阅读说明：本技术 一种矩形压电振子驱动微流体阀 (Rectangular piezoelectric vibrator driven micro-fluid valve ) 是由 吴越 刘江伟 于 2018-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种矩形压电振子驱动微流体阀,包括：矩形压电振子(1)、柔性支架(2)、阀座(3)、弹性悬架(4)、柔性阀塞(5)、和阀盖(6),其中：所述阀座上加工有流体进出口通道；所述柔性支架下端面利用环氧树脂胶粘贴于阀座上,其上端面将矩形压电振子粘贴于其上；所述弹性悬架粘贴于两个柔性阀塞的凹槽底部；所述柔性阀塞布置于流体进口的正上方,用来控制流体通断；当矩形压电振子通电时,其往复弯曲振动的同时,会在水平方向产生伸缩变形,带动与其连接的柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形,引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动,达到开闭阀的目的,同时,将矩形压电振子的水平伸缩位移进行了放大,提升了阀的流量调节范围。(The invention relates to a rectangular piezoelectric vibrator driven microfluid valve, which comprises: rectangle piezoelectric vibrator (1), flexible support (2), disk seat (3), elasticity suspension (4), flexible valve plug (5) and valve gap (6), wherein: a fluid inlet and outlet channel is processed on the valve seat; the lower end face of the flexible support is adhered to the valve seat through epoxy resin glue, and the rectangular piezoelectric vibrator is adhered to the upper end face of the flexible support; the elastic suspension is adhered to the bottoms of the grooves of the two flexible valve plugs; the flexible valve plug is arranged right above the fluid inlet and used for controlling the on-off of fluid; when the rectangle piezoelectric vibrator circular telegram, its reciprocal bending vibration can produce flexible deformation in the horizontal direction, drives the flexible support of rather than being connected and the flexible deformation of horizontal direction of elastic suspension, arouses flexible valve stopper along vertical direction up-and-down motion, reaches the purpose of opening and closing the valve, simultaneously, has carried out the flexible displacement of the level of rectangle piezoelectric vibrator and has enlargied, has promoted the flow control scope of valve.)

一种矩形压电振子驱动微流体阀

技术领域

本发明属于流体驱动与控制领域的流量阀，具体涉及一种矩形压电振子驱动微流体阀。

背景技术

在整个液、气压系统及相关应用设备中，阀作为该系统中的重要元件，实现对流体压力、流量和流向的控制，直接影响着液、气压系统的整个工作过程和工作性能。传统应用领域中对阀的要求主要是适合高压、大流量输出和精确控制。然而在过去的二十年中，伴随着微（纳）机电系统（MEMS/NEMS）的迅速发展，产生了一个新的领域被称为微（纳）流体。微流体技术中，往往需要微小型的器械甚至是微纳米级的控制和输出元件，如微（纳）流体阀、微（纳）流体泵、微（纳）压缩器等。目前压电驱动器应用在微流体中主要集中在微小型的截止阀或开关阀上。压电振子的频响高、输出精度高、功耗小，但其输出位移小，对阀的流量的调制范围有了很大的限制。

发明内容

为了解决现有矩形压电振子驱动微流体阀中压电振子输出位移小导致的阀的流量调制范围有限的问题，提出了一种矩形压电振子驱动微流体阀，该矩形压电振子驱动微流体阀由矩形压电振子（1）、柔性支架（2）、阀座（3）、弹性悬架（4）、柔性阀塞（5）、和阀盖（6）组成，当矩形压电振子通电时，其往复弯曲振动的同时，会在水平方向产生伸缩变形，带动与其连接的两个柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形，引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动，达到开闭阀的目的，同时，将矩形压电振子的水平伸缩位移进行了放大，提升了阀的流量调节范围。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种矩形压电振子驱动微流体阀，包括矩形压电振子（1）、柔性支架（2）、阀座（3）、弹性悬架（4）、柔性阀塞（5）、和阀盖（6），其中：

所述阀座（3）上布置有流体入口（31）和流体出口（32），所述流体进口（31）位于所述阀座（3）的中心位置；所述两个柔性支架（2）布置于所述阀座（3）的上表面，且关于所述流体入口（31）对称；所述矩形压电振子（1）粘接在所述两个柔性支架（2）上端面；所述两个柔性支架（2）靠近所述流体入口（6）的一侧均布置有凹槽（21），且所述凹槽（21）位于所述两个柔性支架（2）的偏上位置；所述弹性悬架（4）布置于所述两个柔性支架（2）上的凹槽（21）内，且所述弹性悬架（4）的长度大于所述两个柔性支架（2）凹槽底面之间的距离；所述弹性悬架（4）的中心部分布置有柔性阀塞安装孔（41），将所述柔性阀塞（5）固定于所述柔性阀塞安装孔（41）内；所述柔性阀塞（5）具有足够的柔性，布置于流体进口（31）的正上方，以便用来更好的起到关闭流体通道的作用。

所述压电振子（1）采用由一片压电薄片材料（11）粘贴在弹性基板（12）上形成的单晶片压电振子，或由两片压电薄片材料（11）粘贴在弹性基板（12）两侧形成的双晶片压电振子。

使用时，给压电振子通入交变电压，会带动矩形压电振子往复弯曲振动，同时，会在其水平方向产生伸缩变形，带动与其连接的柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形，引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动，达到开闭阀的目的，同时，将矩形压电振子的水平伸缩位移进行了放大，提升了阀的流量调节范围。

附图说明

图1是本发明一种矩形压电振子驱动微流体阀的剖视图。

图2是本发明一种矩形压电振子驱动微流体阀的柔性支架的剖视图。

图3是本发明一种矩形压电振子驱动微流体阀的弹性悬架的剖视图。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，本发明一种矩形压电振子驱动微流体阀是由矩形压电振子（1）、柔性支架（2）、阀座（3）、弹性悬架（4）、柔性阀塞（5）、和阀盖（6）组成，其中：

所述柔性支架（2）上端面通过环氧树脂粘贴有压电振子（1），下端面通过粘接固定在阀座（3）上；所述弹性悬架（4）、柔性阀塞（5）、柔性支架（2）分别加工，加工后将弹性悬架（5）固定于所述柔性支架（2）的凹槽（21）内；所述柔性阀塞（5）布置于流体入口（31）的正上方，其布置时，柔性阀塞（5）与流体入口（6）的中心线重合，以便有良好的闭阀特性。

所述压电振子（1）采用由一片压电薄片材料（11）粘贴在弹性基板（12）上形成的单晶片压电振子，所述压电薄片材料（11）外表面，布置有电极（图中未画出）。

使用时，给压电振子通入交变电压，会带动矩形压电振子往复弯曲振动，同时，会在其水平方向产生伸缩变形，带动与其连接的柔性支架以及弹性悬架的水平方向伸缩变形，引起柔性阀塞沿竖直方向上下运动，达到开闭阀的目的，同时，将矩形压电振子的水平伸缩位移进行了放大，提升了阀的流量调节范围。