一种半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵

1.本实用新型涉及一种半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵，属于微流体机械领域。


背景技术：

2.滴灌是一种高效农业灌溉技术，滴水器是其中的关键部件，滴水器要满足结构简单、液体均匀输出等要求。市场上滴水器使用的泵存在体积大，输出流量低而导致滴灌时容易堵塞流道等问题。压电泵是为满足滴灌要求而提出的一种小体积且高效的新型微流体泵。
3.无阀压电泵是压电泵的一个重要分支，该泵动力源为具有逆压电效应的压电材料振动片。当施加驱动电压时压电振动片做周期性机械振动从而引起泵腔容积的周期性变化，通过特殊结构的无运动部件阀导致流体正反向流时所受阻力不同，宏观实现泵中流体的单向流动。目前存在的无阀压电泵虽然有结构简单和体积小的优点，但存在泵输出流量低的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提出一种半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵，增强了泵流体输送能力，能够有效提高泵输出流量。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵，包括泵体、泵盖、六角头螺栓、螺母、泵体密封圈、泵盖密封圈、压电振动片。
7.所述泵体设有下密封圈凹槽、下六角头螺栓孔、进液流道、出液流道、梯形泵腔、3个半椭球缺钝体，所述的泵体中梯形泵腔的腰与上底边的夹角为92-94度，所述的泵体中半椭球缺钝体的长半轴与短半轴之比为2.2-2.6，所述梯形泵腔和半椭球缺钝体用于增大正反向流阻差。
8.所述泵盖设有上六角头螺栓孔、环形凸缘结构和上密封圈凹槽，所述泵盖的环形凸缘结构用于压紧压电振动片，所述六角头螺栓和螺母用于对泵体与泵盖紧密配合。
9.所述泵体密封圈设置在泵体下密封圈凹槽内，对泵体起密封作用，所述泵盖密封圈设置在泵盖上密封圈凹槽内，对泵盖起密封作用，所述压电振动片是为单晶片压电材料的驱动元件，放置在泵体密封圈和泵盖密封圈之间。
10.所述半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵在一个工作周期内包括液体吸入和液体输出两个工作过程：
11.液体吸入工作过程：施加正向交流电信号，由于逆压电效应，压电振动片产生向上凸的弯曲形变，泵体中的梯形泵腔体积逐渐增大，而梯形泵腔内压强逐渐减小至小于外界压强，液体同时从进液流道和出液流道被吸入泵体。从进液流道吸入的液体沿半椭球缺钝体的椭球面作流体绕流，此时梯形泵腔起扩张管作用，液体所受流体阻力小。从出液流道吸入的液体沿半椭球缺钝体半圆面作流体绕流，同时梯形泵腔起收缩管作用，液体所受流体
阻力大。因此从进液流道吸入泵体的液体体积要多于从出液流道吸入的液体体积。
12.液体输出工作过程：施加负向交流电信号，由于逆压电效应，压电振动片产生向下凹的弯曲形变，泵体中的梯形泵腔体积逐渐减小，而梯形泵腔内压强逐渐增大至大于外界压强，液体同时从进液流道和出液流道被排出泵体。从进液流道排出的液体沿半椭球缺钝体的半圆面作流体绕流，此时梯形泵腔起收缩管作用，液体所受流体阻力大。从出液流道排出的液体沿半椭球缺钝体椭球面作为流体绕流，同时梯形泵腔起扩张管作用，液体所受流体阻力小。同理可得进液流道排出泵体的液体体积要少于从出液流道排出的液体体积。
13.本实用新型的优点是：
14.1.本实用新型所述的半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵因半椭球缺钝体和梯形腔结构存在较大正反向流阻差，能有效提高泵的流体输送能力。
15.2.本实用新型所述的半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵结构简单紧凑，工作过程中输出流量大，流道不易堵塞，工作性能稳定。
附图说明
16.图1为本实用新型所述的半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵的爆炸图。
