Пьезоэлектрический подводный движитель

Изобретение относится к области приводов и может быть использовано для приведения в движение небольших подводных объектов. Пьезоэлектрический подводный движитель содержит пьезоэлектрические элементы с обратным пьезоэффектом плоской формы в виде мембран, который обеспечивает изгиб мембран в две стороны при подаче на них разнополярного электрического импульса. Мембраны укреплены в корпусе оппозитно попарно, образуя рабочую полость, в которую с помощью патрубка, направленного в промежуток между мембранами, установлен рабочий струйный диод, входным каналом направленный внутрь этой полости, а выходным каналом наружу во внешнюю водную среду. В этой же полости перпендикулярно входу патрубка рабочего струйного диода оппозитно попарно установлены дополнительные струйные диоды входными каналами наружу полости, а выходными каналами внутрь полости. С внешней стороны мембран расположены вспомогательные полости. Патрубок установлен с возможностью изменения положения и соединяет рабочий струйный диод с корпусом. Достигается уменьшение массогабаритных показателей движителя и удобство управления им, а также удобство изменения тягового усилия и направления приводного импульса. 3 ил.

 

Изобретение относится к области привода и может быть использовано для приведения в движение небольших подводных объектов.

Для приведения в движения подводных объектов известны судовые движители с реактивным принципом движения, например патенты RU 2205773, RU 2110437, RU 2086465, RU 2064878, RU 2051071, общим недостатком которых являются большие массогабаритные показатели, где активным элементом являются судовые двигательные установки, используются поршни клапаны, приводимые в движение штоками.

Наиболее близким по решению является патент RU 2051071 С1, 27.12.1995, который может быть принят за прототип. Прототип содержит корпус с патрубками и привод. Недостатками прототипа являются необходимость наличия судового привода, приводящего в движение рабочие поршни, наличие заслонок, которые выполняют роль клапанов, подверженных засорению.

Техническим результатом предложения является за счет использования обратного пьезоэффекта в предлагаемом движителе уменьшение его массогабаритных показателей, удобство управления движителем за счет уменьшения времени исполнения управляющих команд по сравнению с известными движителями, удобство изменения тягового усилия и направления приводного импульса.

Технический результат достигается тем, что предлагается пьезоэлектрический движитель, характеризующийся тем, что содержит пьезоэлектрические элементы с обратным пьезоэффектом плоской формы в виде мембран, обеспечивающим изгиб мембран в две стороны при подаче на них разнополярного электрического импульса, изолированные гибким покрытием от внешней среды, с герметичным подводом к мембранам питающих электрических проводников, причем мембраны укреплены в корпусе оппозитно попарно, образуя рабочую полость, в которую с помощью патрубка, направленного в промежуток между мембранами, установлен рабочий струйный диод, входным каналом направленный внутрь этой полости, а выходным каналом наружу во внешнюю водную среду, при этом в этой же полости перпендикулярно входу патрубка рабочего струйного диода оппозитно попарно установлены дополнительные струйные диоды входными каналами наружу полости, а выходными каналами внутрь полости, причем с внешней стороны мембран расположены вспомогательные полости, изолированные от рабочей полости, соединенные отверстиями с внешней водной средой для свободного течения водной среды из вспомогательных полостей при движении мембран, причем патрубок, соединяющий рабочий струйный диод с корпусом, установлен с возможностью изменения положения.

На фиг. 1 представлена общая схема пьезоэлектрического движителя.

На фиг. 2 показан цикл всасывания водной среды.

На фиг. 3 показан цикл выталкивания водной среды.

На фиг. 1 представлена общая схема, где пьезоэлектрические элементы в виде мембран 1, электрические герметичные проводники 2 для подвода разнополярного электрического импульса к мембранам 1, общий корпус 3, рабочая полость 4, рабочий струйный диод 5, например, в виде конической мембраны, направленный выходным каналом наружу, соединительный патрубок 6, дополнительные струйные диоды 7, направленные выходным каналом внутрь полости, вспомогательные полости 8, соединительные отверстия 9. Гибкое изолирующее покрытие мембран на чертеже не показано.

На фиг. 2 показано, что в подготовительном цикле (цикле всасывания) при подаче на мембраны 1 электрического импульса определенной полярности через электрические проводники 2 мембраны выгибаются и втягивают основную порцию текучей среды в рабочую полость движителя через дополнительные струйные диоды 7 и за счет диодного эффекта небольшую порцию через рабочий струйный диод 5, при этом корпус 3 с движителем получает небольшой импульс силы 10 в направлении выхода струи из рабочего струйного диода 5. Одновременно мембраны 1 выталкивают обратной стороной порцию водной среды через отверстия 9, которые обеспечивают свободное протекание.

