CN1338031A

CN1338031A - 铁电泵

Info

Publication number: CN1338031A
Application number: CN98814353A
Authority: CN
Inventors: A·小贾林克; R·F·黑尔鲍姆; W·W·罗尔巴克
Original assignee: GOVEMENT OF UNITED STATES REPRESENTED BY STATE SPACE ADMINISTRATION
Current assignee: GOVEMENT OF UNITED STATES REPRESENTED BY STATE SPACE ADMINISTRATION; National Aeronautics and Space Administration NASA
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2002-02-27
Also published as: JP2002532655A; NO20012845L; EP1137884A1; KR20010108015A; WO2000036302A1; CA2354076A1; AU2199599A; NO20012845D0

Abstract

一种在一个外壳的内部有一个或多个可变容量的增压室的铁电泵。每个增压室有至少一个包含具有随加在致动器的内外表面之间的外加电压的变化而变化的曲率和圆顶高度的内预应力式力铁电致动器的壁。泵压媒质响应该铁电致动器的位移而流入和流出每一个增压室。铁电致动器被安装到每一个壁上,并将每一个铁电致动器与泵压媒质隔离,还为施加在每个铁电致动器的外加电压提供一条路径,以及在响应于外加电压允许每个铁电致动器完全位移的同时为每个铁电致动器提供确定的抑制。

Description

铁电泵

对相关申请的交叉引用

本申请与下述未获授权的相同申请人的PCT专利申请相关，申请号：__，于1998年_月_日提交，名称是“铁电流体流量控制阀”。本发明的由来

在此处描述的发明是美国政府职员研制的并且为实现政府目标可以进行免费的实施和使用。

本发明的背景技术

本发明的技术领域

本发明涉及一种可用于液体和气体的泵，特别是一种利用一个或多个圆顶形的内预应力式铁电致动器的铁电泵，该铁电致动器的曲率和圆顶高度随施加在所述致动器内外表面间的电压而变化。

相关技术的说明

常规的泵通常可以分成两类：正排量泵和压力泵。压力泵沿着一个机械移动部分压迫一种介质，从而在该介质上产生一个压力。正排量泵作用于压缩物质的主体。实例包含一种往复式泵和一种风箱式泵。往复式泵通常使用一个位于活塞缸内的活塞以及一个用来提供活塞的机械运动的外部电源。风箱式泵通常包括一个由两个非变形的外部驱动端板以及在端板之间的一个可变形的膜片构成的泵体。

与铜线圈相关联的热损失和涡流电流的磁损失是降低使用运动机械部分的常规泵的效率的原因之一。如果有一种能够满足传统泵的流动速率和压力但可以减少热损失的泵将会是很有利的。减小尺寸和减低构造复杂性也是所希望的，这样可以降低制造成本。另外，运动机械零件数量的减少将降低磨损和污染并且增加可靠性。

很多现有的泵使用压电器件来替代常规的活塞、隔膜等等。两个压电部件的相互作用在美国专利第3,963,380和4,842,493号中被披露，Thomase等人的美国专利No.3963380号披露了一种微型泵，它有一个可变的容积室，由一个或两个市场上可买到的固定在装配环上的圆盘形弯片式压电换能器(disk bender)构成。该圆盘形弯片式压电换能器由一个用环氧树脂粘结到一个稍大的圆形黄铜垫块上的压电部件的薄片组成。当出现外加电压时，该压电薄片在其平面内沿直径方向膨胀或收缩。由于薄片被粘接到黄铜片上而使得薄片的圆周不能改变直径，因而由此产生了一个在中央膨胀形成球状表面的运动，Nilsson的第4,842493号美国专利披露了一种压电泵，其中压电部件被以这样一种方式安排，以使其长度、宽度和高度的变化协同产生所要求的泵排量。由于常规的小位移压电元件被使用，因此对于一个需要组合零件的复杂部件的泵就需要一个相对较长的泵槽来提供适当的泵容积。

