[发明专利]一种压电式微型泵

说明书

本发明公开了一种压电式微型泵，包括压电振子、上泵体、下泵体和阀片，压电振子与上泵体形成泵腔；所述上泵体与下泵体之间形成以进出口阀腔，阀片设置在阀腔内，具有一定的上下自由运动空隙，阀片在开启的过程中第一阶段为整体平动，第二阶段为阀片变形。本发明既扩大了阀片的开启程度，又能够使阀片与泵腔压力变化具有很好的跟随性，解决了现有技术中压电泵阀片开度小，流动阻力大，阀片粘接工艺复杂的问题。

技术领域

本发明属于微型泵技术领域，更具体地，涉及一种压电式微型泵。

背景技术

微型泵作为一种微型流体驱动器件被广泛地应用于生物医疗、化学分析和电子芯片冷却等领域。在众多的微型泵中，压电式微型泵具有结构紧凑、功耗低、控制精度高和噪声低等显著优点，是最具发展前景的微型泵之一。

压电式微型泵的工作原理为：压电振子在交变电压的作用下产生变形，使泵腔容积产生变化，泵腔内压力的变化驱动阀片运动，使进出口流道开启或关闭，产生单向流通的效果。如此往复，流体经进口流道被吸入泵腔、由出口流道排出，形成对流体的泵送。

作为压电式微型泵中的关键功能部件，单向阀的工作性能决定了压电泵的输出性能，设计良好的单向阀应具有较低的流动阻力和较好的单向流通性能。目前的压电式微型泵大多采用金属或者橡胶阀片，通过粘接或者焊接的固定方式安装在泵体上。此种方式有两个显著的缺点：一是工艺复杂，需要较高的加工精度和复杂的粘接工艺；二是阀片在开启的过程中需要克服阀片变形的阻力，导致阀片的开启程度较小，流体流经阀片时的流动阻力较大，影响压电式微型泵的输出性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种压电式微型泵，解决现有技术中压电泵阀片开度小，流动阻力大，阀片粘接工艺复杂的问题。

一种压电式微型泵，包括压电振子、上泵体、阀片和下泵体，阀片包括进口阀和出口阀；所述压电振子与上泵体配合形成泵腔；所述上泵体与下泵体之间配合形成以泵腔为中心对称设置的进口阀腔和出口阀腔；

进口阀腔的下端通过第一下过流孔连通进口流道，上端连通第一上过流孔，进口阀腔内非固定地放置有进口阀；

出口阀腔的下端通过第二下过流孔连通出口流道，上端连通第二上过流孔，出口阀腔内非固定地放置有出口阀；

吸入阶段，在压电振子作用下泵腔容积变大压力减小，驱使进口阀在进口阀腔内向上运动，此时第一下过流孔开启，流体依次通过进口流道、第一下过流孔、进口阀腔、第一上过流孔后被吸入泵腔；出口阀在出口阀腔内同步向上运动直至第二上过流孔处，第二上过流孔被关闭；

排出阶段，在压电振子作用下泵腔)容积变小压力增大，驱使进口阀在进口阀腔内向下运动直至第一下过流孔处，第一下过流孔被关闭；出口阀在出口阀腔内同步向下运动，第二上过流孔开启，泵腔)内流体依次通过第二上过流孔、第二下过流孔和出口流道)排出。

进一步地，所述进口阀腔的高度大于进口阀的厚度，出口阀腔的高度大于出口阀的厚度。

进一步地，所述进口阀的阀片完全覆盖第一下过流孔的端口，但不完全覆盖第一上过流孔的端口；所述出口阀的阀片完全覆盖第二上过流孔的端口，但不完全覆盖第二下过流孔的端口。

进一步地，所述进口阀包括限位体、阀片和悬臂，限位体)环绕于阀片的外围，且通过悬臂与阀片固定连接。

进一步地，所述出口阀与进口阀的结构相同。

进一步地，所述限位体的尺寸大于第一上过流孔的端口尺寸。

进一步地，所述进口阀和出口阀采用PET、PI或者PDMS材料制备而成。