一种双向无阀压电泵

1.本发明涉及无阀压电泵技术领域，特别涉及一种一种双向无阀压电泵。

背景技术：

2.压电泵是一种新式流体驱动器件，它不需要附加驱动电机，而是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输液体。压电泵根据有无阀体结构可以分为有阀压电泵和无阀压电泵。有阀压电泵存在可移动阀体，当频率达到一定值时，压电泵将会出现动态平衡，宏观上泵流量下降至零，出现“泵阀滞性”现象，严重制约着有阀压电泵的进一步推广应用。
3.无阀压电泵内部没有可移动阀体结构，能够有效的避免有阀压电泵的“泵阀滞后性”现象，而且无阀压电泵还具有结构简单、功耗低、无电磁干扰、易微型化等优点，在航空航天、生物化学、微流控、医疗卫生等领域具有重要的应用前景。它主要通过正、反阻流差来实现“阀”的功能，从而使液体产生单向流动，完成流体的传输。现有技术中，无阀压电泵仍存在泵效率低的问题，且多为单向泵，难以实现双向传输液体的功能，需要进一步改进。

技术实现要素：

4.本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种能够双向传输、且便捷切换的、效率高的无阀压电泵。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种双向无阀压电泵，包括压电泵主体、转向控制件以及传动组件；所述压电泵主体包括壳体、压电振子以及阻流体组件，所述壳体开设有进液口和出液口，所述压电振子、所述阻流体组件均布设在所述壳体内，所述阻流体组件的正向流动阻力小，反向流动阻力大，以降低压力损失提高泵送效率，所述压电振子用于通电后产生规律振动，使壳体内产生压力差，将液体从进液口吸入，从出液口排出；所述转向控制件通过所述传动组件与所述阻流体组件连接，用于控制所述阻流体组件的方位角，以相互调换所述进液口与所述出液口。
6.进一步地，所述传动组件包括第一支撑件、第二支撑件、固定板、槽轮以及主动拨盘，所述第一支撑件与所述阻流体组件固定连接，所述第一支撑件、所述第二支撑件均与所述固定板转动连接，所述槽轮与所述第一支撑件固定，所述主动拨盘与所述第二支撑件固定，所述主动拨盘与槽轮相配合，以使所述槽轮以及所述阻流体组件每次旋转预设的角度，所述转向控制件用于控制所述第二支撑件旋转。
7.进一步地，所述传动组件还包括大齿轮以及小齿轮，所述小齿轮与所述第二支撑件固定，所述大齿轮与所述第一支撑件固定，所述大齿轮与所述小齿轮相互啮合，所述转向控制件为转向手柄，所述转向手柄与所述小齿轮连接。
8.进一步地，所述第一支撑件与所述固定板通过支撑件轴承转动连接，所述第一支撑件的末端穿入所述壳体后与所述阻流体组件连接。
9.进一步地，所述阻流体组件包括阻流结构以及旋转安装件，所述阻流结构能够根
据流体压力改变形状降低压力损失，所述阻流结构与所述旋转安装件连接，所述旋转安装件通过传动组件与所述转向手柄传动连接。
10.进一步地，所述阻流结构包括阻流片、连接薄片以及固定柱，所述固定柱通过所述连接薄片与所述阻流片连接，所述旋转安装件上布设有流道，所述流道上开设有多个安装孔，所述安装孔用于插装所述固定柱，以安装所述阻流结构，所有阻流结构的安装方向保持一致。
11.进一步地，所述阻流结构能够选择性安装在所述旋转安装件上的不同位置，以及安装不同数量，以改变流场特性。
12.进一步地，所述阻流结构采用柔性材料制成，所述阻流片为仿鲨鱼形。
13.进一步地，所述阻流体组件还包括压力检测传感器，所述压力检测传感器布设在所述进液口以及所述出液口位置，用于对所述壳体内的压力特性进行实时监控。
14.进一步地，还包括盖体，所述壳体设置有开口，所述开口用于安装拆卸所述壳体内部元件，所述盖体用于密封所述壳体。
15.本发明的上述方案有如下的有益效果：
16.本发明提供的双向无阀压电泵，依靠转向控制件以及传动组件的设置，能够将阻流体组件换向，使压电泵内的流场方向改变，从而具有双向泵送的功能并方便切换；依靠槽轮机构的作用，保证切换阻流体组件时能够准确旋转预设的180度，避免角度偏差导致压力损失等。
