CN220122796U - 一种压电振子及流体泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压电振子及流体泵，属于流体控制技术领域。所述压电振子包括框体、设置在所述框体内的振动基板、连接所述框体和所述振动基板的连接件，和贴合在所述振动基板一侧的压电元件，所述振动基板为圆形，所述连接件设置有多个，所述连接件均匀分布于所述振动基板四周，每个所述连接件的一端连接所述振动基板，每个所述连接件的另一端连接所述框体，所述连接件远离所述框体的一端到所述振动基板圆心的距离为所述振动基板半径的三分之二到五分之四范围内。本实用新型的一种压电振子，能够减少连接件对振动基板振动时产生的约束，能够更大程度地提高振动基板的振幅，能一定程度上提高连接件的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及流体控制技术领域，具体涉及一种压电振子及流体泵。
背景技术
压电元件是利用逆压电效应将电能转换成力或变形的一种能量转换元件，现有部分流体泵利用压电元件产生的弯曲振动改变腔体容积，以达到输送流体的目的。
现有的压电驱动型的压电振子中，压电振子包括压电元件、框体、位于框体内的振动基板和连接振动基板和框体之间的连接件。在压电元件通入交变电压时，振动基板产生交替的高频振动，然而连接件连接框体和振动基板，在振动基板振动时，连接件会对振动基板的振动产生约束，连接件振动基板连接件使得振动基板的振幅较小。
因此有必要提供一种新的压电振子。
实用新型内容
基于现有技术中存在的上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种压电振子，能够减少连接件对振动基板振动时产生的约束，提高连接件的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种压电振子所述压电振子包括框体、设置在所述框体内的振动基板、连接所述框体和所述振动基板的连接件，和贴合在所述振动基板一侧的压电元件，所述振动基板为圆形，所述连接件设置有多个，所述连接件均匀分布于所述振动基板四周，每个所述连接件的一端连接所述振动基板，每个所述连接件的另一端连接所述框体，所述连接件远离所述框体的一端到所述振动基板圆心的距离为所述振动基板半径的三分之二到五分之四范围内。
进一步的，所述连接件的数量为四个。
进一步的，所述振动基板上开设有槽口。
进一步的，所述槽口的数量与所述连接件的数量相等，且所述槽口的位置与所述连接件的位置相适配。
进一步的，所述连接件远离所述框体的一端连接到所述槽口的底部。
本实用新型还提供了一种流体泵，包括上述压电振子。由于本实用新型的压电振子的连接件对振动基板的约束较小，能够更大程度地提高振动基板的振幅，从而提升流体泵的流量。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的压电振子包括框体、设置在所述框体内的振动基板、连接所述框体和所述振动基板的连接件，和贴合在所述振动基板一侧的压电元件，所述振动基板为圆形，所述连接件设置有多个，所述连接件均匀分布于所述振动基板四周，每个所述连接件的一端连接所述振动基板，每个所述连接件的另一端连接所述框体，所述连接件远离所述框体的一端到所述振动基板圆心的距离为所述振动基板半径的三分之二到五分之四范围内。本实用新型的一种压电振子，连接件振动幅度较小，对振动基板的约束较小，从而能够更大程度地提高振动基板的振幅；同时，由于连接件振动幅度较小，连接件受到振动基板的牵拉作用力小，能一定程度上提高连接件的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图中：图1为本实用新型实施例一提供的压电振子的分解示意图。
图2为本实用新型实施例一提供的压电振子的结构示意图。
图3为本实用新型实施例一提供的压电振子的仿真示意图。
图4为本实用新型实施例一提供的压电振子的仿真侧视图。
图5为本实用新型实施例二提供的压电振子的结构示意图。
图6为本实用新型实施例二提供的压电振子的仿真示意图。
图7为本实用新型实施例二提供的压电振子的仿真侧视图。
图8为本实用新型实施例三提供的压电振子的结构示意图。
图9为本实用新型实施例三提供的压电振子的仿真示意图。
图10为本实用新型实施例三提供的压电振子的仿真侧视图。
其中，图中各附图标记：
压电振子100；
框体1，振动基板2，槽口21，连接件3，压电元件4。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”、“在一些实施例中”或“在其中一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
实施例一
现对本实用新型实施例提供一种流体泵，流体泵包括安装在流体泵内部的压电振子100。如图1所示，本实用新型实施例提供的压电振子100包括框体1、设置在框体1内的振动基板2、连接框体1和振动基板2的连接件3和贴合在振动基板2一侧的压电元件4。框体1固定安装，在工作过程中框体1不振动，框体1采用不锈钢材料制成。振动基板2安装在框体1的中央位置，振动基板2会随压电元件4产生高频振动，而呈现弯曲状态。振动基板2为圆形，连接件3设置有多个，连接件3均匀分布于振动基板2四周，连接件3的一端连接所述框体1，连接件2的一端与所述振动基板2连接，连接件3用以使得振动基板2与框体1连接的同时减少振动基板2受到框体1的约束。压电元件4与振动基板2的形状相适配，压电元件4贴合在振动基板2的一侧面上，压电元件4为压电陶瓷，压电陶瓷的材质可选择P4材料。当压电元件4通入交变电压时，压电元件4带动振动基板2产生高频振动，从而呈现连续的弯曲状态。
如图2所示，本实施例中，连接件3设置有四个，且连接件3均匀分布于振动基板2四周。设定振动基板2的半径为R，连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离为c。连接件3远离框体1的一端位于振动基板2边线上，即c＝R。