可以确信的是在Okuyamae等人.的美国专利第4,939,405号中披露的概念仅仅适用于泵压一个小流体压头，比方说泵压被泵送的流体的微小背压。该概念还建立在通过将薄片悬挂在一个弹性膜片上并以谐振频率驱动该薄片来提高薄片的有限的振幅。上述概念的缺点是压力输出较小以及与这样的一个共振系统相关的小流体压头容量。该概念也需要一个组合零件的复杂部件。

美国专利第4,944,659和5,094,594号都使用了压电圆盘作为与泵的可变形室壁连接的一种变形装置。Abbe等人的美国专利第4,944,659号有关一种具有遥指命令控制逻辑电路的可植入式泵是可信的，这种泵针对一个小流体压头提供相对小流体量。泵是通过一个被粘贴到用来弯曲该压电盘的膜片上的压电圆盘来进行工作的。Brennan的美国专利第5,094,594号关于一种与电泳部件结合使用以便提供精确的高重复性的流体的微微升量级的泵。该可变容量室包括一个粘贴到一个较大的圆形垫块上的小压电部件薄片。因为被固定在圆盘上，所以薄片的圆周不能改变直径，从而，当外加电压存在时，由此产生的运动就是在中央部分的膨胀。

现有压电泵的缺点在于其较小的流动速率和压力能力。而且，它们通常需要一个组合零件的复杂部件。所以，就需要设计一种新的压电泵，该泵在保持现有压电泵的可靠性、运行效率、较小尺寸、以及较低成本的同时还能提供高于现有压电泵的流动速率和压力。同时也需要一种不用组合零件的复部件的压电泵。许多市场都能从这样的泵当中受益。它们可以被应用于军事和生物医学领域以及在喷墨印刷机和滴定程序当中。它们也可以被用来作燃料泵和小型供给泵。

本发明的综述

因此，本发明的一个目的是提供一种比现有压电泵尺寸小的泵，但在相同大小的情况下与现有压电泵相比可以保持或提高的流动速率和加压能力。

另外一个目的是提供一种没有移动机械零件的泵。

本发明的另外一个目的是提供一种不需要有粘接构件的复杂部件的泵。

本发明的又一个目的是为了提供一种利用一个或多个圆顶形内预应力式铁电致动器的泵，每一个致动器都有一个随着外加在该致动器的内外表面之间的电压变化而变化的曲率和圆顶高度。

本发明的再一个的目的是为了提供一种利用一个或多个圆顶形内预应力式铁电致动器的泵，每一个致动器都有一个随着外加在该致动器的内外表面之间的电压变化而变化的曲率和圆顶高度；每个致动器都有一个安装结构，将致动器与泵内介质隔离，还提供有用于将电压施加到该铁电致动器的路径，以及使铁电致动器能响应于外加电压而整个位移时也能确定地抑制(positively contain)铁电致动器。

本发明的另外一个目的是提供单向连续的泵压液体和气体的泵。

还有一个目的是提供一种能够对气体进行周期性压缩的泵。

本发明的其他目的和优点将在后续的附图和说明书中体现出来。

本发明的概述

根据本发明，上述以及其他的发明目的和优点可以通过提供一种铁电泵来实现，该泵利用一个或多个圆顶形内预应力式铁电致动器，每一个致动器都有一个随着施加在该致动器的内外表面之间的电压变化而变化的曲率和圆顶高度。这种泵具体体现了铁电设备也可以作为一个整体并且事实成为流体泵机械的主要部件，而在以往其仅仅被视为是一种从电能转换成机械运动的变换器而已。本发明不同于往复式泵，其区别在于是铁电致动器本身执行了活塞和活塞缸的功能。另外“活塞”上的运动机械力是整体产生于该铁电设备的内部，而不是外加的。该泵也不同于风箱式泵，将端部板以及变形模片和机械移动件都集中到一个简单的单一部件中，也就是该铁电致动器。

