CN109723627B - 气体输送装置 - Google Patents
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Abstract
本案提供一种气体输送装置,包含:出气盖板,具有出气管及出气汇流槽,出气管与出气汇流槽连通对应设置;至少一导流座,每一导流座具有主板、凸出侧框以及框体,主板具有凹置槽及连通孔;主泵设置于导流座的凸出侧框内,次要泵设置于导流座的框体内;贴合胶片,具有中空结构,贴合胶片设置主泵及导流座之间,并定义汇流通道与连通孔相互连通;当主泵及次要泵同时致能进行气体传输时,气体导入凹置槽,并依序经由连通孔、汇流通道及主泵,并由主泵将气体导出至出气汇流槽,最后气体由出气管排出。
Description
【技术领域】
本案是关于一种气体输送装置,尤指一种可同时兼具微型化、静音及高压气体传输的气体输送装置。
【背景技术】
目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业,产品均朝精致化及微小化方向发展,其中微帮浦所包含的气体输送结构为其关键技术,是以,如何借创新结构突破其技术瓶颈,为发展的重要内容。
随着科技的日新月异,气体输送装置的应用上亦愈来愈多元化,举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热等等,甚至近来热门的穿戴式装置皆可见它的踨影,可见传统的气体输送装置已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。
于现有技术中,气体输送装置主要以传统的机构部件堆叠而构成,并以每一个机构部件极小化或厚度薄化的方式,来达到整体装置微型化、薄型化的目的。然而,传统机构件在微小化后,其尺寸精度控制不易,且组装精度同样难以掌控,进而造成产品良率不一,甚至有气体传送的流量不稳定等问题。
再者,已知的气体传输装置亦具有输送压力不足的问题,透过单一气体传输装置仍难以因应高压气体传输的需求。因此,如何发展一种气体输送装置提高流体传输压力的结构,实为目前迫切需要解决的问题。
【发明内容】
本案的主要目的在于提供一种气体输送装置,借由使多个组微型化的泵堆叠配置,以提供气体输送装置达到高压气体传输的功效。
为达上述目的,本案的一较广义实施样态为提供一种气体输送装置,包含:一出气盖板,具有一出气管及一出气汇流槽,该出气管与该出气汇流槽连通对应设置;至少一导流座,该每一导流座具有一主板、一凸出侧框以及一框体,该主板具有一凹置槽及一连通孔,该连通孔连通该凹置槽;一主泵及一次要泵,该主泵设置于该导流座的该凸出侧框内,以及该次要泵设置于导流座的该框体内;以及一贴合胶片,具有一中空结构,该贴合胶片设置该主泵及导流座之间,并该中空结构定义出一汇流通道与该连通孔相互连通;该凸出侧框上下密合连接,当该主泵及该次要泵同时致能进行气体传输时,气体导入该导流座的该凹置槽,并依序经由该连通孔、该汇流通道及该主泵,并由该主泵将气体导出至该出气汇流槽,最后气体由该出气管排出。
【附图说明】
图1A为本案较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。
图1B为本案较佳实施例的气体输送装置的结构拆解示意图。
图2A为图1B所示的出气盖板的结构示意图。
图2B为图2A所示的出气盖板于另一视角的结构示意图。
图3A为图1B所示的导流座的结构示意图。
图3B为图3A所示的导流座于另一视角的结构示意图。
图4为图1A所示的气体输送装置的A-A剖面结构示意图。
图5A为本案较佳实施例的气体泵的结构拆解示意图。
图5B为本案较佳实施例的气体泵于另一视角的结构拆解示意图。
图6为图5A所示的压电致动器的剖面结构示意图。
图7为本案较佳实施例的气体泵的剖面结构示意图。
图8A至图8E为本案较佳实施例的气体泵的作动结构示意图。
图9为本案另一较佳实施例的气体输送装置的结构示意图。
【具体实施方式】
体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本案的范围,且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用,而非架构于限制本案。
