一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压电泵过压保护装置，尤其是涉及一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置。
【背景技术】
[0002]随着国内外学者对压电材料的研宄不断地深入，压电这种智能材料的应用越来越广泛。其中，压电泵是压电驱动器的一个重要分支，凭着其结构简单、体积小、反应快、无电磁干扰、易于操作、流量-压力可控性良好等特点，在航空航天、汽车发动机、燃料电池的燃料供给、微机电液系统、智能机器人、医疗、化学分析等方面都有着独特广泛地应用前景。压电泵自身在不附加驱动电机的情况下，利用压电材料的逆压电效应使得压电振子通交流电产生变形，从而使得泵腔的容积发生变化来控制流体的输出。然而，当压电泵工作在一些场合时，要求压电泵具有较高的压力和流量，其通常的做法是以提高工作电压为代价，从而导致压电泵内部的压力不稳定，降低了压电泵工作的可靠性。另外，由于外界环境的变化以及加载在压电片两端的电压扰动所引起的压电泵压力的变化，都会导致压电泵工作精度的降低。事实上，如2012年06月01日授予阚君武等人的中国专利N0.201220261298.8所述，基于多振子串联驱动的柱塞式压电泵采用多个钵型压电振子串联驱动活塞的方法构造压电泵，虽然提高了压电泵在高压环境下工作时的压力稳定性，但其结构复杂、成本较高、体积较大等缺陷影响了其在实际工程中的应用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有结构简单、成本低、体积小等特点的基于磁流变效应的压电泵过压保护装置。该装置能够通过改变电磁线圈电流的大小来控制压电泵的工作压力。
[0004]为了有效地实现压电泵如上所述的功能，本实用新型主要是通过在压电泵上直接集成一种基于磁流变效应的稳压器，来达到对压力的无极控制。具体方案如下:一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置，该装置是由泵体，螺钉，活塞，壳体，磁流变液，活塞杆，电磁线圈，压电片组成。所述的泵体的上端面挖去两个圆柱台:一是大端面朝向泵体外侧，小端面朝向泵体内侧的压电泵出口，一个是大端面朝向泵体内侧，小端面朝向泵体外侧的压电泵进口。所述的泵体通过螺钉与壳体连接，压电片的两端水平镶嵌在泵体和壳体上面，并安装在由泵体和壳体所组成的腔室里面。所述的壳体开有两道通道，活塞杆开有两个凹槽，电磁线圈绕在凹槽里面，活塞与壳体的内侧形成一个活动密封腔室，磁流变液充满在这个密封腔室里面。泵体的材质为铝，壳体、活塞杆的材质为纯铁，活塞的材质为橡胶。磁流变液采用美国Lord公司所研制的型号为MRF-132LD的磁流变液。
[0005]本实用新型所述的一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置的积极效果在于:在现有压力泵无压力调节装置的基础上，集成了一种基于磁流变效应的稳压器，通过调节电磁线圈电流大小，从而改变磁流变液周围的磁场强度来改变磁流变液的黏度来达到对压电泵压力的无极控制。由于磁流变液的响应速度非常快(毫秒量级)，而且具有可逆的特殊性质，使得整个装置的相应速度非常快。另外，整个装置具有结构简单、成本低、体积小等特点。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
[0008]在图中，本实用新型一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置是由是由泵体1、螺钉2、活塞3、壳体5、磁流变液6、活塞杆7、电磁线圈8、压电片101组成。
