薄膜式小行程壓力發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種薄膜式小行程壓力發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力發(fā)生器多用于材料的壓力加工。通常用液壓，螺旋，沖擊等方式產(chǎn)生需要的壓力。這些技術(shù)可以很好地滿足需要。但是，對于很大壓力很小行程的需要，通常的壓力機(jī)械有以下缺點(diǎn):1.功能多余；2.價(jià)格高；3.體積大。另外一些產(chǎn)生壓力的裝置如汽車的安全氣囊，救護(hù)用的氣囊等由于表面曲率半徑太大不能承受大的壓強(qiáng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種薄膜式小行程壓力發(fā)生器，通過改變?nèi)菁{液體或空氣的薄膜密閉空間，來產(chǎn)生產(chǎn)生壓力和位移，可以滿足小行程的需要，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種薄膜式小行程壓力發(fā)生器，包括兩個(gè)相互平行的剛性平板一、剛性平板二、柔性材料制成的薄膜，剛性平板一、剛性平板二相向的兩面分別為A'面、B'面，兩剛性平板可作垂直于A'面的相對運(yùn)動；
[0006]A'面、B'面分為三個(gè)區(qū)域:與薄膜或液體始終接觸的區(qū)域I ;與薄膜或液體始終不接觸的區(qū)域II ;其它為區(qū)域III;區(qū)域I和區(qū)域II不連通，薄膜僅在區(qū)域I與剛性平板密封連接，連接的方法是粘接、法蘭壓緊連接，即薄膜與設(shè)有通道的剛性平板，在非通道區(qū)域，薄膜與剛性平板粘接；薄膜或通過螺釘、法蘭壓緊，使薄膜單獨(dú)或與剛性平板共同形成密閉空間，兩剛性平板和薄膜形成了一個(gè)密閉的空間，經(jīng)一通道進(jìn)出這一密閉空間，使密閉空間的液體體積和壓強(qiáng)變化，產(chǎn)生壓力。
[0007]進(jìn)一步地，密閉空間通過通道、管道連通流體泵，流體泵通過開關(guān)閥和管道，向密閉空間注入流體，開關(guān)閥將密閉空間的流體排出。
[0008]進(jìn)一步地，薄膜與未設(shè)置通道的剛性平板的粘接面積為小于密閉空間的最大截面面積。
[0009]進(jìn)一步地，區(qū)域II的截面為半圓或半橢圓。
[0010]該薄膜式小行程壓力發(fā)生器，A'面、B'面為互相平行的平面，采用不滲漏不易伸長的柔性薄膜，形成一個(gè)容納液體的可變?nèi)莘e的密閉空間，以及用來向密閉空間注入液體的壓力源和控制裝置。兩個(gè)剛性平板相向的兩個(gè)面之間只有很小的距離。隨著流體的注入，在內(nèi)部壓強(qiáng)的作用下，薄膜與平板不接觸處的截面是一個(gè)半圓，其最大半徑R略大于振幅A。隨著流體的注入，密閉空間內(nèi)的壓強(qiáng)和容積將發(fā)生變化，從而產(chǎn)生壓力和位移，薄膜的應(yīng)力與成R和流體壓強(qiáng)P成正比，故當(dāng)R足夠小時(shí)就可以滿足需要的壓強(qiáng)。另外，薄膜材料的厚度很小，因此可以產(chǎn)生反復(fù)的彎曲而不產(chǎn)生疲勞破壞。此裝置可以滿足小行程的需要。用幾個(gè)這樣的裝置串聯(lián)可以增大行程。
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)在需要壓力大，行程小的場合的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出一種薄膜式小行程壓力發(fā)生器。薄膜與A'面、B'面不全接觸，不接觸部分可以自由彎曲。在內(nèi)部壓強(qiáng)的作用下，薄膜邊緣處將向外凸出，其截面形成一個(gè)半圓。其半徑等于R當(dāng)注入的流體體積增大時(shí)，R將增大，即輸出一個(gè)運(yùn)動。當(dāng)兩剛性構(gòu)件的相對運(yùn)動的阻力增大時(shí)，密閉空間內(nèi)的壓強(qiáng)將增大，從而輸出一個(gè)力。本實(shí)用新型的特殊之處在于行程很小，薄膜邊緣處的曲率半徑也很小，從而可以允許較大的壓強(qiáng)。壓強(qiáng)的計(jì)算公式是:P=o/R=20/C.其中σ是薄膜材料單位長度的拉力，按現(xiàn)有薄膜材料的強(qiáng)度，在R=0.01米時(shí)，壓強(qiáng)可以達(dá)到10MP\S~a。另外，薄膜材料的厚度很小，從而可經(jīng)受反復(fù)的彎曲而不損害。