本案的气体输送装置是可应用于各式电子装置或医疗设备的中,并可提高流量传输。请参阅图1A、图1B、图2A、图2B、图3A、图3B及图4所示,本案气体输送装置1主要包含一出气盖板11、至少一导流座12、一主泵14、至少一次要泵15以及贴合胶片13,其中出气盖板11、主泵14、贴合胶片13、导流座12及次要泵15以垂直依序堆叠设置,即主泵14设置于导流座12的该凸出侧框121内,及次要泵15设置于导流座12的框体122内,出气盖板11为罩盖组导流座12,主泵14及次要泵15为进行气体传输的用,当主泵14及次要泵15同时进行气体传输时,气体借由出气盖板11、导流座12等元件进行汇流,最后由出气盖板11的出气管111快速排出,借此可达到提升气体传输流量的功效,为了便于说明本案的技术内容,其细部结构及作动方式将于说明书后段进一步详述。
请参阅图2A及图2B所示,本实施例的出气盖板11包含出气管111及出气汇流槽114,其中出气管111与出气汇流槽114连通对应设置,出气管111包含排出开口112,以及出气汇流槽114包含进入开口113,排出开口112设置于出气管111内部与进入开口113相互连通,其中进入开口113的孔径略大于排出开口112,且出气管111之内径为由进入开口113渐缩至排出开口112的锥度形状,但不以此为限,透过锥度形状的设置,以供气体产生明显的汇聚效果,并使汇聚后的气体可由出气管111快速传输,又出气盖板11设置接脚开口117。
请参阅图3A及图3B所示,导流座12包含主板120、凸出侧框121以及框体122,其中主板120设有凹置槽124及连通孔125,连通孔125连通凹置槽124,凸出侧框121为突出围绕于主板120上方,框体122为突出围绕于主板120下方,且凸出侧框121设置于主板120上相较框体122设置于主板上略为内缩,以形成一段差空间,以供与出气盖板11组接承置于上,又凸出侧框121上设置封胶开口127,以及导流座12的框体122上设置接脚开口126。
再参阅图5A、图5B及图6所示,主泵14、次要泵15是为相同的气体传输结构,其作动方式亦相同,为了方便说明,以下仅以单一主泵14进行说明。如图所示,主泵14主要依序由进气板141、共振片142、压电致动器143、第一绝缘片144a、导电片145及第二绝缘片144b相互对应堆叠设置所构成。
本实施例的进气板141更包含多个进气孔141a、多个汇流排孔141b及一汇流通槽141c,本实施例是以四个进气孔141a及四个汇流排孔141b为例进行说明,但其数量不以此为限,四个进气孔141a是为贯穿进气板141的孔洞,用以供气体自装置外顺应大气压力的作用而流入主泵14之中,四个汇流排孔141b分别对应四个进气孔141a而设置,汇流通槽141c设置于四个汇流排孔141b的中心处,并与四个汇流排孔141b相互连通,借此可将气体自四个进气孔141a导入汇流排孔141b,并将气体引导并汇流集中至汇流通槽141c,以实现气体传递。本实施例的进气板141为一体成型的结构,但不以此为限。
本实施例的共振片142是为可挠性材质所构成的片材,于共振片142上具有中空孔洞142c,中空孔洞142c是对应于进气板141的汇流通槽141c而设置,以供气体流通。本实施例的共振片142是由铜材质所构成,但不以此为限。
本实施例的压电致动器143主要包含一悬浮板1431、一外框1432、多个支架1433、一压电元件1434等元件。其中,本实施例的支架1433的数量是为四个,但不以此为限,其数量可依据实际情形任施变化。本实施例的悬浮板1431更包含一凸部1431a、一第二表面1431b及一第一表面1431c,且凸部1431a设置于第二表面1431b上,凸部1431a可为但不限为一圆形凸起结构。本实施例之外框1432是为一框架结构,环绕设置于悬浮板1431的周缘,四个支架1433连接于外框1432及悬浮板1431之间,以提供弹性支撑,且四个支架1433、外框1432及悬浮板1431之间更定义出多个空隙1435,多个空隙1435是用以供气体流通导出的用。本实施例的悬浮板1431、外框1432以及支架1433的型态及数量均不以此为限,且可依实际应用需求变化。此外,本实施例之外框1432更具有一向外凸设的导电接脚1432a,以供外接电源装置(未图示)电连接至主泵14,并提供驱动电源,但不以此为限。本实施例的压电元件1434贴附于悬浮板1431的第一表面1431c上,用以对悬浮板1431施加电压,使悬浮板1431产生形变而上下弯曲振动,借此以进行气体传输,其传输作动方式将于说明书后段进一步详述。
