双腔泵制造技术

本发明专利技术披露了一种双腔泵，该双腔泵具有大体上椭圆形的一个泵体，该泵体包括在每一端由端板(12，13)闭合的一个圆柱形壁(11)。该泵(10)进一步包括一对盘形内板(14，15)，这对盘形内板由附着到该泵体的该圆柱形壁的一个环形隔离物(30)支撑于该泵内。圆柱形壁(11)的内表面、端板(12)、内板(14)以及环形隔离物(30)在该泵内形成一个第一空腔(16)。该圆柱形壁(11)的内表面、该端板(13)、该内板(15)以及该环形隔离物(30)在该泵内形成一个第二空腔(17)。该第一空腔(16)的内表面包括一个侧壁(18)，该侧壁为在两端由端壁(20，22)闭合的该圆柱形壁(11)的内表面的一个第一部分，其中该端壁(20)为该端版(12)的内表面并且该端壁(22)包括该内板14的内表面和该隔离物(30)的一个第一侧面。这些内板(14，15)共同形成一个致动器(40)，该致动器通过内板(22，23)以可操作方式与这些端壁(22，23)的中心部分相关联。该双腔泵的说明性实施例具有三个阀，这些阀包括位于该泵的这些空腔之间的一个共有端壁内的一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】盘泵和阀结构相关申请本专利技术依据35USC§119(e)要求2011年9月21日申请的名称为“盘泵和阀结构（DISCPUMPANDVALVESTRUCTURE）”的美国临时专利申请序列号61/537,431的申请的权益，该申请出于所有目的通过引用结合在此。专利技术背景1.专利
本专利技术的说明性实施例总体而言涉及一种用于流体的泵，并且更确切地说涉及一种泵送空腔为大体上圆柱形状的泵，该泵具有端壁和一个在其之间的侧壁，其中这些端壁之间布置有一个致动器。本专利技术的说明性实施例更确切地说涉及一种盘泵，该盘泵具有一个安装在致动器中的阀和至少一个安装在端壁中的一者中的额外阀。2.相关技术说明密闭空腔中高幅压力振荡的产生已经在热声学和泵型压缩机领域中受到大量关注。非线性声学方面的新近发展已经允许具有比先前认为可能的振幅高的振幅的压力波的产生。已知使用声共振来实现从所界定的入口和出口泵送的流体。这可使用一端具有一个声学驱动器的一个圆柱形空腔来实现，该声学驱动器驱动一个声学驻波。在这类圆柱形空腔中，声压波具有有限振幅。变化的横截面空腔（如锥形、角锥形、球形）已被用于实现高幅压力振荡，由此显著提高泵送效果。在这些高幅波中，伴随能量耗散的非线性机制已被抑制。然而，高幅声共振直到最近仍未被用于径向压力振荡被激发的盘形空腔内。公开为WO2006/111775的国际专利申请号PCT/GB2006/001487披露一种泵，该泵具有一个纵横比（即空腔的半径与空腔的高度的比率）较高的大体上盘形的空腔。这类泵具有一个大体上圆柱形的空腔，该圆柱形的空腔包括一个在每一端由端壁闭合的侧壁。该泵还包括一个致动器，该致动器驱动端壁中的任一者以沿大体上垂直于被驱动端壁的表面的一个方向振荡。被驱动端壁的运动的空间特征被描述为与空腔内的流体压力振荡的空间特征相匹配，一种在本文中被描述为模式匹配的状态。当该泵为模式匹配的时，致动器对空腔中的流体所进行的作用跨越被驱动端壁表面有利地增加，由此增强该空腔中压力振荡的振幅并且传递较高泵效率。一个模式匹配泵的效率取决于被驱动端壁与侧壁之间的界面。希望通过以下方法维持此泵的效率：建构该界面使得它不会减小或抑制被驱动端壁的运动，由此减缓空腔内流体压力振荡的振幅方面的任何减小。上述泵的致动器引起被驱动端壁的一种沿大体上垂直于端壁或大体上平行于圆柱形空腔的纵向轴线的一个方向的振荡运动（“位移振荡”），在下文中被称为该空腔内被驱动端壁的“轴向振荡”。该被驱动端壁的轴向振荡在空腔内产生流体的大体上成比例的“压力振荡”，从而产生接近如国际专利申请号PCT/GB2006/001487中所描述的第一类的贝塞耳函数（Besselfunction）的一种径向压力分布，该申请通过引用结合在此，这些振荡在下文中被称为该空腔内流体压力的“径向振荡”。