[发明专利]一种压电阀门

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门，更特别地说，是指一种采用传统制造工艺与微制造工艺相结合制造的采用压电驱动器驱动柔性铰链的压电式阀门。

背景技术

高精度的控制阀门是一种很重要的流体介质控制器件，被广泛地应用在各种需要对流量等参数作精确控制的场合。对于某些场合，如航天器中的推进系统，不仅要求阀门具有很高的控制精度，很好的密封性，很低的功耗，还要求其体积和质量很小，此外推进系统中的高温喷气容易产生恶劣的流体介质环境，还要求阀门能耐一定的温度(温度一般可达200℃)。

压电驱动器作为一种新型的智能驱动元件目前被广泛地应用在各种驱动场合。其控制精度极高，驱动力很大，功耗很低，并且结构紧凑，可应用于对体积和质量要求较小的场合。此外，其不受外界的热、电磁等的干扰，自身也不产生电磁干扰，有利于在航天器中应用。

从制造工艺来看，采用压电驱动的阀门主要分为微制造工艺型和传统制造工艺型两种。对于微制造工艺型来说，其主要采用硅材料经过光刻、刻蚀等制作而成，其在体积和质量上能做到很小，但其耐压低、流量小、耐温低，只适合于用在生物芯片等微流体领域；对于传统制造工艺型来说，其主要采用金属材料经过传统制造工艺如切削、钻削等制作而成，其能满足对耐压、流量和耐温的要求，但其控制精度不够高，体积和质量一般也较大。综上所述，单纯地采用微制造工艺或者传统制造工艺来制作阀门已不能同时满足对控制精度、密封性、体积和质量、耐压、流量和耐温的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用传统制造工艺与微制造工艺相结合制造的压电阀门，该压电阀门通过压电陶瓷堆驱动柔性支架，在施力螺钉、滑动钢珠的力传递过程中，通过阀体组件与T形柔性件的配合实现了阀门的开/闭。在本发明中压电陶瓷堆能产生对应于电压的不同的伸长量，从而改变T形柔性件的行程，从而改变了阀芯和阀座之间的间隙，即改变了流量，实现对流量的精确控制。

本发明的一种压电阀门，其包括有前挡板(1)、柔性支架(2)、后挡板(3)、阀体组件(4)、压电驱动器(5)、施力螺钉(6)和滑动钢珠(7)；前挡板(1)与后挡板(3)的结构相同；柔性支架(2)安装在前挡板(1)与后挡板(3)之间，压电驱动器(5)安装在柔性支架(2)内，阀体组件(4)安装在柔性支架(2)的下方，施力螺钉(6)和滑动钢珠(7)安装在柔性支架(2)上方，且施力螺钉(6)一端与滑动钢珠(7)接触；

前挡板(1)上设有A导线通孔(1A)、B导线通孔(1B)和四个A通孔(1C)，所述的A通孔(1C)用于螺钉穿过，且该螺钉穿过后螺纹连接在柔性支架(2)正面的左框梁(23)和右框梁(24)的螺纹孔中，所述的A导线通孔(1A)用于一导线穿过后与压电驱动器(5)的A压电陶瓷堆(51)上的A接线柱(511)连接，B导线通孔(1B)用于另一导线穿过后与压电驱动器(5)的B压电陶瓷堆(52)上的B接线柱(521)连接；

后挡板(3)上设有四个B通孔(3A)，所述的B通孔(3A)用于螺钉穿过，且该螺钉穿过后螺纹连接在柔性支架(2)背面的左框梁(23)和右框梁(24)的螺纹孔中；

柔性支架(2)为一体成型加工件；支架(2)上设有上框梁(21)、下框梁(22)、左框梁(23)、右框梁(24)和T形柔性件(25)；T形柔性件(25)的左侧端面与左框梁(23)的内侧板面接合处为左柔性铰链(252)，T形柔性件(25)的右侧端面与右框梁(24)的内侧板面接合处为右柔性铰链(251)，T形柔性件(25)的下端面与下框梁(22)的内侧板面接合处为下柔性铰链(253)；

上框梁(21)的上面板上设有凸台(211)，凸台(211)的中心开有C螺纹孔(212)，所述的C螺纹孔(212)用于安装施力螺钉(6)；上框梁(21)的下面板与T形柔性件(25)的上面板之间有一间隙(26)；

下框梁(22)的下面板的下方设有螺纹连接柱(221)，螺纹连接柱(221)的中心是C通孔(223)，所述的C通孔(223)用于支撑杆(402)穿过，螺纹连接柱(221)的两侧设有D螺纹孔(222)、F螺纹孔(224)，所述的螺纹连接柱(221)安装在阀体组件(4)的上阀体(401)的E螺纹孔(401A)中；所述的D螺纹孔(222)用于放置A调节螺钉(57)，F螺纹孔(224)用于放置B调节螺钉(58)；

左框梁(23)上设有A螺纹孔(231)；

右框梁(24)上设有B螺纹孔(241)；

T形柔性件(25)的上板面的中心设有一凹腔，该凹腔内放置有滑动钢珠(7)；