请再参阅图6所示,悬浮板1431的凸部1431a是与外框1432的第二表面1432a共平面,且悬浮板1431的第二表面1431b及支架1433的第二表面1433a亦为共平面,且该悬浮板1431的凸部1431a及外框1432的第二表面1432a与悬浮板1431的第二表面1431b及支架1433的第二表面1433a之间是具有一特定深度。悬浮板1431的第一表面1431c与外框1432的第一表面1432b及支架1433的第一表面1433b为平整的共平面结构,而压电元件1434则贴附于此平整的悬浮板1431的第一表面1431c处。于另一些实施例中,悬浮板1431的型态亦可为一双面平整的板状正方形结构,并不以此为限,可依照实际施作情形而任施变化。于一些实施例中,悬浮板1431、支架1433以及外框1432是可为一体成型的结构,且由一金属板所构成,例如不锈钢材质,但不以此为限。又于另一些实施例中,压电元件1434的边长是小于该悬浮板1431的边长。再于另一些实施例中,压电元件1434的边长是等于悬浮板1431的边长,且同样设计为与悬浮板1431相对应的正方形板状结构,但并不以此为限。
本实施例的第一绝缘片144a、导电片145及第二绝缘片144b是依序对应设置于压电致动器143之外框1432的第一表面1432b,且其形态大致上对应于压电致动器143之外框1432的形态。于本实施例中,第一绝缘片144a、144b是由绝缘材质所构成,例如:塑胶,但不以此为限,俾提供绝缘功能。本实施例的导电片145由导电材质所构成,例如金属材质,但不以此为限,以提供电导通功能。于本实施例中,导电片145更突出设置一导电接脚145a,以实现电导通功能。
再请参阅图7所示,主泵14是依序由进气板141、共振片142、压电致动器143、第一绝缘片144a、导电片125及第二绝缘片144b等堆叠而成,且于共振片142与压电致动器143之间是具有一间隙h,于本实施例中,是于共振片142及压电致动器143之外框1432周缘之间的间隙h中填入填充材质,例如但不限于导电胶,以使共振片142与压电致动器143的悬浮板1431的凸部1431a之间可维持该间隙h的深度,进而可导引气流更迅速地流动,且因悬浮板1431的凸部1431a与共振片142保持适当距离使彼此接触干涉减少,促使噪音产生可被降低。于另一些实施例中,亦可借由加高压电致动器143之外框1432的高度,以使其与共振片142组装时增加一间隙,但不以此为限。
当进气板141、共振片142与压电致动器143依序对应组装后,共振片142具有一可动部142a及一固定部142b,可动部142a处可与其上的进气板141共同形成一汇流气体的腔室,且在共振片142与压电致动器143之间更形成一压缩腔室140,用以暂存气体,且压缩腔室140是透过共振片142的中空孔洞142c而与进气板141的汇流通槽141c处的腔室相连通。
再参阅图1及图4所示,主泵14设置于导流座12的凸出侧框内121,且主泵14的导电接脚1432a、导电片145a可由出气盖板11设置接脚开口117凸伸出外部、以及次要泵15对应设置于导流座12的框体122内,且次要泵15的导电接脚1432a、导电片145a可由导流座12的框体122上接脚开口126凸伸出外部,以供外接电源装置(未图示)电连接至主泵14及次要泵15提供驱动电源,贴合胶片13为中空结构,设置主泵14及导流座12之间,并中空结构定义出汇流通道130与连通孔125相互连通,并透过出气盖板11罩盖于凸出侧框121的段差空间上组接承置封闭于导流座12上,使出气盖板11与导流座12的凸出侧框121上下密合连接,且从凸出侧框121的封胶开口127处用以注入封装胶,借此以达到胶合气密的效果。是以,本实施例透过框体121特殊设计,使导流座12与出气盖板11以上下密合连接的方式相互固定,借此可使元件易于拆装,同时大幅减少元件组装所耗费的时间,更可达到易于替换元件的功效,使气体输送装置1组装运用的灵活性提升。
又当主泵14及次要泵15致能进行气体传输时,气体借由次要泵15导入导流座12的凹置槽124,再依序经由连通孔125、汇流通道130导入主泵14内,并由主泵14将气体导出至该出气汇流槽114,最后气体由该出气管111排出;简而言之,本实施例透过主泵14及次要泵15堆叠配置,并同时致能传输气体,使其气体传输气压大于单一泵,借此达到高压气体输出的功效。当然,泵堆叠组装配置的数量并不以两组为限,其是可依据实际情形任施变化。
