一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构制造技术

本发明专利技术提供了一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，包括底座、多孔蓄液结构、柔性薄膜、铜片、压电陶瓷、上盖板、铜片压板和喷嘴，在底座上表面左侧开设有液体储液池，右侧开设有安装槽，在安装槽底部开设有流体流通槽，液体储液池依次通过储液池出口及流体流道入口与流体流通槽连通，多孔蓄液结构设置在液体储液池内，柔性薄膜设置在定位槽内且完全覆盖流体流通槽，上盖板约束柔性薄膜的法向向外的自由度，铜片贴在柔性薄膜的上，压电陶瓷贴在铜片上，铜片压片穿过上盖板后压紧在铜片的左端形成悬臂梁结构，喷嘴开设在底座下表面且与流体通道连通，柔性薄膜与底座之间围成容纳大粘度流体的封闭腔体。本发明专利技术能实现高压大粘度流体的喷射。

A cantilever piezoelectric micro-jet mechanism for injecting high viscosity fluid

【技术实现步骤摘要】
一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构
本专利技术属于微液滴喷射领域，尤其是涉及一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构。
技术介绍
基于压电致动的微液滴喷射机构广泛应用于材料化工、生物医疗、微机电系统制造等领域中，主要实现对微小液滴的喷射和控制等功能。传统压电微喷机构振子为全约束形变量较小；由于大粘度流体由于粘性阻力的影响，难以通过低压实现，利用现有薄膜悬臂梁式压电微喷机构喷射大粘度流体时，腔体内高压会使弹性膜向腔体外侧凸起，就会引起微喷机构喷射故障；同时现有压电微喷机构还存在需要稳压储油箱，结构复杂的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，工作强度更大，具有能实现高压大粘度流体的喷射功能，且不会发生喷射故障。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，包括底座、多孔蓄液结构、柔性薄膜、铜片、压电陶瓷、上盖板、铜片压板和喷嘴，在底座上表面的左侧开设有液体储液池、在底座上表面的右侧开设有安装槽，在安装槽底部开设有流体流通槽，所述液体储液池的侧面底部设有储液池出口，在流体流通槽的底部开设有流体流通槽入口，所述的液体储液池依次通过储液池出口及流体流通槽入口与流体流通槽连通，所述的多孔蓄液结构设置在液体储液池内，所述的柔性薄膜设置在定位槽内且完全覆盖流体流通槽，所述上盖板压紧柔性薄膜的外围且与底座固定连接，所述的上盖板约束柔性薄膜的法向向外的自由度，所述的铜片贴覆在柔性薄膜的上表面，所述的压电陶瓷贴覆在铜片的上表面，所述的铜片压片穿过上盖板后压紧在铜片的左端形成悬臂梁结构，所述的铜片压片与上盖板固定连接，所述的喷嘴开设在底座的下表面，且与流体通道连通，所述柔性薄膜与多孔蓄液结构和喷嘴之间围成容纳大粘度流体的封闭腔体。进一步的，在所述上盖板上设有多个沉头孔、多个盖板螺纹孔和一个盖板通孔，多个所述沉头孔沿上盖板的中心线对称分布在上盖板的四周，多个所述盖板螺纹孔沿上盖板的中心线对称分布，所述沉头孔设置在盖板螺纹孔的外侧，所述盖板通孔位于上盖板的中心位置，所述盖板通孔为矩形通孔，所述盖板通孔与铜片压板间隙配合，所述底座上设有与沉头孔配合的底座螺纹孔，螺栓穿过沉头孔后与底座螺纹孔连接将上盖板固定在底座上。进一步的，所述盖板通孔的宽度小于流体流通槽的宽度，未与铜片贴覆的柔性薄膜区域的下表面与流体接触，上表面与上盖板接触。进一步的，在所述液体储液池的左侧面底部开设有堵塞螺纹孔，所述堵塞螺纹孔与堵塞配合。进一步的，所述铜片压板为T字型结构，T字型结构包括一体成型的水平连接部和竖直压紧部，在水平连接部上设有铜片压板通孔，螺栓穿过铜片压板通孔后与盖板螺纹孔连接将铜片压板固定在上盖板上，竖直压紧部的底面为压板固定面，在压板固定面上切出防止铜片压板与铜片和压电陶瓷干涉的L型凹槽。进一步的，所述压电陶瓷采用厚度方向极化。