一种基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵

摘要

一种基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵。该微泵包括：基座，该基座具有上侧开口的空腔、第一流体通道和第二流体通道，该第一流体通道上设有第一单向阀，该第二流体通道上设有第二单向阀；活塞，可移动的设于该空腔内；记忆合金件，上侧设有加热件且下侧与该活塞相连。该加热件对该记忆合金件进行加热或停止加热，以使该记忆合金件的温度在形变温度点以上或以下变化，进而使得该记忆合金件的形态在该第一形态和该第二形态之间转换，从而带动该活塞反复地上下移动。该微泵的结构简单，该基座、该活塞和该记忆合金件均可以是薄片状，从而有利于该微泵的微型化。另外，其仅依靠该加热件即可实现该活塞的上下移动，从而具有能耗低的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及微液冷散热技术领域，具体涉及一种基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵。

背景技术

目前智能终端产品的散热方式主要是被动散热如热管、均温板、石墨片等。而这些散热方式只适合在结构方正如手机、平板等终端上使用，而在外形复杂的产品如AR、VR等上就具有很大的局限性。随着智能终端产品的不断小型化，功能多样化，加上5G时代的高速数据处理，我们亟待一种高效散热技术解决其高密度的热耗问题。

主动式微液冷技术是一种高效的散热方式，其是通过微泵将冷却液泵送至热源区的各个角落，从而实现高效散热。不难发现，微泵是主动式微液冷散热技术的驱动核心。然而，受限于目前微泵的体积难以做到微型化，导致微泵作为液体驱动核心的主动式微液冷技术还很难在智能终端上得以应用。

例如，申请号为CN201611128673.0的中国发明专利公开的采用温控形状记忆合金驱动的高精度有阀微泵，虽然具有单向截止性能佳、能在高频下工作的优点，但是其结构较复杂，难以实现体积微型化，导致其难以在不断小型化的智能终端产品上应用。

再如，申请号为CN200810064355.1的中国发明专利公开的基于形状记忆合金驱动的蠕动式微泵，其能实现对液体的精确分配，但是其泵送力较小，且同样因为结构较为复杂而难微型化，导致其难以在不断小型化的智能终端产品上应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵，所述微泵的结构简单而有利于能实现整体的微型化，且同时具有功耗低、无噪音、驱动力大的优点。从而，其可以应用于不断小型化的智能终端产品，实现智能终端产品的高效散热。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵，所述微泵包括：

基座，所述基座具有上侧开口的空腔，还具有分别与所述空腔的下侧连通的第一流体通道和第二流体通道，所述第一流体通道上设有仅允许流体从所述第一流体通道流入所述空腔内的第一单向阀，所述第二流体通道上设有仅允许流体从所述空腔流向所述第二流体通道内的第二单向阀；

活塞，可移动的设于所述空腔内，所述活塞的周侧与所述空腔的内周面密封连接；

记忆合金件，通过与所述基座连接的垫片布设于所述活塞的上侧，所述记忆合金件的上侧设有加热件且下侧与所述活塞相连，所述记忆合金件具有第一形态和第二形态，当所述记忆合金从所述第一形态转变成所述第二形态时可带动所述活塞向上移动，当所述记忆合金从所述第二形态转变成所述第一形态时可带动所述活塞向下移动。

通过采用上述技术方案，利用所述加热件对所述记忆合金件进行加热或停止加热，以使所述记忆合金件的温度在形变温度点以上或以下变化，进而使得所述记忆合金件的形态在所述第一形态和所述第二形态之间转换，从而带动所述活塞反复地上下移动，实现了流体的泵送。所述微泵的结构简单，如此设计使得所述基座、所述活塞和所述记忆合金件均可以是薄片状，从而有利于所述微泵的微型化。另外，其仅依靠所述加热件即可实现所述活塞的上下移动，从而具有能耗低的优点。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述微泵还包括：

散热件，布置于所述记忆合金件的上侧；

当所述记忆合金件处于所述第二形态时，所述记忆合金件上侧的所述加热件与所述散热件相接。

通过上述改进，当所述记忆合金件的温度高于形变温度点时，所述记忆合金件处于所述第二形态，此时记忆合金件上侧的所述加热件与所述散热件相接，有利于所述记忆合金件的热量通过所述散热件快速散发，使得所述记忆合金件的自身温度快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件快速的向所述第一形态转变，如此，提高了所述微泵的驱动力。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述加热件的上侧设有导热件；当所述记忆合金件处于所述第二形态时，所述加热件通过所述导热件与所述散热件相接。

