復合阻流體無閥壓電泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于流體機械技術領域，涉及一種復合阻流體無閥壓電泵。
【背景技術】
[0002]相對于傳統泵，壓電泵不需要附加驅動電機，而是利用壓電陶瓷的逆壓電效應使壓電振子產生變形，再由變形產生泵腔的容積變化實現流體輸出或者利用壓電振子產生波動來傳輸液體。按照泵腔內有無閥體可將壓電泵分為有閥壓電泵和無閥壓電泵。無閥壓電泵的流體入口和出口是連通的，靠管路的特殊形狀、泵腔結構或在泵腔內設置阻流裝置實現“閥”的作用。
[0003]阻流體無閥壓電泵通過設置在泵底座上的阻流體的正反向流阻差來實現泵送流體的功能。現有阻流體無閥壓電泵的阻流體的設置形式是:研宄一種形狀的阻流體，將阻流體按照一定的規律排列在泵底座上，流體在各個阻流體的間隙內流過。阻流體的形式是多樣的，當其共性為:泵底座上的多個阻流體均是形狀規則的、同一種形狀的。
[0004]申請人的申請號為201210396143.X的在先專利申請公開了一種阻流體阻流無閥壓電泵。其中公開了如下的技術特征泵底座上設置有至少一個阻流體”，“阻流體具有第一迎流面和第二迎流面，所述的第一迎流面具有光滑、圓順的曲面，所述的第二迎流面具有陡直的端面”，“阻流體等間距地設置在直通槽上”。從在先專利申請的附圖也可以看出，阻流體是均布在泵底座上的，雖然這種結構阻流體的第一迎流面和第二迎流面可形成流阻差，但由于阻流體的形狀規則，排列結構均勻，并不能達到更佳的流阻差及泵送效果。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提出了復合阻流體的概念，目的在于提供一種結構合理、阻流效果好的復合阻流體無閥壓電泵。
[0006]本實用新型的技術方案是:復合阻流體無閥壓電泵，包括泵座、泵側壁、泵上蓋，三者圍成泵腔，泵腔端面上安裝有壓電振子；泵座上設置有阻流體，泵側壁上設置有連接泵腔與外界的第一、第二流體進出管，第一、第二流體進出管對稱設置在泵側壁上，所述阻流體包括順次排列的至少一個前導體和至少一個主阻流體，所述前導體具有引流面和阻流面，引流面朝向第一流體進出管，流體進出泵腔時，起分流引導作用；阻流面朝向主阻流體，流體進出泵腔時，起阻流作用；所述主阻流體包括引流面和阻流面，引流面朝向前導體的阻流面，阻流面朝向第二流體進出管；所述主阻流體阻流面的端面的橫向端面大于所述前導體阻流面的橫向端面，主阻流體的阻流面起主要阻流作用。所述前導體和主阻流體可采用同類型、不同類型或異形阻流體的復合，例如前導體和主阻流體可以是半求缺、半圓柱等類型的阻流體，也可以是V型、Ω型、31型等異形阻流體，。流體是從第一、第二流體進出管同時進出泵腔的，流體流入泵腔的過程中，前導體的引流面對從第一流體進出管流入的流體起引導作用，主阻流體的引流面也起到輔助引流的作用，前導體的阻流面和主阻流體的阻流面對從第二流體進出管進入的流體起阻流的作用，從宏觀上看，流體流入泵腔的過程中，從第一流體進出管流入的流體較從第二流體進出管流入的流體多；同理，流體流出泵腔的過程中，從第二流體進出管流出的流體較從第一流體進出管流出的流體多。
[0007]優選的是:前導體和主阻流體呈直線排列，均為對稱型結構，對稱軸重合，對稱軸的兩端分別朝向第一、第二流體進出管。作為優選，前導體和主阻流體采用對稱型結構可保證阻流體兩側流量均勻，增強無閥壓電泵運行的穩定性。
[0008]優選的是:前導體為“V”形，“V”形的尖端面為引流面，朝向第一流體進出管；與尖端面相對的一面為阻流面，朝向主阻流體；“V”形尖端的兩個側面朝向從第一流體進出管進入的流體，引導流體沿著兩個側面的方向流動，起到引流的作用，與尖端面相對的一面朝向主阻流體，即朝向從第二流體進出管流入的流體，由于這一面形成一深“V”型槽，對流體阻力大，因此起到阻擋流體從第二流體進出管流入泵腔的目的。除了“V”形的結構外，前導體還可以采用其他形狀，前導體的引流面不是與流體進出方向垂直的端面，其與流體進出的方向成一定角度的斜面，這個角度是介于0°?90°之間，才可實現正方向引流，相反的方向阻流的效果。
