CN108722788A - 一种压电陶瓷喷射点胶阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种压电陶瓷喷射点胶阀，涉及了流体控制技术领域，包括基座、连接器、柔性铰链、压电陶瓷、撞针组件、流体槽、喷嘴组件以及料筒接头；连接器安装在基座的上端面；压电陶瓷、柔性铰链以及撞针组件封装于基座的容置空间；撞针组件组合安装在柔性铰链的前端上，压电陶瓷安装在柔性铰链上，并与连接器以电路的形式连接；流体槽安装在所述基座的下端面，料筒接头安装在流体槽右端的侧面。本实施例中利用压电陶瓷的高频响应性能以及高刚性，使其实现高频率喷射点胶以及实现超微量点胶，且在实现同样的点胶效果的同时，本实施例中上撞针和下撞针的位移相比传统气动喷射阀要小很多，降低了上撞针和下撞针的磨损，使其点胶效果更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及了流体控制技术领域，特别是涉及了一种压电陶瓷喷射点胶阀。
背景技术
目前，现有的点胶技术大致可分为传统接触式点胶和传统气动喷射点胶。
传统接触式点胶是依靠点胶针头引导胶液与基板接触,延时一段时间使胶液浸润基板,然后点胶针头向上运动,胶液依靠和基板之间的黏性力与点胶针头分离,从而在基板上形成胶点，由于是接触式点胶，每一次点胶的过程中都必须与基板或者电路板接触，点胶针头需要抬起和下降，从而导致点胶的速率慢，且胶点的一致性差。
传统气动喷射点胶是通过高压作用，使胶液获取足够大动能，并以一定速度喷射到基板上；传统气动喷射点胶的缺点在于：撞针运动靠气压和弹簧驱动，响应慢，频率低，难以实现高频率喷射点胶以及微量喷射；撞针体积大，质量大，使得系统响应时间长；点胶过程中为了获得较大的动能，撞针行程比较大，导致撞针磨损严重。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种压电陶瓷喷射点胶阀，主要解决了现有喷射阀难以实现高频率喷射点胶以及微量喷射、撞针体积过大以及撞针行程大导致撞针磨损严重的问题。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
本发明所提供的一种压电陶瓷喷射点胶阀，包括基座、连接器、柔性铰链、压电陶瓷、撞针组件、流体槽、喷嘴组件以及料筒接头；
所述连接器安装在所述基座的上端面，所述连接器用于接入外部的电压信号；
所述基座的内部加工有容置空间，所述柔性铰链安装在所述容置空间内，所述撞针组件组合安装在所述柔性铰链的前端上，所述柔性铰链用于带动所述撞针组件在垂直方向上上下运动；
所述压电陶瓷安装在所述柔性铰链上，并与所述连接器以电路的形式相连，所述连接器将外部的电压信号传输到所述压电陶瓷，所述压电陶瓷作用于所述柔性铰链，并使所述所述柔性铰链发生形变；
所述流体槽安装在所述基座的下端面，所述流体槽的下部与所述喷嘴组件组合安装；
所述料筒接头安装在所述流体槽的侧面，所述料筒接头用于连接料筒容器。
作为本发明的进一步改进，所述撞针组件包括上撞针、螺母以及第一垫圈；
所述柔性铰链的前端加工有通孔，所述上撞针穿过所述通孔，并与所述螺母和所述第一垫圈组合安装在所述柔性铰链的前端上。
作为本发明的进一步改进，所述撞针组件包括下撞针以及撞针导向套；
所述下撞针与所述上撞针接触，所述上撞针和所述下撞针在接触处设置有凸起；所述基座的下端加工有定位孔，所述撞针导向套安装在所述定位孔内；
所述撞针导向套内部中空，所述下撞针穿过所述撞针导向套中间的孔，所述下撞针在所述撞针导向套中间的孔内上下运动，所述撞针导向套用于固定所述下撞针的运动方向。
