专利名称：一种微型泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及泵，特别涉及一种微型泵。
背景技术：
现有的微型泵，包括压电陶瓷泵。参阅图1,图1为现有的压电
陶瓷泵的结构图。现有的压电陶瓷泵10包括压电陶瓷片11 (有时简 称压电陶资)、可变空间腔体12、输入通道13、输入单向阀14、输出 单向阀15、及输出通道16。
压电陶瓷片11可为多层圓片形，压电陶瓷片11的基材可为铜或 不锈钢等材料，基材上覆有一层压电陶瓷材料，压电陶瓷材料上面还 覆有一层导电材料，所述导电材料可以是银。所述基材和所述压电陶 瓷材料上面覆的导电材料分别接交流电源的两极。通电后，由于压电 陶瓷材料在电场中伸缩的特性，因此，所述压电陶瓷片ll将随交流电 交替进行向上凸起和向下凹入的动作。
参见 图2,现有的压电陶瓷泵第一种工作状态图。现有的压电陶 瓷泵第一种工作状态是压电陶瓷片ll向上凸起的状态。
现有的压电陶瓷泵处于第一种工作状态时，由压电陶瓷片11与压 电陶资泵10壳体构成的可变空间腔体12的空间变大，使可变空间腔 体12内的压力变小。当输入通道13的压力大于可变空间腔体12的压 力，输入单向阀14打开，使液体从输入通道13，经输入单向阀14进 入可变空间腔体12。同时当可变空间腔体12的压力小于输出通道16 的压力时，关闭输出单向阀15，使液体不会从输出通道16倒流入可 变空间腔体12。
参见图3，现有的压电陶瓷泵第二种工作状态图。现有的压电陶 瓷泵第二种工作是压电陶瓷片ll向下凹入的状态。
现有的压电陶瓷泵处于第二种工作状态时，当压电陶瓷片11向下 凹入时，可变空间腔体12的空间变小， -使可变空间腔体12内的压力 变大。当可变空间腔体12的压力大于输出通道16的压力时，输出单向阀15打开，液体从可变空间腔体12，经输出单向阀15、到达输出 通道16。当可变空间腔体12的压力大于输入通道13的压力时，关闭 输入单向阀14使液体不会倒流。
对于液体的流动来讲，输入单向阀14和输出单向阀15是同方向 串联配置。由于输入单向阀14和输出单向阀15均为半浮动式单向阀， 当输入通道13和输出通道16两边的压力差不大时，很难保证输入单 向阀14或者输出单向阀15良好封闭。同时，为了保^L两个单向阀的 严密密封， 一般对于阀片和对应的平面的加工精度都要求很高，不利 于大批量工业生产。
因此，如何提供一种微型泵，保证输入单向阀和输出单向阀控制 可靠性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微型泵，用于实现输入单向阀和输出单 向阀的可靠控制。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种微型泵，所述微型 泵包括致动装置、空间可变腔体以及分别与空间可变腔体相连的输入
通道和專lr出通道；
所述输入通道和/或输出通道中安装有响应致动装置动作的阀膜。
优选地，所述阀膜的宽度大于所述输入通道和/或所述输出通道 的宽度。
优选地，所述阀膜具体为弹性材料。 优选地，所述弹性阀膜为两边预拉紧的阀膜。
优选地，所述阀膜包括第一阀膜和第二阀膜；
所述第一阀膜和所述输入通道组成输入单向阀，所述第二阀膜和 所述输出通道组成输出单向阀。
优选地，所述^L型泵还包括阀片，所述阀片安装在输入通道中， 形成输入单向阀，所述第二阀膜和所述输出通道组成输出单向阀；
或，所述阀片安装在输出通道中，形成输出单向阀；所述第一阀膜和所述输入通道组成输入单向阀。
优选地，所述输入通道与所述阀膜相邻的输入通道输出侧设置第 一凹槽。