该泵在一个外壳内有一个或者多个可变容量的增压室(pumpingchamber)。每个增压室有至少一个包含有随着外加在该致动器的内外表面之间的电压变化而变化的曲率和圆顶高度的圆顶形内预应力式致动器的壁。泵压的媒质响应于该铁电致动器的位移而流入和流出每一个泵室。铁电致动器被安装到每一个壁内，并将每一个铁电致动器与泵压的媒质隔离开，还为每个铁电致动器提供一条施加电压的路径，以及给每个铁电致动器提供确定抑制同时使每个铁电致动器能响应于外加电压而完全位移。

附图的简要说明

对本发明以及其大量优点将通过参照下列附图而进行的详细说明被更好地领会和理解，这些附图包括：

图1是一个有三个增压室的实施例示意图。

图2是一个有阀门的单室泵。

图3是一个有流体阀门的单室泵。

图4是一个表示用于提供正弦变化的电压波形的适当的电子电路示意图。

图5是一个表示用于提供以固定频率正弦变化的电压波形的适当的电子电路示意图，

图6是该铁电致动器装置的分解图。

图7是一个电接接触环。

优选实施例的详细说明

本发明的第一个实施例如图1所示，是一个三室泵。泵壳体30围住三个增压室32、34、36。所要求的多个增压室并且至少一个可以被使用。每个增压室有至少一个壁38，该壁包含一个圆顶形的内预应力式铁电致动器40、它的曲率和圆顶高度随着施加在该致动器的内外表面之间的电压变化而变化。这样的致动器实例在美国专利第5,471,721号“制造整体预应力陶瓷设备的方法”中被披露，并在此作为参考，通常可以从辉光陶瓷学(Arua Ceramics)中得到，在美国专利第5,632,841号“薄层合成单结构铁电驱动器和传感器”中也提到了，这里也列作参考。加在铁电致动器上的电压在制动器的两面之间产生一个电场，并且引起该致动器形状的变化。该致动器将根据所加电场的极性变平或升高。这类铁电致动器固有地显示出在机械运动的量程和输出力量程之间的平衡。铁电致动器的尺寸选择、以及所加电压和频率，共同确定了运动和产生压力的具体值。这些铁电致动器可以产生百分之几百的应变并且能够承受至少十磅的载荷。该泵的工作能力能通过在一个通用集流腔内使用多个铁电致动器来进一步提高。一对致动器按照蚌式边对边的叠放就可以获得两倍大的工作能力。如果需要更大的工作能力的话，好几个这种蚌式装置可以串联起来。这样的装置在美国专利第5,471,721号“制造整体预应力陶瓷设备的方法”和美国专利第5,632,841号“薄层合成单一结构铁电驱动器和传感器”中都提到过。