作为本发明的进一步改进，所述撞针组件包括预紧弹簧以及复位弹簧；
所述预紧弹簧设置在所述第一垫圈的下方，所述预紧弹簧的上端面顶在所述第一垫圈的下方，所述预紧弹簧的下端面顶在所述基座上；
所述复位弹簧设置在所述预紧弹簧的内部，所述复位弹簧的上端面顶在所述下撞针的上端面上，所述复位弹簧的下端面顶在所述撞针导向套上。
作为本发明的进一步改进，所述流体槽上加工有用于储存液体的腔体，所述腔体内安装有第二垫圈以及泛塞圈，所述第二垫圈和所述泛塞圈压紧并固定于所述撞针组件和所述流体槽之间。
作为本发明的进一步改进，所述流体槽的内部还加工有孔槽，所述孔槽一端与所述腔体连通，另一端与所述料筒接头连通，所述孔槽用于将所述料筒接头内的液体输送到所述腔体内。
作为本发明的进一步改进，所述料筒接头固定安装在所述流体槽的右侧，所述料筒接头内设有与所述孔槽对齐的倾斜小孔，所述倾斜小孔与所述孔槽连通；
所述倾斜小孔上端连接料筒容器，所述料筒容器的液体通过所述倾斜小孔和所述孔槽输送到所述腔体内进行补充；
所述输液管与所述倾斜小孔的连通处装设有O型圈，所述O型圈用于密封所述输液管与所述倾斜小孔连通处的缝隙。
作为本发明的进一步改进，所述喷嘴组件包括喷嘴螺帽、导向环以及喷嘴；
所述导向环安装在喷嘴螺帽的内部，所述喷嘴螺帽的内壁上加工有与设于所述流体槽下部的细牙螺纹相匹配的内螺纹，通过所述细牙螺纹与所述内螺纹，将所述喷嘴螺帽连接在所述流体槽的下部；
所述喷嘴螺帽的下端加工有固定槽，所述喷嘴安装在所述固定槽中；所述导向环的下端加工凹槽，所述凹槽的形状与所述喷嘴上端的形状匹配，所述凹槽用于定位所述喷嘴，并将所述喷嘴锁紧在所述喷嘴螺帽与所述导向环之间；
所述导向环为内部中空的结构，且所述导向环中间的孔与所述腔体连通；所述导向环的径向安装有密封圈，所述密封圈用于密封所述腔体与所述导向环连通处的缝隙。
作为本发明的进一步改进，所述压电陶瓷喷射点胶阀还包括固定安装在所述基座的容置空间的电路板，所述电路板与所述压电陶瓷电性连接；
所述电路板上封装有控制芯片，所述控制芯片用于实时、准确地监控所述压电陶瓷的工作状态。
作为本发明的进一步改进，所述压电陶瓷喷射点胶阀还包括盖板，所述盖板的大小与所述基座内设的容置空间大小匹配，所述盖板将所述电路板、压电陶瓷、柔性铰链以及撞针组件封装于所述容置空间内。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本实施例中利用压电陶瓷的高频响应性能以及高刚性，使所述压电陶瓷喷射点胶阀容易实现高频率喷射点胶以及实现超微量点胶，且在实现同样的点胶效果的同时，本实施例中设置的上撞针和下撞针的位移相比传统气动喷射阀要小很多，大大的降低了上撞针和下撞针的磨损，使得上撞针和下撞针的寿命更长，点胶效果更稳定；本实施例所述撞针组件以及所述喷嘴组件的结构简单，具有易更换、易拆装、易清洁的优点。
附图说明
图1为本发明实施例所述的压电陶瓷喷射点胶阀的部分剖面结构示意图；
图2为本发明实施例所述的压电陶瓷喷射点胶阀的整体结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参照图1所示，为本发明实施例所述的压电陶瓷喷射点胶阀的部分剖面结构示意图，所述压电陶瓷喷射点胶阀包括基座100、连接器200、柔性铰链300、压电陶瓷400、撞针组件500、流体槽600、喷嘴组件700以及料筒接头800；
