專利名稱：由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴液裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的噴液裝置如噴泉一般采用泵作為動力裝置使液體加速而實(shí)現(xiàn)噴射。泵需要較高電壓驅(qū)動，所以成本一直居高不下；有許多泵直接浸泡在液體中工作，由于需要較高的電壓驅(qū)動，所以必須要做泵的絕緣工作，且需要經(jīng)常檢驗(yàn)絕緣設(shè)施是否損壞，從而使生產(chǎn)成本增加，生產(chǎn)工序復(fù)雜，又增加了維護(hù)工作，且有極大的危險(xiǎn)性；由于泵的體積較大，所以在做防水和防腐工作時(shí)難度較大，經(jīng)常發(fā)生漏電和腐蝕的現(xiàn)象，從而帶來不安全隱患；傳統(tǒng)的大型噴液裝置往往需要大量的管道，連接噴嘴和泵，以傳輸泵泵出的液體，所以傳統(tǒng)的噴液裝置投資較大，維護(hù)也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的噴液裝置存在的成本高、危險(xiǎn)性大、維護(hù)復(fù)雜的弊端，本發(fā)明提供一種投資小、結(jié)構(gòu)簡單、不需要太大能源且安全性高的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，它包括液缸1，液缸1內(nèi)設(shè)有可上下移動的活塞2，活塞2上設(shè)有單向閥門2-1，所述液缸1的下底部設(shè)有環(huán)形底板3，在底板3與活塞2之間固接有由形狀記憶合金材料制成的驅(qū)動器4，所述驅(qū)動器4的形狀為螺旋彈簧狀或桿狀。
本發(fā)明所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需要復(fù)雜的機(jī)械裝置，作為噴液裝置時(shí)也不需要噴液裝置的泵、管道等設(shè)備，從而節(jié)約了成本，降低了維護(hù)費(fèi)用，且維護(hù)工作簡單易行；由于使用電能來工作，所以節(jié)省了傳統(tǒng)活塞驅(qū)動時(shí)使用的燃料，降低了使用成本；形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動電壓較低，所以可以直接暴露在液體中，杜絕了因漏電而導(dǎo)致人員觸電的現(xiàn)象，而且不需要考慮裝置的密封，從而減小了設(shè)計(jì)人員的工作量；由于體積較小，所以防腐工作容易做且效果好，不容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，使用壽命長；相對于現(xiàn)有噴液裝置，本發(fā)明的噴液裝置在工作時(shí)噪音較?。辉趯?shí)際應(yīng)用中，采用不同的參數(shù)、性能和數(shù)目的形狀記憶合金驅(qū)動器和復(fù)位彈簧，能實(shí)現(xiàn)不同活塞動作速度、力量和頻率，方便不同情況下的不同需要。同時(shí)本發(fā)明所述的驅(qū)動器還可以在實(shí)現(xiàn)打氣、噴液、推動、拉動等裝置上作為驅(qū)動活塞的驅(qū)動器而使用，具有較廣的使用范圍，利于推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是螺旋彈簧狀單程形狀記憶合金驅(qū)動器的初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是螺旋彈簧狀單程形狀記憶合金驅(qū)動的活塞向下運(yùn)動過程中單向閥門打開時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是利用本發(fā)明噴液裝置的噴泉示意圖，圖5是桿狀單程形狀記憶合金驅(qū)動的活塞運(yùn)動到上限位擋塊6-1時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是桿狀單程形狀記憶合金驅(qū)動的活塞運(yùn)動到下限位擋塊6-2時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是螺旋彈簧狀雙程形狀記憶合金驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖，
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一參照圖1，本實(shí)施方式的形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置包括液缸1，液缸1內(nèi)設(shè)有可上下移動的活塞2，活塞2上設(shè)有單向閥門2-1，所述液缸1的下底部設(shè)有環(huán)形底板3，在底板3與活塞2之間固接有由形狀記憶合金材料制成的驅(qū)動器4，所述驅(qū)動器4的形狀為螺旋彈簧狀或桿狀。
某些合金加熱時(shí)恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時(shí)又能恢復(fù)低溫相形狀，稱為雙程記憶效應(yīng)合金。本發(fā)明使用雙程記憶效應(yīng)合金時(shí)，無需安裝復(fù)位彈簧。形狀記憶合金驅(qū)動器4通電達(dá)到逆相變點(diǎn)產(chǎn)生擴(kuò)張變形，推動活塞2向上運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到最上端時(shí)，形狀記憶合金驅(qū)動器4停止通電并冷卻，冷卻后的形狀記憶合金處于收縮狀態(tài)，于是帶動活塞2向下移動，從而復(fù)位到液缸1的下部。通過控制電流即可控制形狀記憶合金驅(qū)動器4帶動活塞2的上下移動，從而完成噴液。