该致动器的驱动电压可以是任何波形的，当然正弦式的是较好的。在正弦波驱动电压的正半周期内，该致动器彼此相向运动，阀门44和46打开而阀门42和48闭合。液体流入部件32和36并且流出部件34。在该正弦波驱动电压的负半周期内，致动器彼此相背运动。阀门44和46现在闭合而阀门42和48打开。液体流入部件34并且流出部件32和36。来自泵压媒质源54的泵压媒质是通过入口流管50流入到每一个室里的。一个泵压的媒质供给入口52被连接到泵压的媒质源54上。那些位于每个室入口处的室供给入口50是供给入口52的接口(interfaced)。该泵压媒质通过出口流管56流出室。位于供给入口52和内腔入口50之间的单向液流阀门42和44响应于该致动器使泵压媒质进入到每一个增压室中同时防止泵压媒质的回流。出口的结构类似于入口，具有一个室排放出口、一个媒质排放出口和单向液流阀46和48。在图1所示的结构中，增压室32和36的容积处于减小状态从而将泵压媒质向外排。阀门44防止了当增压室32和36的体积减小时候产生的回流，同时阀门48允许来自容积减小的增压室的液流排出。增压室34的容积在图示状态下是增大的，从而液流进入该室。阀门42打开以允许泵压媒质进入增压室34内而阀门46关闭以防止泵压媒质的回流。增压室和液流阀门以及管系的构造种类很多。图1所示的仅仅是这些构造当中的一种。单室的可以被使用或多于三室的也可以使用。无论常规阀门或者铁电阀门都可以使用，如于1998年4月提交的PCT专利申请第__号，“铁电流体流量控制阀”中提到的铁电阀门也可以用，这里列出以供参考。阀门的布置也可以是任何适当的形式。例如，入口和出口阀门可以被设置在增压室的两个相对侧或是相同的一侧。一个简单的单室泵如图2所示，其工作过程与前述的三室泵大体相当。泵压媒质通过阀门62在入口60处流入并且通过阀门72在出口70处流出。增压室64由两个铁电致动器66构成。密封件68和阀门62和72可以是任何可能的排列方式。一个孔口74可以用来防止在致动器66的运动过程中造成的负压。图3也显示了一个单室泵的实施例，然而，本实施例使用了一个流体阀门构造76，从而避免了任何运动的部件。孔77的直径小于阀门出口78的直径。容积室79是圆柱形的。泵压媒质通过入口75进入然后通过孔77进入增压室64。从孔77流出出口78外的泵压媒质液流由于液流成雾沫状被带走而有一个速度矢量，这样的速度矢量和液流的雾沫在入口75是不存在的。

当电压被加到致动器上的时候，每个致动器都会发生位移。通过控制这个变化电压的振幅和频率，泵的运行以及泵流速率都可以受到控制。流动速率可以在最大流率的百分之几到最大流率之间的范围内以很高的精度调节。图4是一个用于提供正弦变化电压波形的适当的电子逻辑电路方框图。该电路包括一个产生使泵运行的正弦波的波形发生器80、一个根据致动器的需要将电压和电流放大到所需大小的电压放大器82和一个为波形发生器80和电压放大器82提供直流电压的直流电源84。这个电路能够提供峰峰值最大为1000伏、频率范围从1Hz到20kHz的正弦波输出电压和几百毫安的电流。对于波形发生器80，一种专门的集成电路芯片，如XR2206，带有少数的附加电阻、电容和电位器，可以产生所需要的正弦波形，其幅度从0到峰峰值为6伏、频率从1Hz到20kHz.之间变化。这个低能级正弦波信号被连接到固定增益电压放大器82的输入端，该放大器能提供的电压幅度的放大最大为200倍。一个实用的放大器设计采用两个以推挽式构造连接的高电压运算放大器，它能提供单一运算放大器两倍的输出。对于该电路的设计，高压运算放大器可以选择高电压中等电流输出或中等电压高电流输出。适当的推挽式电路结构采用两个由Apex Microtechnolagy公司制造的Apex PA89运算放大器，加上少数几个外部元件很容易做成，以提供推动致动器所需的电压和电流。直流电源为波形发生器80和放大器电路82提供直流电压。标准电源为波形发生器和放大器电路提供12V的直流电。两个直流-直流转换器将12Vdc放大成为放大器电路中的高电压运算放大器所需要的+500和-500Vdc。

在图5中示出了另外一个适当的电子电路，它以固定的60Hz的频率提供一个正弦变化电压。它包括一个可变比变压器90，其输入可连接到任何标准的117Vac的电源上。为了操作人员的安全，该可变比变压器90的输出可连接到一个1∶1转化比的隔离变压器92上。该变压器92的输出连在电源的其余两个部分上。一部分是一个全波桥式整流器94，它包括一用于在电子电路的输出端提供正直流偏压的滤波器电容器96。另外一个部分是一个升压变压器98，用于提供致动器所需的更高的电压。该升压变压器98的输出被串联到正直流偏压上。通过适当选择升变压器98和调整可变比变压器90的控制，这个电路提供的输出电压可以从0到1000伏的峰峰值。由于正直流偏压，典型的电压最大输出是峰值+600伏和峰值-400伏。响应电压值较高的正压高是致动器的固有性质。因此，为了使致动器发生最大位移，需要使用正直流偏压。

