專利名稱:一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置。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。當電磁線圈通電后，磁流變液由原來的New ton流體瞬間變?yōu)楦哒扯?、低流動性的Bingham流體，使得活塞固定在如圖所示位置，調節(jié)電磁線圈中的電流來調節(jié)磁流變液的屈服力，從而控制壓電泵的工作壓力，當由于外界環(huán)境的變化以及加載在壓電片兩端的電壓擾動所引起的壓電泵壓力的變化時，通過活塞的往返運動，使得壓電泵的工作壓力保持一個穩(wěn)定的狀態(tài)。該裝置可以通過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強度，實現(xiàn)對壓電泵壓力的無極調節(jié)，達到滿足不同環(huán)境下工作的要求。
【專利說明】一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓電泵過壓保護裝置，尤其是涉及一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國內外學者對壓電材料的研宄不斷地深入，壓電這種智能材料的應用越來越廣泛。其中，壓電泵是壓電驅動器的一個重要分支，憑著其結構簡單、體積小、反應快、無電磁干擾、易于操作、流量-壓力可控性良好等特點，在航空航天、汽車發(fā)動機、燃料電池的燃料供給、微機電液系統(tǒng)、智能機器人、醫(yī)療、化學分析等方面都有著獨特廣泛地應用前景。壓電泵自身在不附加驅動電機的情況下，利用壓電材料的逆壓電效應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)生變化來控制流體的輸出。然而，當壓電泵工作在一些場合時，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，從而導致壓電泵內部的壓力不穩(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所引起的壓電泵壓力的變化，都會導致壓電泵工作精度的降低。事實上，如2012年06月01日授予闞君武等人的中國專利N0.201220261298.8所述，基于多振子串聯(lián)驅動的柱塞式壓電泵采用多個缽型壓電振子串聯(lián)驅動活塞的方法構造壓電泵，雖然提高了壓電泵在高壓環(huán)境下工作時的壓力穩(wěn)定性，但其結構復雜、成本較高、體積較大等缺陷影響了其在實際工程中的應用。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有結構簡單、成本低、體積小等特點的基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置。該裝置能夠通過改變電磁線圈電流的大小來控制壓電泵的工作壓力。
[0004]為了有效地實現(xiàn)壓電泵如上所述的功能，本實用新型主要是通過在壓電泵上直接集成一種基于磁流變效應的穩(wěn)壓器，來達到對壓力的無極控制。具體方案如下:一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置，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圓柱臺:一是大端面朝向泵體外側，小端面朝向泵體內側的壓電泵出口，一個是大端面朝向泵體內側，小端面朝向泵體外側的壓電泵進口。所述的泵體通過螺釘與殼體連接，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。所述的殼體開有兩道通道，活塞桿開有兩個凹槽，電磁線圈繞在凹槽里面，活塞與殼體的內側形成一個活動密封腔室，磁流變液充滿在這個密封腔室里面。泵體的材質為鋁，殼體、活塞桿的材質為純鐵，活塞的材質為橡膠。磁流變液采用美國Lord公司所研制的型號為MRF-132LD的磁流變液。
[0005]本實用新型所述的一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置的積極效果在于:在現(xiàn)有壓力泵無壓力調節(jié)裝置的基礎上，集成了一種基于磁流變效應的穩(wěn)壓器，通過調節(jié)電磁線圈電流大小，從而改變磁流變液周圍的磁場強度來改變磁流變液的黏度來達到對壓電泵壓力的無極控制。由于磁流變液的響應速度非?？?毫秒量級)，而且具有可逆的特殊性質，使得整個裝置的相應速度非?？?。另外，整個裝置具有結構簡單、成本低、體積小等特點。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。
[0008]在圖中，本實用新型一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置是由是由泵體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]在整個裝置中，如圖所示:泵體I的上端面挖去兩個圓柱臺:一是大端面朝向泵體外側，小端面朝向泵體內側的壓電泵出口 711，一個是大端面朝向泵體內側，小端面朝向泵體外側的壓電泵進口 722。泵體I通過螺釘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開有兩道通道4，用于當壓電泵過壓時，氣流通過此通道流出，從而起到壓電泵的卸壓作用，活塞桿7開有兩個凹槽，電磁線圈8繞在凹槽里面，活塞3與殼體5的內側形成一個活動密封腔室，磁流變液6充滿在這個密封腔室里面。泵體I的材質為鋁，殼體5、活塞桿7的材質為純鐵，活塞3的材質為橡膠。磁流變液6采用美國Lord公司所研制的型號為MRF-132LD的磁流變液。
[0010]如圖所示，可以看出整個裝置在現(xiàn)有壓力泵無壓力調節(jié)裝置的基礎上，集成了一種基于磁流變效應的穩(wěn)壓器，通過調節(jié)電磁線圈8電流大小，從而改變磁流變液6周圍的磁場強度來改變磁流變液6的黏度來達到對壓電泵壓力的無極控制。并且由于磁流變液6的響應速度非?？?毫秒量級)，而且具有可逆的特殊性質，使得整個裝置的相應速度非常快。另外，整個裝置具有結構簡單、成本低、體積小等特點。
[0011]首先，調節(jié)電磁線圈8電流的大小來設置壓電泵的工作壓力。當壓電片101接通交流電壓時，由于壓電片的逆壓電效應，使得壓電片101在位置102和位置103之間不斷地做往返運動，最終使得流量從孔722流進，從孔711流出。當壓電泵工作在要求具有較高的壓力和流量的場合時，或者由于外界環(huán)境的變化以及加載在壓電片101兩端的電壓擾動所引起的壓電泵壓力的變化時:當壓電泵內部的工作壓力高于設置值時，推動活塞3向遠離泵腔方向運動，直到流量從通道4流出，最后使得工作壓力穩(wěn)定在所設置的壓電泵的工作壓力；當壓電泵內部的工作壓力低于設置值時，拉動活塞3向靠近泵腔方向運動，最后使得壓力穩(wěn)定在所設置的壓電泵的工作壓力。
【權利要求】
1.一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置，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)的上端面挖去兩個圓柱臺:一是大端面朝向泵體外側，小端面朝向泵體內側的壓電泵出口(711)，一個是大端面朝向泵體內側，小端面朝向泵體外側的壓電泵進口(722);所述的泵體⑴通過螺釘(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)開有兩道通道(4);所述的活塞桿(7)開有兩個凹槽，電磁線圈(8)繞在凹槽里面；所述的活塞(3)與殼體(5)的內側形成一個活動密封腔室，磁流變液(6)充滿在這個密封腔室里面。2.如權利要求1所述一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置，其特征在于:泵體(I)的材質為鋁；殼體(5)、活塞桿(7)的材質為純鐵；活塞(3)的材質為橡膠。3.如權利要求1所述一種基于磁流變效應的壓電泵過壓保護裝置，其特征在于:磁流變液(6)采用美國Lord公司所研制的型號為MRF-132LD的磁流變液。
【文檔編號】F04B43-04GK204267258SQ201420724065
【發(fā)明者】王智深, 張廣, 孫美娜, 鄧紹泰 [申請人]浙江師范大學