[0009]在整个装置中，如图所示:泵体I的上端面挖去两个圆柱台:一是大端面朝向泵体外侧，小端面朝向泵体内侧的压电泵出口 711，一个是大端面朝向泵体内侧，小端面朝向泵体外侧的压电泵进口 722。泵体I通过螺钉2与壳体5连接，压电片101的两端水平镶嵌在泵体I和壳体5上面，并安装在由泵体I和壳体5所组成的腔室里面。壳体5开有两道通道4，用于当压电泵过压时，气流通过此通道流出，从而起到压电泵的卸压作用，活塞杆7开有两个凹槽，电磁线圈8绕在凹槽里面，活塞3与壳体5的内侧形成一个活动密封腔室，磁流变液6充满在这个密封腔室里面。泵体I的材质为铝，壳体5、活塞杆7的材质为纯铁，活塞3的材质为橡胶。磁流变液6采用美国Lord公司所研制的型号为MRF-132LD的磁流变液。
[0010]如图所示，可以看出整个装置在现有压力泵无压力调节装置的基础上，集成了一种基于磁流变效应的稳压器，通过调节电磁线圈8电流大小，从而改变磁流变液6周围的磁场强度来改变磁流变液6的黏度来达到对压电泵压力的无极控制。并且由于磁流变液6的响应速度非常快(毫秒量级)，而且具有可逆的特殊性质，使得整个装置的相应速度非常快。另外，整个装置具有结构简单、成本低、体积小等特点。
[0011]首先，调节电磁线圈8电流的大小来设置压电泵的工作压力。当压电片101接通交流电压时，由于压电片的逆压电效应，使得压电片101在位置102和位置103之间不断地做往返运动，最终使得流量从孔722流进，从孔711流出。当压电泵工作在要求具有较高的压力和流量的场合时，或者由于外界环境的变化以及加载在压电片101两端的电压扰动所引起的压电泵压力的变化时:当压电泵内部的工作压力高于设置值时，推动活塞3向远离泵腔方向运动，直到流量从通道4流出，最后使得工作压力稳定在所设置的压电泵的工作压力；当压电泵内部的工作压力低于设置值时，拉动活塞3向靠近泵腔方向运动，最后使得压力稳定在所设置的压电泵的工作压力。
【主权项】
1.一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置，该装置是由泵体、螺钉、活塞、壳体、磁流变液、活塞杆、电磁线圈、压电片组成；其特征在于:所述的泵体(I)的上端面挖去两个圆柱台:一是大端面朝向泵体外侧，小端面朝向泵体内侧的压电泵出口(711)，一个是大端面朝向泵体内侧，小端面朝向泵体外侧的压电泵进口(722);所述的泵体⑴通过螺钉(2)与壳体(5)连接，压电片(101)的两端水平镶嵌在泵体(I)和壳体(5)上面，并安装在由泵体(I)和壳体(5)所组成的腔室里面；所述的壳体(5)开有两道通道(4);所述的活塞杆(7)开有两个凹槽，电磁线圈(8)绕在凹槽里面；所述的活塞(3)与壳体(5)的内侧形成一个活动密封腔室，磁流变液(6)充满在这个密封腔室里面。
2.如权利要求1所述一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置，其特征在于:泵体(I)的材质为铝；壳体(5)、活塞杆(7)的材质为纯铁；活塞(3)的材质为橡胶。
3.如权利要求1所述一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置，其特征在于:磁流变液(6)采用美国Lord公司所研制的型号为MRF-132LD的磁流变液。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于磁流变效应的压电泵过压保护装置。该装置是由泵体、螺钉、活塞、壳体、磁流变液、活塞杆、电磁线圈、压电片组成。当电磁线圈通电后，磁流变液由原来的New ton流体瞬间变为高粘度、低流动性的Bingham流体，使得活塞固定在如图所示位置，调节电磁线圈中的电流来调节磁流变液的屈服力，从而控制压电泵的工作压力，当由于外界环境的变化以及加载在压电片两端的电压扰动所引起的压电泵压力的变化时，通过活塞的往返运动，使得压电泵的工作压力保持一个稳定的状态。该装置可以通过改变电磁线圈里电流的大小，从而改变磁流变液周围的磁场强度，实现对压电泵压力的无极调节，达到满足不同环境下工作的要求。
【IPC分类】F04B43-04
【公开号】CN204267258
【申请号】CN201420724065
【发明人】王智深, 张广, 孙美娜, 邓绍泰
【申请人】浙江师范大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月23日