17.本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构正视图；
19.图2为本发明的整体结构三维图；
20.图3为本发明的壳体内部及传动组件示意图；
21.图4为本发明的槽轮机构示意图；
22.图5为本发明的阻流体组件示意图；
23.图6为本发明的阻流结构示意图。
24.【附图标记说明】
25.1-壳体；2-压电振子；300-阻流体组件；310-阻流结构；311-阻流片；312-连接薄片；313-固定柱；320-旋转安装件；321-流道；322-安装孔；330-压力检测传感器；4-盖体；5-进液口；6-出液口；700-传动组件；701-第一支撑件；702-第二支撑件；703-固定板；704-槽轮；705-主动拨盘；706-大齿轮；707-小齿轮；708-支撑件轴承；8-转向手柄。
具体实施方式
26.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.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，可以是锁定连接，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.如图1-图3所示，本发明的实施例提供了一种双向无阀压电泵，包括压电泵主体。其中，压电泵主体包括壳体1、压电振子2以及阻流体组件300，壳体1内设置有液体流动的腔体，该腔体通过与壳体1配合的盖体4开启与密封。壳体1开设有进液口5和出液口6，本实施例中进液口5位于壳体1的第一端、出液口6位于壳体1的第二端，用于压电泵主体的进液与出液。
30.压电振子2、阻流体组件300均布设在壳体1内。其中，阻流体组件300设置为正向流动阻力小、反向流动阻力大的形式，以使压电泵工作时降低压力损失，提高泵送效率。压电振子2用于通电后产生规律振动，与阻流体组件3的共同作用下使壳体1内产生压力差，将液体从进液口5吸入，从出液口6排出，达到泵送的目的。
31.为使本实施例中无泵液压阀具有双向功能，即进液口5与出液口6的位置能够交换，本实施例中设置转向控制件以及传动组件700，转向控制件通过传动组件700与阻流体组件300连接，用于控制阻流体组件300的方位角，从而改变流场压力差方向，以相互调换进液口5与出液口6，即原来的出液口6压力大于进液口5压力而使液体泵送方向改变。
32.需要说明的是，本实施例中壳体1优选采用圆盘形结构，进液口5与出液口6相对设置，两者相对于圆盘中心的相位角为180度。因此，切换时转向控制件同样旋转180度，使其方向由进液口5向出液口6转换为出液口6向进液口5，完成液体泵送方向的180度切换。
33.请再次参阅图3，在本实施例中，传动组件700包括第一支撑件701、第二支撑件702、固定板703、槽轮704以及主动拨盘705。其中，第一支撑件701、第二支撑件702均为转轴结构。第一支撑件701与壳体1内的阻流体组件300固定连接，以带动阻流体组件300旋转换向。第一支撑件701、第二支撑件702均与固定板703转动连接，依靠固定板703对第一支撑件701、第二支撑件702旋转支撑。槽轮704与第一支撑件701固定连接，主动拨盘705与第二支撑件702固定连接，同时主动拨盘705与槽轮704相配合，组成槽轮机构。
34.因此，第二支撑件702带动主动拨盘705旋转时，基于槽轮机构的特性，槽轮704以及第一支撑件701会旋转预设的角度，从而让阻流体组件300每次旋转预设的180度，准确切换液体的泵送方向，不会角度不准导致压力损失等。
35.同时如图4所示，具体到本实施例中，槽轮704上开设有四个控制槽，相位角为90度，因此当主动拨盘705旋转一周时，能够通过控制杆让槽轮704旋转90度。从而需要切换液体泵送方向时，只需要控制第二支撑件702旋转(略微)超过两周，即可保证第一支撑件701以及连接的阻流体组件300旋转180度，确保了180度的精准切换，避免了人为操作产生的失
误。
36.在本实施例中，转向控制件用于控制第二支撑件702旋转。其中，传动组件700还包括大齿轮706以及小齿轮707，小齿轮707与第二支撑件702固定，大齿轮706与第一支撑件701固定，大齿轮707与小齿轮702相互啮合。具体到本实施例，转向控制件为转向手柄8，转向手柄8与小齿轮707连接。
