一種鐃鈸形腔體的共振式壓電風的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鐃鈸形腔體的共振式壓電風機，包括壓電振子、支撐塊、質(zhì)量塊、基座，其特點在于還包括一個鐃鈸形的腔體結構，其中：壓電振子安裝在基座上，在厚度方向一側與支撐塊連接；支撐塊與鐃鈸形腔體的第一鐃鈸形腔體件連接，第一鐃鈸形腔體件上布置有錐形進氣孔，第二鐃鈸形腔體件上布置有過流孔，第二鐃鈸形腔體件與質(zhì)量塊連接，第一鐃鈸形腔體件與第二鐃鈸形腔體件開口相對布置，二者密封連接，形成鐃鈸形泵腔，質(zhì)量塊上與過流孔對應位置布置有錐形出氣孔；工作時，壓電振子在交變電壓作用下發(fā)生振動，形成鐃鈸形泵腔體容積變化，推動流體從進氣孔流入，從出氣孔流出，具有結構緊湊，腔體體積變化量大的特點。
【專利說明】一種鐃鈸形腔體的共振式壓電風機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于流體輸送領域，具體涉及一種鐃鈸形腔體的共振式壓電風機裝置。
【背景技術】
[0002]壓電隔膜泵是一種由壓電振子驅(qū)動的容積泵，具有結構簡單便于大批量生產(chǎn)、體積小便于微型化、便于數(shù)字化控制且壽命長等優(yōu)點，在儀器儀表、檢測設備及機械電子領域有廣泛的應用前景。傳統(tǒng)壓電隔膜泵一般由壓電陶瓷直接驅(qū)動隔膜運動，產(chǎn)生隔膜泵腔體的往復變形與單向閥配合后形成出流能力，但是壓電材料的變形較小，是壓電泵性能提升的瓶頸。特別是在提高輸送氣體能力方面，需要增加隔膜的變形量增加壓縮比，以提高性能。目前日本與國內(nèi)的研究人員提出了不同種類的基于共振原理的驅(qū)動的壓電泵，可有效提高壓電泵輸送氣體的能力，但是一般具有結構復雜難以小型化的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前共振式壓電泵結構復雜難以小型化的問題，提出了鐃鈸形腔體的共振式壓電風機，采用彈性元件構成鐃鈸形腔體與壓電振子及質(zhì)量塊配合形成諧振，產(chǎn)生腔體位移放大效果，在壓電振子發(fā)生小變形的情況下，腔體可產(chǎn)生大的變形量，特別是當壓電振子在驅(qū)動電壓增加的需求下，厚度增加時依然可以保證產(chǎn)生放大的變形量，可有效的解決目前共振式壓電泵的小型化問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0005]本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機，包括壓電振子、支撐塊、鐃鈸形泵體、質(zhì)量塊、和基座，其中:
[0006]基座上布置有安裝壓電振子的振子安裝槽，同時布置有可將泵整體安裝在其他設備上的安裝孔；壓電振子通過夾緊、螺栓或粘接的方式安裝在基座上，所述壓電振子在交變電壓的作用下發(fā)生沿著厚度方向的往復彎曲變形，在其發(fā)生彎曲變形的一側與支撐塊連接，所述壓電振子可以是圓形壓電振子、圓環(huán)形壓電振子、矩形懸臂梁壓電振子及其它形狀的懸臂梁壓電振子；所述支撐塊為有一定厚度的圓柱形或矩形塊，一側與壓電振子連接，另一側與鐃鈸形腔體的第一側腔體件連接，用于傳導壓電振子的變形，同時保證壓電振子與鐃鈸形腔體之間有一空隙，所述空隙的高度大于系統(tǒng)工作時第一鐃鈸形腔體與壓電振子變形之和，以保證在風機工作時壓電振子與鐃鈸形腔體之間不發(fā)生干涉；所述鐃鈸形腔體由第一鐃鈸形腔體件和第二鐃鈸形腔體件構成，兩腔體件的開口相對，邊緣密封連接，在二者之間形成密封腔體，所述第一鐃鈸形腔體件上布置有至少一個錐形孔，所述錐形孔的小端位于腔體外側，大端位于腔體內(nèi)側，稱為進氣孔，所述第二鐃鈸形腔體件與質(zhì)量塊連接，且在第二鐃鈸形腔體件上布置有至少一個過流孔；所述質(zhì)量塊為有一定厚度的片狀或塊狀材料，與鐃鈸形腔體件上的每個過流孔相對位置布置有一個錐形孔，所述錐形孔的小端位于腔體內(nèi)側，大端位于腔體外側，稱為出氣孔。
[0007]工作時，壓電振子在交變電壓的作用下發(fā)生往復的彎曲變形，運動通過支撐塊傳遞到鐃鈸形腔體，腔體發(fā)生彈性變形后帶動質(zhì)量塊運動，形成了系統(tǒng)的振動，該系統(tǒng)振動有一種振動模態(tài)為壓電振子的運動方向與質(zhì)量塊的運動方向相反，當系統(tǒng)的激勵頻率在該模態(tài)固有頻率附近時，鐃鈸形腔體內(nèi)部體積會發(fā)生周期性的增加和減小，在腔體體積變化的驅(qū)動下，內(nèi)外氣體經(jīng)過進氣孔和出氣孔產(chǎn)生流動。當腔體體積增加時,氣體同時從進氣孔和出氣孔流入泵腔，但由于錐形管的作用，進氣孔的流阻小于出氣孔，進氣孔的氣體流入量大于出氣孔的氣體流入量；當腔體體積減小時，腔體內(nèi)的氣體通過進氣孔和出氣孔流出，由于錐形管的作用，進氣孔的流阻大于出氣孔，進氣孔的氣體流出量小于出氣孔，在一個工作循環(huán)中出氣孔的出氣量大于進氣量，形成了氣體從出氣孔流出的鐃鈸形腔體的共振式壓電風機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機的結構示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機中的鐃鈸形腔體結構。
