CN109973801A - 一种可重复利用的压电注油器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械设备润滑装置领域，具体涉及一种可重复利用的压电注油器。装置沿气体介质运动方向依次设置有上泵盖、壳体以及底盘，所述壳体内部自上而下依次安装有上泵体、下泵体、下泵盖以及油脂罐体，所述油脂罐体和底盘与壳体通过螺纹连接；所述上泵盖设置有进口通道；所述上泵体、下泵体、下泵盖分别设置有第一级压缩腔、第二级压缩腔、第三级压缩腔；出口通道分成两分支，一分支上安装有截止阀并与泄气通道连通，另一分支与动力活塞相通；所述动力活塞与罐体活塞通过卡扣连接；动力活塞的承压面积大于罐体活塞；罐体活塞进行油脂的推注。与现有的注油器相比，具有油脂利用率高、维护简单、驱动力大以及可重复使用等优势。
Description
技术领域
本发明属于机械设备润滑装置领域，具体涉及一种可重复利用的压电注油器。
背景技术
国内外设备维修的实践证明，润滑不良是机器设备发生故障的主要原因之一。润滑不良可以直接导致设备故障或首先引起零部件精度的降低，进而发展为机器设备故障。相比于人工润滑，自动润滑在设备润滑油量的精确性，润滑周期的准确性以及润滑油质量的保障性等方面存在明显优势。因此，机械设备的自动润滑受到国内外研究人员的持续关注，如中国专利CN108224046A提出一种智能防爆自动注油器，实现了无需人工操作，能够定时定量注脂，使用油设备全天候得到润滑护理；中国实用新型CN204986340U提出一种自动注油器，利用气体电池产生的气体压力推动活塞挤压油脂实现不间断连续润滑，同时具有体积小巧，结构简单，安装操作方便的优点。但现有自动注油器存在以下缺点：①直接通过泵腔与阀门输送油脂，油脂会存在残留，更换过程中，需对流道与阀门进行清洁处理，维护难度大，而一次性使用存在使用成本高，环境污染大等问题；②通过电机驱动的自动注油器实现自动注油主要依靠电机带动输出润滑脂，但由于电机及其配合结构的机械复杂程度的限制，体积往往较大且存在电磁干扰，不易于小型化与集成化；③由气体驱动的自动注油器，在使用过程中，所产生的气体存在输送压力小/流量小，不适合高粘性润滑脂的自动注油。上述缺点严重地阻碍了自动注油器在机械设备润滑中的发展。
发明内容
针对现有自动注油器存在的问题，本发明提出一种可重复利用的压电注油器，以下简称压电注油器。
本发明采取的技术方案是：沿气体介质运动方向外部依次设置有上泵盖、壳体以及底盘；所述壳体内部自上而下依次安装有上泵体、下泵体、下泵盖以及油脂罐体；所述压电振子由压电陶瓷晶片和金属基板同心粘结而成；所述上泵盖和上泵体之间配合第一密封圈设置有四组压电振子，四组压电振子圆周对称分布；所述上泵体在朝向四组压电振子一侧设置有第一级压缩腔；所述第一级压缩腔设置有进口阀；所述上泵盖设置有进口通道，进口通道一端与外界连通、另一端与进口阀连接，进口阀控制进口通道到第一级压缩腔的气体单向流动；所述上泵体与下泵体之间配合第一密封圈设置有两组压电振子，两组压电振子阵列对称分布；所述下泵体朝向压电振子一侧设置有第二级压缩腔；所述第二级压缩腔与第一级压缩腔之间设置有第一进出口阀，第一进出口阀控制第一级压缩腔到第二级压缩腔的气体单向流动；所述下泵体与下泵盖之间配合第一密封圈设置有一组压电振子；所述下泵盖在朝向压电振子一侧设置有第三级压缩腔；所述第三级压缩腔与第二级压缩腔之间设置有第二进出口阀，第二进出口阀控制第二级压缩腔到第三级压缩腔的气体单向流动；所述第三级压缩腔设置有出口阀；所述下泵盖内部设置有出口通道；所述出口通道一端与出口阀连接，另一端分为两分支，一分支与动力活塞相通、另一分支与截止阀连接；所述截止阀设置于出口通道与泄气通道之间，控制两者的通断，截止阀关闭时，出口通道与泄气通道断开，反之，则两者连通；所述泄气通道与外界大气相通；所述动力活塞设置于下泵盖内部下侧，其一端与出口通道连通、另一端通过卡扣与罐体活塞连接，动力活塞与罐体活塞通过活塞杆的面接触进行推力传送；所述动力活塞与下泵盖滑动配合；所述动力活塞外围设置有第二密封圈，以此保证密封性；所述油脂罐体内设置有油脂腔，油脂腔内充填有油脂；所述罐体活塞与油脂腔滑动配合；所述罐体活塞外围设置有第三密封圈，以此保证油脂腔的密封性；所述动力活塞的承压面积大于罐体活塞；所述油脂罐体和底盘内部设置有油脂出口；所述油脂出口与油脂腔连通。