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:該種薄膜式小行程壓力發(fā)生器，改變了常用壓力發(fā)生器用于小行程大壓力時(shí)功能多余、價(jià)格高、體積大的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，容易維修，可以用水作介質(zhì)，在需要的壓力小時(shí)，可以用空氣作為介質(zhì)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是實(shí)施例薄膜與剛性平板二法蘭固定的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是實(shí)施例通過泵連接蓄液池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是實(shí)施例應(yīng)用與壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]其中:1-小齒輪，2-電動機(jī)，3-復(fù)合輪，4-上滑塊，5-彈性擋圈，6-立柱，7-下滑塊7，8-薄膜，9-底座，10-鏈輪，11-電機(jī)座，12-鏈條，13-安全閥，14-管道，15-泵，16-截止閥，17-蓄液池，18-剛性平板一，19-剛性平板二。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例
[0019]為滿足大壓力小行程的需要，實(shí)施例利用薄膜8在曲率半徑很小時(shí)可承受較大壓強(qiáng)的原理，通過泵15向薄膜8內(nèi)注入液體使薄膜8的厚度增大而產(chǎn)生小位移并產(chǎn)生壓力。它沒有活塞，從而克服了液壓缸泄漏，磨損，耗能高等缺點(diǎn)，它的主要部分由平行放置的兩個(gè)剛性平板，與兩平板密封連接的用不泄漏，不易伸長的柔性材料制成的薄膜8組成，三者形成了一個(gè)可變?nèi)莘e的密閉的空間，液體可以經(jīng)一通道進(jìn)出這一密閉空間，在內(nèi)部壓強(qiáng)作用下，薄膜8的自由邊緣處形成了曲率半徑很小的曲面，此處應(yīng)力最大，其它部分因?yàn)榕c剛性平板接觸而應(yīng)力較小。薄膜8的面積比起液壓缸很大，因此很小的壓強(qiáng)就可以產(chǎn)生很大的壓力。為了工件的進(jìn)出，實(shí)施例設(shè)計(jì)了在無壓力狀態(tài)下增大空間的機(jī)構(gòu)。
[0020]薄膜式小行程壓力機(jī)，包括底座9、四個(gè)相互平行的立柱6、上滑塊4、下滑塊7、升降裝置、薄膜式壓力發(fā)生器，底座9與立柱6固定連接，下滑塊7沿立柱6上下滑動，薄膜式壓力發(fā)生器在底座9與下滑塊7之間，如圖4。
[0021]薄膜式壓力發(fā)生器由兩個(gè)相互平行的剛性平板一 18、剛性平板二 19、用不滲漏不易伸長的柔性材料制成的薄膜8組成，如圖1、圖2、圖3，剛性平板一 18、剛性平板二 19相向的兩面分別為A'面、B'面，A'面、B'面的距離很小，不超過30mm，兩剛性平板可作垂直于A'面的相對運(yùn)動。
[0022]A'面、B'面可分為三個(gè)區(qū)域:
[0023]與薄膜8或液體始終接觸的區(qū)域I ;
[0024]與薄膜8或液體始終不接觸的區(qū)域II ；
[0025]其它區(qū)域III。
[0026]區(qū)域I和區(qū)域II不連通，薄膜8僅在區(qū)域I與剛性平板密封連接，連接的方法是粘接、法蘭壓緊連接或僅僅接觸而不固定，即與設(shè)有通道的剛性平板，在非通道區(qū)域，薄膜8與剛性平板粘接，如圖1，或通過螺釘、法蘭壓緊，如圖2，使薄膜8單獨(dú)或與剛性平板共同形成密閉空間，而薄膜8與另一剛性平板可以部分粘接或僅僅接觸而不固定，使剛性平板能夠垂直于A'面活動。
[0027]兩剛性平板和薄膜8形成了一個(gè)密閉的空間，液體經(jīng)一通道進(jìn)出這一密閉空間，使密閉空間的液體體積和壓強(qiáng)變化，產(chǎn)生剛性平板的位移和振動力。所用的液體通常是水。
[0028]底座9與四個(gè)立柱6固定連接，下滑塊7上有四個(gè)孔與立柱6外圓滑動配合，薄膜8發(fā)生器除泵15、管道14、截止閥16、安全閥13、蓄液池17外安裝在底座9上平面與下滑塊7的下平面之間，上滑塊4、減速電動機(jī)2、電機(jī)座11、一個(gè)復(fù)合輪3、三個(gè)鏈輪10、螺母體鏈條12、彈性擋圈5、立柱6共同組成了升降裝置。鏈輪10螺母體由上部的鏈輪10和一個(gè)圓筒組成。圓筒的內(nèi)螺紋與立柱6的外螺紋嚙合，它的外圓與上滑塊4的孔滑動配合。圓筒的下部有一截面為矩形的環(huán)形溝槽，溝槽內(nèi)安裝有一個(gè)彈性擋圈5，彈性擋圈5的上平面到圓筒的最上端的距離略大于上滑塊4的厚度。復(fù)合輪3除在鏈輪10的上平面固定一個(gè)大齒輪外，與鏈輪10螺母體相同。安裝有小齒輪I的減速電動機(jī)2通過電機(jī)座11固定在上滑塊4的上平面。小齒輪I與大齒輪嚙合，鏈條12與四個(gè)鏈輪10嚙合。電動機(jī)2旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過上述機(jī)構(gòu)時(shí)四個(gè)螺母同向旋轉(zhuǎn)，帶動除立柱6外的上述構(gòu)件向上或向下運(yùn)動，滿足放入或取出工件的需要。
