一种压电叠堆驱动的高粘性自动注油器的制作方法

本发明属于机械设备润滑装置领域，具体涉及一种压电叠堆驱动的高粘性自动注油器。

背景技术：

国内外设备维修的实践证明，润滑不良是机器设备发生故障的主要原因之一。润滑不良可以直接导致设备故障或首先引起零部件精度的降低，进而发展为机器设备故障。相比于人工润滑，自动润滑在设备润滑油量的精确性，润滑周期的准确性以及润滑油质量的保障性等方面存在明显优势。因此，机械设备的自动润滑受到国内外研究人员的持续关注，如中国专利cn108224046a提出一种智能防爆自动注油器，实现了无需人工操作，能够定时定量注脂，使用油设备全天候得到润滑护理；中国实用新型cn204986340u提出一种自动注油器，利用气体电池产生的气体压力推动活塞挤压油脂实现不间断连续润滑，同时具有体积小巧，结构简单，安装操作方便的优点。但现有自动注油器存在以下缺点：①直接通过泵腔与阀门输送油脂，油脂会存在残留，更换过程中，需对流道与阀门进行清洁处理，维护难度大，而一次性使用存在使用成本高，环境污染大等问题；②通过电机驱动的自动注油器实现自动注油主要依靠电机带动输出润滑脂，但由于电机及其配合结构的机械复杂程度的限制，体积往往较大且存在电磁干扰，不易于小型化与集成化；③通过化学方法或泵送产生气体进而驱动的自动注油器，在使用过程中，由于气体的易压缩和高密封性要求，所以可控性差，输出精度不高。上述缺点严重地阻碍了自动注油器在机械设备润滑中的发展。

技术实现要素：

针对现有自动注油器存在的问题，本发明提出一种易维护、驱动部件可重复使用、加工制作简单、使用成本低且具有高精度的压电叠堆驱动的高粘性自动注油器，以下简称自动注油器。

本发明实施例提供了一种压电叠堆驱动的高粘性自动注油器，采用以下技术方案：沿流体运动方向外部依次相连有储液箱、壳体以及底盘；所述储液箱内部设置有液囊，液囊内部装有液体介质；所述壳体内部自左向右依次安装有泵盖、泵体以及油脂罐体；所述泵盖与储液箱通过螺纹相连；所述泵盖中心处安装有压电叠堆，压电叠堆左端与泵盖连接，压电叠堆右端与顶块连接；所述顶块与泵盖滑动配合，以此保证压电叠堆的稳定伸长和缩短；所述泵盖与泵体之间安装有隔膜；所述泵体内部设置有泵腔和活塞，活塞和泵腔滑动配合；所述活塞设置有第一密封圈，以此保证泵腔的密封性；所述顶块、隔膜以及活塞从左至右依次同心连接；所述泵腔设置有进口阀和出口阀；所述储液箱、泵盖以及泵体内部设置有进口通道，进口通道一端与液囊连通、另一端分为两分支，一分支与进口阀连接，另一分支与截止阀连接；所述泵体内部设置有出口通道，出口通道一端与出口阀连通、另一端分为两分支，一分支与动力活塞相通，另一分支与截止阀连接；所述截止阀控制进口通道与出口通道的通断，截止阀关闭时，进口通道与出口通道断开，截止阀开启时，进口通道与出口通道连通；所述动力活塞设置于泵体内部，其一端与出口通道连通、另一端通过卡扣与罐体活塞连接，动力活塞与罐体活塞通过活塞杆的面接触进行动力传送；所述动力活塞与泵体滑动配合；所述动力活塞外围设置有第二密封圈，以此保证密封性；所述油脂罐体内设置有油脂腔，油脂腔内充填有油脂；所述罐体活塞与油脂腔滑动配合；所述罐体活塞外围设置有第三密封圈，以此保证油脂腔的密封性；所述动力活塞的承压面积大于罐体活塞；所述油脂罐体和底盘内部设置有油脂出口；所述油脂出口与油脂腔连通。

当油脂用尽，油脂罐体以及内部的罐体活塞进行整体更换，拆卸时，首先卸下底盘及油脂罐体，其内部的罐体活塞与动力活塞之间通过卡扣连接，卡扣在轻拉后即可实现解扣并将两者连接断开；重新安装时，将截止阀打开，挤压动力活塞使液体介质重回液囊中，液囊恢复原状，底盘及油脂罐体安装完毕后，将截止阀关闭，注油器重回初始状态。

工作状态可分为初始状态、第一工作状态以及第二工作状态，本实施例的具体工作过程，叙述如下：

初始工作状态(图1)：压电叠堆不施加驱动电压，截止阀处于关闭状态；

第一工作状态(图2)：截止阀关闭，对压电叠堆施加正向电压，压电叠堆开始收缩，并带动顶块、隔膜及活塞向左运动，泵腔容积增加，流体压力减小，进口阀打开、出口阀关闭，液囊内液体介质经进口阀进入泵腔：

第二工作状态(图3)：当施加在压电叠堆的交流电压反向，压电叠堆开始伸长，通过顶块带动隔膜和活塞向右运动，泵腔容积减小，腔内流体压力增加，进口阀关闭、出口阀开启，泵腔内液体介质经出口阀流出，液体介质的压力不断上升挤压动力活塞，带动罐体活塞向右运动挤压油脂腔内油脂并通过油脂出口输出油脂。

在交变电压信号驱动下，第一、二工作状态反复转变可实现油脂罐体内油脂的连续输出。同时液体介质挤压拥有较大承压面积的动力活塞，进而推动罐体活塞，可以获得液力放大效果，油脂腔内油脂将拥有更大的驱动压力，油脂不易堵塞。

