一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵，其特征在于包括圆形压电双晶片、质量块、传振杆、隔膜、悬臂梁阀等，其中，圆形压电双晶片周边悬置，中心通过螺栓二与传振杆下端固定连接，传振杆上端与隔膜通过环氧树脂粘结，下壳体一上开有隔膜安装槽，隔膜布置在隔膜安装槽上，进口悬臂梁阀和出口悬臂梁阀与泵腔连通且过流方向相反。当给圆形压电双晶片施加正弦交变的激励信号时，压电双晶片将产生弯曲变形，当激励信号的频率与激振系统的一阶频率相同或接近时，系统发生共振，压电双晶片的变形通过激振系统放大后由传振杆传递到隔膜，使隔膜大幅振动变形，从而使泵腔容积发生变化，在两悬臂梁阀的交替配合下，实现流体的定向输送。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于流体输送领域，涉及一种共振驱动型压电流体输送装置，更具体地说是一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵。
技术介绍
压电泵是近年来开发出的一种新型泵，属于压电驱动器的一个分支。压电泵利用压电振子产生的双向弯曲变形，使泵腔体积和压力大小交替变化，在单向截止阀的配合下，实现流体的定向运动。压电泵具有体积小、结构简单、控制容易、无电磁干扰等特点。近年在医药生物、精细化工、航空航天、微机电系统等领域的应用越来越广泛，显示着良好的发展前景。目前，压电泵在体积小、精度高、响应快等方向有着很好的发展，但在大流量输出方向，尽管提出了多腔多振子型压电泵，但受压电振子自身变形小所限制，达不到预期效果。另外，压电泵对液体的输送效果明显要优于对气体的输送，因为气体的压缩比相比于液体很大，在压电泵输送气体时，容积的变化量很大一部分用来压缩气体，从而没有达到理想的传送效果。输送气体时，压电泵中振子还会出现发热、易破碎、噪声等问题，从而影响压电泵的工作寿命。而叠堆式压电共振泵中压电叠堆仅作为激励源，通过由弹簧、质量块组成的共振系统，使作用在流体上的隔膜大幅振动，从而驱动流体，这种方法虽然提高了输出效果，但由于压电叠堆成本较高、工艺复杂而不利于推广。本技术提出了一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵，该压电泵以悬置式的圆形压电双晶片作为驱动力源，在共振状态下实现流体的定向输送。
技术实现思路
本技术的目的是为了提出一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵装置，用以解决目前压电泵输出压力低、流量小的问题。本技术的泵壳体是由上壳体、中间体、下壳体一、下壳体二和下壳体三构成，五者通过螺栓一固定连接。中间体开有环形槽，密封圈套在中间体环形槽内，下壳体一开有隔膜安装槽，隔膜布置在隔膜安装槽上，二者把隔膜夹紧在中间，起到密封支撑作用。传振杆上端与隔膜用环氧树脂粘结，传振杆下端与圆形压电双晶片通过螺栓二固定连接。泵腔由中间体与隔膜形成，进口悬臂梁阀和出口悬臂梁阀与泵腔连通且过流方向相反，进口和出口在上壳体上。当给圆形压电双晶片施加正弦交变的激励信号时，圆形压电双晶片将产生弯曲变形，当激励信号的频率与激振系统的一阶频率相同或接近时，系统发生共振，压电双晶片的变形通过激振系统放大后由传振杆传递到隔膜，使隔膜大幅振动变形，从而使泵腔容积发生变化，在两悬臂梁阀的交替配合下，通过进口和出口实现流体的定向输送。本技术采用圆形压电双晶片作为驱动力源，其中，圆形压电双晶片由圆形压电陶瓷片和圆形铍青铜片构成，中心开有通孔，通过螺栓二连接在传振杆下端，周边呈悬置状态，且周边对称布置四对等质量块，通过螺栓三固定连接。