CN101825092A - 一种机械式微型泵 - Google Patents

Abstract

一种机械式微型泵，属于微流量液体的输送装置，解决现有容积式微型泵存在的结构复杂、可靠性较差、流量偏小的问题。本发明泵体具有中心孔，泵体上开有进液孔和出液孔；进液孔与中心孔底部联通，进液孔的中轴线与中心孔的中轴线正交；出液孔与中心孔侧表面联通，出液孔的中轴线与中心孔的圆周相切，出液孔的中轴线与进液孔的中轴线成0°～90°夹角；微型电机固定在密封端盖上，叶轮套装在穿过密封端盖的微型电机轴上；电机盖与密封端盖连接，密封端盖与泵体连接，将微型电机密封，叶轮位于所述泵体的中心孔内。本发明结构简单，成本低，功耗小，易于标准化生产，适用于多种流体，实现流体连续输送，流量、压力不存在脉动现象。

Description

一种机械式微型泵

技术领域

本发明属于微流量液体的输送装置，具体涉及一种机械式微型泵。

背景技术

微流体***是微电子机械***(Micro-electro-mechanical System，MEMS)的主要组成部分，它能够精确测量和控制微流体的流动，在微量药物输送和注射、微量液体采样、集成电子元件冷却以及微量化学分析、微型卫星等领域有着重要的研究前景。微型泵外形尺寸一般在10cm以内，作为微流体***中的动力源，是微流体***的核心驱动部件，是微流体***发展水平的标志。近年来已成为国内外学者的研究热点。

目前国内外所研制的微型泵绝大部分是基于MEMS技术的容积式微型泵，如静电驱动微型泵，热气致动微型泵，压电薄膜微型泵等等。容积式微型泵虽然可以达到很小的尺寸(毫米级)，但一般都存在结构复杂、加工和装配难度大、可靠性较差，流量、压头(扬程)很小，难以保证工作频率，流量和压力存在脉动现象等问题，使其在实际应用中受到很大限制。

发明内容

本发明提供一种机械式微型泵，解决现有容积式微型泵存在的结构复杂、可靠性较差、流量偏小的问题，以实现流体连续稳定输送、流量可控。

本发明的一种机械式微型泵，包括泵体、微型电机、密封端盖、叶轮和电机盖，其特征在于：

所述泵体具有中心孔，泵体上开有进液孔和出液孔；进液孔与中心孔底部联通，进液孔的中轴线与中心孔的中轴线正交；出液孔与中心孔侧表面联通，出液孔的中轴线与中心孔的圆周相切，出液孔的中轴线与进液孔的中轴线成0°～90°夹角；

所述微型电机固定在密封端盖上，叶轮套装在穿过密封端盖的微型电机轴上；

所述电机盖与密封端盖连接，密封端盖与泵体连接，将微型电机密封，叶轮位于所述泵体的中心孔内。

所述的机械式微型泵，其特征在于：

所述叶轮上具有沿圆周方向均匀分布的2～6个叶片；所述叶轮与微型电机轴过盈配合，微型电机轴端部采用金属胶密封；或者所述叶轮与微型电机轴间隙配合，用卡环卡在微型电机轴的卡槽上，将叶轮固定，微型电机轴端部采用金属胶密封。

本发明泵体上的进液孔和出液孔分别通过进口管道、出口管道和吸液池连通；微型电机带动叶轮的叶片驱使液体旋转从而产生离心力，使液体沿叶片流道甩向泵体出液孔。液体从叶轮中获得机械能使压力能和动能增加，依靠此能量使液体达到工作地点。在液体不断被甩出的同时，叶轮入口处就形成了低压。在吸液池和叶轮入口中心线的液体之间就产生了压差，吸液池中液体在这个压差作用下，便不断的经进水管路进入叶轮之中，从而使微型泵连续工作；通过改变微型电机的驱动电压可以改变微型电机的转速，从而也可以改变微型泵的输出流量。

