[发明专利]一种两级夹心式行波压电离心泵及其驱动方法

摘要

本发明公开了一种两级夹心式行波压电离心泵及其驱动方法，两级夹心式行波压电离心泵包含底座、定子、壳体、上转子、下转子、连接轴、正闭式叶轮、反闭式叶轮、第一连接管件、第二连接管件和四个压电陶瓷模块。工作时，激励四个压电陶瓷模块使驱动环形齿内侧质点作微幅椭圆运动，同时带动上转子、下转子进而带动正反闭式叶轮沿相同方向旋转，流体经过下边闭式叶轮第一次获得能量，随后经过管道进入上边闭式叶轮第二次获得能量，完成流体两次增压。本发明结构简单紧凑，易于密封小型化、能够精确控制流量、响应快、噪音小、不产生电磁也不受电磁干扰、能够断电自锁；相较于常规压电泵，具有流量大，输出流体压力大的优点。

主权项

1.一种两级夹心式行波压电离心泵，其特征在于，包含底座、定子、壳体、上转子、下转子、连接轴、正闭式叶轮、反闭式叶轮、第一连接管件、第二连接管件和四个压电陶瓷模块；所述底座为长方体，其上端面中心设有呈圆柱状的第一凹槽，且底座在上端面上设有第一圆环形凸台，所述第一圆环形凸台内壁的半径和第一凹槽的截面半径相同且第一圆环形凸台和第一凹槽同轴；所述定子包含驱动盘、四个矩形梁和四个圆柱梁；所述驱动盘的上端面中心设有呈圆柱状的第二凹槽、下端面中心设有呈圆柱状的第三凹槽，且驱动盘在上端面上设有第二圆环形凸台、在下端面上设有第三圆环形凸台；所述第二圆环形凸台内壁的半径、第二凹槽的截面半径相同，第三圆环形凸台内壁的半径、第三凹槽的截面半径相同，且第二圆环形凸台、第三圆环形凸台、第二凹槽、第三凹槽同轴；所述第二圆环形凸台、第三圆环形凸台上都均匀设有若干驱动齿；所述驱动盘在中心处设有联通第二凹槽和第三凹槽的通孔；所述四个矩形梁的一端分别和四个圆柱梁的一端对应同轴固连、另一端分别和所述驱动盘的侧壁固连，使得四个矩形梁和四个圆柱梁均匀分布在驱动盘外侧、定子关于驱动盘中心对称；所述壳体呈圆柱状，其下端面中心设有呈圆柱状的第四凹槽；所述定子通过四个压电陶瓷模块固定在所述底座上，使得驱动盘压在第一圆环形凸台上、和第一圆环形凸台密闭，第一凹槽将第三圆环形凸台包含在内；所述壳体通过第一连接管件、第二连接管件固定在所述底座上，使得所述壳体下端压在所述驱动盘上、和驱动盘密闭，第四凹槽将第二圆形凸起包含在内；所述上转子呈倒立圆台状，其上端面设置在第四凹槽内、下端面设置在第二凹槽内、锥面和所述第二圆形凸起上的各个驱动齿相抵；所述下转子呈圆台状，其上端面设置在第三凹槽内、下端面设置在第一凹槽内、锥面和所述第三圆形凸起上的各个驱动齿相抵；所述连接轴一端和所述上转子的下端面中心固连、另一端穿过驱动盘中心的通孔和所述下转子上端面的中心固连；所述正闭式叶轮设置在第四凹槽内上转子的上端面上，所述反闭式叶轮设置在第一凹槽内下转子的下端面上；所述底座的侧壁上设有底座进流口、底座出流口；所述底座的上端面上设有连接出流口、连接进流口；所述壳体的侧壁上设有壳体进流口、壳体出流口；所述第一凹槽下端面的中心设有第一腔体进流口；所述第四凹槽上端面的中心设有第二腔体进流口；其中，所述底座在底座进流口和第一腔体进流口之间设有联通的通道；所述第一凹槽的内壁上设有和所述反闭式叶轮相配合的第一蜗壳型流道，且底座在所述第一蜗壳型流道的出口和所述连接出流口之间设有联通的通道；所述第一连接管件一端和所述连接出流口相连、另一端和所述壳体进流口相连；所述第四凹槽内壁上设有和所述正闭式叶轮相配合的第二蜗壳型流道，且壳体在所述第二蜗壳型流道的出口和所述壳体出流口之间设有联通的通道；所述第二连接管件一端和所述壳体出流口相连、另一端和所述连接进流口相连；所述底座在连接进流口和底座出流口之间设有联通的通道；所述定子的四个圆柱梁在其远离驱动盘的端面中心均设有螺纹孔，所述四个压电陶瓷模块分别和定子的四个圆柱梁一一对应相连；所述压电陶瓷模块包含配重块、第一固定块、第二固定块、第一薄壁梁、第二薄壁梁、固定螺栓、第一至第四陶瓷片、以及第一至第三电极片；所述配重块呈圆柱状，其轴线上设有供所述固定螺栓穿过的通孔；所述第一至第四陶瓷片均为沿厚度方向极化的两分区圆环形陶瓷片，其极化分界线为直径，形成两个极化方向相反的分区；所述第一至第三电极片均呈圆环状；所述固定螺栓穿过配重块的通孔后、依次穿过第四陶瓷片、第三电极片、第三陶瓷片、第二电极片、第二陶瓷片、第一电极片、第一陶瓷片后和其对应圆柱梁上的螺纹孔螺纹连接；所述第一薄壁梁、第二薄壁梁对称设置在所述配重块两侧，其中，所述第一薄壁梁一端和所述配重块的侧壁固连、另一端和所述第一固定块固连，所述第二薄壁梁一端和所述配重块的侧壁固连、另一端和所述第二固定块固连；所述第一固定块、第二固定块均和所述底座上端面固连；所述第一和第二陶瓷片的极化分界线均平行于定子驱动盘所在平面，且同一侧分区的极化方向相反；所述第三和第四陶瓷片的极化分界线均垂直于定子驱动盘所在平面，且同一侧分区的极化方向相反。