CN115492746A - 一种记忆合金丝对抗式驱动双作用连续输出微型泵 - Google Patents

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Abstract

一种通过记忆合金丝对抗式驱动的双作用连续输出微型泵属于液压泵领域，由单向阀组、导管组、泵体、端盖、螺钉、垫片、电极、电极塞、电极塞密封圈、带螺旋导线的塑料管、记忆合金丝组、活塞、活塞密封圈组成。该微型泵通过单刀双闸开关控制上端和下端的通断电，当上端通电时，上端记忆合金丝缩短，带动活塞向上运动，上端排出流体，下端输入流体；当下端通电时，下端记忆合金丝缩短，带动活塞向下运动，下端排出流体，上端输入流体。本发明结构简单、体积小、无噪音、流量大、耗能低、易于控制、对工作介质要求不高并且能够连续输出，具有实际应用价值。

Description

一种记忆合金丝对抗式驱动双作用连续输出微型泵
技术领域
本发明属于液压泵领域，具体涉及采用记忆合金丝对抗式驱动的双作用连续输出微型泵。
背景技术
微型泵相比于传统的液压泵在体积方面小了一个数量级，具有体积小、价格低、噪声低、可靠性好、耗能低等一系列优点，因此在许多方面都有广泛应用。现在使用的微型泵可大致分为两类：一种是机械位移式微型泵；另一种是电磁驱动微型泵。
机械位移式微型泵可分为隔膜位移泵和流体位移泵，最常用的是隔膜泵，可以通过压电原理、静电原理、电磁原理、气动原理及热聚合物原理来使隔膜产生振动，从而使流体流动，因为隔膜变形量较小，所以这种方式产生的流量极小；流体位移泵是通过控制驱动流体的运动来控制工作流体的运动，两种流体不相容，这种方式不易控制且耗能较高。
电磁驱动式微型泵利用电场驱动泵体内离子运动，从而通过黏性力带动流体流动，这种方式耗能高且对工作介质有特殊要求。
形状记忆合金丝具有良好的通电收缩特性，通电后会缩短大约6％。利用形状记忆合金丝的通电收缩特性，可以将形状记忆合金丝用于驱动，例如蛇形机器人等，因此形状记忆合金丝也可以被用于拉动活塞运动。
综上所述，当前急需一种结构简单、体积小、无噪音、流量大、耗能低、易于控制且对工作介质要求不高的微型泵，因此设计一种通过记忆合金丝对抗式驱动的双作用连续输出微型泵具有重要意义和实际应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过记忆合金丝对抗式驱动的双作用连续输出微型泵，该泵通过给记忆合金丝通电，使得记忆合金丝缩短带动活塞运动，从而排出流体，通过方形波控制开关闭合与断开的方向，从而使活塞双向运动以达到流体连续输出的目的。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种通过记忆合金丝对抗式驱动的双作用连续输出微型泵，由单向阀组1、导管组2、端盖I3、电极塞I4、螺钉组I5、电极塞密封圈I6、电极I7、垫片组I8、泵体9、垫片I10、螺钉I11、带螺旋导线的塑料管I12、记忆合金丝组I13、活塞14、垫片II15、螺钉II16、活塞密封圈I17、活塞密封圈II18、垫片III19、螺钉III20、带螺旋导线的塑料管II21、记忆合金丝组II22、螺钉IV23、垫片IV24、电极塞II25、电极塞密封圈II26、端盖II27、垫片组II28、螺钉组II29、电极II30组成。单向阀组1与泵体9之间通过导管组2连接，导管组2与泵体9孔壁之间为过盈连接，导管组2与单向阀组1之间为过盈连接。
所述的端盖I3、端盖II27与泵体9之间采用密封胶粘接；端盖I3与电极塞I4之间采用螺钉组I5、垫片组I8固接，并且通过电极塞密封圈I6密封；带螺旋导线的塑料管I12上端与电极塞I4的内孔壁之间采用密封胶粘接，并且导线穿过电极塞I4引到上端以便通电；记忆合金丝组I13与电极塞I4之间通过螺钉I11、垫片I10固接，螺钉I11圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉I11上，通过垫片I10压紧，并且分别穿过一个凹槽向下延伸，凹槽起到固定作用；螺钉I11上端与电极I7接触，电极I7下端直径较大，与螺钉I11接触，上端直径较小，穿过电极塞I4引到上端以便通电，记忆合金丝组I13与电极I7之间通过螺钉I11导电；带螺旋导线的塑料管I12下端与活塞14上端内孔壁之间采用密封胶粘接；记忆合金丝组I13与活塞14之间通过螺钉II16、垫片II15固接，螺钉II16圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉II16上，通过垫片II15压紧，并且分别穿过一个凹槽向上延伸，凹槽起到固定作用；带螺旋导线的塑料管I12下端导线缠绕在螺钉II16上，通过垫片II15压紧，与记忆合金丝组I13导通；活塞14与泵体9之间通过活塞密封圈I17、活塞密封圈II18进行密封。
所述的端盖II27与电极塞II25之间采用螺钉组II29、垫片组II28固接，并且通过电极塞密封圈II26密封；带螺旋导线的塑料管II21下端与电极塞II25的内孔壁之间采用密封胶粘接，并且导线穿过电极塞II25引到下端以便通电；记忆合金丝组II22与电极塞II25之间通过螺钉IV23、垫片IV24固接，螺钉IV23圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉IV23上，通过垫片IV24压紧，并且分别穿过一个凹槽向上延伸，凹槽起到固定作用；螺钉IV23下端与电极II30接触，电极II30上端直径较大，与螺钉IV23接触，下端直径较小，穿过电极塞II25引到下端以便通电，记忆合金丝组II22与电极II30之间通过螺钉IV23导电；带螺旋导线的塑料管II21上端与活塞14下端内孔壁之间采用密封胶粘接；记忆合金丝组II22与活塞14之间通过螺钉III20、垫片III19固接，螺钉III20圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉III20上，通过垫片III19压紧，并且分别穿过一个凹槽向下延伸，凹槽起到固定作用；带螺旋导线的塑料管II21上端导线缠绕在螺钉III20上，通过垫片III19压紧，与记忆合金丝组II22导通。
