一種開(kāi)槽式有閥壓電泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有閥壓電栗，尤其涉及一種開(kāi)槽式閥體壓電栗。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電栗是微型栗的一個(gè)重要組成部分，它的工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)使壓電振子產(chǎn)生變形，再由變形產(chǎn)生容積的變化實(shí)現(xiàn)流體的輸出或者利用壓電振子產(chǎn)生波動(dòng)來(lái)輸出液體。相比于其它傳統(tǒng)栗，它有能量密度更大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，能耗低，無(wú)噪聲，無(wú)電磁干擾，可以精確控制微流體等優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)內(nèi)外廣大研究人員的關(guān)注。目前，壓電栗已經(jīng)逐漸應(yīng)用于醫(yī)療、機(jī)械、小家電、微化學(xué)混合，刀片服務(wù)器冷卻等等研究領(lǐng)域。
[0003]壓電栗可以分為壓電薄膜栗和壓電超聲栗，而壓電薄膜栗根據(jù)有無(wú)截止閥又可分為無(wú)閥壓電栗和有閥壓電栗。在多數(shù)領(lǐng)域，壓電栗需要保證流量的穩(wěn)定輸出，無(wú)閥壓電栗流量小，回流大。所以，應(yīng)用上有閥壓電栗相較于無(wú)閥壓電栗，應(yīng)用更廣泛。有閥壓電栗分為主動(dòng)閥壓電栗和被動(dòng)閥壓電栗，主動(dòng)閥壓電栗依靠外界輸入的信號(hào)進(jìn)行開(kāi)合，閥門(mén)的響應(yīng)頻率較高，但是，控制系統(tǒng)太復(fù)雜，閥門(mén)的制作也復(fù)雜，所以目前市場(chǎng)上主要以被動(dòng)閥壓電栗為主體。而現(xiàn)在的被動(dòng)閥法壓電栗的閥體部分在運(yùn)行過(guò)程中所受應(yīng)力比較大，影響了閥體的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決被動(dòng)閥體的應(yīng)力大的問(wèn)題，提出一種鈸型中間開(kāi)槽結(jié)構(gòu)的被動(dòng)閥體，并基于此閥體設(shè)計(jì)一種壓電栗。本發(fā)明提出了一種開(kāi)槽式有閥壓電栗結(jié)構(gòu)。其基本思路是先設(shè)計(jì)一種鈸型或平板結(jié)構(gòu)的閥體，然后再在該結(jié)構(gòu)正上方開(kāi)十字槽，使得被輸送液體從閥體的中間出來(lái)。
[0005]同時(shí)為了使得閥體能夠響應(yīng)快，跟隨性好，在閥體部分添加一個(gè)隔柵，并且為使得出液均勻，在隔柵上均布一些圓孔，使得液從這些圓孔中出來(lái)，閥體受力更加均勻，避免了閥體開(kāi)槽尖端的應(yīng)力集中。栗體與管道，以及栗體之間采用法蘭連接，帶來(lái)一種加工和安裝的簡(jiǎn)潔性。閥體、隔柵和管道通過(guò)螺栓同時(shí)固定，避免二次分開(kāi)固定帶來(lái)的定位問(wèn)題和空隙問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述要求，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種開(kāi)槽式閥體壓電栗，包括進(jìn)液段、進(jìn)口格柵、進(jìn)口單向閥、下栗體、上栗體、壓電振子、出口隔柵、出口單向閥和出液段；
[0008]所述下栗體一端通過(guò)法蘭與進(jìn)液段相連，所述進(jìn)液段靠近下栗體一端的進(jìn)液口處依次設(shè)有進(jìn)口格柵、進(jìn)口單向閥，下栗體另一端通過(guò)法蘭與出液段相連，且下栗體該端的出液口處依次設(shè)有出口格柵、出口單向閥，所述下栗體的上端通過(guò)法蘭連接有上栗體，上栗體的頂面緊密貼合固定有壓電振子；
[0009]所述上栗體為圓蓋形狀，所述上栗體的圓蓋能夠在壓電振子的振動(dòng)下發(fā)生形變，所述下栗體為一體鑄造結(jié)構(gòu)，包括下栗體鈸型進(jìn)液段、下栗體鈸型出液段、圓柱形栗腔及其兩端的直通管道，所述下栗體鈸型進(jìn)液段、下栗體鈸型出液段分別位于圓柱形栗腔及其兩端的直通管道的兩端且與圓柱形栗腔相連通。
[0010]進(jìn)一步，所述進(jìn)口格柵與進(jìn)口單向閥、出口格柵與出口單向閥均采用同向排列，緊密貼合且一體式安裝。這樣的排列方式，保證在一個(gè)閥門(mén)工作時(shí)，另一個(gè)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，保證了流體的單向傳輸。
[0011]進(jìn)一步，所述進(jìn)口單向閥、出口單向閥為一種鈸型結(jié)構(gòu)的閥體，并且在鈸型結(jié)構(gòu)閥體上面進(jìn)行開(kāi)十字槽處理；使得液體可以通過(guò)閥體的中心來(lái)進(jìn)行傳輸，可以減小閥體的應(yīng)力。所述進(jìn)口格柵、出口隔柵為一種鈸型結(jié)構(gòu)的隔柵，并且在隔柵上面開(kāi)有若干小圓孔。使得來(lái)流能夠被均勻地分散成幾束小的流體，可以進(jìn)一步減小閥體所受應(yīng)力，而且可以提高閥體的響應(yīng)速度。
[0012]進(jìn)一步，所述隔柵上面開(kāi)有的若干小圓孔和所述閥體上面開(kāi)有的十字槽在對(duì)應(yīng)的空間上不重合。
