[发明专利]一种微型液体提升装置

说明书

本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种微型液体提升装置。从上至下依次设置有驱动部分和储液部分；所述中间体和下盖之间设置有压电驱动器；所述第一密封圈和第二密封圈压紧并支撑压电驱动器；所述压电驱动器中心相连有提升管；所述压电驱动器在周期性交变电压信号驱动下，带动提升管上下同步振动，锥孔实现扩张流管和收缩流管的转换，通过扩张流管和收缩流管之间的流阻差实现液体的提升。特色与优势：通过压电驱动器的激励振动，实现提升管内液体的竖直提升，结构简单、使用方便、功耗低、体积小、无电磁干扰且适用面广。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种微型液体提升装置。

背景技术

液体提升装置实现液体从下部储液器提升至竖直方向上高于下部储液器的出口或者上部储液室，如生化液体试剂的取液器，将瓶中的生化试剂通过液体提升装置定量提升至出口，实现试剂的定量取液。如中国专利202010653321.7提出一种用于腐蚀性液体的提升装置，通过水泵进行泵送，在进液管下端设置进液球，进而减少液差造成的气泡内径。但是当前液体提升装置大都采用电动水泵驱动，体积大、结构复杂且存在电磁干扰，不适用于集成化程度高、体积小的系统使用。

压电驱动具有结构简单、功耗低、控制简单且无电磁干扰等优势，在液体提升装置中具有广泛的应用前景。现有压电驱动的液体提升装置大都采用压电泵进行液体提升，液体直接通过压电泵的泵腔。由于提升液体直接通过泵腔，液体会在泵腔滞留，这会增加清理难度并降低液体的利用率，如在泵送生化试剂时，对压电泵关键部件材料会提出更高的要求，这进一步增加了制作难度和成本。

发明内容

针对现有液体提升装置的不足，本发明提出一种微型液体提升装置。

本发明采用的技术方案：从上至下依次设置有驱动部分和储液部分；所述驱动部分和储液部分通过卡扣连接；所述驱动部分中自上而下相连有上盖、中间体和下盖；所述中间体和下盖之间设置有压电驱动器；所述压电驱动器外缘上下分别设置有第二密封圈和第一密封圈；所述第一密封圈和第二密封圈压紧并支撑压电驱动器，这可以使压电驱动器获得柔性支撑，进而实现更大的振动位移输出；所述压电驱动器中心相连有提升管；所述提升管与中间体和下盖为间隙滑动配合，并配套设置有第四密封圈和第五密封圈，这主要实现驱动部分的密封；所述储液部分设置有底座；所述底座中部设置有储液室；所述储液室中填充有液体；所述底座上表面设置有第三密封圈，用于驱动部分和储液部分连接后储液室的密封，这可以防止液体外泄；所述提升管上部设置有出口；所述出口配套设置有导管；所述导管内部设置有输出通道，提升液体从输出通道输出；所述出口与输出通道连通；所述导管与上盖连接；所述导管左部与提升管之间配套设置有柔性薄膜，其用于防止提升液体的泄漏。

进一步的，所述压电驱动器由环状压电纤维薄膜和金属基板同心粘接而成；所述压电驱动器预弯成一定弧度；通过环状压电纤维驱动，可以增大压电驱动器的位移输出；压电驱动器预弯成一定弧度，在压电驱动器带动提升管从下向上运动的过程中，`利用金属基板的回弹力抵消提升管以及其内部液体的重力影响，使得驱动过程中压电振子上下振动平稳。

进一步的，所述提升管为圆管状；所述提升管内部依次排布有缓冲腔和锥孔；所述锥孔的锥角为β，且15°β 30°；所述锥孔从上至下截面直径逐渐减少；所述锥孔最小截面直径为a，且1mma3mm；所述缓冲腔的截面直径与锥孔的最大截面直径相同；所述提升管底部外表面设置有第二斜面，这减少了提升管在液体中的阻力；相对于液体而言，当提升管向下运动时，液体相对于提升管为向上运动，所述锥孔表现为扩张流管；相对于液体而言，当提升管向上运动时，液体相对于提升管为向下运动，所述锥孔表现为收缩流管；通过压电振子带动提升管上下振动，这可以实现锥孔为扩张流管和收缩流管的转变，通过扩张流管和收缩流管的流阻差不同获得液体的驱动动力，进而获得液体提升的功能，通过多组锥孔、缓冲腔的组合可以增大液体提升高度。

进一步的，所述储液室设置有第一斜面，使液体在输送过程中可以聚集到提升管的底部。

进一步的，所述压电驱动器的振动频率与提升液体流量Q之间的关系为