專利名稱:一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置。該裝置是由泵體、螺釘、活塞、殼體、磁流變液、活塞桿、電磁線圈、壓電片組成。當(dāng)電磁線圈通電后，磁流變液由原來(lái)的New ton流體瞬間變?yōu)楦哒扯?、低流?dòng)性的Bingham流體，使得活塞固定在如圖所示位置，調(diào)節(jié)電磁線圈中的電流來(lái)調(diào)節(jié)磁流變液的屈服力，從而控制壓電泵的工作壓力，當(dāng)由于外界環(huán)境的變化以及加載在壓電片兩端的電壓擾動(dòng)所引起的壓電泵壓力的變化時(shí)，通過(guò)活塞的往返運(yùn)動(dòng)，使得壓電泵的工作壓力保持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。該裝置可以通過(guò)改變電磁線圈里電流的大小，從而改變磁流變液周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓電泵壓力的無(wú)極調(diào)節(jié)，達(dá)到滿足不同環(huán)境下工作的要求。
【專利說(shuō)明】一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置，尤其是涉及一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)壓電材料的研宄不斷地深入，壓電這種智能材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其中，壓電泵是壓電驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)重要分支，憑著其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、反應(yīng)快、無(wú)電磁干擾、易于操作、流量-壓力可控性良好等特點(diǎn)，在航空航天、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池的燃料供給、微機(jī)電液系統(tǒng)、智能機(jī)器人、醫(yī)療、化學(xué)分析等方面都有著獨(dú)特廣泛地應(yīng)用前景。壓電泵自身在不附加驅(qū)動(dòng)電機(jī)的情況下，利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)使得壓電振子通交流電產(chǎn)生變形，從而使得泵腔的容積發(fā)生變化來(lái)控制流體的輸出。然而，當(dāng)壓電泵工作在一些場(chǎng)合時(shí)，要求壓電泵具有較高的壓力和流量，其通常的做法是以提高工作電壓為代價(jià)，從而導(dǎo)致壓電泵內(nèi)部的壓力不穩(wěn)定，降低了壓電泵工作的可靠性。另外，由于外界環(huán)境的變化以及加載在壓電片兩端的電壓擾動(dòng)所引起的壓電泵壓力的變化，都會(huì)導(dǎo)致壓電泵工作精度的降低。事實(shí)上，如2012年06月01日授予闞君武等人的中國(guó)專利N0.201220261298.8所述，基于多振子串聯(lián)驅(qū)動(dòng)的柱塞式壓電泵采用多個(gè)缽型壓電振子串聯(lián)驅(qū)動(dòng)活塞的方法構(gòu)造壓電泵，雖然提高了壓電泵在高壓環(huán)境下工作時(shí)的壓力穩(wěn)定性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、體積較大等缺陷影響了其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小等特點(diǎn)的基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置。該裝置能夠通過(guò)改變電磁線圈電流的大小來(lái)控制壓電泵的工作壓力。
[0004]為了有效地實(shí)現(xiàn)壓電泵如上所述的功能，本實(shí)用新型主要是通過(guò)在壓電泵上直接集成一種基于磁流變效應(yīng)的穩(wěn)壓器，來(lái)達(dá)到對(duì)壓力的無(wú)極控制。具體方案如下:一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置，該裝置是由泵體，螺釘，活塞，殼體，磁流變液，活塞桿，電磁線圈，壓電片組成。所述的泵體的上端面挖去兩個(gè)圓柱臺(tái):一是大端面朝向泵體外側(cè)，小端面朝向泵體內(nèi)側(cè)的壓電泵出口，一個(gè)是大端面朝向泵體內(nèi)側(cè)，小端面朝向泵體外側(cè)的壓電泵進(jìn)口。所述的泵體通過(guò)螺釘與殼體連接，壓電片的兩端水平鑲嵌在泵體和殼體上面，并安裝在由泵體和殼體所組成的腔室里面。所述的殼體開(kāi)有兩道通道，活塞桿開(kāi)有兩個(gè)凹槽，電磁線圈繞在凹槽里面，活塞與殼體的內(nèi)側(cè)形成一個(gè)活動(dòng)密封腔室，磁流變液充滿在這個(gè)密封腔室里面。泵體的材質(zhì)為鋁，殼體、活塞桿的材質(zhì)為純鐵，活塞的材質(zhì)為橡膠。磁流變液采用美國(guó)Lord公司所研制的型號(hào)為MRF-132LD的磁流變液。