致动器与侧壁之间的被驱动端壁的一部分提供一个具有泵的侧壁的界面，该界面减小位移振荡的阻尼从而减缓空腔内压力振荡的任何减小该部分在下文中被称为一种“隔离物”，如美国专利申请号12/477,594中更确切地描述，该申请通过引用结合在此。隔离物的说明性实施例以可操作方式与被驱动端壁的外围部分相关联，从而降低该位移振荡的阻尼。这些泵还要求一个或多个用于控制穿过该泵的流体的流动的阀，以及更确切地说能够以较高频率操作的阀。常规阀典型地针对多种应用以小于500Hz的低频率操作。举例来说，许多常规压缩机典型地以50Hz或60Hz操作。本领域中已知的线性共振压缩机在150Hz与350Hz之间操作。然而，包括医疗装置的许多便携式电子装置需要用于传递正压或提供真空的泵，这些泵尺寸相对较小并且有利的是这些泵在操作中是听不见的，以便提供分散操作。为了实现这些目标，这些泵必须以极高频率操作，这些极高频率需要能够以约20kHz和更高的频率操作的阀。为了以这些高频率操作，该阀必须对可以被校正以产生穿过该泵的流体的净流动的高频振荡压力作出响应。这类阀更确切地描述于国际专利申请号PCT/GB2009/050614中，该申请通过引用结合在此。阀可被布置在第一或第二孔或两个孔中，以便控制穿过泵的流体的流动。每个阀都包括一个第一板，该第一板具有大体延伸垂直穿过其的孔；以及一个第二板，该第二板也具有大体延伸垂直穿过其的孔，其中该第二板的孔大体上偏离该第一板的孔。该阀进一步包括一个布置在第一和第二板之间的侧壁，其中该侧壁围绕第一和第二板的周界闭合，以形成一个在第一与第二板之间、与第一和第二板的孔处于流体联通的空腔。该阀进一步包括一个布置于并且可移动于第一与第二板之间的瓣，其中该瓣具有大体上偏离第一板的孔并且大体上对准该第二板的孔的孔。瓣响应于沿跨越阀的流体差压的方向的变化而在该第一与第二板之间被促动。概述本专利技术披露了一种用于一种致动器安装阀的设计，其适合于控制流体在位于上述泵空腔的被驱动端壁内时在其于操作期间所经历的振动下的高频率流动。一种适合于以高频率操作的阀的大体构造描述于相关国际专利申请号PCT/GB2009/050614中，该申请通过引用结合在此。本专利技术的说明性实施例涉及一种盘泵，该盘泵具有一个双空腔结构，该双空腔结构包括一个在该泵的空腔之间的共有内壁。更确切地说，该泵的一个优选实施例包括一个泵体，该泵体具有一个由两个端壁闭合的大体上椭圆形的侧壁，以及一对彼此邻近并且由侧壁支撑的内板，从而在所述泵体内形成用于容纳流体的两个空腔。每个空腔具有高度（h）和半径（r），其中半径（r）与高度（h）的比率大于约1.2。此泵还包括一个由内板形成的致动器，其中这些内板中的一者以可操作方式与另一内板的一个中心部分相关联并且被适配成用于引起振荡运动，由此在空腔中的每一者内产生流体的径向压力振荡，这些径向压力振荡包括至少一个响应于在使用时施加到该致动器上的一个驱动信号的环状压力节点。该泵进一步包括一个第一孔，该第一孔延伸穿过致动器以使流体能够从一个空腔流动到另一空腔，该另一空腔具有一个布置在所述第一孔中的第一阀以控制穿过该第一孔的流体的流动。该泵进一步包括一个第二孔，该第二孔延伸穿过端壁中的第一者，以使流体使能够流过邻近端壁中的第一者的空腔，该空腔具有一个布置在第二孔中的第二阀以控制穿过该第二孔的流体的流动。该泵进一步包括一个第三孔，该第三孔延伸穿过端壁中的第二者以使流体能够流过邻近端壁中的第二者的空腔，由此流体在使用时流入一个空腔并且流出另一个空腔。该泵可进一步包括一个第三阀，该第三阀布置在第三孔中以在使用时控制穿过第三孔的流体的流动。说明性实施例的其他目标、特征以及优点在此被披露并且参考以下附图和详细描述将变得更加显而易见。附图简要说明图1A展示根据本专利技术的一个说明性实施例的第一泵的示意性横截面图。图1B展示图1A的第一泵的示意性透视图。