На фиг. 3 показано, что в рабочем цикле (цикле выталкивания) при подаче на мембраны 1 электрического импульса другой полярности через электрические проводники 2 мембраны выгибаются в обратную сторону и выталкивают ранее втянутую основную порцию водной среды через рабочий струйный диод 5 и небольшую порцию через дополнительные струйные диоды 7 во внешнюю среду, при этом корпус движителя получает основной импульс силы 10 в направлении, обратном выходу струи из рабочего струйного диода. Одновременно мембраны 1 обратной стороной втягивают водную среду через отверстия 9.

Разница в импульсах силы между механическими реакциями от движения струй в струйных диодах зависит от их коэффициентов диодности, который для диафрагменного струйного диода равен приблизительно 3, а для других струйных диодов может составлять более 40. Наличие струйных диодов предполагает отсутствие подвижных частей по сравнению с клапанами, подверженными засорению.

Поскольку мембраны и вспомогательные струйные диоды расположены оппозитно попарно, то механические реакции движения мембран и течения через вспомогательные струйные диоды аннигилируются и не оказывают механического воздействия на движитель.

При изменении положения соединительного патрубка 6 возникает изменение направления приводного импульса силы, т.е. возникает эффект изменения вектора тяги.

Скорость приводного импульса можно менять и напряжением подаваемого электрического импульса, и его частотой.

Пьезоэлектрический подводный движитель, характеризующийся тем, что содержит пьезоэлектрические элементы с обратным пьезоэффектом плоской формы в виде мембран, обеспечивающим изгиб мембран в две стороны при подаче на них разнополярного электрического импульса, изолированные гибким покрытием от внешней среды, с герметичным подводом к мембранам питающих электрических проводников, причем мембраны укреплены в корпусе оппозитно попарно, образуя рабочую полость, в которую с помощью патрубка, направленного в промежуток между мембранами, установлен рабочий струйный диод, входным каналом направленный внутрь этой полости, а выходным каналом наружу во внешнюю водную среду, при этом в этой же полости перпендикулярно входу патрубка рабочего струйного диода оппозитно попарно установлены дополнительные струйные диоды входными каналами наружу полости, а выходными каналами внутрь полости, причем с внешней стороны мембран расположены вспомогательные полости, изолированные от рабочей полости, соединенные каналами с внешней водной средой для свободного течения водной среды из вспомогательных полостей при движении мембран, причем патрубок, соединяющий рабочий струйный диод с корпусом, установлен с возможностью изменения положения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, а именно к плавсредствам. Плавниковый лопастной движитель для плавсредств надводного и подводного плавания включает в себя вариант конструкции надводного судна, которое содержит по обе стороны от осевой линии судна протяженные кормовые плавники с окнами, перекрывающимися при их движении в сторону осевой линии судна лопастями.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым движителям с приводом возвратно-поступательного перемещения рабочего органа для надводных кораблей, обитаемых подводных аппаратов (научно-исследовательских, туристических, спасательных и др.).

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым движителям с приводом возвратно-поступательного перемещения, преимущественно к движителям тихоходных плавсредств: обитаемых подводных аппаратов (научно-исследовательских, туристических, спасения и др.), а также надводных плавсредств каналов, бухт, рек.

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым движителям с приводом возвратно-поступательного перемещения для тихоходных плавсредств. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к реактивным судовым двигателям. .

Изобретение относится к плавсредствам, повышающим безопасность плавания и очистку воды от загрязнений. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к двигательно-движительным установкам атомных судов, преимущественно атомных подводных лодок. .

Изобретение относится к реактивным движителям и может быть применено для передвижения подводных, надводных и воздушных судов. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к движителю с колебательным движением. Колебательный движитель содержит рабочий орган по принципу биения хлыста, который представляет из себя модификацию жгутикового движителя.

Изобретение относится к судостроению, а именно к кольцевому гребному винту и подруливающему устройству. Кольцевой гребной винт (12) для подруливающего устройства (10) содержит кольцевую насадку (15), центральный элемент (16) и по меньшей мере одну лопасть (18) гребного винта.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции винтового привода судов. Кольцевая насадка для гребного винта плавучего средства имеет цилиндрическую форму с увеличенной шириной.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам с лопастными гребными колесами. Предложено мелкосидящее судно с лопастными колесами, состоящее из корпуса, двигателей, силовых трансмиссий, лопастных колес, закрепленных на гребных валах, установленных перпендикулярно направлению движения судна, водопроточных каналов и рулевого устройства, причем корма судна выполнена в виде двух сквозных водопроточных каналов, разделяющих днище на три водоизмещающие секции, на которых установлены опоры двух гребных валов с закрепленными на них лопастными колесами, состоящими из двух параллельных друг другу прочных дисков с установленными между ними изогнутыми лопастями, расположенными по нескольким разноудаленным от вала диаметрам так, что при вращении колес они следуют друг за другом, переливая воду на более отдаленные от вала лопасти, и входят в воду под прямым углом в безударном режиме.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к спортивно-развлекательным плавсредствам. Предложено судно с качельным приводом, которое имеет веретенообразный корпус с двумя боковыми наклоненными вниз на 30÷45° крылообразными гидродинамическими плоскостями.