所述连接器200安装在所述基座100的上端面，所述连接器200为信号接口，所述连接器200用于接入外部的电压信号；所述基座100的内部加工有容置空间，所述柔性铰链300安装在所述容置空间内，所述撞针组件500组合安装在所述柔性铰链300的前端上，所述柔性铰链300为传动机构，用于带动所述撞针组件500在垂直方向上上下运动，并消除传动过程中的空程和机械摩擦；所述压电陶瓷400安装在所述柔性铰链300上，并与所述连接器200以电路的形式相连，所述连接器200将外部的电压信号传输到所述压电陶瓷400，所述压电陶瓷400作用于所述柔性铰链300，并使所述柔性铰链300发生形变；所述流体槽600安装在所述基座100的下端面，所述流体槽600的下部与所述喷嘴组件700组合安装；所述料筒接头800安装在所述流体槽600的侧面，所述料筒接头800用于连接料筒容器(图未示)。
结合图1虚线框内的放大部分，本实施例中所述的虚线框并不在本发明的保护范围之内；所述撞针组件500包括上撞针510、下撞针520、撞针导向套530、预紧弹簧540、复位弹簧550、螺母560以及第一垫圈570；所述柔性铰链300的前端加工有通孔，所述上撞针510穿过所述通孔，并与所述螺母560和所述第一垫圈570组合安装在所述柔性铰链300的前端上，所述柔性铰链300带动所述上撞针510在垂直方向上上下运动；所述基座100的下端加工有定位孔，所述撞针导向套530固定安装在所述定位孔内；所述撞针导向套530内部中空，所述下撞针520穿过所述撞针导向套530中间的孔，所述下撞针520在所述撞针导向套530中间的孔内上下运动，所述撞针导向套530用于固定所述下撞针的运动方向；所述预紧弹簧540设置在所述第一垫圈570的下方，且所述预紧弹簧540的上端面顶在所述第一垫圈570下方，其下端面顶在所述基座100上；所述复位弹簧550设置在所述预紧弹簧540的内部，所述复位弹簧550的上端面顶在所述下撞针520的上端面上，其下端面顶在所述撞针导向套530上；所述下撞针520与所述上撞针510接触，具体的，通过控制所述上撞针510上下运动来撞击所述下撞针520，所述上撞针510和所述下撞针520在接触处设置有凸起，所述凸起便于所述上撞针510撞击所述下撞针520；本实施例中，所述撞针导向套530的端部加工有排胶槽(图未示)，所述排胶槽用于收纳和释放所述流体槽600内渗漏出的液体，防止因液体渗漏到所述撞针导向套530以及所述基座100的内部而对相关器件造成损坏。
本发明实施例中所述的预紧弹簧540的弹力通过所述柔性铰链300放大并作用于所述压电陶瓷400的端面上，用于补偿所述压电陶瓷400在充放电过程中所产生的动态惯性力，使所述压电陶瓷400能够进行高频率的定位运动；具体为：当所述压电陶瓷400充电时，所述压电陶瓷400伸长产生从而产生推力，使所述柔性铰链300发生形变，由于所述压电陶瓷400和所述柔性铰链300的高刚性，从而克服所述预紧弹簧540的阻力，使所述上撞针510向下运动；当所述压电陶瓷400放电时，所述压电陶瓷400收缩，所述柔性铰链300在自身的弹力作用和所述预紧弹簧540的作用下恢复到原始状态，并使所述上撞针510向上运动；在本实施例中，通过调整所述压电陶瓷400的电压信号，可相应调整所述撞针组件500上下位移的距离，实现对撞针组件500位移的精确定位。
在本发明的实施例中，所述柔性铰链300为类杠杆的传动机构，所述上撞针510在所述柔性铰链300带动下在垂直方向上上下运动的过程中，所述上撞针510可能会沿着其中心轴线发生偏移；可选的，本实施例中所述上撞针510的端部为球面或曲面，用于减小所述上撞针510在偏移过程中与所述下撞针520间的摩擦力。
