一种流体泵装置的制作方法

1.本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种流体泵装置。


背景技术：

2.压电元件是利用逆压电效应将电能转换成力或变形的一种能量转换元件，现有部分流体泵利用压电元件产生的弯曲振动改变腔体容积，以达到输送流体的目的。但是现有的压电驱动型的流体泵装置中，由压电元件和振动基板构成的压电振子几乎全部为圆形，能够沿径向均匀伸缩，使得压电振子形成弯曲振动，但是容积变化程度较低，导致输出流量有限。
3.因此有必要提供一种新的流体泵装置。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种流体泵装置，能够有效提高输出流量。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种流体泵装置，包括压电振子，以及设置在所述压电振子一侧的谐振板，所述压电振子包括矩形的振动基板以及设于振动基板上的矩形的压电元件，所述压电振子与所述谐振板之间间隔有谐振腔，所述谐振板上开设有至少一个连通谐振腔的通孔，并且通孔与压电振子的中间部分相对，对所述压电元件施加交变电压，能够迫使振动基板弯曲振动，使所述谐振板产生谐振并随着所述振动基板同向或反向振动，从而由通孔向谐振腔吸入流体，由输出口排出流体。
6.进一步的，所述振动基板包括框体、位于所述框体内的中心板，以及连接在中心板和框体之间的连接部。
7.进一步的，所述振动基板的框体与谐振板之间设有粘接层，使得振动基板与谐振板之间间隔形成所述谐振腔。
8.进一步的，所述流体泵装置还包括设于谐振板远离压电振子一侧的底板，所述底板上对应于谐振板上的通孔开设有开孔，所述开孔的孔径大于通孔的孔径，以使谐振板上并靠近通孔的部分悬空形成振动部。
9.进一步的，所述谐振板与底板通过粘接固定。
10.进一步的，所述振动基板上与谐振板上振动部相对的位置具有突出部。
11.进一步的，所述突出部的尺寸大于所述底板上开孔的尺寸。
12.进一步的，所述底板上位于开孔的边缘开设有多个连接开孔的流道，所述流体泵装置还包括设置在底板远离谐振板一侧的下盖板，所述下盖板上开设有与多个连通流道分别连通的多个输入口。
13.本发明的有益效果是：本发明提供的流体泵装置，其中压电振子包括矩形的振动基板以及设于振动基板上的矩形的压电元件，从而由于矩形的压电元件在通电伸缩时，迫使矩形的振动基板发生弯曲变形，相比于圆形振动基板的弯曲变形，能够产生更大的容积
变化率，较大的容积变化率使得流体泵装置的输出流量得以提升。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
15.图中：图1为本发明实施例提供的流体泵装置的结构示意图。
16.图2为本发明实施例提供的流体泵装置的分解示意图。
17.图3为沿图1中e-e方向的剖视图。
18.图4为图3所示流体泵装置在另一种工作状态下的示意图。
19.图5为图3所示流体泵装置在又一种工作状态下的示意图。
20.图6为本发明实施例一提供的振动基板的结构示意图。
21.图7为本发明实施例二提供的振动基板的结构示意图。
22.图8为本发明实施例三提供的振动基板的结构示意图。
23.图9为本发明实施例四提供的振动基板的结构示意图。
24.其中，图中各附图标记：10、压电振子；11、振动基板；111、框体；112、中心板；113、连接部；114、第一端子；12、压电元件；20、谐振板；21、通孔；22、振动部；23、粘接层；30、谐振腔；40、电极板；41、第二端子；50、第一隔层；60、第二隔层；70、上盖板；71、输出口；80、底板；81、开孔；82、流道；90、下盖板；91、输入口。
具体实施方式
25.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”、“在一些实施例中”或“在其中一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
30.实施例一
31.请参考图1、图2和图3，现对本发明实施例提供的流体泵装置进行说明。本发明实施例提供的流体泵装置包括压电振子10，以及设置在压电振子10一侧的谐振板20，压电振子10包括矩形的振动基板11以及设于振动基板11上的矩形的压电元件12，压电振子10与谐振板20之间间隔有谐振腔30，谐振板20上开设有至少一个连通谐振腔30的通孔21，并且通孔21与压电振子10的中间部分相对，对压电元件12施加交变电压，迫使振动基板11的中间部分弯曲振动，使谐振板20产生谐振并随着振动基板11同向或反向振动，从而由通孔21向谐振腔30吸入流体。由于在同等空间尺寸下，矩形的压电元件12的有效作用面积比圆形压电元件的更大，因而在厚度相同并且施加同等电压情况下，矩形的压电元件12的弯曲变形比圆形压电元件的弯曲变形更大，其换能效率更高，所能形成的容积变化率更大，作为驱动元件更易提升流体泵的输出压力与流量。换而言之，在获得同样输出压力与流量情况下，具有矩形压电元件12的流体泵装置，相比于具有圆形压电元件的流体泵装置体积更加小巧。
