一種微型壓電陶瓷氣泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微型壓電陶瓷氣泵，包括泵體、進(jìn)氣閥、出氣閥、壓電陶瓷片、進(jìn)氣管和出氣管，所述泵體的上端設(shè)有泵腔，下端設(shè)有進(jìn)氣腔和出氣腔，所述出氣腔位于所述進(jìn)氣腔內(nèi)被所述進(jìn)氣腔包圍；所述壓電陶瓷片彈性固定在所述泵腔內(nèi)，將所述泵腔分隔為兩部分，其中靠近所述泵體的下端的那部分泵腔作為工作腔；所述進(jìn)氣閥和出氣閥分別獨(dú)立的包括閥座和與所述閥座連接的閥嘴，所述閥嘴由兩個(gè)半圓形閥片組成，所述閥嘴整體上為中空的圓柱形；所述進(jìn)氣腔與所述進(jìn)氣管連通，并與所述工作腔通過所述進(jìn)氣閥連通；所述出氣腔與所述出氣管連通，并與所述工作腔通過所述出氣閥連通，所述出氣閥的閥嘴的位置低于所述出氣管的出氣口。本發(fā)明可以降低噪音。
【專利說明】—種微型壓電陶瓷氣泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微型氣泵，特別是涉及一種微型壓電陶瓷氣泵。

【背景技術(shù)】
[0002]壓電泵是利用壓電陶瓷片的拉伸彎曲變形導(dǎo)致泵腔容積的變化，對(duì)腔體內(nèi)的流體產(chǎn)生擠壓作用而吸入和排出流體。微型氣泵由于需要實(shí)現(xiàn)連續(xù)的負(fù)壓吸入和加壓排出，使得在工作過程中進(jìn)氣閥和出氣閥不斷張開和閉合，形成拍擊產(chǎn)生較大的噪音，在使用范圍上受到了很大的限制，尤其是在希望低噪音的居家環(huán)境下的使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種微型壓電陶瓷氣泵，其大大降低了噪音。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決:
[0005]一種微型壓電陶瓷氣泵，包括泵體、進(jìn)氣閥、出氣閥、壓電陶瓷片、進(jìn)氣管和出氣管，所述泵體的上端設(shè)有泵腔，下端設(shè)有進(jìn)氣腔和出氣腔，所述出氣腔位于所述進(jìn)氣腔內(nèi)被所述進(jìn)氣腔包圍；所述壓電陶瓷片彈性固定在所述泵腔內(nèi)，將所述泵腔分隔為兩部分，其中靠近所述泵體的下端的那部分泵腔作為工作腔；所述進(jìn)氣閥和出氣閥分別獨(dú)立的包括閥座和與所述閥座連接的閥嘴，所述閥嘴由兩個(gè)半圓形閥片組成，所述閥嘴整體上為中空的圓柱形；所述進(jìn)氣腔與所述進(jìn)氣管連通，并與所述工作腔通過單向?qū)ǖ乃鲞M(jìn)氣閥連通；所述出氣腔與所述出氣管連通，并與所述工作腔通過單向?qū)ǖ乃龀鰵忾y連通，所述出氣閥的閥嘴的位置低于所述出氣管的出氣口。
[0006]在以上技術(shù)方案中，空間大的進(jìn)氣腔進(jìn)的是冷空氣，空間小的出氣腔排出的是經(jīng)壓縮后的熱空氣，由于出氣腔的空間小于進(jìn)氣腔的空間，出氣腔位于進(jìn)氣腔內(nèi)并被進(jìn)氣腔包圍，這樣在連續(xù)的工作過程中，進(jìn)氣腔的冷空氣對(duì)出氣腔的熱空氣有冷卻作用，避免氣泵升溫帶來的安全隱患，使得出氣腔的氣流連續(xù)出氣，減少脈沖出氣的振動(dòng)，從而降低噪音，而同時(shí)，由于進(jìn)氣閥和出氣閥的閥嘴均是由兩個(gè)半圓形閥片構(gòu)成的，在閉合時(shí)，是閥片的側(cè)邊周緣接觸，減少了接觸面，可降低噪音，再者，出氣閥的閥嘴的位置低于出氣管的出氣口，這樣在出氣過程中，氣體氣流有轉(zhuǎn)彎，可進(jìn)一步減少噪音，以上技術(shù)方案中的微型壓電陶瓷泵的噪聲相當(dāng)微弱，幾乎為無聲狀態(tài)。
