一种基于光学透射焊的微型压电泵、压电泵组及装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种流体泵，具体涉及一种基于光学透射焊的微型压电泵、压电泵组及装配方法。一种基于光学透射焊的微型压电泵，包括由上到下依次层叠的激励单元、阀体单元和阀座单元，所述激励单元为压电泵提供驱动力，所述激励单元包括压电振子和腔体振膜，所述压电振子设置在腔体振膜的上表面，所述腔体振膜、阀体单元、阀座单元的材质均为热塑性塑料，所述激励单元、阀体单元和阀座单元采用光学透射焊的方式层叠焊接。解决了现有技术中的压电泵的结构不够微型化，生产工艺复杂，生产过程不够环保的问题。

A Micro Piezoelectric Pump, Piezoelectric Pump Set and Assembly Method Based on Optical Transmission Welding

The invention relates to a fluid pump, in particular to a micro piezoelectric pump, a piezoelectric pump group and an assembly method based on optical transmission welding. A micro piezoelectric pump based on optical transmission welding consists of an excitation unit, a valve body unit and a valve seat unit stacked from top to bottom. The excitation unit provides driving force for the piezoelectric pump. The excitation unit includes a piezoelectric oscillator and a cavity diaphragm. The piezoelectric oscillator is arranged on the upper surface of the cavity diaphragm. The material of the cavity diaphragm, the valve body unit and the valve seat unit are all thermal. Plastic plastic, the excitation unit, the valve body unit and the valve seat unit are laminated by optical transmission welding. The utility model solves the problems that the structure of the piezoelectric pump in the prior art is not miniaturized, the production process is complex and the production process is not environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光学透射焊的微型压电泵、压电泵组及装配方法
本专利技术涉及一种流体泵，具体涉及一种基于光学透射焊的微型压电泵、压电泵组及装配方法。
技术介绍
压电泵是一种新型流体驱动器。它不需要附加驱动电机，而是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输流体。压电泵具有结构简单、节能环保、体积小、重量轻、响应速度快、能量转换高、无电磁干扰等特点，可应用在燃料电池燃料供给、汽车发动机燃料供给、电子芯片冷却、医疗设备等领域。通过检索及查阅文献知，目前已公开的压电泵泵体一般是以有机玻璃、塑料为材料，且多为几部分构成的多体结构，通过螺钉等连接件进行组合；阀片主要采用金属阀片或是橡胶阀片，通过粘接或是铆接的方式完成安装；压电泵的密闭的泵腔，其壳体、阀片和隔膜所使用的材料多为两种以上，部分结构还引入了粘接剂等其他物质，其密封多是通过粘结剂或密封圈来实现。上述的压电泵存在如下的不足：压电泵泵体的多体结构增加了前期的加工成本和后期的装配成本，影响整体结构的微小型化；现有的阀片分为单体式和复合式，使用时对泵体上阀片安装位置的加工精度要求高，而且安装时工序比较复杂；压电泵的泵腔不易达到医用和食品级的高清洁度和符合禁用物质的禁用要求；同时对于构成泵腔的壳体的功能部位的加工精度要求高，从而提高了注塑或是机加工的难度，且不利于微小型化。此外，还有使用MEMS技术制作的单晶Si压电微泵，微型化较为便利，但生产工艺复杂，生产过程不够环保。除此之外，还需要高额的设备投入和复杂的制作工艺。因此，现有的压电泵的结构和生产工艺，不便于实现压电泵的微型化及大批量便捷、低成本、环保、卫生的工业化生产。
技术实现思路
