压电阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种压电阀，包括阀和驱动电路两部分，所述阀内设置压电驱动片（7），驱动电路控制压电驱动片（7）的动作，通过压电驱动片（7）控制阀门的开启与关闭，其特征在于：所述压电驱动片（7）的一端为自由端，另一端为固定端，该端固定在阀座（4）上，控制压电驱动片（7）的多股导线（13）通过该固定端引出连接至驱动电路，所述压电驱动片（7）的自由端上固定设置密封垫（12），当所述的密封垫（12）关闭先导孔（10）时，所述的阀关闭，当所述的密封垫（12）打开先导孔（10），进而使先导孔（10）导通时，所述的阀导通，在所述的阀芯上腔（2）内固定设置支撑装置（6），该支撑装置（6）与压电驱动片（7）之间设置一微小间隙。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种压电阀，包括阀和驱动电路两部分，所述阀内设置压电驱动片，驱动电路控制压电驱动片的动作，通过压电驱动片控制阀门的开启与关闭。
技术介绍
使用压电驱动片控制阀门开关动作的压电阀具有耗能低、结构简单、质轻的优点，现有的压电阀通常用压电致动器(压电驱动片也是一种压电致动器)直接控制阀芯的开关动作，在控制小流量或低压力的流体的情况下是可以实现的，但在控制大流量或高压力流体(例如民用自来水)的情况下，则需要压电致动器能够提供大的输出位移和推力，要达到此目的，根据现有技术制作的压电致动器是非常昂贵的，进而导致用其制作的压电阀没有推广普及。所以要推广普及压电阀，特别是要使平民百姓也能用上压电阀，就必须大幅度地降低压电阀的成本，也就是要大幅度的降低压电阀中压电致动器的成本。根据现有技术和市场需要，已有厂家推出了自己的压电阀产品，但它们无一例外的价格昂贵，其单价是同规格电磁阀的数十甚至上百倍，并且对所控制的流体也有严格的要求，例如不能用于对自来水的控制，否则所用的压电致动器将会损坏；根据对现有专利的检索结果发现，与压电阀有关的技术均存在与此类似的缺陷。宄其原因是由于所用的压电致动器没有很好地绝缘隔离被控制流体介质。在压电阀的高压力流体应用中，有可能由于压电致动器所驱动的阀芯存在轻微粘连而使压电致动器自身有变形和出力，但没有输出位移，使压电阀的动作不可靠。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本技术要解决的技术问题是:提供一种成本低、环保节能、寿命长、工作稳定可靠的压电阀。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种压电阀，包括阀和驱动电路两部分，所述的阀设置有阀座和上盖，在阀座内设置先导孔、主阀进口和主阀出口，主阀进口连通阀的进口，主阀出口连通阀的出口，主阀进口与主阀出口之间设置挠性膜主阀芯，设置压环把挠性膜主阀芯的周边紧固在阀座上，挠性膜主阀芯与阀座和上盖共同包围形成阀芯上腔，先导孔的一端连通主阀出口或阀的出口，先导孔的另一端连通阀芯上腔，在挠性膜主阀芯或底座内设置平衡孔，平衡孔的一端连通主阀进口或阀的进口，平衡孔的另一端连通阀芯上腔，在阀芯上腔内设置压电驱动片，其特征在于:平衡孔的过流面积不大于先导孔的过流面积，所述压电驱动片的一端为自由端，另一端为固定端，该端固定在阀座上，连接压电驱动片的多股导线通过该固定端引出连接至驱动电路，所述压电驱动片的自由端上固定设置密封垫，当所述的密封垫关闭先导孔时，所述的阀关闭，当所述的密封垫打开先导孔，进而使先导孔导通时，所述的阀导通，在所述的阀芯上腔内固定设置支撑装置，该支撑装置与压电驱动片之间设置一微小间隙。支撑装置与压电驱动片之间的间隙值为0.1mm?0.3mm，支撑装置至压电驱动片的固定端之间的距离a约为压电驱动片总长度L的1/3?1/2，以提高压电驱动片工作的稳定性和可靠性。所述的压电驱动片包括弹性基板和压电陶瓷片，在弹性基板的两面或仅一个面设置一片或多片压电陶瓷片，且压电陶瓷片包括单层或多层压电陶瓷体；所述的压电陶瓷片是根据逆压电效应之横效应或电致应变效应工作的；所述的压电驱动片采用通电弯曲变形的工作方式，压电驱动片的固定端部分区段中压电陶瓷片的固定长度b约为Imm?3mm。所述的压电驱动片的表面由内向外依次包裹高强度绝缘漆层和绝缘弹性胶层，该绝缘弹性胶层应具有良好耐介质侵蚀性能，提高了压电驱动片的适应性，也降低了压电驱动片的装配工艺。所述的密封垫采用具有良好弹性的橡胶或硅胶材料制作，以提供良好的密封性會K。