專利名稱：浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁壓電閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種壓電閥，適用于氣壓傳動(dòng)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生變形來制作壓電閥，在流體控制領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。由壓電晶片制成的壓電閥，具有響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、無電磁干擾、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，而被認(rèn)為具有廣闊的研究與應(yīng)用前景。晶片式壓電閥盡管目前在壓電元件形狀上出現(xiàn)了多種形式(矩形、圓形等)，但其晶片的支撐方式無非就兩種方式一端懸臂式支撐與固支支撐。這兩種支撐方式簡(jiǎn)單可靠，但都存在著密封能力相對(duì)較低或因閥開ロ較小而流量受限的缺陷。盡管人們先后提出了許多措施來解決這個(gè)問題，但這些措施在提升了閥的性能的同時(shí)也增加了其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性或加工的難度，如采用性能優(yōu)越的昂貴陶瓷或通過彎曲技術(shù)改變陶瓷的形狀等。中國(guó)發(fā)明專利200780048423. 9所述壓電閥，就是通過對(duì)壓電元件的優(yōu)化設(shè)計(jì)來達(dá)到増加閥ロ開度的目的。而中國(guó)發(fā)明專利00816041. 4則是通過兩個(gè)壓電元件推動(dòng)ー個(gè)閥部件的方式來增加閥的開度以及密封性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供ー種浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁壓電閥，以解決現(xiàn)有的懸臂梁式或固支式壓電閥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結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工難度加大的問題。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是支撐塊、閥芯柱塞分別位于腔體外殼內(nèi)，密封圈與閥芯柱塞套接，出氣ロ位于腔體外売上，腔蓋與腔體外殼固定連接，導(dǎo)氣管兩端分別與支撐塊、閥芯柱塞固定連接，噴嘴與導(dǎo)氣管固定連接，進(jìn)氣ロ與導(dǎo)氣管連接，調(diào)整螺釘與支撐塊螺紋連接，壓電梁一端放在調(diào)整螺釘上、另一端放在閥芯柱塞上，壓電梁中點(diǎn)位置的下表面沾有密封墊，并與噴嘴接觸，與外界電源相連的兩片彈簧電極并列壓接于固定在壓電梁中點(diǎn)上表面的電極隔離塊兩側(cè)位置；彈簧電極一端與閥芯柱塞通過固定螺釘連接、另一端與電極隔離塊上的凹槽壓接。本實(shí)用新型所述壓電閥，不同于以往的晶片式壓電閥，提出了一種浮動(dòng)式簡(jiǎn)支壓電梁的結(jié)構(gòu)形式，從而使得壓電閥的密封性能以及閥ロ開度得到了很大的提高。此外，正是由于采用了浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，從而可以通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)壓電梁與噴嘴的距離以及使彈簧電極處于ー個(gè)合適的剛度，因而大大減小了壓電閥生產(chǎn)過程中噴嘴、支撐平臺(tái)，壓電梁之間的位置精度要求以及彈簧電極的形狀與剛度要求。因此從總體上來講，浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁壓電閥具有良好的開關(guān)特性、密封性能以及較低的加工制造成本。

圖I是本實(shí)用新型處于常關(guān)狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型通電后處于開啟狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0008]圖3是本實(shí)用新型在去除外殼與導(dǎo)流管后的彈簧電極俯視圖。
具體實(shí)施方式
