一种具有仿生结构的压电泵制造技术

本发明专利技术提供一种具有仿生结构的压电泵，包括压电泵泵体、仿生鱼鳞板和压电振子；所述压电泵泵体包括进口管、出口管、泵腔凹台和压电泵泵腔；所述压电振子安装在泵腔凹台上；所述仿生鱼鳞板安装在压电泵泵体内；所述仿生鱼鳞板上设有若干层仿生鳞片。本发明专利技术根据模仿鱼类游动，在加速，减速时鱼鳞的变化，设计了仿生鱼鳞板，并以仿生鱼鳞板代替压电有阀泵中的阀门结构，避免了有阀泵结构复杂，无法替换的缺点；也保留了有阀泵流量大的特性，也满足无阀压电泵结构简单，易于加工的特点；压电泵在进行流体传输时，泵腔内部可形成较多的涡旋，能够实现流体的混合。

Piezoelectric pump with bionic structure

The invention provides a piezoelectric pump with bionic structure, including a piezoelectric pump body, a bionic fish scale plate and a piezoelectric vibrator; the piezoelectric pump body includes an inlet pipe, an outlet pipe, a pump cavity concave platform and a piezoelectric pump cavity; the piezoelectric vibrator is installed on the pump cavity concave platform; the bionic fish scale plate is installed in the piezoelectric pump body; the bionic fish scale plate is provided with several bionic scales. According to the change of fish scale during acceleration and deceleration, the bionic fish scale plate is designed to replace the valve structure in the piezoelectric valve pump, avoiding the disadvantages of complex valve pump structure and being unable to replace; the valve pump has the characteristics of large flow, simple structure and easy processing; the piezoelectric pump is in the process of flow During the mass transfer, more vortices can be formed in the pump cavity, which can realize the fluid mixing.