通过上述改进，通过在所述加热件的上侧增加一个所述导热件，使得所述记忆合金件处于所述第二形态时，所述导热件可以使得所述记忆合金件内部的热量更加快速的传递至所述散热件，以使所述记忆合金件的自身温度更加快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件更加快速的向所述第一形态转变，进一步提高了所述微泵的驱动力。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述活塞的周侧与所述空腔的内周面之间设有密封圈。

通过上述改进，所述密封圈的设置确保了所述活塞与所述空腔的内周面之间的密封性，确保流体不会溢出至所述空腔外。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，当所述记忆合金件处于所述第一形态时，所述活塞与所述空腔的内底面贴合。

通过上述改进，尽可能的增加所述活塞的行程，以使所述微泵的驱动力增强。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述基座包括：

底壳，所述底壳内具有第一管路和第二管路；

上盖，设置于所述底壳的上侧，所述上盖具有所述空腔、分别与所述空腔和所述第一管路连通的第一通孔、以及分别与所述空腔和所述第二管路连通的第二通孔；所述第一管路和所述第一通孔共同形成所述第一流体通道；所述第二管路和所述第二通孔共同形成所述第二流体通道。

通过上述改进，将所述基座设计成由所述底壳和所述上盖构成，简化了所述基座的制作难度。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述第一单向阀设于所述第一通孔处，所述第二单向阀设于所述第二通孔处。

通过上述改进，简化了所述第一单向阀和所述第二单向阀的安装过程。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述垫片设于所述上盖的上侧，所述垫片的中部具有与所述空腔对应的让位孔，所述记忆合金件的相对的两端插接于所述让位孔的孔壁。

通过上述改进，确保所述记忆合金件稳定地布置在所述活塞的上侧。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述记忆合金件呈长条形；当所述记忆合金件处于所述第一形态时，所述记忆合金件的中部相对两端向下凹陷；当所述记忆合金件处于所述第二形态时，所述记忆合金件的中部与两端平齐。

通过上述改进，由于所述记忆合金件在形态转换的过程中不会出现向上凸起的情况，使得有利于降低所述微泵的整体高度，更利于实现所述微泵的微型化。

作为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的改进，所述垫片由隔热材料制成。

通过上述改进，由于所述记忆合金件直接与所述垫片连接，所述垫片采用隔热材料可以有效防止所述加热件对所述记忆合金件加热时，所述记忆合金通过所述垫片向外界散发热量，从而提高加热效率，利于处于所述第一形态的所述记忆合金件的温度迅速的上升到形变温度点以上，以使所述记忆合金件快速的向所述第二形态转换，进而提高所述微泵的驱动力。

实施本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵，至少可以达到以下有益效果：

1、所述微泵利用所述加热件对所述记忆合金件进行加热或停止加热，以使所述记忆合金件的温度在形变温度点以上或以下变化，进而使得所述记忆合金件的形态在所述第一形态和所述第二形态之间转换，从而带动所述活塞反复地上下移动，实现了流体的泵送。所述微泵的结构简单，如此设计使得所述基座、所述活塞和所述记忆合金件均可以是薄片状，从而有利于所述微泵的微型化。另外，其仅依靠所述加热件即可实现所述活塞的上下移动，从而具有能耗低的优点。

2、当所述记忆合金件的温度高于形变温度点时，所述记忆合金件处于所述第二形态，此时记忆合金件上侧的所述加热件与所述散热件相接，有利于所述记忆合金件的热量通过所述散热件快速散发，使得所述记忆合金件的自身温度快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件快速的向所述第一形态转变，如此，提高了所述微泵的驱动力。

3、通过在所述加热件的上侧增加一个所述导热件，使得所述记忆合金件处于所述第二形态时，所述导热件可以使得所述记忆合金件内部的热量更加快速的传递至所述散热件，以使所述记忆合金件的自身温度更加快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件更加快速的向所述第一形态转变，进一步提高了所述微泵的驱动力。

4、由于所述记忆合金件在形态转换的过程中不会出现向上凸起的情况，使得有利于降低所述微泵的整体高度，更利于实现所述微泵的微型化。

5、由于所述记忆合金件直接与所述垫片连接，所述垫片采用隔热材料可以有效防止所述加热件对所述记忆合金件加热时，所述记忆合金通过所述垫片向外界散发热量，从而提高加热效率，利于处于所述第一形态的所述记忆合金件的温度迅速的上升到形变温度点以上，以使所述记忆合金件快速的向所述第二形态转换，进而提高所述微泵的驱动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的立体组合示意图；

图2为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的第一剖视示意图，在图2中，所述记忆合金件处于所述第一形态；

图3为本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵的第二剖视示意图，在图3中，所述记忆合金件处于所述第二形态。