[0029]在上升階段，薄膜8內(nèi)沒有壓力，阻礙螺母運(yùn)動的是重力，比起工作壓力，重力是很小的，所以，只需很小的動力就可以驅(qū)動螺母。在有壓力時(shí)，螺母處于自鎖狀態(tài)，所以可以承受任意大的力而不動。上模固定在上滑塊4的下平面，下模固定在下滑塊7的上平面。工作時(shí)，首先時(shí)上滑塊4向上運(yùn)動,放入工件后,令上滑塊4向下移動到位后停止,然后,液體注入薄膜8，使下滑塊7向上移動。完成壓制后，上滑塊4向上移動到位后停止，然后取出工件。
[0030]薄膜式小行程壓力發(fā)生器，利用柔性薄膜8在曲率半徑很小時(shí)可承受較大壓強(qiáng)的原理，用兩個(gè)平行的剛性平板與不滲透不易拉伸的材料制成的柔性薄膜8連接，薄膜8與兩個(gè)平板形成了一個(gè)密閉空間。經(jīng)一通道向這一密閉空間注入液體，在內(nèi)部壓強(qiáng)作用下，區(qū)域II的截面是半圓。半徑R約等于振幅A。薄膜8單位長度的應(yīng)力o=P/R。由此可見，只要R的最大值足夠小，就可以滿足強(qiáng)度要求。區(qū)域II的應(yīng)力不大于區(qū)域I的應(yīng)力。當(dāng)密閉空間內(nèi)的液體體積和壓強(qiáng)變化時(shí)，就可以輸出位移和力。為了滿足放入和取出工件的需要，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了升降裝置，在沒有壓力的狀態(tài)下，可以用較小的動力完成上滑塊4的升降，在有壓力的狀態(tài)下，利用螺紋的自鎖使上滑塊4能承受足夠的壓力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種薄膜式小行程壓力發(fā)生器，其特征在于:包括兩個(gè)相互平行的剛性平板一、剛性平板二、柔性材料制成的薄膜，剛性平板一、剛性平板二相向的兩面分別為A'面、B'面，兩剛性平板可作垂直于A'面的相對運(yùn)動； A'面、B'面分為三個(gè)區(qū)域:與薄膜或液體始終接觸的區(qū)域I ;與薄膜或液體始終不接觸的區(qū)域II ;其它為區(qū)域III ;區(qū)域I和區(qū)域II不連通，薄膜僅在區(qū)域I與剛性平板密封連接，連接的方法是粘接、法蘭壓緊連接，即薄膜與設(shè)有通道的剛性平板，在非通道區(qū)域，薄膜與剛性平板粘接；薄膜或通過螺釘、法蘭壓緊，使薄膜單獨(dú)或與剛性平板共同形成密閉空間，兩剛性平板和薄膜形成了 一個(gè)密閉的空間，經(jīng)一通道進(jìn)出這一密閉空間，使密閉空間的液體體積和壓強(qiáng)變化，產(chǎn)生壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜式小行程壓力發(fā)生器，其特征在于:密閉空間通過通道、管道連通流體泵，流體泵通過開關(guān)閥和管道，向密閉空間注入流體，開關(guān)閥將密閉空間的流體排出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的薄膜式小行程壓力發(fā)生器，其特征在于:薄膜與未設(shè)置通道的剛性平板的粘接面積為小于密閉空間的最大截面面積。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜式小行程壓力發(fā)生器，其特征在于:區(qū)域II的截面為半圓或半橢圓。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種薄膜式小行程壓力發(fā)生器，包括兩個(gè)相互平行的剛性平板一、剛性平板二、柔性材料制成的薄膜，剛性平板一、剛性平板二相向的兩面分別為A`面、B`面，A`面、B`面分為三個(gè)區(qū)域：與薄膜或液體始終接觸的區(qū)域Ⅰ；與薄膜或液體始終不接觸的區(qū)域Ⅱ；其它區(qū)域Ⅲ；區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ不連通，使薄膜單獨(dú)或與剛性平板共同形成密閉空間，兩剛性平板和薄膜形成了一個(gè)密閉的空間，經(jīng)一通道進(jìn)出這一密閉空間，使密閉空間的液體體積和壓強(qiáng)變化，產(chǎn)生壓力；該裝置改變了常用壓力發(fā)生器用于小行程大壓力時(shí)功能多余、價(jià)格高、體積大的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，容易維修，可以用水作介質(zhì)，在需要的壓力小時(shí)，可以用空氣作為介質(zhì)。
【IPC分類】F15B3-00, B30B15-00
【公開號】CN204312416
【申請?zhí)枴緾N201420771741
【發(fā)明人】楊小蘭, 崔倩, 劉極峰
【申請人】南京工程學(xué)院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月10日