记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵及采用其的装置、方法，包括外壳、泵膜片装置和记忆合金弹簧；其中：外壳内部形成空腔；泵膜片装置将外壳内部的空腔至少隔为第一空腔和第二空腔；记忆合金弹簧设置在第一空腔内且其两端分别与泵膜片装置和外壳内壁连接，记忆合金弹簧上连接有用于加热记忆合金弹簧的加热装置；第一空腔的外壳上设有进口和出口。记忆合金弹簧伸缩驱动的微小型隔膜泵利用了形状记忆合金弹簧形变可以积累的特点，相对于膜片式记忆合金泵来说可获得更大的流量，同时也克服了小型的电动机叶轮泵无法泵送汽液两相流体以及叶轮泵存在较大噪音的缺点。
【技术实现步骤摘要】
记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵及采用其的装置、方法
本专利技术涉及微小型泵制造
，具体涉及一种记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵及采用其的装置、泵送方法。
技术介绍
小型或者微型泵在诸多领域有着广泛的应用，如医药领域药物输送和热管理领域冷却介质的泵送(手机基站冷却、计算机芯片冷却、新能源电池冷却等)，还可以用于交通领域内的燃料喷射等。泵的形式多种多样，从结构上来说可分为机械泵和非机械泵，非机械泵没有运动部件，比如用于驱动液态金属的电磁泵。而机械泵一般有运动部件，小型的机械泵一般是由电动马达带动的，其形式一般为叶轮泵、齿轮泵、柱塞泵、涡旋泵、螺杆泵等等。而微型机械泵的驱动形式众多，一般有静电驱动、压电驱动、电磁驱动、热驱动、双金属效应驱动和形状记忆驱动等形式。在这些微型泵驱动形式中，形状记忆驱动具有形变较大，驱动力较大，运行过程中无噪声等优点从而成为研究的热点。现有的形状记忆合金驱动泵是薄膜形式，如图1所示，主要由记忆合金803结构、硅膜片804、进口悬臂单向阀801、出口悬臂单向阀802组成，当记忆合金薄膜被加热时，产生较大的驱动力，驱动记忆合金-硅复合膜向下凹陷，停止加热时，记忆合金薄膜恢复到转变前温度，此时硅的反向偏置力使得薄膜从上凸状态回复到初始平直状态。如此反复，腔体内的液体从进口单向阀进入，出口阀流出。这种泵的尺寸一般小于1cm×1cm×1cm，所以薄膜的形变量很小，一般小于20μm，但是频率可以达到较高，可达50Hz，甚至100Hz，这种记忆合金泵流量一般小于500μL/min。所以这种微流量泵只适合用于泵送极小流量需求的地方，比如泵送药物或者生物芯片内的流体泵送等。这种微型记忆合计膜片泵的泵送流量非常小的原因在于记忆合金膜片的形变是不可积累的。由此可见，微流量泵只适合用于泵送极小流量需求的地方，而不能满足泵流量有较大需求的地方；而对于热管理
来说，现有的容积泵体积大、重量大，不适合做成小型，而小型的电动机叶轮泵又无法泵送汽液两相流体；此外叶轮泵还存在噪音较大的缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提出一种记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，包括外壳、泵膜片装置和记忆合金弹簧；其中：外壳内部形成空腔；泵膜片装置将外壳内部的空腔至少隔为第一空腔和第二空腔；记忆合金弹簧设置在第一空腔内且其两端分别与泵膜片装置和外壳内壁连接，记忆合金弹簧上连接有用于加热记忆合金弹簧的加热装置；第一空腔的外壳上设有进口和出口。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种流体泵送方法，采用所述的记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵对流体进行泵送。作为本专利技术的又一个方面，还提供了一种装置，所述装置用于药物输送、热管理领域冷却介质的泵送或交通领域内的燃料喷射，所述装置内采用所述的记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵。基于上述技术方案可知，本专利技术的微小型隔膜泵相对于现有技术至少具有以下优势之一：1.本专利技术中基于记忆合金弹簧伸缩驱动的微小型隔膜泵利用了形状记忆合金弹簧形变可以积累的特点，记忆合金弹簧相对于同等尺寸的记忆合金膜片来说有更大的变形量，所以将之用于驱动隔膜(橡胶膜或者是其他弹性膜)，相对于膜片式记忆合金泵来说可获得更大的流量；2.本专利技术中的记忆合金泵将泵送流体的一部分用来冷却弹簧，所以无需外部动力提供冷却流体，只需提供间断的电信号即可控制其工作；此外，本专利技术还增加了记忆合金弹簧的快速冷却措施，可以提高弹簧的伸长和回弹频率；3.这种容积式记忆合金泵，不论是单相还是两相流体均可以泵送，这相对于叶轮泵是一大优势；并且避免了现有的容积泵体积大、重量大而不适合做成小型的缺点，同时也克服了小型的电动机叶轮泵无法泵送汽液两相流体以及叶轮泵存在噪音较大的缺点；4.记忆合金泵是基于记忆合金不同温度下的形状效应完成泵送流体的目的，因而相对于电机驱动泵来说，其重量轻，体积小，而且无噪音；5.本专利技术的微小型隔膜泵可以根据需要制作成不同的大小和尺寸，例如可以做到从微型(约2cm×2cm×2cm)到小型(约10cm×10cm×10cm)。附图说明图1为现有技术结构示意图；图2为本专利技术实施例微小型隔膜泵三维结构示意图；图3为图2A-A向截面示意图；图4为所述泵膜片装置结构示意图；图5为所述偏置弹簧设置在泵膜片装置与泵下盖之间的微小型隔膜泵剖面结构示意图；图6为所述冷却装置采用闸阀结构的微小型隔膜泵剖面结构示意图；图7为所述冷却装置采用半导体制冷片结构的微小型隔膜泵剖面结构示意图；图8为所述加热装置采用弹簧本身作为电阻丝的结构示意图；图9为所述加热装置采用缠绕电阻丝结构示意图。