薄膜式小行程壓力發生器的製造方法
2023-10-21 05:28:12 2
薄膜式小行程壓力發生器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種薄膜式小行程壓力發生器,包括兩個相互平行的剛性平板一、剛性平板二、柔性材料製成的薄膜,剛性平板一、剛性平板二相向的兩面分別為A`面、B`面,A`面、B`面分為三個區域:與薄膜或液體始終接觸的區域Ⅰ;與薄膜或液體始終不接觸的區域Ⅱ;其它區域Ⅲ;區域Ⅰ和區域Ⅱ不連通,使薄膜單獨或與剛性平板共同形成密閉空間,兩剛性平板和薄膜形成了一個密閉的空間,經一通道進出這一密閉空間,使密閉空間的液體體積和壓強變化,產生壓力;該裝置改變了常用壓力發生器用於小行程大壓力時功能多餘、價格高、體積大的缺點,結構簡單,容易維修,可以用水作介質,在需要的壓力小時,可以用空氣作為介質。
【專利說明】薄膜式小行程壓力發生器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種薄膜式小行程壓力發生器。
【背景技術】
[0002]壓力發生器多用於材料的壓力加工。通常用液壓,螺旋,衝擊等方式產生需要的壓力。這些技術可以很好地滿足需要。但是,對於很大壓力很小行程的需要,通常的壓力機械有以下缺點:1.功能多餘;2.價格高;3.體積大。另外一些產生壓力的裝置如汽車的安全氣囊,救護用的氣囊等由於表面曲率半徑太大不能承受大的壓強。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種薄膜式小行程壓力發生器,通過改變容納液體或空氣的薄膜密閉空間,來產生產生壓力和位移,可以滿足小行程的需要,解決現有技術中存在的上述問題。
[0004]本發明的技術解決方案是:
一種薄膜式小行程壓力發生器,包括兩個相互平行的剛性平板一、剛性平板二、柔性材料製成的薄膜,剛性平板一、剛性平板二相向的兩面分別為廠面、面,兩剛性平板可作垂直於八' 面的相對運動;
八' 面、面分為三個區域:與薄膜或液體始終接觸的區域I ;與薄膜或液體始終不接觸的區域II ;其它為區域III ;區域I和區域II不連通,薄膜僅在區域I與剛性平板密封連接,連接的方法是粘接、法蘭壓緊連接,即薄膜與設有通道的剛性平板,在非通道區域,薄膜與剛性平板粘接;薄膜或通過螺釘、法蘭壓緊,使薄膜單獨或與剛性平板共同形成密閉空間,兩剛性平板和薄膜形成了一個密閉的空間,經一通道進出這一密閉空間,使密閉空間的液體體積和壓強變化,產生壓力。
[0005]進一步地,密閉空間通過通道、管道連通流體泵,流體泵通過開關閥和管道,向密閉空間注入流體,開關閥將密閉空間的流體排出。
[0006]進一步地,薄膜與未設置通道的剛性平板的粘接面積為小於密閉空間的最大截面面積。
[0007]進一步地,區域II的截面為半圓或半橢圓。
[0008]該薄膜式小行程壓力發生器,廠面、面為互相平行的平面,採用不滲漏不易伸長的柔性薄膜,形成一個容納液體的可變容積的密閉空間,以及用來向密閉空間注入液體的壓力源和控制裝置。兩個剛性平板相向的兩個面之間只有很小的距離。隨著流體的注入,在內部壓強的作用下,薄膜與平板不接觸處的截面是一個半圓,其最大半徑I?略大于振幅八。隨著流體的注入,密閉空間內的壓強和容積將發生變化,從而產生壓力和位移,薄膜的應力與成I?和流體壓強?成正比,故當I?足夠小時就可以滿足需要的壓強。另外,薄膜材料的厚度很小,因此可以產生反覆的彎曲而不產生疲勞破壞。此裝置可以滿足小行程的需要。用幾個這樣的裝置串聯可以增大行程。