[0013]進(jìn)一步，所述隔柵上面開(kāi)有若干小圓孔的個(gè)數(shù)為12個(gè)，孔徑為1mm，每四分之一個(gè)圓上分布3個(gè)小圓孔。
[0014]進(jìn)一步，所述下栗體鈸型進(jìn)液段、下栗體鈸型出液段內(nèi)部采用倒角結(jié)構(gòu)。以盡量符合流體的流線(xiàn)型，減小流動(dòng)過(guò)程中在凸起里面的漩渦，減小損失。
[0015]進(jìn)一步，所述下栗體的圓柱形栗腔底面采用仿流線(xiàn)型凹面結(jié)構(gòu)，仿流線(xiàn)型剖線(xiàn)為上接直通管道，下與栗腔底部相切的一個(gè)半徑為40mm的圓弧，其凹面同直通管道平滑過(guò)渡，使得漩渦小，能量損失小，用于醫(yī)療，對(duì)細(xì)胞損傷小。
[0016]進(jìn)一步，所述進(jìn)口單向閥、出口單向閥采用高分子高韌性聚合物；所述進(jìn)口格柵、出口隔柵采用高強(qiáng)度高剛性的復(fù)合材料制成。
[0017]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0018]1、設(shè)計(jì)了新型的開(kāi)槽式(鈸型，平板)被動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，提出利用槽口變形來(lái)實(shí)現(xiàn)閥門(mén)作用的一種構(gòu)想。
[0019]2、設(shè)計(jì)一種(鈸型，平板)隔柵結(jié)構(gòu)，并且在其中均勻開(kāi)孔，使得出液均勻。鈸型(平板)結(jié)構(gòu)的隔柵，上面開(kāi)12孔，每個(gè)孔直徑為1mm，每四分之一個(gè)圓上分布3個(gè)(不局限于這一種孔布置方式，隔柵上有孔都在保護(hù)范圍內(nèi)。)，而且，閥門(mén)響應(yīng)性能好；同時(shí)隔柵上面開(kāi)有的若干小圓孔和所述閥體上面開(kāi)有的十字槽在對(duì)應(yīng)的空間上不重合。所以在閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，隔柵充當(dāng)了一部分的閥門(mén)的作用。
[0020]3、在下栗體鈸型出液段采用倒角結(jié)構(gòu)，可以比沒(méi)倒角時(shí)更加貼近流線(xiàn)的情況，減小液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的漩渦，減小能量損失。
[0021]4、壓電栗栗腔采用仿流線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，仿流線(xiàn)型剖線(xiàn)為上接管道，下與栗腔底部相切的一個(gè)半徑為40_的圓弧，可以減小栗腔內(nèi)的漩渦，減少能量損失，如果運(yùn)輸細(xì)胞，可以減少細(xì)胞的死亡率。
[0022]5、進(jìn)口格柵、出口隔柵，還可以在閥體關(guān)閉時(shí)起到支撐閥體的作用；還可以在閥體關(guān)閉時(shí)起到幫助閥體阻隔液體的作用。設(shè)計(jì)了法蘭連接結(jié)構(gòu)，上栗體和下栗體之間，下栗體和管道之間通過(guò)法蘭連接，使得加工與安裝都變得更加簡(jiǎn)便。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明裝置整體的爆炸圖；
[0024]圖2是本發(fā)明裝置整體的剖視圖；
[0025]圖3是本發(fā)明裝置整體的俯視圖；
[0026]圖4是本發(fā)明裝置整體吸程原理圖；
[0027]圖5是本發(fā)明裝置整體排程原理圖；
[0028]圖6是本發(fā)明裝置下栗體剖視圖；
[0029]圖7是本發(fā)明裝置下栗體俯視圖；
[0030]圖8是本發(fā)明裝置上栗體剖視圖；
[0031]圖9是本發(fā)明裝置上栗體俯視圖；
[0032]圖10是本發(fā)明裝置進(jìn)出口隔柵俯視示意圖；
[0033]圖11是本發(fā)明裝置進(jìn)出口單向閥俯視示意圖。
[0034]圖中序號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系:1-進(jìn)口段、2-進(jìn)口隔柵、3-進(jìn)口單向閥、4-下栗體、4-1-下栗體鈸型進(jìn)液段、4-2-圓柱形栗腔兩端的直通管道、4-3-圓柱形栗腔、4-4-下栗體鈸型出液段、5-上栗體、6-壓電振子、7-出口隔柵、8-出口單向閥、9-出口段。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。(但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。)
[0036]—種開(kāi)槽式有閥壓電栗，主要由上栗體、壓電晶片、下栗體(包括下栗體鈸型進(jìn)液段、下栗體鈸型出液段、圓柱形栗腔及其兩端的直通管道)進(jìn)口單向閥、出口單向閥、進(jìn)口隔柵、出口隔柵和控制器組成。栗體左右兩邊采用對(duì)稱(chēng)布置，進(jìn)出液口閥體和隔柵采用同向布置，這樣在其中一個(gè)閥體打開(kāi)工作時(shí)，另一個(gè)是處于關(guān)閉狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)液的單向傳輸。
[0037]本發(fā)明中栗體可以采用3D打印技術(shù)，使用塑性高分子聚合物，具有較強(qiáng)剛性，較大的強(qiáng)度。本發(fā)明中單向閥有高分子橡膠制成，其韌性較好，可反復(fù)變形，在應(yīng)力較小的情況下，不易產(chǎn)生疲勞損傷，閥體的可靠性提高。
[0038]如圖