[發明專利]一種基于超磁致伸縮轉換器的高精度高頻微泵

無效

• 申請號: 201310535623.4
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103603793A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 王傳禮;田冬林;鄧海順;邱大龍;寇旗旗;何濤
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及超磁致伸縮材料的應用，具體涉及一種基于超磁致伸縮轉換器的高精度高頻微泵，屬液壓泵控制技術領域。?

背景技術

傳統液壓泵通常采用電機驅動，使得液壓泵結構復雜、體積較大，無法適應微小流量控制領域。與現有的微泵相比，目前主要是薄膜型微泵，其結構多采用薄片狀驅動材料，通過手工粘貼等方式使得驅動材料粘附在振動薄膜上。這種型式結構簡單，成本較低，但由于受驅動材料與振動薄膜連接工藝的影響，使得現有的各種薄膜型微泵具有輸出功率小，輸出壓力小等缺點。因此現有的微泵難以滿足高精度加工、航空航天、核工業等提出的響應速度快、輸出壓力大、頻寬高等要求，故如何提高微泵的響應速度、輸出壓力、控制精度等已成為微泵的一個重要發展趨勢。?

在液壓傳動與控制系統中，利用新型功能材料研制高性能的驅動與控制等元件，一直是近年來國內外專家研究的熱點之一，超磁致伸縮材料在液壓控制元件中的應用尤其引人注目。超磁致伸縮材料是繼稀土永磁，稀土磁光和稀土高溫超導材料之后的又一種重要的新型功能材料，其被譽為21世紀的戰略性材料。基于超磁致伸縮材料的新型轉換器具有響應速度快、頻寬高、輸出位移大、結構相對簡單和易于微型化等特點，利用其取代力馬達，可提高微泵的響應速度和控制精度。?

發明內容

本發明的目的是針對現有微泵存在的輸出功率小，輸出壓力小等缺陷，利用超磁致伸縮材料響應速度快、輸出壓力大、頻寬高等優異性能，設計一種針對高精度間歇性工作環境的復合溫度補償超磁致伸縮轉換器和無摩擦柔性鉸鏈輸出密封腔，提出了一種基于超磁致伸縮轉換器的高精度高頻微泵，從而提高微泵的輸出精度，簡化微泵的結構，實現泵的微型化等。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種基于超磁致伸縮轉換器的高頻微泵，其結構特點在于：?

由超磁致伸縮棒、位于超磁致伸縮棒周圍的復合溫度補償控制裝置、位于超磁致伸縮棒?右端的無摩擦柔性鉸鏈輸出泵腔機構、位于超磁致伸縮棒左端的預壓螺釘和柔性鉸鏈輸出桿右端的預壓彈簧的預壓裝置、位于柔性鉸鏈輸出桿左端的超磁致伸縮轉換器裝置組成；?

所述復合溫度補償控制裝置包括左外端蓋、蝶形彈簧1、左內端蓋、蝶形彈簧2、熱補償內套筒、相變材料和熱補償外套筒。其中熱補償內套筒和熱補償外套筒通過細牙螺紋相連接，內部形成密封腔，在其內部充入相變材料，相變材料選取Na₂SO₄·10H₂O、Na₂CO₄·10H₂O、CH₃COONa·3H₂O按一定比例配方，并用硼砂作過冷抑制劑，交聯聚丙烯酸鈉作分相防止劑。?

所述無摩擦柔性鉸鏈輸出泵腔機構包括柔性鉸鏈輸出桿、外殼和右端蓋。外套與右端蓋之間通過螺栓連接并配有O型密封氈圈，柔性鉸鏈輸出桿與外套過盈配合，以保證泵腔的密封性。后端蓋上開兩個圓孔分別與吸液單向閥和排液單向閥相接，實現泵的吸排液。?

所述預壓裝置包括調節螺釘、左外端蓋、蝶形彈簧1、左內端蓋、蝶形彈簧2、柔性鉸鏈輸出桿和預壓彈簧。調節螺釘與左外端蓋過渡配合、與左內端蓋采用螺紋連接。預壓彈簧直接套在柔性鉸鏈輸出桿的端面桿上。?

所述超磁致伸縮轉換器裝置包括沿調節螺釘的軸向位置依次有左外端蓋、蝶形彈簧1、左內端蓋、蝶形彈簧2、超磁致伸縮棒、柔性鉸鏈輸出桿、以及繞于超磁致伸縮棒周圍的復合溫度補償控制裝置、線圈架、驅動線圈、偏置線圈。溫度補償裝置可沿超磁致伸縮棒左右滑動，在蝶形彈簧的作用下復位，實現熱膨脹自動線補償。?

所述熱補償內套筒、熱補償外套筒和線圈架均采用導磁率較小的材料，以保證減少磁致伸縮棒上的磁漏，提高磁場的利用率。?

所述調節螺釘、超磁致伸縮棒、柔性鉸鏈輸出桿、預壓彈簧構成預壓力機構。同時調節螺釘預緊力與預壓彈簧預壓力相等，在軸心方向上相互抵消。?

所述柔性鉸鏈輸出桿凹口形狀采用直圓和導圓混合型柔性鉸鏈，并取材料為剛度系數偏小的UHMWPE材料。?

所述右端蓋在與外殼配合處設有一圓環凸臺，便于安裝定位以及有效減小泵腔空間，提高泵腔真空度，從而增大微泵的自吸液能力。?

本發明與背景技術相比，具有的有益效果是：?