致动器被如此安装以使安装构造能让每一个致动器都与泵压媒质隔离，还为施加在每个致动器外加电压提供一条路径，以及在允许每个致动器响应于外加电压完全位移的同时为每个致动器提供确定的抑制。图6是泵壳体与增压室的一个实施例的分解图。一个绝缘泵壳体100围住三个增压室102、104、和106。一个壁组件在每一个室之间构成一隔壁。每个壁由两个密封垫108、两个电绝缘体110、两个电接接触环112、一个致动器垫片114、以及一个致动器116组成。垫片114与致动器116的厚度最好相同。致动器116在垫片114的内部被如此定位以使致动器116的周边与垫片114的内周边相接触。电接接触环112被定位在垫片114的每个侧面与垫片114接触并且为致动器116提供电接触。一个电绝缘体110位于各个接接触环112的外表面与接接触环112接触并且与致动器116同心。绝缘体110应该与泵压媒质，例如乳液。能共处并且有一定弹性。一种非导电液体，如硅液体，被用在致动器116和绝缘体110之间。该液体对其他材料应该具有化学稳定性并且还要有一定的粘性以便将绝缘体110和致动器116保持相对固定。这样就消除了气袋从而提高了效率和容量。一个具有一个与接触环112孔同心的孔的密封垫108被定位在紧靠每个绝缘体110。该密封垫108由诸如橡胶这样的绝缘材料制成。壁装置用一种诸如定位螺丝的紧固件连接在壳体部件之间。所需的固紧力仅仅是将其保持在适当位置所需力的最小值。不需要预压力了。

该装置并不限制致动器的的任何数量、厚度或大小。每个具体的应用都应当考虑该装置的部件参数，例如，致动器位移的量和致动器力的大小。

一根电源引线118经外壳100上的一个钻孔进入外壳100内。该导线118与一个置于外壳100上的定位螺丝弹簧120接触。该定位螺丝120与电接接触环112接触以便为该环112提供外加电压。该接接触环112与垫片和致动器的一部分重叠。如图7所示，接触环112有一部分130与致动器重叠，它是一个诸如铝箔这样的导电体。与致动器接触的环的外部132是带有一个与调节螺钉弹簧接触的导电部分134的非导电材料。胶纸带是合适的非导电材料的一个实例。虽然圆形的致动器和其他配套的圆形装配零件是首选的，但是其他形状也是可以的。

外加在致动器上的正负电压级将随厚度，随过高电压产生的电弧而变化。

泵的效率和功率还能够通过使用能够使用高频响应的阀门来进一步提高。如果诸如这里引入供参考的PCT专利申请第___号，于1998年四月提交的“铁电流体液流控制阀门”中提到的铁电阀门被使用的话，流体液流功率将会成倍提高。

与常规排量泵对比，由于不使用机械可动部件而使得本发明的泵具有更高的可靠性和更低的成本。本发明的泵也具有高于常规泵的机械效率。现有装置中与镀铜线圈相关联的热损失以及来自涡流电流的磁损失现在都完全避免了。相对于现有压电泵，由于不需要进行很多压电盘之间的搭接/组装，本发明的泵也就具有了更高的可靠性，更低的成本，较低的复杂性，以及较小的尺寸。目前只有通过压电盘装置才能获得的相同的压力和排量也能够得到了。另外，该装置构造允许响应于外加电压的每个致动器的完全位移。

显然，根据上面给出的技术教导，很多对本发明的附加限定和改进都是可能的。因此可以理解的是，在不脱离下述权利要求的范围内，本发明可以不按照此处的具体限定形式进行实施。