在本实施例中，通过软件COMSOL对压电振子100进行仿真实验，操作步骤依次为模型向导、选择压电、固体、特征频率、导入文件、选择基板和陶瓷材料、设置固体力学参数、设置静电参数，计算特征频率。
在压电元件4的两端接入15vpp，振动基板2的振动频率为29699HZ，振幅为3.2。如图3所示，振动基板2产生高频振动时，振动基板2中存在振幅较小范围(即图3中振动基板2白色区域5)，振动基板2的振幅较小范围可以反映连接件3对振动基板2的约束作用，振动基板2的振幅较小范围呈方形。如图4为振动基板2产生高频振动时，压电振子100的侧视图，显示出振动基板2在最大振幅时的弯曲程度。
实施例二
如图5所示，实施例五提供的压电振子100与实施例一提供的压电振子100区别在于，连接件3的连接位置有所不同，压电元件4与振动基板2的形状相适应，本实施例中振动基板2呈圆形，连接件3设置有四个，且连接件3连接在振动基板2上且呈均匀的圆周分布。振动基板2上开设有槽口21，槽口21用于固定连接件3。槽口21的数量与连接件3的数量相等，且槽口21的位置与连接件3的位置相适配，连接件3远离框体1的一端连接到槽口21的底部。设定振动基板2的半径为R，连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离为c。连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离c为振动基板2半径R的四分之三，即c＝3/4R。
在本实施例中，通过软件COMSOL对压电振子100进行仿真实验，操作步骤依次为模型向导、选择压电、固体、特征频率、导入文件、选择基板和陶瓷材料、设置固体力学参数、设置静电参数，计算特征频率。
在压电元件6的两端接入15vpp，振动基板2的振动频率为23485HZ，振幅为9.6。如图6所示，振动基板2产生高频振动时，振动基板2中存在振幅较小范围(即图6中振动基板2白色区域5)，振动基板2的振幅较小范围可以反映连接件3对振动基板2的约束作用，振动基板2的振幅较小范围近似呈圆环形。如图7为振动基板2产生高频振动时，压电振子100的侧视图，显示出振动基板2在最大振幅时的弯曲程度。
实施例三
如图8所示，实施例三提供的压电振子100与实施例一提供的压电振子100区别在于，连接件3的数量和连接位置有所不同，压电元件4与振动基板2的形状相适应，连接件3设置有三个，且连接件3均匀分布于振动基板2四周。振动基板2上还开设有槽口21，槽口21用于固定连接件3。槽口21的数量与连接件3的数量相等，且槽口21的位置与连接件3的位置相适配，连接件3远离框体1的一端连接到槽口21的底部。设定振动基板2的半径为R，连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离为c。连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离c为振动基板2半径R的四分之三，即c＝3/4R。
在本实施例中，通过软件COMSOL对压电振子100进行仿真实验，操作步骤依次为模型向导、选择压电、固体、特征频率、导入文件、选择基板和陶瓷材料、设置固体力学参数、设置静电参数，计算特征频率。
在压电元件4的两端接入15vpp，振动基板2的振动频率为23755HZ，振幅为1.81。如图9所示，振动基板2产生高频振动时，振动基板2中存在振幅较小范围(即图9中振动基板2白色区域5)，振动基板2的振幅较小范围可以反映连接件3对振动基板2的约束作用，振动基板2的振幅较小范围近似呈三角形。如图10为振动基板2产生高频振动时，压电振子100的侧视图，显示出振动基板2在最大振幅时的弯曲程度。
综上所述，在上述多个实施例中，连接件3连接在振动基板2上且呈均匀的圆周分布，设定振动基板2的半径为R，连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离为c。当连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离c为振动基板2半径R的四分之三，即c＝3/4R时，此时振动基板2的振幅最大。申请人经过大量实验得出：连接件3远离框体1的一端到振动基板2圆心的距离c为振动基板2的半径R的三分之二到五分之四范围内时，即2/3R≤c≤4/5时，此时连接件3对振动基板2的约束较小，能够更大程度地提高振动基板2的振幅，从而提升流体泵的流量。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的方法和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种压电振子，其特征在于，包括框体、设置在所述框体内的振动基板、连接所述框体和所述振动基板的连接件，和贴合在所述振动基板一侧的压电元件，所述振动基板为圆形，所述连接件设置有多个，所述连接件均匀分布于所述振动基板四周，每个所述连接件的一端连接所述振动基板，每个所述连接件的另一端连接所述框体，所述连接件远离所述框体的一端到所述振动基板圆心的距离为所述振动基板半径的三分之二到五分之四范围内。
2.根据权利要求1所述的压电振子，其特征在于，所述连接件的数量为四个。
3.根据权利要求2所述的压电振子，其特征在于，所述振动基板上开设有槽口。
4.根据权利要求3所述的压电振子，其特征在于，所述槽口的数量与所述连接件的数量相等，且所述槽口的位置与所述连接件的位置相适配。
5.根据权利要求4所述的压电振子，其特征在于，所述连接件远离所述框体的一端连接到所述槽口的底部。
6.一种流体泵，其特征在于，所述流体泵包括权利要求1-5中任一项所述的压电振子。
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