[實用新型]一種壓電慣性驅動液壓泵

有效

• 申請號: 201420838375.0
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN204436714U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 溫建明;郭和平;馬繼杰;張俊;劉曉靜
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于機電液一體化領域，具體涉及一種壓電慣性驅動液壓泵。

背景技術

壓電泵具有結構緊湊，響應特性好，便于精確控制等特點，在醫療/制藥、生物工程、化學分析、電子器件冷卻以及燃料供給等方面具有廣闊的應用前景。目前，以壓電陶瓷為驅動元件實現液體傳輸的壓電泵有多種形式，根據是否有閥，壓電泵可分為有閥壓電泵(如主動閥壓電泵、被動閥壓電泵)和無閥壓電泵(如錐形管壓電泵、Tesla異形管壓電泵、Y形管壓電泵、蠕動式壓電泵以及新型仿魚鰭式壓電泵等)。

無閥壓電泵因為沒有閥的限制可使泵在很高頻率下工作，其結構簡單制造工藝要求不高，具有獨特的發展前景。但是因為沒有單向閥，泵工作時液體回流現象嚴重，泵的工作壓力和截止性下降。故無閥壓電泵的缺點就是自吸能力差，輸出流量和壓力較小。

有閥壓電泵體積小、耗能低、無噪聲、無電磁干擾、適于微小型化、可根據施加電壓或頻率精確控制輸出流量等特點在醫療/制藥、生物工程及化學分析等方面具有廣闊的應用前景。不足之處是輸出壓力有限。因為現有提高壓電泵驅動能力采取的方法主要是施加高頻、高壓信號，高輸入電壓不利于電源集成化且壓電陶瓷易損壞，高頻驅動閥的響應跟不上并造成額外的壓力損失。

壓電泵的發展趨勢為微小化、流量大及輸出壓力高，來滿足電子器件冷卻、藥物輸送、燃料電池燃料供給等領域的要求，目前的壓電泵在輸出流量、壓力等方面還不能完全滿足各種領域的需求。

本實用新型提出以壓電晶片或壓電疊堆為驅動源，利用慣性驅動原理，通過套筒帶動活塞往復運動，實現液體定向輸送。

發明內容

本實用新型提供一種壓電慣性驅動液壓泵，以解決壓電泵輸出流量和壓力小、不能滿足實際需要的問題。本實用新型采取的技術方案是：采用壓電慣性驅動系統作為驅動單元，套筒的往復運動通過活塞桿傳遞給活塞，配合單向閥實現液體定向輸送。

本實用新型一種實施方式是：液壓泵采用矩形壓電雙晶片作為驅動源，壓電雙晶片與連桿、摩擦塊、套筒構成慣性驅動系統，活塞、泵體、出口、入口及單向閥共同構成泵腔。

本實用新型一種實施方式是：液壓泵采用壓電疊堆作為驅動源，壓電疊堆與摩擦塊、套筒構成慣性驅動系統，活塞、泵體、出口、入口及單向閥共同構成泵腔。

本實用新型利用壓電慣性驅動機構直線往復運動，通過液體介質實現運動轉換和動力傳遞，進而將壓電晶片或壓電疊堆的高頻微幅振動轉換為液體大流量、高壓力輸出。

本實用新型的一個實施方式中，包含至少一個壓電雙晶片、連桿、摩擦塊、套筒、活塞及泵體等部分。所述壓電雙晶片在非對稱性電信號作用下共振，由于變形速度不同，在粘滑原理作用下，套筒直線運動，帶動活塞直線運動，改變泵腔的容積；當活塞向左運動時，泵腔容積變大，壓力降低，致使進口單向閥開啟，出口單向閥關閉，液體進入泵腔；當活塞向右運動時，泵腔容積變小，壓力增大，致使進口單向閥關閉，出口單向閥開啟，液體從泵腔流出，至此完成一個工作循環。當壓電雙晶片在交變電壓作用下連續工作時，可實現液體的持續輸出。

本實用新型的另一個實施方式中，包含至少一個壓電疊堆、摩擦塊、套筒、活塞及泵體等部分。所述壓電疊堆在非對稱性電信號作用下共振，套筒帶動活塞直線運動，改變泵腔的容積，配合單向閥，實現液體的持續輸出。

本發明的優點在于：結構新穎，結合壓電慣性驅動與壓電液體驅動技術實現高頻、低壓電信號輸入轉化為低頻、高輸出壓力和流量的液體輸出。高頻共振狀態下壓電陶瓷能量轉化效率高，驅動能力強，有利于提高泵的輸出壓力；低壓電信號有利于驅動電源集成化設計制作；低頻、高輸出壓力液體輸出可滿足藥物輸送、燃料供給等領域的使用要求。

附圖說明

圖1是本實用新型壓電雙晶片慣性驅動液壓泵的結構示意圖；

圖2是本實用新型壓電疊堆慣性驅動液壓泵的結構示意圖；

圖3是本實用新型壓電慣性驅動液壓泵的驅動電信號波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明具體實施方式：