一种用于气泵的泵芯及微型气泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于气泵的泵芯及微型气泵，其可增大气泵泵腔内的气压，可提高流体速率和流量，泵芯包括压电陶瓷片、阀片、压电陶瓷片安装组件、阀片安装组件、正电极片、负电极片，压电陶瓷片安装于压电陶瓷片安装组件顶端，阀片安装于阀片安装组件中部，压电陶瓷片安装组件底端与阀片安装组件顶端固接；正电极片与压电陶瓷片固接，负电极片与阀片安装组件固接；阀片为弹性片，阀片弹性安装于阀片安装组件内，微型气泵包括内部中空且顶端敞口的泵体、进气口、出气口、安装于泵体内的泵芯、盖合于泵体顶端敞口处的盖体，泵芯包括压电陶瓷片、阀片，压电陶瓷片通过压电陶瓷片安装组件安装于泵体内，阀片通过阀片安装组件安装于泵体内。体内。体内。

【技术实现步骤摘要】
一种用于气泵的泵芯及微型气泵


[0001]本技术涉及气泵
，具体为一种微小型压电陶瓷正负压气泵。

技术介绍

[0002]压电泵也称压电陶瓷泵，是一种利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，变形使泵腔的容积变化实现气压泵升，和/或利用压电振子产生波动来传输流体的泵体结构，其无需附加驱动电机即可实现流体传输，广泛应用于航空航天器、机器人、汽车、医疗器械、生物基因工程、微型机械等领域，例如医用呼吸机。
[0003]目前常用的压电泵结构主要包括泵体、安装于泵体9内的压电陶瓷片1、金属板101、设置于泵体9内的进气腔、排气腔，进气腔、排气腔分别通过进气口91、出气口92与外部连通，见图1，进气口91、出气口92设置于泵体9的同一侧，并分别通过单向阀97控制，通过压电陶瓷片形变及单向阀97实现气体流向控制，两个单向阀97的设置增加了整个气压泵的结构复杂度和体积，另外，由于进气腔、排气腔内气流阻力较大，而气体的输送主要通过压电陶瓷本体形变实现，压电陶瓷片及其组件共振频率仅为200Hz，无法在进气腔、排气腔内形成较大负压，可实现流体传输的流量仅为3毫升/分钟，因此，此种结构的气压泵传输的流体流量较低，仅适用于对流体流量要求不高的场合。
[0004]图2提供了另一种压电泵结构，其泵体一侧设置有进气口，另一侧设置有出气口，压电陶瓷片安装于泵体内，通过压电陶瓷片形变使泵腔容积变化，从而使气体由进气腔沿四周流道进入排气腔，再通过出气口排出，此种结构的压电泵结构简单、体积较小，可以解决上述压电泵存在的结构复杂、体积大等问题，但其泵腔内无法形成较大负压，仍存在气压无法显著泵升，限制了流体流量提升等问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种用于气泵的泵芯，其可增大气泵泵腔内的负压，可实现气压显著泵升。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种用于气泵的泵芯，其包括压电陶瓷片，其特征在于，其还包括阀片、压电陶瓷片安装组件、阀片安装组件、正电极片、负电极片，所述压电陶瓷片安装于所述压电陶瓷片安装组件的顶端，所述阀片安装于所述阀片安装组件的中部，所述压电陶瓷片安装组件的底端与所述阀片安装组件的顶端固接；所述正电极片与所述压电陶瓷片固接，所述负电极片与所述阀片安装组件固接；
[0008]所述阀片为弹性片，所述阀片弹性安装于所述阀片安装组件内；
[0009]所述压电陶瓷片安装组件的中部设置有工作腔，所述压电陶瓷片安装组件的顶端开有若干第一通孔，所述压电陶瓷片安装组件的底端开有若干第二通孔，所述阀片上开有若干第三通孔，所述阀片安装组件的顶端开有若干第四通孔，所述阀片安装组件的底端开有若干第五通孔，所述第三通孔与所述第四通孔交错设置，气泵的进气腔通过所述第一通
孔与所述工作腔连通，所述阀片形变吸附于所述阀片安装组件底端时，所述工作腔通过所述第二通孔～第五通孔与气泵的排气腔连通。
[0010]其进一步特征在于，
[0011]所述压电陶瓷片安装组件包括第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板，所述第一通孔分布于所述第一支撑板，所述第二通孔分布于所述第二支撑板，所述第一支撑板、第二支撑板均为片状，所述工作泵体支架为环状，所述压电陶瓷片、第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板自上而下依次固定，所述第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板、压电陶瓷片同轴分布；
[0012]所述阀片安装组件包括阀片上盖、阀片底座，所述第二支撑板固定于所述阀片上盖的顶端，所述第三通孔分布于所述阀片上盖，所述第五通孔分布于所述阀片底座，所述阀片上盖的底端外缘与所述阀片底座的顶端外缘固定；所述阀片上盖的底端开有第一凹槽，所述阀片顶端外缘固定于所述阀片上盖底端并覆盖于所述第一凹槽的顶端，所述阀片底端外缘与所述阀片底座外缘固接，所述阀片上盖、阀片底座、阀片同轴分布；
[0013]所述第一通孔呈圆周状分布于所述第一支撑板且靠近所述第一支撑板边缘设置，所述第一通孔所在圆与所述第一支撑板为同心圆结构，所述压电陶瓷片贴设于所述第一通孔所在圆的圆周内，所述第一通孔所在圆的直径小于所述工作泵体支架的内孔径；