[0010]圖3為本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機第一種實施方案中的矩形壓電振子結構。
[0011]圖4為本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機第一種實施方案中的基座結構。
[0012]圖5為本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機第二種實施方案中的圓形壓電振子結構。
[0013]圖6為本發(fā)明鐃鈸形腔體的共振式壓電風機第二種實施方案中的基座結構?！揪唧w實施方式】
[0014]參照圖1，本發(fā)明的鐃鈸形腔體的共振式壓電風機，包括基座1、壓電振子2、支撐塊3、鐃鈸形泵體4、和質(zhì)量塊5，其中:
[0015]基座I上布置有安裝壓電振子的振子安裝槽11，同時布置有可將泵整體安裝在其他設備上的安裝孔12 ;壓電振子2粘接在基座I上，在其厚度方向的一側與支撐塊3連接；所述支撐塊3為有一定厚度的圓柱形塊，一側與壓電振子2連接，另一側與鐃鈸形腔體4的第一側腔體件41連接；
[0016]參照圖2，所述鐃鈸形腔體4由第一鐃鈸形腔體件41和第二鐃鈸形腔體件42構成，兩腔體件的開口相對，邊緣密封連接，在二者之間形成密封腔體，所述第一鐃鈸形腔體件41上布置有至少一個錐形孔，所述錐形孔的小端位于腔體外側，大端位于腔體內(nèi)側，稱為進氣孔411，所述第二鐃鈸形腔體件42與質(zhì)量塊5連接，且在第二鐃鈸形腔體件中心布置有過流孔421 ;所述質(zhì)量塊5為有一定厚度的塊狀材料，與鐃鈸形腔體件4上的過流孔421相對位置布置有一個錐形孔，所述錐形孔的小段位于腔體內(nèi)側，大端位于腔體外側，稱為出氣孔51。
[0017]通過上述的連接方式，參考圖3和圖4，當壓電振子2為矩形壓電振子201時，基座采用101結構，形成第一種實施方案，為矩形壓電振子驅(qū)動結構，所述矩形壓電振子201由帶有表面電極的矩形壓電材料薄片2011和矩形彈性基板2012粘接構成；參考圖5和圖6，當壓電振子2為圓形壓電振子202時，基座采用102結構，形成第二種實施方案，為圓形壓電振子驅(qū)動結構，所述圓形壓電振子202由帶有表面電極的圓形壓電材料薄片2021和圓形彈性基板2022粘接構成。
【權利要求】
1.一種鐃鈸形腔體的共振式壓電風機，包括壓電振子、支撐塊、質(zhì)量塊、基座、其特點在于還包括一個鐃鈸形的腔體結構，其中: 所述基座⑴上布置有安裝壓電振子⑵的振子安裝槽(11);壓電振子⑵通過夾緊、螺栓或粘接的方式安裝在基座(I)上，所述壓電振子(2)在交變電壓的作用下可發(fā)生沿著厚度方向的往復彎曲變形，在其發(fā)生彎曲變形的一側與支撐塊(3)連接；所述支撐塊(3)為具有一定厚度的圓柱形或矩形塊，一側與壓電振子(2)連接，另一側與鐃鈸形腔體(4)的第一側腔體件(41)連接，以傳導壓電振子(2)的變形；所述鐃鈸形腔體(4)由第一鐃鈸形腔體件(41)和第二鐃鈸形腔體件(42)構成，兩腔體件的開口相對，邊緣密封連接，在二者之間形成密封的鐃鈸形泵腔，所述第一鐃鈸形腔體件(41)上布置有至少一個錐形孔(411)，所述錐形孔的小端位于腔體外側，大端位于腔體內(nèi)側，稱為進氣孔，所述第二鐃鈸形腔體件(42)與質(zhì)量塊(5)連接，且在第二鐃鈸形腔體件(42)上布置有至少一個過流孔(421);所述質(zhì)量塊(5)為有一定厚度的片狀或塊狀材料，與第二鐃鈸形腔體件(42)上的每個過流孔(421)相對位置布置有一個錐形孔(51)，所述錐形孔的小端位于腔體內(nèi)側，大端位于腔體夕卜側，稱為出氣孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的鐃鈸形腔體的共振式壓電風機，其特征在于:所述壓電振子(2)可以是圓形壓電振子(201)、矩形懸臂梁壓電振子(202)，也可以是圓環(huán)形壓電振子。
【文檔編號】H02N2/02GK103994059SQ201410247712
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權日:2014年6月5日
【發(fā)明者】吳越, 劉國君, 范尊強, 楊志剛, 王建濤, 王志軍 申請人:吉林大學