一種并聯(lián)式壓電微型泵的制作方法
【專利摘要】一種并聯(lián)式壓電微型泵，包括蓋體、與蓋體固定配合并與之形成泵腔的殼體、及位于泵腔內(nèi)的泵芯組件，泵芯組件包括：固定在蓋體上的第一支座、固定在殼體上的第二支座、安裝在第一支座上的第一彈性密封圈、安裝在第二支座上的第二彈性密封圈、邊緣周圍預(yù)壓在第一彈性密封圈上并抵頂蓋體的第一壓電振子、邊緣周圍預(yù)壓在第二彈性密封圈上并抵頂殼體的第二壓電振子、及安裝在第一支座和第二支座上的入口閥和出口閥；所述并聯(lián)式壓電微型泵具有第一可變腔體和第二可變腔體，所述第一可變腔體和第二可變腔體通過入口閥容納介質(zhì)并通過出口閥排出介質(zhì)。本實用新型的并聯(lián)式壓電微型泵結(jié)構(gòu)緊湊小巧、流量大、噪音低，可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有很高的實用價值。
【專利說明】—種并聯(lián)式壓電微型泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及泵領(lǐng)域，具體地涉及一種壓電泵。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電泵作為一種微型泵，其體積小和噪音低的優(yōu)點，使其在很多領(lǐng)域受到青睞，但存在一個很大缺陷，即流量很低，嚴(yán)重限制了其使用范圍。壓電泵的工作方式是利用壓電振子的特性來實現(xiàn)，即壓電振子通交流電源后發(fā)生往復(fù)振動，從而循環(huán)增大和縮小地周期改變可變腔體的容積，當(dāng)可變腔體縮小時壓縮腔內(nèi)介質(zhì)迫使出口閥打開，從而腔內(nèi)介質(zhì)向外界流出，當(dāng)可變腔體擴大時使腔內(nèi)形成負(fù)壓，從而外界介質(zhì)迫使進(jìn)口閥打開并通過進(jìn)口閥流進(jìn)可變腔體，壓電泵通過壓電振子的往復(fù)振動，源源不斷地將外界介質(zhì)泵入可變腔體內(nèi)，然后將可變腔體內(nèi)介質(zhì)泵出到外界的所需目的地。但因為其壓電振子的振幅很小，從而導(dǎo)致其流量很低，雖然增大壓電振子的工作電壓可以增加壓電振子的振幅，從而可以增大流量，但增大電壓易導(dǎo)致增加泵的噪音，而且，工作電壓增幅過大還會嚴(yán)重影響壓電振子的壽命；而通過多個泵來提高流量則會增大泵的占用空間。中國專利CN201220674040.0公開了一種壓電微型泵，見圖1所示，該壓電泵是一種單片單腔(一個壓電振子對應(yīng)一個可變腔體)式的壓電泵，該壓電泵包括蓋體aOl、殼體a02、支架a03、壓電振子a04、入口閥a05及出口閥a06，支架a03安裝在蓋體aOl上，入口閥a05和出口閥a06安裝在支架a03上，壓電振子a04與支架a03之間形成有一可變腔體a07，壓電振子a04的周圍邊緣抵頂殼體a02，該壓電泵所采用的入口閥a05和出口閥a06是一種相同結(jié)構(gòu)的單向閥，該種閥包括開閉部、安裝部及位于開閉部和安裝部之間的腰部，開閉部由兩個相對于流通孔軸線對稱的開閉瓣構(gòu)成，該泵采用這種閥體結(jié)構(gòu)能很好的解決噪音問題，使該泵在較高的電壓下也能以很低的噪音工作，因此該泵可以適當(dāng)提高一定工作電壓以增加其流量，但是增加并不非常明顯。雖然現(xiàn)有中已存在并聯(lián)式雙腔壓電泵，以提高流量，但都占用空間較大，而且還存在一個非常大的缺陷，即并聯(lián)式雙腔壓電泵的兩個壓電振子所提供的壓力和流量因各種因素可能導(dǎo)致差異較大，所以導(dǎo)致所提供的流量大打折扣，或者具有多個排出管的壓電泵排出的介質(zhì)流量差異很大而不能滿足相應(yīng)的環(huán)境要求，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的合格率。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型為解決現(xiàn)有壓電泵流量過低的問題，特提供一種可以大幅度提高其流量而體積增幅較小、噪音不因此增大的一種并聯(lián)式壓電微型泵。
