Вибронасос Советский патент 1983 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к насосостроению, частности к конструкции внброиасос,а, и ожет быть иснольновано при проектироваии гидротранспортных систем приборострония, в экспериментальной и испытательной . ехнике.

Известен вибронасос, содержащий труб чатый рабочий орган, имеющий в нижней части обратный кланан, а в верхней - выходное отверстие, и закрепленный на виброприводе ij.10

Недостатками известного вибронасоса являются низкий КПД и сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности являетсявибронасос, соаержащий трубчатый рабочий орган, имеющий в нижней части обратный кланан, а 3 верхней - выходное отверстие и вибропривод, выполненный в виде пьезокерамического элемента, снабженного жестко закреплеиными на нем башмаками, контакти- о рующими с рабоч.им органом, причем с одной стороны элемента расположен сплощной заземленный электрод, а с другой стороны - составной электрод, симметричные части которого попарно подключены через переключатель к источнику высокочастот- 25 ного тока 2.

Недостатком известного насоса является Низкий КПД. Цель изобретения - повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, чтб 30 в вибронасосе, содержащем трубчатый рабочий орган, имеющий в нижней части обратный клапан, а в верхней - выходное отверстие, и вибропривод, выполненный в виде пьезокерамического элемента, снабженного жестко закрепленными на нем башма- 35 нами, контактирующими с рабочим органом, причем с одной стороны элемента расположен сплощной заземленный электрод, а с другой стороны - составной электрод, симметричные части которого попарно подклю- Q чены через переключатель к источнику высокочастотного тока, пьезокерамический эле-1 мент выполнен в виде радиально устайовленйых вокруг рабочего органа пластин; под дружиненных к последне йу, а составной электрод имеет дополнительную центральнуи jj часть, подключенную непосредственно к исг точнику высокочастотного тока.

На фиг. 1 схематично изображен вибронасос, продольный разрез; На фиг. 2 электрическая схема подключения пьезоке- ;Q рамического элемента; на фиг. 3 - схема разделения пьезокерамического элемента, где Штриховкой обозначены электроды, находящиеся под воздействием электрического напряжения; на фиг. 4 - кривые зависимости амплитуды А продольных колебаний от 55 конфигурации и схемы подключения элек- . тродов на фиг. 5 - то же для амплитуды Ау поперечных колебаний.

Виб юнасос содержит трубчатый рабочий орган 1, имеющий в нижней части обратный клапан 2, а в верхней - В1 1ходное отверстие 3, и вибропривод, выполненный в виде пьезокерамического элемента, снабженного жестко закрепленными на нем башмаками 4-7, крнтактируюн1ими с рабочим органом 1, причем с одной стороны элемента расположен СПЛОИ Ной заземленный электрод 8, а с другой стороны - составной электрод, симметричные части 9-12 которого попарно подключены через переключатель 13 к источнику 14 высокочастотного тока. Пьезокерамический элемент выполнен в виде радиально установленных вокруг рабочего органа пластин 15 и 16, подпружиненных к последнему пружинами 17 и 18, а составной электрод имеет дополнительную центральную часть 19, подключенную непосредственно к источнику 14 высокочастотного тока. Вибронасос работает следующим образом.

При подаче электрических колебаний от источника 14 на одну из симметричных частей, например 9 и 10 и электрод 8 каждой из пьезокерамических пластин 15 и 16, в них возбуждаются продольные с амплитудой АХ и изгибные с амплитудой Ау колебания (фиг. 4 и 5), частотные. и фазовые характеристики которых сдвинуты одна относительно другой.

Из-за этого закрепленные на пластинах 15 и 16 башмаки 4-7 coвepJaют эллиптические движения в плоскостях пластин ,15 и 16. В пределах одного цикла эллипсообразного движения бащмаки 4-7 проскальзывают относительно рабочего органа 1 в течение одной половины цикла и заклиниваются в течение другой половины цикла, за счет этого рабочий орган 1 соверщает направленное поступательное движение.

Реверсирование движения производится при помощи переключателя 13, который присоединяет другие симметричные части 11 и 12 к источнику 14, вследствие чего фаза изгибных колебаний изменяется относительно фазы продольных колебаний на 180°. При движении трубчатого рабочего органа 1 вниз от внешней Нагрузки открывается обратнь Й клапан 2, и происходит сброс порции жидкости через выходное отверстие 3. Клапан 2 закрывается при движении трубчатого рабочего органа 1 вверх. Такое чередование направления движения трубчатого рабочего органа 1 обеспечивает транстортирование жидкости. Вибронасос может аботать йепрерывно и в режиме дозирования.

В предлагаемом насосе отнощение плоцади электродов, находящихся под воздейтвием электрического напряжения {на фиг. 3 заштрихована) к полной площади электроов составляет 0,75 (тогда как в известном всего О ,5). На графиках амплитуд А и Ау (фиг. 4 и 5) криаая, соответствующая характеристикам известного вибронасоса. рбозначена а, кривая для предлагаемого вибронасоса - б. Из сравнейня графиков бидно, что значения амплитуд А и Ау у предлагаемого вибронасоса значительно боль ше, что свидетельствует об уменьшении эяер гозатрат и увеличейии расхода транспортируемой жидкости. Форма выполнения электродов и схема их подключения к источнику дает возмож4х

пн

Й/г.Л ность иакснмдльяо использовать об1эём пьезоактивного материала пьезокерамических элементов, что значительно увеличивает КПД вибронасоса. Выполнение пьезокерамического элемента в виде пластин и их симметричное расположение по периметру рабочегб органа обеспечивает надежный с требуемый натягом механический контакт башмаков е рабочим органом, что также повышает КПД вибронасоса.

JO

-ю -W -W

-W

Kil-IO HH

ВИБРОНАСОС, содержащий трубчатый рабочий орган, имеющий в нижней части обратный клапан, а в верхней - выходное отверстие, и вибропривод, выполненный в виде пьезокерамического элемента, снабженного жестко закрепленными на нем башмаками, контактирующими с рабочим органом, причем с одной стороны элемента расположен сплошной заземленный электрод, а с другой стороны - составной электрод, симметричные части которого попарно подключены через переключатель к источнику высокочастотного тока, отличающийся тем, что, с целбю повышения КПД, пьезокерамический элемент выполнен в виде радиально установленных вокруг рабочего органа пластин, подпружиненных к последнему, а составной электрод имеет дополнительную центральную часть, подключенную непосредственно к источнику высокочастотного тока. (Л Од IND со