当油脂用尽，油脂罐体以及内部的罐体活塞进行整体更换，拆卸时，首先卸下底盘及油脂罐体，其内部的罐体活塞与动力活塞之间通过卡扣连接，卡扣在轻拉后即可实现解扣并将两者连接断开；重新安装时，将截止阀打开，挤压动力活塞使气体介质经泄气通道排出，安装完毕后，将截止阀关闭，压电注油器又重回初始状态。
工作状态可分为初始状态、第一工作状态以及第二工作状态，本实施例的具体工作过程，叙述如下；
初始状态：不通电，截止阀关闭，所有压电振子不变形；
第一工作状态：截止阀关闭，第一级压缩腔对应的四组压电振子和第三级压缩腔对应的一组压电振子施加与压电陶瓷片极化方向相反的电压，第二级压缩腔对应的两组压电振子施加与压电陶瓷片极化方向相同的电压，第一级压缩腔对应的四组压电振子以及第三级压缩腔对应的一组压电振子向上弯曲，第一级压缩腔和第三级压缩腔容积扩张，进口阀打开，外界气体介质经由进口通道进入第一级压缩腔，同时，第二级压缩腔对应的两组压电振子向下弯曲，第二级压缩腔容积缩小，压缩第二级压缩腔内气体介质，第二进出口阀打开，将第二级压缩腔内压缩气体送入第三级压缩腔；
第二工作状态：驱动电压反相，第一级压缩腔对应的四组压电振子和第三级压缩腔对应的一组压电振子施加与压电陶瓷片极化方向相同的电压，第二级压缩腔对应的两组压电振子施加与压电陶瓷片极化方向相反的电压，第一级压缩腔对应的四组压电振子以及第三级压缩腔对应的一组压电振子向下弯曲，第一级压缩腔和第三级压缩腔容积缩小、压力变大，进口阀关闭同时，第二级压缩腔对应的两组压电振子向上弯曲，第二级压缩腔容积增大、压力变小，第一进出口阀打开，第一级压缩腔气体压入第二级压缩腔；压电振子向下弯曲，第三级压缩腔容积缩小、压力增大，出口阀打开，将第三级压缩腔内气体输出并挤压动力活塞，进而输出润滑脂；
在交变电压驱动下，第一、二工作状态反复转变，实现油脂罐体内油脂的连续输出。同时气体挤压拥有较大承压面积的动力活塞，进而推动罐体活塞，可以获得压力放大效果，油脂腔内油脂将拥有更大的驱动压力，油脂不易堵塞。
由于压电陶瓷自身材料特性(脆性)的限制，单个压电振子直径不能过大(变形大)，以此避免压电晶片的破裂，所以入口腔体的容积变化量将受限(即输出流量受限)，压电注油器通过压电振子的并联数量扩展获得入口腔大的容积变化量，突破单个晶片型压电振子直径不能过大的限制，可实现大的流量输出。压电注油器在第一级压缩腔、第二级压缩腔、第三级压缩腔对气体分别进行了第一级、第二级、第三级气体压缩，通过前一级腔体供入大体积气体(前一级的驱动用压电振子个数多、容积变化量大)以充足供应下一级腔体有效增压，弥补单向阀的反向泄露，多级累积压缩即可获得优良的气体增压效果。
本发明的特色及优势在于：1、油脂利用率高、易维护：采用气体作为介质的间接输送方式，油脂不经过泵腔，不会出现在泵腔内滞留的情况，油脂能得到充分的利用，同时在油脂用尽后，配合截止阀，可对油脂罐体(一次性)整体进行更换，操作简便，使用者易于维护；2、驱动力大：气体压缩通过容积变化量递减串联腔体逐级压缩，有效累积各级腔体气体压缩量，通过入口腔压缩单元并联数量的扩展，在高负载时仍可获得高压力/大流量的压缩气体，同时进一步采用压力放大结构(动力活塞的承压面积大于罐体活塞)获得高压力输出，可避免输送高粘性油脂带来的堵塞；3、功耗低、无电磁干扰：采用压电振子驱动功耗低，同时不存在电磁干扰。
附图说明
图1是本发明一种较佳实施例中压电注油器初始状态示意图；
图2是图1中A-A截面的剖视图；
图3是本发明一种较佳实施例中压电注油器第一工作状态示意图；
图4是本发明一种较佳实施例中压电注油器第二工作状态示意图。
图标：01-进口通道；1-上泵盖；2-上泵体；201-第一级压缩腔；301、302、303、304、305、306、307-压电振子；4-下泵体；401-第二级压缩腔；5-出口阀；6-下泵盖；601-第三级压缩腔；602-泄气通道；603-出口通道；7-壳体；8-油脂罐体；801-油脂腔；9-底盘；90-油脂出口；10-罐体活塞；100-第三密封圈；11-动力活塞；110-卡扣；111-第二密封圈；12-截止阀；13-第二进出口阀；14-第一密封圈；15-进口阀；16-第一进出口阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
