專(zhuān)利名稱(chēng)：擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微流體傳輸與控制、微機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特指擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵。
背景技術(shù)：
壓電泵屬于容積泵，是機(jī)械式微泵的一種，廣泛應(yīng)用在藥物微量輸運(yùn)、細(xì)胞分離、 電子產(chǎn)品降溫、燃料微量噴射、化學(xué)微分析、管道流動(dòng)轉(zhuǎn)捩控制等領(lǐng)域。壓電泵主要分為有閥壓電泵和無(wú)閥壓電泵，有閥壓電泵結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，難于加工，不適用于高頻工作條件，而且容易產(chǎn)生斷流現(xiàn)象，工作時(shí)產(chǎn)生的噪音較大，影響泵的性能。無(wú)閥壓電泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適于小型和微型工作條件，可以滿足在高頻頻率下的工作要求，克服了有閥壓電泵斷流有噪音的缺點(diǎn)。目前，擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵將傳統(tǒng)泵的驅(qū)動(dòng)源部分、傳動(dòng)部分及泵體三者合為一體，克服了由于部件運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的壓力損失、磨損、疲勞破壞以及對(duì)某些敏感流體的性質(zhì)所造成的不良影響。常用的擴(kuò)散/收縮管型無(wú)閥壓電泵具有“Y”形管無(wú)閥壓電泵和 “V”型管無(wú)閥壓電泵結(jié)構(gòu)，“Y”形管無(wú)閥壓電泵的進(jìn)出口流管由一個(gè)合流管和兩個(gè)分流管組合成“Y”字形，其合流管和分流管均為等截面矩形管，其缺陷是等截面矩形的合流管與分流管的尺度較大，不利于微型集成化?！癡”型管無(wú)閥壓電泵的進(jìn)出口流管由一個(gè)等截面矩形合流管和兩個(gè)擴(kuò)散(收縮)分流管組合成，其缺陷是等截面矩形的進(jìn)出口流管使得正反向流阻比偏小，無(wú)法提高流量，而且進(jìn)出口流管與泵腔不在同一個(gè)面上，導(dǎo)致加工和制作的困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵，該泵可克服普通無(wú)閥壓電泵流量小的不足，并且可在較高頻率下工作，流量較容易控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是具有泵體及泵蓋，泵體的正中間是泵腔，泵蓋正上部是壓電振子，泵蓋上具有位于泵腔兩側(cè)的泵進(jìn)口與泵出口，泵進(jìn)口、泵出口與泵腔的軸心線在水平方向共線，在垂直方向相平行；泵體上設(shè)有兩個(gè)相同且同向布置的第一、第二擴(kuò)散/收縮組合管；兩擴(kuò)散/收縮組合管均由一匯流錐管與相對(duì)于匯流錐管中心線對(duì)稱(chēng)布置的兩分流錐管連通組成；第一擴(kuò)散/收縮組合管的匯流錐管與泵進(jìn)口相連通，其兩分流錐管均與泵腔相連通；第二擴(kuò)散/收縮組合管的匯流錐管與泵腔相連通，其兩分流錐管均與泵出口相連通。進(jìn)一步地，匯流錐管的長(zhǎng)為1200 μ m、高為80 μ m、小端的最小截面寬度為80 μ m、 錐角為7°、小端管口圓角半徑為40μπι;兩分流錐管間的夾角為90°、長(zhǎng)均為400μπκ小端最小截面寬度與匯流錐管大端的最大截面寬度之比均為0. 5、錐角均為3. 5°。本實(shí)用新型的有益效果是與傳統(tǒng)擴(kuò)散/收縮管無(wú)閥壓電泵相比，本實(shí)用新型的擴(kuò)散/收縮組合管在流體正向流動(dòng)時(shí)兩者壓差基本相同；反向流動(dòng)時(shí)，由于兩個(gè)分流錐管的組合作用產(chǎn)生壓差，從而使得反向流阻系數(shù)與正向流阻系數(shù)之比更高，提高了壓電泵的容積效率，增加了壓電泵的流量。

圖1為本實(shí)用新型擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵結(jié)構(gòu)的主視剖視示意圖；圖2為圖1的A-A剖面圖；圖3為圖2中擴(kuò)散/收縮組合管5或8的局部I放大圖；圖4為圖3中匯流錐管9和分流錐管10、11的結(jié)構(gòu)放大圖；圖5為本實(shí)用新型吸入過(guò)程工作原理圖；圖6為本實(shí)用新型排出過(guò)程工作原理圖；圖中1.泵進(jìn)口 ；2.壓電振子3.泵蓋；4.泵出口 ；5.第一擴(kuò)散/收縮組合管； 6.泵體；7.泵腔；8.第二擴(kuò)散/收縮組合管；9.匯流錐管；10、11.分流錐管。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1和2所示，本實(shí)用新型具有泵體6，在泵體6上固定安裝與泵體6相配的泵蓋3，泵體6的正中間是泵腔7。在泵蓋3正上部是壓電振子2，用黏結(jié)劑將壓電振子2固定黏結(jié)在泵蓋3上。在泵蓋3的左右位置加工出泵進(jìn)口 1與泵出口 4，泵進(jìn)口 1、泵出口 4 位于泵腔7的兩側(cè)，泵進(jìn)口 1、泵出口 4與泵腔7三者的軸心線在水平方向共線，在垂直方向相平行。