优选地，所述输入通道与所述阀膜相邻的输入通道输入侧设置小 于所述第一凹槽的第一阀台。
优选地，所述输出通道与所述阀膜相邻的输出通道输出侧设置第 二凹槽。
优选地，所述输出通道与所述阀膜相邻的输出通道输入侧设置小 于所述第二凹槽的第二阀台。
优选地，所述输出通道与所述阀膜相邻的输出通道输出侧设置第 二凹槽。
优选地，所述输入通道与所述阀膜相邻的输入通道输入侧设置小 于所述第一凹槽的第一阀台。
优选地，所述输出通道与所述阀膜相邻的输出通道输入侧设置小 于所述第二凹槽的第二阀台。
优选地，所述第一阀台高度大于或等于或小于所述第二阀台高度。
优选地，所述第一阀台外开设第一环形槽。 优选地，所述第二阀台外开设第二环形槽。 优选地，所述致动装置为压电陶乾片。
优选地，所述压电陶瓷片为圆形，所述泵上体开有用于安装所述 压电陶瓷片的安装槽。
优选地，所述致动装置为磁致伸缩设备，所述磁致设备下方固定 有薄片。
优选地，所述致动装置为带凸轮电机，所述凸轮电机下方固定有 薄片。
优选地，所述致动装置是电磁铁，所述电磁铁下方固定有薄片。 优选地，所述微型泵用于胰岛素泵。
本发明实施例所述微型泵包括致动装置、空间可变腔体以及分别与空间可变腔体相连的输入通道和输出通道；所述输入通道和l命出通
道中安装有可响应致动装置而动作的阀膜。
本发明实施例所述孩i型泵，当输入通道输入侧即输入通道进液侧
与阀膜张力之和时，阀膜对输入通道的密封被打破，液体或者气体将
入侧的压力小于输入通道输出侧压力与阀膜张力之和时，阀膜将所述 输入通道密封住，此时液体或者气体就不能通过所述输入通道，这样 就形成了输入单向阀。同理输出通道的密封和打开过程也是一样的， 但方向是相反的。
由于阀膜存在张力，能够很好地固定在所述微型泵中，又由于阀 膜的柔韧性，尤其在所述微型泵内液体或气体对其施加关闭方向的压 力时，能够很好地保证关闭。这样，本发明实施例所述微型泵可以保 证所述微型泵输入通道和输出通道与阀膜的接触面制作精度不高情况 下，也能有效地开闭输入单向阀和输出单向阀。
图1为现有的压电陶瓷泵的结构图2为现有的压电陶瓷泵第一种工作状态图3现有的压电陶瓷泵第二种工作状态图4为本发明所述微型泵第一种实施例结构图5为图4所示A-A截面剖视图6为本发明所述微型泵第一种实施例第一种工作状态图； 图7为本发明所述微型泵第 一种实施例第二种工作状态图； 图8为本发明所述微型泵第二种实施例结构图； 图9为图8所示B-B截面剖视图10为本发明所述微型泵第二种实施例第一种工作状态图； 图11为本发明所述微型泵第二种实施例第二种工作状态图。
具体实施例方式
本发明提供一种微型泵，用于实现输入单向阀和输出单向阀的可靠控制。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合 附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
参见图4和图5，图4为本发明所述微型泵第一种实施例结构图； 图5为图4所示A-A截面剖视图。
本发明第一种实施例所述微型泵包括致动装置、空间可变腔体2 以及分别与空间可变腔体2相连的输入通道和输出通道。所述输入通 道和输出通道中安装有响应致动装置动作的阀膜7。
所述微型泵具体包括致动装置、与所述致动装置相连的泵上体3 和与泵上体3相连的泵下体4，以及安装在所述泵上体3和所述泵下 体4之间的阀膜7。
所述致动装置具体釆用压电陶瓷片1实现。所述泵上体3开设有 用于安装所述压电陶瓷片l的安装槽31。
所述泵上体3还可以开设与所述安装槽31同心的第三凹槽32, 所述第三凹槽32与所述安装槽31之间形成环形台阶31a,所述压电 陶瓷片1与所述环形台阶31a密封安装，所述压电陶瓷片l与所述第 三凹槽32形成所述空间可变腔体2。