[0004]本實用新型的一種并聯(lián)式壓電微型泵，包括蓋體、與蓋體固定配合并與之形成泵腔的殼體、以及位于泵腔內(nèi)的泵芯組件，所述泵芯組件包括:固定在蓋體上的第一支座、固定在殼體上的第二支座、安裝在第一支座上的第一彈性密封圈、安裝在第二支座上的第二彈性密封圈、邊緣周圍預(yù)壓在第一彈性密封圈上并抵頂蓋體的第一壓電振子、邊緣周圍預(yù)壓在第二彈性密封圈上并抵頂殼體的第二壓電振子、以及安裝在第一支座和第二支座上的入口閥和出口閥；[0005]所述第一支座與第一彈性密封圈、第一壓電振子圍成的空間形成第一可變腔體，所述第二支座與第二彈性密封圈、第二壓電振子圍成的空間形成第二可變腔體，所述第一可變腔體和第二可變腔體通過相應(yīng)的入口閥容納介質(zhì)并通過相應(yīng)的出口閥排出介質(zhì)，所述第一支座和/或第二支座上設(shè)有位于第一支座和第二支座相鄰的一側(cè)的排出管，通過出口閥排出的介質(zhì)經(jīng)排出管而排出泵腔外。
[0006]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將所述第一支座設(shè)計成和第二支座完全相同的結(jié)構(gòu)。
[0007]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將所述第一彈性密封圈設(shè)計為雙層密封圈，所述雙層密封圈包裹在第一壓電振子的邊緣周圍上，所述第一壓電振子通過雙層密封圈的一層預(yù)壓在第一支座上，通過雙層密封圈的另一層抵頂蓋體。
[0008]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將所述雙層密封圈的抵頂蓋體的一層設(shè)計成具有一開口。
[0009]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將所述第二彈性密封圈設(shè)計為雙層密封圈，所述雙層密封圈包裹在第二壓電振子的邊緣周圍上，所述第二壓電振子通過雙層密封圈的一層預(yù)壓在第二支座上，通過雙層密封圈的另一層抵頂殼體。
[0010]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將所述雙層密封圈的抵頂殼體的一層設(shè)計成具有一開口。
[0011 ] 經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，所述蓋體設(shè)有向第一支座方向延伸的且與第一支座周圍對應(yīng)的第一凸起，所述第一支座固定在第一凸起上，所述殼體設(shè)有向第二支座方向延伸的且與第二支座周圍對應(yīng)的第二凸起，所述第二支座固定在第二凸起上。
[0012]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一支座和第二支座之間設(shè)有相互密封配合的形成與排出管相連通的出口腔，所述出口腔具有空間以容納介質(zhì)和出口閥向第一可變腔體外和第二可變腔體外延伸的部分。
[0013]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將所述出口腔設(shè)計成一個，所述排出管也為一個。
[0014]經(jīng)過對上一步的另一種改進(jìn)，將所述出口腔設(shè)計成兩個，所述第一支座和第二支座上各設(shè)有一個排出管，所述兩個出口腔與兩個排出管一一對應(yīng)而連通。
[0015]經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，在所述第一支座和第二支座兩者相對的面上設(shè)有與相應(yīng)的入口閥和出口閥相對應(yīng)的凹槽。
[0016]通過本實用新型的并聯(lián)式壓電微型泵的技術(shù)方案可知，在流量方面，并聯(lián)式壓電微型泵具有兩個壓電振子及兩個可變腔體，因而可以提供足夠的動力泵送介質(zhì)，其泵送量可以達(dá)到單片單腔泵的兩倍。
[0017]在噪音方面，第一支座固定在蓋體上，第二支座固定在殼體上，從而使第一支座和第二支座不易發(fā)生振動，提供動力的兩個壓電振子都是通過彈性密封圈預(yù)壓在相應(yīng)的支座上，所以主要噪音源之一的壓電振子傳遞到支架及蓋體和殼體上的振動能量得到明顯消弱；而最大噪音源的入口閥和出口閥，因介質(zhì)流進(jìn)和流出第一可變腔體的入口端和出口端以及介質(zhì)流進(jìn)和流出第二可變腔體的入口端和出口端均位于第一支座和第二支座之間，所以噪音得到雙重隔離，即入口閥和出口閥處的噪音源分別被第一支座和第二支座、蓋體和殼體隔離，從而噪音被顯著消弱。故對于整個泵來說，相對于現(xiàn)有中的單片單腔泵，并不會明顯增大噪音，可以達(dá)到用人耳直接測聽而不易分辨出噪音增大的效果。
