一种用于农业喷灌的有阀谐振压电泵

技术领域

本发明属于流体输送领域，具体涉及一种农业灌溉系统中用于流体输送的装置。

背景技术

压电泵是以压电振子作为驱动力源的流体输送装置，具有体积小、功耗低、成本低、无电磁干扰、流量可精确控制等优点，在生物医学、精量化学、微机电工程等领等有着广泛应用，但压电泵在农业上的应用还较少。

传统农业对灌溉系统的改善与应用并不到位，造成了大量的水资源的浪费，以及灌溉成本的不断提高，不利于对水资源的节约以及农民的收成的提高。本发明提出了一种圆形压电振子驱动的用于农业喷灌的有阀谐振压电泵，涉及一种农业灌溉系统中用于流体输送的装置，本发明将压电泵技术与传统农业灌溉方式结合，本发明中的压电致动器与泵腔隔膜分离，利用共振原理将压电致动器的位移放大后驱动泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本发明在流体高度差较大的情况下也能完成高效率泵送，利于农业喷洒。

发明内容

本发明针对目前压电泵存在的问题，提出一种能够简便安装，输出流量高的压电泵。

本发明采用的技术方案是：一种用于农业喷灌的有阀谐振压电泵，由压电振子(1)、上传振块(2)、上传振弹片(3)、下传振块(4)、下传振弹片(5)、隔膜(6)、轮式阀(7)、入口(8)、底座(9)、出口(10)、卡环(11)、圆柱螺钉(12)组成；

所述压电振子(1)为单晶圆形压电振子，所述上传振块(2)开设内安装槽(2-1)用于安装压电振子(1)，开设外安装槽(2-2)和上传振弹片(3)，所述下传振块(4)开设内凹槽(4-1)用于安装上传振弹片(3)，开设外凹槽(4-2)用于下传振弹片(5)，所述下传振弹片(5)开设片内圆柱头螺钉孔用于通过圆柱螺钉(12)固定隔膜(6)，所述底座(9)开设连接入口阀端(9-1)及出口阀端(9-2)用于安装轮式阀(7)，圆柱螺钉(12)用于固定隔膜，所述卡环(11)开设圆柱螺钉孔用于安装下传振弹片(5)以及固定隔膜(6)。上传振块(2)的内安装槽(2-1)放入压电振子(1)、上传振块的外安装槽(2-2)放入上传振弹片(3)，下传振块(4)的内凹槽(4-1)放入上传振弹片(3)，下传振块(4)的外凹槽(4-2)放入下传振弹片(5)，以此组成谐振系统(图2)。下传振弹片(5)与卡环(11)、隔膜(6)、底座(9)通过圆柱螺钉连接，底座(9)的入口阀端(9-1)内放入轮式阀(7)，出口阀端(9-2)内放入轮式阀(7)，方向与入口阀端相反，以此此组成泵送系统(图1)后与谐振系统(图2)配合，以此达到装配整个泵的目的；

作为上述技术方案的进一步改进，所述下传振块(4)可通过改变传振块的厚度或更换不同材料的传振块来调整，传振弹片的弹性可以通过改变上传振弹(3)及下传振弹片(5)的厚度和材料等来调整；从而调整压电泵的泵送性能，直至调整到输入，输出压力最大的工作模式；

作为上述技术方案的进一步改进，所述轮式阀(7)可在不改变整体尺寸的情况下，通过改变弯曲悬臂的结构来调整单向阀的刚度，提高泵送性能。从而可在端口尺寸和出入口尺寸比例确定的情况下，提高压电泵的泵送效率；

作为上述技术方案的进一步改进，所述上传振块(2)、下传振块(4)、底座(9)。均可调整尺寸以及开设凹槽，从而使压电泵可根据具体的使用场景和要求调整装置的尺寸，较少安装螺钉便于安装和布置；

作为上述技术方案的进一步改进，本发明中的压电致动器与泵腔隔膜分离，利用共振原理将压电致动器的位移放大后驱动泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本发明在流体高度差较大的情况下也能完成高效率泵送，利于农业喷洒。

本发明的有益效果是：

此发明中的压电致动器与泵腔隔膜分离，利用共振原理将压电致动器的位移放大后驱动泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本发明在流体高度差较大的情况下也能完成高效率泵送；

