Пьезогидравлический насос

 

Изобретение м.б. использовано для создания систем охлаждения, дозировки и перекачки жидкостей. Цель изобретения - повышение к.п.д. пьезогидравлического насоса. Биморфный дисковый пьезоэлемент (ПЭ) 4 зафиксирован центральной частью в корпусе 1 и всасывающим и нагнетательным патрубками 2, 3 с образованием зазоров 5 между внутренними поверхностями корпуса 1 и торцовыми поверхностями ПЭ 4. На внутренних поверхностях корпуса 1 в области зазора 5 выполнены концентричные относительно места крепления ПЭ 4 канавки 6 с поперечным сечением, имеющим форму треугольника. Вершина его, расположенная напротив зазора 5, смещена относительно середины противолежащей стороны в направлении от места крепления ПЭ 4. Пластины установлены перпендикулярно ПЭ 4 по его периметру и с зазором между собой. Пластина создает силу, направленную к центру ПЭ 4 и компенсирующую действие "вредной" силы. 1 з.п. ф-лы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)э F 04 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 V

С)

О

ЬЭ (21) 4745625/29 (22) 04,10.89 (46) 23,08.91. Бюл, N. 31 (72) Н.Н,Гниломедов, А.Ф.Луговской, А,А.Быстров, А.П.Губарев и А.В Узунов (53) 621.65 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 623010, кл. F 04 F 7/00, 1976. (54) ПЬЕЗОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС (57) Изобретение м,б. использовано для создания систем охлаждения, дозировки и перекачки жидкостей, Цель изобретения— повышение КПД пьезогидравлического насоса, Биморфный дисковый пьезоэлемент (ПЭ) 4 зафиксирован центральной частью в корпусе 1 и всасывающим и нагнетательИзобретение относится к насосостроению и может быть использовано при создании систем охлаждения, дозировки и перекачки жидкостей.

Целью изобретения является повышение КПД насоса.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема пьеэогидравлического насоса; на фиг.

2 — сечение по А-А на фиг, 1; на фиг, 3— конструктивная схема пьезогидравлического насоса с пластинами; на фиг. 4 — сечение по Б — Б на фиг, 3; на фиг, 5 — схема действия сил на подвижном элементе насоса.

Пьезогидравлический насос содержит корпус 1 с всасывающим и нагнетательными патрубками 2 и 3, биморфный дисковый пьезоэлемент 4, зафиксированный центральной частью в корпусе 1 с образованием зазоров 5 между внутренними поверхностя5U 1672002 А1 ным патрубками 2. 3 с образованием зазоров 5 между внутренними поверхностями корпуса 1 и торцовыми поверхностями ПЭ

4. На внутренних поверхностях корпуса 1 в области зазора 5 выполнены концентричные относительно места крепления ПЭ 4 канавки 6 с поперечным сечением, имеющим форму треугольника. Вершина его, расположенная напротив зазора 5, смещена относительно середины противолежащей стороны в направлении о1 места крепления

ПЭ 4. Пластины установлены перпендикулярно ПЭ 4 по его периметру и с зазором между собой, Пластина создает силу, направленную к центру ПЭ 4 и компенсирующую действие "вредной" силы. 1 з.n,ô-лы, 5 ил. ми корпуса 1 и торцовыми поверхностями пьезоэлемента 4. На внутренних поверхностях корпуса 1 в области зазора выполнены концентричные относительно места крепления пьезоэлемента 4 канавки 6 с поперечным сечением, имеющим форму треугольника, вершина которого, расположенная напротив зазора 5, смещена относительно середины противолежащей стороны в направлении от места крепления пьезоэлемента 4, В центральной части пьезоэлемента 4 выполнено отверстие 7 и обеспечен подвод к нагнетательному патрубку. Между частями пьезоэлемента 4 расположен электрод 8, выведенный наружу с помощью эластичного проводника 9 и изолятора 10. Вторые два электрода 11, расположенные на торцовых поверхностях пьезоэлемента 4, соединяют1672002

45 ся через корпус 1 благодаря зажиму пьезоэлемента 4 в корпусе 1. Это позволяет заземлить корпус 1 насоса и повысить его безопасность. Насос так же может содержать пластины 12, установленные перпендикулярно пьезоэлементу 4 по его периметру и с зазором 14 между собой.

Пьезогидравлический насос работает следующим образом, К электродам 8, 11 пьезоэлемента 4 подводится напряжение от источника переменного тока (не показан). В результате обратного пьезоэффекта пьзоэлемент 4 начинает совершать изгибные колебания относительно места своего крепления. При работе насоса по схеме (фиг. 1) изгиб пьезоэлемента 4 вверх по чертежу (положение Ь на фиг. 5) приводит к появлению силы, которая гонит жидкость к центру пьезоэлемента 4, откуда она поступает в нагнетательный патрубок 3. Аналогичная картина происходит и в следующей фазе колебания при движении пьезоэлемента 4 вниз по чертежу. Тогда в верхней части идет всасывание, а в нижней — нагнетание. Однако при движении пьезоэлемента 4 от крайнего положения, например нижнего. на жидкость действует сила (положение на фиг,5), направленная от центра пьезоэлемента 4. Эта сила исчезает только при переходе через нейтральные положения пьезоэлемента 4 (положение с на фиг, 5). Следовательно, половиНой своей деформации пьезоэлемент 4 отталкивает жидкость от нагнетающего патрубка 3, и только с помощью второй половины деформации обеспечивает процесс нагнетания. При движении жидкости от периферии пьезоэлемента 4 к его центру она движется по зазору

5, не испытывая сопротивления канавок 6.

Однако после завершения стадии нагнетания жидкость в зазоре 5 под действием перепада давлений стремится двигаться в обратную сторону, т.е. от нагнетательного патрубка 3 к всасывающему патрубку 2. Но при этом ее движению препятствует гидравлическое сопротивление канавок 6, которое возникает вследствие завихрения потока профилем этих канавок и создания локальных зон повышенногодавления. В результате уменьшается обратный ток жидкости, т.е. повышается КПД насоса, При установке пластин 12 по периметру пьезоэлемента 4, как следует из схемы на фиг, 5, в положении а, когда на жидкость действует "вредная" сила, пластина 12 создает силу, направленную к центру пьезоэлемента 4 и компенсирующую действие силы, Пластина 12 как бы зачерпывает жидкость, не позволяя пьезоэлементу 4, движущемуся к нейтральному положению, разгонять ее. В положении Ь на фиг. 5 пластина 12 создает силу, которая помогает загонять жидкость в нагнетательный патрубок

Формула изобретения

1. Пьезогидравлический насос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, биморфный дисковый пьезоэлемент, зафиксированный центральной частью в корпусе с образованием зазоров между внутренними поверхностями корпуса и торцовыми поверхностями пьезоэлемента, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, на внутренних поверхностях корпуса в области зазора выполнены концентричные относительно места крепления пьезоэлемента канавки с поперечным сечением, имеющим форму треугольника. вершина которого, расположенная напротив зазора, смещена относительно середины противолежащей стороны в направлении от места крепления пьезоэлемента, 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен пластинами, установленными перпендикулярно пьезоэлементу по его периметру и с зазором между собой.

1672002

1672002

6-0

Составитель Е. Вахнина

Редактор Е, Полионова Техред М.Моргентал Корректор A. Осэуленко

Заказ 2819 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101