[0007]優(yōu)選地，所述泵體包括上殼、中殼和下殼，所述上殼和下殼分別與所述中殼的上端、下端固定連接，所述中殼的上端設(shè)有所述泵腔，所述下殼與所述中殼的下端的空腔構(gòu)成所述進(jìn)氣腔和出氣腔。
[0008]優(yōu)選地，所述壓電陶瓷片包括金屬基片和粘結(jié)在所述金屬基片上的壓電陶瓷晶體膜片，所述金屬基片彈性固定在所述泵腔內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，還包括密封圈，所述密封圈包裹在所述金屬基片的邊緣上，所述金屬基片通過所述密封圈夾持彈性固定在所述泵腔內(nèi)的所述中殼的安裝槽內(nèi)。
[0010]由于密封圈包裹在所述金屬基片的邊緣上，也即金屬基片的邊緣的由兩層密封圈夾持，這樣在保證密封的情況下可盡可能減小對(duì)金屬基片振動(dòng)的機(jī)械阻力，以提高氣泵的效率和有效降低工作噪聲和振動(dòng)傳遞。
[0011]優(yōu)選地，所述壓電陶瓷片還包括絕緣層、耐壓保護(hù)層、抗氧化和變形保護(hù)層，所述壓電陶瓷晶體膜片的一面經(jīng)所述絕緣層與所述金屬基片的一面粘結(jié)成一體，所述絕緣層使所述壓電陶瓷晶體膜片與金屬基片之間形成I?2_的爬電距離，所述耐壓保護(hù)層設(shè)置在所述金屬基片的另一面上，所述抗氧化和變形保護(hù)層設(shè)置在所述壓電陶瓷晶體膜片的另一面上。
[0012]由于具有以上技術(shù)方案，金屬基片的厚度可以增大到0.3mm,可以防止變形系數(shù)過大造成壓電陶瓷晶體膜片出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。
[0013]優(yōu)選地，所述壓電陶瓷晶體膜片為加入活性晶須硅的壓電陶瓷晶體膜片。
[0014]活性晶須硅是用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面包覆改性后的一種纖維狀形體結(jié)構(gòu)功能性材料，能有效提高金屬基片的力學(xué)強(qiáng)度，使制得的壓電陶瓷片可長(zhǎng)時(shí)間工作，并具有壓電陶瓷晶體膜片彎曲變形大也不易出現(xiàn)破裂致?lián)p的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]優(yōu)選地，所述耐壓保護(hù)層為聚四氟乙烯材料保護(hù)層。
[0016]經(jīng)檢測(cè)，耐壓保護(hù)層可保護(hù)壓電陶瓷片在高于100°C時(shí)，耐壓達(dá)到15000V以上。
[0017]優(yōu)選地，所述抗氧化和變形保護(hù)層為硅橡膠保護(hù)層。
[0018]抗氧化和變形保護(hù)層在壓電陶瓷片工作變形過程起保護(hù)作用。
[0019]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣閥與所述泵體之間為過盈配合；所述出氣閥與所述泵體之間為過盈配合。
[0020]優(yōu)選地，所述半圓形閥片的厚度為0.3mm。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的微型壓電陶瓷泵的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0022]圖2是圖1的A-A剖視示意圖；
[0023]圖3是圖2中的B部分的局部放大示意圖；
