一種柱塞式壓電疊堆泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓電栗，特別涉及一種柱塞式壓電疊堆栗。
【背景技術】
[0002]隨著微電子工業、材料及控制等技術的發展成熟，近年來微機電系統有了飛速的發展。作為微機電系統的一個重要分支，壓電疊堆栗由于能精確檢測和控制流量，在藥物微量輸送、燃料微量噴射、集成電子元件封裝、冷卻以及微量化學分析等方面有著重要的應用前景。壓電疊堆栗是一種由壓電振子驅動的容積栗，同傳統的機械式液壓栗相比，壓電疊堆栗具有結構簡單、體積小、無電磁干擾、流量及壓力可控性好等諸多優勢。實用新型專利“壓電疊堆栗”(申請公布號CN 101216027A)提出了一種大流量、高輸出壓力的新型壓電疊堆栗，其特征在于壓電疊堆在外加激勵的作用下推動柱塞，柱塞帶動金屬密封膜片上下運動從而實現栗腔容積變化，工作腔底部裝有兩個單向閥，為進水口單向閥和出水口單向閥，分別連通進、出水口，通過栗腔容積的變化實現液體的單向流入與流出。但壓電疊堆的伸縮變形能力極其微小、僅微米級，直接利用壓電疊堆驅動柱塞實現流體輸出的壓電栗的輸出流量還十分有限，無法滿足大流量的應用領域的需求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提出一種柱塞式壓電疊堆栗，以解決現有壓電疊堆栗的輸出流量小的問題。
[0004]實現本實用新型目的的技術方案是:一種柱塞式壓電疊堆栗，包括栗體、柱塞、氣缸、堵頭、殼體、預緊螺栓、壓電疊堆、第一預緊彈簧、密封圈、第二預緊彈簧、調節螺母;壓電疊堆通過預緊螺栓固定在殼體內，殼體下端面與氣缸上端面通過螺栓固定在一起，殼體上設有出氣孔;堵頭被置于氣缸內，第一預緊彈簧置于堵頭的下端面，并將堵頭緊緊的壓在殼體上，形成密封，通過調節預緊螺栓將壓電疊堆前端球頭頂在堵頭上;氣缸內設有氣孔，通過氣孔與外界高壓氣體相通，栗體上端面與氣缸的下端面通過螺栓固定在一起，柱塞置于栗體內，密封圈安裝在柱塞上，調節螺母通過螺紋固定在栗體上，通過堵頭、密封圈和柱塞將氣缸構成密封腔。
[0005 ]作為本實用新型的優化方案，栗體內設有入口單向閥、栗腔和出口單向閥。
[0006]作為本實用新型的優化方案，第二預緊彈簧置于栗腔內，第二預緊彈簧的一端壓著調節螺母，另一端壓著柱塞，通過調節螺母可以調節第二預緊彈簧的預緊力。
[0007]本實用新型具有積極的效果:I)通過柱塞系統克服了壓電疊堆輸出位移小的缺點，在不影響壓電疊堆工作頻率的情況下大幅度提高栗的輸出流量；
[0008]2)通過調節預緊螺母可以調節栗的輸出流量。
【附圖說明】
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[0009]附圖1:柱塞式壓電疊堆栗結構剖視示意圖。
[0010]附圖2:柱塞式壓電疊堆栗通電時結構剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0012]如圖1所示，一種柱塞式壓電疊堆栗，包括栗體1、柱塞2、氣缸3、堵頭4、殼體5、預緊螺栓6、壓電疊堆7、第一預緊彈簧8、密封圈9、第二預緊彈簧10、調節螺母11。壓電疊堆7通過預緊螺栓6固定在殼體5內，殼體5下端面與氣缸3上端面通過螺栓固定在一起，殼體5上設有出氣孔501。堵頭4被置于氣缸3內，第一預緊彈簧8置于堵頭4的下端面，并將堵頭4緊緊的壓在殼體5上，形成密封，通過調節預緊螺栓7將壓電疊堆8前端球頭頂在堵頭4上。