[發明專利]一種基于壓電纖維復合材料驅動的工業潤滑用共振式慣性壓電泵

在審

• 申請號: 202110487777.5
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113202717A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 何麗鵬;胡殿彬;方相浩;杜名瑞;黃永新;黃燦;王晨升
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00;F04B53/10;F04B53/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及微流體機械領域，具體涉及一種基于壓電纖維復合材料驅動的工業潤滑用共振式慣性壓電泵,主要應用在工業潤滑油的輸送上，包括：機架、壓電振子、泵體等。所述的兩個相同的壓電振子分別固定在機架的兩端，壓電振子的另一端與泵體連接；所述的泵體由泵蓋、半球形球閥、彈簧、彈簧卡座、進水管、出水管、泵腔組成；半球形球閥與泵蓋內部進行連接，彈簧卡座通過彈簧與泵蓋內部相連接，彈簧卡座和泵腔進行螺栓連接，進水管和出水管分別與泵腔連接。本發明采用彈簧結構可以使泵體做大幅周期運動，同時具有較大的驅動力和振幅，因此可以提高壓電泵的輸出流量，并且采用外置球閥結構，具有可組裝拆卸方便等優點。

技術領域

本發明涉及一種基于壓電纖維復合材料驅動的工業潤滑用共振式慣性壓電泵，屬于微流體機械領域。

背景技術

隨著電子元器件的壽命提高,制約機械壽命的主要原因為機械部件的摩擦失效,而摩擦失效的重要原因是姿控飛輪因潤滑油供油不及時以及失效導致軸承處于貧油及半潤滑狀態。隨著對機械壽命延長的需求,傳統的被動式供油潤滑已經無法滿足要求因此需要提出一種可靠、可控且長效補充的主動供油方式。壓電材料其響應時間短、振動位移小能夠產生微量液滴噴射,因此可以結合壓電材料特性設計一種壓電潤滑用慣性壓電泵。

發明內容

本發明針對上述存在的問題,本文將一個慣性結構應用在壓電泵中，提出了一種基于壓電纖維復合材料驅動的工業潤滑用共振式慣性壓電泵。

本發明采用的技術方案是：一種基于壓電纖維復合材料驅動的工業潤滑用共振式慣性壓電泵，包括機架(1)、壓電振子(2)、泵腔(3)、泵蓋(4)、半球形球閥(5)、彈簧(6)、彈簧卡座(7)、進水管(3-1)、出水管(3-2)。所述機架(1)開設壓電振子卡槽(1-1),所述泵腔(3)開設進水管(3-1)、出水管(3-2)、卡槽(3-3),所述泵蓋(4)開設彈簧凹槽(4-1),球閥凹槽(4-2),壓電振子(2)由金屬基板(2-1)、壓電陶瓷(2-2)組成，壓電陶瓷(2-2)貼在金屬基板(2-1)上,彈簧卡座(7)開設彈簧卡槽(7-1),所述壓電振子(2)的兩端分別固定在機架(1)的壓電振子卡槽(1-1)和泵腔(3)的卡槽(3-3),彈簧(6)的兩端分別與泵蓋(4)的彈簧凹槽(4-1)的底面和彈簧卡座(7)的彈簧卡槽(7-1)的底面進行連接,半球形球閥(5)的端面和泵蓋(4)的球閥凹槽(4-2)進行連接，彈簧卡座(7)和泵腔(3)進行螺栓連接；

作為上述技術方案的進一步改進，當壓電泵系統發生共振時，壓電振子(2)利用結構的非線性特性，將在兩穩態點做大幅周期振動，由于該驅動原理,壓電泵的輸出流量正比于壓電振子的輸出力和位移，因此單周期內有更多的流體流入到進水管中，從而提高壓電泵的輸出性能；

作為上述技術方案的進一步改進，本發明采用懸臂梁結構和彈簧(6)共振系統可以使泵體做大幅周期運動，同時具有較大的驅動力和振幅，因此可以提高壓電泵的潤滑油輸送量；

作為上述技術方案的進一步改進，泵蓋(4)的外直徑要略小于泵腔(3)的內直徑，可以避免在振動過程中損壞；

作為上述技術方案的進一步改進，半球形球閥(5)采用柔性材質，可以避免在和進水管撞擊時，出現損壞的問題；

作為上述技術方案的進一步改進，泵腔(3)內設有彈簧卡座(7),防止彈簧長時間浸泡，避免生銹。

本發明的有益效果是：

此發明通過懸臂梁和彈簧系統，使泵體產生共振效果，加大泵體振幅，提高潤滑油輸送量；

此發明采用外置球閥結構，優點在于可以隨時查看泵的工作情況。

附圖說明

圖1所示為本發明的爆炸視圖。

圖2所示為本發明主剖視圖。

圖3所示為本發明泵腔的左剖視圖。