[实用新型]一种超磁致伸缩驱动器直接液体冷却温控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超磁致伸缩驱动器温控装置，尤其涉及一种超磁致伸缩驱动器直接液体冷却温控装置。

背景技术

超磁致伸缩驱动器（GMA）是以超磁致伸缩材料（GMM）为核心驱动元件的新型驱动器，其优越性已得到广泛认可，应用领域从最初的水声换能器，逐步扩展到精密和超精密定位控制系统、机器人、传感器、微机电系统和流体元件等诸多领域，发展前景十分广阔。

具有异形孔的活塞是一种极为重要的工业零部件，以GMA为驱动的智能构件可用于活塞异形孔的镗削加工。在工程应用中，由于驱动线圈发热，导致GMM材料发生热膨胀变形，GMA的输出误差大大增加甚至无法正常工作。而且，为了提高GMA的动态响应，往往希望减少驱动线圈外形尺寸从而减小线圈的电感，这样温控装置的安装空间和散热空间大大减少，原有的冷却方式和热补偿结构都已难以很好满足要求。

传统GMA温控包括热膨胀补偿及液体间接冷却等。热膨胀补偿结构简单并有一定效果，但在设计过程中内套材料的选择较为复杂，且外壳温升受外界环境影响较大。在实际应用过程中，GMA温控通常使用液体间接冷却的温控方式，线圈与冷却液体不接触，其换热路径的总热阻较大，且总换热面积较小，无法满足日益提高的GMA温控性能要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超磁致伸缩驱动器直接液体冷却温控装置，本实用新型突破了传统温控系统的线圈固定方式，采用卡爪式固定法，使得冷却液体与线圈大面积直接接触换热，在相同空间限制下大大提高了温控热效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超磁致伸缩驱动器直接液体冷却温控装置，它包括：相变材料内支架、相变材料、端盖、相变材料外套筒、内层线圈、外层线圈、外层套筒、线圈骨架、外层隔热材料、内层隔热材料、卡爪、卡爪隔热垫、撑条。所述相变材料外套筒套接在相变材料内支架外，相变材料外套筒和相变材料内支架之间形成一个环状空腔，该环状空腔内充有相变材料，相变材料内支架、相变材料和相变材料外套筒组成相变吸热层；相变材料外套筒外为线圈骨架，线圈骨架与相变材料外套筒之间形成第一层热交换流道；内层线圈与外层线圈依次绕在线圈骨架上，线圈骨架与内层线圈之间、内层线圈与外层线圈之间均隔有沿轴向均匀分布的撑条，线圈骨架与内层线圈之间形成第二层热交换流道，内层线圈与外层线圈之间形成第三层热交换流道；相变吸热层与线圈骨架两端由端盖固定，线圈骨架外侧由卡爪固定，卡爪连接在端盖上，卡爪与端盖之间具有卡爪隔热垫，端盖中心孔内圆周放置内层隔热材料；外层套筒套装在整个装置最外圈，其内侧放置外层隔热材料，外层隔热材料与外层线圈之间形成第四层热交换流道；外层套筒、端盖与相变吸热层共同组成一个密闭的冷却液腔体，线圈骨架通过卡爪固定在腔体内部；

进一步地，所述相变吸热层与线圈骨架两端由端盖固定；其中，一端的端盖上具有冷却液入口，另一端的端盖上具有冷却液出口。所述卡爪通过固定螺栓连接在端盖上。

本实用新型的有益效果是：

1.由于冷却液直接与线圈接触冷却，并且设计了多层热交换流道，与传统的冷却温控方式相比，在相同外形尺寸下的导热效率大大提高；

2.卡爪式线圈骨架固定方式，从根本上隔绝了线圈热量向刀杆以及超磁致伸缩材料的传导，显著提高了超磁致伸缩驱动器温度控制的精度。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构原理图。

图2是图1的M-M剖面图。

图中，镗刀刀杆1、超磁致伸缩材料2、相变材料内支架3、相变材料4、端盖5、相变材料外套筒6、内层线圈7、外层线圈8、外层套筒9、线圈骨架10、外层隔热材料11、内层隔热材料12、卡爪13、卡爪隔热垫14、固定螺栓15、冷却液入口16、冷却液出口17、撑条18、第一层热流道19、第二层热流道20、第三层热流道21、第四层热流道22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，本实用新型的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，本实用新型超磁致伸缩驱动器直接液体冷却温控装置，包括：相变材料内支架3、相变材料4、端盖5、相变材料外套筒6、内层线圈7、外层线圈8、外层套筒9、线圈骨架10、外层隔热材料11、内层隔热材料12、卡爪13、卡爪隔热垫14、撑条18。