形狀記憶合金在較低的溫度下變形，加熱后可恢復(fù)變形前的形狀，這種具有只在加熱過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象的合金稱為單程記憶效應(yīng)合金。本發(fā)明使用單程記憶效應(yīng)合金時(shí)，需要同時(shí)在活塞2與底板3之間安裝復(fù)位彈簧。形狀記憶合金驅(qū)動器4通電達(dá)到逆相變點(diǎn)產(chǎn)生擴(kuò)張變形，克服復(fù)位彈簧的拉力推動活塞2向上運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到最上端時(shí)，形狀記憶合金驅(qū)動器4停止通電并冷卻，復(fù)位彈簧5提供拉力，將其復(fù)位到液缸1下部。通過控制電流即可控制形狀記憶合金驅(qū)動器4的擴(kuò)張，通過復(fù)位彈簧再將活塞拉回液缸底部，從而完成噴液。
具體實(shí)施例方式
二本實(shí)施方式作為采用單程形狀記憶合金驅(qū)動的噴泉，參照圖4，液缸通過支架安裝在轉(zhuǎn)向裝置上。液缸1的內(nèi)部通過中間有孔3-1的底板3與水池中的水相通，參照圖2、圖3，缸體上部裝有壓縮容器8和噴嘴9。整個(gè)裝置浸沒在水中，噴頭最上端靠近水面。
本實(shí)施方式使用的驅(qū)動器4是由單程記憶效應(yīng)的形狀記憶合金制成的，驅(qū)動器4的形狀為螺旋彈簧狀，參照圖2、圖3，螺旋彈簧狀形狀記憶合金驅(qū)動器的數(shù)量為四個(gè)，將它們串聯(lián)在電路中，以確保通電時(shí)同時(shí)達(dá)到逆相變點(diǎn)，從而同時(shí)動作，使活塞順利運(yùn)動。在活塞2與底板3之間固接有復(fù)位彈簧5，復(fù)位彈簧5起到將活塞2拉回液缸1底部的作用?；钊虚g開有進(jìn)液口7，并裝有單向閥門2-1控制進(jìn)液口的開合。螺旋彈簧狀形狀記憶合金驅(qū)動器的初始狀態(tài)如圖2所示，活塞位于液缸下部，單向閥門關(guān)閉。工作時(shí)形狀記憶合金驅(qū)動器通電發(fā)熱，達(dá)到逆相變點(diǎn)后形狀記憶合金驅(qū)動器擴(kuò)張，克服復(fù)位彈簧5的拉力，使活塞2向上運(yùn)動，推動水通過液體壓縮容器8從噴頭9噴出，水流噴出水面形成噴泉?；钊?運(yùn)動到最上端時(shí)，停止通電并冷卻，復(fù)位彈簧5將活塞2向下拉至初始位置，活塞2向下運(yùn)動過程中單向閥門2-1打開，水從液缸1的下部通過進(jìn)液口3-1進(jìn)入液缸1內(nèi)活塞2-1的上部。形狀記憶合金驅(qū)動器再次通電發(fā)熱擴(kuò)張，推動活塞向上運(yùn)動過程中，單向閥門2-1關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)脈沖噴水。
在液缸1的內(nèi)壁上設(shè)有上限位擋塊6-1和下限位擋塊6-2，所述活塞2設(shè)置在上限位擋塊6-1和下限位擋塊6-2之間。當(dāng)上限位擋塊6-1和下限位擋塊6-2距離較小時(shí)，液缸內(nèi)進(jìn)水量小，一次噴射量小，可以做為小型水池內(nèi)的噴泉使用，反之亦然。所以通過上限位擋塊6-1和下限位擋塊6-2的安裝位置可以控制噴泉的水量大小，從而實(shí)現(xiàn)不同的需要。
在使用過程中，可以通過控制轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向，使噴泉噴出方向隨之改變，從而形成不同的噴泉圖案。采用不同的噴頭，也能夠形成不同的噴泉效果。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同之處在于，參照圖5、圖6，所述驅(qū)動器4的形狀為桿狀。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二、三的不同之處在于，驅(qū)動器4是由雙程記憶效應(yīng)的形狀記憶合金制成的，該驅(qū)動器4不需要使用用復(fù)位彈簧，參照圖7，本實(shí)施方式形狀記憶合金驅(qū)動器的外形為螺旋彈簧形狀，雙程記憶合金是采用高溫狀態(tài)和低溫狀態(tài)所記憶的不同形狀來驅(qū)動活塞，在室溫下為低溫狀態(tài)，處于收縮狀態(tài)，使活塞位于最下部。當(dāng)形狀記憶合金驅(qū)動器通電加熱而變?yōu)楦邷貭顟B(tài)，便伸長，使活塞向上運(yùn)動至最上部，推動液體從噴嘴噴出。然后形狀記憶合金驅(qū)動器斷電，被液體冷卻而收縮至低溫狀態(tài)，使活塞復(fù)位到最下部。形狀記憶合金反復(fù)通電升溫、斷電冷卻，實(shí)現(xiàn)活塞的上下運(yùn)動。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同之處在于，所述驅(qū)動器4的外形為桿狀，驅(qū)動器4與兩端的活塞2和底板3之間通過焊接連接，其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式采用單程桿狀形狀記憶合金驅(qū)動器，為了使該形狀記憶合金驅(qū)動器電阻不至于過小，該種形狀記憶合金驅(qū)動器為空心截面。這種空心桿狀形狀記憶合金驅(qū)動器為3根或3根以上，它們的兩端通過螺釘與活塞和底板連接，在冷卻狀態(tài)時(shí)均向缸體內(nèi)部彎曲。