[实用新型]一种基于磁致伸缩棒驱动的微泵

说明书

技术领域

  本实用新型涉及微泵，特别涉及一种磁致伸缩棒驱动的微泵。

背景技术

  微泵是一种微量流体输送机构，随着生物、医疗、化学分析、环境监测等行业的不断发展，微泵渐渐显示出广阔的应用前景。微泵从结构上可分为机械式和非机械两种类型。非机械式微泵包括电液力、超声波、电渗、磁液力、气泡等驱动方式，由于泵体无任何活动部件，非机械式微泵往往流量小、输出压力小，并且工作性能也受到流体性能的影响。目前常用的机械式主要是膜式泵，膜式泵有压电驱动、静电驱动、热驱动等多种驱动方式，都是通过膜片受力变形改变密闭腔体容积来实现液体的输送，因而普遍存在功率小、输出压力较小的问题。   

    专利CN 1908431A提供的一种超磁致伸缩棒驱动的膜式微泵，该微泵将磁致伸缩棒产生的微量变形经位移放大机构放大后，作用于膜片上，使得膜片有较大的变形，从而实现较大的排量，但是由于引入了位移放大机构，使结构的略显复杂，减弱了微泵在高频振动中的稳定性，同时也使得泵的尺寸较大。

  现有技术中存在的不足在于：1、非机械式微泵流量小且受到流体性质的限制。2、膜式微泵流量小，引入放大机构增大流量会削弱微泵工作的稳定性。

发明内容

  本实用新型提供一种微泵，将两极磁致伸缩棒伸缩效果叠加后直接作用于杆活塞，利用杆活塞往复运动带动泵体内密闭腔体容积的变化，结构简单，在增大微泵排量的同时期望得到较好的稳定性。

   为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于磁致伸缩棒组驱动的微泵，由磁致伸缩驱动器和泵体部分组成；磁致伸缩驱动器包括螺钉、端盖、筒状外壳、上永磁铁、线圈架、线圈、套筒、左磁致伸缩棒、中磁致伸缩棒、右磁致伸缩棒、下永磁铁和插孔；所述筒状壳体为圆筒状，沿筒状壳体的内壁由下到上依次布置下圆筒状的永磁铁、带有线圈的线圈架、上永磁铁；所述圆筒状的线圈架的内壁设有套筒，所述套筒沿筒状外壳的轴向平行设有三个圆柱状非通腔体，三个圆柱状非通腔体由左到右分别是上端开口下端封闭、下端开口上端封闭、上端开口下端封闭；三个圆柱状非通腔体内布置有磁致伸缩棒组，由左到右分别是左磁致伸缩棒、中磁致伸缩棒、右磁致伸缩棒，左磁致伸缩棒和右磁致伸缩棒为上级棒，中磁致伸缩棒为下级棒；端盖和筒状外壳通过螺钉连接，连接后左磁致伸缩棒和右磁致伸缩棒上表面与端盖2贴合压紧产生预紧力；泵体部分包括碟形弹簧、杆活塞、泵壳、进口阀、出口阀和螺栓；所述泵壳为两个圆筒组成台阶状圆筒，直径小的圆筒设于下端，杆活塞设于直径小的圆筒内，杆活塞的活塞上端与碟形弹簧的中心下部固定连接，所述中磁致伸缩棒的下端紧贴碟形弹簧的中心上部，碟形弹簧的外圆下部紧贴台阶状圆筒的台阶内壁，筒状外壳与泵壳之间通过螺栓连接；所述泵壳底部安装有进口阀和出口阀。其中，上永磁铁和下永磁铁提供偏置磁场，用于提高磁致伸缩性能；线圈用于通入控制电流，改变空间磁场，实现磁致伸缩棒长度方向的微量伸缩；磁致伸缩棒组合理布置在套筒中，包括上级棒和下级棒，作用于泵体的伸缩量为上级棒与下级棒伸缩量的总和。所述泵体包括碟形弹簧、杆活塞、泵壳、进口阀、出口阀、插孔、螺栓，其中，碟形弹簧与杆活塞以焊接或其他方式连接形成整体，泵壳底部连接有进口阀和出口阀并涂抹密封胶保证密封性能。

   所述磁致伸缩驱动器与泵体通过筒状外壳与泵壳连接，形成一个封闭的工作腔，所述工作腔中磁致伸缩棒组的下级棒，即中磁致伸缩棒，下端与碟形弹簧上表面接触，通入控制电流后上级棒和下级棒伸缩量叠加后直接通过碟形弹簧作用在杆活塞上，杆活塞往复运动带动泵体密闭腔体容积的变化，从而实现微量液体的输入与排出。

   本实用新型特点在于：本实用新型中碟形弹簧与杆活塞之间以焊接或其他方式连接形成整体，为消除碟形弹簧与磁致伸缩棒间隙和提供磁致伸缩棒需要的预压紧力，装配时须保证碟形弹簧适度受压。此外，磁致伸缩棒组采用3个磁致伸缩棒构成，分为上级棒和下级棒两组，均采用Tb-Dy-Fe合金材料；碟形弹簧结构特殊如图3所示，选用弹簧钢材料；泵体采用铝合金材料，杆活塞为金属体，杆活塞头涂一层陶瓷，陶瓷层外涂有一层密封橡胶层。

   本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：1、直接驱动，无间接的转换装置，结构简单，响应迅速，稳定性好；2、相比于同规格的膜式微泵，活塞往复作用较薄膜形变产生的体积变化大，流量较大。

附图说明

  图1为本实用新型的内部结构示意图。

  图2为本实用新型的外部结构示意图。

  图3为本实用新型碟形弹簧结构图。