CN109372729A - 一种基于介电弹性体驱动的软体泵 - Google Patents

一种基于介电弹性体驱动的软体泵 Download PDF

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吕延军
方重阳
汤璐嘉
梁瑞东
牛超超
姚康瑞
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    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于介电弹性体驱动的软体泵，包括中空的框架，框架一端开设有入口，另一端开设有出口；框架内设置有驱动体；驱动体的形状与框架相适应；驱动体一端开设有入水口，另一端开设有出水口；驱动体的入水口固接于框架的入口，驱动体的出水口固接于框架的出口；入水口固接入水管；出水口固接出水管；入水管及出水管上均设置有单向阀；驱动体内外表面均涂覆有柔性电极层；两个柔性电极层上均连接有导引线的一端；两根导引线的另一端连接同一电源；两个柔性电极层表面均覆盖有绝缘层。本发明体积小、结构简单、自身重量轻、不易产生噪音、成本低；即使长时间工作也不会出现磨损，使用寿命长、维护成本低。

Description

一种基于介电弹性体驱动的软体泵
技术领域
本发明属于液体输送技术领域，具体涉及一种基于介电弹性体驱动的软体泵。
背景技术
传统机械泵按其工作原理可分为容积式泵、叶轮式泵、喷射式泵等；通常由叶轮、泵壳、泵轴及密封装置等构件组装而成。虽然动力足、功率大，但是结构笨重、易发热、工作噪音较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于介电弹性体驱动的软体泵，解决了现有技术中存在的传统机械泵噪音大、易发热的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种基于介电弹性体驱动的软体泵，包括中空的框架，框架一端开设有入口，另一端开设有出口；框架内设置有驱动体；驱动体采用介电弹性体，且驱动体的形状与框架相适应；驱动体一端开设有入水口，另一端开设有出水口；驱动体的入水口固接于框架的入口，驱动体的出水口固接于框架的出口；入水口固接入水管；出水口固接出水管；入水管的形状、大小与入口相适应；出水管的形状、大小与出口相适应；入水管及出水管上均设置有单向阀；驱动体内外表面均涂覆有柔性电极层；两个柔性电极层上分别连接导引线a、导引线b的一端；导引线a、导引线b的另一端连接同一电源的两极，电源加载的电压为交变电压；两个柔性电极层表面均覆盖有绝缘层。
本发明的特点还在于：
两个绝缘层表面还覆盖有防水层。
柔性电极层采用石墨碳膏。
导引线a、导引线b采用铝箔。
框架呈球形。
本发明的有益效果是：
本发明基于介电弹性体驱动的软体泵，体积小、结构简单、自身重量轻、不易产生噪音、成本低；并且，即使长时间工作也不会出现磨损，使用寿命长、维护成本低。
附图说明
图1是本发明基于介电弹性体驱动的软体泵呈球形时的结构示意图；
图2是本发明基于介电弹性体驱动的软体泵中框架的纵截面为椭球形时的结构示意图；
图3是本发明基于介电弹性体驱动的软体泵串联时的结构示意图；
图4是本发明基于介电弹性体驱动的软体泵并联时的结构示意图；
图5是本发明基于介电弹性体驱动的软体泵既有串联又有并联时的结构示意图；
图6是本发明基于介电弹性体驱动的软体泵的电性连接关系。
图中，1.框架，2.入口，3.出口，4.驱动体，5.入水口，6.出水口，7.入水管，8.出水管，9.单向阀，10.导引线a，11.电源，12.绝缘层，13.导引线b，14.柔性电极层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明基于介电弹性体驱动的软体泵，包括中空的框架1，框架1呈球形或者椭球形(如图2所示)；框架1一端开设有入口2，另一端开设有出口3；框架1内设置有驱动体4；驱动体4采用介电弹性体，且驱动体4的形状、大小与框架1相适应；驱动体4一端开设有入水口5，另一端开设有出水口6；驱动体4的入水口5固接于框架1的入口2，驱动体4的出水口6固接于框架1的出口3；入水口5固接入水管7；出水口6固接出水管8；入水管7的形状、大小与入口2一致；出水管8的形状、大小与出口3一致；入水管7及出水管8上均设置有单向阀9；驱动体4内外表面均涂覆有柔性电极层14，柔性电极层14采用石墨碳膏；两个柔性电极层14上分别连接有导引线a10、导引线b13的一端；导引线a10、导引线b13采用铝箔；导引线a10、导引线b13的另一端连接同一电源11的两极，电源11加载的电压为交变电压；两个柔性电极层14表面均覆盖有绝缘层12；本发明可以串联(如图3所示)，也可以并联(如图4所示)；也可以既串联又并联(如图5所示)；软体泵串联时，相邻的两个软体泵所连接的电源11的电压振幅相同、周期相同且相位差为180°。
本发明基于介电弹性体驱动的软体泵的工作原理为：介电弹性体是一种电活性聚合物软材料，介电弹性体具有动力足、响应快、机电转换效率高及质轻价廉等优点；驱动体4采用介电弹性体，当电源11输出正向电压时，驱动体4膨胀、体积变大，内部压力小于外界大气压，从而在单向阀9的作用下通过入水管7吸入液体；当电源11输出反向电压时，驱动体4缩小、体积变小，从而在单向阀9的作用下通过出水管8排出液体；如此，随着交变电源11有规律的输出电压，驱动体4可有规律的循环吸入液体、排出液体的动作；本发明的软体泵可串联、并联或者既有串联又有并联；当软体泵串联时，相邻的两个软体泵所连接的交变电源11振幅相同、周期相同且相位差为180°；其工作原理及过程如上所述。
本发明基于介电弹性体驱动的软体泵的优点为：通过在介电弹性体制成的驱动体上加载交变电压而使驱动体发生形变，从而实现有规律的吸水排水动作；并且，本发明体积小、结构简单、自身重量轻、不易产生噪音、成本低；并且，即使长时间工作也不会出现磨损，使用寿命长、维护成本低。