附图标记说明：1-泵上盖；101-上盖出口单向阀；102-上盖进口单向阀；2-泵下盖；201-下盖出口单向阀；202-闸阀；3-泵膜片；301-泵膜片进口单向阀；302-连接凸块；303-支撑盘；304-泵膜片；401-第二腔体；402-第一腔体；5-记忆合金弹簧；501-偏置弹簧；6-导线；7-半导体制冷片；801-进口悬臂单向阀；802-出口悬臂单向阀；803-记忆合金；804-硅膜片。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术公开了一种记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，包括外壳、泵膜片装置和记忆合金弹簧5；其中：外壳内部形成空腔；外壳可以为一体结构，也可以为几部分连接而成，如可以为泵上盖1和泵下盖2两部分连接形成；泵膜片装置将外壳内部的空腔至少隔为第一空腔和第二空腔；空腔可以根据需要设置，可以为左右结构，也可以为上下结构。记忆合金弹簧5设置在第一空腔402内且其两端分别与泵膜片装置和外壳内壁连接，记忆合金弹簧可以根据需要设置在第一空腔或第二空腔内，记忆合金弹簧5上连接有用于加热记忆合金弹簧5的加热装置；第一空腔402的外壳上设有进口和出口。其中，所述第一空腔402内部设有用于冷却记忆合金弹簧5的冷却装置。其中，所述冷却装置包括泵膜片进口和排液口，泵膜片进口设置在泵膜片装置上，排液口设置在第一空腔402的外壳壁上；作为优选，所述泵膜片进口内设有控制其打开或关闭的泵膜片阀门；作为优选，所述泵膜片阀门为单向阀；或者，所述的冷却装置包括设置在第一空腔外壳壁上的闸阀202和连接在记忆合金弹簧5上用于开启或闭合闸阀的拨片，第一空腔外壳壁上设有排液口；或者，所述的冷却装置包括半导体制冷片7，记忆合金弹簧5与所述半导体制冷片7的冷端接触或通过导热介质相连。其中，所述的加热装置包括导线和脉冲信号电源，记忆合金弹簧5上镀有一层绝缘膜；作为优选，所述脉冲信号电源的电压为0.1～5V，电流为1～50A，频率为0.1～10Hz；或者，所述加热装置包括缠绕在记忆合金弹簧5上的电阻丝，电阻丝和电源连接，所述电阻丝上刷有绝缘漆。其中，所述的外壳与泵膜片装置之间设有用于复位的偏置弹簧501，偏置弹簧501可以根据需要设置在第一空腔402或第二空腔401内；作为优选，所述的进口和出口内均设有控制其打开或闭合的控制阀门；作为优选，所述控制阀门为单向阀。其中，所述第一空腔402内设有环形凹槽，记忆合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，其特征在于，包括外壳、泵膜片装置和记忆合金弹簧；其中：外壳内部形成空腔；泵膜片装置将外壳内部的空腔至少隔为第一空腔和第二空腔；记忆合金弹簧设置在第一空腔内且其两端分别与泵膜片装置和外壳内壁连接，记忆合金弹簧上连接有用于加热记忆合金弹簧的加热装置；第一空腔的外壳上设有进口和出口。
【技术特征摘要】
1.一种记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，其特征在于，包括外壳、泵膜片装置和记忆合金弹簧；其中：外壳内部形成空腔；泵膜片装置将外壳内部的空腔至少隔为第一空腔和第二空腔；记忆合金弹簧设置在第一空腔内且其两端分别与泵膜片装置和外壳内壁连接，记忆合金弹簧上连接有用于加热记忆合金弹簧的加热装置；第一空腔的外壳上设有进口和出口。2.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，其特征在于，所述第一空腔内部设有用于冷却记忆合金弹簧的冷却装置。3.根据权利要求2所述的记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，其特征在于，所述冷却装置包括泵膜片进口和排液口，泵膜片进口设置在泵膜片装置上，排液口设置在第一空腔的外壳壁上；作为优选，所述泵膜片进口内设有控制其打开或关闭的泵膜片阀门；作为优选，所述泵膜片阀门为单向阀；或者，所述的冷却装置包括设置在第一空腔外壳壁上的闸阀和连接在记忆合金弹簧上用于开启或闭合闸阀的拨片，第一空腔外壳壁上设有排液口；或者，所述的冷却装置包括半导体制冷片，记忆合金弹簧与所述半导体制冷片的冷端接触或通过导热介质相连。4.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，其特征在于，所述的加热装置包括导线和脉冲信号电源，记忆合金弹簧上镀有一层绝缘膜；作为优选，所述脉冲信号电源的电压为0.1～5V，电流为1～50A，频率为0.1～10Hz；或者，所述加热装置包括缠绕在记忆合金弹簧上的电阻丝，电阻丝和电源连接，所述电阻丝上刷有绝缘漆。5.根据权利要求1所述的记忆合金弹簧驱动的微小型隔膜泵，其特征在于，所述的外壳与泵膜片...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭思聪，王涛，郭朝红，姜玉雁，李晓晖，李铁，郭聪，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，深圳环境能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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