本发明的特色及优势在于：1、油脂利用率高、易维护：采用间接输送方式，油脂不经过泵腔，不会出现在泵腔内滞留的情况，油脂能得到充分的利用，同时在油脂用尽后，配合截止阀，可对油脂罐体(一次性)整体进行更换，操作简便，使用者易于维护；2、精度高、可控性好：可通过一次工作循环输出定量油脂的方法实现油脂的步进式供给，同时通过调节压电叠堆驱动电压与频率可调控动力活塞的运动速率从而调节油脂输出量；3、输出压力大：由压电叠堆驱动，单个压电叠堆可产生高达35mpa的压应力，同时采用液力放大结构(动力活塞承压面积大于罐体活塞)获得高压力输出。

附图说明

图1是本发明一种较佳实施例中自动注油器初始工作状态示意剖视图；

图2是本发明一种较佳实施例中自动注油器第一工作状态示意剖视图；

图3是本发明一种较佳实施例中自动注油器第二工作状态示意剖视图。

图标：1-储液箱；100-液囊；2-壳体；3-压电叠堆；4-顶块；5-第一密封圈；6-出口阀；7-动力活塞；70-卡扣；71-第二密封圈；8-油脂罐体；80-罐体活塞；81-第三密封圈；82-油脂腔；9-底盘；90-油脂出口；10-截止阀；11-进口阀；12-泵体；120-泵腔；121-出口通道；122-进口通道；13-活塞；14-隔膜；15-泵盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参阅图1、图2、图3，本发明提出一种压电叠堆驱动的高粘性自动注油器，包括：沿流体运动方向外部依次相连有储液箱1、壳体2以及底盘9；所述储液箱1内部设置有液囊100，液囊100内部装有液体介质；所述壳体2内部自左向右依次安装有泵盖15、泵体12以及油脂罐体8；所述泵盖15与储液箱1通过螺纹相连；所述泵盖15中心处安装有压电叠堆3，压电叠堆3左端与泵盖15连接，压电叠堆3右端与顶块4连接；所述顶块4与泵盖15滑动配合，以此保证压电叠堆3的稳定伸长和缩短；所述泵盖15与泵体12之间安装有隔膜14；所述泵体12内部设置有泵腔120和活塞13，活塞13和泵腔120滑动配合；所述活塞13设置有第一密封圈5，以此保证泵腔120的密封性；所述顶块4、隔膜14以及活塞13从左至右依次同心连接；所述泵腔120设置有进口阀11和出口阀6；所述储液箱1、泵盖15以及泵体12内部设置有进口通道122，进口通道122一端与液囊100连通、另一端分为两分支，一分支与进口阀11连接，另一分支与截止阀10连接：所述泵体12内部设置有出口通道121，出口通道121一端与出口阀6连通、另一端分为两分支，一分支与动力活塞7相通，另一分支与截止阀10连接；所述截止阀10控制进口通道122与出口通道121的通断，截止阀10关闭时，进口通道122与出口通道121断开，截止阀10开启时，进口通道122与出口通道121连通；所述动力活塞7设置于泵体12内部下侧，其一端与出口通道121连通、另一端通过卡扣70与罐体活塞80连接，动力活塞7与罐体活塞80通过活塞杆的面接触进行动力传送；所述动力活塞7与泵体12滑动配合；所述动力活塞7外围设置有第二密封圈71，以此保证密封性；所述油脂罐体8内设置有油脂腔82，油脂腔82内充填有油脂；所述罐体活塞80与油脂腔82滑动配合；所述罐体活塞80外围设置有第三密封圈81，以此保证油脂腔82的密封性；所述动力活塞7的承压面积大于罐体活塞80；所述油脂罐体8和底盘9内部设置有油脂出口90；所述油脂出口90与油脂腔82连通。

当油脂用尽，油脂罐体8以及内部的罐体活塞80进行整体更换，拆卸时，首先卸下底盘9及油脂罐体8，其内部的罐体活塞80与动力活塞7之间通过卡扣70连接，卡扣70在轻拉后即可实现解扣并将两者连接断开；重新安装时，将截止阀10打开，挤压动力活塞7使液体介质重回液囊100中，液囊100恢复原状，底盘9及油脂罐体8安装完毕后，将截止阀10关闭，注油器重回初始状态。

工作状态可分为初始状态、第一工作状态以及第二工作状态，本实施例的具体工作过程，叙述如下；

初始工作状态(图1)：压电叠堆3不施加驱动电压，截止阀10处于关闭状态；

第一工作状态(图2)：截止阀10关闭，对压电叠堆3施加正向电压，压电叠堆3开始收缩，并带动顶块4、隔膜14及活塞13向左运动，泵腔120容积增加，流体压力减小，进口阀11打开、出口阀6关闭，液囊100内液体介质经进口阀11进入泵腔120：

第二工作状态(图3)：当施加在压电叠堆3的交流电压反向，压电叠堆3开始伸长，通过顶块4带动隔膜14和活塞13向右运动，泵腔120容积减小，腔内流体压力增加，进口阀11关闭、出口阀6开启，泵腔120内液体介质经出口阀6流出，液体介质的压力不断上升挤压动力活塞7，带动罐体活塞80向右运动挤压油脂腔82内油脂并通过油脂出口90输出油脂。

在交变电压信号驱动下，第一、二工作状态反复转变可实现油脂罐体8内油脂的连续输出。同时液体介质挤压拥有较大承压面积的动力活塞7，进而推动罐体活塞80，可以获得液力放大效果，油脂腔82内油脂将拥有更大的驱动压力，油脂不易堵塞。