压电陶瓷片1为多层圆片形，压电陶瓷片1的基材可为铜或不锈 钢等材料，基材上覆有一层压电陶瓷材料，压电陶瓷材料上面还覆有 一层导电材料。所述导电材料可以是银。
所述基材和所述压电陶瓷材料上面覆的导电材料分别接交流电 源的两极。通电后，由于压电陶资材料在电场中伸缩的特性，因此， 所述压电陶瓷片1将随交流电交替进行向上凸起和向下凹入的动作。
所述阀膜7的宽度可以略大于所述输入通道和所述输出通道的宽 度，以保证阀膜7对输入通道和输出通道的密封。
所述泵上体3开设与所述空间可变腔体2相连通的泵上体输入通 道5a和泵上体输出通道6a。
在泵下体4与所述泵上体输入通道5a的对应位置处，开设与所述 空间可变腔体2相连通的泵下体输入通道5b和泵下体IIT出通道6b。所述阀膜7与所述泵上体输入通道5a和泵下体输入通道5b组成 输入单向阀。所述阀膜7与所述泵上体输出通道6a和泵下体输出通道 6b组成输出单向阀。
所述阀膜7具体可以采用弹性材料。所述阀膜7可以通过粘接或 者夹紧装配在所述泵上体3和泵下体4之间。由于阀膜7是粘接或者 夹紧装配在泵上体3和泵下体4间的，因此不会产生现有技术中阀片 在阀室中位置不固定可能带来的不稳定，同时阀膜还可以有预紧力以 改善压电陶乾泵的工作性能。
阀膜7还可以有预紧力，可以更好地稳定阀膜7位置使本发明实 施例所述微型压电陶资泵的工作更稳定。由于采用带预紧力的膜式阀， 将大大放宽泵的制作精度，为工业生产创造条件。
阀膜7在装配时，可以拉紧变形以增加输入单向阀和输出单向阀 的预紧力。
输入单向阀和输出单向阀可以共用一个阀膜7。输入单向阀和输 出单向阀也可以分别使用单独的两个阀膜——第一阀膜和第二阀膜。
所述第一阀膜和所述输入通道组成输入单向阀。所述第二阔膜和 所述输出通道组成输出单向阀。
当然，所述^i:型泵还可以由所述第二阀膜和所述输出通道组成输 出单向阀，在输入通道中安装阀片，形成输入单向阀。
所述微型泵还可以由所述第一阀膜和所述输入通道组成输入单 向阀，在输出通道中安装所述阀片，形成输出单向阀。
本发明第一种实施例所述微型泵，所述泵上体3在所述泵上体输 入通道5a下方开设第一凹槽5al，使得所述阀膜7能够在外界液体或 者气体的压力下在所述第一凹槽5al的范围内产生形变。从而，有效 地保证了所述阀膜7作为输入单向阀的变形范围。
本发明实施例所述^f敖型泵，所述泵下体4在所述泵下体输出通道 6b上方也开设第二凹槽6M,使得所述阀膜7能够在外界液体或者气 体的压力下在所述第二凹槽6bl的范围内产生形变。^v而，有效地保 证了所述阀膜7作为输出单向阔的变形范围。参见图6，该图为本发明所述微型泵第一种实施例第一种工作状 态图。
本发明所述微型泵第 一种实施例第 一种工作状态即输入单向阀 打开、输出单向阀关闭的状态。
压电陶瓷片l通电后，当压电陶瓷片1向上凸起时，由压电陶瓷
片1与泵上体3构成的空间可变腔体2的空间变大，使空间可变腔体 2内的压力变小。当泵下体输入通道5b的压力大于空间可变腔体2的 压力时，空间可变腔体2产生负压，使液体或者气体从泵下体输入通 道5b推开阀膜7，阀膜7能够在第一凹槽5al的空间内产生变形，即 打开输入单向阀，使得液体或者气体经过所述输入单向阀进入空间可 变腔体2。此时由于空间可变腔体2存在负压，在泵下体输出通道6b 的压力大于泵上体输出通道6a的压力差作用下，加上阀膜7的柔韧性， 阀膜7将紧密地关闭输出单向阀。液体或者气体不能从泵下体输出通 道6b通过阀膜7 (即输出单向阀)进入空间可变腔体2。
