[发明专利]一种基于负泊松比结构的泵及其操作方法

说明书

本发明公开了一种基于负泊松比结构的泵及其操作方法，包括壳体、负泊松比结构和驱动装置，多个所述负泊松比结构组成巢式结构设置在所述壳体内部，所述负泊松比结构的上下设置有顶盖，所述顶盖上分别设置有单向阀，所述驱动装置设置在所述顶盖上，能够沿z方向的正向和反向加载，驱动所述负泊松比结构泵发生运动变形。结构简单，零部件之间没有配合关系，也没有过高的加工精度要求，安装要求低，成本低；泵的排量完全取决于驱动装置作用的距离，因此排量可以在一定范围内任意调节而无需改变泵本身的结构，操作更为简单方便。

【技术领域】

本发明属于流体输送技术领域，特别涉及一种基于负泊松比结构的泵及其操作方法。

【背景技术】

在诸如建筑、机械、能源、化工、医疗行业等工程应用中，泵的使用具有非常重要的实用价值。在很多工程情况下，要求泵具有无泄漏、使用寿命长、结构简单、排量可以调节、制造装配方便等特点。而泵对于输送液体的功能的实现往往是通过多个零部件之间的配合运动实现的，这就造成了结构复杂，加工装配精度要求高，且由于是多个零部件之间配合实现封闭流体的输送，所以零件配合处的间隙易产生泄漏、配合表面易产生磨损。这就进一步提高了泵的加工装配的要求以及运行使用的难度及成本。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、无泄漏和磨损的新概念流体输送泵及其操作方法，通过采用负泊松比结构实现密闭空间扩张和收缩的方法，解决现有流体输送泵在结构复杂、易泄漏磨损等方面的限制。

本发明采用以下技术方案：

一种基于负泊松比结构的泵，包括壳体、负泊松比结构和驱动装置，多个所述负泊松比结构组成巢式结构设置在所述壳体内部，所述负泊松比结构的上下设置有顶盖，所述顶盖上分别设置有单向阀，所述驱动装置设置在所述顶盖上，能够沿z方向的正向和反向加载，驱动所述负泊松比结构泵发生运动变形。

进一步的，所述负泊松比结构由两个侧边向内凹陷的六边形负泊松比复合材料相互垂直搭接构成，能够在x-y-z三个方向同时进行弹性变形。

进一步的，所述负泊松比结构的伸缩量为10％～80％。

进一步的，所述负泊松比结构通过所述顶盖与所述壳体连接组成封闭空间。

进一步的，所述壳体由塑料、橡胶或金属材料制成，能够和所述负泊松比结构一起产生弹性变形。

一种基于负泊松比结构泵的操作方法，包括以下步骤：

S1、采用粘接、焊接或一体化成型法将上下顶盖固定在所述负泊松比结构上，再将所述负泊松比结构安装到所述壳体内，使上下顶盖与壳体包围形成一个密闭空间，将所述单向阀分别安装到顶盖上，再将所述驱动装置安装到一个顶盖上；

S2、驱动装置沿z方向对所述顶盖作用力，所述壳体在所述负泊松比结构收缩变形时进行弹性变形，通过所述下部单向阀将下方的流体吸入所述密闭空间内，然后将所述密闭空间内的流体在挤压作用下通过所述上部单向阀挤出，促使所述流体沿着管路确定方向流动。

进一步的，当驱动装置沿z方向对所述上部顶盖作用挤压力时，所述负泊松比结构在z方向受到挤压，在x和y方向收缩，所述壳体和所述顶盖组成的封闭空间体积减小，流体进入所述密封空间中充满，并在挤压作用下通过所述上部单向阀流出。

进一步的，当驱动装置沿z方向对所述上部顶盖作用拉伸力时，所述负泊松比结构在z方向受到拉伸，在x和y方向膨胀，所述壳体和所述顶盖组成的封闭空间体积增大，所述下部单向阀将下方流体吸入所述密封空间内。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：