本發(fā)明涉及壓電泵，尤其涉及一種壓電流體泵。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著3c終端產(chǎn)品逐步朝著智能化、輕薄化方向持續(xù)高速發(fā)展，內(nèi)部電子器件的熱負(fù)荷逐漸增大，高效散熱成為時(shí)下研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，將以壓電換能器作為致動(dòng)器的微型流體控制裝置作為散熱器件置于終端產(chǎn)品的內(nèi)部空間被認(rèn)為能夠產(chǎn)生較大的熱收益，但這也對(duì)此類(lèi)散熱器件本身的結(jié)構(gòu)性能提出了新要求。

2、公開(kāi)號(hào)為cn102597520a的中國(guó)專利所公開(kāi)的流體泵聲明了一種利用壓電換能器作為致動(dòng)器的氣體發(fā)生裝置，致動(dòng)器通常被設(shè)計(jì)為工作在一階次共振模式或三階次共振模式下，即便致動(dòng)器是小型的，也能在彎曲振動(dòng)過(guò)程中得到足夠的振幅，從而確保流體泵的輸出性能；公開(kāi)號(hào)為cn108317093a的中國(guó)專利所公開(kāi)的鼓風(fēng)機(jī)同樣地聲明了一種利用諧振式壓電換能器作為促動(dòng)器的氣體發(fā)生裝置；此外，為了進(jìn)一步提高壓電驅(qū)動(dòng)型氣體發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)緊湊性和微小型化程度，在技術(shù)迭代過(guò)程中，還出現(xiàn)了公開(kāi)號(hào)為cn209838655u的中國(guó)專利所公開(kāi)的一種垂直支承微型壓電泵及專利號(hào)為cn213063904u的中國(guó)專利所公開(kāi)的一種壓電微泵的錯(cuò)層支承結(jié)構(gòu)及氣體控制裝置。

3、上述專利文獻(xiàn)中的，氣體發(fā)生原理相同或相近，構(gòu)成所述的氣體發(fā)生裝置、或流體泵、或鼓風(fēng)機(jī)、或微型壓電泵或流體控制裝置的基本組成也是相同或相近的，至少都包含壓電致動(dòng)器，與致動(dòng)器以隔著間隙的方式相對(duì)設(shè)置的中央位置及附近可發(fā)生變形的撓性板(或稱之為共振板、可撓板、薄壁部等)，以及與致動(dòng)器及撓性板一起圍成激勵(lì)腔的側(cè)壁，致動(dòng)器被支承部彈性支承于側(cè)壁上，撓性板上還相對(duì)于致動(dòng)器的中央?yún)^(qū)域設(shè)置有供流體通過(guò)的引流孔，致動(dòng)器平面支承于側(cè)壁，或致動(dòng)器垂直支承于側(cè)壁，致動(dòng)器在外部激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)，伴隨著致動(dòng)器的振動(dòng)，致動(dòng)器與撓性板之間的間隙中的氣體產(chǎn)生壓力變動(dòng)，從而引起以引流孔為中心的撓性板產(chǎn)生共振，因此，能實(shí)質(zhì)上增加振動(dòng)幅度，藉此，能使流量增加。

4、然而，上述結(jié)構(gòu)中，致動(dòng)器的振動(dòng)能量系通過(guò)間隙中的氣體壓力變動(dòng)傳遞給撓性板，從而迫使撓性板產(chǎn)生共振，由于氣動(dòng)阻尼的存在，通過(guò)流-固耦合的方式傳遞的振動(dòng)能量存在較大損失，能量傳遞效率不高，同時(shí)，上述諧振系統(tǒng)的有效工作空間主要集中在間隙的與壓電致動(dòng)器及撓性板的中央大振幅相對(duì)的區(qū)域，而壓電致動(dòng)器及撓性板的中央大振幅區(qū)域以外的區(qū)域的振動(dòng)能量并未得到有效利用，導(dǎo)致整體能量利用率不高。該結(jié)構(gòu)下的間隙體積變化量有限，流量輸出性能較差。作為散熱器件使用時(shí)，無(wú)法滿足使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，現(xiàn)提供一種壓電流體泵，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的能量傳遞和利用效率不高，流量輸出性能差的問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種壓電流體泵，包括流體激振單元和至少一個(gè)對(duì)置板；

3、所述流體激振單元具有壓電片、基板、間隔部和隔膜，所述基板在厚度方向上的一側(cè)或兩側(cè)表面接合有至少一個(gè)壓電片，所述壓電片與基板接合形成致動(dòng)器，所述壓電片在電信號(hào)的激勵(lì)下，促使致動(dòng)器發(fā)生振動(dòng)；所述致動(dòng)器在厚度方向上具有相對(duì)設(shè)置的第一主面和第二主面，所述第一主面或/和第二主面接合有所述間隔部，所述間隔部靠近致動(dòng)器的一端端部與致動(dòng)器連接，所述間隔部與致動(dòng)器圍成背離致動(dòng)器的一端具有開(kāi)口的槽部；所述隔膜固定連接在所述間隔部背離致動(dòng)器的一端，并封蓋槽部的開(kāi)口，使致動(dòng)器、槽部及隔膜之間形成激勵(lì)腔；