所述的驱动电路完全采用半导体电子电路设计，无任何机械可动部件，熔断器FUl和熔断器FU2串联在输入电压回路中，整流二极管Dl—D4组成桥式整流电路，该桥式整流电路的输出负极接地，电阻R3的一端、电容Cl?C3的一端、压电驱动片JZ的一端和场效应三极管VT的源极依次接地，电阻Rl?R3依次串联，二极管D6的正极连接在电阻Rl和电阻R2之间的连线上，二极管D6的负极连接电容C2和反相器IC的电源端VDD，电容Cl和反相器IC的输入端A连接到电阻R2和电阻R3之间的连线上，反相器IC的输出端Y连接场效应三极管VT的栅极，场效应三极管VT的漏极串联电阻R4串联形成放电开关支路，二极管D5串联在电阻Rl和电阻RO之间的连线上，且二极管D5的正极连接电阻Rl和桥式整流电路的输出正极，二极管D5的负极连接电阻R0，电阻RO的另一端连接电阻R4的一端，先串联后再并联在一起，压电驱动片JZ和电容C3与电阻R4场效应三极管VT串联支路相并联；当所述的输入为直流电压时，驱动电路中不设置整流二极管Dl—D4、电容Cl和电容C3，以消除不必要的材料消耗。本技术所述的压电阀所具有的有益效果是:本技术所述的压电阀能够适应大流量或高压力流体介质的控制需要；采用的压电驱动片成本低，大幅度地降低了压电阀的成本；在压电驱动片的外表设置绝缘隔离层，很好地保护了压电驱动片，有利于适应流体介质，延长了压电阀的寿命，也降低了压电驱动片的装配工艺要求；设置支撑装置，并选择合理的压电驱动片安装方式，提高了压电阀工作的稳定性和可靠性；相对于现有的电磁阀，本专利技术所述的压电阀耗材少，特别是铜的消耗更是大幅度的降低，设置压电驱动片的支撑装置，使压电驱动片的工作稳定可靠。本技术所述的压电阀设计新颖，实用性强，具有突出的实质性特点和显著的进步，完全能够满足百姓的实际需要。【附图说明】图1a所示为本技术所述压电阀的阀部分的剖面原理图，在该图中，压电阀为关闭状态，且平衡孔设置在阀芯内；图1b所示为本技术所述压电阀的阀部分的剖面原理图，在该图中，压电阀为关闭状态，且平衡孔设置在阀座内；图2所示为本技术所述的压电阀在开启状态时的剖面原理图；图3所示为在弹性基板两侧表面均粘贴压电陶瓷片的压电驱动片示意图；图4所示为在弹性基板的一侧表面粘贴压电陶瓷片的压电驱动片示意图；图5所示为所述压电阀的驱动电路的电气原理图；图6所示为图1a的局部放大图；其中:1、挠性膜主阀芯 2、阀芯上腔 3、上盖 4、阀座 5、压环 6、支撑装置71、压电陶瓷片 72、弹性基板 7、JZ、压电驱动片 8、主阀进口 9、主阀出口10、先导孔 11、平衡孔 12、密封垫 13、多股导线 FU1、FU2、熔断器Dl?D6、二极管RO?R4、电阻Cl?C3、电容1C、与非门VT、场效应三极管。还有，a为支撑装置(6)至压电驱动片(7)的固定端之间的距离，b为压电驱动片(7)的固定端部分区段中压电陶瓷片(71)的固定长度，L为压电驱动片(7)的总长度。【具体实施方式】下面结合附图对本技术所述的压电阀的【具体实施方式】作进一步说明。本技术所述的压电阀包括阀和驱动电路两部分。图1a和图1b分别所示为本技术所述压电阀的阀部分的剖面原理图，压电阀为关闭状态，在图1a中，平衡孔设置在阀芯内，在图1b中，平衡孔设置在阀座内。在图1a和图1b中，所述的阀设置有阀座(4)和上盖(3)，在阀座(4)内设置先导孔(10)、主阀进口(8)和主阀出口(9)，主阀进口(8)连通阀的进口，主阀出口(9)连通阀的出口，主阀进口(8)与主阀出口(9)之间设置挠性膜主阀芯(1)，设置压环(5)把挠性膜主阀芯(I)的周边紧固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电阀，包括阀和驱动电路两部分，所述的阀设置有阀座（4）和上盖（3），在阀座（4）内设置先导孔（10）、主阀进口（8）和主阀出口（9），主阀进口（8）连通阀的进口，主阀出口（9）连通阀的出口，主阀进口（8）与主阀出口（9）之间设置挠性膜主阀芯（1），设置压环（5）把挠性膜主阀芯（1）的周边紧固在阀座（4）上，挠性膜主阀芯（1）与阀座（4）和上盖（3）共同包围形成阀芯上腔（2），先导孔（10）的一端连通主阀出口（9）或阀的出口，先导孔（10）的另一端连通阀芯上腔（2），在挠性膜主阀芯（1）或底座（4）内设置平衡孔（11），平衡孔（11）的一端连通主阀进口（8）或阀的进口，平衡孔（11）的另一端连通阀芯上腔（2），在阀芯上腔（2）内设置压电驱动片（7），其特征在于：平衡孔（11）的过流面积不大于先导孔（10）的过流面积，所述压电驱动片（7）的一端为自由端，另一端为固定端，该端固定在阀座（4）上，连接压电驱动片（7）的多股导线（13）通过该固定端引出连接至驱动电路，所述压电驱动片（7）的自由端上固定设置密封垫（12），当所述的密封垫（12）关闭先导孔（10）时，所述的阀关闭，当所述的密封垫（12）打开先导孔（10），进而使先导孔（10）导通时，所述的阀导通；在所述的阀芯上腔（2）内固定设置支撑装置（6），该支撑装置（6）与压电驱动片（7）之间设置一微小间隙。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国选，
申请(专利权)人：肖国选，
类型：新型
国别省市：山东;37