一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵制造技术

本公开提供了一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，通过调节外加电流控制工作磁场，使以磁流变弹性体为主要材料的隔膜在变向磁场吸引下发生反复弯曲变形运动，从而改变工作腔容积，形成内外压差，实现液体的吸入和排出。与大部分现有电磁隔膜泵技术相比，本公开将传动杆‑隔膜组合机构在脉冲磁场与复位弹簧作用下的往复运动直接简化为磁控隔膜在变向磁场下的反复弯曲变形运动，结构简单紧凑、空间占用小。且往复行程可根据隔膜限制板定量调整，磁场变换频率可远程编程调控，计量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵
本公开涉及往复泵领域，尤其涉及一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵。
技术介绍
相较于离心泵而言，往复泵的专业性更强，适应介质更为广泛。在实验室内定量提取药液这样流量较小、精度要求高的场合，以计量泵为代表的往复泵逐渐代替手工进行物料配比，能实现远距离自动控制下连续操作，提高实验质量，降低加工成本，改善实验条件。常见的计量泵根据与输送介质接触的工件分为柱塞式计量泵与隔膜式计量泵，根据驱动方式又能分成电机驱动、电磁驱动等。CN111089045A公开了一种利用电磁线圈驱动吸铁-连杆-隔膜结构在泵头内往复运动的技术方案，其往复运动引起泵头内腔体和压力变化从而实现定量的液体吸入与排出。现有技术为满足所设计的连接杆的运动需求，在运动方向上必须占据更多空间；计量泵的常用调节方式为调节行程长度与调节往复运动速度。调节往复运动速度能直观改变流量大小，调节行程长度在改变流量大小的同时也将改变计量泵计量精度。现有技术针对行程长度的调节是通过限制吸铁的移动位置来实现的，为保证装置运行更为稳定，现有技术通过手动调节压紧螺母和行程限位套等结构限制吸铁的移动位置，但相应的，该技术在泵的计量精度上将有所下降。
技术实现思路
本专利技术采用了磁流变弹性体(Magnetorheologicalelastomer:MRE)代替传统耐油橡胶作为隔膜主体，磁流变弹性体同时具备其橡胶基体的基础弹性性能与内部均布的铁粉颗粒的软磁性，自身就能够被周围产生的磁场吸引，产生可逆的较大变形。与大部分现有电磁隔膜泵技术相比，本专利技术将传动杆-隔膜组合机构在脉冲磁场与复位弹簧作用下的往复运动直接简化为磁控隔膜在变向磁场下的反复弯曲变形运动，结构简单紧凑、空间占用小。且往复行程可根据隔膜限制板定量调整，磁场变换频率可远程编程调控，计量精度高。为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜泵。根据本公开的一个方面，一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，包括第一缸体、第二缸体、限制板和隔膜；所述第一缸体内腔被第一隔板分为第一电磁腔和第一腔体；所述第二缸体内腔被第二隔板分为第二电磁腔和第二腔体，；所述第一缸体与所述第二缸体固定连接，所述第一缸体与所述第二缸体相抵接的端面，至少一个端面内侧设置阶梯槽；所述隔膜至少一侧设置限制板，该限制板周向边缘上下两侧为平面且其中一侧与所述隔膜邻接，所述隔膜和所述限制板的周向边缘嵌设在阶梯槽中，并且所述隔膜和所述限制板通过所述第一缸体和所述第二缸体的连接被夹紧，所述隔膜与第一腔体配合形成工作腔；所述隔膜为磁致变形膜；以及所述第一电磁腔和所述第二电磁腔均容置有电磁铁。根据本公开的至少一个实施方式，所述限制板靠近所述隔膜的一侧设置曲面凹槽，用于限制所述隔膜的行程；所述限制板上设置至少一个通孔。根据本公开的至少一个实施方式，所述限制板为两个，两个所述限制板分别配置在所述隔膜的两侧，用于限制所述隔膜的往复行程。根据本公开的至少一个实施方式，所述曲面凹槽为球面凹槽。根据本公开的至少一个实施方式，还包括进液管和排液管；所述进液管和所述排液管分别与工作腔连通；以及所述进液管和所述排液管上还设置有单向阀，用于控制液体进出工作腔。根据本公开的至少一个实施方式，所述第二隔板上设置至少一个通孔。根据本公开的至少一个实施方式，还包括端盖；所述第一电磁腔和所述第二电磁腔的开口端面上分别可拆卸地设置所述端盖，所述端盖上设置至少一个通孔。根据本公开的至少一个实施方式，所述隔膜由磁流变弹性体和聚四氟乙烯膜复合而成，其中，所述聚四氟乙烯膜设置于靠近所述第一隔板一侧。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一缸体、所述第二缸体、及其二者的内腔垂直于轴向的截面均为圆形，所述第一缸体和所述第二缸体通过各自的法兰盘固定连接在一起。根据本公开的至少一个实施方式，还包括弹性密封圈，所述第一缸体的阶梯槽的底面上还设置密封槽，所述弹性密封圈设置在所述密封槽中，用于密封工作腔。根据本公开的至少一个实施方式，所述第一缸体、所述第二缸体以及端盖的材料为合成树脂。