为了解决现有技术中的压电泵的结构不够微型化，生产工艺复杂，生产过程不够环保的问题，本专利技术提出一种基于光学透射焊的微型压电泵、压电泵组及装配方法，以解决上述技术问题。本专利技术的技术方案为：一种基于光学透射焊的微型压电泵，包括由上到下依次层叠的激励单元、阀体单元和阀座单元，所述激励单元为压电泵提供驱动力，所述激励单元包括压电振子和腔体振膜，所述压电振子设置在腔体振膜的上表面，所述腔体振膜、阀体单元、阀座单元的材质均为热塑性塑料，所述激励单元、阀体单元和阀座单元采用光学透射焊的方式层叠焊接。进一步地，所述阀体单元用于控制流体的单向流动，所述阀体单元包括进口阀和出口阀，所述阀体单元和所述激励单元的腔体振膜之间形成泵腔，所述进口阀和出口阀均与泵腔连通；所述阀座单元包括阀座，所述阀座内设置有入流沉腔和出流沉腔，所述入流沉腔和所述进口阀相通，所述出流沉腔和所述出口阀相通。进一步地，所述阀体单元包括上阀片压板、阀片和下阀片压板，所述上阀片压板和所述下阀片压板结构相同，所述上阀片压板上开有大过流孔和小过流孔，所述下阀片压板上开有大过流孔和小过流孔，所述阀片包括第一阀板和第二阀板，所述大过流孔、第一阀板和小过流孔对齐设置，所述第一阀板的直径大于小过流孔的内径且小于大过流孔的内径，所述大过流孔、第一阀板和小过流孔共同构成进口阀；所述小过流孔、第二阀板和大过流孔对齐设置，所述第二阀板的直径大于小过流孔的内径且小于大过流孔的内径，所述小过流孔、第二阀板和大过流孔共同构成出口阀。进一步地，所述腔体振膜和阀片设置为透光层，所述上阀片压板和下阀片压板设置为吸光层，所述阀座为透光层或吸光层。进一步地，还包括设置在激励单元和阀体单元之间的腔隔膜，所述腔隔膜上开有通孔，所述激励单元、腔隔膜和阀体单元共同形成泵腔。进一步地，所述腔隔膜的材质为热塑性塑料，所述腔体振膜、上阀片压板和下阀片压板设置为透光层，所述腔隔膜、阀片和阀座设置为吸光层。进一步地，所述阀座单元包括从上到下依次层叠的上阀座隔膜、阀座、下阀座隔膜和底板，所述上阀座隔膜上开有内径相同的第一过流孔和第二过流孔，所述阀座内开有内径相同的第三过流孔和第四过流孔，所述第一过流孔、第三过流孔和入流沉腔相通，所述第二过流孔、第四过流孔和出流沉腔相通，所述第一过流孔的内径大于等于第三过流孔的内径，所述第三过流孔的内径小于入流沉腔的内径，所述入流沉腔和出流沉腔的内径相等。进一步地，所述腔体振膜、上阀片压板、下阀片压板、阀座和底板设置为透光层；所述腔隔膜、阀片、上阀座隔膜和下阀座隔膜设置为吸光层。进一步地，所述阀座单元包括从上到下依次层叠的上阀座隔膜和阀座，所述上阀座隔膜上开有内径相同的第一过流孔和第二过流孔，所述阀座上还开设有入流管道和出流管道，所述入流管道和出流管道均竖直延伸，所述入流管道、入流沉腔和第一过流孔连通，所述第二过流孔、出流沉腔和出流管道连通。进一步地，所述腔体振膜、上阀片压板、下阀片压板和阀座设置为透光层；所述腔隔膜、阀片、上阀座隔膜设置为吸光层。进一步地，所述阀座单元下方还依次层叠有阀体单元和激励单元，相邻的所述阀体单元和所述激励单元之间设置有腔隔膜，所述阀座单元上方的激励单元、腔隔膜和阀体单元共同形成上侧泵腔，所述阀座单元下方的激励单元、腔隔膜和阀体单元共同形成下侧泵腔，所述阀座单元内设置有入流沉腔、出流沉腔和中间通孔，所述入流沉腔、中间通孔和下侧泵腔相通，所述中间通孔、出流沉腔和上侧泵腔相通；或者所述入流沉腔、中间通孔和上侧泵腔相通，所述中间通孔、出流沉腔和下侧泵腔相通。一种微型压电泵组，包括至少两个上述的微型压电泵，至少两个微型压电泵单腔串联设置或单腔并联设置。一种微型压电泵组，包括至少两个上述的微型压电泵，至少两个微型压电泵双腔串联设置或双腔并联设置。一种微型压电泵的装配方法，包括如下步骤：A1、将阀片、下阀片压板和阀座依次叠放并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第一路径进行焊接；A2、将上阀片压板叠放在阀片上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第二路径进行焊接；A3、将腔体振膜叠放在上阀片压板上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第三路径进行焊接；A4、将压电振子粘接在腔体振膜上，两者中心对齐，完成装配。一种微型压电泵的装配方法，包括如下步骤：B1、将下阀片压板叠放在阀座上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第一路径进行焊接；B2、将上阀片压板和阀片依次叠放在下阀片压板上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第一路径进行焊接；B3、将腔体振膜和腔隔膜依次叠放在上阀片压板上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第三路径进行焊接；B4、将压电振子粘接在腔体振膜上，两者中心对齐，完成装配。一种微型压电泵的装配方法，包括如下步骤：C1、将上阀片压板、阀片和下阀片压板依次叠放并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第一路径进行焊接；C2、将腔隔膜和腔体振膜依次叠放在上阀片压板上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第三路径进行焊接；C3、将上阀座隔膜和阀座依次叠放在下阀片压板上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第四路径进行焊接；C4、将下阀座隔膜和底板依次叠放在阀座上并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第一路径进行焊接；C5、将压电振子粘接在腔体振膜上，两者中心对齐，完成装配。一种微型压电泵的装配方法，包括如下步骤：D1、将上阀片压板、阀片和下阀片压板依次叠放并施加压力，采用光学透射焊的方法沿第一路径进行焊接；D2、将腔隔膜和腔体振膜依次叠放在上阀片压板上并施加压力，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光学透射焊的微型压电泵，包括由上到下依次层叠的激励单元(1)、阀体单元(2)和阀座单元(3)，所述激励单元(1)为压电泵提供驱动力，所述激励单元(1)包括压电振子(11)和腔体振膜(12)，所述压电振子(11)设置在腔体振膜(12)的上表面，其特征在于，所述腔体振膜(12)、阀体单元(2)、阀座单元(3)的材质均为热塑性塑料，所述激励单元(1)、阀体单元(2)和阀座单元(3)采用光学透射焊的方式层叠焊接。

