一种电子器件水冷系统驱动泵技术方案

本发明专利技术属于散热冷却技术领域，具体涉及一种电子器件水冷系统驱动泵。泵盖和泵体上都设有由碟形阀构成的进出口阀，泵盖装在泵体上，泵体体腔内经泵盖体台和密封圈压接有换能器，换能器由弹性环及其两侧所粘接的压电振子构成，压电振子由基板和压电片粘接而成；换能器及密封圈与泵盖和泵体分别构成上下泵腔，相互并联的上泵腔与相互并联的下泵腔再串联；至少一个压电振子包括驱动器和传感器，电源向压电振子和驱动器输出相同的直流驱动电压信号并利用传感器生成的传感电压信号判断压电振子变形状态，传感电压达到极值时电源的驱动电压及压电振子的变形方向换向，驱动电压的交替换向即形成了压电振子的往复弯曲振动及流体的单向流动。

A Driving Pump for Water Cooling System of Electronic Devices

The invention belongs to the technical field of heat dissipation and cooling, and in particular relates to a driving pump of an electronic device water cooling system. The pump cover and the pump body are equipped with an inlet and outlet valve composed of a disc valve. The pump cover is mounted on the pump body. The pump body cavity is pressed with a transducer through the pump cover platform and sealing ring. The transducer is composed of a piezoelectric oscillator bonded by an elastic ring and its two sides, and the piezoelectric oscillator is bonded by a base plate and a piezoelectric sheet. At least one piezoelectric oscillator includes a driver and a sensor. The power supply outputs the same DC driving voltage signal to the piezoelectric oscillator and the driver, and uses the sensing voltage signal generated by the sensor to judge the deformation state of the piezoelectric oscillator. When the sensing voltage reaches the extreme value, the driving voltage of the power supply and the direction of the piezoelectric oscillator change, and the driving voltage. The alternating direction forms the reciprocating bending vibration of piezoelectric oscillator and the one-way flow of fluid.

