶瓷内部产生变形并表现为宏观的振动并迫使泵腔体积发生变化，进而引起腔内压强变化，从而实现流体的传输。

2、目前微型压电泵欠缺多个泵体组装工艺。多出入口的微型压电泵结构复杂，制造及组装过程中的工序繁琐，生产成本较高，难以进一步降低废品率造成资源浪费；

3、微型压电泵具有体积小、静音、寿命长等优点，现有的微型压电泵通常单单只在出口流道设置有出口阀片，但是在入口流道通常没有设置相关的单向整流设置，在气泵的排气阶段时，部分流体会从入口处溢散，使最终的能量转化率较低。目前微型压电泵对内部腔体的构造不利于流体的运动。

4、当前微型压电泵的输出流量、压力相对较小，使其的应用范围大大受到限制。因此，提高微型压电泵流量、压力是及其重要的研究方向。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，而提出一种多个入口特斯拉阀流道中心出流的微型压电泵，在入口流道设置有无阀结构的单向整流装置，阻止了排气阶段时流体自入口流道溢散，从而提高了装置的输出压力和流量。

2、一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，从上到下依次包括：压电振子、上泵体（3）、下泵体（4）、出口单向阀（5）和出口导流组件（6）；

3、微型压电泵入口为特斯拉阀流道结构，出口为中心位置出流式结构；

4、压电振子与上泵体上表面无间隙，微型压电泵为零腔体结构；

5、上泵体（3）由n（n＞1）条上泵体特斯拉阀入口流道、上泵体出口流道（302）、n个上泵体进气口和圆形凸台（301）组成；

6、下泵体（4）由n条下泵体特斯拉阀入口流道、下泵体出口流道（405）、n个下泵体进气口构成，其中下泵体特斯拉阀入口流道与上泵体特斯拉阀入口流道相互对称，组装后形成一个完整的入口特斯拉阀流道结构。

7、压电振子由压电陶瓷（1）和柔性基板（2）粘接组成。

8、出口单向阀（5）包含：出口单向阀第一象限进气口（501），出口单向阀第二象限进气口（504），出口单向阀第三象限进气口（503），出口单向阀第四象限进气口（502），弹性铰链（506），圆形阀芯（505）。

9、出口导流组件（6）由出口流道（605）、阀片变形腔（606）和n个底部进气口组成。

10、完整的入口特斯拉阀流道结构从入口到出口的截面尺寸为渐进扩张趋势。

11、压电振子的支承方式为圆周尖端支承的优化简支结构。

12、特斯拉阀入口流道为棱锥结构，特斯拉阀流道均设置在棱锥的斜面上，上、下泵体对应的斜面上的特斯拉阀流道一一对称，叠合后构成四条完整的特斯拉阀流道。

13、一种多个入口特斯拉阀流道的微型压电泵，它包括：上泵体、下泵体、出口导流组件、出口单向阀和压电振子，其中压电振子是由压电陶瓷和柔性基板通过环氧树脂胶粘接组成。

14、微型压电泵可以设置多个入口为特斯拉阀流道结构，可以增加为六条、八条的特斯拉阀流道结构，也可以减少为两条、三条特斯拉阀流道结构。

15、上泵体由四条上泵体特斯拉阀入口流道、出口流道、四个上泵体进气口、圆形凸台构成。

16、下泵体由四条下泵体特斯拉阀入口流道、出口流道、四个下泵体进气口构成，其中特斯拉阀入口流道与上泵体特斯拉阀流道相互对称，组装后成为一个完整的入口流道。

17、出口导流组件由出口流道、阀片变形腔、四个底部进气口构成。

18、组装后，各部件位置相对应的象限孔相通，并形成流体通路。

19、特别是一种具备零腔体高度的微型压电泵，且特斯拉阀流道与出口相切，微型压电泵通过四条树枝形特斯拉阀分叉流道来泵入流体，通过施加电场使压电材料振动，进而驱动流体在分叉流道中流动。这种微型压电泵不仅能够实现高效的流体泵送，还能够实现较高的泵送压力和流量调节能力。

20、采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

21、1、微型压电泵的上下泵体入口流道均设有特斯拉阀流道，构造出无阀单向结构，使其正向导通、反向截止，可以增强微型压电泵的流量和压力表现。

22、2、微型压电泵在入口流道设置特斯拉阀流道，可以引导流体在进入压电微泵时产生绕流效应，从而增加进口风速，提高了进口压力。同时，设计特斯拉阀流道还可以减少翼音爆发或气动噪声，从而提高压电微泵的工作效率和稳定性。

23、3、特斯拉阀流道的设计还能提高流体或流体的传输效率，减少能源损失。

24、4、整体零件数量少，厚度小且装配简单。各个零件分体制作，易于加工成型，装配时可以采用贴合封装，有利于过程管控；同时可以减少批量化生产中过程中工序步骤，有利于微型压电泵的微小型化和轻薄化。

技术特征：

1.一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，从上到下依次包括：压电振子、上泵体（3）、下泵体（4）、出口单向阀（5）和出口导流组件（6）；

2.根据权利要求1所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的n＞1。

3.根据权利要求2所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的n=4。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的压电振子由压电陶瓷（1）和柔性基板（2）粘接组成。

5.根据权利要求4所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的出口单向阀（5）包含：出口单向阀第一象限进气口（501），出口单向阀第二象限进气口（504），出口单向阀第三象限进气口（503），出口单向阀第四象限进气口（502），弹性铰链（506），圆形阀芯（505）。

6.根据权利要求5所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的出口导流组件（6）由出口流道（605）、阀片变形腔（606）和n个底部进气口组成。

7.根据权利要求6所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的完整的入口特斯拉阀流道结构从入口到出口的截面尺寸为渐进扩张趋势。

8.根据权利要求7所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述的压电振子的支承方式为圆周尖端支承的优化简支结构。

9.根据权利要求8所述的一种多个入口为特斯拉阀流道的微型压电泵，其特征在于：所述特斯拉阀入口流道为棱锥结构，特斯拉阀流道均设置在棱锥的斜面上，上、下泵体对应的斜面上的特斯拉阀流道一一对称，叠合后构成四条完整的特斯拉阀流道。

技术总结
本发明公开了一种多个入口特斯拉阀流道中心出流的微型压电泵，它包括：上泵体、下泵体、出口导流组件、出口单向阀和压电振子，其中压电振子是由压电陶瓷和柔性基板通过环氧树脂胶粘接组成。且特斯拉阀流道与出口相切，微型压电泵通过四条树枝形特斯拉阀分叉流道来泵入流体，通过施加电场使压电材料振动，进而驱动流体在分叉流道中流动。这种微型压电泵不仅能够实现高效的流体泵送，还能够实现较高的泵送压力和流量调节能力。整体零件数量少，厚度小且装配简单。各个零件分体制作，易于加工成型，装配时可以采用贴合封装，有利于过程管控；同时可以减少批量化生产中过程中工序步骤，有利于微型压电泵的微小型化和轻薄化。

技术研发人员：刘国君,王猛,刘润宇,冯宇轩,刘增浩,王聪慧,李新波,曹帅启,傅镪,王哲
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4