具体实施方式中的附图标号说明：

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

本实施例提供了一种基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵。参见图1至图3，所述微泵包括基座1、活塞2和记忆合金件3。其中：所述基座1具有上侧开口的空腔121，还具有分别与所述空腔121的下侧连通的第一流体通道13和第二流体通道14，所述第一流体通道13上设有仅允许流体从所述第一流体通道13流入所述空腔121内的第一单向阀(未图示)，所述第二流体通道14上设有仅允许流体从所述空腔121流向所述第二流体通道14内的第二单向阀(未图示)；所述活塞2可移动的设于所述空腔121内，所述活塞2的周侧与所述空腔121的内周面密封连接；所述记忆合金件3通过与所述基座1连接的垫片4布设于所述活塞2的上侧，所述记忆合金件3的上侧设有加热件8且下侧与所述活塞2相连，所述记忆合金件3具有第一形态和第二形态，当所述记忆合金从所述第一形态转变成所述第二形态时可带动所述活塞2向上移动，当所述记忆合金从所述第二形态转变成所述第一形态时可带动所述活塞2向下移动。

从而，所述微泵利用所述加热件8对所述记忆合金件3进行加热或停止加热，以使所述记忆合金件3的温度在形变温度点以上或以下变化，进而使得所述记忆合金件3的形态在所述第一形态和所述第二形态之间来回转换，从而带动所述活塞2反复地上下移动。

当所述记忆合金件3的温度从形变温度点以下上升到形变温度点以上时，所述记忆合金件3从所述第一形态转向所述第二形态转变，带动所述活塞2上移，在这一过程中，所述活塞2与所述空腔121的内底壁之间的空间的体积逐渐变大、内部压力逐渐减小，此时，所述第一单向阀(未图示)打开，液体沿着所述第一流体通道13流入到所述空腔121内；当所述记忆合金的温度从形变温度点以上降低至形变温度点以下时，所述记忆合金件3从所述第二形态向所述第一形态转变，带动所述活塞2下移，在这一过程中，所述活塞2与所述空腔121的内底壁之间的空间的体积主机减小、内部压力逐渐增大，此时，所述第二单向阀(未图示)打开，所述空腔121内的液体在所述活塞2的压缩作用下经所述第二单向阀(未图示)流入所述第二流体通道14，进而流向与所述第二流体通道14连通的发热区域。如此反复，实现了流体的泵送。

不难发现的是，所述微泵的结构十分简单，如此设计使得所述基座1、所述活塞2和所述记忆合金件3均可以是薄片状，从而有利于所述微泵的微型化。

另外，其仅依靠所述加热件8即可实现所述活塞2的上下移动，从而使得所述微泵具有能耗低的优点。

具体的，所述基座1包括底壳11和上盖12，所述底壳11与所述上盖12通过螺钉连接固定。所述底壳11内具有第一管路111和第二管路112；所述上盖12设置于所述底壳11的上侧，所述上盖12具有所述空腔121、分别与所述空腔121和所述第一管路111连通的第一通孔122、以及分别与所述空腔121和所述第二管路112连通的第二通孔123；所述第一管路111和所述第一通孔122共同形成所述第一流体通道13；所述第二管路112和所述第二通孔123共同形成所述第二流体通道14。将所述基座1设计成由所述底壳11和所述上盖12构成，简化了所述基座1的制作难度。所述第一单向阀(未图示)设于所述第一通孔122处，所述第二单向阀(未图示)设于所述第二通孔123处。如此，简化了所述第一单向阀(未图示)和所述第二单向阀(未图示)的安装过程。

具体的，所述垫片4设于所述上盖12的上侧，所述垫片4的中部具有与所述空腔121对应的让位孔41，所述记忆合金件3的相对的两端插接于所述让位孔41的孔壁。从而确保所述记忆合金件3稳定地布置在所述活塞2的上侧。

具体的，所述记忆合金件3呈长条形；当所述记忆合金件3的温度低于形变温度点而处于所述第一形态时，所述记忆合金件3的中部相对两端向下凹陷(参见图2)；当所述记忆合金件3的温度达到形变温度点而处于所述第二形态时，所述记忆合金件3的中部与两端平齐(参见图3)。如此，所述记忆合金件3在所述加热件8的作用下而发生形态转换的过程中不会出现向上凸起的情况，使得有利于降低所述微泵的整体高度，更利于实现所述微泵的微型化。

具体的，所述活塞2的周侧与所述空腔121的内周面之间设有密封圈59。所述密封圈59的设置实现了所述活塞2与所述空腔121的内周面之间的密封连接，确保了所述活塞2与所述空腔121的内周面之间的密封性，确保流体不会溢出至所述空腔121外。同时又不影响所述活塞2在所述空腔121内上下移动。