本发明还可以采用O性密封圈的简单密封结构；改进电机盖与端盖的结构设计，采用密封胶实现完全密封

本发明结构简单，加工制造方便，成本低，易于标准化、批量化生产；只需要一个普通的微型电机带动，功耗小，并能方便地通过改变微型电机转速实现流量调节；对工质的物理化学性质不敏感，可适用于多种流体，包括含有细胞的生物流体；能有效解决现有微型泵工作可靠性较差，流量偏小等问题，实现流体连续输送，流量、压力不存在脉动现象。

附图说明

图1为本发明的装配示意图；

图2(a)为泵体部分的正视图；

图2(b)为图2(a)对应位置的A-A剖面图；

图3(a)为泵体部分的俯视图；

图3(b)为图3(a)对应位置的B-B剖面图；

图4为具有2个叶片的叶轮去掉端盖与电机部分后的俯视图；

图5为具有6个叶片的叶轮去掉端盖与电机部分后的俯视图；

图6为本发明外观为方形时去掉端盖与电机部分后的俯视图；

图7为电机盖与端盖配合的实施例。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2(a)、图2(b)、图3(a)、图3(b)所示，本发明包括泵体3、微型电机、密封端盖2、叶轮4和电机盖1，泵体3具有中心孔，泵体3上开有进液孔6和出液孔5；进液孔6与中心孔底部联通，进液孔6的中轴线与中心孔的中轴线正交；出液孔5与中心孔侧表面联通，出液孔5的中轴线与中心孔的圆周相切，出液孔5的中轴线与进液孔6的中轴线成0°～90°夹角；

微型电机固定在密封端盖2上，叶轮套装在穿过密封端盖的微型电机轴上；

电机盖1与密封端盖2连接，密封端盖2与泵体3连接，将微型电机密封，叶轮位于所述泵体3的中心孔内。

作为一个实施例，微型泵外形的整体尺寸为36.5mm×22mm×22mm(长×宽×高)，出液孔的中轴线与进液孔的中轴线成10°夹角；进口管道和出口管道采用外径6mm，内径4mm的不锈钢管，泵体为铝合金材料，如图4所示，叶轮上的叶片数为2个，在3V的直流驱动电压下，微型电机功率为0.22W，输出流量为720ml/min，且为无脉动式连续输出。

本实施例中的电机盖与端盖、泵体通过螺钉连接固定，端盖与泵体间用O形密封圈密封。

如图5所示，叶轮上的叶片数也可以为6个。

图2(a)、图2(b)、图3(a)、图3(b)、图4和图5中，泵体横截面外观均为圆形；泵体横截面外观也可以设计成方形，如图6所示。

如图7所示，还可以对电机盖和端盖的结构进行改进，以满足完全密封的要求，通过在端盖上设计环壁并加工出螺纹，电机盖下部与端盖的环壁内壁面之间通过螺纹连接，再以金属密封胶密封连接缝隙及导线出线口，从而实现对电机部分的完全密封。

Claims (2)

1.一种机械式微型泵，包括泵体(3)、微型电机、密封端盖(2)、叶轮(4)和电机盖(1)，其特征在于：

所述泵体(3)具有中心孔，泵体(3)上开有进液孔(6)和出液孔(5)；进液孔(6)与中心孔底部联通，进液孔(6)的中轴线与中心孔的中轴线正交；出液孔(5)与中心孔侧表面联通，出液孔(5)的中轴线与中心孔的圆周相切，出液孔(5)的中轴线与进液孔(6)的中轴线成0°～90°夹角；

所述微型电机固定在密封端盖(2)上，叶轮套装在穿过密封端盖的微型电机轴上；

所述电机盖(1)与密封端盖(2)连接，密封端盖(2)与泵体(3)连接，将微型电机密封，叶轮位于所述泵体(3)的中心孔内。

2.如权利要求1所述的机械式微型泵，其特征在于：

所述叶轮上具有沿圆周方向均匀分布的2～6个叶片；所述叶轮与微型电机轴过盈配合，微型电机轴端部采用金属胶密封；或者所述叶轮与微型电机轴间隙配合，用卡环卡在微型电机轴的卡槽上，将叶轮固定，微型电机轴端部采用金属胶密封。

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