图1C展示沿图1A中线1C-1C截取的图1A的第一泵的示意性横截面图。图2A展示根据本专利技术的一个说明性实施例的第二泵的示意性横截面图。图2B展示根据本专利技术的一个说明性实施例的第三泵的示意性横截面图。图3展示根据本专利技术的一个说明性实施例的第四泵的示意性横截面图。图4A展示图1A的第一泵的致动器的基本弯曲模式的轴向位移振荡的曲线图。图4B展示响应于图4A中所示弯曲模式的图1A的第一泵的空腔内的流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵，其包括：一个泵体，该泵体具有由两个端壁闭合的一个大体上椭圆形的侧壁，以及彼此邻近并且由该侧壁支撑从而在所述泵体内形成用于容纳流体的两个空腔的一对内板，每个空腔具有高度(h)和半径(r)，其中该半径(r)与该高度(h)的比率大于约1.2；一个由这些内板形成的致动器，其中这些内板中的一者以可操作方式与另一内板的一个中心部分相关联并且被适配成用于引起在频率(f)下的振荡运动，由此在这些空腔中的每一者内产生该流体的径向压力振荡，这些径向振荡运动包括响应于在使用时施加到所述致动器上的一个驱动信号的至少一个环状压力节点；一个第一孔，该第一孔延伸穿过所述致动器以使该流体能够从一个空腔流动到另一个空腔；一个第一阀，该第一阀被布置在所述第一孔中以控制穿过所述第一孔的流体的流动；一个第二孔，该第二孔延伸穿过这些端壁中的第一者以使该流体能够流动穿过邻近这些端壁中的该第一者的空腔；一个第二阀，该第二阀被布置在所述第二孔中以控制穿过所述第二孔的流体的流动；以及一个第三孔，该第三孔延伸穿过这些端壁中的第二者以使该流体能够流动穿过邻近这些端壁中的该第二者的空腔；由此流体在使用时流入一个空腔并且流出另一个空腔。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.21 US 61/537,4311.一种泵，包括：一个泵体，该泵体具有由两个端壁闭合的并且具有内半径r的一个大体上椭圆形的侧壁，用于容纳流体；一个由内板和压电板形成的致动器，该内板具有大于或等于0.63r的半径，该压电板以可操作方式与该内板的一个中心部分相关联并且被适配成用于引起在频率f下的振荡运动，由此在该泵体内产生该流体的径向压力振荡；一个隔离物，该隔离物具有耦合到该内板的外围部分的内侧外围和柔性地耦合到该侧壁的外侧外围，使得该致动器和该隔离物形成在该泵体内的具有高度h的两个空腔，其中该内半径r与该高度h的比率大于1.2；一个第一孔，该第一孔延伸穿过所述致动器并且大体上定位在该致动器的中心处以使该流体能够从一个空腔流动到另一个空腔；一个第一阀，该第一阀被布置在所述第一孔中以控制穿过所述第一孔的流体的流动；一个第二孔，该第二孔延伸穿过这些端壁中的第一端壁并且大体上定位在这些端壁中的该第一端壁的中心处以使该流体能够流动穿过邻近这些端壁中的该第一端壁的空腔；一个第二阀，该第二阀被布置在所述第二孔中以控制穿过所述第二孔的流体的流动；一个第三孔，该第三孔延伸穿过这些端壁中的第二端壁并且大体上定位在这些端壁中的该第二端壁的中心处以使该流体能够流动穿过邻近这些端壁中的该第二端壁的空腔；以及一个第三阀，该第三阀被布置在所述第三孔中以在使用时控制穿过所述第三孔的流体的流动。2.如权利要求1所述的泵，其中这些阀为瓣阀。3.如权利要求1所述的泵，其中每个空腔的高度h和每个空腔的半径r进一步通过以下等式相关：h2/r>4×10-10米。4.如权利要求1所述的泵，其中这些阀允许该流体沿大体上一个方向流过该空腔。5.如权利要求1所述的泵，其中当这些空腔内的使用流体为一种气体时每个空腔的r/h比率在10...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·布赖恩·洛克，艾丹·马库斯·陶特，
申请(专利权)人：凯希特许有限公司，
类型：
国别省市：