具体的，所述加热件8可以是加热膜或是加热丝，便于实现所述微泵的微型化。

进一步的，所述微泵还包括散热件6。具体的，所述散热件6呈薄片状，设置在所述垫片4的上侧，位于所述记忆合金件3的上侧；当所述记忆合金件3处于所述第二形态时，所述记忆合金件3上侧的所述加热件8与所述散热件6相接。当所述记忆合金件3的温度高于形变温度点时，所述记忆合金件3处于所述第二形态，此时记忆合金件3上侧的所述加热件8与所述散热件6相接，有利于所述记忆合金件3的热量通过所述散热件6快速散发，使得所述记忆合金件3的自身温度快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件3快速的向所述第一形态转变，如此，提高了所述微泵的驱动力。更进一步的，所述加热件8的上侧设有导热件7；具体的，所述导热件7呈薄片状，贴装在所述加热件8的上侧。当所述记忆合金件3处于所述第二形态时，所述加热件8通过所述导热件7与所述散热件6相接。通过在所述加热件8的上侧增加一个所述导热件7，使得所述记忆合金件3处于所述第二形态时，所述导热件7可以使得所述记忆合金件3内部的热量更加快速的传递至所述散热件6，以使所述记忆合金件3的自身温度更加快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件3更加快速的向所述第一形态转变，进一步提高了所述微泵的驱动力。

进一步的，当所述记忆合金件3处于所述第一形态时，所述活塞2与所述空腔121的内底面贴合。如此可尽可能的增加所述活塞2的行程，以使所述微泵的驱动力增强。

进一步的，所述垫片4由隔热材料制成。由于所述记忆合金件3直接与所述垫片4连接，所述垫片4采用隔热材料可以有效防止所述加热件8对所述记忆合金件3加热时，所述记忆合金通过所述垫片4向外界散发热量，从而提高加热效率，利于处于所述第一形态的所述记忆合金件3的温度迅速的上升到形变温度点以上，以使所述记忆合金件3快速的向所述第二形态转换，进而提高所述微泵的驱动力。

进一步的，所述记忆合金件3的中部安装有温度传感器(未图示)。所述温度传感器用于实时监测所述记忆合金件3的温度，当所述温度传感器检测到的温度高于形变温度点时，则所述加热件停止加热；当所述温度传感器检测到的温度低于形变温度点时，则所述加热件开始加热。从而实现所述记忆合金件3在所述第一形态和所述第二形态之间来回变化。

实施本发明提供的基于形状记忆合金双程记忆效应的微泵，至少可以达到以下有益效果：

1、所述微泵利用所述加热件8对所述记忆合金件3进行加热或停止加热，以使所述记忆合金件3的温度在形变温度点以上或以下变化，进而使得所述记忆合金件3的形态在所述第一形态和所述第二形态之间转换，从而带动所述活塞2反复地上下移动，实现了流体的泵送。所述微泵的结构简单，如此设计使得所述基座1、所述活塞2和所述记忆合金件3均可以是薄片状，从而有利于所述微泵的微型化。另外，其仅依靠所述加热件8即可实现所述活塞2的上下移动，从而具有能耗低的优点。

2、当所述记忆合金件3的温度高于形变温度点时，所述记忆合金件3处于所述第二形态，此时记忆合金件3上侧的所述加热件8与所述散热件6相接，有利于所述记忆合金件3的热量通过所述散热件6快速散发，使得所述记忆合金件3的自身温度快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件3快速的向所述第一形态转变，如此，提高了所述微泵的驱动力。

3、通过在所述加热件8的上侧增加一个所述导热件7，使得所述记忆合金件3处于所述第二形态时，所述导热件7可以使得所述记忆合金件3内部的热量更加快速的传递至所述散热件6，以使所述记忆合金件3的自身温度更加快速的降低到形变温度点以下，进而使得所述记忆合金件3更加快速的向所述第一形态转变，进一步提高了所述微泵的驱动力。

4、由于所述记忆合金件3在形态转换的过程中不会出现向上凸起的情况，使得有利于降低所述微泵的整体高度，更利于实现所述微泵的微型化。

5、由于所述记忆合金件3直接与所述垫片4连接，所述垫片4采用隔热材料可以有效防止所述加热件8对所述记忆合金件3加热时，所述记忆合金通过所述垫片4向外界散发热量，从而提高加热效率，利于处于所述第一形态的所述记忆合金件3的温度迅速的上升到形变温度点以上，以使所述记忆合金件3快速的向所述第二形态转换，进而提高所述微泵的驱动力。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。