【技术特征摘要】
1.一种基于光学透射焊的微型压电泵，包括由上到下依次层叠的激励单元(1)、阀体单元(2)和阀座单元(3)，所述激励单元(1)为压电泵提供驱动力，所述激励单元(1)包括压电振子(11)和腔体振膜(12)，所述压电振子(11)设置在腔体振膜(12)的上表面，其特征在于，所述腔体振膜(12)、阀体单元(2)、阀座单元(3)的材质均为热塑性塑料，所述激励单元(1)、阀体单元(2)和阀座单元(3)采用光学透射焊的方式层叠焊接。2.如权利要求1所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述阀体单元(2)用于控制流体的单向流动，所述阀体单元(2)包括进口阀和出口阀，所述阀体单元(2)和所述激励单元(1)的腔体振膜(12)之间形成泵腔(41)，所述进口阀和出口阀均与泵腔(41)连通；所述阀座单元(3)包括阀座(31)，所述阀座(31)内设置有入流沉腔(311)和出流沉腔(312)，所述入流沉腔(311)和所述进口阀相通，所述出流沉腔(312)和所述出口阀相通。3.如权利要求2所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述阀体单元(2)包括上阀片压板(21)、阀片(22)和下阀片压板(23)，所述上阀片压板(21)和所述下阀片压板(23)结构相同，所述上阀片压板(21)上开有大过流孔(211)和小过流孔(212)，所述下阀片压板(23)上开有大过流孔(231)和小过流孔(232)，所述阀片(22)包括第一阀板(221)和第二阀板(222)，所述大过流孔(211)、第一阀板(221)和小过流孔(232)对齐设置，所述第一阀板(221)的直径大于小过流孔(232)的内径且小于大过流孔(211)的内径，所述大过流孔(211)、第一阀板(221)和小过流孔(232)共同构成进口阀；所述小过流孔(212)、第二阀板(222)和大过流孔(231)对齐设置，所述第二阀板(222)的直径大于小过流孔(212)的内径且小于大过流孔(231)的内径，所述小过流孔(212)、第二阀板(222)和大过流孔(231)共同构成出口阀。4.如权利要求3所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述腔体振膜(12)和阀片(22)设置为透光层，所述上阀片压板(21)和下阀片压板(23)设置为吸光层，所述阀座(31)为透光层或吸光层。5.如权利要求3所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，还包括设置在激励单元(1)和阀体单元(2)之间的腔隔膜(4)，所述腔隔膜(4)上开有通孔，所述激励单元(1)、腔隔膜(4)和阀体单元(2)共同形成泵腔。6.如权利要求5所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述腔隔膜(4)的材质为热塑性塑料，所述腔体振膜(12)、上阀片压板(21)和下阀片压板(23)设置为透光层，所述腔隔膜(4)、阀片(22)和阀座(31)设置为吸光层。7.如权利要求5所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述阀座单元(3)包括从上到下依次层叠的上阀座隔膜(32)、阀座(31)、下阀座隔膜(33)和底板(34)，所述上阀座隔膜(32)上开有内径相同的第一过流孔(321)和第二过流孔(322)，所述阀座(31)内开有内径相同的第三过流孔(313)和第四过流孔(314)，所述第一过流孔(321)、第三过流孔(313)和入流沉腔(311)相通，所述第二过流孔(322)、第四过流孔(314)和出流沉腔(312)相通，所述第一过流孔(321)的内径大于等于第三过流孔(313)的内径，所述第三过流孔(313)的内径小于入流沉腔(311)的内径，所述入流沉腔(311)和出流沉腔(312)的内径相等。8.如权利要求7所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述腔体振膜(12)、上阀片压板(21)、下阀片压板(23)、阀座(31)和底板(34)设置为透光层；所述腔隔膜(4)、阀片(22)、上阀座隔膜(32)和下阀座隔膜(33)设置为吸光层。9.如权利要求5所述的一种基于光学透射焊的微型压电泵，其特征在于，所述阀座单元(3)包括从上到下依次层叠的上阀座隔膜(32)和阀座(31)，所述上阀座隔膜(32)上开有内径相同的第一过流孔(321)和第二过流孔(322)，所述阀座(31)上还开设有入流管道(315)和出流管道(316)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周京京，钟德坤，焦会萌，韦东东，吴垠，
申请(专利权)人：常州威图流体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32