一種基板具有單向閥的壓電振子的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基板具有單向閥的壓電振子，包括：彈性基板、壓電陶瓷和彈性表層，其特點在于還包括至少一個彈性閥開口，彈性基板與壓電陶瓷粘接，彈性基板上布置至少一個彈性基板孔，且彈性基板表面布置有彈性表層，彈性表層上布置對應(yīng)彈性基板孔的彈性懸臂，彈性基板孔和彈性懸臂配合形成彈性閥開口，彈性表層與彈性基板對應(yīng)位置處開有安裝槽，壓電振子在交變電壓的作用下發(fā)生往復(fù)彎曲振動，彈性閥開口在兩側(cè)壓差的作用下開啟或關(guān)閉，在具有結(jié)構(gòu)、工藝簡單，精度容易保證，效率更高等優(yōu)點的同時，可以提高閉合狀態(tài)下閥的截止性，增加開啟狀態(tài)下閥的開度減小工作流阻。
【專利說明】—種基板具有單向閥的壓電振子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型屬于流體輸送領(lǐng)域，具體涉及一種基板具有單向閥的壓電振子。

【背景技術(shù)】
[0002]壓電振子是一種由壓電材料構(gòu)成的致動器件，在交變電壓作用下可發(fā)生往復(fù)的彎曲變形。采用壓電振子形成的容積泵稱為壓電泵，具有結(jié)構(gòu)簡單便于大批量生產(chǎn)、體積小便于微型化、便于數(shù)字化控制且壽命成等優(yōu)點，在儀器儀表、檢測設(shè)備及機械電子領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。壓電隔膜泵根據(jù)閥構(gòu)成的不同一般分為兩類，即有閥壓電隔膜泵和無閥壓電隔膜泵，有閥壓電隔膜泵的性能遠(yuǎn)高于無閥壓電隔膜泵，因此在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域更具優(yōu)勢。目前的有閥壓電泵中的單向閥一般安裝在泵體或泵腔位置，在壓電泵微小型化的過程中，閥的裝配成為制約壓電泵發(fā)展的瓶頸問題，目前已出現(xiàn)在壓電振子中心布置單向閥的技術(shù)方案，但壓電材料中心開孔工藝復(fù)雜且影響器件使用壽命，對實際應(yīng)用產(chǎn)生了不利影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前壓電泵單向閥尺寸減小帶來的裝配困難及壓電泵效率降低的問題，提出了一種基板具有單向閥的壓電振子，該壓電振子基板上布置有單向閥，同時壓電振子的運動更有利于閥的開啟與關(guān)閉，該壓電振子便于與設(shè)備集成直接形成泵送能力，與傳統(tǒng)壓電振子驅(qū)動式的壓電泵相比具有集成化程度高、體積緊湊的優(yōu)點，與已有的具有單向閥的壓電振子相比具有工藝性好、壽命長的優(yōu)點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]本實用新型一種基板具有單向閥的壓電振子，包括彈性基板、壓電陶瓷和彈性表層，其特點在于還包括至少一個彈性閥開口，其中:
[0006]彈性基板上與壓電陶瓷粘接一側(cè)的表面為粘接面，所述粘接面分為壓電陶瓷粘接區(qū)和彈性表層粘接區(qū)，所述彈性基板上布置有至少一個彈性基板孔，在所述彈性表層粘接區(qū)外邊緣布置安裝槽，所述安裝槽保證了裝配簡單且配合精度高；所述壓電陶瓷為薄片形結(jié)構(gòu)，粘接在彈性基板上的壓電陶瓷粘接區(qū)上，所述壓電陶瓷可以是一片粘接在彈性基板的一側(cè)，也可以是兩片壓電陶瓷粘接在彈性基板的兩側(cè)而構(gòu)成雙晶片結(jié)構(gòu)，所述雙晶片結(jié)構(gòu)具有輸出高效的特點；所述彈性表層粘接區(qū)布置有彈性表層，在所述彈性表層上與彈性基板孔對應(yīng)位置布置彈性懸臂，所述彈性懸臂是在彈性表層上布置U型開口而形成，所述彈性懸臂面積大于彈性基板孔的面積，且所述彈性基板孔在彈性表層的投影區(qū)域包絡(luò)在彈性懸臂邊緣內(nèi)側(cè)，當(dāng)壓電振子發(fā)生彎曲變形時所述彈性懸臂在壓電振子和兩端壓力差的共同作用下發(fā)生彎曲變形或回復(fù)變形，形成彈性閥開口打開或關(guān)閉；所述彈性懸臂與彈性基板孔配合后形成彈性閥開口。