【技术实现步骤摘要】
一种电子器件水冷系统驱动泵
本专利技术属于散热冷却
，具体涉及一种电子器件水冷系统驱动泵。
技术介绍
近年来，随着子产品的集成化与微小化程度的提升、以及芯片与集成电路等电子元器件运行速度及其配置密度的持续提高，电子设备内部通风性能在不断的下降、电子元器件发热量在不断攀升，采用传统风扇、外置散热片等冷却方法已无法满足实际需求，电子设备内部元器件的冷却及散热效果已成为制约其可靠性及运行稳定性的关键要素。有基于此，人们相继提出了多种基于压电原理的新型风冷及水冷装置，主要包括：①微型风扇，如中国专利200880107653.2、201010566656.1、201110063172.X、201510004147.2等；②微型泵及其循环系统，如中国专利200480022287.2、200510017291.6、200710076996.4、200810187318.X、200810179958.6、201510906271.8等。由于所提出的微型风扇及微型泵送系统所形成的流体压力及流体循环能力有限、散热冷却效果不尽理想，实际应用上有一定的局限性，如：因实际工作中压电泵输出流量及压力受工作条件影响较大，流体粘度、温度以及输出压力等通过影响系统阻尼影响泵的谐振频率，当压电振子在具体工况下的谐振频率与所设定的激励频率偏差较大时，泵的输出流量和压力都将大幅度下降。因此，压电泵在固定频率下的输出性能并不理想，且根据设定驱动电压及频率计算所得的输出流量和压力的精确度也较低；此外，现有压电泵大都采用悬臂梁型截止阀，其平整度及截止效果差，严重地影响了泵的输出流量和压力。专利技术内容本专利技术提出一种电子器件水冷系统驱动泵，本专利技术的实施方案是：泵盖上设有入孔、带上出孔的孔台及至少两个体台，最左侧体台上设有上出口和与入孔连通的上进口腔，最右侧体台上设有上进口和与上出孔连通的上出口腔，其余体台上设有上进出口，两左右相邻的上进出口连通；泵体上设有出孔、带下入孔的孔腔及与体台数量相等且侧壁上带走线槽的体腔，最左侧体腔的底壁上设有下进口和与出孔连通的下出口腔，最右侧体腔的底壁上设有下出口和与下入孔连通的下进口腔，其余体腔的底壁上设有下进口和下出口，两左右相邻的下进出口连通；泵盖经螺钉安装在泵体上，孔台将O型圈压接在孔腔中、上出孔与下入孔连通，体腔内经体台和密封圈压接有换能器，密封圈位于换能器上下两侧，换能器由弹性环及其两侧所粘接的压电振子构成，压电振子由基板和压电片粘接而成，压电振子表面涂有绝缘漆或粘接有绝缘薄膜；换能器中两个压电片的极化方向相同且靠近安装，即两个压电片的极化方向都由下至上或都由上至下；两相邻体腔中换能器的安装方向相反，即一个换能器中压电片的极化方向由下至上、另一个换能器中压电片的极化方向由上至下；上下进口腔和上下出口腔与其内所粘接的碟形阀分别构成上下进口阀和上下出口阀，碟形阀由压环、阀片和中心带阀孔的阀座依次粘接而成，阀片由盖片、环片以及至少三条连接盖片与环片的螺旋片构成，环片两侧分别与压环和阀座粘接；阀片粘接前螺旋片向环片的一侧预弯、粘接后盖片堵在阀座的阀孔上；换能器及密封圈与泵盖和泵体分别构成上下泵腔，相互并联的上泵腔与相互并联的下泵腔再串联；至少一个压电振子包括驱动器和传感器两部分，即压电振子中压电片的表面电极被分割成驱动单元和传感单元，驱动单元面积远远大于传感单元面积；基板与压电片中驱动单元和传感单元构成的复合层分别为驱动器和传感器；驱动器及各压电振子经同一导线组与电源相连。本专利技术中，上出口阀和下进口阀可为同一个阀，电源输出的驱动电压为直流或交流电压信号，驱动电压为直流电压时属自激驱动：电源向压电振子和驱动器输出相同的直流驱动电压信号，并利用传感器生成的传感电压信号判断压电振子变形状态，当传感电压达到极值时即表示压电振子变形量及上下泵腔内流体压力达到极值，电源的驱动电压及压电振子的变形方向换向；驱动电压的交替换向即形成了压电振子的往复弯曲振动及流体的单向流动。以具有三个换能器的驱动泵为例，其中最左侧换能器上方的压电振子含有驱动器和传感器，则自激驱动的过程为：电源输出的驱动电压为正直流电压，驱动器及各压电振子向上弯曲、即各换能器向上弯曲变形，上泵腔容积减小、下泵腔容积增加，上进口阀和下出口阀关闭、上出口阀及下进口阀开启，各上泵腔排出流体、下泵腔吸入流体，此为置换过程；置换过程中，传感器随驱动器向上弯曲、传感电压由最小值逐步增加到最大值；驱动器变形量最大时，传感电压达到最大值，电源驱动电压换向、由正直流电压变成负直流电压，驱动器及各压电振子向下弯曲，上泵腔容积增加、下泵腔容积减小，上进口阀和下出口阀开启、上出口阀及下进口阀关闭，各上泵腔吸入流体、下泵腔排出流体，此为吸排过程；吸排过程中，传感电压再由最大值变成最小值，电源驱动电压再次换向；驱动电压的交替换向即形成了压电振子的往复弯曲振动和流体单向流动；上述工作过程中，电源驱动电压的频率是通过传感电压最大值和最小值交替变换形成的，即激励频率是根据压电振子变形情况自动形成的，而压电振子变形情况取决于输出压力及流体粘度，故环境适应性强。