[0005]本實(shí)用新型所述的一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置的積極效果在于:在現(xiàn)有壓力泵無(wú)壓力調(diào)節(jié)裝置的基礎(chǔ)上，集成了一種基于磁流變效應(yīng)的穩(wěn)壓器，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁線圈電流大小，從而改變磁流變液周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)改變磁流變液的黏度來(lái)達(dá)到對(duì)壓電泵壓力的無(wú)極控制。由于磁流變液的響應(yīng)速度非常快(毫秒量級(jí))，而且具有可逆的特殊性質(zhì)，使得整個(gè)裝置的相應(yīng)速度非?？?。另外，整個(gè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小等特點(diǎn)。

【附圖說(shuō)明】

[0006]圖1為本實(shí)用新型一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0008]在圖中，本實(shí)用新型一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置是由是由泵體1、螺釘2、活塞3、殼體5、磁流變液6、活塞桿7、電磁線圈8、壓電片101組成。
[0009]在整個(gè)裝置中，如圖所示:泵體I的上端面挖去兩個(gè)圓柱臺(tái):一是大端面朝向泵體外側(cè)，小端面朝向泵體內(nèi)側(cè)的壓電泵出口 711，一個(gè)是大端面朝向泵體內(nèi)側(cè)，小端面朝向泵體外側(cè)的壓電泵進(jìn)口 722。泵體I通過(guò)螺釘2與殼體5連接，壓電片101的兩端水平鑲嵌在泵體I和殼體5上面，并安裝在由泵體I和殼體5所組成的腔室里面。殼體5開(kāi)有兩道通道4，用于當(dāng)壓電泵過(guò)壓時(shí)，氣流通過(guò)此通道流出，從而起到壓電泵的卸壓作用，活塞桿7開(kāi)有兩個(gè)凹槽，電磁線圈8繞在凹槽里面，活塞3與殼體5的內(nèi)側(cè)形成一個(gè)活動(dòng)密封腔室，磁流變液6充滿在這個(gè)密封腔室里面。泵體I的材質(zhì)為鋁，殼體5、活塞桿7的材質(zhì)為純鐵，活塞3的材質(zhì)為橡膠。磁流變液6采用美國(guó)Lord公司所研制的型號(hào)為MRF-132LD的磁流變液。
[0010]如圖所示，可以看出整個(gè)裝置在現(xiàn)有壓力泵無(wú)壓力調(diào)節(jié)裝置的基礎(chǔ)上，集成了一種基于磁流變效應(yīng)的穩(wěn)壓器，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁線圈8電流大小，從而改變磁流變液6周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)改變磁流變液6的黏度來(lái)達(dá)到對(duì)壓電泵壓力的無(wú)極控制。并且由于磁流變液6的響應(yīng)速度非?？?毫秒量級(jí))，而且具有可逆的特殊性質(zhì)，使得整個(gè)裝置的相應(yīng)速度非?？?。另外，整個(gè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小等特點(diǎn)。
[0011]首先，調(diào)節(jié)電磁線圈8電流的大小來(lái)設(shè)置壓電泵的工作壓力。當(dāng)壓電片101接通交流電壓時(shí)，由于壓電片的逆壓電效應(yīng)，使得壓電片101在位置102和位置103之間不斷地做往返運(yùn)動(dòng)，最終使得流量從孔722流進(jìn)，從孔711流出。當(dāng)壓電泵工作在要求具有較高的壓力和流量的場(chǎng)合時(shí)，或者由于外界環(huán)境的變化以及加載在壓電片101兩端的電壓擾動(dòng)所引起的壓電泵壓力的變化時(shí):當(dāng)壓電泵內(nèi)部的工作壓力高于設(shè)置值時(shí)，推動(dòng)活塞3向遠(yuǎn)離泵腔方向運(yùn)動(dòng)，直到流量從通道4流出，最后使得工作壓力穩(wěn)定在所設(shè)置的壓電泵的工作壓力；當(dāng)壓電泵內(nèi)部的工作壓力低于設(shè)置值時(shí)，拉動(dòng)活塞3向靠近泵腔方向運(yùn)動(dòng)，最后使得壓力穩(wěn)定在所設(shè)置的壓電泵的工作壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置，該裝置是由泵體、螺釘、活塞、殼體、磁流變液、活塞桿、電磁線圈、壓電片組成；其特征在于:所述的泵體(I)的上端面挖去兩個(gè)圓柱臺(tái):一是大端面朝向泵體外側(cè)，小端面朝向泵體內(nèi)側(cè)的壓電泵出口(711)，一個(gè)是大端面朝向泵體內(nèi)側(cè)，小端面朝向泵體外側(cè)的壓電泵進(jìn)口(722);所述的泵體⑴通過(guò)螺釘(2)與殼體(5)連接，壓電片(101)的兩端水平鑲嵌在泵體(I)和殼體(5)上面，并安裝在由泵體(I)和殼體(5)所組成的腔室里面；所述的殼體(5)開(kāi)有兩道通道(4);所述的活塞桿(7)開(kāi)有兩個(gè)凹槽，電磁線圈(8)繞在凹槽里面；所述的活塞(3)與殼體(5)的內(nèi)側(cè)形成一個(gè)活動(dòng)密封腔室，磁流變液(6)充滿在這個(gè)密封腔室里面。2.如權(quán)利要求1所述一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置，其特征在于:泵體(I)的材質(zhì)為鋁；殼體(5)、活塞桿(7)的材質(zhì)為純鐵；活塞(3)的材質(zhì)為橡膠。3.如權(quán)利要求1所述一種基于磁流變效應(yīng)的壓電泵過(guò)壓保護(hù)裝置，其特征在于:磁流變液(6)采用美國(guó)Lord公司所研制的型號(hào)為MRF-132LD的磁流變液。
【文檔編號(hào)】F04B43-04GK204267258SQ201420724065
【發(fā)明者】王智深, 張廣, 孫美娜, 鄧紹泰 [申請(qǐng)人]浙江師范大學(xué)