当压电陶资片1达到向上凸起到最高点时，阀膜7恢复形状关闭 泵下体输入通道5b与泵上体输入通道5a即关闭了输入单向阀，使得 空间可变腔体2内液体不能从泵上体经泵上体输入通道5a返回到泵下 体输入通道5b。
参见图7,该图为本发明所述微型泵第一种实施例第二种工作状 态图。
本发明所述微型泵第 一 种实施例第二种工作状态即输入单向阀 关闭、输出单向阀打开的状态。
当压电陶瓷片1回复平直或继续向下弯曲时，空间可变腔体2体 积变小，压力增高。此压力能够更好地使阀膜封闭泵下体输入通道5b, 即密封住输入单向阀。同时，此压力能够推开泵上体输出通道6a处的 阀膜7，阀膜7能够在第二凹槽6bl的空间内产生变形，使得液体或 者气体到达泵下体输出通道6b。
当压电陶乾片1向下变形达到最低点时，阀膜7恢复形状，关闭 输出单向阀。使得液体不能从泵下体输出通道6b通过输出单向阔流向泵上体输出通道6a到达空间可变腔体2。
图6和图7所示的两个工作状态结束后，就完成了本发明第一种 实施例所述微型泵的 一 个动作周期。
本发明实施例所述微型泵，能够保证通过一般注塑方式加工出来 的泵上体和泵下体的正常工作。本发明实施例所述微型泵，利用拉紧 的阀膜保证阀的位置稳定，利用阀膜7的柔韧性在泵工作时的对阀膜 7的关闭方向的压力达到完美的贴合密封，使输入单向阔和输出单向 阀都能可靠地开合。
参见图8和图9，为本发明所述微型泵第二种实施例结构图；图 9为图8所示B-B截面剖-现图。
本发明所述微型泵第二种实施例相对第一实施例，所述泵下体4 可以在所述泵下体输入通道5b上方设置有小于所述第一凹槽5al的第 一阀台41。所述第一闹台41内具有与所述泵下体输入通道5b相通的 通孔。
优选情况下，所述第一阀台41内通孔与所述泵下体输入通道5b 相同。
本发明实施例所述微型泵，所述泵上体3也可以在所述泵上体输 出通道6a下方设置一个小于所述第二凹槽6bl的第二阀台33。所述 第二阀台33内具有与所述泵上体输出通道6a相通的通孔。
优选情况下，所述第二阀台33内通孔与所述泵上体输出通道6a 相同。
本发明实施例所述微型泵可以只设置第二阀台33，这样就能更可 靠地保证在泵体制造精度不高时单向阀的密闭性，尤其在出口压力差 不大的情况下，使得所述微型泵具有良好的稳定性。
本发明实施例所述微型泵可以也只设置第一阀台41，这样就能更 可靠地保证在泵体制造精度不高时单向阀的密闭性，尤其在入口压力 差不大的情况下，使得所述微型泵具有良好的稳定性。
本发明实施例所述微型泵也可以同时设置第一阀台41和第二阀 台33。能够使所述阀膜7得到更大的张力并能够更好地贴合在对应阀台上。这样就能更可靠地保证在泵体制造精度不高时单向阀的密闭性， 尤其在出入口压力差不大的情况下，使得所述微型泵具有更好的稳定 性。
根据具体实际需要所述第一阀台41高度可以与所述第二阀台33 高度相同也可以不相同。甚至某一阀台的高度可以为0。当两阀台高 度都为0时就是第一实施例的情况。
参见图IO和图11,图10为本发明所述微型泵第二种实施例第一 种工作状态图；图11为本发明所述微型泵第二种实施例第二种工作状 态图。
本发明所述微型泵第二种实施例第 一种工作状态即输入单向阔 打开、输出单向阀关闭的状态。
当压电陶瓷片l向上凸起时，由压电陶瓷片l与泵上体3构成的 空间可变腔体2的空间变大，使空间可变腔体2内的压力变小。当泵 下体输入通道5b的压力大于空间可变腔体2的压力时，空间可变腔体 2产生负压，使液体或者气体从泵下体输入通道5b推开阀膜7，阀膜 7能够在第一凹槽5al的空间内产生变形，即打开输入单向阀，使得 液体或者气体经过所述输入单向阀进入空间可变腔体2。此时由于空 间可变腔体2存在负压，所述第二阀台3 3又增加了所述阀膜7的预紧 力，有效地保证了输出单向阀的密闭关闭。液体或者气体不能从泵下 体输出通道6b通过阀膜7 (即输出单向岡)进入空间可变腔体2。