进一步的，所述多孔蓄液结构为海绵。进一步的，所述喷嘴为锥状结构。进一步的，所述铜片贴覆在柔性薄膜的中心位置，所述压电陶瓷贴覆在铜片的中心位置。进一步的，所述铜片和压电陶瓷的截面为长方形或圆形。相对于现有技术，本专利技术所述的一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构具有以下优势：压电振子只对一端约束，相同喷射强度时，所需要的电压幅值小；柔性薄膜法向向外的自由度被上盖板约束，当腔体内压强很大时，由于上盖板的约束，柔性膜也不会产生向外的凸起，也就是在不影响致动的情况下可以实现高压大粘度流体的喷射；流体储液池内的放置多孔蓄液结构，既可以实现对喷射流体的过滤，同时利用流体流进多孔的耦合作用和微孔毛细作用来克服重力作用实现对微喷腔体的稳压供液。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构的俯视图；图2为图1的A-A向剖视图；图3为图1的B-B向剖视图；图4为图2的C处放大图；图5为本专利技术实施例所述的一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构的底座的结构示意图；图6为本专利技术实施例所述的一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构的上盖板的结构示意图；图7为本专利技术实施例所述的一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构的铜片压板的结构示意图。附图标记说明：1-底座，1-1-堵塞螺纹孔，1-2-储液池出口，1-3-流体储液池，1-4-底座螺纹孔，1-5-流体流通槽入口，1-6-流体流通槽，1-7-安装槽，2-堵塞，3-多孔蓄液结构，4-柔性薄膜，5-铜片，6-压电陶瓷，7-上盖板，7-1-沉头孔，7-2-盖板螺纹孔，7-3盖板通孔，8-铜片压板，8-1-铜片压板通孔，8-2-压板固定面，8-3-L型凹槽，9-喷嘴。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，在本专利技术的实施例中所提到的大粘度流体，是指粘度大于50cP的流体。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1-图7所示，一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，包括底座1、多孔蓄液结构3、柔性薄膜4、铜片5、压电陶瓷6、上盖板7、铜片压板8和喷嘴9，在底座1上表面的左侧开设有液体储液池1-3、在底座1上表面的右侧开设有安装槽1-7，在安装槽1-7底部开设有流体流通槽1-6，所述液体储液池1-3的侧面底部设有储液池出口1-2，在流体流通槽1-6的底部开设有流体流通槽入口1-5，所述的液体储液池1-3依次通过储液池出口1-2及流体流通槽入口1-5与流体流通槽1-6连通，所述的多孔蓄液结构3设置在液体储液池1-3内，所述的柔性薄膜4设置在定位槽1-7内且完全覆盖流体流通槽1-6，所述上盖板7压紧柔性薄膜4的外围且与底座1固定连接，所述的上盖板7约束柔性薄膜4的法向向外的自由度，所述的铜片5贴覆在柔性薄膜4的上表面，所述的压电陶瓷6贴覆在铜片5的上表面，所述的铜片压片8穿过上盖板7后压紧在铜片5的左端形成悬臂梁结构，所述的铜片压片8与上盖板7固定连接，所述的喷嘴9开设在底座1的下表面，且与流体流通槽1-6连通，所述柔性薄膜4与多孔蓄液结构3和喷嘴9之间围成容纳大粘度流体的封闭腔体，此封闭腔体为微喷腔体。在上盖板7上设有多个沉头孔7-1、多个盖板螺纹孔7-2和一个盖板通孔7-3，多个所述沉头孔7-1沿上盖板7的中心线对称分布在上盖板7的四周，多个所述盖板螺纹孔7-2沿上盖板7的中心线对称分布，所述沉头孔7-1设置在盖板螺纹孔7-2的外侧，所述盖板通孔7-3位于上盖板7的中心位置，所述盖板通孔7-3为矩形通孔，所述盖板通孔7-3与铜片压板8间隙配合，所述底座1上设有与沉头孔7-1配合的底座螺纹孔1-4，螺栓穿过沉头孔7-1后与底座螺纹孔1-4连接将上盖板7固定在底座1上。