Claims

1.一种铁电泵，包括：

一个泵壳体；

在所述壳体内的一个或多个可变容量的增压室，其中每个所述的增压室都有至少一个包括具有曲率的圆顶形内预应力式铁电致动器的壁，所述的圆顶形致动器有一边和一个顶点，并且从通过所述边的平面到所述顶点度量的圆顶高度随加在圆顶形致动器内外表面之间的外加电压变化而变化；

一个供响应于所述致动器位移的泵压媒质流入每个所述的增压室的入口装置；

一个供响应于所述致动器位移的泵压媒质流出每个所述的增压室的出口装置；

安装装置，用于将每一个所述的致动器安装在所述壁内并将其与泵压媒质隔离开，还用于提供一个将所述电压加到所述的每一个致动器上的路径，以及在允许响应于所述电压的每个所述的致动器完全位移的同时提供给每一个所述的致动器以确定的抑制；以及

为所述的致动器提供电压的电压装置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的进口装置包括：

连接到一个泵压媒质源的至少一个泵压媒质入口；

一个在每个所述室上的室供给入口，以及

位于所述泵压媒质入口和每个所述室供给入口之间的单向阀门装置，因而所述泵压媒质响应于每个所述致动器的所述位移进入每个所述增压室并且不希望的泵压媒质的回流也可以防止。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的出口装置包括：

一个在每个所述室的室排放出口；

至少一个泵压媒质排放出口；

设置每个所述室排放出口与所述泵压媒质排放出口之间的单向阀门装置，所述泵压媒质响应于每个所述致动器的所述位移通过该阀门流出每个所述增压室并且不希望的泵压媒质的回流可以通过该阀门防止。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的安装装置包括：

一个有第一平表面和第二平表面并且有一个供放置所述致动器的中心孔的垫片，所述致动器位于其内，以使所述致动器的外部边界与所述的孔边界相接触；

两个电触层，每一个触层都有一个中心孔，第一所述触层与所述的第一垫片平表面的一部分接触，第二所述触层与所述的第二垫片平表面的一部分接触，并且为所述的致动器提供电接触；

两个电绝缘体，每个所述绝缘体都有一个第一平表面和一个第二平表面，第一个所述的第一绝缘体平表面居中在与所述的触层的第一外表面的一部分相接触并且置于所述致动器的中部上方，第一个所述的第一绝缘体平表面居中在与第二所述的触层的外表面的一部分相接触且置于所述致动器的中部上方；

一种在所述致动器和每个所述绝缘体之间的不导电的流体，该流体有适当的粘性，以将所述绝缘体和所述制动器保持在一起；

两个绝缘密封垫，每个密封垫有一个中心孔，位于相应接触层孔上方中央，并且被设置在与每一个相应的所述的绝缘体的第二平表面相接触的位置，以及

将所述垫片、所述接触层、所述绝缘体和所述密封垫固定到所述外壳上的紧固装置。

5.一种铁电泵包括：

一个泵外壳；

在所述外壳内的一个或多个可变容量增压室，其中每个所述的室都有至少一个包含有曲率的圆顶形内预应力式铁电致动器的壁，所述的圆顶形致动器有一边和一个顶点，并且从通过所述边的平面到所述顶点度量的圆顶高度随加在圆顶形致动器内外表面之间的外加电压变化而变化；

一个流体阀门装置，通过该装置泵压媒质流能够相应于所述制动器的位移而流进或流出每一个所述的增压室；

安装装置，用于将每一个所述的致动器安装在所述壁内并将其与泵压媒质隔离开，还用于提供一个将所述电压外加到所述的每一个致动器上去的路径，以及在允许响应于所述电压的每个所述的致动器完全位移的同时提供给每一个所述的致动器确定的抑制；以及