请参阅图1、图2、图3、图4，本发明实施例提供了一种可重复利用的压电注油器，包括：沿气体介质运动方向外部依次设置有上泵盖1、壳体7以及底盘9；所述壳体7内部自上而下依次安装有上泵体2、下泵体4、下泵盖6以及油脂罐体8；所述压电振子301/302/303/304/305/306/307由压电陶瓷晶片30a和金属基板30b同心粘结而成；所述上泵盖1和上泵体2之间配合第一密封圈14设置有压电振子301、压电振子302、压电振子303、压电振子304，四组压电振子圆周对称分布；所述上泵体2在朝向压电振子301/302/303/304一侧设置有第一级压缩腔201；所述第一级压缩腔201设置有进口阀15；所述上泵盖1设置有进口通道01，进口通道01一端与外界连通、另一端与进口阀15连接，进口阀15控制进口通道01到第一级压缩腔201的气体单向流动；所述上泵体2与下泵体4之间配合第一密封圈14设置有压电振子305、压电振子306，两组压电振子阵列对称分布；所述下泵体4朝向压电振子305/306一侧设置有第二级压缩腔401；所述第二级压缩腔401与第一级压缩腔201之间设置有第一进出口阀16，第一进出口阀16控制第一级压缩腔201到第二级压缩腔401的气体单向流动；所述下泵体4与下泵盖6之间配合第一密封圈14设置有压电振子307；所述下泵盖6在朝向压电振子307一侧设置有第三级压缩腔601；所述第三级压缩腔601与第二级压缩腔401之间设置有第二进出口阀13，第二进出口阀13控制第二级压缩腔401到第三级压缩腔601的气体单向流动；所述第三级压缩腔601设置有出口阀5；所述下泵盖6内部设置有出口通道603；所述出口通道603一端与出口阀5连接，另一端分为两分支，一分支与动力活塞11相通、另一分支与截止阀12连接；所述截止阀12设置于出口通道603与泄气通道602之间，控制两者的通断，截止阀12关闭时，出口通道603与泄气通道602断开，反之，则两者连通；所述泄气通道602与外界大气相通；所述动力活塞11设置于下泵盖6内部下侧，其一端与出口通道603连通、另一端通过卡扣110与罐体活塞10连接，动力活塞11与罐体活塞10通过活塞杆的面接触进行动力传送；所述动力活塞11与下泵盖6滑动配合；所述动力活塞11外围设置有第二密封圈111，以此保证密封性；所述油脂罐体8内设置有油脂腔801，油脂腔801内充填有油脂；所述罐体活塞10与油脂腔801滑动配合；所述罐体活塞10外围设置有第三密封圈100，以此保证油脂腔801的密封性；所述动力活塞11的承压面积大于罐体活塞10；所述油脂罐体8和底盘9内部设置有油脂出口90；所述油脂出口90与油脂腔801连通。
当油脂用尽，油脂罐体8以及内部的罐体活塞10进行整体更换，拆卸时，首先卸下底盘9及油脂罐体8，其内部的罐体活塞10与动力活塞11之间通过卡扣110连接，卡扣110在轻拉后即可实现解扣并将两者连接断开；重新安装时，将截止阀12打开，挤压动力活塞11使气体介质经泄气通道602排出，安装完毕后，将截止阀12关闭，压电注油器又重回初始状态。
工作状态可分为初始状态、第一工作状态以及第二工作状态，本实施例的具体工作过程，叙述如下；
初始状态(图1)：不通电，截止阀12关闭，所有压电振子不变形；
第一工作状态(图3)：截止阀11关闭，压电振子301/302/303/304和压电振子307施加与压电陶瓷片极化方向相反的电压，压电振子305/306施加与压电陶瓷片极化方向相同的电压，压电振子301/302/303/304以及压电振子307向上弯曲，第一级压缩腔201和第三级压缩腔601容积扩张，进口阀15打开，外界气体介质经由进口通道01进入第一级压缩腔201，同时，压电振子305/306向下弯曲，第二级压缩腔401容积缩小，压缩第二级压缩腔401内气体介质，第二进出口阀13打开，将第二级压缩腔401内压缩气体送入第三级压缩腔601；
