浮动式简支梁压电阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种浮动式简支梁压电阀，属于压电阀。支撑块、阀芯柱塞分别位于腔体外壳内，密封圈与阀芯柱塞套接，出气口位于腔体外壳上，导气管两端分别与支撑块、阀芯柱塞固定连接，喷嘴与导气管固定连接，进气口与导气管连接，调整螺钉与支撑块螺纹连接，压电梁一端放在调整螺钉上、另一端放在阀芯柱塞上，压电梁中点位置的下表面沾有密封垫，并与喷嘴接触，弹簧电极一端与阀芯柱塞通过固定螺钉连接、另一端与电极隔离块上的凹槽压接。其主要特点：响应速度快，开口大；浮动式简支梁支撑保证了密封垫与气嘴在接触时处于良好的密封状态，避开了固支压电梁密封性不强的缺点；通过密封调节螺钉可以实现阀口密封性能的连续可调。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种压电阀，适用于气压传动控制领域。
技术介绍
利用压电材料的逆压电效应产生变形来制作压电阀，在流体控制领域已经得到了广泛的研究和应用。由压电晶片制成的压电阀，具有响应快、结构简单、体积小、无电磁干扰、价格低廉等特点，而被认为具有广阔的研究与应用前景。晶片式压电阀尽管目前在压电元件形状上出现了多种形式(矩形、圆形等)，但其晶片的支撑方式无非就两种方式一端悬臂式支撑与固支支撑。这两种支撑方式简单可靠，但都存在着密封能力相对较低或因阀开ロ较小而流量受限的缺陷。尽管人们先后提出了许多措施来解决这个问题，但这些措施在提升了阀的性能的同时也增加了其结构的复杂性或加工的难度，如采用性能优越的昂贵陶瓷或通过弯曲技术改变陶瓷的形状等。中国专利技术专利200780048423. 9所述压电阀，就是通过对压电元件的优化设计来达到増加阀ロ开度的目的。而中国专利技术专利00816041. 4则是通过两个压电元件推动ー个阀部件的方式来增加阀的开度以及密封性。
技术实现思路
本技术提供ー种浮动式简支梁压电阀，以解决现有的悬臂梁式或固支式压电阀存在的最大流量提升受限以及密封性不佳或密封性提升但结构复杂加工难度加大的问题。本技术采取的技术方案是支撑块、阀芯柱塞分别位于腔体外壳内，密封圈与阀芯柱塞套接，出气ロ位于腔体外売上，腔盖与腔体外壳固定连接，导气管两端分别与支撑块、阀芯柱塞固定连接，喷嘴与导气管固定连接，进气ロ与导气管连接，调整螺钉与支撑块螺纹连接，压电梁一端放在调整螺钉上、另一端放在阀芯柱塞上，压电梁中点位置的下表面沾有密封垫，并与喷嘴接触，与外界电源相连的两片弹簧电极并列压接于固定在压电梁中点上表面的电极隔离块两侧位置；弹簧电极一端与阀芯柱塞通过固定螺钉连接、另一端与电极隔离块上的凹槽压接。本技术所述压电阀，不同于以往的晶片式压电阀，提出了一种浮动式简支压电梁的结构形式，从而使得压电阀的密封性能以及阀ロ开度得到了很大的提高。此外，正是由于采用了浮动式简支梁结构，从而可以通过调节螺钉调节压电梁与喷嘴的距离以及使弹簧电极处于ー个合适的刚度，因而大大减小了压电阀生产过程中喷嘴、支撑平台，压电梁之间的位置精度要求以及弹簧电极的形状与刚度要求。因此从总体上来讲，浮动式简支梁压电阀具有良好的开关特性、密封性能以及较低的加工制造成本。附图说明图I是本技术处于常关状态时的结构示意图；图2是本技术通电后处于开启状态时的结构示意图；图3是本技术在去除外壳与导流管后的弹簧电极俯视图。具体实施方式支撑块3、阀芯柱塞10分别位于腔体外壳11内，密封圈12与阀芯柱塞套接，出气ロ I位于腔体外売上，腔盖13与腔体外壳固定连接，导气管9两端分别与支撑块3、阀芯柱塞10固定连接，喷嘴5与导气管固定连接，进气ロ 14与导气管连接，调整螺钉2与支撑块螺纹连接，压电梁4 一端放在调整螺钉上、另一端放在阀芯柱塞上，压电梁中点位置的下表面沾有密封垫7，并与喷嘴接触，与外界电源相连的两片弹簧电极8并列压接于固定在压电梁中点上表面的电极隔离块6两侧位置；弹簧电极一端与阀芯柱塞10通过固定螺钉15连接、另一端与电极隔离块上的凹槽压接。