为所述的致动器提供电压的电压装置。

6.一种安装铁电致动器的方法，包括下列步骤：

用一个有一个第一平表面和一个第二平表面以及一个中心孔的垫片来定位致动器，使所述制动器的外部边界与所述孔的边界相接触；

定位两个电气接触层，每个接触层都有一个中心孔，从而第一所述接触层被定位于与所述的第一垫片平表面的一部分相接触，第二所述触层被定位于与所述的第二垫片平表面的一部分相接触，以便为所述的致动器提供电接触；

定位两个电绝缘体，每个所述绝缘体都有一个第一平表面和一个第二平表面，从而第一个所述的第一绝缘体平表面居中在与第一所述的接触层的外表面的一部分相接触的位置，并且置于所述致动器的中部上方，第一个所述的第一绝缘体平表面居中在与第二所述的触层的外表面的一部分相借助的位置，并且置于所述致动器的中部上方；

在所述致动器和每个所述绝缘体之间放置一种不导电的流体，该流体有适当的粘性，以将所述绝缘体和所述制动器保持在一起；

定位两个绝缘密封垫，每个密封垫有一个中心孔，位于相应接触层孔上方并且被设置在与每一个所述的绝缘体的相应的第二平表面相接触的位置；以及

提紧固装置，并将所述垫片、所述触层、所述绝缘体和所述密封垫固定到所述外壳上。

7.一种铁电致动器的安装装置，包括：

一个有一个第一平表面和一个第二平表面以及一个来定位致动器的中心孔的垫片，所述制动器位于其内并使所述制动器的外部边界与所述的孔口边界相接触；

两个电接触层，每个接触层都有一个中心孔，第一所述触层被定位于与所述的第一垫片平表面的一部分相接触的位置，第二所述触层被定位于与所述的第二垫片平表面的一部分相接触的位置，以便为所述的致动器提供电接触；

两个电绝缘体，每个所述绝缘体都有一个第一平表面和一个第二平表面，第一个所述的第一绝缘体平表面居中在与第一所述的触层的外表面的一部分相接触的位置，并且置于所述致动器的中部上方，第一个所述的第一绝缘体平表面居中在与第二所述接触层的外表面的一部分相接触的位置，并且置于所述致动器的中部上方；

一种在所述致动器和每个所述绝缘体之间的不导电流体，该流体有适当的粘性，以将所述绝缘体和所述制动器保持在一起；

两个不导电的密封垫，每个密封垫有一个中心孔，位于相应接触层孔上方并且被设置在与每一个所述的绝缘体的相应的第二平表面相接触的位置；以及

将所述垫片、所述触层、所述绝缘体、和所述密封垫固定到所述外壳上的紧固装置。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的电压装置包括：

一个用于发生供所述泵工作所需的波形的波形发生器；

一个将所述波形发生器输出的电压和电流放大到所述致动器所需的量级的电压放大器；以及

一个为所述波形发生器和所述电压放大器提供直流电压的直流电源。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的电压装置包括：

一个可变比变压器，

一个连接到所述可变比变压器上的隔离变压器；

一个连接到所述隔离变压器上的全波桥式整流器；以及

一个连接到所述隔离变压器上的升压变压器；

其中所述的全波桥式整流器和所述的升压变压器是串联的。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的泵压介质为液体。

11.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的泵压介质为气体。

12.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述的阀门装置为铁电控制阀门，包括一个有曲率的圆顶形内预应力式铁电致动器，所述的圆顶形致动器有一边和一个顶点，并且从通过所述边的平面到所述顶点度量的圆顶高度随加在圆顶形致动器内外表面之间的外加电压变化而变化。

13.如权利要求3所述的设备，其特征在于所述的阀门装置为铁电控制阀门，包括一个有曲率的圆顶形内预应力式铁电致动器，所述的圆顶形致动器有一边和一个顶点，并且从通过所述边的平面到所述顶点度量的圆顶高度随加在圆顶形致动器内外表面之间的外加电压变化而变化。

14.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的电压装置包括：

位于所述壳体上的电压引线；和

与所述电压引线接触的调节螺钉，所述的弹簧与所述的安装装置接触。