发明内容
[0003] 为提高混合器的输送能力、混合效果及混合配比精度,本发明提出一种主‑被动混合器,本发明的实施方案是:主体上设有上下入孔、出孔及上下沉腔,上下沉腔数量相等且其侧壁上都设有走线槽,上沉腔的底壁上设有上进出口腔、下沉腔的顶壁上设有下进出口腔;主体上下两侧对称设置的上下沉腔构成一个沉腔组,最左侧沉腔组的上下进口腔分别与上下入孔连通,最右侧沉腔组的上下出口腔与出孔连通,其余沉腔组的上下进口腔经进流孔连通、上下出口腔经出流孔连通,左右两相邻的进出流孔经混流孔连通,进出流孔的通流面积相等且不超过混流孔通流面积的一半;主体上下两侧经螺钉安装有端盖,端盖凸台经密封圈将换能器压接在上下沉腔内,密封圈位于换能器上下两侧;换能器由基板和压电片粘接而成,压电片靠近端盖安装,换能器表面涂有绝缘漆或粘接有绝缘薄膜;上下进口腔与其内部所安装的单向阀分别构成上下进口阀,上下出口腔与其内部所安装的单向阀分别构成上下出口阀;单向阀由压环、阀片和阀座依次粘接而成,阀片由盖片、环片以及至少三条连接盖片与环片的螺旋片构成,环片两侧分别与压环和阀座粘接;阀片粘接前螺旋片向环片的一侧预弯、粘接后盖片堵在阀座的阀孔上;上下沉腔内的换能器与主体及密封圈分别构成上下容腔,同一沉腔组中的上下容腔并联成一个容腔组,左右相邻的两个容腔组串联;混流孔的容积至少为一个周期内一个容腔组中上下容腔容积变化量之和的两倍;上下容腔中的换能器经不同的导线组与电源相连。
[0004] 本发明中,同一容腔组的上下容腔交叉地吸入和排出流体,所排出的流体经混流孔被动混合后再同时进入到下一容腔组的上下容腔进行主动混合,主动混合后再进入另一混流孔进行被动混合,如此反复即完成了流体的输送和混合过程。
[0005] 以具有三个容腔组的混合器为例,从左至右,上进口阀依次定义为上进口阀一、二和三,下进口阀依次定义为下进口阀一、二和三,上出口阀依次定义为上出口阀一、二和三,下出口阀依次定义为下出口阀一、二和三,上容腔依次定义为上容腔一、二和三,下容腔依次定义为下容腔一、二和三;工作过程为:上半周期内,上容腔一和三及下容腔二的容积增加,上容腔二及下容腔一和三的容积减小,上进口阀一和三、下出口阀一和三及上出口阀二开启,上容腔一从上入孔吸入流体、上容腔三及下容腔二从混流孔吸入流体,上容腔二、下容腔一和三内的流体排入混流孔;类似地,下半周期内,下容腔一从下入孔吸入流体、上容腔二和下容腔三从混流孔中吸入流体,上容腔一和三及下容腔二内的流体排入混流孔;由于混流孔的容积是一个周期内一个容腔组中上下容腔容积变化量之和的两倍以上,故与上下容腔一相邻的混流孔内同时且间隔地存在两种流体,流体经初步混合后再进入下一个容腔组,经换能器振动主动混合后再进入下一个混流孔进行被动混合;上述工作过程中,除了上下容腔一外,其它容腔都具有流体泵送与主动混合的双重功能。
[0006] 本发明中,换能器由等厚度PZT4晶片与黄铜基板粘接而成;上下容腔中换能器的驱动电压相同时通过上下入孔通流面积控制流体混合比例,上下入孔通流面积相同时通过上下容腔中换能器的驱动电压调节两种流体的混合比例;上下入孔通流面积相同、两种粘度及体积模量相同或相近流体等比例混合后 ,其输出流量 和压 力为:式中:ηq、ηp分别为流量和压力的修正
系数,R、H分别为沉腔半径和高度,H不小于P=0时最大输入电压作用下换能器中心点的变形量,hp为压电片厚度,f为激励频率,U0为驱动电压,N为容腔组的数量,β0为流体的体积模量。
[0007] 优势与特色:通过多腔同步驱动与混合,流体输送能力强,腔内主动混合与混流孔被动混合相结合,混合效果好,适于大粘度流体的连续混合与配送;采用两个容腔吸入不同流体,易于通过驱动电压或入孔通流面积控制混合比例,配比精度高。