本专利技术中，压电振子由等厚度PZT4晶片与黄铜基板粘接而成，泵水的最大输出流量Q和压力P为：式中：ηq、ηp分别为与碟形阀和压电振子相关的流量和压力系数，R、H分别为上下泵腔半径和高度，hp为压电片厚度，f为激励频率，U0为电源输出电压，N为换能器数量。特色与优势：根据泵腔内流体的压力变化即换能器的变形状态使电源输出的直流驱动电压换向，实现换能器自激驱动，激励频率与工作条件相匹配，激励频率对流体粘度、输出压力等变化的适应性强；碟形阀截止效果好、输出效率高，进一步提高了泵的输出能力和控制精度；换能器双向驱动流体构成并-串联结构，体积能量密度及输出流量大。附图说明图1是本专利技术一个较佳实施例中泵的结构剖面示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本专利技术一个较佳实施例中换能器变形及阀片的开关状态关系简图；图4是本专利技术一个较佳实施例中泵盖的结构示意图；图5是图4的仰视图；图6是本专利技术一个较佳实施例中泵体的结构示意图；图7是图6的俯视图；图8是本专利技术一个较佳实施例中碟形阀的结构示意图；图9是本专利技术一个较佳实施例中阀片的结构示意图；图10是图9的B-B剖面图；图11是本专利技术一个较佳实施例中驱动电压的波形图；图12是本专利技术一个较佳实施例中传感电压的波形图。具体实施方式本专利技术的一种电子器件水冷系统驱动泵由泵盖a、泵体b、碟形阀c、换能器Dn、密封圈e、O型圈e’、电源f、导线组一g及导线组二h构成。泵盖a上设有入孔a1、带上出孔a2的孔台a4及至少两个体台a5，最左侧的体台a5上设有上出口a8和与入孔a1连通的上进口腔a7，最右侧体台a5上设有上进口a9和与上出孔a2连通的上出口腔a10，其余体台a5上设有上进口a9和上出口a8，两相邻的上进口a9和上出口a8连通；泵体b上设有出孔b1、带下入孔b2的孔腔b4及与体台a5数量相等且侧壁上带走线槽b6的体腔b5，最左侧体腔b5的底壁上设有下进口b8和与出孔b1连通的下出口腔b7，最右侧体腔b5的底壁上设有下出口b9和与下入孔b2连通的下进口腔b10，其余体腔b5的底壁上设有下进口b8和下出口b9，两相邻的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电子器件水冷系统驱动泵，其特征在于：泵盖上设有入孔、带上出孔的孔台及至少两个体台，最左侧体台上设有上出口和与入孔连通的上进口腔，最右侧体台上设有上进口和与上出孔连通的上出口腔，其余体台上设有上进出口，两左右相邻的上进出口连通；泵体上设有出孔、带下入孔的孔腔及与体台数量相等的体腔，最左侧体腔的底壁上设有下进口和与出孔连通的下出口腔，最右侧体腔的底壁上设有下出口和与下入孔连通的下进口腔，其余体腔的底壁上设有下进出口，两左右相邻的下进出口连通；泵盖装在泵体上，上出孔与下入孔连通，体腔内经体台和密封圈压接有换能器，换能器由弹性环及其两侧所粘接的压电振子构成，压电振子由基板和压电片粘接而成；换能器中两个压电片的极化方向相同且靠近安装，两相邻体腔中换能器的安装方向相反；上下进口腔和上下出口腔与其内所粘接的碟形阀分别构成上下进口阀和上下出口阀，碟形阀由压环、阀片和阀座粘接而成，阀片由盖片、环片以及至少三条连接盖片与环片的螺旋片构成；阀片粘接前螺旋片向环片的一侧预弯、粘接后盖片堵在阀座的阀孔上；换能器及密封圈与泵盖和泵体分别构成上下泵腔，相互并联的上泵腔与相互并联的下泵腔再串联；至少一个压电振子包括驱动器和传感器；电源向压电振子和驱动器输出相同的直流驱动电压信号并利用传感器生成的传感电压信号判断压电振子变形状态，传感电压达到极值时电源的驱动电压及压电振子的变形方向换向，驱动电压的交替换向即形成了压电振子的往复弯曲振动及流体的单向流动。...

【技术特征摘要】
1.电子器件水冷系统驱动泵，其特征在于：泵盖上设有入孔、带上出孔的孔台及至少两个体台，最左侧体台上设有上出口和与入孔连通的上进口腔，最右侧体台上设有上进口和与上出孔连通的上出口腔，其余体台上设有上进出口，两左右相邻的上进出口连通；泵体上设有出孔、带下入孔的孔腔及与体台数量相等的体腔，最左侧体腔的底壁上设有下进口和与出孔连通的下出口腔，最右侧体腔的底壁上设有下出口和与下入孔连通的下进口腔，其余体腔的底壁上设有下进出口，两左右相邻的下进出口连通；泵盖装在泵体上，上出孔与下入孔连通，体腔内经体台和密封圈压接有换能器，换能器由弹性环及其两侧所粘接的压电振子构成，压电振子由基板和压电片粘接而成；换能器中两个压电片的极化方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚汤伟，常正方，毛燕飞，宋子怡，王淑云，杨泽盟，张可，程光明，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33