当压电陶瓷片1达到向上凸起到最高点时，阀膜7恢复形状关闭 泵下体输入通道5b与泵上体输入通道5a的通i 各，即关闭了输入单向 阀，所述第一岡台41又增加了所述阀膜7的预紧力，有效地保证了输 入单向阀的密闭关闭。使得空间可变腔体2内液体不能从泵上体经输 入通道5a返回到泵下体输入通道5b。
图11为本发明所述微型泵第二种实施例第二种工作状态即输入 单向阀关闭、输出单向阀打开的状态。
当压电陶瓷片1回复平直或继续向下弯曲时，空间可变腔体2体 积变小，压力增高。此压力能够更好地使阀膜封闭泵下体输入通道6a，即密封住输入单向阀。同时，此压力能够推开泵上体输出通道6a处的 阀膜7,阀膜7能够在第二凹槽6bl的空间内产生变形，使得液体或 者气体到达泵下体输出通道6b。
当压电陶瓷片1向下变形达到最低点时，阀膜7恢复形状，关闭 输出单向阀。阀膜7在第二阀台33作用下，增加了所述阀膜7的预紧 力，有效地保证了输出单向阀的密闭关闭。使得空间可变腔体2内液 体不能从泵下体输出通道6b返回到泵上体输出通道6a。
图IO和图11所示的两个工作状态结束后，就完成了本发明第二 种实施例所述微型压电陶t:泵的 一 个动作周期。
本发明所述微型泵第三种实施例相对第二实施例，在所述泵下 体4与所述第一凹槽5al对应的位置处，还开设有第一环形槽，所述 第一环形槽的外径尺寸大于或者等于所述第一凹槽5al的外形尺寸。 所述第一环形槽的开设，是为了泵上体和泵下体在通过粘合固定的情 况下，防止粘接剂流到输入单向阀工作面上而设置的溢流槽。
本发明实施例所述微型泵，在所述泵上体3与所述第二凹槽6bl 对应的位置也可以开设第二环形槽，所述第二环形槽的外径尺寸大于 或者等于所述第二凹槽6bl的外形尺寸。
所述第二环形槽的开设，是为了泵上体和泵下体在通过粘合固定 的情况下，防止粘接剂流到输出单向阀工作面上而设置的溢流槽。
本发明实施例所述致动装置还可以为-兹致伸缩设备，所述;兹致伸 缩设备包括磁致伸缩材料和线圏，所述线圈缠绕在所述磁致伸缩材料 四周，所述磁致伸缩材料下方固定有薄片。
本发明实施例所述致动装置还可以为带凸轮电机，所述带凸轮电 机包括凸轮和电机，所述凸轮连接所述电机的执行机构，所述凸轮下 方固定有薄片。
本发明实施例所述致动装置还可以是电磁铁，所述电磁铁包括电 工软铁和线圈，所述线圏缠绕所述电工软铁，所述电工软铁下方固定 有薄片。
本发明实施例所述微型泵可以应用于胰岛素注射器或者止痛泵等医疗领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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 若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种微型泵，其特征在于，所述微型泵包括致动装置、空间可变腔体以及分别与空间可变腔体相连的输入通道和输出通道；所述输入通道和/或输出通道中安装有响应致动装置动作的阀膜。
2、 根据权利要求1所述的微型泵，其特征在于，所述阀膜的宽 度大于所述输入通道和/或所述输出通道的宽度。
3、 根据权利要求2所述的微型泵，其特征在于，所述阀膜具体 为弹性材料。
4、 根据权利要求3所述的微型泵，其特征在于，所述弹性阀膜 为两边预拉紧的阀膜。
5、 根据权利要求3或4所述的微型泵，其特征在于，所述阀膜 包括第一阀膜和第二闹膜；所述第一阀膜和所述输入通道组成输入单向阀，所述第二阀膜和 所述输出通道组成输出单向阀。