[0009]針對現有技術在需要壓力大,行程小的場合的缺點,本發明提出一種薄膜式小行程壓力發生器。薄膜與八' 面、面不全接觸,不接觸部分可以自由彎曲。在內部壓強的作用下,薄膜邊緣處將向外凸出,其截面形成一個半圓。其半徑等於8當注入的流體體積增大時,I?將增大,即輸出一個運動。當兩剛性構件的相對運動的阻力增大時,密閉空間內的壓強將增大,從而輸出一個力。本發明的特殊之處在於行程很小,薄膜邊緣處的曲率半徑也很小,從而可以允許較大的壓強。壓強的計算公式是#=0/8=2 0/(1其中0是薄膜材料單位長度的拉力,按現有薄膜材料的強度,在#0.01米時,壓強可以達到101?\3\。另外,薄膜材料的厚度很小,從而可經受反覆的彎曲而不損害。
[0010]本發明的有益效果是:該種薄膜式小行程壓力發生器,改變了常用壓力發生器用於小行程大壓力時功能多餘、價格高、體積大的缺點,結構簡單,容易維修,可以用水作介質,在需要的壓力小時,可以用空氣作為介質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明實施例的結構示意圖;
圖2是實施例薄膜與剛性平板二法蘭固定的結構示意圖;
圖3是實施例通過泵連接蓄液池的結構示意圖;
圖4是實施例應用與壓力機的結構示意圖;
其中:1-小齒輪,2-電動機,3-複合輪,4-上滑塊,5-彈性擋圈,6-立柱,7-下滑塊7,8-薄膜,9-底座,10-鏈輪,11-電機座,12-鏈條,13-安全閥,14-管道,15-泵,16-截止閥,17-蓄液池,18-剛性平板一,19-剛性平板二。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。
實施例
[0013]為滿足大壓力小行程的需要,實施例利用薄膜8在曲率半徑很小時可承受較大壓強的原理,通過泵15向薄膜8內注入液體使薄膜8的厚度增大而產生小位移並產生壓力。它沒有活塞,從而克服了液壓缸洩漏,磨損,耗能高等缺點,它的主要部分由平行放置的兩個剛性平板,與兩平板密封連接的用不洩漏,不易伸長的柔性材料製成的薄膜8組成,三者形成了一個可變容積的密閉的空間,液體可以經一通道進出這一密閉空間,在內部壓強作用下,薄膜8的自由邊緣處形成了曲率半徑很小的曲面,此處應力最大,其它部分因為與剛性平板接觸而應力較小。薄膜8的面積比起液壓缸很大,因此很小的壓強就可以產生很大的壓力。為了工件的進出,實施例設計了在無壓力狀態下增大空間的機構。
[0014]薄膜式小行程壓力機,包括底座9、四個相互平行的立柱6、上滑塊4、下滑塊7、升降裝置、薄膜式壓力發生器,底座9與立柱6固定連接,下滑塊7沿立柱6上下滑動,薄膜式壓力發生器在底座9與下滑塊7之間,如圖4。
[0015]薄膜式壓力發生器由兩個相互平行的剛性平板一 18、剛性平板二 19、用不滲漏不易伸長的柔性材料製成的薄膜8組成,如圖1、圖2、圖3,剛性平板一 18、剛性平板二 19相向的兩面分別為廠面、面,廠面、面的距離很小,不超過兩剛性平板可作垂直於八' 面的相對運動。
[0016]八'面、面可分為三個區域:
與薄膜8或液體始終接觸的區域I ;
與薄膜8或液體始終不接觸的區域II ;
其它區域III。
[0017]區域I和區域II不連通,薄膜8僅在區域I與剛性平板密封連接,連接的方法是粘接、法蘭壓緊連接或僅僅接觸而不固定,即與設有通道的剛性平板,在非通道區域,薄膜8與剛性平板粘接,如圖1,或通過螺釘、法蘭壓緊,如圖2,使薄膜8單獨或與剛性平板共同形成密閉空間,而薄膜8與另一剛性平板可以部分粘接或僅僅接觸而不固定,使剛性平板能夠垂直於八' 面活動。
[0018]兩剛性平板和薄膜8形成了一個密閉的空間,液體經一通道進出這一密閉空間,使密閉空間的液體體積和壓強變化,產生剛性平板的位移和振動力。所用的液體通常是水。
