CN205315220U - 一种柱塞式压电叠堆泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柱塞式压电叠堆泵，包括泵体、柱塞、气缸、堵头、壳体、预紧螺栓、压电叠堆、第一预紧弹簧、密封圈、第二预紧弹簧、调节螺母；压电叠堆通过预紧螺栓固定在壳体内，壳体下端面与气缸上端面通过螺栓固定在一起，壳体上设有出气孔，堵头被置于气缸内，第一预紧弹簧置于堵头的下端面；气缸内设有气孔，通过气孔与外界高压气体相通，泵体上端面与气缸的下端面通过螺栓固定在一起，柱塞置于泵体内，密封圈安装在柱塞上，泵体内设有入口单向阀、泵腔和出口单向阀。本实用新型采用柱塞系统克服了压电叠堆输出位移小的缺点，在不影响压电叠堆工作频率的情况下大幅度提高泵的输出流量。

Description

一种柱塞式压电叠堆泵

技术领域

本实用新型涉及一种压电泵，特别涉及一种柱塞式压电叠堆泵。

背景技术

随着微电子工业、材料及控制等技术的发展成熟，近年来微机电系统有了飞速的发展。作为微机电系统的一个重要分支，压电叠堆泵由于能精确检测和控制流量，在药物微量输送、燃料微量喷射、集成电子元件封装、冷却以及微量化学分析等方面有着重要的应用前景。压电叠堆泵是一种由压电振子驱动的容积泵，同传统的机械式液压泵相比，压电叠堆泵具有结构简单、体积小、无电磁干扰、流量及压力可控性好等诸多优势。实用新型专利“压电叠堆泵”(申请公布号CN101216027A)提出了一种大流量、高输出压力的新型压电叠堆泵，其特征在于压电叠堆在外加激励的作用下推动柱塞，柱塞带动金属密封膜片上下运动从而实现泵腔容积变化，工作腔底部装有两个单向阀，为进水口单向阀和出水口单向阀，分别连通进、出水口，通过泵腔容积的变化实现液体的单向流入与流出。但压电叠堆的伸缩变形能力极其微小、仅微米级，直接利用压电叠堆驱动柱塞实现流体输出的压电泵的输出流量还十分有限，无法满足大流量的应用领域的需求。

实用新型内容

本实用新型提出一种柱塞式压电叠堆泵，以解决现有压电叠堆泵的输出流量小的问题。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种柱塞式压电叠堆泵，包括泵体、柱塞、气缸、堵头、壳体、预紧螺栓、压电叠堆、第一预紧弹簧、密封圈、第二预紧弹簧、调节螺母；压电叠堆通过预紧螺栓固定在壳体内，壳体下端面与气缸上端面通过螺栓固定在一起，壳体上设有出气孔；堵头被置于气缸内，第一预紧弹簧置于堵头的下端面，并将堵头紧紧的压在壳体上，形成密封，通过调节预紧螺栓将压电叠堆前端球头顶在堵头上；气缸内设有气孔，通过气孔与外界高压气体相通，泵体上端面与气缸的下端面通过螺栓固定在一起，柱塞置于泵体内，密封圈安装在柱塞上，调节螺母通过螺纹固定在泵体上，通过堵头、密封圈和柱塞将气缸构成密封腔。

作为本实用新型的优化方案，泵体内设有入口单向阀、泵腔和出口单向阀。

作为本实用新型的优化方案，第二预紧弹簧置于泵腔内，第二预紧弹簧的一端压着调节螺母，另一端压着柱塞，通过调节螺母可以调节第二预紧弹簧的预紧力。

本实用新型具有积极的效果：1)通过柱塞系统克服了压电叠堆输出位移小的缺点，在不影响压电叠堆工作频率的情况下大幅度提高泵的输出流量；

2)通过调节预紧螺母可以调节泵的输出流量。

附图说明：

附图1：柱塞式压电叠堆泵结构剖视示意图。

附图2：柱塞式压电叠堆泵通电时结构剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种柱塞式压电叠堆泵，包括泵体1、柱塞2、气缸3、堵头4、壳体5、预紧螺栓6、压电叠堆7、第一预紧弹簧8、密封圈9、第二预紧弹簧10、调节螺母11。压电叠堆7通过预紧螺栓6固定在壳体5内，壳体5下端面与气缸3上端面通过螺栓固定在一起，壳体5上设有出气孔501。堵头4被置于气缸3内，第一预紧弹簧8置于堵头4的下端面，并将堵头4紧紧的压在壳体5上，形成密封，通过调节预紧螺栓7将压电叠堆8前端球头顶在堵头4上。气缸3内设有气孔301，通过气孔301与外界高压气体相通。泵体1上端面与气缸3的下端面通过螺栓固定在一起，柱塞2置于泵体1内，密封圈9安装在柱塞2上，调节螺母11通过螺纹固定在泵体1上。通过堵头4、密封圈9和柱塞2将气缸构成密封腔。泵体1内设有入口单向阀101、泵腔102和出口单向阀103。第二预紧弹簧10置于泵腔103内，第二预紧弹簧10的一端压着调节螺母11，另一端压着柱塞2，通过调节螺母11可以调节第二预紧弹簧10的预紧力。

压电叠堆泵非工作时，压电叠堆8不通电，柱塞4在第一预紧弹簧8及高压气体的作用下紧紧的压在壳体5上，作用在柱塞2上的高压气体力与第二预紧弹簧的力平衡，此时，泵腔102的容积最小。如图2所示，压电叠堆8通电、且在电压不断升高的半个工作周期内，压电叠堆8开始伸长并推动堵头4向下运动，堵头4与壳体5分离，堵头4与壳体5之间将产生缝隙，从气孔301进入的高压气体将通过该缝隙从出气孔501流出，气缸3内的气压降低，作用在柱塞2上的压力会随之减小。在第二预紧弹簧10的作用下，柱塞2会向上运动至平衡为止，故泵腔102容积增大、其内流体压力减小，从而使单向入口阀101开启、单向出口阀103关闭，流体经单向入口阀101流入。

当驱动电压换向，即驱动电压由高到低的半个工作周期内，压电叠堆7开始收缩，堵头4在第一预紧弹簧8和高压气体的共同作用下向上运动至压住壳体5为止，此时气缸3再次形成密封腔，其内压力迅速增加，柱塞2在气体压力的作用下向下运动，泵腔102的容积减小，单向入口阀102关闭，流体由单向出口阀103流出；当作用在柱塞上的气体压力与第二预紧弹簧10的力平衡时，压电叠堆阀恢复常态，至此完成一个工作循环。通过调节预紧螺母11可以调节第二预紧弹簧10的预紧力，从而可以调节柱塞2平衡时的位置，即调节了压电泵单次输出流量。

Claims (1)

1.一种柱塞式压电叠堆泵，其特征在于包括泵体、柱塞、气缸、堵头、壳体、预紧螺栓、压电叠堆、第一预紧弹簧、密封圈、第二预紧弹簧、调节螺母；所述压电叠堆通过预紧螺栓固定在壳体内，所述壳体下端面与气缸上端面通过螺栓固定在一起，所述壳体上设有出气孔；所述气缸内设有气孔，所述气孔与外界高压气体相通；所述泵体上端面与气缸的下端面通过螺栓固定在一起，所述柱塞置于泵体内，密封圈安装在柱塞上，所述调节螺母通过螺纹固定在泵体上，所述泵体内设有入口单向阀、泵腔和出口单向阀。