17.图2为本实用新型所述的半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵的剖视图。
18.图3为本实用新型所述的半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵的泵体结构示意图。
19.图4为本实用新型所述的半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵的泵盖结构示意图。
20.图中标记：1为泵体、1-1为下密封圈凹槽、1-2为下六角头螺栓孔、1-3为进液流道、1-4为出液流道、1-5为梯形泵腔、1-6为半椭球缺钝体、2为泵盖、2-1为上六角头螺栓孔、2-2为环形凸缘结构、2-3为上密封圈凹槽、3为六角头螺栓、4为螺母、5为泵体密封圈、6为泵盖密封圈、7为压电振动片。
具体实施方式
21.为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案完整、详细地进行描述，所述实施例只是本实用新型的部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。
22.参阅图1-4所示，本实用新型实施例包括：
23.一种半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵，包括泵体(1)、泵盖(2)、六角头螺栓(3)、螺母(4)、泵体密封圈(5)、泵盖密封圈(6)、压电振动片(7)。
24.所述泵体(1)设有下密封圈凹槽(1-1)、六角头螺栓孔(1-2)、进液流道(1-3)、出液流道(1-4)、梯形泵腔(1-5)、3个半椭球缺钝体(1-6)，所述的泵体(1)中梯形泵腔(1-5)的腰与上底边的夹角为92-94度，所述的泵体(1)中半椭球缺钝体(1-6)的长半轴与短半轴之比为2.2-2.6，所述梯形泵腔(1-5)和半椭球缺钝体(1-6)用于增大正反向流阻差。
25.所述泵盖(2)设有六角头螺栓孔(2-1)、环形凸缘结构(2-2)和上密封圈凹槽(2-3)，所述泵盖(2)的环形凸缘结构(2-2)用于压紧压电振动片(7)，所述六角头螺栓(3)和螺母(4)用于对泵体(1)与泵盖(2)紧密配合。
26.所述泵体密封圈(5)设置在泵体(1)下密封圈凹槽(1-1)内，对泵体(1)起密封作
用，所述泵盖密封圈(6)设置在泵盖(2)上密封圈凹槽(2-3)内，对泵盖(2)起密封作用，所述压电振动片(7)是为单晶片压电材料的驱动元件，放置在泵体密封圈(5)和泵盖密封圈(6)之间。
27.所述半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵在一个工作周期内包括液体吸入和液体输出两个工作过程：
28.液体吸入工作过程：施加正向交流电信号，由于逆压电效应，压电振动片(7)产生向上凸的弯曲形变，泵体(1)中的梯形泵腔(1-5)体积逐渐增大，而梯形泵腔(1-5)内压强逐渐减小至小于外界压强，液体同时从进液流道(1-3)和出液流道(1-4)被吸入泵体(1)。从进液流道(1-3)吸入的液体沿半椭球缺钝体(1-6)的椭球面作流体绕流，此时梯形泵腔(1-5)起扩张管作用，液体所受流体阻力小。从出液流道(1-4)吸入的液体沿半椭球缺钝体(1-6)半圆面作流体绕流，同时梯形泵腔(1-5)起收缩管作用，液体所受流体阻力大。因此从进液流道(1-3)吸入泵体(1)的液体体积要多于从出液流道(1-4)吸入的液体体积。
29.液体输出工作过程：施加负向交流电信号，由于逆压电效应，压电振动片(7)产生向下凹的弯曲形变，泵体(1)中的梯形泵腔(1-5)体积逐渐减小，而梯形泵腔(1-5)内压强逐渐增大至大于外界压强，液体同时从进液流道(1-3)和出液流道(1-4)被排出泵体(1)。从进液流道(1-3)排出的液体沿半椭球缺钝体(1-6)的半圆面作流体绕流，此时梯形泵腔(1-5)起收缩管作用，液体所受流体阻力大。从出液流道(1-4)排出的液体沿半椭球缺钝体(1-6)椭球面作为流体绕流，同时梯形泵腔(1-5)起扩张管作用，液体所受流体阻力小。同理可得进液流道(1-3)排出泵体(1)的液体体积要少于从出液流道(1-4)排出的液体体积。
30.所述半椭球缺钝体梯形腔无阀压电泵经过上述两个工作过程的不断循环，宏观上实现了流体的单向流动，同时能够稳定地输送流体。