4、所述隔膜背離致動(dòng)器的一側(cè)間隔設(shè)有所述對(duì)置板，使對(duì)置板與隔膜之間形成泵腔；在所述對(duì)置板的與所述隔膜相對(duì)的區(qū)域至少貫穿有兩個(gè)與泵腔連通的孔部；

5、所述致動(dòng)器振動(dòng)時(shí)，促使隔膜振動(dòng)，至少一個(gè)所述孔部設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

6、所述孔部為入口或出口，其中有至少一個(gè)孔部為入口，另有至少一個(gè)孔部為出口，且至少一個(gè)孔部設(shè)有單向閥；

7、具有至少一個(gè)設(shè)有單向閥的孔部設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

8、設(shè)有單向閥的孔部作為入口時(shí)，入口處的所述單向閥用于限制流體由單向閥所在的入口流向泵腔；而設(shè)有單向閥的孔部作為出口時(shí)，出口處的所述單向閥用于限制流體由泵腔流向單向閥所在的出口，所述隔膜振動(dòng)時(shí)激發(fā)泵腔內(nèi)位于各孔部所對(duì)應(yīng)的區(qū)域產(chǎn)生相比于泵腔在隔膜外周邊緣所對(duì)應(yīng)的區(qū)域更大的氣體壓力變動(dòng)，以使得流體從入口流入泵腔，并從泵腔經(jīng)出口流出。泵腔在隔膜外周邊緣所對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域。

9、進(jìn)一步地，所述孔部均設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

10、或者所述孔部分別設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域及對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波節(jié)位置和波節(jié)位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域。

11、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)僅具有一個(gè)波腹，至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，所述第二孔不設(shè)單向閥；所述第一孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；所述第二孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波節(jié)位置及波節(jié)位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

12、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

13、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)僅具有一個(gè)波腹，所述孔部均設(shè)有單向閥，至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，設(shè)置于所述第一孔內(nèi)的單向閥和設(shè)置于第二孔內(nèi)的單向閥所限制的流體流動(dòng)的方向相反，所述第一孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；所述第二孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波節(jié)位置及波節(jié)位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

14、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

15、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)僅具有一個(gè)波腹，所述孔部均設(shè)有單向閥，其中，至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，設(shè)置于所述第一孔內(nèi)的單向閥和設(shè)置于第二孔內(nèi)的單向閥所限制的流體流動(dòng)的方向相反，所述第一孔及第二孔均設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

16、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

17、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)具有至少兩個(gè)波腹；

18、至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，所述第二孔不設(shè)單向閥，所述第一孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的至少一個(gè)波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；所述第二孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波節(jié)位置及波節(jié)位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

19、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

20、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)具有至少兩個(gè)波腹，所述孔部均設(shè)有單向閥，至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，所述第一孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的至少一個(gè)波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域，所述第二孔設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的波節(jié)位置及波節(jié)位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域，設(shè)置于所述第一孔內(nèi)的單向閥和設(shè)置于第二孔內(nèi)的單向閥所限制的流體流動(dòng)的方向相反；

21、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

22、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)具有至少兩個(gè)波腹；

23、至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，所述第二孔不設(shè)單向閥，所述第一孔及第二孔分別設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的至少一個(gè)波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；

24、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

25、進(jìn)一步地，所述隔膜振動(dòng)具有至少兩個(gè)波腹；

26、所述孔部均設(shè)有單向閥，至少一個(gè)設(shè)有所述單向閥的孔部作為第一孔，其余孔部作為第二孔，所述第一孔及第二孔分別設(shè)置于對(duì)置板的與隔膜振動(dòng)的至少一個(gè)波腹位置及波腹位置的鄰近區(qū)域所相對(duì)的區(qū)域；設(shè)置于所述第一孔內(nèi)的單向閥和設(shè)置于第二孔內(nèi)的單向閥所限制的流體流動(dòng)的方向相反；

27、所述第一孔和第二孔中的一者為入口，另一者為出口。

28、進(jìn)一步地，所述間隔部為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述間隔部的內(nèi)周壁與致動(dòng)器圍合成環(huán)狀的槽部，所述間隔部背離致動(dòng)器的一端在繞槽部的環(huán)形路徑上全部或部分與隔膜接合。

29、進(jìn)一步地，所述間隔部具有多個(gè)間隔體，所述間隔體均接合于第一主面或第二主面，多個(gè)所述間隔體繞激勵(lì)腔的周向間隔分布以與致動(dòng)器圍成所述槽部，所述間隔體背離致動(dòng)器的一端全部或部分與隔膜接合。

30、進(jìn)一步地，所述壓電陶瓷片呈中心貫穿有空洞的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述空洞與激勵(lì)腔相對(duì)設(shè)置。

31、進(jìn)一步地，所述隔膜由高分子材料構(gòu)成，或由高分子材料與金屬材料組成的復(fù)合材料構(gòu)成。

32、進(jìn)一步地，還包括框板和具有彈性的連接部，所述框板圍住所述致動(dòng)器的周?chē)?，所述連接部的一端與框板連接，另一端與致動(dòng)器連接，所述對(duì)置板與所述隔膜相對(duì)的一側(cè)表面的外周固定于所述框板。