外界气源通过进气ロ 14以及导气管9与喷嘴5连通，在压电梁4不通电的情况下，密封垫7与喷嘴5在弹簧电极8的作用下一直处于密封关闭状态，当在压电梁4两极加上一定大小与方向的电压后，压电梁4产生变形,密封垫7与喷嘴5分离,气体通过喷嘴 5进入压电阀阀腔，最后通过出气ロ I流出阀体。如附图I所示，压电梁可以是单压电晶片式也可以是双压电晶片式，在压电梁4的中点的下表面固定有密封垫7，在弹簧电极8的作用下,压电梁不通电时密封垫7与喷嘴5始终保持接触密封状态；密封垫7由橡胶材料制成，其与喷嘴接触表面要求光滑，压电梁4除与喷嘴5接触处以外的大部分表面都在阀体的同一个气体腔中，因此在除压电梁4与喷嘴5的接触面积之外的其他区域压电梁上下表面受到的气体压カ是平衡的，压电阀最大开启压カ即为弹簧电极弾力、出口气压作用于压电梁上表面S面积上的压力、气源气压作用于压电梁4下表面上的压力、压电梁通电时产生的电场カ的合力为零时的出口压力。附图2为压电阀通电开启后的状态图，当给压电梁4两极加上一定方向和大小的电压时，压电梁由于压电效应而发生变形弯曲，密封垫7与喷嘴5分离，压电阀处于打开状态。由于采用了浮动式简支结构，阻碍压电梁4发生形变的约束減少，因此与相同參数的固支梁相比，浮动式简支梁其中点挠度将大幅加大，非常适合于要求较大流量的场合。支撑块3的支撑平台上有螺纹通孔，通过调节螺钉2可以实现对放置在平台上的压电梁4与平台距离的微调，从而改变密封垫7与喷嘴5的密封程度以及当压电梁通电时压电阀喷嘴5与密封垫7的开ロ大小的调节范围。如图I及图3所示，两片弹簧电极8均由一定厚度和刚度的薄铜片弯曲而成，两者在弹簧刚度上要求基本一致。弹簧电极8的一端通过固定螺钉15固定在阀芯柱塞10的支撑平台上，并与外界电源相连；弹簧电极8的另一端作用在电极隔离块6表面的电极放置槽内，当压电梁4发生长度方向上的偏移吋，弹簧电极8在自身弾力的作用下可以使压电梁4恢复到原始位置，电极隔离块6中间加有不导电挡板以防止两弹簧电极8发生短路，两弹簧电极放置槽分别与压电梁的上下两极导通。权利要求1.一种浮动式简支梁压电阀,其特征在于支撑块、阀芯柱塞分别位于腔体外壳内，密封圈与阀芯柱塞套接，出气口位于腔体外壳上，腔盖与腔体外壳固定连接，导气管两端分别与支撑块、阀芯柱塞固定连接，喷嘴与导气管固定连接，进气口与导气管连接，调整螺钉与支撑块螺纹连接，压电梁一端放在 调整螺钉上、另一端放在阀芯柱塞上，压电梁中点位置的下表面沾有密封垫，并与喷嘴接触，与外界电源相连的两片弹簧电极并列压接于固定在压电梁中点上表面的电极隔离块两侧位置；弹簧电极一端与阀芯柱塞通过固定螺钉连接、另一端与电极隔离块上的凹槽压接。专利摘要本技术涉及一种浮动式简支梁压电阀，属于压电阀。支撑块、阀芯柱塞分别位于腔体外壳内，密封圈与阀芯柱塞套接，出气口位于腔体外壳上，导气管两端分别与支撑块、阀芯柱塞固定连接，喷嘴与导气管固定连接，进气口与导气管连接，调整螺钉与支撑块螺纹连接，压电梁一端放在调整螺钉上、另一端放在阀芯柱塞上，压电梁中点位置的下表面沾有密封垫，并与喷嘴接触，弹簧电极一端与阀芯柱塞通过固定螺钉连接、另一端与电极隔离块上的凹槽压接。其主要特点响应速度快，开口大；浮动式简支梁支撑保证了密封垫与气嘴在接触时处于良好的密封状态，避开了固支压电梁密封性不强的缺点；通过密封调节螺钉可以实现阀口密封性能的连续可调。文档编号F16K31/02GK202371259SQ201120529540公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月18日 优先权日2011年12月18日专利技术者曾平, 沈黄桥, 王淑云, 程光明, 阚君武 申请人:浙江师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑云，阚君武，沈黄桥，曾平，程光明，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：实用新型
国别省市：