请参阅图8A至图8E所示,当主泵14进行作动时,压电致动器143受电压致动而以支架1433为支点,进行垂直方向的往复式振动。首先,如图8A所示,当压电致动器143受电压致动而向下振动时,使压缩腔室140的体积增加、压力变小,使气体顺应大气压力自进气孔141a进入,并流经汇流排孔141b、汇流通槽141及中空孔洞142c进入压缩腔室140中,接着,如图8B所示,由于共振片142是为轻薄的片状结构,当气体顺应大气压力进入压缩腔室140时,共振片142的可动部142a随的向下振动,并贴附抵触于压电致动器143的悬浮板1431的凸部1431a上,使悬浮板1431的凸部1431a以外的区域与共振片142两侧的固定部142b之间的汇流腔室的间距不会变小,并借由此共振片142的形变,以使压缩腔室140的体积压缩,并关闭压缩腔室140中间流通空间,促使其内的气体由中央推挤向***流动,进而经过压电致动器143的支架1433之间的空隙1435而向下穿越流动。其后,如图8C所示,共振片142的可动部142a向上弯曲振动形变,而回复至初始位置,且压电致动器143受电压驱动以向上振动,如此同样挤压压缩腔室140的体积,惟此时由于压电致动器143是向上抬升,因而使得压缩腔室140内的气体会朝两侧流动,而气体持续地自进气板141上的至少一进气孔141a进入,再流入汇流通槽141c所形成的腔室中。再如图8D所示,该共振片142受压电致动器143向上抬升的振动而共振向上,此时共振片142的可动部142a亦随的向上振动,进而减缓气体持续地自进气板141上的进气孔141a进入,再流入汇流通槽141c所形成的腔室中。最后,如图8E所示,共振片142的可动部142a亦回复至初始位置,由此实施态样可知,当共振片142进行垂直的往复式振动时,是可由其与压电致动器143之间的间隙h以增加其垂直位移的最大距离,换句话说,于该两结构之间设置间隙h可使共振片142于共振时可产生更大幅度的上下位移。
请参阅图9。于本案的另一较佳实施例中,可于前述实施例的气体输送装置1增设另一个导流座12及另一个次要泵15,另一个导流座12以下称的为堆叠导流座12’,另一个次要泵15以下称的为堆叠泵15’,即如图9所示,其中堆叠导流座12’同样包含凸出侧框121’、框体122’、连通孔125’及进气汇流槽124’,堆叠导流座12’及堆叠泵15’的结构分别与前述实施例的导流座12及主泵14相同,故于此不再赘述。于本实施例中,堆叠导流座12’是与导流座12相互堆叠设置,堆叠导流座12’的凸出侧框121’与导流座12的框体122相互组接封闭,使堆叠导流座12’与导流座12借由连通孔125’连通,堆叠泵15’对应设置于导流座12’的框体122’;换言之,本实施例采以主泵14、次要泵15及堆叠泵15’等三个气体泵同时进行气体传输,以增加输出气压,并透过出气盖板11、导流座12及堆叠导流座12’内部特殊流道设计,使气体汇流集中,俾实现提升输出气体压力的功效。本实施例的气体输送装置1亦包含另一贴合胶片13,另一贴合胶片13以下称的为堆叠贴合胶片13’为一中空结构,用以使次要泵15及堆叠导流座12’相互贴合固定,于堆叠贴合胶片13’贴合固定后,中空结构定义出汇流通道130’与连通125’相互连通,借此使由连通孔125’输出的气体经汇流通道130’直接传输至次要泵15,使气体进一步汇流,进而达到提升输出气压的功效。
于本案其他实施例中,导流座及次要泵的数量亦可为两个以上,且导流座及次要泵的数量相同,以供每一次要泵对应设置于每一导流座的中,并透过前述实施例的设置方式进行堆叠,使其气体输出气压可以依据使用需求进行调整,并透过多个气体泵及导流座堆叠设置,可达到高压气体传输的功效。
综上所述,本案透过多个泵分别设置于导流座中,并使多个泵彼此堆叠设置,并与一出气盖板对应组接,借此以使组装后的气体输送装置内部流道对气体进行汇流,以提升传输效率的目的,且多组泵配置可使到气体传输出气压幅提升的功效,以及,导流座与出气盖板的特殊侧壁设计,并以紧配的方式相互固定,可使元件易于拆装,同时大幅减少元件组装所耗费的时间,更可达到易于替换元件的功效。此外,本案亦透过泵的特殊流道、结构设计,可使气体高速且高效率地流动,并可达到静音、微型化的效果。
本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰,然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
【符号说明】
1:流体控制装置
11:出气盖板
111:出气管
112:排出开口
113:进入开口
114:出气汇流槽
117:封胶开口
12:导流座
12’:堆叠导流座