33、致動(dòng)器與對(duì)置板連接，關(guān)于致動(dòng)器與對(duì)置板之間的連接結(jié)構(gòu)，可采用以下方案：

34、其一為，所述框板以在除了所述連接部之外的部位隔著間隙的方式圍住所述致動(dòng)器的周?chē)?/p>

35、進(jìn)一步地，所述致動(dòng)器朝向所述對(duì)置板的一側(cè)表面凸出有至少一個(gè)位于間隔部外側(cè)的連接凸臺(tái)，所述對(duì)置板與所述連接凸臺(tái)相對(duì)的區(qū)域具有缺口，所述缺口內(nèi)形成有彈性支撐部，所述連接凸臺(tái)和與其相對(duì)的彈性支撐部固定連接。

36、其二為，所述致動(dòng)器朝向所述對(duì)置板的一側(cè)表面凸出有至少一個(gè)位于間隔部外側(cè)的連接凸臺(tái)，所述連接凸臺(tái)具有彈性，所述連接凸臺(tái)對(duì)置板靠近基板的一側(cè)固定連接。

37、其三為，還包括框部和支承部，所述框部圍住所述致動(dòng)器的周?chē)以谘刂龌宓暮穸确较蛏暇哂型怀鲇谒鲋聞?dòng)器的高度；

38、所述支承部包含懸臂部和保持部，所述保持部接合在所述致動(dòng)器振動(dòng)的波節(jié)位置，所述保持部設(shè)置于所述致動(dòng)器的背離所述對(duì)置板的一側(cè)，所述懸臂部的一端與所述保持部的背離所述致動(dòng)器的一側(cè)表面連接，另一端與所述框部的背離所述對(duì)置板的一側(cè)連接，所述框部朝向?qū)χ冒宓囊粋?cè)與所述對(duì)置板固定連接。

39、本發(fā)明的有益效果是：

40、1)、本發(fā)明的壓電流體泵，以隔膜作為激發(fā)泵腔內(nèi)的流體產(chǎn)生壓力變動(dòng)的激勵(lì)源，隔膜通過(guò)間隔部而與致動(dòng)器保持固定連接，該結(jié)構(gòu)下，致動(dòng)器的極小振動(dòng)位移能夠促使隔膜產(chǎn)生數(shù)倍甚至十?dāng)?shù)倍于致動(dòng)器振動(dòng)位移的位移，藉此，能夠大幅提升工作時(shí)隔膜與對(duì)置板之間的泵腔的體積變化量，從而可以極大地提升輸出流量；

41、2)、本發(fā)明的壓電流體泵，致動(dòng)器在外部激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)將振動(dòng)能量傳遞到隔膜，從而促使隔膜產(chǎn)生振動(dòng)，由于隔膜的振動(dòng)位移數(shù)倍甚至十?dāng)?shù)倍于致動(dòng)器的振動(dòng)位移，以隔膜作為激發(fā)激勵(lì)腔內(nèi)的氣體產(chǎn)生壓力變動(dòng)的激勵(lì)源時(shí)，并不必然需要將隔膜設(shè)定工作在一階次共振模式、三階次共振模式、或更高階次的中心對(duì)稱共振模式，在非中心對(duì)稱共振模式下，例如，二階次共振模式或四階次共振模式，隔膜與對(duì)置板之間的間隙的有效工作空間不再主要集中于隔膜的中央?yún)^(qū)域，而是擴(kuò)展到相較于中央?yún)^(qū)域更大范圍的區(qū)域，振動(dòng)能量的利用率更高；

42、3)、本發(fā)明的壓電流體泵，隔膜通過(guò)間隔部而與致動(dòng)器保持固定連接，致動(dòng)器振動(dòng)促使隔膜產(chǎn)生振動(dòng)，這一過(guò)程伴隨著能量的傳遞；致動(dòng)器在外部電信號(hào)的激勵(lì)下產(chǎn)生的振動(dòng)能量，一方面通過(guò)致動(dòng)器振動(dòng)時(shí)帶動(dòng)激勵(lì)腔中的流體產(chǎn)生壓力變動(dòng)，進(jìn)而促使隔膜產(chǎn)生振動(dòng)的方式將能量傳遞到隔膜，更為重要的是通過(guò)致動(dòng)器與隔膜形成的機(jī)械耦合的方式將能量直接傳遞到隔膜，相較于現(xiàn)有技術(shù)僅僅依賴流體傳遞振動(dòng)能量的方式，能量傳遞效率更高，在相同激勵(lì)條件下，能促使隔膜產(chǎn)生更大的振幅，以實(shí)現(xiàn)更高的流量輸出；在相同振幅需求下，能降低致動(dòng)器的輸入功率，減小發(fā)熱，提高能量利用率、產(chǎn)品穩(wěn)定性和使用壽命。

43、通過(guò)以下參照附圖對(duì)本技術(shù)的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本技術(shù)的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。