[0007]工作時，壓電振子在交變電壓的作用下發(fā)生往復(fù)彎曲變形，當(dāng)發(fā)生中心指向彈性基板的變形時，彈性基板未粘接壓電陶瓷一側(cè)腔體壓力增加，彈性基板另一側(cè)的腔體壓力減小，彈性懸臂受到兩側(cè)壓力的方向都指向打開彈性閥開口方向，彈性閥開口的開度和開啟速度都優(yōu)于傳統(tǒng)方式布置的閥；當(dāng)發(fā)生中心指向粘接壓電陶瓷的彈性基板一側(cè)的變形時，彈性基板未粘接壓電陶瓷一側(cè)腔體壓力減小，彈性基板另一側(cè)的腔體壓力增加，彈性懸臂受到兩側(cè)壓力的方向都指向關(guān)閉彈性閥開口方向，彈性閥開口的關(guān)閉速度優(yōu)于傳統(tǒng)方式布置的閥。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型一種基板具有單向閥的壓電振子的裝配關(guān)系示意圖。
[0009]圖2是本實用新型一種具體實施方案的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0010]圖3是本實用新型一種工作時振子狀態(tài)的結(jié)構(gòu)剖視圖。

【具體實施方式】
[0011 ] 參照圖1、圖2和圖3，本實用新型一種基板具有單向閥的壓電振子包括彈性基板1、壓電陶瓷2和彈性表層3，其特點在于還包括第一彈性閥開口 41和第二彈性閥開口 42，其中:
[0012]彈性基板I上與壓電陶瓷2粘接一側(cè)的表面為粘接面13，所述粘接面13分為壓電陶瓷粘接區(qū)131和彈性表層粘接區(qū)132，在所述彈性基板I的彈性表層粘接區(qū)132上布置第一彈性基板孔111和第二彈性基板孔112，在所述彈性表層粘接區(qū)132上布置第一安裝槽12 ;壓電陶瓷2為薄片形結(jié)構(gòu)，粘接在彈性基板I上的壓電陶瓷粘接區(qū)131上；在所述彈性表層3對應(yīng)位置布置第二安裝槽32，所述第一安裝槽12與所述第二安裝槽32配合安裝，在所述彈性表層3上布置第一 U型開口 331而形成第一彈性懸臂311，在所述彈性表層3上布置第二 U型開口 332而形成第二彈性懸臂312，第一彈性懸臂311與其對應(yīng)的第一彈性基板孔111形成第一彈性閥開口 41，第二彈性懸臂312與其對應(yīng)的第二彈性基板孔112形成第二彈性閥開口 42，所述第一彈性懸臂311的面積大于所述第一彈性基板孔111的面積，且第一彈性基板孔111在彈性表層3上的投影區(qū)域包絡(luò)在第一彈性懸臂311邊緣內(nèi)側(cè)，所述第二彈性懸臂312的面積大于所述第二彈性基板孔112的面積，且第二彈性基板孔112在彈性表層3上的投影區(qū)域包絡(luò)在第二彈性懸臂312邊緣內(nèi)側(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種基板具有單向閥的壓電振子，包括:彈性基板(I)、壓電陶瓷(2)和彈性表層(3)，其特點在于還包括至少一個彈性閥開口(4)，其中: 彈性基板(I)上與壓電陶瓷(2)粘接一側(cè)的表面為粘接面(13)，所述粘接面(13)分為壓電陶瓷粘接區(qū)(131)和彈性表層粘接區(qū)(132)，所述彈性基板(I)上布置有至少一個彈性基板孔(11)，在所述彈性表層粘接區(qū)(132)外邊緣布置第一安裝槽(12);所述壓電陶瓷(2)為薄片形結(jié)構(gòu)，粘接在彈性基板(I)上的壓電陶瓷粘接區(qū)(131)上；所述彈性表層粘接區(qū)(132)布置有彈性表層(3)，在所述彈性表層(3)上與彈性基板孔(11)對應(yīng)位置處布置彈性懸臂(31)，所述彈性懸臂(31)是在彈性表層(3)上布置U型開口(33)而形成，所述彈性懸臂(31)面積大于彈性基板孔(11)的面積，且所述彈性基板孔(11)在彈性表層(3)的投影區(qū)域包絡(luò)在彈性懸臂(31)邊緣內(nèi)側(cè)；所述彈性懸臂(31)與彈性基板孔(11)配合后形成彈性閥開口(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基板具有單向閥的壓電振子，其特征在于:所述壓電陶瓷(2)與彈性基板(I)的布置方式采用一片壓電陶瓷(2)與彈性基板(I)粘接構(gòu)成的單晶片結(jié)構(gòu)，或同時在彈性基板(I)的第二面粘接第二片壓電陶瓷(2)構(gòu)成雙晶片結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H03H9/19GK204119186SQ201420621801
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】吳越, 王旭, 董景石, 楊陽, 劉維帥, 楊志剛 申請人:吉林大學(xué)