37.因此，只需要手动地操控转向手柄8旋转超过两周，就能使液体泵送方向换向。小齿轮707与大齿706轮的组合传动，起到增大力矩并减缓速度的效果。
38.作为进一步改进，本实施例中第一支撑件701与固定板703通过支撑件轴承708转动连接，依靠支撑件轴承708使第一支撑件701以及阻流体组件300的旋转更加平稳。第一支撑件701的末端穿入壳体1后与阻流体组件300连接，并在穿孔位置设置密封件保证密封性。
39.同时如图5所示，在本实施例中，阻流体组件300包括阻流结构310以及旋转安装件320。其中，阻流结构310安装在旋转安装件320上，旋转安装件320的底端与第一支撑件701的末端固定，通过传动组件700与转向手柄8传动连接。需要说明的是，由于壳体1采用圆盘形结构，因此本实施例中旋转安装件320同样为圆盘形，能够在壳体1内部旋转换向。
40.同时如图6所示，本实施例中阻流结构310包括阻流片311、连接薄片312以及固定柱313。其中，固定柱313通过连接薄片312与阻流片311连接。圆盘形的旋转安装件320上布设有长条形的流道321，流道321两端对准进液口5与出液口6，流道321上开设有多个安装孔322，安装孔322用于插装固定柱313，以安装固定阻流片311。
41.需要说明的是，阻流结构310、即阻流片311的安装方向需保持一致，使流道321两端的压力差能够保持最大，减少压力损失。
42.具体到本实施例，流道321上沿长度方向布设有大量个安装孔322，阻流结构310能够选择性安装在旋转安装件320上的不同安装孔322位置，同时安装不同数量，以改变压电泵的泵送效率以及流场特性。采用可调的阻流结构310可以让压电泵适应不同的工作环境，并始终保持优良的工作性能。
43.作为进一步改进，本实施例中阻流结构310采用柔性材料制成，柔性材料可以让阻流结构310自动适应压电泵内流体压力特性，能根据流体压力改变形状，降低压力损失。更进一步地，阻流片311为仿鲨鱼形，在流体的作用下，阻流片311与旋转安装件320之间的夹角会增大，从而进一步增加流体流动时的反向阻流，进一步提升压电泵的输出性能。
44.作为进一步改进，本实施例中阻流体组件300还包括压力检测传感器330，压力检测传感器330布设在进液口5以及出液口6位置，用于对壳体1内的压力特性进行实时监控，反馈的数据可以作为阻流结构310安装数量以及安装位置调整的依据，并能反应压电泵的工作情况，进行故障诊断。
45.另外，本实施例中壳体1设置有开口，开口用于安装拆卸壳体1内部元件、包括调整阻流结构310数量、安装位置等，完成后通过盖体4将壳体1的开口密封。
46.将压电泵的进液口5连接液体源，启动压电泵，此时压电振子2会产生有规律的振动，在振动以及阻流体组件300的作用下，压电泵内会产生压力差，这个压力差会将液体从进液口5吸入，然后从出液口6排出，从而起到泵送效果。
47.阻流体组件300的作用是让压电泵内的流体进行单向流动，改变阻流体组件300的方向可以改变流体的流动方向，将阻流体组件300旋转180度即可实现以上功能。为了让压
电泵可以双向泵送并进行精准切换，设计了转向手柄8和包括槽轮704的传动组件700，当转动转向手柄8时，转向手柄8带动小齿轮707旋转，小齿轮707将运动传递给大齿轮706及主动拨盘705，主动拨盘705将运动传递给槽轮704以及阻流体组件300，带动阻流体组件300旋转，实现转向的功能，从而改变压电泵内液体的流向。由于主动拨盘705与槽轮704组成的槽轮机构具有间歇运动的特性，可以使阻流体组件300旋转刚好在180度，定位精准，并可以降低人为操作产生的失误。
48.在不同的工作情况下，压电泵内阻流结构数量以及安装方式会让压电泵产生不同的工作效率与泵送能力，当工作情况改变时，通过压力检测传感器330反馈的数据，手动改变阻流结构310数量以及安装方式，让压电泵始终处于最佳的性能。