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的实施方式的基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵结构的示意图。图2是图1的A-A剖面结构示意图。附图标记：1-第一铁芯；2-第一端盖；3-第一线圈；4-第一缸体，5-排液管；6-第一限制板；7-隔膜；8-第二限制板；9-第二缸体；10-第二端盖；11-第二线圈；12-第二铁芯；13-螺钉；14-进液管；15-第一隔板；16-第二隔板；17-O型密封圈。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定，本公开除隔膜外的零件材质可以根据输送介质选用适宜材料。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。磁流变弹性体是一种在粘弹性基体中混合微米级软磁性颗粒的智能材料，内部颗粒在制备过程中可被预结构化，在某一方向上呈链。同时兼具基体的超弹性与铁磁颗粒带来的磁控特性，具有很高的工程应用价值。本公开采用了磁流变弹性体代替传统耐油橡胶作为隔膜主体。磁流变弹性体同时具备其橡胶基体的基础弹性性能与内部均布的铁粉颗粒的软磁性，自身就能够被周围产生的磁场吸引，产生可逆的较大变形。本公开使电磁隔膜泵结构变得更为简单。MRE的引入，可将大部分现有电磁隔膜泵技术中传动杆-隔膜组合机构在脉冲磁场与复位弹簧作用下的往复运动直接简化为磁控隔膜在变向磁场下的反复弯曲变形运动。本公开电磁隔膜计量泵的计量精度更高。计量泵的常用调节方式为调节行程长度与调节往复运动速度。调节往复运动速度能直观改变流量大小，调节行程长度在改变流量大小的同时也将改变计量泵计量精度。现有技术针对行程长度的调节是通过限制吸铁的移动位置来实现的，也就是依靠压紧螺母和行程限位套的手动装配。这使得计量泵的计量精度有所下降。而本专利技术中行程长度是通过成型限制板来定量控制的，计量精度更高。本公开电磁隔膜泵计量的核心工作元件结构更为简单，便于更换与修理。根据本公开的第一实施方式，如图1-2所示，提供了一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，包括第一缸体4、第二缸体9、限制板和隔膜7，第一缸体4的内腔中设置第一隔板15，第一隔板15将第一缸体4的内腔分成两部分，包括第一电磁腔(用于放置第一线圈3和第一铁芯1的腔体)和第一腔体(与第二缸体9的第二腔体形成工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，其特征在于，包括第一缸体、第二缸体、限制板和隔膜；/n所述第一缸体内腔被第一隔板分为第一电磁腔和第一腔体；/n所述第二缸体内腔被第二隔板分为第二电磁腔和第二腔体；所述第一缸体与所述第二缸体固定连接，所述第一缸体与所述第二缸体相抵接的端面，至少一个端面内侧设置阶梯槽；/n所述隔膜至少一侧设置限制板，该限制板周向边缘上下两侧为平面且其中一侧与所述隔膜邻接，所述隔膜和所述限制板的周向边缘嵌设在阶梯槽中，并且所述隔膜和所述限制板通过所述第一缸体和所述第二缸体的连接被夹紧，所述隔膜与第一腔体配合形成工作腔；/n所述隔膜为磁致变形膜；以及/n所述第一电磁腔和所述第二电磁腔均容置有电磁铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，其特征在于，包括第一缸体、第二缸体、限制板和隔膜；
所述第一缸体内腔被第一隔板分为第一电磁腔和第一腔体；
所述第二缸体内腔被第二隔板分为第二电磁腔和第二腔体；所述第一缸体与所述第二缸体固定连接，所述第一缸体与所述第二缸体相抵接的端面，至少一个端面内侧设置阶梯槽；
所述隔膜至少一侧设置限制板，该限制板周向边缘上下两侧为平面且其中一侧与所述隔膜邻接，所述隔膜和所述限制板的周向边缘嵌设在阶梯槽中，并且所述隔膜和所述限制板通过所述第一缸体和所述第二缸体的连接被夹紧，所述隔膜与第一腔体配合形成工作腔；
所述隔膜为磁致变形膜；以及
所述第一电磁腔和所述第二电磁腔均容置有电磁铁。


2.如权利要求1所述的基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，其特征在于，所述隔膜由磁流变弹性体和聚四氟乙烯膜复合而成，其中，
所述聚四氟乙烯膜设置于靠近所述第一隔板一侧。


3.如权利要求1所述的基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，其特征在于，所述限制板靠近所述隔膜的一侧设置曲面凹槽，用于限制所述隔膜的行程；
所述限制板上设置至少一个通孔。


4.如权利要求3所述的基于磁流变弹性体的电磁隔膜计量泵，其特征在于，所述限制板为两个，两个所述限制板分别配...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚剑飞，高宇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11