形狀記憶合金驅(qū)動器串聯(lián)在電路中，以確保通電時(shí)同時(shí)動作?；钊\(yùn)動至最上端時(shí)形狀記憶合金留有一部分彎曲，以使活塞在復(fù)位彈簧的作用力下回退時(shí)恢復(fù)為原來彎曲形狀。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式在形狀記憶合金驅(qū)動器4的表面涂或包覆絕緣層和防護(hù)層，防止漏電而導(dǎo)致能量的流失以及液體等的腐蝕。絕緣層可用三聚氰胺醇酸浸漬絕緣漆、聚氨脂、聚四氟乙烯。在某些場合，為了防止酸等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，需要在形狀記憶合金驅(qū)動器表面涂或包覆絕緣層或防護(hù)層，如作包覆聚酯薄膜。絕緣層和防護(hù)層很薄，不妨礙形狀記憶合金驅(qū)動器的運(yùn)動及形狀記憶合金驅(qū)動器的散熱。
本發(fā)明所述形狀記憶合金驅(qū)動器的個(gè)數(shù)可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)，當(dāng)有復(fù)位彈簧存在時(shí)，復(fù)位彈簧的個(gè)數(shù)也可以為一個(gè)或多個(gè)，使用過程中需要保證活塞在上下移動過程中的平衡。所以無論是一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動器、復(fù)位彈簧，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明所述形狀記憶合金驅(qū)動器可以為空心，也可以是實(shí)心，都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述目的，所以都在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的形狀記憶合金驅(qū)動器可以作為噴泉上的噴射裝置驅(qū)動器使用，還可以作為噴水滅火裝置、艦船推進(jìn)裝置、打氣裝置、生產(chǎn)線上的推動裝置使用，只要具有本發(fā)明驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，它包括液缸(1)，液缸(1)內(nèi)設(shè)有可上下移動的活塞(2)，活塞(2)上設(shè)有單向閥門(2-1)，其特征在于所述液缸(1)的下底部設(shè)有環(huán)形底板(3)，在底板(3)與活塞(2)之間固接有由形狀記憶合金材料制成的驅(qū)動器(4)，所述驅(qū)動器(4)的形狀為螺旋彈簧狀或桿狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，其特征在于所述驅(qū)動器(4)是由雙程記憶效應(yīng)合金制備而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，其特征在于所述驅(qū)動器(4)是由單程記憶效應(yīng)合金制備而成，在活塞(2)與底板(3)之間還固接有復(fù)位彈簧(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，其特征在于所述液缸(1)的內(nèi)壁上設(shè)有上限位擋塊(6-1)和下限位擋塊(6-2)，所述活塞(2)設(shè)置在上限位擋塊(6-1)和下限位擋塊(6-2)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，其特征在于所述驅(qū)動器(4)與底板(3)和活塞(2)之間通過螺釘連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，其特征在于所述驅(qū)動器(4)與底板(3)和活塞(2)之間通過焊接連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，其特征在于在所述形狀記憶合金驅(qū)動器(4)表面涂或包覆絕緣層或防護(hù)層。
全文摘要
由形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動的活塞式噴液裝置，涉及一種噴液裝置?，F(xiàn)有的噴液裝置成本高、危險(xiǎn)性大、維護(hù)復(fù)雜。本發(fā)明包括液缸1，液缸1內(nèi)設(shè)有可上下移動的活塞2，活塞2上設(shè)有單向閥門2－1，所述液缸1的下底部設(shè)有環(huán)形底板3，在底板3與活塞2之間固接有由形狀記憶合金材料制成的驅(qū)動器4，所述驅(qū)動器4的形狀為螺旋彈簧狀或桿狀。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需要復(fù)雜的機(jī)械裝置，節(jié)約了成本，降低了維護(hù)費(fèi)用，且維護(hù)工作簡單易行；使用壽命長；相對于現(xiàn)有噴液裝置，本發(fā)明的噴液裝置在工作時(shí)噪音較?。煌瑫r(shí)本發(fā)明所述的驅(qū)動器還可以在實(shí)現(xiàn)打氣、噴液、推動、拉動等裝置上作為驅(qū)動活塞的驅(qū)動器而使用，具有較廣的使用范圍，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號F03G7/00GK1718289SQ20051001021
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者王振龍, 曹國輝, 杭觀榮 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)