[0019]底座9與四個立柱6固定連接,下滑塊7上有四個孔與立柱6外圓滑動配合,薄膜8發生器除泵15、管道14、截止閥16、安全閥13、蓄液池17外安裝在底座9上平面與下滑塊7的下平面之間,上滑塊4、減速電動機2、電機座11、一個複合輪3、三個鏈輪10、螺母體鏈條12、彈性擋圈5、立柱6共同組成了升降裝置。鏈輪10螺母體由上部的鏈輪10和一個圓筒組成。圓筒的內螺紋與立柱6的外螺紋嚙合,它的外圓與上滑塊4的孔滑動配合。圓筒的下部有一截面為矩形的環形溝槽,溝槽內安裝有一個彈性擋圈5,彈性擋圈5的上平面到圓筒的最上端的距離略大於上滑塊4的厚度。複合輪3除在鏈輪10的上平面固定一個大齒輪外,與鏈輪10螺母體相同。安裝有小齒輪1的減速電動機2通過電機座11固定在上滑塊4的上平面。小齒輪1與大齒輪嚙合,鏈條12與四個鏈輪10嚙合。電動機2旋轉時,通過上述機構時四個螺母同向旋轉,帶動除立柱6外的上述構件向上或向下運動,滿足放入或取出工件的需要。
[0020]在上升階段,薄膜8內沒有壓力,阻礙螺母運動的是重力,比起工作壓力,重力是很小的,所以,只需很小的動力就可以驅動螺母。在有壓力時,螺母處於自鎖狀態,所以可以承受任意大的力而不動。上模固定在上滑塊4的下平面,下模固定在下滑塊7的上平面。工作時,首先時上滑塊4向上運動,放入工件後,令上滑塊4向下移動到位後停止,然後,液體注入薄膜8,使下滑塊7向上移動。完成壓制後,上滑塊4向上移動到位後停止,然後取出工件。
[0021]薄膜式小行程壓力發生器,利用柔性薄膜8在曲率半徑很小時可承受較大壓強的原理,用兩個平行的剛性平板與不滲透不易拉伸的材料製成的柔性薄膜8連接,薄膜8與兩個平板形成了一個密閉空間。經一通道向這一密閉空間注入液體,在內部壓強作用下,區域II的截面是半圓。半徑I?約等于振幅八。薄膜8單位長度的應力0二?作。由此可見,只要尺的最大值足夠小,就可以滿足強度要求。區域II的應力不大於區域I的應力。當密閉空間內的液體體積和壓強變化時,就可以輸出位移和力。為了滿足放入和取出工件的需要,本發明設計了升降裝置,在沒有壓力的狀態下,可以用較小的動力完成上滑塊4的升降,在有壓力的狀態下,利用螺紋的自鎖使上滑塊4能承受足夠的壓力。
【權利要求】
1.一種薄膜式小行程壓力發生器,其特徵在於:包括兩個相互平行的剛性平板一、剛性平板二、柔性材料製成的薄膜,剛性平板一、剛性平板二相向的兩面分別為A'面、B'面,兩剛性平板可作垂直於A'面的相對運動; A'面、B'面分為三個區域:與薄膜或液體始終接觸的區域I ;與薄膜或液體始終不接觸的區域II ;其它為區域III ;區域I和區域II不連通,薄膜僅在區域I與剛性平板密封連接,連接的方法是粘接、法蘭壓緊連接,即薄膜與設有通道的剛性平板,在非通道區域,薄膜與剛性平板粘接;薄膜或通過螺釘、法蘭壓緊,使薄膜單獨或與剛性平板共同形成密閉空間,兩剛性平板和薄膜形成了 一個密閉的空間,經一通道進出這一密閉空間,使密閉空間的液體體積和壓強變化,產生壓力。
2.如權利要求1所述的薄膜式小行程壓力發生器,其特徵在於:密閉空間通過通道、管道連通流體泵,流體泵通過開關閥和管道,向密閉空間注入流體,開關閥將密閉空間的流體排出。
3.如權利要求1或2所述的薄膜式小行程壓力發生器,其特徵在於:薄膜與未設置通道的剛性平板的粘接面積為小於密閉空間的最大截面面積。
4.如權利要求3所述的薄膜式小行程壓力發生器,其特徵在於:區域II的截面為半圓或半橢圓。
【文檔編號】F15B3/00GK104454684SQ201410749588
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】楊小蘭, 崔倩, 劉極峰 申請人:南京工程學院