第二工作状态(图4)：驱动电压反相，压电振子301/302/303/304和压电振子307施加与压电陶瓷片极化方向相同的电压，压电振子305/306施加与压电陶瓷片极化方向相反的电压，压电振子301/302/303/304以及压电振子307向下弯曲，第一级压缩腔201和第三级压缩腔601容积缩小、压力变大，进口阀15关闭同时，压电振子305/306向上弯曲，第二级压缩腔401容积增大、压力变小，第一进出口阀16打开，第一级压缩腔201气体压入第二级压缩腔401；压电振子307向下弯曲，第三级压缩腔601容积缩小、压力增大，出口阀5打开，将第三级压缩腔601内气体输出并挤压动力活塞11，进而输出润滑脂；
在交变电压驱动下，第一、二工作状态反复转变，实现油脂罐体8内油脂的连续输出。同时气体挤压拥有较大承压面积的动力活塞11，进而推动罐体活塞10，可以获得压力放大效果，油脂腔801内油脂将拥有更大的驱动压力，油脂不易堵塞。
压电注油器在第一级压缩腔201、第二级压缩腔401、第三级压缩腔601对气体分别进行了第一级、第二级、第三级气体压缩，通过前一级腔体供入大体积气体(前一级的驱动用压电振子个数多、容积变化量大)以充足供应下一级腔体有效增压，弥补单向阀的反向泄露，多级累积压缩即可获得优良的气体增压效果。
Claims (2)
1.一种可重复利用的压电注油器，其特征在于：沿气体介质运动方向外部依次设置有上泵盖、壳体以及底盘；所述壳体内部自上而下依次安装有上泵体、下泵体、下泵盖以及油脂罐体；所述上泵盖和上泵体之间配合第一密封圈设置有四组压电振子，四组压电振子圆周对称分布；所述上泵体在朝向四组压电振子一侧设置有第一级压缩腔；所述第一级压缩腔设置有进口阀；所述上泵盖设置有进口通道，进口通道一端与外界连通、另一端与进口阀连接，进口阀控制进口通道到第一级压缩腔的气体单向流动；所述上泵体与下泵体之间配合第一密封圈设置有两组压电振子，两组压电振子阵列对称分布；所述下泵体朝向压电振子一侧设置有第二级压缩腔；所述第二级压缩腔与第一级压缩腔之间设置有第一进出口阀，第一进出口阀控制第一级压缩腔到第二级压缩腔的气体单向流动；所述下泵体与下泵盖之间配合第一密封圈设置有一组压电振子；所述下泵盖在朝向压电振子一侧设置有第三级压缩腔；所述第三级压缩腔与第二级压缩腔之间设置有第二进出口阀，第二进出口阀控制第二级压缩腔到第三级压缩腔的气体单向流动；所述第三级压缩腔设置有出口阀；所述下泵盖内部设置有出口通道；所述出口通道一端与出口阀连接，另一端分为两分支，一分支与动力活塞相通、另一分支与截止阀连接；所述截止阀设置于出口通道与泄气通道之间，控制两者的通断；所述泄气通道与外界大气相通；所述动力活塞设置于下泵盖内部下侧，其一端与出口通道连通、另一端通过卡扣与罐体活塞连接；所述动力活塞与下泵盖滑动配合；所述动力活塞外围设置有第二密封圈；所述油脂罐体内设置有油脂腔，油脂腔内充填有油脂；所述罐体活塞与油脂腔滑动配合；所述罐体活塞外围设置有第三密封圈；所述动力活塞的承压面积大于罐体活塞；所述油脂罐体和底盘内部设置有油脂出口；所述油脂出口与油脂腔连通。
2.根据权利要求1所述可重复利用的压电注油器，其特征在于：油脂罐体以及内部的罐体活塞通过卡扣脱开进行更换，动力活塞与罐体活塞之间通过活塞杆的面接触进行推力传送。
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| EP3260754A1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-12-27 | T Hove Holding ApS | Grease lubricator |
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2019
- 2019-03-03 CN CN201910187236.3A patent/CN109973801B/zh active Active
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| CN118375582A (zh) * | 2024-06-25 | 2024-07-23 | 上海拔山自动化技术有限公司 | 一种用于低粘度汽车涂料输送的输送泵 |
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| CN109973801B (zh) | 2024-03-01 |
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