通过设置盖板通孔7-3的宽度L1小于流体流通槽1-6的宽度L2，未与铜片5贴覆的柔性薄膜区域的下表面与流体接触，上表面与上盖板7接触，这就限制了柔性薄膜4的法向向外的自由度，防止腔体内的高压引起柔性薄膜4向外凸起，避免失效。在液体储液池1-3的左侧面底部开设有堵塞螺纹孔1-1，所述堵塞螺纹孔1-1与堵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，其特征在于：包括底座(1)、多孔蓄液结构(3)、柔性薄膜(4)、铜片(5)、压电陶瓷(6)、上盖板(7)、铜片压板(8)和喷嘴(9)，在底座(1)上表面的左侧开设有液体储液池(1‑3)、在底座(1)上表面的右侧开设有安装槽(1‑7)，在安装槽(1‑7)底部开设有流体流通槽(1‑6)，所述液体储液池(1‑3)的侧面底部设有储液池出口(1‑2)，在流体流通槽(1‑6)的底部开设有流体流通槽入口(1‑5)，所述的液体储液池(1‑3)依次通过储液池出口(1‑2)及流体流通槽入口(1‑5)与流体流通槽(1‑6)连通，所述的多孔蓄液结构(3)设置在液体储液池(1‑3)内，所述的柔性薄膜(4)设置在定位槽(1‑7)内且完全覆盖流体流通槽(1‑6)，所述上盖板(7)压紧柔性薄膜(4)的外围且与底座(1)固定连接，所述的上盖板(7)约束柔性薄膜(4)的法向向外的自由度，所述的铜片(5)贴覆在柔性薄膜(4)的上表面，所述的压电陶瓷(6)贴覆在铜片(5)的上表面，所述的铜片压片(8)穿过上盖板(7)后压紧在铜片(5)的左端形成悬臂梁结构，所述的铜片压片(8)与上盖板(7)固定连接，所述的喷嘴(9)开设在底座(1)的下表面，且与流体流通槽(1‑6)连通，所述柔性薄膜(4)与多孔蓄液结构(3)和喷嘴(9)之间围成容纳大粘度流体的封闭腔体。...

【技术特征摘要】
1.一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，其特征在于：包括底座(1)、多孔蓄液结构(3)、柔性薄膜(4)、铜片(5)、压电陶瓷(6)、上盖板(7)、铜片压板(8)和喷嘴(9)，在底座(1)上表面的左侧开设有液体储液池(1-3)、在底座(1)上表面的右侧开设有安装槽(1-7)，在安装槽(1-7)底部开设有流体流通槽(1-6)，所述液体储液池(1-3)的侧面底部设有储液池出口(1-2)，在流体流通槽(1-6)的底部开设有流体流通槽入口(1-5)，所述的液体储液池(1-3)依次通过储液池出口(1-2)及流体流通槽入口(1-5)与流体流通槽(1-6)连通，所述的多孔蓄液结构(3)设置在液体储液池(1-3)内，所述的柔性薄膜(4)设置在定位槽(1-7)内且完全覆盖流体流通槽(1-6)，所述上盖板(7)压紧柔性薄膜(4)的外围且与底座(1)固定连接，所述的上盖板(7)约束柔性薄膜(4)的法向向外的自由度，所述的铜片(5)贴覆在柔性薄膜(4)的上表面，所述的压电陶瓷(6)贴覆在铜片(5)的上表面，所述的铜片压片(8)穿过上盖板(7)后压紧在铜片(5)的左端形成悬臂梁结构，所述的铜片压片(8)与上盖板(7)固定连接，所述的喷嘴(9)开设在底座(1)的下表面，且与流体流通槽(1-6)连通，所述柔性薄膜(4)与多孔蓄液结构(3)和喷嘴(9)之间围成容纳大粘度流体的封闭腔体。2.根据权利要求1所述的一种可喷射大粘度流体的悬臂梁式压电微喷机构，其特征在于：在所述上盖板(7)上设有多个沉头孔(7-1)、多个盖板螺纹孔(7-2)和一个盖板通孔(7-3)，多个所述沉头孔(7-1)沿上盖板(7)的中心线对称分布在上盖板(7)的四周，多个所述盖板螺纹孔(7-2)沿上盖板(7)的中心线对称分布，所述沉头孔(7-1)设置在盖板螺纹孔(7-2)的外侧，所述盖板通孔(7-3)位于上盖板(7)的中心位置，所述盖板通孔(7-3)为矩形通孔，所述盖板通孔(7-3)与铜片压板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锴，陈维山，刘军考，刘英想，李恒禹，王润举，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23