專利名稱：微型剪切力離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型離心泵，尤其涉及一種微型剪切力離心泵，屬于微型流體機(jī)械的微型泵類技術(shù)領(lǐng)域，其在醫(yī)療、生物、測(cè)試及微家電等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
背景技術(shù)：
微型泵主要有體積、流速、泵壓三方面的要求。體積方面要求體積盡可能小，為此通常采用微加工技術(shù)；流速方面要求包括流速范圍、流速脈動(dòng)性及流速的穩(wěn)定性等；微型泵泵壓則對(duì)不同的微控系統(tǒng)有不同的要求。其他要求，如易控制操作、工作壽命長、易清洗、適應(yīng)流體種類多、耐腐蝕等。
微型泵的種類很多，如微機(jī)械往復(fù)微型泵、壓電微型泵、熱氣動(dòng)微型泵、靜電微型泵、氣動(dòng)微型泵等等，但往復(fù)微型泵的流速有一定的脈動(dòng)性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、活動(dòng)部件易磨損；壓電微型泵的流速也有一定的脈動(dòng)性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；熱氣動(dòng)微型泵有流速的延遲性；靜電微型泵也有流速的脈動(dòng)性和延遲性；氣動(dòng)微型泵的外部設(shè)備體積大、流速也有脈動(dòng)性；其中微型離心泵以其輸送流體范圍廣、能連續(xù)小脈動(dòng)輸送流體、設(shè)備簡(jiǎn)單等倍受關(guān)注。但沿襲傳統(tǒng)離心泵結(jié)構(gòu)的微型離心泵仍需要在其葉輪上設(shè)計(jì)葉片，葉片形成葉輪流道，此將導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)微加工技術(shù)要求高，造價(jià)較高。微型離心泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪葉片驅(qū)動(dòng)葉片間的流體轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生離心力，從而在離心力的作用下，流體在從葉輪中心被甩向外緣的過程中便獲得了能量，但這類微型離心泵因其葉片流道結(jié)構(gòu)和加工工藝還比較復(fù)雜、壓力脈動(dòng)還比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種獨(dú)特的微型剪切力離心泵，其思路來源于流體、固壁間的摩擦力和流體自身的粘性，葉輪因流、固間的摩擦力而帶動(dòng)葉輪附近的流體運(yùn)動(dòng)，然后流體因自身的粘性而使整個(gè)流體運(yùn)動(dòng)，在離心剪切力的作用下，流體在從葉輪中心被甩向外緣的過程中獲得了能量，從而形成一定的壓力流量。以解決傳統(tǒng)微型離心泵需在其葉輪上設(shè)計(jì)葉輪流道所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和加工工藝比較復(fù)雜、壓力脈動(dòng)比較大的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方如下一種微型剪切力離心泵，其特征在于該離心泵含有前蓋板、后蓋板、圓板葉輪和可調(diào)速微電機(jī)，所述的葉輪設(shè)置在由前蓋板和后蓋板構(gòu)成的蝸殼內(nèi)，所述的可調(diào)速微電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸并穿過后蓋板中心處的微型軸承與所述的葉輪聯(lián)結(jié)，在所述的前蓋板中心位置上設(shè)有流體進(jìn)口道，在蝸殼的圓周切線方向上設(shè)有流體出口道。
本發(fā)明提供的微型剪切力離心泵具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，葉輪上不需要設(shè)計(jì)流道，加工工藝要求不高；2)流體驅(qū)動(dòng)力是流體-固壁間摩擦力、流體的剪切力和離心力；3)微型剪切力離心泵本身不需要控制閥，僅靠一臺(tái)調(diào)速微電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)和控制，易實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和控制一體化；4)微型剪切力離心泵的微流量可連續(xù)供給而無脈動(dòng)；5)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和被驅(qū)動(dòng)流體不直接接觸，因此對(duì)流體的種類沒有特殊要求，可驅(qū)動(dòng)的流體范圍廣泛。