在泵體6上有兩個(gè)相同且同向布置的的第一、第二擴(kuò)散/收縮組合管5、8，其中，第一擴(kuò)散/收縮組合管5連通泵進(jìn)口 1和泵腔7，第二擴(kuò)散/收縮組合管8連通泵出口 4和泵腔7。參見(jiàn)圖3，第一或第二擴(kuò)散/收縮組合管5或8均由一個(gè)匯流錐管9與兩個(gè)分流錐管10、11連通組成，兩分流錐管10、11相對(duì)于匯流錐管9的中心線對(duì)稱(chēng)布置。其中，第一擴(kuò)散/收縮組合管5的匯流錐管9與泵進(jìn)口 1相連通，其分流錐管10、11均與泵腔7相連通； 第二擴(kuò)散/收縮組合管8的匯流錐管9與泵腔7相連通，其兩分流錐管10、11均與泵出口 4相連通。參見(jiàn)圖4，匯流錐管9的長(zhǎng)度L為1200 μ m,匯流錐管9小端的最小截面寬度Id1為 80 μ m,匯流錐管9的高度為80 μ m，錐角θ i為7°，小端管口圓角半徑r為40 μ m。分流錐管10、11長(zhǎng)度L2均為400 μ m,分流錐管10、11的小端最小截面寬度Id2與匯流錐管9大端的最大截面寬度k之比ID2/ k為0.5，分流錐管10、11錐角θ2均為3.5°，兩分流錐管10 和11之間的夾角Φ為90°。本實(shí)用新型工作時(shí)，吸入過(guò)程參見(jiàn)5所示，壓電振子2通電后上下振動(dòng)，當(dāng)壓電振子2向上振動(dòng)時(shí)，泵腔7的體積增大，泵腔7內(nèi)的壓強(qiáng)降低且小于外界壓強(qiáng)，因此流體由泵腔外流向泵腔之內(nèi)，又由于第一、第二擴(kuò)散/收縮組合管5、8正反方向上壓力損失系數(shù)不
等，使得通過(guò)泵進(jìn)口 1的流量Gi大
于泵出口 4的流量即込此時(shí)，泵腔7的總的流進(jìn)量為β =Qi +Qs。排出過(guò)程參見(jiàn)6所示，當(dāng)壓電振子2向下振動(dòng)時(shí)，泵腔7體積減小，泵腔7內(nèi)的壓強(qiáng)增大且大于外界壓強(qiáng)，從而流體排出泵腔7，此時(shí)與吸入過(guò)程相反，流體通過(guò)泵進(jìn)口 1的流量β〗小于通過(guò)泵
出口 4的流量這，即β〗此時(shí)，泵腔7的總的流出量為β =β^ + β。本實(shí)用新型由于
壓電振子2的振幅是一定的，所以流入泵腔7和流出泵腔7的流量相等，即Qi +Qs = 0 +Ql
，流出泵出口 4的流量為β〗或Gf -這，此值大于0，即一個(gè)往復(fù)周期里流體是從泵進(jìn)口 1流向泵出口 4的，這就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)無(wú)閥壓電泵的單向流動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵，具有泵體(6)及泵蓋(3)，泵體(6)正中間是泵腔(7)，泵蓋(3)正上部是壓電振子(2)，其特征是泵蓋(3)上具有位于泵腔(7)兩側(cè)的泵進(jìn)口(1)與泵出口(4)，泵進(jìn)口(1)、泵出口(4)與泵腔(7)的軸心線在水平方向共線，在垂直方向相平行；泵體(6)上設(shè)有兩個(gè)相同且同向布置的第一、第二擴(kuò)散/收縮組合管(5、8); 第一、第二擴(kuò)散/收縮組合管(5、8)均由一匯流錐管(9)與相對(duì)于匯流錐管(9)中心線對(duì)稱(chēng)布置的兩分流錐管(10、11)連通組成；第一擴(kuò)散/收縮組合管(5 )的匯流錐管(9 )與泵進(jìn)口 (1)相連通，其兩分流錐管(10、11)均與泵腔(7)相連通；第二擴(kuò)散/收縮組合管(8)的匯流錐管(9)與泵腔(7)相連通，其兩分流錐管(10、11)均與泵出口(4)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵，其特征是所述匯流錐管(9) 長(zhǎng)為1200 μ m、高為80 μ m、小端的最小截面寬度為80 μ m、錐角為7°、小端管口圓角半徑為 4(^!11;所述兩分流錐管(10、11)間的夾角為90°、長(zhǎng)均為400 μ m、小端最小截面寬度與匯流錐管(9)大端的最大截面寬度之比均為0. 5、錐角均為3. 5°。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于微流體傳輸與控制的擴(kuò)散/收縮組合管無(wú)閥壓電泵，泵體上設(shè)有兩個(gè)均由一匯流錐管與相對(duì)于匯流錐管中心線對(duì)稱(chēng)布置的兩分流錐管連通組成的同向布置的擴(kuò)散/收縮組合管，其中第一擴(kuò)散/收縮組合管的匯流錐管與泵進(jìn)口相連通，其兩分流錐管均與泵腔相連通，第二擴(kuò)散/收縮組合管的匯流錐管與泵腔相連通，其兩分流錐管均與泵出口相連通；匯流錐管長(zhǎng)為1200μm、高為80μm、小端的最小截面寬度為80μm、錐角為7°、小端管口圓角半徑為40μm；兩分流錐管間的夾角為90°、長(zhǎng)均為400μm、小端最小截面寬度與匯流錐管大端的最大截面寬度之比均為0.5、錐角均為3.5°；由于兩分流錐管的組合作用產(chǎn)生壓差，提高壓電泵的容積效率，增加壓電泵的流量。
文檔編號(hào)F04B43/04GK201972900SQ201120105849
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者何秀華, 李富, 禚洪彩 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)