6、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述微型泵还 包括阀片，所述阀片安装在输入通道中，形成输入单向阀，所述第二 阀膜和所述输出通道组成输出单向阀；或，所述阀片安装在输出通道中，形成输出单向阀，所述第一阀 膜和所述输入通道组成输入单向阀。
7、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述输入通道 与所述阀膜相邻的输入通道输出侧设置第 一 凹槽。
8、 根据权利要求7所述的微型泵，其特征在于，所述输出通道 与所述阀膜相邻的输出通道输出侧设置第二凹槽。
9、 根据权利要求8所述的微型泵，其特征在于，所述输出通道 与所述阀膜相邻的输出通道输入侧设置小于所述第二凹槽的第二阀
10、 根据权利要求7所述的微型泵，其特征在于，所述输入通道 与所述阀膜相邻的输入通道输入侧设置小于所述第 一 凹槽的第 一 阀
11、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述输出通道 与所述岡膜相邻的输出通道输出侧设置第二凹槽。
12、 根据权利要求11所述的微型泵，其特征在于，所述输出通道 与所述阀膜相邻的输出通道输入侧设置小于所述第二凹槽的第二阀 台。
13、 根据权利要求8所述的微型泵，其特征在于，所述输入通道 与所述阀膜相邻的输入通道输入侧设置小于所述第一凹槽的第一阀 台。
14、 根据权利要求13所述的微型泵，其特征在于，所述输出通 道与所述阀膜相邻的输出通道输入侧设置小于所述第二凹槽的第二阀 g 。
15、 根据权利要求14所述的微型泵，其特征在于，所述第一阀 台高度大于或等于或小于所述第二阀台高度。
16、 根据权利要求10所述的微型泵，其特征在于，所述第一阀 台外开设第一环形槽。
17、 根据权利要求12所述的微型泵，其特征在于，所述第二阀 台外开设第二环形槽。
18、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述致动装置 为压电陶瓷片。
19、 根据权利要求18所述的微型泵，其特征在于，所述压电陶 瓷片为圆形，所述泵上体开有用于安装所述压电陶瓷片的安装槽。
20、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述致动装置 为磁致伸缩设备，所述磁致设备下方固定有薄片。
21、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述致动装置 为带凸轮电机，所述凸轮电机下方固定有薄片。
22、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述致动装置 是电磁铁，所述电磁铁下方固定有薄片。
23、 根据权利要求5所述的微型泵，其特征在于，所述微型泵用 于胰岛素泵。
全文摘要
本发明公开了一种微型泵，所述泵包括致动装置、空间可变腔体以及分别与空间可腔体相连的输入通道和输出通道；所述输入通道和/或输出通道中安装有响应致动装置动作的阀膜。本发明提供一种微型泵，用于实现输入单向阀和输出单向阀的可靠控制。所述阀膜可施加预应力以保证所述输入通道和输出通道与阀膜的接触面制作精度不高情况下也能有效地开闭输入和输出单向阀。
文档编号F04B53/10GK101608610SQ20081003938
公开日2009年12月23日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者刘宇程, 曾志海, 杨平中, 勤 王, 罗七一 申请人:微创医疗器械(上海)有限公司