本技术优点在于：以悬置式的圆形压电双晶片作为驱动力源，工作在共振状态下，提高压电隔膜泵的输出性能，大幅度提高工作效率，且结构新颖、使用方便、易于微型化。附图说明图1是本技术共振隔膜泵结构示意图；图2是本技术共振隔膜泵激振系统结构示意图；图3是本技术圆形压电双晶片结构示意图；图4是本技术共振隔膜泵整体结构的俯视图。具体实施方式下面结合附图给出的实施例对本技术的结构及原理作进一步阐述。参照图1，本技术所述的基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵包括螺栓一1、上壳体2、进口悬臂梁阀3、进口4、中间体5、泵腔6、隔膜7、传振杆8、螺栓二9、出口10、出口悬臂梁阀11、密封圈12、下壳体一13、圆形压电陶瓷片14、螺栓三15、质量块16、圆形铍青铜片17、下壳体二18、下壳体三19。其中：泵壳体由上壳体2、中间体5、下壳体一13、下壳体二18、下壳体三19这五部分组成，通过螺栓一1固定连接，中间体5开有环形槽，密封圈12套在中间体5环形槽内，下壳体一13开有隔膜安装槽，隔膜7布置在隔膜安装槽上，密封圈12和下壳体一13把隔膜7夹紧在中间，起到密封支撑作用，隔膜7与中间体5形成泵腔6，进口悬臂梁阀3和出口悬臂梁阀11与泵腔6连通且过流方向相反，进口4和出口10位于上壳体2上，圆形压电陶瓷片14和圆形铍青铜片17构成圆形压电双晶片，中心开有通孔，周边对称布置四对等质量块16，由螺栓三15固定连接，传振杆8下端开有内螺纹孔，圆形压电双晶片通过螺栓二9与传振杆8下端连接，传振杆8上端与隔膜7通过环氧树脂粘接。参照图2，本技术所述的激振系统由隔膜7、传振杆8、螺栓二9、质量块16、螺栓三15、圆形铍青铜片17和圆形压电陶瓷片14组成。参照图3，本技术所述的圆形压电双晶片由圆形压电陶瓷片14和圆形铍青铜片17构成，中心开有通孔，用于螺栓二9连接，周边对称布置四个通孔，用于布置等质量块16。参照图4，本技术所述的基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵的外形是个长方体，且俯视图为正方形，进口4和出口10位于上壳体2上，泵壳体通过螺栓一1固定连接。当给圆形压电双晶片施加正弦交变的激励信号时，压电双晶片将产生弯曲变形，当激励信号的频率与激振系统的一阶频率相同或接近时，系统发生共振，压电双晶片的变形被激振系统放大后通过传振杆8传递给隔膜7，使隔膜7大幅振动变形，从而使泵腔6的容积变化最大。此时，共振隔膜泵的振动性能最优、输出性能最好。当隔膜7向下弯曲变形时，泵腔6容积增大，泵腔内压力小于外界压力，进口悬臂梁阀3打开，出口悬臂梁阀11关闭，流体流入泵腔；当隔膜7向上弯曲变形时，泵腔6容积减小，泵腔内压力大于外界压力，出口悬臂梁阀11打开，进口悬臂梁阀3关闭，流体流出泵腔，从而形成流体的定向输送。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵，其特征在于，包括螺栓一、上壳体、进口悬臂梁阀、进口、中间体、泵腔、隔膜、传振杆、螺栓二、出口、出口悬臂梁阀、密封圈、下壳体一、圆形压电陶瓷片、螺栓三、质量块、圆形铍青铜片、下壳体二、下壳体三。

【技术特征摘要】
1.一种基于圆形压电双晶片驱动的共振隔膜泵，其特征在于，包括螺栓一、上壳体、进口
悬臂梁阀、进口、中间体、泵腔、隔膜、传振杆、螺栓二、出口、出口悬臂梁阀、密封圈、
下壳体一、圆形压电陶瓷片、螺栓三、...

【专利技术属性】
技术研发人员：程光明，嵇佳，温建明，郭和平，邢春美，曾平，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33