[0018]在體積方面，第一支座與第一彈性密封圈、第一壓電振子圍成的空間形成第一可變腔體，第二支座與第二彈性密封圈、第二壓電振子圍成的空間形成第二可變腔體，介質(zhì)流進(jìn)和流出第一可變腔體的入口端和出口端以及介質(zhì)流進(jìn)和流出第二可變腔體的入口端和出口端均位于第一支座和第二支座之間，所述第一支座和/或第二支座上設(shè)有位于第一支座和第二支座相鄰的一側(cè)的排出管，所以，整個泵在橫向方向(即與壓電振子振動方向垂直的方向)上整體結(jié)構(gòu)可以不用增加，僅在縱向方向(即壓電振子振動方向)上增加一定的厚度即可，而所有入口閥和出口閥由于在橫向方向上有足夠的空間布置，因而在縱向方向上只需占用一個閥的高度，故整個泵在縱向方向上增加的厚度實際上小于或等于一個支座、一個彈性密封圈及一個壓電振子裝配后在縱向方向所增加的厚度，整個泵厚度的增加完全可以控制在30%以內(nèi)，如果所采用的閥在縱向方向上具有比較高的高度，還可以通過在兩個支架的向?qū)γ嫔闲纬砂疾郏匀菁{入口閥或/和出口閥的一部分，從而使整個泵厚度的增加量小于一個支座、一個彈性密封圈及一個壓電振子裝配后在縱向方向所增加的厚度，整個泵的厚度增加甚至可以控制在20%以內(nèi)，對于流量增加了一倍的泵來說，體積只增加20%是十分可觀的，是非常容易讓客戶所接受的。所以本實用新型的并聯(lián)式壓電微型泵可以顯著增加其應(yīng)用范圍，具有很高的應(yīng)用價值。
[0019]在性能保證方面，第一支座固定在蓋體上，第二支座固定在殼體上，所以當(dāng)上蓋和下蓋沒有裝配在一起使，整個泵相當(dāng)于兩個獨立的系統(tǒng)，即蓋體、第一彈性密封圈、第一壓電振子、第一支座、及安裝在第一支座上的入口閥和出口閥組成一個獨立的泵系統(tǒng)，殼體、第二彈性密封圈、第二壓電振子、第二支座、及安裝在第二支座上的入口閥和出口閥組成另一獨立的泵系統(tǒng)，從而在上蓋和下蓋相互沒有裝配前即可通過設(shè)備測量兩個獨立泵系統(tǒng)的各自的相關(guān)參數(shù)，例如流量和壓力，在大批量生產(chǎn)中，挑選參數(shù)相近的兩個獨立泵系統(tǒng)相互裝配組成一個完整的泵，從而可以大大降低產(chǎn)品的不良率，節(jié)約成本。
[0020]另外，本實用新型的并聯(lián)式壓電微型泵既可以用作氣泵也可以用作水泵，作為氣泵和作為水泵僅僅只是在實際中所采用的入口閥、出口閥、壓電振子以及它們的裝配要求可能不一樣而已，而且，如果用于泵送非空氣介質(zhì)，也易實現(xiàn)，即增加入口管向第一支座和第二支座之間延伸與流進(jìn)可變腔體的入口相接即可，并不會增加整體泵的體積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種單腔壓電泵的簡圖。
[0022]圖2為本實用新型提供的一種并聯(lián)式壓電微型泵的一種實施方式的裝配圖。
[0023]圖3為圖2所示的A-A剖視放大圖。
[0024]圖4為圖2所示的B-B剖視放大圖。
[0025]圖5為本實用新型提供的一種并聯(lián)式壓電微型泵的一種實施方式的支座的立體圖。
[0026]圖6為與圖5不同角度的支座的立體圖。
[0027]圖7為本實用新型提供的一種并聯(lián)式壓電微型泵的一種實施方式的雙層密封圈的立體圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0029]如圖2至圖7所示，本實施例一種并聯(lián)式壓電微型泵，包括蓋體1、與蓋體I固定配合并與之形成泵腔10的殼體2、以及位于泵腔10內(nèi)的泵芯組件，所述泵芯組件包括:固定在蓋體I上的第一支座、固定在殼體2上的第二支座、安裝在第一支座上的第一彈性密封圈、安裝在第二支座上的第二彈性密封圈、邊緣周圍預(yù)壓在第一彈性密封圈上并抵頂蓋體的第一壓電振子、邊緣周圍預(yù)壓在第二彈性密封圈上并抵頂殼體的第二壓電振子、以及安裝在第一支座和第二支座上的入口閥7和出口閥8 ;