在本实施例中，所述流体槽600上加工有腔体610，所述腔体610内安装有第二垫圈611以及泛塞圈612，所述第二垫圈611和所述泛塞圈612从上至下依次压紧并固定于所述撞针组件500的下端和所述流体槽600之间，所述泛塞圈22为U型铁氟龙内装特殊弹簧的高性能密封件，由特殊弹簧提供适当的弹力以及所述腔体610内流体的压力，将其上密封面顶出以对所述腔体610生成非常优异的密封效果；本实施例中所述的腔体610用于储存液体，其中，所述液体包括胶水、电解液或溶剂等；所述流体槽600的内部还加工有孔槽620，所述孔槽620一端与所述腔体610连通，另一端与所述料筒接头800连通，所述孔槽620用于将所述料筒接头800内的液体输送到所述腔体610内；本实施例中所述的孔槽620的通道很短，且所述孔槽620设置为在所述腔体610连通处由低向高倾斜向所述料筒接头800连通处，该结构有利于减小液体在孔槽620内输送的压力，同时有利于所述腔体610液体内气泡的排出，保证点胶精度。
在本发明的实施例中，所述喷嘴组件700包括喷嘴螺帽710、导向环720以及喷嘴730；
所述导向环720安装在喷嘴螺帽710的内部，所述喷嘴螺帽710的内壁上加工有与设于所述流体槽600下部的细牙螺纹相匹配的内螺纹，通过所述细牙螺纹与所述内螺纹，将所述喷嘴螺帽710螺纹连接在所述流体槽600的下部；所述喷嘴螺帽710的下端加工有固定槽，所述固定槽用于安装所述喷嘴730；所述导向环720的下端加工凹槽，所述凹槽的形状与所述喷嘴730上端的形状匹配，所述凹槽用于定位所述喷嘴730，并将所述喷嘴730锁紧在所述喷嘴螺帽710与所述导向环720之间；所述导向环720为内部中空的结构，且所述导向环720中间的孔与所述腔体610连通，即所述腔体610内储存的液体可通过所述导向环720中间的孔输送到所述喷嘴730内；可选的，在所述导向环720的径向安装有密封圈740，所述密封圈740用于密封所述腔体610与所述导向环720连通处的缝隙。
在本实施例中，所述下撞针520向下运动，分别贯穿所述撞针导向套530与所述导向环720中间的孔，并撞击所述喷嘴730内的液体以获得足够大的动能，使液体从所述喷嘴730的小孔喷出；本实施例中所述喷嘴730的高度可根据螺纹进行调节，有利于减少所述下撞针520与所述喷嘴730撞击时的磨损，增加所述下撞针520的使用寿命。
在本发明的实施例中，所述料筒接头800固定安装在所述流体槽600的右侧，所述料筒接头800内设有与所述孔槽620对齐的倾斜小孔810，且所述倾斜小孔810与所述孔槽620连通；所述倾斜小孔810上端连接料筒容器，所述料筒容器的液体通过所述倾斜小孔810和所述孔槽620输送到所述腔体610内进行补充；本实施例中所述倾斜小孔810与所述孔槽620的连通处装设有O型圈820，所述O型圈820用于密封所述倾斜小孔810与所述孔槽620连通处的缝隙，防止液体输送过程中渗漏。
在本发明的实施例中，所述腔体610内还设有阀门(图未示)，所述阀门用于控制液体的输送；具体为：在所述撞针组件500向下运动时，所述阀门关闭，所述撞针组件500撞击所述腔体610内部的液体，使其获得足够大的动能，并从所述喷嘴组件700喷出；在所述撞针组件500向上运动时，所述阀门开启，与所述料筒接头800上端连接的料筒容器内的液体在外部压力作用下通过所述倾斜小孔810和所述孔槽620输送到所述腔体610内进行补充。
在本发明的实施例中，所述压电陶瓷喷射点胶阀还包括固定安装在所述基座100的容置空间的电路板900，所述电路板900与所述压电陶瓷400电性连接，所述电路板900上封装有控制芯片，可通过对所述控制芯片进行单片机编程，从而实时、准确地监控所述压电陶瓷400的工作状态，并对其使用次数进行记录和设定，提高所述压电陶瓷400的使用寿命。