32.如图6所示，在其中一些实施例中，振动基板11包括框体111、位于框体111内的中心板112，以及连接在中心板112和框体111之间的连接部113，压电元件12固定于中心板112远离谐振板20的一侧，连接部113用以使得中心板112与框体111连接的同时减少中心板112受到框体111的约束，使得中心板112易于在框体111上振动，以在压电元件12通入交变电压时交替伸缩变形，从而迫使中心板112交替朝向谐振板20和远离谐振板20发生弯曲变形，并产生高频振动。具体的，在本实施例中，连接部113设置有多个，并且多个连接部113均匀分布于中心板112相对的两侧边。
33.如图3所示，在其中一些实施例中，振动基板11的框体111与谐振板20之间设有粘接层23，使得振动基板11与谐振板20之间间隔形成所述谐振腔30。
34.如图2和图3所示，在其中一些实施例中，流体泵装置还包括设于压电振子10远离谐振板20一侧的电极板40，振动基板11的外侧设有第一端子114，电极板40的外侧设有第二端子41，电极板40与压电元件12电性连接，以通过第一端子114和第二端子41对压电元件12通入交变电压。具体的，电极板40的内侧设置有引脚42，引脚42与压电元件12电连接。
35.在其中一些实施例中，振动基板11由冲裁加工成形制作。在另外一些实施例中，振动基板11还可以通过蚀刻制作。
36.如图2和图3所示，在其中一些实施例中，流体泵装置还包括第一隔层50，第一隔层50夹设于振动基板11与电极板40之间，以使振动基板11与电极板40电绝缘。流体泵装置还包括第二隔层60以及上盖板70，上盖板70安装于电极板40的顶部开口上，上盖板70上至少开设有一个供流体输出的输出口71，第二隔层60夹设于电极板40与上盖板70之间，一方面使电极板40与上盖板70电绝缘，另一方面，通过第一隔层50和第二隔层60的设置增加上盖板70与电极板40间的距离，防止压电振子10振动工作时接触到上盖板70。
37.如图2和图3所示，在其中一些实施例中，流体泵装置还包括固定安装在谐振板20远离压电振子10一侧的底板80，底板80上对应于谐振板20上的通孔21开设有开孔81，开孔81的孔径大于通孔21的孔径，从而使得谐振板20上并靠近通孔21的部分悬空形成振动部22，压电振子10在合适的工作频率下，振动的压电振子10将会通过谐振腔30将振动传导至谐振板20，响应于压电振子10的振动，以通孔21为中心的谐振板20上的振动部22也将会以较大的振幅振动，可以理解的是，只要是振动部22的振动相位比压电振子10的振动相位慢
的(例如延迟90度的相位)振动，就会使压电振子10与振动部22之间的间隙空间的间隙增大或减小。参考图4和图5所示，在合适的工作频率下，压电振子10与谐振板20达到一定的谐振状态，即通过对压电振子10施加交变电压，压电振子10向上弯曲变形时，谐振板20上的振动部22向下凸起弯曲变形，谐振腔30中并位于压电振子10和振动部22之间的间隙变大，此处流阻较小，谐振腔30中并位于压电振子10和谐振板20上振动部22以外部分之间的间隙较小，此处流阻较大，因此，流体主要以从通孔21吸入为主。压电振子10向下弯曲弯曲变形时，谐振板20上的振动部22向上凸起弯曲变形，谐振腔30中并位于压电振子10和振动部22之间的间隙变小，此处流阻较大，谐振腔30中并位于压电振子10和谐振板20上振动部22以外部分之间的间隙较大，此处流阻较小，因此，流体主要以从谐振腔30向输出口71排出为主。
38.如图3所示，在其中一些实施例中，振动基板11的中心板112上与谐振板20上振动部22相对的位置具有突出部121，以减小压电振子10与谐振板20上振动部22间的距离，有助于振动的传导以实现振动部22的谐振状态。在另外一些实施例中，突出部还可以是设置在谐振板20上。
39.如图2所示，在其中一些实施例中，底板80上位于开孔81的边缘开设有多个连接开孔81的流道82，流体泵装置还包括设置在底板80远离谐振板20一侧的下盖板90，下盖板90上开设有与多个连通流道82分别连通的多个输入口91。
40.在其中一些实施例中，谐振板20与底板80通过粘接固定。可以理解的是，在另外一些实施例中，底板80可以是与谐振板20也可以采用蚀刻、热压和铣削方法一体化制作而成。
41.实施例二
42.如图7所示，实施例二提供了的流体泵装置与实施例一提供的流体泵装置区别仅在于振动基板11中中心板112和压电元件12的形状有所不同，本实施例中振动基板11的中心板112呈六边形结构，压电元件12的形状与中心板112的形状相适应。
43.实施例三
44.如图8所示，实施例三提供了的流体泵装置与实施例一提供的流体泵装置区别仅在于振动基板11的中心板112和压电元件12的形状有所不同，本实施例中振动基板11的中心板112呈椭圆形结构，压电元件12同样呈椭圆形结构。
45.实施例四
46.如图9所示，实施例四提供了的流体泵装置与实施例一提供的流体泵装置区别仅在于振动基板11的中心板112和压电元件12的形状有所不同，本实施例中振动基板11的中心板112呈腰圆形结构，压电元件12同样呈腰圆形结构。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的方法和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。