支撐塊3、閥芯柱塞10分別位于腔體外殼11內(nèi)，密封圈12與閥芯柱塞套接，出氣ロ I位于腔體外売上，腔蓋13與腔體外殼固定連接，導(dǎo)氣管9兩端分別與支撐塊3、閥芯柱塞10固定連接，噴嘴5與導(dǎo)氣管固定連接，進(jìn)氣ロ 14與導(dǎo)氣管連接，調(diào)整螺釘2與支撐塊螺紋連接，壓電梁4 一端放在調(diào)整螺釘上、另一端放在閥芯柱塞上，壓電梁中點(diǎn)位置的下表面沾有密封墊7，并與噴嘴接觸，與外界電源相連的兩片彈簧電極8并列壓接于固定在壓電梁中點(diǎn)上表面的電極隔離塊6兩側(cè)位置；彈簧電極一端與閥芯柱塞10通過固定螺釘15連接、另一端與電極隔離塊上的凹槽壓接。外界氣源通過進(jìn)氣ロ 14以及導(dǎo)氣管9與噴嘴5連通，在壓電梁4不通電的情況下，密封墊7與噴嘴5在彈簧電極8的作用下一直處于密封關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)在壓電梁4兩極加上一定大小與方向的電壓后，壓電梁4產(chǎn)生變形,密封墊7與噴嘴5分離,氣體通過噴嘴 5進(jìn)入壓電閥閥腔，最后通過出氣ロ I流出閥體。如附圖I所示，壓電梁可以是單壓電晶片式也可以是雙壓電晶片式，在壓電梁4的中點(diǎn)的下表面固定有密封墊7，在彈簧電極8的作用下,壓電梁不通電時(shí)密封墊7與噴嘴5始終保持接觸密封狀態(tài)；密封墊7由橡膠材料制成，其與噴嘴接觸表面要求光滑，壓電梁4除與噴嘴5接觸處以外的大部分表面都在閥體的同一個(gè)氣體腔中，因此在除壓電梁4與噴嘴5的接觸面積之外的其他區(qū)域壓電梁上下表面受到的氣體壓カ是平衡的，壓電閥最大開啟壓カ即為彈簧電極弾力、出口氣壓作用于壓電梁上表面S面積上的壓力、氣源氣壓作用于壓電梁4下表面上的壓力、壓電梁通電時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)カ的合力為零時(shí)的出口壓力。附圖2為壓電閥通電開啟后的狀態(tài)圖，當(dāng)給壓電梁4兩極加上一定方向和大小的電壓時(shí)，壓電梁由于壓電效應(yīng)而發(fā)生變形彎曲，密封墊7與噴嘴5分離，壓電閥處于打開狀態(tài)。由于采用了浮動(dòng)式簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，阻礙壓電梁4發(fā)生形變的約束減少，因此與相同參數(shù)的固支梁相比，浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁其中點(diǎn)撓度將大幅加大，非常適合于要求較大流量的場(chǎng)合。支撐塊3的支撐平臺(tái)上有螺紋通孔，通過調(diào)節(jié)螺釘2可以實(shí)現(xiàn)對(duì)放置在平臺(tái)上的壓電梁4與平臺(tái)距離的微調(diào)，從而改變密封墊7與噴嘴5的密封程度以及當(dāng)壓電梁通電時(shí)壓電閥噴嘴5與密封墊7的開ロ大小的調(diào)節(jié)范圍。如圖I及圖3所示，兩片彈簧電極8均由一定厚度和剛度的薄銅片彎曲而成，兩者在彈簧剛度上要求基本一致。彈簧電極8的一端通過固定螺釘15固定在閥芯柱塞10的支撐平臺(tái)上，并與外界電源相連；彈簧電極8的另一端作用在電極隔離塊6表面的電極放置槽內(nèi)，當(dāng)壓電梁4發(fā)生長(zhǎng)度方向上的偏移吋，彈簧電極8在自身弾力的作用下可以使壓電梁4恢復(fù)到原始位置，電極隔離塊6中間加有不導(dǎo)電擋板以防止兩彈簧電極8發(fā)生短路，兩彈簧電極放置槽分別與壓電梁的上下兩極導(dǎo)通。
權(quán)利要求1.一種浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁壓電閥,其特征在于支撐塊、閥芯柱塞分別位于腔體外殼內(nèi)，密封圈與閥芯柱塞套接，出氣口位于腔體外殼上，腔蓋與腔體外殼固定連接，導(dǎo)氣管兩端分別與支撐塊、閥芯柱塞固定連接，噴嘴與導(dǎo)氣管固定連接，進(jìn)氣口與導(dǎo)氣管連接，調(diào)整螺釘與支撐塊螺紋連接，壓電梁一端放在 調(diào)整螺釘上、另一端放在閥芯柱塞上，壓電梁中點(diǎn)位置的下表面沾有密封墊，并與噴嘴接觸，與外界電源相連的兩片彈簧電極并列壓接于固定在壓電梁中點(diǎn)上表面的電極隔離塊兩側(cè)位置；彈簧電極一端與閥芯柱塞通過固定螺釘連接、另一端與電極隔離塊上的凹槽壓接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁壓電閥，屬于壓電閥。支撐塊、閥芯柱塞分別位于腔體外殼內(nèi)，密封圈與閥芯柱塞套接，出氣口位于腔體外殼上，導(dǎo)氣管兩端分別與支撐塊、閥芯柱塞固定連接，噴嘴與導(dǎo)氣管固定連接，進(jìn)氣口與導(dǎo)氣管連接，調(diào)整螺釘與支撐塊螺紋連接，壓電梁一端放在調(diào)整螺釘上、另一端放在閥芯柱塞上，壓電梁中點(diǎn)位置的下表面沾有密封墊，并與噴嘴接觸，彈簧電極一端與閥芯柱塞通過固定螺釘連接、另一端與電極隔離塊上的凹槽壓接。其主要特點(diǎn)響應(yīng)速度快，開口大；浮動(dòng)式簡(jiǎn)支梁支撐保證了密封墊與氣嘴在接觸時(shí)處于良好的密封狀態(tài)，避開了固支壓電梁密封性不強(qiáng)的缺點(diǎn)；通過密封調(diào)節(jié)螺釘可以實(shí)現(xiàn)閥口密封性能的連續(xù)可調(diào)。
文檔編號(hào)F16K31/02GK202371259SQ201120529540
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月18日
發(fā)明者曾平, 沈黃橋, 王淑云, 程光明, 闞君武 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)