【技术实现步骤摘要】
一种具有仿生结构的压电泵
本专利技术属于压电驱动流体机械研究领域，具体涉及一种具有仿生结构的压电泵。
技术介绍
压电泵基于压电陶瓷的逆压电效应，产生压电振子变形，引起泵腔的容积的变化，实现液体的输送。压电泵具有结构简单、无噪声、无电磁干扰等优点，目前已广泛用于航空航天、生物医疗、微电子等领域。压电泵根据内部是否含有阀门，可分为有阀泵和无阀泵。有阀泵通过内部主动阀控制流体的运动，因此流量较大。但阀门长期的运动容易造成疲劳损失，不易替换，增加了压电泵的应用成本，同时压电泵结构尺寸小，且泵腔含有阀门，使得压电泵的结构较为复杂；而无阀压电泵多是以流阻差异型流管为代替阀门，结构简单，但流量较小，背压较低，无阀压电泵输出性能较差。随着加工工艺的进步，及加工材料的不断出现，特别是软质材料加工技术的进步，能良好地弥补传统微型泵加工的不足。利用柔性软质材料，例如超弹性材料加工具有流阻差异的泵腔结构代替阀门，极大地减小了结构的疲劳损失，保持了无阀压电泵结构简单的特性，并且有助于提高无阀压电泵的输出性能。同时，超弹性材料加工，对输送介质损伤较低，可适用于细胞和长链分子的输送。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有仿生结构的压电泵，至少解决上述问题之一。本专利技术根据模仿鱼类游动，在加速，减速时鱼鳞的变化，设计了仿生鱼鳞板。并以仿生鱼鳞板代替压电有阀泵中的阀门结构设计了仿生结构压电泵，避免了有阀泵内阀门等导致了有阀泵结构复杂的缺点，也保留了有阀泵流量大的特性，也满足无阀压电泵结构简单，易于加工的特点。该压电泵将流体混合和流体输送集成一体，能够实现压电泵的功能性集成。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有仿生结构的压电泵，包括压电泵泵体、仿生鱼鳞板和压电振子；所述压电泵泵体包括进口管、出口管、泵腔凹台和压电泵泵腔；所述压电振子安装在泵腔凹台上；所述仿生鱼鳞板安装在压电泵泵体内；所述仿生鱼鳞板上设有若干层仿生鳞片。上述方案中，所述仿生鱼鳞板安装在压电泵泵腔和/或进口管和/或出口管的流道内。上述方案中，所述仿生鱼鳞板上的仿生鳞片包括首部仿生鳞片和若干尾部仿生鳞片组；所述首部仿生鳞片和若干尾部仿生鳞片组以植物须根系形态布置，且仿生鳞片之间以鱼鳞的方式交错排列，且每个仿生鳞片的同一侧连接在仿生鱼鳞板上，另一侧均为自由端。上述方案中，所述首部仿生鳞片的一侧连接在仿生鱼鳞板的一端，所述尾部仿生鳞片组从首部仿生鳞片的自由端开始依次向仿生鱼鳞板的另一端布置。上述方案中，所述首部仿生鳞片的数量为一个；所述尾部仿生鳞片组均包括至少两个仿生鳞片。上述方案中，所述仿生鱼鳞板安装在压电泵泵腔内时，所述首部仿生鳞片安装在仿生鱼鳞板靠近进口管的一端。上述方案中，所述仿生鱼鳞板安装在进口管和/或出口管的流道内时，所述首部仿生鳞片安装在流体运动方向的前端。上述方案中，所述进口管和出口管中心线位置与仿生鱼鳞板平行。上述方案中，所述仿生鳞片为圆弧形鱼鳞，且弧形边为自由端。上述方案中，所述仿生鱼鳞板为采用柔性超弹性材料制成的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术根据模仿鱼类游动，在加速，减速时鱼鳞的变化，设计了仿生鱼鳞板，并以仿生鱼鳞板代替压电有阀泵中的阀门结构，避免了有阀泵结构复杂，无法替换的缺点；也保留了有阀泵流量大的特性，也满足无阀压电泵结构简单，易于加工的特点；压电泵在进行流体传输时，泵腔内部可形成较多的涡旋，能够实现流体的混合。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术一种实施方式的仿生结构的压电泵爆炸图；图2为本专利技术一种实施方式的压电泵泵体示意图；图3为本专利技术一种实施方式的仿生鱼鳞板示意图；图4为本专利技术一种实施方式的仿生鱼鳞板上的鳞片形状；图5为本专利技术一种实施方式的仿生鱼鳞板处于顺排时的工作状态；图6为本专利技术一种实施方式的仿生鱼鳞板处于逆排时的工作状态。图中，1.压电泵泵体；2.仿生鱼鳞板；3.压电振子；4.出口管；5.进口管；6.泵腔凹台；7.压电泵泵腔；8.首部仿生鳞片；9.尾部仿生鳞片组；10仿生鳞片。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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专利技术中的具体含义。如图1所示为本专利技术所述具有仿生结构的压电泵的一种较佳实施方式，所述具有仿生结构的压电泵包括压电泵泵体1、仿生鱼鳞板2和压电振子3。如图2所示，所述压电泵泵体1包括进口管5、出口管4、泵腔凹台6和压电泵泵腔7；所述进口管5的进口流道和出口管4的出口流道与压电泵泵腔7连通，且对称安装在压电泵泵腔7两侧；压电泵泵腔7上设有泵腔凹台6；所述压电振子3安装在泵腔凹台6上。所述仿生鱼鳞板2安装在压电泵泵体1内；所述仿生鱼鳞板2上设有若干层仿生鳞片10。仿生鱼鳞板2存在多个活动的仿生鳞片10，仿生鳞片10随流体的摆动容易形成涡旋，涡旋的产生可实现流体的混合。本专利技术以仿生鳞片10代替有阀泵的内部阀门，仿生鳞片10保有阀门的特点，避免了有阀泵结构复杂，无法替换的缺点，同时满足无阀泵结构简单，易于加工的特点，避免无阀压电泵流量小的缺点，能够有效地增大仿生结构无阀压电泵的流量。压电泵在进水和排水两个阶段，仿生鱼鳞板2上仿生鳞片10由于水流冲击，造成仿生鳞片10倾倒方向为顺向排列和逆向排列，从而造成压电泵内部的流动阻力的不等，进而实现压电泵的整体输送性能。根据本实施例，优选的，所述仿生鱼鳞板2安装在压电泵泵腔7和/或进口管5的流道内和/或出口管4的流道内。根据阻力需求不同，可在压电泵泵腔7和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有仿生结构的压电泵，其特征在于，包括压电泵泵体(1)、仿生鱼鳞板(2)和压电振子(3)；/n所述压电泵泵体(1)包括进口管(5)、出口管(4)、泵腔凹台(6)和压电泵泵腔(7)；所述压电振子(3)安装在泵腔凹台(6)上；/n所述仿生鱼鳞板(2)安装在压电泵泵体(1)内；所述仿生鱼鳞板(2)上设有若干层仿生鳞片(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有仿生结构的压电泵，其特征在于，包括压电泵泵体(1)、仿生鱼鳞板(2)和压电振子(3)；
所述压电泵泵体(1)包括进口管(5)、出口管(4)、泵腔凹台(6)和压电泵泵腔(7)；所述压电振子(3)安装在泵腔凹台(6)上；
所述仿生鱼鳞板(2)安装在压电泵泵体(1)内；所述仿生鱼鳞板(2)上设有若干层仿生鳞片(10)。


2.根据权利要求1所述的具有仿生结构的压电泵，其特征在于，所述仿生鱼鳞板(2)安装在压电泵泵腔(7)和/或进口管(5)和/或出口管(4)的流道内。


3.根据权利要求1或2所述的具有仿生结构的压电泵，其特征在于，所述仿生鱼鳞板(2)上的仿生鳞片(10)包括首部仿生鳞片(8)和若干尾部仿生鳞片组(9)；所述首部仿生鳞片(8)和若干尾部仿生鳞片组(9)以植物须根系形态布置，且仿生鳞片(10)之间以鱼鳞的方式交错排列，且每个仿生鳞片(10)的同一侧连接在仿生鱼鳞板(2)上，另一侧均为自由端。


4.根据权利要求3所述的具有仿生结构的压电泵，其特征在于，所述首部仿生鳞片(8)的一侧连接在仿生鱼鳞板(2)的一端，所述尾部仿生鳞片组(9)从首部...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，邹磊，李凯，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32