Настоящее изобретение относится к движителям, применяемым в жидкостях или газах. Ленточно-лопастное устройство для получения потока содержит лопасти, которые движутся по траектории движущейся замкнутой ленты, надетой на вращающиеся колеса, положение лопастей относительно направления их движения устанавливается системой управления лопастями, а каждая лопасть содержит вал лопасти, неподвижно закрепленный на торцах лопасти, замкнутые ленты, на внешнею поверхность которых крепятся подшипники, в которых вращаются валы лопастей, ведущие и ведомые колеса, на которые надеваются замкнутые ленты, систему управления, устанавливающую положение лопастей относительно направления их движения, кинематически связанную с валами лопастей, защитный внешний корпус, раму для крепления узлов, составляющих ленточно-лопастное устройство для получения потока.

Изобретение относится к судостроению, а именно к плавсредствам. Плавниковый лопастной движитель для плавсредств надводного и подводного плавания включает в себя вариант конструкции надводного судна, которое содержит по обе стороны от осевой линии судна протяженные кормовые плавники с окнами, перекрывающимися при их движении в сторону осевой линии судна лопастями.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов. Ротор включает пару лопастей, одна из которых принадлежит одному несущему винту, а другая принадлежит второму несущему винту.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к подводным движителям, воздействующим непосредственно на воду, не вращающегося типа. Варианты выполнения подводных движителей, каждый из которых включает наружную обтекаемую оболочку, группы пар электродов-разрядников, энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный движительный комплекс содержит водовод, который выполнен в виде осесимметричной профилированной кольцевой насадки, внутри которой соосно размещено установленное на валу рабочее колесо.

Изобретение относится к движительным системам, в частности к устройствам, которые приводят в движение текучие среды и суда, совершая колебательные движения. Криволинейное тело для приведения в движение текучих сред, судов и использования энергии текучей среды характеризуется наличием выпуклой наружной передней поверхности, прочно прикрепленной к вогнутой внутренней задней поверхности для задания открытого сосуда. При совершении колебательного движения окружающие текучие среды ускоряются и выбрасываются за сосуд, в результате чего криволинейное тело и окружающие текучие среды приводятся в движение в противоположных направлениях. Криволинейное тело прикреплено к источнику движущей силы напрямую или через исполнительный элемент, прикрепляемый к предложенному устройству при помощи отверстия. Колеблющийся движитель может приводиться в действие напрямую источником движущей силы, совершающим возвратно-поступательные движения, или опосредованно за счет реактивного момента, передаваемого опорному основанию. Достигается отклонение вектора тяги за счет вращения криволинейного тела относительно опорного основания, уменьшение лобового сопротивления за счет использования гидродинамических форм, заборных отверстий, переднего крыла, заднего крыла и снижающей трение смазочной полости и повышение пропульсивной способности за счет использования многоступенчатых колеблющихся движителей. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к области приводов и может быть использовано для приведения в движение небольших подводных объектов. Пьезоэлектрический подводный движитель содержит пьезоэлектрические элементы с обратным пьезоэффектом плоской формы в виде мембран, который обеспечивает изгиб мембран в две стороны при подаче на них разнополярного электрического импульса. Мембраны укреплены в корпусе оппозитно попарно, образуя рабочую полость, в которую с помощью патрубка, направленного в промежуток между мембранами, установлен рабочий струйный диод, входным каналом направленный внутрь этой полости, а выходным каналом наружу во внешнюю водную среду. В этой же полости перпендикулярно входу патрубка рабочего струйного диода оппозитно попарно установлены дополнительные струйные диоды входными каналами наружу полости, а выходными каналами внутрь полости. С внешней стороны мембран расположены вспомогательные полости. Патрубок установлен с возможностью изменения положения и соединяет рабочий струйный диод с корпусом. Достигается уменьшение массогабаритных показателей движителя и удобство управления им, а также удобство изменения тягового усилия и направления приводного импульса. 3 ил.

Наверх