[實用新型]一種磁致伸縮型微泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320722948.9
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN203670126U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 姜銀方;郭華杰;姜文帆;嚴琴;張偉;嚴有琪
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04B17/04
• 分類號: F04B17/04;F04B53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本實用新型屬于微量流體輸送領(lǐng)域，涉及一種利用超磁致伸縮材料伸縮性能驅(qū)動的微型泵。

背景技術(shù)

???近些年來，微電子系統(tǒng)、高性能材料（超磁致伸縮、形狀記憶合金）的研究不斷的促進著微泵的研究與發(fā)展，在醫(yī)藥（如液體檢測、藥物輸送）、生化（如基因篩選）、計算機（如CPU冷卻）、環(huán)境監(jiān)測等方面已顯示出廣闊的應用前景。

???微泵是主要有機械式和非機械式兩種。非機械式?jīng)]有任何傳動部件，包括電液力、磁液力、電滲等驅(qū)動方式，這些微泵輸出壓力小、流量小并且工作性能也往往受到流體性質(zhì)的影響。機械式微泵主要是通過改變腔體壓力的改變輸送液體，包括記憶合金驅(qū)動、壓電陶瓷片驅(qū)動、電磁驅(qū)動、靜電驅(qū)動熱驅(qū)動等多種驅(qū)動方式。其中，超磁致伸縮材料具有磁致伸縮率大，響應快速的特點，在微泵、微閥等方面前景可觀。目前國內(nèi)外以磁致伸縮材料驅(qū)動微泵主要以薄膜驅(qū)動，專利CN?1570381A已提供了一種稀土超磁致伸縮材料直接驅(qū)動的液壓泵，但流量較小；專利CN?102797667?A已提供了一種基于薄膜狀超磁致伸縮材料的微型泵，但膜式泵普遍存在輸出壓力較小的問題。

發(fā)明內(nèi)容

??針對現(xiàn)有膜式微泵缺陷，本實用新型提供一種棒狀磁致伸縮材料驅(qū)動的型微泵，利用磁致伸縮原理實現(xiàn)磁致伸縮棒長度方向的伸縮，經(jīng)過位移放大機構(gòu)放大后，帶動桿活塞往復運動改變密閉腔體容積，在實現(xiàn)微量液體輸送的同時，期望得到較大的輸出流量與輸出壓力。

??為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：由磁致伸縮驅(qū)動器、位移放大機構(gòu)和泵體部分組成；磁致伸縮驅(qū)動器包括螺釘、端蓋、筒狀外殼、上永磁鐵、線圈架、線圈、柔性套、磁致伸縮棒和下永磁鐵；所述筒狀殼體為圓筒狀，沿筒狀殼體的內(nèi)壁由下到上依次布置下圓筒狀的永磁鐵、帶有線圈的線圈架、上永磁鐵；所述圓筒狀的線圈架的內(nèi)壁設有柔性套，所述柔性套內(nèi)設有磁致伸縮棒，端蓋和筒狀外殼通過螺釘連接，連接后磁致伸縮棒上表面與端蓋貼合壓緊產(chǎn)生預緊力；泵體部分包括筒狀連接體、碟形彈簧、桿活塞、泵殼、進口閥、出口閥和螺栓；所述泵殼為兩個圓筒組成臺階狀圓筒，直徑小的圓筒設于下端，桿活塞設于直徑小的圓筒內(nèi)，桿活塞的活塞上端與碟形彈簧的中心固定連接，碟形彈簧的外圓下部緊貼臺階狀圓筒的臺階內(nèi)壁，所述筒狀連接體上、下端分別與筒狀外殼下端、泵殼上端連接，筒狀外殼與泵殼之間通過螺栓連接；所述泵殼底部安裝有進口閥和出口閥；所述位移放大機構(gòu)由兩個截面為矩形的桿組成，一根矩形桿的上表面緊貼磁致伸縮棒的的下端，一端設于筒狀連接體的內(nèi)槽中，另一端與一根矩形桿的上表面的連接；一根矩形桿的一端通過銷釘與筒狀連接體連接，另一端的下部設有突起物，突起物緊貼碟形彈簧的中心。筒狀連接體嵌在用螺栓連接的筒狀外殼和泵殼之間，用螺栓連接端蓋和筒狀連接體后，形成一個封閉的工作腔；所述工作腔由上而下設有上永磁鐵、線圈架、線圈、下永磁鐵、位移放大裝置、碟形彈簧、桿活塞；上、下永磁鐵產(chǎn)生偏置磁場，以利于提高磁致伸縮棒的工作效率，減小工作死區(qū)；線圈架內(nèi)裝有柔性套包裹的磁致伸縮棒，磁致伸縮棒上端與端蓋下底面接觸，下端與位移放大機構(gòu)接觸，位移放大機構(gòu)緊壓下方的碟形彈簧；碟形彈簧與桿活塞之間以焊接或其他方式連接形成整體，裝配時使碟形彈簧受壓，通過位移放大機構(gòu)壓迫磁致伸縮棒，為磁致伸縮棒提供預緊壓力。泵殼設有進口閥和出口閥連通泵殼腔體和外部進出水管，連接處用密封膠密封保證密封性能。磁致伸縮棒與線圈架內(nèi)層之間設有柔性套，填充空隙同時具有隔熱的效果。

????本使用新型的特點在于：位移放大機構(gòu)通過銷釘和筒狀連接體內(nèi)槽與筒狀連接體連接，組成位移放大裝置。銷釘截面為圓形，位移放大機構(gòu)與銷釘配合的孔為長方形截面，且長方形寬度等于圓直徑。

??本使用新型的特點還在于：磁致伸縮棒采用Tb-Dy-Fe合金材料，即鋱鏑鐵合金棒；線圈架采用隔熱性能良好的聚四氟乙烯；位移放大機構(gòu)用超硬鋁合金7075-T6板；碟形彈簧結(jié)構(gòu)特殊如圖5所示，選用彈簧鋼材料；泵體采用鋁合金材料，桿活塞為金屬體，桿活塞頭涂一層陶瓷，陶瓷層外涂有一層密封橡膠層。

??本實用新型的有益效果是：1、相比于膜式泵，在磁致伸縮棒長度方向變形量相同的情況下，桿活往復運動較薄膜形變產(chǎn)生腔體變形大，產(chǎn)生的流量較大。2、相比于膜式泵，桿活塞較薄膜剛度大，容易實現(xiàn)輸大的壓力輸出。3、體積小，噪音小，低壓驅(qū)動，能耗少。

附圖說明

?圖1為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

????圖2為本實用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。