参照图2所示，为本发明实施例所述的压电陶瓷喷射点胶阀的整体结构示意图，所述压电陶瓷喷射点胶阀还包括盖板110，所述盖板110的大小与所述基座100内设的容置空间大小相匹配，所述盖板110将所述电路板900、所述压电陶瓷400、所述柔性铰链300以及所述撞针组件500封装于所述容置空间内。
在本发明的实施例中，所述压电陶瓷喷射点胶阀的工作原理如下：
通过向料筒接头800内灌注液体并排除气泡，调节所述压电陶瓷400的电压信号，设定所述撞针组件500的上下位移距离，以适应产品的点胶需求，具体的：
通过所述孔槽620将所述腔体610内的空气排出，以保证点胶精度；
所述连接器200连接外部电压信号，并将所述外部电压信号传输到所述压电陶瓷400，使所述压电陶瓷400充电，从而驱动所述柔性铰链300发生形变，带动所述上撞针510向下运动，所述上撞针510撞击所述下撞针520，并使所述下撞针520向下运动，此时阀门关闭，所述下撞针520以撞击所述喷嘴730内的液体，使所述液体获得动能，并从所述喷嘴730的小孔喷出；
当压电陶瓷400放电时，所述柔性铰链300在其自身弹力和所述预紧弹簧540作用下恢复到原始状态，并带动所述上撞针510向上运动；所述下撞针520在所述复位弹簧550的作用下向上运动，此时阀门打开，所述料筒接头800内的液体在外部压力作用下通过所述倾斜小孔810和所述孔槽620输送到所述腔体610内进行补充；如此反复，本实施例所述的压电陶瓷点胶阀可实现连续喷射点胶的效果。
本实施例中利用所述压电陶瓷400的高频响应性能以及高刚性，使所述压电陶瓷喷射点胶阀更容易实现高频率喷射点胶以及实现超微量点胶，且在实现同样的点胶效果的同时，本实施例中设置的上撞针510和下撞针520的位移相比传统气动喷射阀要小很多，大大的降低了上撞针510和下撞针520的磨损，使得上撞针510和下撞针520的寿命更长，其点胶效果更稳定；本实施例中所述的压电陶瓷400的定位精度可以达到纳米级别，增强所述撞针组件500位置的一致性，使所述压电陶瓷喷射点胶阀的点胶量更加稳定；本实施例所述撞针组件500以及所述喷嘴组件700的结构简单，具有易更换、易拆装、易清洁的优点。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：包括基座、连接器、柔性铰链、压电陶瓷、撞针组件、流体槽、喷嘴组件以及料筒接头；
所述连接器安装在所述基座的上端面，所述连接器用于接入外部的电压信号；
所述基座的内部加工有容置空间，所述柔性铰链安装在所述容置空间内，所述撞针组件组合安装在所述柔性铰链的前端上，所述柔性铰链用于带动所述撞针组件在垂直方向上上下运动；
所述压电陶瓷安装在所述柔性铰链上，并与所述连接器以电路的形式相连，所述连接器将外部的电压信号传输到所述压电陶瓷，所述压电陶瓷作用于所述柔性铰链，并使所述所述柔性铰链发生形变；
所述流体槽安装在所述基座的下端面，所述流体槽的下部与所述喷嘴组件组合安装；
所述料筒接头安装在所述流体槽的侧面，所述料筒接头用于连接料筒容器。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述撞针组件包括上撞针、螺母以及第一垫圈；
所述柔性铰链的前端加工有通孔，所述上撞针穿过所述通孔，并与所述螺母和所述第一垫圈组合安装在所述柔性铰链的前端上。
3.根据权利要求2所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述撞针组件包括下撞针以及撞针导向套；