[0024]圖4是圖1中的壓電陶瓷片7的側(cè)視示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]本發(fā)明提供一種微型壓電陶瓷氣泵，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖1-3所示，其包括泵體、進(jìn)氣閥、出氣閥、壓電陶瓷片、進(jìn)氣管和出氣管。所述泵體包括上殼1、中殼2和下殼3，所述上殼I和下殼3分別與所述中殼2的上端、下端固定連接，本例中，可以采用超聲波焊接工藝使固定連接，所述中殼2的上端設(shè)有圓形泵腔4，下殼3與中殼2的下端的空腔構(gòu)成進(jìn)氣腔5和出氣腔6，出氣腔6位于進(jìn)氣腔5內(nèi)被所述進(jìn)氣腔5包圍。
[0027]如圖4所示，壓電陶瓷片7包括金屬基片71、壓電陶瓷晶體膜片72、絕緣層73、耐壓保護(hù)層74以及抗氧化和變形保護(hù)層75，壓電陶瓷晶體膜片72的一面經(jīng)絕緣層73與金屬基片71的一面粘結(jié)成一體，絕緣層73使壓電陶瓷晶體膜片72與金屬基片71之間形成I?2mm的爬電距離，耐壓保護(hù)層74設(shè)在金屬基片71的另一面上，抗氧化和變形保護(hù)層75設(shè)在壓電陶瓷晶體膜片72的另一面上，其中，金屬基片的厚度為0.3mm，壓電陶瓷晶體膜片72為加入活性晶須硅的壓電陶瓷晶體膜片，耐壓保護(hù)層74為聚四氟乙烯材料保護(hù)層，抗氧化和變形保護(hù)層75為硅橡膠保護(hù)層。
[0028]在金屬基片71的邊緣上包裹有一密封圈8，通過該密封圈的夾持將壓電陶瓷片7彈性固定在圓形泵腔4內(nèi)的中殼2的安裝槽內(nèi)，從而將圓形泵腔4分隔為兩部分，其中靠近中殼2的下端的那部分泵腔作為工作腔9。
[0029]進(jìn)氣閥10和出氣閥11分別獨(dú)立的包括閥座12和與所述閥座12連接的閥嘴13，閥嘴13由兩個(gè)半圓形閥片(壁厚為0.3mm)組成，閥嘴13整體上為中空的圓柱形；進(jìn)氣腔5與進(jìn)氣管14連通，并與工作腔9通過單向?qū)ǖ倪M(jìn)氣閥10連通；出氣腔6與出氣管15連通，并與工作腔9通過單向?qū)ǖ某鰵忾y11連通，出氣閥11的閥嘴的位置低于出氣管15的出氣口。
[0030]通過進(jìn)氣腔5與工作腔9之間的圓臺(tái)凸筋與進(jìn)氣閥11上的密封槽將進(jìn)氣閥11過盈配合在泵體上；通過出氣腔6與工作腔9之間的圓臺(tái)凸筋與出氣閥12上的密封槽將出氣閥12過盈配合在泵體上。
[0031]以上實(shí)施例中的微型壓電陶瓷氣泵的工作過程如下:
[0032]工作時(shí)，通過電源線17使壓電陶瓷晶體膜片72和金屬基片71通電，壓電陶瓷晶體膜片72帶動(dòng)金屬基片71向上振動(dòng)，工作腔9容積增大，產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)氣閥10打開，出氣閥11關(guān)閉，外部冷空氣依次經(jīng)進(jìn)氣口 16、進(jìn)氣管14、進(jìn)氣腔5和進(jìn)氣閥10進(jìn)入工作腔9，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣過程。當(dāng)壓電陶瓷晶體膜片72帶動(dòng)金屬基片71向下振動(dòng)時(shí)，工作腔9容積減少，工作泵9內(nèi)的空氣壓力增大，進(jìn)氣閥10關(guān)閉，出氣閥11打開，壓力空氣依次經(jīng)出氣閥11、出氣腔6和出氣管15排出，隨著壓電陶瓷晶體膜片72帶動(dòng)金屬基片71連續(xù)上、下振動(dòng)，完成微型氣泵的連續(xù)工作過程。
[0033]以上實(shí)施例中的微型壓電陶瓷氣泵特別適合居家環(huán)境中使用，例如在中小型魚缸上使用，也能滿足精密儀器設(shè)備和微小氣量供給的使用需求。