[0030]所述第一支座與第一彈性密封圈、第一壓電振子圍成的空間形成第一可變腔體6a，所述第二支座與第二彈性密封圈、第二壓電振子圍成的空間形成第二可變腔體6b，所述第一可變腔體6a和第二可變腔體6b通過入口閥7容納介質(zhì)并通過出口閥8排出介質(zhì)，且介質(zhì)流進(jìn)和流出第一可變腔體6a的入口端和出口端以及介質(zhì)流進(jìn)和流出第二可變腔體6b的入口端和出口端均位于第一支座和第二支座之間，所述第一支座和第二支座上設(shè)有位于第一支座和第二支座相對一側(cè)的排出管，通過出口閥8排出的介質(zhì)經(jīng)排出管而排出泵腔10夕卜，排出管可以為一個或者多個，且排出管也可以由第一支座和第二支座相互配合組合而成。
[0031]本實施例中的第一支座和第二支座為兩個相同的如附圖所示的支座3、第一壓電振子和第二壓電振子為兩個相同的如附圖所示的壓電振子4，第一彈性密封圈和第二彈性密封圈為兩個相同的雙層密封圈5。這樣設(shè)計可以減少零部件種類，也便于安裝。
[0032]為了便于裝配和便于檢測產(chǎn)品性能，本實施例的并聯(lián)式壓電微型泵還設(shè)有與電纜16導(dǎo)接的連接端子17，以及起導(dǎo)通作用的電子線18，電纜16用于與交流電源通電，兩個壓電振子4與相應(yīng)的電子線18焊接,與其中一壓電振子4焊接的電子線18與連接端子17相導(dǎo)接，與另一壓電振子4焊接的電子線18在蓋體I和殼體2相互配合的同時，與連接端子17相導(dǎo)接。
[0033]此外，支座3上設(shè)有入口 32和出口 33，入口 32對應(yīng)入口閥7，出口閥33對應(yīng)出口閥8，支座3的構(gòu)成第一可變腔體6a或第二可變腔體6b的一面為光滑的凹弧面31，光滑的凹弧面有利于介質(zhì)的流動。
[0034]本實施例的兩個雙層密封圈5分別包裹在兩個壓電振子4的邊緣周圍上，于是一個壓電振子4通過一個雙層密封圈5的一層預(yù)壓在相應(yīng)的支座3上，通過雙層密封圈5的另一層抵頂蓋體I上，另一個壓電振子4則通過另一雙層密封圈5的一層預(yù)壓在另一支座3上，通過另一雙層密封圈5的另一層抵頂殼體2上，雙層密封圈5既可以保證第一可變腔體6a和第二可變腔體6b的密封性，又可以增大壓電振子4的振幅，提高流量，還可以減震，大大降低壓電振子4與支架3、蓋體I及殼體2之間產(chǎn)生的噪音。
[0035]另外，雙層密封圈5的一層上形成有一開口 51，安裝時，具有開口 51的一層位于背離相應(yīng)支架3的一側(cè)，從而為電子線18和/或電子線18焊接到壓電振子上的焊點避讓空間。
[0036]為了消弱兩個支座3的振動能量傳遞到蓋體I和殼體2的表面上，本實施例的蓋體I上設(shè)有第一凸起12，殼體2上設(shè)有第二凸起22，兩個支座3分別固定在第一凸起12和第二凸起22上，支座3的固定方式有多種，本實施例采用超聲波的方式固定，即平穩(wěn)又不易產(chǎn)生額外的噪音，而為了超聲波焊接前能將支座3裝配到位，本實施例的蓋體I上設(shè)有卡槽11，殼體2上設(shè)有卡槽21，支座3上設(shè)有與卡槽11和卡槽21相配合的卡扣37。[0037]為了節(jié)約空間，兩個支座3之間設(shè)有相互密封配合的形成與排出管相連通的出口腔36，所述出口腔36具有空間以容納介質(zhì)和出口閥8向第一可變腔體6a外和第二可變腔體6b外延伸的部分，從而不需在縱向方向(即壓電振子4振動方向)上占用額外空間來增加零件密封出口腔36，只需依靠兩個支座3自身的結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)，為了保證密封完全只需在支座3上開設(shè)環(huán)形槽38來用于安裝密封圈9即可，并不會占用額外的縱向空間，本實施例的支座3上單獨設(shè)有一個排出管34,由于兩個支座3相同,所以本實施例的并聯(lián)式壓電微型泵為具有兩個排出管34的壓電泵，故而出口腔36也為兩個，兩個出口腔36與兩個排出管33 —一對應(yīng)而連通，第一可變腔體6a和第二可變腔體6b排出的介質(zhì)分別流到相應(yīng)的出口腔36，最終經(jīng)過各自的排出管33排出。