[0009]優選的是:主阻流體包括第一引流面、第二引流面和第三阻流面，第一引流面靠近前導體，對稱軸兩側的第一引流面延伸成一 “V”型，“V”形的尖端朝向前導體；第二引流面為弧形曲面；第三阻流面為陡直端面，朝向第二流體進出管。第一引流面和第二引流面輔助前導體的引流面達到引流、分流的作用，第三阻流面起到阻擋第二流體進出管流體流入的作用。主阻流體的形狀并不局限于此，其引流面可根據需要做成多段結構，但引流面的方向一定是介于與第一流體進出管的流體流入的方向垂直與平行之間的。
[0010]優選的是:第三阻流面的寬度大于第二引流面。
[0011]優選的是:主阻流體的對稱軸處形成一流體通道，在流體流入流出泵腔的過程中，流體通道起到輔助引流的作用。
[0012]優選的是:無閥壓電泵設計的目的是在流體進出的過程中實現較大的流阻差，流體在泵腔內的流場內流動，流場的結構不同，也會對阻流引流起到不同的效果。泵側壁與泵座安裝后形成流場，對泵側壁進行了特殊設計，泵側壁上，以第一、第二流體進出管的連線為對稱軸，分別設置了豎直的阻擋裝置，阻擋裝置的長度方向平行于對稱軸。泵側壁與泵座安裝后，阻擋裝置垂直于泵座，并與泵座相接，與泵座共同構成一矩形流場。流體僅可在兩阻擋裝置構成的流場內流動，進出泵腔。
[0013]本實用新型的工作原理如下(定義由第一流體進出管到第二流體進出管的方向為正向，反之為反向):
[0014]壓電振子通電后，將電能轉換為機械能，產生向上隆起和向下凹陷的往復變形運動，使泵腔體積產生周期性的變化，泵腔內的壓強隨之變換，對流體產生吸入和排出力的作用。
[0015]泵的吸入過程:壓電振子向上運動，泵腔變大壓強減小，流體經由第一流體進出管、第二流體進出管同時吸入泵腔。
[0016]對正向流動來說，前導體是對流體起著分流、導引作用，使流體遇到阻流體的遮擋不會出現擁堵和水位涌高現象，減小壓差阻力(即減小流動阻力)；主阻流體將前導體分流出的流體進一步導流，合適的間距范圍內能夠延緩前導體和主阻流體上邊界層的分離，降低正向流動時的流動阻力。
[0017]對反向流動來說，陡直端面對流體的阻力較圓弧及斜面要大得多，流體沿垂直流向方向上被大面積阻擋容易形成水位涌高，壓差阻力增大；同時，擁堵的部分流體經由泵腔和阻流體圍成的矩形流道流入前導體內部凹入區域，更增加了流動阻力，從而使反向流動能夠產生更大的流阻。
[0018]從而，反向與正向流動能夠形成更大的流阻差，使正向吸入的流體多于反向吸入的流體。
[0019]泵的排出過程:
[0020]振子向下運動壓縮泵腔，腔內體積減小、壓強高于管口處壓強，流體被壓縮沿第一流體進出管、第二流體進出管同時排出泵腔，但由于復合阻流體的作用，使流體沿正向繞過主阻流體而流出泵腔的流動阻力同樣小于沿反向繞流過前導體內部區域流出泵腔的流動阻力，因而經由正向排出的流體多于反向。
[0021]配合振子的周期振動，即形成了泵的連續泵送。前導體的開口角度、前導體和主阻流體形成流道寬度、前后兩復合體的間距及兩復合體的幾何尺寸都直接影響著反正向流阻差的大小；流阻差越大，泵流量越高，泵送性能越好。
[0022]本實用新型的有益效果是:
[0023]1、復合阻流體與傳統阻流體均是依據反、正向流阻差形成無移動部件閥的；單一組復合體所形成的反正向流阻差要遠大于泵腔內均布形狀均勻的阻流體所形成的流阻差，所以，復合阻流體替代多個形狀均勻的阻流體，即簡化了無移動部件閥及泵腔的結構又有效縮小了泵腔空間，更利于無閥泵的微型化。
[0024]2、復合阻流體采用部分式結構，前