[0034]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微型壓電陶瓷氣泵，包括泵體、進(jìn)氣閥、出氣閥、壓電陶瓷片、進(jìn)氣管和出氣管，其特征在于: 所述泵體的上端設(shè)有泵腔，下端設(shè)有進(jìn)氣腔和出氣腔，所述出氣腔位于所述進(jìn)氣腔內(nèi)被所述進(jìn)氣腔包圍； 所述壓電陶瓷片彈性固定在所述泵腔內(nèi)，將所述泵腔分隔為兩部分，其中靠近所述泵體的下端的那部分泵腔作為工作腔； 所述進(jìn)氣閥和出氣閥分別獨(dú)立的包括閥座和與所述閥座連接的閥嘴，所述閥嘴由兩個(gè)半圓形閥片組成，所述閥嘴整體上為中空的圓柱形； 所述進(jìn)氣腔與所述進(jìn)氣管連通，并與所述工作腔通過單向?qū)ǖ乃鲞M(jìn)氣閥連通；所述出氣腔與所述出氣管連通，并與所述工作腔通過單向?qū)ǖ乃龀鰵忾y連通，所述出氣閥的閥嘴的位置低于所述出氣管的出氣口。
2.如權(quán)利要求1所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述泵體包括上殼、中殼和下殼，所述上殼和下殼分別與所述中殼的上端、下端固定連接，所述中殼的上端設(shè)有所述泵腔，所述下殼與所述中殼的下端的空腔構(gòu)成所述進(jìn)氣腔和出氣腔。
3.如權(quán)利要求2所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述壓電陶瓷片包括金屬基片和粘結(jié)在所述金屬基片上的壓電陶瓷晶體膜片，所述金屬基片彈性固定在所述泵腔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:還包括密封圈，所述密封圈包裹在所述金屬基片的邊緣上，所述金屬基片通過所述密封圈夾持彈性固定在所述泵腔內(nèi)的所述中殼的安裝槽內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述壓電陶瓷片還包括絕緣層、耐壓保護(hù)層、抗氧化和變形保護(hù)層，所述壓電陶瓷晶體膜片的一面經(jīng)所述絕緣層與所述金屬基片的一面粘結(jié)成一體，所述絕緣層使所述壓電陶瓷晶體膜片與金屬基片之間形成I?2mm的爬電距離，所述耐壓保護(hù)層設(shè)置在所述金屬基片的另一面上，所述抗氧化和變形保護(hù)層設(shè)置在所述壓電陶瓷晶體膜片的另一面上。
6.如權(quán)利要求5所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述壓電陶瓷晶體膜片為加入活性晶須硅的壓電陶瓷晶體膜片。
7.如權(quán)利要求5所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述耐壓保護(hù)層為聚四氟乙烯材料保護(hù)層。
8.如權(quán)利要求5所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述抗氧化和變形保護(hù)層為硅橡膠保護(hù)層。
9.如權(quán)利要求1所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述進(jìn)氣閥與所述泵體之間為過盈配合；所述出氣閥與所述泵體之間為過盈配合。
10.如權(quán)利要求1所述的微型壓電陶瓷氣泵，其特征在于:所述半圓形閥片的厚度為.0.3mmο
【文檔編號(hào)】F04B45/047GK104358676SQ201410577904
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】蔣過昕 申請(qǐng)人:珠海市茂田科技有限公司