49.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种双向无阀压电泵，其特征在于，包括压电泵主体、转向控制件以及传动组件；所述压电泵主体包括壳体、压电振子以及阻流体组件，所述壳体开设有进液口和出液口，所述压电振子、所述阻流体组件均布设在所述壳体内，所述阻流体组件的正向流动阻力小，反向流动阻力大，以降低压力损失提高泵送效率，所述压电振子用于通电后产生规律振动，使壳体内产生压力差，将液体从进液口吸入，从出液口排出；所述转向控制件通过所述传动组件与所述阻流体组件连接，用于控制所述阻流体组件的方位角，以相互调换所述进液口与所述出液口。2.根据权利要求1所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述传动组件包括第一支撑件、第二支撑件、固定板、槽轮以及主动拨盘，所述第一支撑件与所述阻流体组件固定连接，所述第一支撑件、所述第二支撑件均与所述固定板转动连接，所述槽轮与所述第一支撑件固定，所述主动拨盘与所述第二支撑件固定，所述主动拨盘与槽轮相配合，以使所述槽轮以及所述阻流体组件每次旋转预设的角度，所述转向控制件用于控制所述第二支撑件旋转。3.根据权利要求2所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述传动组件还包括大齿轮以及小齿轮，所述小齿轮与所述第二支撑件固定，所述大齿轮与所述第一支撑件固定，所述大齿轮与所述小齿轮相互啮合，所述转向控制件为转向手柄，所述转向手柄与所述小齿轮连接。4.根据权利要求2所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述第一支撑件与所述固定板通过支撑件轴承转动连接，所述第一支撑件的末端穿入所述壳体后与所述阻流体组件连接。5.根据权利要求1所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述阻流体组件包括阻流结构以及旋转安装件，所述阻流结构能够根据流体压力改变形状降低压力损失，所述阻流结构与所述旋转安装件连接，所述旋转安装件通过传动组件与所述转向手柄传动连接。6.根据权利要求5所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述阻流结构包括阻流片、连接薄片以及固定柱，所述固定柱通过所述连接薄片与所述阻流片连接，所述旋转安装件上布设有流道，所述流道上开设有多个安装孔，所述安装孔用于插装所述固定柱，以安装所述阻流结构，所有阻流结构的安装方向保持一致。7.根据权利要求6所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述阻流结构能够选择性安装在所述旋转安装件上的不同位置，以及安装不同数量，以改变流场特性。8.根据权利要求6所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述阻流结构采用柔性材料制成，所述阻流片为仿鲨鱼形。9.根据权利要求5所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，所述阻流体组件还包括压力检测传感器，所述压力检测传感器布设在所述进液口以及所述出液口位置，用于对所述壳体内的压力特性进行实时监控。10.根据权利要求1所述的一种双向无阀压电泵，其特征在于，还包括盖体，所述壳体设置有开口，所述开口用于安装拆卸所述壳体内部元件，所述盖体用于密封所述壳体。

技术总结

本发明提供了一种双向无阀压电泵，包括压电泵主体、转向控制件以及传动组件；压电泵主体包括壳体、压电振子以及阻流体组件，壳体开设有进液口和出液口，压电振子、阻流体组件均布设在壳体内，阻流体组件的正向流动阻力小，反向流动阻力大，以降低压力损失提高泵送效率，压电振子用于通电后产生规律振动，使壳体内产生压力差，将液体从进液口吸入，从出液口排出；转向控制件通过传动组件与阻流体组件连接，用于控制阻流体组件的方位角，以相互调换进液口与出液口。本发明依靠转向控制件以及传动组件的设置，能够将阻流体组件换向，使压电泵内的流场方向改变，从而具有双向泵送的功能并方便切换，且能避免角度偏差导致压力损失等。等。等。