氣缸3內設有氣孔301，通過氣孔301與外界高壓氣體相通。栗體I上端面與氣缸3的下端面通過螺栓固定在一起，柱塞2置于栗體I內，密封圈9安裝在柱塞2上，調節螺母11通過螺紋固定在栗體I上。通過堵頭4、密封圈9和柱塞2將氣缸構成密封腔。栗體I內設有入口單向閥101、栗腔102和出口單向閥103。第二預緊彈簧10置于栗腔103內，第二預緊彈簧10的一端壓著調節螺母11，另一端壓著柱塞2，通過調節螺母11可以調節第二預緊彈簧10的預緊力。
[0013]壓電疊堆栗非工作時，壓電疊堆8不通電，柱塞4在第一預緊彈簧8及高壓氣體的作用下緊緊的壓在殼體5上，作用在柱塞2上的高壓氣體力與第二預緊彈簧的力平衡，此時，栗腔102的容積最小。如圖2所示，壓電疊堆8通電、且在電壓不斷升高的半個工作周期內，壓電疊堆8開始伸長并推動堵頭4向下運動，堵頭4與殼體5分離，堵頭4與殼體5之間將產生縫隙，從氣孔301進入的高壓氣體將通過該縫隙從出氣孔501流出，氣缸3內的氣壓降低，作用在柱塞2上的壓力會隨之減小。在第二預緊彈簧10的作用下，柱塞2會向上運動至平衡為止，故栗腔102容積增大、其內流體壓力減小，從而使單向入口閥101開啟、單向出口閥103關閉，流體經單向入口閥101流入。
[0014]當驅動電壓換向，即驅動電壓由高到低的半個工作周期內，壓電疊堆7開始收縮，堵頭4在第一預緊彈簧8和高壓氣體的共同作用下向上運動至壓住殼體5為止，此時氣缸3再次形成密封腔，其內壓力迅速增加，柱塞2在氣體壓力的作用下向下運動，栗腔102的容積減小，單向入口閥102關閉，流體由單向出口閥103流出；當作用在柱塞上的氣體壓力與第二預緊彈簧10的力平衡時，壓電疊堆閥恢復常態，至此完成一個工作循環。通過調節預緊螺母11可以調節第二預緊彈簧10的預緊力，從而可以調節柱塞2平衡時的位置，即調節了壓電栗單次輸出流量。
【主權項】
1.一種柱塞式壓電疊堆栗，其特征在于包括栗體、柱塞、氣缸、堵頭、殼體、預緊螺栓、壓電疊堆、第一預緊彈簧、密封圈、第二預緊彈簧、調節螺母;所述壓電疊堆通過預緊螺栓固定在殼體內，所述殼體下端面與氣缸上端面通過螺栓固定在一起，所述殼體上設有出氣孔;所述氣缸內設有氣孔，所述氣孔與外界高壓氣體相通;所述栗體上端面與氣缸的下端面通過螺栓固定在一起，所述柱塞置于栗體內，密封圈安裝在柱塞上，所述調節螺母通過螺紋固定在栗體上，所述栗體內設有入口單向閥、栗腔和出口單向閥。
【專利摘要】本實用新型公開了一種柱塞式壓電疊堆泵，包括泵體、柱塞、氣缸、堵頭、殼體、預緊螺栓、壓電疊堆、第一預緊彈簧、密封圈、第二預緊彈簧、調節螺母；壓電疊堆通過預緊螺栓固定在殼體內，殼體下端面與氣缸上端面通過螺栓固定在一起，殼體上設有出氣孔，堵頭被置于氣缸內，第一預緊彈簧置于堵頭的下端面；氣缸內設有氣孔，通過氣孔與外界高壓氣體相通，泵體上端面與氣缸的下端面通過螺栓固定在一起，柱塞置于泵體內，密封圈安裝在柱塞上，泵體內設有入口單向閥、泵腔和出口單向閥。本實用新型采用柱塞系統克服了壓電疊堆輸出位移小的缺點，在不影響壓電疊堆工作頻率的情況下大幅度提高泵的輸出流量。
【IPC分類】F04B17/00
【公開號】CN205315220
【申請號】CN201620050972
【發明人】顧守東, 江海, 劉建芳, 孫立權, 路崧, 焦曉陽, 楊志剛, 楊洋, 呂慶慶, 崔建松
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月19日