圖1為本發(fā)明提供的微型剪切力離心泵三維結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-流體進(jìn)口道，2-前蓋板，3-微型軸承，4-圓板葉輪，5-后蓋板，6-轉(zhuǎn)軸，7-蝸殼，8-流體出口道。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作原理、具體實(shí)施作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的微型剪切力離心泵主要包括流體進(jìn)口道1、前蓋板2、微型軸承3、圓板葉輪4、后蓋板5、轉(zhuǎn)軸6、蝸殼7、流體出口道8、可調(diào)速微電機(jī)。所述的圓板葉輪設(shè)置在由前蓋板和后蓋板構(gòu)成的蝸殼7內(nèi)，所述的可調(diào)速微電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸6并穿過后蓋板5中心處的微型軸承3與所述的圓板葉輪4聯(lián)結(jié)，在所述的前蓋板中心位置上設(shè)有流體進(jìn)口道1，在蝸殼的圓周切線方向上設(shè)有流體出口道8(如圖1所示)。
微型剪切力離心泵的工作原理微型剪切力離心泵是一種可用作流體輸送的新型裝置，其思路來源于流體、固壁間的摩擦力和流體自身的粘性，運(yùn)動(dòng)固壁因流、固間的摩擦力而帶動(dòng)固壁附近的流體運(yùn)動(dòng)，然后流體因自身的粘性而使整個(gè)流體運(yùn)動(dòng)，在離心剪切力的作用下，流體從葉輪中心被甩向外緣的過程中便獲得了能量，壓力則逐漸升高，最后渦殼收集流體并經(jīng)出口道排出。葉輪中的流體被甩出時(shí)，葉輪中心處便形成低壓，在進(jìn)口道與葉輪之間的壓差作用下，流體便經(jīng)進(jìn)口道源源不斷地流入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出流體的空間，從而形成一定的壓力流量。只要葉輪不停地旋轉(zhuǎn)，流體便不斷地吸入和排出。最后，微型泵的輸出流量近似為Q＝KQU，微型泵壓近似為H＝KHU2，其中KQ、KH分別為流量、壓力系數(shù)，U為葉輪外直徑處的圓周速度，泵流量與泵壓的曲線可由試驗(yàn)測(cè)出。
權(quán)利要求
1.一種微型剪切力離心泵，其特征在于該離心泵含有前蓋板(2)、后蓋板(5)、圓板葉輪(4)和可調(diào)速微電機(jī)，所述的圓板葉輪(4)設(shè)置在由前蓋板(2)和后蓋板(5)構(gòu)成的蝸殼(7)內(nèi)，所述的可調(diào)速微電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸(6)并穿過后蓋板中心處的微型軸承(3)與所述的葉輪聯(lián)結(jié)，在所述的前蓋板中心位置上設(shè)有流體進(jìn)口道(1)，在蝸殼的圓周切線方向上設(shè)有流體出口道(8)。
全文摘要
微型剪切力離心泵，該離心泵含有前蓋板、后蓋板、圓板葉輪和可調(diào)速微電機(jī)，圓板葉輪設(shè)置在由前蓋板和后蓋板構(gòu)成的蝸殼內(nèi)，可調(diào)速微電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸并穿過后蓋板中心處的微型軸承與所述的葉輪聯(lián)結(jié)，在所述的前蓋板中心位置上設(shè)有流體進(jìn)口道，在蝸殼的圓周切線方向上設(shè)有流體出口道。本發(fā)明的思路來源于流體、固壁間的摩擦力和流體自身的粘性，圓板葉輪因流、固間的摩擦力而帶動(dòng)葉輪附近的流體運(yùn)動(dòng)，然后流體因自身的粘性而使整個(gè)流體運(yùn)動(dòng)，在離心剪切力的作用下，流體從圓板葉輪中心被甩向外緣的過程中便獲得了能量，壓力則逐漸升高，最后渦殼收集流體并經(jīng)出口道排出一定的壓力流量。該微型剪切力離心泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝要求不高，裝卸方便，成本低。
文檔編號(hào)F04D1/00GK1580576SQ20041004253
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者唐學(xué)林, 陳稚聰, 楊帆 申請(qǐng)人:清華大學(xué)