Claims (5)

1.一种基于介电弹性体驱动的软体泵，其特征在于：包括中空的框架(1)，框架(1)一端开设有入口(2)，另一端开设有出口(3)；框架(1)内设置有驱动体(4)；驱动体(4)采用介电弹性体，且驱动体(4)的形状与框架(1)相适应；驱动体(4)一端开设有入水口(5)，另一端开设有出水口(6)；驱动体(4)的入水口(5)固接于框架(1)的入口(2)，驱动体(4)的出水口(6)固接于框架(1)的出口(3)；入水口(5)固接入水管(7)；出水口(6)固接出水管(8)；入水管(7)的形状、大小与入口(2)相适应；出水管(8)的形状、大小与出口(3)相适应；入水管(7)及出水管(8)上均设置有单向阀(9)；驱动体(4)内外表面均涂覆有柔性电极层(14)；两个柔性电极层(14)上分别连接导引线a(10)、导引线b(13)的一端；导引线a(10)、导引线b(13)的另一端连接同一电源(11)的两极，电源(11)加载的电压为交变电压；两个柔性电极层(14)表面均覆盖有绝缘层(12)。
2.如权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的软体泵，其特征在于：所述两个绝缘层(12)表面还覆盖有防水层。
3.如权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的软体泵，其特征在于：所述柔性电极层(14)采用石墨碳膏。
4.如权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的软体泵，其特征在于：所述导引线a(10)、导引线b(13)采用铝箔。
5.如权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的软体泵，其特征在于：所述框架(1)呈球形。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150592A (en) * 1962-08-17 1964-09-29 Charles L Stec Piezoelectric pump
CN1901350A (zh) * 2001-12-25 2007-01-24 松下电工株式会社 电活化聚合体激励器和包含它的隔膜泵
CN201881812U (zh) * 2010-12-02 2011-06-29 大庆亿明科技开发有限公司 发光玻璃装饰板
CN107493035A (zh) * 2017-09-19 2017-12-19 中国地质大学（武汉） 石墨烯电极介电弹性体驱动器

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