此发明的压电振子振动作用的放大效果可通过传振弹片，传振块的厚度和材料进行灵活的调整；

此发明的装配关系简单，便于整个装置的安装与布置。

附图说明

图1是本发明的整体装配示意图。

图2是本发明的整体爆炸示意图。

图3是本发明的谐振系统爆炸示意图。

图4是本发明的泵送系统爆炸示意图。

图5是本发明的底座的剖面示意图。

图6是本发明的轮式阀的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

以下结合附图1～6给出的实施例，对本发明结构及原理作进一步描述。

一种用于农业喷灌的有阀谐振压电泵，由压电振子(1)、上传振块(2)、上传振弹片(3)、下传振块(4)、下传振弹片(5)、隔膜(6)、轮式阀(7)、入口(8)、底座(9)、出口(10)、卡环(11)、圆柱螺钉(12)组成；所述压电振子(1)为单晶圆形压电振子，所述上传振块(2)开设内安装槽(2-1)用于安装压电振子(1)，开设外安装槽(2-2)用于安装上传振弹片(3)，所述下传振块(4)开设内凹槽(4-1)用于安装上传振弹片(3)，开设外凹槽(4-2)用于下传振弹片(5)，所述下传振弹片(5)开设片内圆柱头螺钉孔用于通过圆柱螺钉(12)固定隔膜(6)，所述底座(9)开设连接入口阀端(9-1)及出口阀端(9-2)用于安装轮式阀(7)，圆柱螺钉(12)用于固定隔膜，所述卡环(11)开设圆柱螺钉孔用于安装下传振弹片(5)以及固定隔膜(6)。上传振块(2)的内安装槽(2-1)放入压电振子(1)、上传振块的外安装槽(2-2)放入上传振弹片(3)，下传振块(4)的内凹槽(4-1)放入上传振弹片(3)，下传振块(4)的外凹槽(4-2)放入下传振弹片(5)，以此组成谐振系统(图2)。下传振弹片(5)与卡环(11)、隔膜(6)、底座(9)通过圆柱螺钉连接，底座(9)的入口阀端(9-1)内放入轮式阀(7)，出口阀端(9-2)内放入轮式阀(7)，方向与入口阀端相反，以此此组成泵送系统(图1)后与谐振系统(图2)配合，以此达到装配整个泵的目的。

作为上述技术方案的进一步改进，所述下传振块(4)可通过改变传振块的厚度或更换不同材料的传振块来调整，传振弹片的弹性可以通过改变上传振弹(3)及下传振弹片(5)的厚度和材料等来调整；从而调整压电泵的泵送性能，直至调整到输入，输出压力最大的工作模式；

作为上述技术方案的进一步改进，所述轮式阀(7)可在不改变整体尺寸的情况下，通过改变弯曲悬臂的结构来调整单向阀的刚度，提高泵送性能。从而可在端口尺寸和出入口尺寸比例确定的情况下，提高压电泵的泵送效率；

作为上述技术方案的进一步改进，所述上传振块(2)、下传振块(4)、底座(9)。均可调整尺寸以及开设凹槽，从而使压电泵可根据具体的使用场景和要求调整装置的尺寸，较少安装螺钉便于安装和布置；

作为上述技术方案的进一步改进，本发明中的压电致动器与泵腔隔膜分离，利用共振原理将压电致动器的位移放大后驱动泵腔隔膜。以此提高泵送效率，使本发明在流体高度差较大的情况下也能完成高效率泵送，利于农业喷洒。

本发明的工作过程分为第一工作过程和第二工作过程：

第一工作过程：施加交流电信号与压电振子(1)，压电振子(1)带动传振块(2)与上传振弹片(3)、下传振块(4)、下传振弹片(6)组成的谐振系统(图1)形成谐振振动作用在隔膜(6)上，在隔膜轴向，向背离腔体的方向移动，腔体的体积增大，在泵腔内形成负压，入口(8)处的流体顺入口阀端口(9-1)处的轮式阀(7)方向充入泵腔，出口(10)处的出口阀端口(9-2)处的轮式阀(7)关闭，流体流入装置；

第二工作过程：压电振子(1)带动谐振系统(图1)形成谐振振动作用在隔膜(6)上，在隔膜轴向，向腔体的方向移动，腔体体积减小，在泵腔内形成正压，腔体处的流体顺出口(10)处的出口阀端口(9-2)处的轮式阀(7)方向流出泵腔，同时入口(8)处的入口阀端口(9-1)处的轮式阀(7)关闭，流体流出装置，经过上述两个工作过程的循环工作，实现流体的连续输出。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只适用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。