[0038]本實施例的入口閥7和出口閥8為一種在縱向方向上具有一定高度的自閉閥，該種閥一般采用高回復(fù)彈性的橡膠材料制成，該種閥具有兩個開閉瓣，在外界的壓力下可以使開閉瓣打開，又可以依靠自身的回復(fù)彈性力自動閉合，該種閥產(chǎn)生的噪音比較低，從而被本實施例所采用，但由于其高度比較高，從而本實施例還在支座3上設(shè)有與相應(yīng)的入口閥7和出口閥8相對應(yīng)的凹槽39，以容納入口閥7和出口閥8的一部分，從而避免了整個泵體積的增加。
[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)式壓電微型泵，包括蓋體、與蓋體固定配合并與之形成泵腔的殼體、以及位于泵腔內(nèi)的泵芯組件，其特征在于:所述泵芯組件包括:固定在蓋體上的第一支座、固定在殼體上的第二支座、安裝在第一支座上的第一彈性密封圈、安裝在第二支座上的第二彈性密封圈、邊緣周圍預(yù)壓在第一彈性密封圈上并抵頂蓋體的第一壓電振子、邊緣周圍預(yù)壓在第二彈性密封圈上并抵頂殼體的第二壓電振子、以及安裝在第一支座和第二支座上的入口閥和出口閥； 所述第一支座與第一彈性密封圈、第一壓電振子圍成的空間形成第一可變腔體，所述第二支座與第二彈性密封圈、第二壓電振子圍成的空間形成第二可變腔體，所述第一可變腔體和第二可變腔體通過相應(yīng)的入口閥容納介質(zhì)并通過相應(yīng)的出口閥排出介質(zhì)，且介質(zhì)流進(jìn)和流出第一可變腔體的入口端和出口端以及介質(zhì)流進(jìn)和流出第二可變腔體的入口端和出口端均位于第一支座和第二支座之間，所述第一支座和/或第二支座上設(shè)有位于第一支座和第二支座相鄰的一側(cè)的排出管，通過出口閥排出的介質(zhì)經(jīng)排出管而排出泵腔外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述第一支座和第二支座完全相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述第一彈性密封圈為雙層密封圈，所述雙層密封圈包裹在第一壓電振子的邊緣周圍上，所述第一壓電振子通過雙層密封圈的一層預(yù)壓在第一支座上，通過雙層密封圈的另一層抵頂蓋體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述雙層密封圈的抵頂蓋體的一層上形成有一開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述第二彈性密封圈為雙層密封圈，所述雙層密封圈包裹在第二壓電振子的邊緣周圍上，所述第二壓電振子通過雙層密封圈的一層預(yù)壓在第二支座上，通過雙層密封圈的另一層抵頂殼體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述雙層密封圈的抵頂殼體的一層上形成有一開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述蓋體設(shè)有向第一支座方向延伸的且與第一支座周圍對應(yīng)的第一凸起，所述第一支座固定在第一凸起上，所述殼體設(shè)有向第二支座方向延伸的且與第二支座周圍對應(yīng)的第二凸起，所述第二支座固定在第二凸起上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述第一支座和第二支座之間設(shè)有相互密封配合的形成與排出管相連通的出口腔，所述出口腔具有空間以容納介質(zhì)和出口閥向第一可變腔體外和第二可變腔體外延伸的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵泵，其特征在于:所述出口腔為一個，所述排出管為一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵泵，其特征在于:所述出口腔為兩個，所述第一支座和第二支座上各設(shè)有一個排出管，所述兩個出口腔與兩個排出管一一對應(yīng)而連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種并聯(lián)式壓電微型泵，其特征在于:所述第一支座和第二支座兩者相對的面上設(shè)有與相應(yīng)的入口閥和出口閥相對應(yīng)的凹槽。
【文檔編號】F04B53/00GK203717299SQ201420046864
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】胡軍 申請人:胡軍