[实用新型]一种磁致伸缩型微泵

说明书

技术领域

 本实用新型属于微量流体输送领域，涉及一种利用超磁致伸缩材料伸缩性能驱动的微型泵。

背景技术

   近些年来，微电子系统、高性能材料（超磁致伸缩、形状记忆合金）的研究不断的促进着微泵的研究与发展，在医药（如液体检测、药物输送）、生化（如基因筛选）、计算机（如CPU冷却）、环境监测等方面已显示出广阔的应用前景。

   微泵是主要有机械式和非机械式两种。非机械式没有任何传动部件，包括电液力、磁液力、电渗等驱动方式，这些微泵输出压力小、流量小并且工作性能也往往受到流体性质的影响。机械式微泵主要是通过改变腔体压力的改变输送液体，包括记忆合金驱动、压电陶瓷片驱动、电磁驱动、静电驱动热驱动等多种驱动方式。其中，超磁致伸缩材料具有磁致伸缩率大，响应快速的特点，在微泵、微阀等方面前景可观。目前国内外以磁致伸缩材料驱动微泵主要以薄膜驱动，专利CN 1570381A已提供了一种稀土超磁致伸缩材料直接驱动的液压泵，但流量较小；专利CN 102797667 A已提供了一种基于薄膜状超磁致伸缩材料的微型泵，但膜式泵普遍存在输出压力较小的问题。

发明内容

  针对现有膜式微泵缺陷，本实用新型提供一种棒状磁致伸缩材料驱动的型微泵，利用磁致伸缩原理实现磁致伸缩棒长度方向的伸缩，经过位移放大机构放大后，带动杆活塞往复运动改变密闭腔体容积，在实现微量液体输送的同时，期望得到较大的输出流量与输出压力。

  为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：由磁致伸缩驱动器、位移放大机构和泵体部分组成；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、柔性套、磁致伸缩棒和下永磁铁；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柔性套，所述柔性套内设有磁致伸缩棒，端盖和筒状外壳通过螺钉连接，连接后磁致伸缩棒上表面与端盖贴合压紧产生预紧力；泵体部分包括筒状连接体、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固定连接，碟形弹簧的外圆下部紧贴台阶状圆筒的台阶内壁，所述筒状连接体上、下端分别与筒状外壳下端、泵壳上端连接，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；所述位移放大机构由两个截面为矩形的杆组成，一根矩形杆的上表面紧贴磁致伸缩棒的的下端，一端设于筒状连接体的内槽中，另一端与一根矩形杆的上表面的连接；一根矩形杆的一端通过销钉与筒状连接体连接，另一端的下部设有突起物，突起物紧贴碟形弹簧的中心。筒状连接体嵌在用螺栓连接的筒状外壳和泵壳之间，用螺栓连接端盖和筒状连接体后，形成一个封闭的工作腔；所述工作腔由上而下设有上永磁铁、线圈架、线圈、下永磁铁、位移放大装置、碟形弹簧、杆活塞；上、下永磁铁产生偏置磁场，以利于提高磁致伸缩棒的工作效率，减小工作死区；线圈架内装有柔性套包裹的磁致伸缩棒，磁致伸缩棒上端与端盖下底面接触，下端与位移放大机构接触，位移放大机构紧压下方的碟形弹簧；碟形弹簧与杆活塞之间以焊接或其他方式连接形成整体，装配时使碟形弹簧受压，通过位移放大机构压迫磁致伸缩棒，为磁致伸缩棒提供预紧压力。泵壳设有进口阀和出口阀连通泵壳腔体和外部进出水管，连接处用密封胶密封保证密封性能。磁致伸缩棒与线圈架内层之间设有柔性套，填充空隙同时具有隔热的效果。

    本使用新型的特点在于：位移放大机构通过销钉和筒状连接体内槽与筒状连接体连接，组成位移放大装置。销钉截面为圆形，位移放大机构与销钉配合的孔为长方形截面，且长方形宽度等于圆直径。

  本使用新型的特点还在于：磁致伸缩棒采用Tb-Dy-Fe合金材料，即铽镝铁合金棒；线圈架采用隔热性能良好的聚四氟乙烯；位移放大机构用超硬铝合金7075-T6板；碟形弹簧结构特殊如图5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。

  本实用新型的有益效果是：1、相比于膜式泵，在磁致伸缩棒长度方向变形量相同的情况下，杆活往复运动较薄膜形变产生腔体变形大，产生的流量较大。2、相比于膜式泵，杆活塞较薄膜刚度大，容易实现输大的压力输出。3、体积小，噪音小，低压驱动，能耗少。

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。