[实用新型]浮动式简支梁压电阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压电阀，适用于气压传动控制领域。 

背景技术

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口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。中国发明专利200780048423.9所述压电阀，就是通过对压电元件的优化设计来达到增加阀口开度的目的。而中国发明专利00816041.4则是通过两个压电元件推动一个阀部件的方式来增加阀的开度以及密封性。 

发明内容

本实用新型提供一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。 

本实用新型采取的技术方案是：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。 

本实用新型所述压电阀，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口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一个合适的刚度，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1是本实用新型处于常关状态时的结构示意图； 

图2是本实用新型通电后处于开启状态时的结构示意图；

图3是本实用新型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，出气口1位于腔体外壳上，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，进气口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。

    外界气源通过进气口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，最后通过出气口1流出阀体。 

如附图1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力是平衡的，压电阀最大开启压力即为弹簧电极弹力、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力的合力为零时的出口压力。