本发明的工作过程如下：
(1)检查装置密封状况并连接电路和管路，带螺旋导线的塑料管I12上端导线与带螺旋导线的塑料管II21下端导线同时接到负极，电极I7和电极II30采用单刀双闸开关与正极连接，单向阀组lin1口、in2口连接到一个进水管中，out1口、out2口连接到一个出水管中；
(2)当单刀双闸开关拨到S1时，上端电路导通，记忆合金丝组I13收缩，带动活塞14向上运动，in2口进水、out1口出水，同时带螺旋导线的塑料管I12被压缩，记忆合金丝组II22被拉伸，给活塞14向下的力；
(3)当单刀双闸开关从S1拨到S2时，下端电路导通，记忆合金丝组II22收缩，同时在(2)中向下的力的作用下，活塞快速回复到原点，然后进入收缩阶段，in1口进水，out2口出水，同时带螺旋导线的塑料管II21被压缩，记忆合金丝组I13被拉伸，给活塞14向上的力，方便下次回复到原点；
(4)不断地重复(2)(3)过程，即可保证微型泵出水管中一直有工作流体排出，可以通过方形波控制开关的切换频率来控制流量。
本发明的优势在于：
1.本装置结构简单，易于加工，耗能低，体积可以做的极小，并且记忆合金丝通电缩短时不发出声音，所以装置运行时无噪音，方便实用；
2.在记忆合金丝良好的通电收缩特性下，采用四根记忆合金丝驱动活塞，可以做到在同等体积下，比其他微型泵具有更大的流量；
3.本装置对于工作介质的要求不高，并且可以根据记忆合金丝的收缩特性，通过控制通电的时间以及电压来控制活塞的位移，从而非常方便的控制微型泵的流量。
附图说明
图1为本发明的总体结构轴测图(右前向)
图2为本发明的总体结构剖视图(前向)
图3为本发明的总体结构爆炸图(右前向)
图4为本发明的总体结构爆炸图的局部视图A(前向)
图5为本发明的螺钉IV23与电极II30连接的剖视图(前向)
图6为本发明的总体结构爆炸图的局部视图B(右上向)
图7为本发明的螺钉II 16的轴测图(前上向)
其中：1.单向阀组 2.导管组 3.端盖I 4.电极塞I 5.螺钉组I 6.电极塞密封圈I7.电极I 8.垫片组I 9.泵体 10.垫片I 11.螺钉I 12.带螺旋导线的塑料管I 13.记忆合金丝组I 14.活塞 15.垫片II 16.螺钉II 17.活塞密封圈I 18.活塞密封圈II 19.垫片III20.螺钉III 21.带螺旋导线的塑料管II 22.记忆合金丝组II 23.螺钉IV 24.垫片IV 25.电极塞II 26.电极塞密封圈II 27.端盖II 28.垫片组II 29.螺钉组II 30.电极II
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步阐述：
如图1、图2、图3所示，本发明由单向阀组1、导管组2、端盖I3、电极塞I4、螺钉组I5、电极塞密封圈I6、电极I7、垫片组I8、泵体9、垫片I10、螺钉I11、带螺旋导线的塑料管I12、记忆合金丝组I13、活塞14、垫片II15、螺钉II16、活塞密封圈I17、活塞密封圈II18、垫片III19、螺钉III20、带螺旋导线的塑料管II21、记忆合金丝组II22、螺钉IV23、垫片IV24、电极塞II25、电极塞密封圈II26、端盖II27、垫片组II28、螺钉组II29、电极II30组成。单向阀组1与泵体9之间通过导管组2连接，导管组2与泵体9孔壁之间为过盈连接，导管组2与单向阀组1之间为过盈连接。
如图2、图4、图5、图6、图7所示，所述的端盖I3、端盖II27与泵体9之间采用密封胶粘接；端盖I3与电极塞I4之间采用螺钉组I5、垫片组I8固接，并且通过电极塞密封圈I6密封；带螺旋导线的塑料管I12上端与电极塞I4的内孔壁之间采用密封胶粘接，并且导线穿过电极塞I4引到上端以便通电；记忆合金丝组I13与电极塞I4之间通过螺钉I11、垫片I10固接，螺钉I11圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉I11上，通过垫片I10压紧，并且分别穿过一个凹槽向下延伸，凹槽起到固定作用；螺钉I11上端与电极I7接触，电极I7下端直径较大，与螺钉I11接触，上端直径较小，穿过电极塞I4引到上端以便通电，记忆合金丝组I13与电极I7之间通过螺钉I11导电；带螺旋导线的塑料管I12下端与活塞14上端内孔壁之间采用密封胶粘接；记忆合金丝组I13与活塞14之间通过螺钉II16、垫片II15固接，螺钉II16圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉II16上，通过垫片II15压紧，并且分别穿过一个凹槽向上延伸，凹槽起到固定作用；带螺旋导线的塑料管I12下端导线缠绕在螺钉II16上，通过垫片II15压紧，与记忆合金丝组I13导通；活塞14与泵体9之间通过活塞密封圈I17、活塞密封圈II18进行密封。
如图2、图4、图5、图6、图7所示，所述的端盖II27与电极塞II25之间采用螺钉组II29、垫片组II28固接，并且通过电极塞密封圈II26密封；带螺旋导线的塑料管II21下端与电极塞II25的内孔壁之间采用密封胶粘接，并且导线穿过电极塞II25引到下端以便通电；记忆合金丝组II22与电极塞II25之间通过螺钉IV23、垫片IV24固接，螺钉IV23圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉IV23上，通过垫片IV24压紧，并且分别穿过一个凹槽向上延伸，凹槽起到固定作用；螺钉IV23下端与电极II30接触，电极II30上端直径较大，与螺钉IV23接触，下端直径较小，穿过电极塞II25引到下端以便通电，记忆合金丝组II22与电极II30之间通过螺钉IV23导电；带螺旋导线的塑料管II21上端与活塞14下端内孔壁之间采用密封胶粘接；记忆合金丝组II22与活塞14之间通过螺钉III20、垫片III19固接，螺钉III20圆周开有四个凹槽，四根记忆合金丝缠绕在螺钉III20上，通过垫片III19压紧，并且分别穿过一个凹槽向下延伸，凹槽起到固定作用；带螺旋导线的塑料管II21上端导线缠绕在螺钉III20上，通过垫片III19压紧，与记忆合金丝组II22导通。