所述下撞针与所述上撞针接触，所述上撞针和所述下撞针在接触处设置有凸起；所述基座的下端加工有定位孔，所述撞针导向套安装在所述定位孔内；
所述撞针导向套内部中空，所述下撞针穿过所述撞针导向套中间的孔，所述下撞针在所述撞针导向套中间的孔内上下运动，所述撞针导向套用于固定所述下撞针的运动方向。
4.根据权利要求3所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述撞针组件包括预紧弹簧以及复位弹簧；
所述预紧弹簧设置在所述第一垫圈的下方，所述预紧弹簧的上端面顶在所述第一垫圈的下方，所述预紧弹簧的下端面顶在所述基座上；
所述复位弹簧设置在所述预紧弹簧的内部，所述复位弹簧的上端面顶在所述下撞针的上端面上，所述复位弹簧的下端面顶在所述撞针导向套上。
5.根据权利要求1所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述流体槽上加工有用于储存液体的腔体，所述腔体内安装有第二垫圈以及泛塞圈，所述第二垫圈和所述泛塞圈压紧并固定于所述撞针组件和所述流体槽之间。
6.根据权利要求5所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述流体槽的内部还加工有孔槽，所述孔槽一端与所述腔体连通，另一端与所述料筒接头连通，所述孔槽用于将所述料筒接头内的液体输送到所述腔体内。
7.根据权利要求6所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述料筒接头固定安装在所述流体槽的右侧，所述料筒接头内设有与所述孔槽对齐的倾斜小孔，所述倾斜小孔与所述孔槽连通；
所述倾斜小孔上端连接料筒容器，所述料筒容器的液体通过所述倾斜小孔和所述孔槽输送到所述腔体内进行补充；
所述输液管与所述倾斜小孔的连通处装设有O型圈，所述O型圈用于密封所述输液管与所述倾斜小孔连通处的缝隙。
8.根据权利要求7所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述喷嘴组件包括喷嘴螺帽、导向环以及喷嘴；
所述导向环安装在喷嘴螺帽的内部，所述喷嘴螺帽的内壁上加工有与设于所述流体槽下部的细牙螺纹相匹配的内螺纹，通过所述细牙螺纹与所述内螺纹，将所述喷嘴螺帽连接在所述流体槽的下部；
所述喷嘴螺帽的下端加工有固定槽，所述喷嘴安装在所述固定槽中；所述导向环的下端加工凹槽，所述凹槽的形状与所述喷嘴上端的形状匹配，所述凹槽用于定位所述喷嘴，并将所述喷嘴锁紧在所述喷嘴螺帽与所述导向环之间；
所述导向环为内部中空的结构，且所述导向环中间的孔与所述腔体连通；所述导向环的径向安装有密封圈，所述密封圈用于密封所述腔体与所述导向环连通处的缝隙。
9.根据权利要求1所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述压电陶瓷喷射点胶阀还包括固定安装在所述基座的容置空间的电路板，所述电路板与所述压电陶瓷电性连接；
所述电路板上封装有控制芯片，所述控制芯片用于实时、准确地监控所述压电陶瓷的工作状态。
10.根据权利要求9所述的压电陶瓷喷射点胶阀，其特征在于：所述压电陶瓷喷射点胶阀还包括盖板，所述盖板的大小与所述基座内设的容置空间大小匹配，所述盖板将所述电路板、压电陶瓷、柔性铰链以及撞针组件封装于所述容置空间内。
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