120、120’:主板
121、121’:凸出侧框
122、122’:框体
124、124’:凹置槽
125、125’:连通孔
126:接脚开口
127:封胶开口
13:贴合胶片
13’:堆叠贴合胶片
130、130’:汇流通道
14:主泵
140:压缩腔室
141:进气板
141a:进气孔
141b:汇流排孔
141c:汇流通槽
142:共振片
142a:可动部
142b:固定部
142c:中空孔洞
143:压电致动器
1431:悬浮板
1431a:凸部
1431b:第二表面
1431c:第一表面
1432:外框
1432a:第二表面
1432b:第一表面
1432c:导电接脚
1433:支架
1433a:第二表面
1433b:第一表面
1434:压电元件
1435:空隙
144a:第一绝缘片
144b:第二绝缘片
145:导电片
15:次要泵
15’:堆叠泵
h:间隙
Claims (6)
1.一种气体输送装置,其特征在于,包含:
一出气盖板,具有一出气管及一出气汇流槽,该出气管与该出气汇流槽连通对应设置;
至少一导流座,每一该导流座具有一主板、一凸出侧框以及一框体,该主板具有一凹置槽及一连通孔,该连通孔连通该凹置槽;
一主泵及至少一次要泵,该主泵设置于该导流座的该凸出侧框内,以及该次要泵设置于该导流座的该框体内;以及
至少一贴合胶片,为一中空结构,该贴合胶片设置该主泵及该导流座之间,并该中空结构定义出一汇流通道与该连通孔相互连通;
其中,透过该出气盖板罩盖封闭该导流座,使该出气盖板与该导流座的该凸出侧框上下密合连接,当该主泵及该次要泵同时致能进行气体传输时,气体导入该导流座的该凹置槽,并依序经由该连通孔、该汇流通道及该主泵,并由该主泵将气体导出至该出气汇流槽,最后气体由该出气管排出。
2.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,所述出气管包含排出开口,所述出气汇流槽包含进入开口,所述排出开口设置于所述出气管内部与所述进入开口相互连通,该出气管之内径为由所述进入开口渐缩至所述排出开口的锥度形状。
3.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该凸出侧框突出围绕于该主板上方,该框体突出围绕于该主板下方,该凸出侧框设置于该主板上相较该框体设置于该主板上略为内缩,以形成一段差空间,以供与该出气盖板组接承置于上。
4.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该导流座具有一封胶开口及一接脚开口。
5.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该至少一导流座包括一堆叠导流座,该至少一次要泵包括一堆叠泵,该至少一贴合胶片包括一堆叠贴合胶片,该堆叠导流座与该导流座相互堆叠组接,该次要泵利用该堆叠贴合胶片与该堆叠导流座连通,而该堆叠泵组设于该堆叠导流座下方,以构成主泵与多个次要泵相互堆叠连通的气体输送装置。
6.如权利要求1所述的气体输送装置,其特征在于,该主泵与该次要泵皆为一压电动气体泵,该压电动气体泵包含:
一进气板,包含至少一进气孔、至少一汇流排孔及一汇流通槽;
一共振片,包含一中空孔洞;
一压电致动器,包含一压电元件、一悬浮板、一外框、至少一支架及一第一导电接脚,该悬浮板、该外框及该至少一支架之间定义至少一空隙,该悬浮板更具有一第一表面与一第二表面,该第二表面上设有一凸部,该第一表面设置该压电元件;
一第一绝缘片;
一导电片,包含一第二导电接脚;以及
一第二绝缘片;
其中,该进气板、该共振片、该压电致动器、该第一绝缘片、该导电片及该第二绝缘片相互对应堆叠设置,该共振片与该压电致动器之间具有一间隙,以定义一压缩腔室;透过该压电元件对该悬浮板施加电压,使该悬浮板进行往复式上下弯曲振动,使气体由该进气板的该至少一进气孔导入,并依序流经该汇流排孔、该汇流通槽、该中空孔洞及该压缩腔室,最后由该至少一空隙导入该凹置槽。
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CN201711020519.6A CN109723627B (zh) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | 气体输送装置 |
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