Claims (3)

1.一种通过记忆合金丝驱动的对抗式双作用微型泵，其特征在于，由单向阀组(1)、导管组(2)、端盖I(3)、电极塞I(4)、螺钉组I(5)、电极塞密封圈I(6)、电极I(7)、垫片组I(8)、泵体(9)、垫片I(10)、螺钉I(11)、带螺旋导线的塑料管I(12)、记忆合金丝组I(13)、活塞(14)、垫片II(15)、螺钉II(16)、活塞密封圈I(17)、活塞密封圈II(18)、垫片III(19)、螺钉III(20)、带螺旋导线的塑料管II(21)、记忆合金丝组II(22)、螺钉IV(23)、垫片IV(24)、电极塞II(25)、电极塞密封圈II(26)、端盖II(27)、垫片组II(28)、螺钉组II(29)、电极II(30)组成。
2.按权利要求1所述的微型泵，其特征在于，记忆合金丝组I(13)在带螺旋导线的塑料管I(12)中间，通过带螺旋导线的塑料管I(12)与工作流体隔开，防止因流体导电造成能量损失以及产生较大热量；记忆合金丝组II(22)在带螺旋导线的塑料管II(21)中间，通过带螺旋导线的塑料管II(21)与工作流体隔开，防止因流体导电造成能量损失以及产生较大热量。
3.按权利要求1所述的微型泵，其特征在于，当上端电路接通时，记忆合金丝组I(13)收缩，带动活塞(14)向上运动，上端出口out1排出液体，下端入口in2流进液体；当下端电路接通时，记忆合金丝组II(22)收缩，带动活塞(14)向下运动，下端出口out2排出液体，上端入口in1流进液体；可以通过控制开关的切换频率来控制流量。
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