[0014]所述第二通孔位于所述第二支撑板的中部，所述第三通孔位于所述阀片上盖的中部，所述第三通孔位于所述阀片上盖的中部，所述第四通孔位于所述阀片的中部，所述第五通孔位于所述阀片底座的中部；
[0015]所述第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板、阀片上盖均为不锈钢材质；
[0016]所述阀片为弹性PI膜；
[0017]所述阀片的厚度为0.008mm，所述第一凹槽的深度为0.4mm；
[0018]所述阀片底座的材质为铜；
[0019]用于所述第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板粘结的粘接剂，用于所述阀片上盖、阀片、阀片底座粘结的粘接剂，以及用于所述第二支撑板与所述阀片上盖粘结的粘结剂均为环氧树脂。
[0020]一种应用上述泵芯的微型压电陶瓷气泵，其包括内部中空且顶端敞口的泵体、进气口、出气口、安装于泵体内的泵芯、盖合于泵体顶端敞口处的盖体，所述泵芯包括压电陶瓷片、阀片，其特征在于，所述压电陶瓷片通过所述压电陶瓷片安装组件弹性安装于所述泵体内，所述阀片通过阀片安装组件弹性安装于所述泵体内，所述阀片安装组件的边缘与所述泵体固接，所述盖体与所述压电陶瓷片之间的空腔为进气腔，所述阀片安装组件与所述泵体之间的空腔为排气腔，所述进气腔通过所述进气口与外部连通，所述排气腔通过所述出气口与外部连通；
[0021]正电极片的一端固定于所述压电陶瓷片的顶端，所述正电极片的另一端贯穿并凸出于所述泵体外表面，所述负电极片的一端与所述阀片安装组件固接，所述负电极片的另一端凸出于所述泵体外表面。
[0022]其进一步特征在于，
[0023]所述泵体的底部设置有第一环形凸台，所述阀片底座的底端外缘粘结固定于所述第一环形凸台的顶端；
[0024]所述泵体的底部设置有第二环形凸台，所述第一环形凸台与所述第二环形凸台为同心圆结构，所述第二环形凸台与所述第一环形凸台之间设置有第一间隙，所述第一间隙为环形槽，所述第二环形凸台顶端与所述阀片底座之间设置有第二间隙，所述第二环形凸台的内孔深度大于所述环形槽的槽深；
[0025]所述进气口、出气口分别位于所述泵体的左、右两侧且对应设置。
[0026]采用本技术上述结构可以达到如下有益效果：将上述泵芯应用于微型压电陶瓷气泵中，通过压电陶瓷片的振动变形带动压电陶瓷安装组件、阀片安装组件、阀片产生形变及共振，相比于现有的主要通过压电陶瓷片本身形变及振动泵升气压的方式，本申请泵芯工作频率大于等于20KHz/s，而现有技术中工作频率仅为200HZ，因此，本申请中泵芯的工作频率显著增大，有利于在泵腔内形成较大负压，负压的增强有利于气压泵升，气压泵升有利于提高流体流速、流量，流体流量达1.6L/min，因此可应用于对流量要求较高的场合，从而提升了该微型压电陶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于气泵的泵芯，其包括压电陶瓷片，其特征在于，其还包括阀片、压电陶瓷片安装组件、阀片安装组件、正电极片、负电极片，所述压电陶瓷片安装于所述压电陶瓷片安装组件的顶端，所述阀片安装于所述阀片安装组件的中部，所述压电陶瓷片安装组件的底端与所述阀片安装组件的顶端固接；所述正电极片与所述压电陶瓷片固接，所述负电极片与所述阀片安装组件固接；所述阀片为弹性片，所述阀片弹性安装于所述阀片安装组件内；所述压电陶瓷片安装组件的中部设置有工作腔，所述压电陶瓷片安装组件的顶端开有若干第一通孔，所述压电陶瓷片安装组件的底端开有若干第二通孔，所述阀片上开有若干第三通孔，所述阀片安装组件的顶端开有若干第四通孔，所述阀片安装组件的底端开有若干第五通孔，所述第三通孔与所述第四通孔交错设置，气泵的进气腔通过所述第一通孔与所述工作腔连通，所述阀片形变吸附于所述阀片安装组件底端时，所述工作腔通过所述第二通孔～第五通孔与气泵的排气腔连通。2.根据权利要求1所述的用于气泵的泵芯，其特征在于，所述压电陶瓷片安装组件包括第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板，所述第一通孔分布于所述第一支撑板，所述第二通孔分布于所述第二支撑板，所述第一支撑板、第二支撑板均为片状，所述工作泵体支架为环状，所述压电陶瓷片、第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板自上而下依次固定，且所述压电陶瓷片、第一支撑板、工作泵体支架、第二支撑板同轴分布。3.根据权利要求2所述的用于气泵的泵芯，其特征在于，所述阀片安装组件包括阀片上盖、阀片底座，所述第二支撑板固定于所述阀片上盖的顶端，所述第三通孔分布于所述阀片上盖，所述第五通孔分布于所述阀片底座，所述阀片上盖的底端外缘与所述阀片底座的顶端外缘固定；所述阀片上盖的底端开有第一凹槽，所述阀片顶端外缘固定于所述阀片上盖底端并覆盖于所述第一凹槽的顶端，所述阀片底端外缘与所述阀片底座外缘固接，所述阀片上盖、阀片、阀片底座同轴分布。4.根据权利要求3所述的用于气泵的泵芯，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪春权，田原，王宝，田德辉，
申请(专利权)人：无锡市惠丰电子有限公司，
类型：新型
国别省市：